【導(dǎo)讀】敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。本設(shè)計是以電氣工。部分進行畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。設(shè)計步驟主要包括：方案比較、供電方式確定、短路電流計。算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護整定以及防雷接地等內(nèi)容。和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是。因此，設(shè)計和建造一個安全、經(jīng)濟的變電所，是極為重要的。

　　

【正文】 變壓器各級電壓母線及出線 表 3— 1 （ 2） 動穩(wěn)定性校驗 短路電流通過電器設(shè)備時，電器設(shè)備各部件應(yīng)能承受短路電流產(chǎn)生的機械力效應(yīng)，不發(fā)生變性損壞，即 ： es shii? 或 es shII? 式中 esi 、 esI — 電器設(shè)備額定動穩(wěn)定電流峰值及其有效值， KA； shi 、 shI — 短路沖擊電流峰值及其有效值， KA。 下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定： 1)熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定。 2)采用有限流電阻的熔斷器保護的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定。 3)裝設(shè)在電壓互感器回路的裸導(dǎo)體和電器，可不校驗動、熱穩(wěn)定性。 （ 3） 短路電 流計算的條件 為使電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定： 1)容量和接線 ： 按本工程設(shè)計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后 5～ 10 年）；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。 2)短路種類 ： 一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗算。 3)計算短路點 ： 選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點 。 4)正確估計短路切除時間：通常，短路計算時間 ft 由繼電保護動作時間 1t 和斷路器的切斷時間 2t 之和來決定，即 21 tttf ?? 式中： 1t — 主保護動作時間，一般可取為 。 當(dāng)缺乏具體的斷路器動作時間時， 2t 可取下列平均值：對于快速及中速動作的斷 路器 St )~(2 ? ，對于低速動作的斷路器 St ? 、 10KV側(cè)電氣設(shè)備的選擇 柜的選擇 ： 額定電壓： 10NSU kV? 額定電流： NI ≧ AIMAX ? 根據(jù)有關(guān)資料， 10kV 高壓開關(guān)柜選用 KYN2812型戶內(nèi)交流金屬鎧裝中置式開關(guān)柜，柜內(nèi)配裝 ABBG 公司的 VD4 的真空短路器，其主要技術(shù)參數(shù)如表 3— 1所示： 序號 名 稱 單位 參 數(shù) 1 額定電壓 KV 12 2 額定電流 A 400,630,1000,1600,2020,3150 3 1min 工頻耐受電壓 相間及相對地 KV 42 斷口間 48 4 雷電沖擊耐受電壓（峰值） 相間及相對地 KV 75 斷口間 84 5 額定短路開斷電流 KA 16,20, 6 額定短時耐受電流 KA 16,20, 7 額定短路電流耐受時間 S 3 8 額定峰值耐受電壓 KA 40,50,80 9 機械壽命 斷路器 次 30000 隔離開關(guān)及接地開關(guān) 2020 10 額定短路電流開斷次數(shù)（電壽命） 次 50 11 額定操作電壓 V AC/DC220 12 防護等級 外殼 IP4X,手推車門打開時IP2X 表 3— 2 下面對 KYN28— 12 型 戶內(nèi)交流金屬鎧裝中置式 開關(guān)柜進行校驗： 如表所示：其額定電壓為 12kV,滿足要求。 下面校驗其主要電器部件： VD4 真空斷路器、 JDZ10 型電壓互感器、 LZZBJ9— 12型電流互感器 。 ： 本次設(shè)計斷路器選用 VD4 真空斷路器，其主要參數(shù)如表 3— 3 所示： 序 號 名 稱 單位 參 數(shù) 1 額定電壓 KV 12 2 額定電流 A 3150 3 額定功率 Hz 50 4 額 定 絕 緣水 平 1min 工頻耐受電壓 KV 42 雷電沖擊耐受電壓 KV 75 5 額定短路開斷電流 KA 50 6 額定短時耐受電流（峰值） KA 50 7 額定峰值耐受電流（峰值） KA 125 8 額定短路關(guān)合電流（峰值） KA 125 9 額定短路電流耐受時間 S 3 10 機械壽命 次 30000 表 3— 3 如表所示： VD4 真空斷路器的額定電壓為 VUN 12? ≧ VUNS 10? ； VD4 真空斷路器的額定電流為 AIN 3150? ≧ AIMAX ? ； VD4 真空斷路器的額定開斷電流為：50KA，大于 1K 點三相短路電流周期分量有效值： ； VD4 真空斷路器的額定短路關(guān)合電流為 125KA，大于 1K 點的三相短路全電流沖擊值 KAish ? ，滿足要求。 動穩(wěn)定校驗： 如表所示： VD4 真空斷路器的額定峰值耐受電流為： KAies 125? 大于 1K 點的三相短路全電流沖擊值 KAish ? ，滿足在短路情況動穩(wěn)定的要求。 熱穩(wěn)定校驗： 交流分量的熱效應(yīng) PQ 為： 12)10( 222 ffttfK tIIIQ ??? 在本設(shè)計中， KAIII fttf 2 ??? ，取短路開斷時間為： Stf ? 故 SKAQ p 22 )( ??? 直流分量的熱效應(yīng)為： TIQnp 2? 由表 3— 1 得 ST ? ，故 SKAQ np 22 )( ??? 因此，熱效應(yīng) KQ 為： SKAQ nppK 2)( ????? 由表 3— 3 可得 VD4 型真空斷路器的額定短時耐受電流為 50KA，額定短路電流耐受時間為 3S，故 SKAtI t 222 )(7 50 0350 ??? 即 Kt QtI ?2 ，故熱穩(wěn)定滿足要求。 ： （ 1）電壓互感器選型的要求： 電壓互感器的種類和形式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件進行選擇，例如：在 6~35kV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油漬式或澆注式； 110~220kV 配電裝置通常采用串級式電磁式電壓互感器；當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時，也可采用電容式電壓互感器。 電壓互感器選擇的主要項目是： 1）額定電壓應(yīng)于安裝處電網(wǎng)的額定電壓相一致； 2）類型：戶內(nèi)型 、戶外型 ； 3）容量和準(zhǔn)確度等級的選擇：首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，然后計算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn) 確級和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級和額定容量。 本設(shè)計選用 JDZ10 型電壓互感器。其技術(shù)參數(shù)如表 3— 4所示： 序號 名 稱 單位 參 數(shù) 1 額定電壓 V 10000/100 2 準(zhǔn)確等級 ,1 3 額定輸出 VA 15,30,60 4 極限輸出 VA 300 表 3— 4 如表所示， JDZ10 型電壓互感器額定一次電壓為 10KV，符合要求。 ： （ 1） 電流互感器型號： 第一字母： L— 電流互感器； 第二字母： A— 穿墻式； Z— 支柱式； M— 母線式； D— 單匝貫穿式； V— 結(jié)構(gòu)倒置式； J— 接地檢測用； W— 抗污穢； R— 繞組裸露式； 第三字母： Z— 環(huán)氧樹脂澆注式； C— 瓷絕緣； Q— 氣體絕緣介質(zhì)； W— 與微機保護專用； 第四字母： B— 帶保護級； C— 差動保護； D— D 級； Q— 加強型； J— 加強型； 第五數(shù)字： D（ B、 C） — 差動保護； （ 2）主要技術(shù)要求： 1）額定容量：額定二次電流通 過二次額定負(fù)荷時所消耗的視在功率。額定容量可以用視在功率 表示，也可以用二次額定負(fù)荷阻抗Ω表示。 2）一次額定電流：允許通過電流互感器一次繞組的用電負(fù)荷電流。用于電力系統(tǒng)的電流互感器一次額定電流為 5～ 25000A，用于試驗設(shè)備的精密電流互感器為 ～ 50000A。電流互感器可在一次額定電流下長期運行，負(fù)荷電流超過額定電流值時叫做過負(fù)荷，電流互感器長期過負(fù)荷運行，會燒壞繞組或減少使用壽命。 3）二次額定電流：允許通過電流互感器二次繞組的一次感應(yīng)電流。 4）額定電流比（變比）：一 次額定電流與二次額定電流之比。 5）額定電壓：一次繞組長期對地能夠承受的最大電壓（有效值以 kV 為單位），應(yīng)不低于所接線路的額定相電壓。電流互感器的額定電壓分為 ， 3， 6， 10， 35，110， 220， 330， 500kV 等幾種電壓等級。 