【正文】 Qd=Qp+Qnp=（I〞2+10I2ft/2+ I2ft）tf/12+ I〞2T＝（+10+）4/12+=由上式得: I2ttQd 滿足熱穩(wěn)定條件 （2）10kV側(cè)高壓隔離開關的選擇 10kV側(cè)高壓隔離開關選擇GN—10T/。 GN—10T/3000型號高壓隔離開關的技術參數(shù)額定電壓(kV)10最高電壓(kV)額定電流(A)3000動穩(wěn)定電流(kA、峰值)160熱穩(wěn)定電流（kA、有效值）75隔離開源分、合閘時間（S）5 校驗：①安裝隔離開關地點的工作電壓為10kV，隔離開關的額定電壓為10kV，即：UN。etUN滿足電壓選擇條件；②通過隔離開關的最大持續(xù)工作電流Igmax=。et=3000A,即；IN。etIg。max 滿足電流條件；③短路情況下力穩(wěn)定的校驗隔離開關極限通過電流的幅值，也就是動穩(wěn)定電流iet=160kA，三相短路沖擊電流ish(3)= ，即： ietish(3) 滿足力穩(wěn)定條件；④短路情況下熱穩(wěn)定的校驗I2tt=4024=6400kA2/s ()Qd=Qp+Qnp=（I〞2+10I2ft/2+ I2ft）tf/12+ I〞2T ()＝（+10+）4/12+=由上式得: I2ttQd 滿足熱穩(wěn)定條件。 （3）10kV側(cè)電壓互感器的選擇試選用JDZJ10型型號含義：J──電壓互感器 D──單相 Z──澆注絕緣 J──接地保護10──額定電壓(KV) JDZJ10型電壓互感器技術參數(shù)額定電壓(kV)準確等級/二次繞組額定負荷(VA)初級繞組次級繞組輔助繞組1級3級10/5080200說明:、三繞組結(jié)構(gòu)的電壓互感器。其中單相對地電壓，還可用作中性點非直接接地系統(tǒng)中對地的絕緣監(jiān)察，心及實現(xiàn)單相接地的繼電保護[12]。 校驗：① 電壓互感器一次側(cè)的額定電壓UN應大于或等于所接電網(wǎng)的額定電壓UN網(wǎng)，電壓互感器一次側(cè)的額定電壓是10kV，電網(wǎng)電壓是10kV，即：。② 電壓互感器二次側(cè)電壓選擇：，剩余電壓繞組（輔助二次）。所以選擇JDZJ10型電壓互感器經(jīng)以上校驗均滿足要求，可選用。 （4）10kV側(cè)的電流互感器的選擇最大持續(xù)工作電流Igmax10= ==則電流互感器一次電流為I3=Igmax10==：L──電流互感器 M──貫穿母線式 Z──澆注成型固體B──帶有保護級 2──設計序號 20──額定電壓 LMZB220型電流互感器的技術參數(shù)額定電流比（A）級次組合準確限值額定短路時熱電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）3000/5電流互感器的選擇和校驗：①電流互感器一次側(cè)的額定電壓UN應大于或等于所接電網(wǎng)的額定電壓UN網(wǎng)即：UNUN網(wǎng)，電流互感器一次側(cè)的額定電壓是20kV，滿足要求。②電流互感器額定電流IN應大于或等于所接電網(wǎng)的額定電流IN網(wǎng)即：ININ網(wǎng)，電流互感器一次側(cè)的額定電流是 IN2=12000A＞IN網(wǎng)= 滿足要求。動熱穩(wěn)定性不進行校驗[13]。7 進出線的選擇與校驗 進出線選擇的方法根據(jù)氣象條件，在空氣中明敷時選取年最熱月平均最高氣溫為33℃， 處的平均溫度 25℃ 進出線根據(jù)發(fā)熱條件選擇，發(fā)熱條件的方法如下[14]：按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應使其允許載流量不小于通過相線的計算電流I30，即： 進出線的校驗方法 高壓進線的校驗 高壓的進線在根據(jù)發(fā)熱條件選擇后利用最小截面來校驗其機械強度，由于線路較短且電壓較高，電壓損失不作為高壓的校驗條件，校驗的方法如下：AAMIN 低壓出線的電壓損失校驗由于電壓較低，對低壓出線必須進行電壓損失的校驗，并且進行熱穩(wěn)定的校驗，電壓損失校驗的公式如下[15]： ΔU （） ΔU%=ΔU/U（U表示380V） 低壓進出線的熱穩(wěn)定校驗 低壓熱穩(wěn)定校驗公式如下： （= s） 熱穩(wěn)定系數(shù)C=65由上短路計算可知，低壓側(cè)短路電流穩(wěn)定值=18kA，因此可知，240由于我們采用的是聚氯乙烯鋁鋅電纜，電纜采用四芯電纜，校驗條件：所以，所選低壓電纜截面均不小于240。 110kV側(cè)進線的選擇 110kV主干線的選取: 由于公共干線在大街另一側(cè)，為了不破壞大街的街面，不采用直埋方式，從公共電源干線引線，根據(jù)發(fā)熱條件采用LGJ50/8鋼芯鋁絞線，引入廠區(qū)后采用ZRYJV22鋁鋅電纜直埋至變電所[16]。