【正文】 ????????大于長(zhǎng)期工作持續(xù)電流 滿足要求。35kV 母線固定間距取 l=1000mm，相間距取 a=250mm，母線短路沖擊電流=，計(jì)算母線受到的電動(dòng)力，即shi ????2723sh3N/A10aliF??? .計(jì)算母線受的彎曲力矩：Nm?????lFM母線水平放置，截面為 40 5mm2，則 b=40mm，h=5mm，計(jì)算截面系數(shù)即 ..hbW??計(jì)算母線最大應(yīng)力，即 ??????而母線允許應(yīng)力： ?由此可知，該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度要求。熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，熱穩(wěn)定要求最小截面，查手冊(cè)得 2/ms87AC??? 2323ima3min ?????tCIS由于母線實(shí)際截面 , ?S熱穩(wěn)定度要求。 10kV 母線的選擇與校驗(yàn)10kV 側(cè)的長(zhǎng)期工作持續(xù)電流為：石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)28???選用 的 LMY 型矩形硬鋁母線，平放時(shí)允許載流量為 1427A,考慮到108?環(huán)境等因素的影響，應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)得 1411A,大于持續(xù)工作電流，同樣可按照 35kV 側(cè)計(jì)算應(yīng)力的方法，算得母線允許應(yīng)力為： ????可見滿足動(dòng)穩(wěn)定度的要求。熱穩(wěn)定度的最小截面為： ?? 2323ima3min ??????tCIS可見滿足要求。 互感器的選擇 互感器的作用互感器的功能主要是：(1)用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路(一次電路)絕緣。這既可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止儀表、繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。(2)用來擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。通過采用不同變流比的電流互感器，用一只 5A 量程的電流表就可以測(cè)量任意大的電流。同樣，通過采用不同變壓比的電壓互感器，用一只 100V 量程的電壓表就可以測(cè)量任意高的電壓。而且由于采用互感器，可使二次儀表、繼電器等的設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些設(shè)備的批量生產(chǎn)。 電流互感器的選擇與校驗(yàn) 35kV 側(cè)電流互感器的選擇與校驗(yàn)電流互感器是一種變換電流的互感器，其二次側(cè)額定電流一般為5A。35kV 級(jí)電流互感器分為戶外型和戶內(nèi)型兩類。在此選 LCZ35 型的電流互感器，額定電壓 大于等于線路電壓 ，kV35Ue?kV351U?石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)29滿足要求。???動(dòng)穩(wěn)定度要求，該型號(hào)電流互感器的額定動(dòng)穩(wěn)定電流 90kA 大于 ，即滿??3shi足動(dòng)穩(wěn)定度要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)，電流互感器的熱穩(wěn)定， [(kA)2S]。???電氣設(shè)備 [(kA)2S]，滿足要求。0514tIQ239。K?? 10kV 電流互感器的選擇選擇 LZZBJ910 型的戶內(nèi)電流互感器，額定電壓 10kV 滿足要求。額定電流 滿足要求。???動(dòng)穩(wěn)定度要求，該型號(hào)電流互感器的額定動(dòng)穩(wěn)定電流 110kA 大于 ，可見??3shi滿足動(dòng)穩(wěn)定度要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)，電流互感器的熱穩(wěn)定， [(kA)2S]。????電氣設(shè)備 [(kA)2S]，滿足要求。64018tIQ239。K?? 電流互感器使用注意事項(xiàng)(1)電流互感器在正常工作時(shí)其二次側(cè)不得開路；(2)電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地；(3)電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性，按照規(guī)定，我國(guó)互感器和變壓器的繞組端子，均采用“減極性”標(biāo)號(hào)法 [1]。 電壓互感器的選擇電壓互感器的特點(diǎn)：其一次繞組匝數(shù)很多，而二次繞組較少，相當(dāng)于降壓變壓器。工作時(shí)，一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。35kV 側(cè)選擇 JDZ935 型電壓互感器，額定電壓 35kV 符合要求，額定變壓比 35/，額定絕緣水平 ，10kV 側(cè)選擇 JDZJ10Q 型電壓互感器，額定電壓 10kV 符合要求。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)30電壓互感器的使用注意事項(xiàng)(1)電壓互感器在工作時(shí)其二次不得短路。由于電壓互感器一、二次繞組都是在并聯(lián)狀態(tài)下工作的，如二次側(cè)短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒毀互感器，甚至影響一次電路的安全運(yùn)行。因此電壓互感器的二次側(cè)都必須裝設(shè)熔斷器以進(jìn)行短路保護(hù)；(2)電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地。這是為了防止一、二次繞組間的絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全；(3)電壓互感器在連接時(shí)也必須注意極性。 高壓開關(guān)柜的選擇 開關(guān)柜的概念與特點(diǎn)高壓開關(guān)柜是金屬封閉開關(guān)設(shè)備的俗稱，是按一定的電路方案將有關(guān)電氣設(shè)備組裝在一個(gè)封閉的金屬外殼內(nèi)的成套配電裝置。高壓開關(guān)柜廣泛應(yīng)用于配電系統(tǒng)，作接受與分配電能之用。