6） 10%倍數(shù)：在指定的二次負(fù)荷和任意功率因數(shù)下，電流互感器的電流誤差為－ 10%時，一次電流對其額定值的倍數(shù)。 10%倍數(shù)是與繼電保護有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。 7）準(zhǔn)確度等級：表示互感器本身誤差（比差和角差）的等級。目前電流互感器的準(zhǔn)確度等級分為 ～ 1 多種級別，與原來相比準(zhǔn)確度提高很大。用于發(fā)電廠、變電站、用電單位配電控制盤上的電氣儀表一般采用 級或 級；用于設(shè)備、線路的繼電保護一般不低于 1 級；用于電能計量時，視被測負(fù)荷容量或用電量多少依據(jù)規(guī)程要求來選擇。 8）比差：互感器的誤差包括比差和角差兩部分。比值誤差簡稱比差，一般用符號 f表示，它等于實際的二次電流與折算到二次側(cè)的一次電流的差值，與折算到二次側(cè)的一次電流的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。 9）角差：相角誤差簡稱角差，一般用符號δ表示，它是旋轉(zhuǎn) 180176。后的二次電流向量與一次電流向量之間的 相位差。規(guī)定二次電流向量超前于一次電流向量δ為正值，反之為負(fù)值。 10）熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定倍數(shù)：電力系統(tǒng)故障時，電流互感器受到由于短路電流引起的巨大電流的熱效應(yīng)和電動力作用，電流互感器應(yīng)該有能夠承受而不致受到破壞的能力，這種承受的能力用熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)是指熱穩(wěn)定電流 1s 內(nèi)不致使電流互感器的發(fā)熱超過允許限度的電流與電流互感器的額定電流之比。動穩(wěn)定倍數(shù)是電流互感器所能承受的最大電流瞬時值與其額定電流之比。 LZZBJ9— 12 型電流互感器的技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)： GB 1208— 1997 和 IEC44— 1:1996； 額定絕緣水平： 12/42/75KV； 額定二次電流： 5A或 1A（ S 級僅限二次電流為 5A 的電流互感器）； 額定一次電流、準(zhǔn)確級組合及相應(yīng)的額定輸出、動熱穩(wěn)定電流見表 3— 5； 額定一次電流/A 準(zhǔn)確級組合 額定二次輸出 /VA 短時熱電流（ 1S）/KA 額定動穩(wěn)定電流 /KA 5P10 10P10 5P15 10P15 5P20 10P20 800～ 1250 15 20 80 160 1500～ 3150 100 160 表 3— 5 如表所示， LZZBJ9— 12 型電流互感器的額定電壓 KVUN 10? ，額定一次電流為1250A 大于最大可持續(xù)工作電流 AIMAX ? ，滿足要求。 動穩(wěn)定校驗： 查表 3— 5 得： LZZBJ9— 12 型電流互感器的額定動穩(wěn)定電流為： 160KA，大于 1K點的三相短路全 電流沖擊值： KAish ? ，滿足要求。 熱穩(wěn)定校驗： 查表 3— 5 得： LZZBJ9— 12 型電流互感器的短時熱電流為 80KA，故 SKAtI t 222 )(19 20 0380 ??? 即： SKAQtI Kt 22 )( 94?? ，滿足要求。 ： KYN28— 12 型 戶內(nèi)交流金屬鎧裝中置式 開關(guān)柜常見的幾種主接線方案見附錄一所示。 其中， 本設(shè)計高壓柜一次接線方案為：電纜進線柜用 03 方案；母聯(lián)柜用 01 方案；出線柜用 05 方案；母線提升及電壓互感器柜用 16 方案。 10KV 避雷器選擇 ： 選擇閥型避雷器安裝在 10kV 架空出線處，主要是保護架空出線。其技術(shù)參數(shù)見下表37。 HY5WS17/5 氧化鋅避雷器技術(shù)參數(shù) 名 稱 參 數(shù) 名 稱 參 數(shù) 型號規(guī)格 HY5WS17/5 最大沖擊殘壓 50kV 系統(tǒng)電壓 10kV 傘裙數(shù) 5 工頻放電電壓 ? 外型尺寸 150 200?? mm 額定電壓 單相重量 5kg 表 3— 6 10KV 側(cè)高壓柜主母線的選擇 ： 10kV 母線一般選用矩型銅母線。電纜的長時允許電流與電纜的敷設(shè)方式及根數(shù)有關(guān)。一般選用油浸紙絕緣高壓電纜。在第二章前面有提到：是雙回路架空線進線的，在計算時，按照雙回路分裂運行，每回承擔(dān)一半負(fù)荷來考慮經(jīng)濟電流密度的。 （ 1）按長時工作電流選取截面 ： 初選 TMY2(660)，其載流量為 1125A，大于 )54105760(3 ??? NUSI A645310 ?? 滿足要求。