根據(jù)有關資料，10kV進線要求的最小截面為25，可知所選鋁鋅線鄰廠備用線的選用: 由以上負荷計算可知，二級負荷計算電流為I30=，所以選擇ZRYJV22鋁鋅電纜直埋至變電所，對鄰廠備用線的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗由于數(shù)據(jù)缺乏，無法進行。 10kV側(cè)出線的選擇 至高爐煉鋼車間根據(jù)發(fā)熱條件，選取聚氯乙烯絕緣電纜VLV22+直埋，熱穩(wěn)定校驗滿足條件。電壓損失校驗如下：（取，）ΔU = () ΔU%=ΔU/U=% 5% 此電纜線路滿足電壓損失校驗[17] 至高爐煉鐵車間根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。 至初軋車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。 至大型車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。 至中型車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。 至中板車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。 至管材車間根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。校驗可知滿足電壓損失條件。 至機修車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。 至鍋爐房 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。 至化驗室，辦公室由于至倉庫需要穿過橋梁，所以采用架空線。根據(jù)熱穩(wěn)定校驗條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗。通過校驗可知滿足電壓損失條件。8 二次回路方案的選擇二次回路是指用來控制、指示、監(jiān)測和保護一次電路運行的電路，亦稱二次系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)及繼電保護和自動化系統(tǒng)等。二次回路在供電系統(tǒng)中雖是其一次電路的輔助系統(tǒng)，但他對一次電路的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的運行有著十分重要的作用，因此必須予以重視。對保護配置的基本要求是：選擇性、速動性、靈敏性以及可靠性，即保護四性。 變電所二次回路設計 變電所保護配置的基本任務：（1）當系統(tǒng)中某電器元件發(fā)生故障時，保護能自動、快速、有選擇地將故障元件從系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復正常運行；（2）當系統(tǒng)中電器元件出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，能及時反應并根據(jù)運行維護的條件發(fā)出信號或跳閘。 變壓器的保護配置電力變壓器在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，它的故障對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行都會帶來嚴重的后果，變壓器在運行中有可能出現(xiàn)各種類型的故障和不正常運行狀態(tài)，因此必須根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設性能良好、動作可靠的保護。變壓器發(fā)生故障時，必將對電網(wǎng)和變壓器帶來危害，必須將其從電力系統(tǒng)中切除。變壓器處于不正常運行狀態(tài)時，保護應發(fā)出信號[18]。 為了保證電力系統(tǒng)安全運行，并將故障或不正常運行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照GB 14258——1993《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應按照以下保護裝置：氣體保護，當變壓器繞組發(fā)生匝數(shù)很少的匝間短路或嚴重漏油時，縱差動保護不會動作，而氣體保護能動作；當繞組斷線，因通過的穿越性電流，此時縱差動保護不會動作，由于斷線處電弧的作用，氣體保護能反應動作；此外，氣體保護還能作為變壓器油箱內(nèi)短路故障時縱差動保護后備保護。縱聯(lián)差動保護，變壓器裝設縱聯(lián)差動保護，要求保護能快速切斷保護區(qū)內(nèi)的短路故障。