既可根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需要將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行，也可在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，從而保證電網(wǎng)中無故障部分的正常運(yùn)行，以及設(shè)備和運(yùn)行維修人員的安全。因此，高壓開關(guān)柜是非常重要的配電設(shè)備，其安全、可靠運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)具有十分重要的意義。 開關(guān)柜的主要特點(diǎn)： (1)有一、二次方案,這是開關(guān)柜具體的功能標(biāo)志，包括電能匯集、分配、計(jì)量和保護(hù)功能電氣線路。一個(gè)開關(guān)柜有一個(gè)確定的主回路(一次回路)方案和一個(gè)輔助回路(二次回路) 方案，當(dāng)一個(gè)開關(guān)柜的主方案不能實(shí)現(xiàn)時(shí)可以用幾個(gè)單元方案來組合而成。 (2)開關(guān)柜具有一定的操作程序及機(jī)械或電氣聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，實(shí)踐證明：無“五防”功能或“五防功能不全”是造成電力事故的主要原因。 (3)具有接地的金屬外殼，其外殼有支承和防護(hù)作用。因此要求它應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，保證裝置的穩(wěn)固性，當(dāng)柜內(nèi)產(chǎn)生故障時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)變形、折斷等外部效應(yīng)。同時(shí)也可以防止人體接近帶電部分和觸及運(yùn)動(dòng)部件，防止外界因素對(duì)內(nèi)部設(shè)施的影響；以及防止設(shè)備受到意外的沖擊。 (4)具有抑制內(nèi)部故障的功能， “內(nèi)部故障”是指開關(guān)柜內(nèi)部電弧短路引起的故障，一旦發(fā)生內(nèi)部故障要求把電弧故障限制在隔室以內(nèi) [7]。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)31 開關(guān)柜的選擇本設(shè)計(jì) 35kV 側(cè)采用 戶內(nèi)固定式高壓開關(guān)設(shè)備。固定式高壓開關(guān)柜系 三相交流 50Hz 成套配電裝置，主要用于發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)等的配電室接受和分配電能，對(duì)電路的控制、保護(hù)及監(jiān)測(cè)之用。還可使用于頻繁操作的場(chǎng)所，主要技術(shù)參數(shù)如表 64。表 64 開關(guān)柜項(xiàng)目 單位 參數(shù)額定電壓 kV 額定電流 A 1600額定短路開斷電流 kA 25額定短路關(guān)合電流（峰值） kA 63續(xù)表 64項(xiàng)目 單位 參數(shù)額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值） kA 634s 熱穩(wěn)定電流（有效值） kA 25外殼防護(hù)等級(jí) kA IP4X外形尺寸（寬深高） mm 14002200262510kV 側(cè)采用 KYN28 鎧裝移開式金屬封閉開關(guān)柜，這種開關(guān)柜系額定電壓～12kV 三相交流 50Hz 的戶內(nèi)成套配電裝置。用于發(fā)電廠送電、電業(yè)系統(tǒng)和工礦企業(yè)變電所受電、配電，還可以用于頻繁啟動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)等。本開關(guān)柜能滿足 GB390DL40IEC298 等標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且具有防止誤操作斷路器、防止帶負(fù)荷推拉手車、防止帶電關(guān)合接地開關(guān)、防止接地開關(guān)在接地位置時(shí)送電和防止誤入帶電間隔等“五防” 功能，主要技術(shù)參數(shù)如表 65。表 65 KYN2812 開關(guān)柜項(xiàng)目 單位 數(shù)據(jù)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)32雷電沖擊電壓 75絕緣水平工頻電壓kV42額定電壓 kV 12額定頻率 Hz 50主母線額定電流 A 1250額定短路開斷電流 kA 40額定短路關(guān)合電流（峰值） kA 100額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值） kA 1004s 熱穩(wěn)定電流（有效值） kA 外形尺寸（寬深高） mm 140022002625 高壓側(cè)進(jìn)線的選擇35kV 側(cè)進(jìn)線的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算導(dǎo)線截面，計(jì)算電流： ????年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 4800h,查相關(guān)資料得 ，因此2ec/mj22ec ??選最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面 150 ，即選 LGJ150 型鋼芯鋁絞線。校驗(yàn)發(fā)熱條件，查得 LGJ150 的允許載流量 ,因此滿172AI5I30al ??足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查得 35kV 架空線路鋼芯鋁絞線的最小允許截面，因此所選 LGJ150 也是滿足要求的。2min35A?電纜的選擇石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)33按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算導(dǎo)線截面，查相關(guān)資料得 ,因此2ec73A/?22ec ??選最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面 95 ，即選 YJV95 型交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。校驗(yàn)發(fā)熱條件，查得 YJV95 的允許載流量 ,因此滿172I0I3al ??足發(fā)熱條件。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)34第 7 章 繼電保護(hù) 電力變壓器保護(hù)GB500621992《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 》規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：①繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；②繞組的匝間短路；③外部相間短路引起的過電流；④過負(fù)荷；⑤中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；⑥油面降低；⑦變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障 [2]。 縱差保護(hù)對(duì)于三相變壓器，且采用 Y，d11 的接線方式，由于 Y 側(cè)采用了兩相電流差，該側(cè)流入差動(dòng)繼電器的電流增加了 倍。為了保證正常運(yùn)行及外部故障情3況下差動(dòng)回路沒有電流，該側(cè)電流互感器的變比也要增加 倍，即兩側(cè)電流互3感器變比的選擇應(yīng)該滿足： (71)312TAn?變壓器兩側(cè)電流互感器采取不同的接線方式，Y 側(cè)采用 Y，d11 接線方式，將兩相電流差接入差動(dòng)繼電器內(nèi)，將各相電流直接接入差動(dòng)繼電器內(nèi)。縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流 應(yīng)滿足一下三個(gè)條件：??dopI(1)應(yīng)躲過變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外短路時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流 ， (72)???式中， —可靠系數(shù)，可取 ；relK—外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流(kA)。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)35 (73) )(kstnpzaIKUfI???是由于電流互感器計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引|3/1| 2TATAzanf???起的相對(duì)誤差。 =400/5, =35/, =1000/5，帶入求得 。1 2TA ??zaf式中， —有變壓器分接頭改變引起的相對(duì)誤差，由于本設(shè)計(jì)沒有分接U頭，所以取 0；—非周期分量系數(shù)，取 ；npK—電流互感器同型系數(shù)，取 1；st—外部短路故障時(shí)最大短路電流(kA)。max,kI帶入數(shù)據(jù)得 ，從而 ，????。?? ?(2)應(yīng)躲過變壓器勵(lì)磁涌流，即 (74)???式中， —可靠系數(shù)，可取 到 ；relK—變壓器一次側(cè)電流， ?求得 ，折算到二次側(cè)為 。???dop ???(3)在電流互感器二次回路斷線且變壓器處于最大負(fù)荷時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作，因此 (75)???式中， —最大負(fù)荷電流(A)，取 ； —可靠系數(shù)，可取 。relK帶入得 ，折算到二次側(cè)為 ，取最大值 。??? ???靈敏度用保護(hù)裝置在保護(hù)區(qū)內(nèi)電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)的最小短路電流與保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流 的比值來表示， opI石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)36靈敏度 滿足校驗(yàn)?? . ????IKksen 瓦斯保護(hù)電力變壓器通常是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)存在故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少以及排出速度，與變壓器的嚴(yán)重程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器，它安裝在油箱和油枕之間的連接管道上。變壓器發(fā)生輕微故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體較少且速度慢，由于油枕處在油箱的上方，氣體沿管道上升，使氣體繼電器內(nèi)的油面下降，當(dāng)下降到動(dòng)作門檻時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作，發(fā)出警告信號(hào) [2]。 過電流保護(hù)變壓器的主保護(hù)除了采用差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)外，變壓器還應(yīng)裝設(shè)相間短路的后備保護(hù)。后備保護(hù)的作用是為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為變壓器內(nèi)部故障時(shí)主保護(hù)的后備。對(duì)于過電流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即 (76)?式中， —可靠系數(shù)，取 ；relK —返回系數(shù)，取 ；r —變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流(A)。A6934251ax. ??LI帶入得 1060A,折算到二次側(cè)為 。setI石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)37第 8 章 變電所的防雷與接地 概述雷電過電壓又稱大氣過電壓，也稱外部過電壓，它是由于電力系統(tǒng)中的設(shè)備、線路等遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓，其電壓幅值高達(dá) 1 億伏，其電流幅值可高過幾十萬(wàn)安，因此對(duì)供電系統(tǒng)危害極大，必須加以防護(hù)。其中雷電過電壓分為直接雷擊和間接雷擊，所以必須安裝避雷設(shè)施。避雷針是對(duì)雷電場(chǎng)產(chǎn)生一個(gè)附加電場(chǎng)，使雷電場(chǎng)畸變，從而將雷云放電的通道，由原來可能向被保護(hù)物體發(fā)展的方向，吸引到避雷針本身，然后經(jīng)與避雷針相連的引下線和接地裝置，將雷電流泄放到大地中去。所以，避雷針實(shí)質(zhì)是引雷針，它把雷電流引入地下，從而保護(hù)了線路、設(shè)備和建筑物