： 縱聯(lián)差動保護原理圖 在變壓器正常運行或差動保護的保護區(qū)外的K1點發(fā)生短路時，變壓器一次側(cè)電流互感器TA1的二次電流與變壓器二次側(cè)電流互感器TA2的二次電流相等或接近相等，則流入電流繼電器KA的電流約等于0，繼電器KA不動作。而在差動保護的保護區(qū)內(nèi)K2點發(fā)生短路時，對于單端供電的變壓器來說，,因此,超過繼電器KA所整定的動作電流，使KA瞬時動作，然后通過出口繼電器KM使斷路器QF跳閘，同時通過信號繼電器KS發(fā)出信號。 差動保護動作電流整定[19]： 變壓器差動保護的動作電流應滿足三個條件：（1）應躲過變壓器差動保護區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流。.（2）應躲過變壓器勵磁電流，即,～。（3），式中為最大負荷電流，取（～）,。由于在實際情況下要盡量減小，所以靈敏度：﹥2 滿足要求過電流保護，為了防止外部短路引起的過電流，并作為變壓器相間短路的后備保護，在變壓器三側(cè)裝設過電流保護。保護裝置安裝在變壓器的電源側(cè)，當發(fā)生內(nèi)部故障時，若主保護拒動，應有過電流保護經(jīng)延時動作于斷開變壓器各側(cè)的斷路器。主變壓器220kV側(cè)的后備保護，可采用由低電壓起動的過電流保護，是在過電流保護的基礎上增加低壓繼電器閉鎖，從而降低電流繼電器的動作值，提高了保護的靈敏度。保護的動作電流值應按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流來整定，即 () = =式中——正常運行時最大負荷電流 ——變壓器的額定電流 ——可靠系數(shù)，～ ——電流繼電器的返回系數(shù)， ——自起動系數(shù)，～3。保護的動作時限按階梯型時限特性。靈敏度校驗：=﹥ () 過負荷保護，變壓器的過負荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設單項式過負荷保護，帶時限動作于信號。 架空線與母線的保護配置220kV線路選擇距離保護作主保護，過電流保護作后備保護。距離保護整定計算:按照三段式距離保護整定計算 I段：啟動阻抗繼電器的整定阻抗 II段：啟動阻抗繼電器的整定阻抗為靈敏度動作時限應滿足 III段：啟動阻抗，靈敏度變電所中的母線是電力系統(tǒng)中的一個重要組成元件，它起著匯總和分配電能的作用，因此必須保證母線的安全可靠運行。母線故障的類型主要是單相接地短路和相間短路故障。為切除母線故障，可采用兩種方式：利用母線上其他供電元件的保護裝置來切除故障；裝設專門的母線保護，裝設差動保護就可以滿足要求。 站用電源及操作電源 （1）站用電源變、配電站為維持自身的正常運轉(zhuǎn)，需要開關操作系統(tǒng)電源，控制回路、信號回路、保護回路的電源，以及照明、維修等電源。站用電源是非常重要的，它是變電站正常供電的基礎條件。結(jié)合本次設計的實際情況10kV及以下的站用電源，引自就近的配電變壓器的220/380V側(cè)。 （2）操作電源斷路器需要配用專門的操作機構(gòu)，操作機構(gòu)工作時需要電源；另外，控制回路、信號回路、保護回路的工作也需要電源，這些電源稱為操作電源。操作電源有直流操作電源和交流操作電源之分。 結(jié)合本次設計的實際情況，宜采用彈簧儲能操動機構(gòu)合閘和去分流跳閘的全交流操作，亦可采用手力操作機構(gòu)合閘和交流去分流跳閘。 斷路器控制與信號回路 （1）控制回路控制回路是指控制（操作）斷路器分、合閘的回路。結(jié)合本次設計的實際情況，選用了彈簧儲能直流操作電源的控制回路。（2）信號回路 指用于指示一次系統(tǒng)中設備運行狀態(tài)的二次系統(tǒng)。 位置信號：用來顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)，一般用紅燈亮，表示斷路器在合閘位置，用綠燈亮，表示斷路器在跳閘位置。 事故信號：用來顯示斷路器在事故情況下的工作狀態(tài)，一般用紅燈閃光，表示斷路器自動合閘，用綠燈閃光，表示斷路器自動跳閘。預告信號：是在一次設備出現(xiàn)不正常狀態(tài)時或故障初期發(fā)出報警信號。 （3）對斷路器控制回路及信號回路的基本要求 應能監(jiān)視控制回路保護裝置（如熔斷器）及其分、合閘回路的完好性，以保證斷路器的正常工作。 合閘或跳閘完成后，應能使其命令脈沖解除，即能切斷合閘或跳閘的電源。 應能指示斷路器正常合閘和跳閘的位置狀態(tài)，并在自動合閘和自動跳閘時有明顯的指示信號。 各斷路器均應有事故跳閘信號。對有可能出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)或故障的設備，應裝設預告信號。 （4）采用手動操作的斷路器控制和信號回路是手動操作的斷路器控制和信號回路原理圖如下圖所示： 手動操作的斷路器控制和信號回路原理圖 合閘時，推上操作機構(gòu)手柄使斷路器