【正文】 （某準(zhǔn)道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設(shè)計 19 確度下）允許的最大負(fù)荷。電流互感器的二次總負(fù)荷包括二次測量儀表、繼電器電流線圈、二次電纜和接觸電阻的部分電阻。當(dāng)電流互感器的二次負(fù)荷不平衡時，應(yīng)按最大一相的二次負(fù)荷校驗。電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr表示，熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr等于互感器 1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流 IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為 ??kNrQK?21（）式中 短路熱效應(yīng)。kQ電流互感器的內(nèi)部動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù) Kd表示，動穩(wěn)定倍數(shù) Kd等于互感器內(nèi)部允許通過的極限電流（峰值）與一次額定電流 IN1之比。故互感器內(nèi)部動穩(wěn)定條件為 ??shNdiIK??12（）式中 通過電流互感器一次側(cè)繞組的最大沖擊電流。shi此外，還應(yīng)校驗電流互感器的外部動穩(wěn)定（即一次側(cè)瓷絕緣端部受電動力的機(jī)械動穩(wěn)定） 。電流互感器外部動穩(wěn)定條件為 maxFy?（）式中 電流互感器一次側(cè)端部允許作用力；yF 電流互感器一次側(cè)瓷絕緣端部所受最大電動力。max220kV和 60kV側(cè)電流互感器選擇結(jié)果如表 表 220kV側(cè)電流互感器選擇計算數(shù)據(jù) LCWD220NsU220kV NU220kVmaxI I=1200A304?kQ（ ）SKA?2（K I N）r2（60 ） =1296KA2s?2shi d1 =.表 60kV側(cè)電流互感器選擇計算數(shù)據(jù) LCWD60沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 NsU60kV NU60kVmaxI I2600=1200AkQ ）skA?2（ K I N）r2（75 ） =2025( )?2skA?2shi d1 =. 互感器的配置要求（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足監(jiān)視、測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求；電壓互感器的配置應(yīng)能保證在主接線的運(yùn)行方式改變時，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。（2）6～220kV 電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定；（3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。如果電流互感器絕緣套管末屏能抽取電壓，則可省去。（1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)和自動裝置的要求；（2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等；（3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依據(jù)具體技術(shù)要求按兩相或三相配置，為了監(jiān)視三相電流的平衡和差動保護(hù)的需要，該處的電流互感器必須采用三相配置。 母線的選擇一般來說，母線系統(tǒng)包括載流導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分。載流導(dǎo)體可構(gòu)成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線（有單根、雙分裂和組合導(dǎo)線等方式） ，因其機(jī)械強(qiáng)度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機(jī)械強(qiáng)度。下面以應(yīng)母線為例，說明選擇和校驗的過程和方法。一、硬母線的選擇（1）型式。一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場所，或者腐蝕嚴(yán)重的場所，才選用銅材。20kV及以下且正常工作電流不大于 4000A時，宜選用矩形導(dǎo)體；在 4000～8000A 時，道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設(shè)計 21 一般選用槽形導(dǎo)體；8000A 以上的工作電流選管形導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線構(gòu)成的組合導(dǎo)線。（2）按最大持續(xù)工作電流選擇。導(dǎo)體截面應(yīng)滿足 maxIy?（）式中 導(dǎo)體的長期允許載流量，A。yI（3）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。在選擇導(dǎo)體截面時，除配電裝置的匯流母線外，長度在20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，先求出經(jīng)濟(jì)截面 即jS JISjmax???2（）式中 J經(jīng)濟(jì)電流密度， ，可由相應(yīng)曲線查出。2/A（4）熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件 ??maxCQSk?（）式中 C母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，可由相應(yīng)表查出；短路電流的熱效應(yīng)， ；kQsKA?2滿足熱穩(wěn)定的最小截面， 。minSm（5）動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件 y??max式中 母線材料的允許應(yīng)力；y? 母線材料所受的最大應(yīng)力。ax若每相采用多條矩形母線時，其母線導(dǎo)線所受的最大應(yīng)力應(yīng)為相間最大應(yīng)力與條間最大應(yīng)力之和。（6）電暈電壓校驗。電暈放電會造成電暈損耗、無線電干擾、噪聲和金屬腐蝕等許多危害。一般來說，110kV 及以上的母線應(yīng)進(jìn)行電暈電壓校驗。110220kV 裸母線在晴天不發(fā)生可見電暈的條件是：電暈臨界電壓 應(yīng)大于最高工作電壓 ，即IiUmaxgU≥ 。220kV軟母線不校驗電暈的最小截面為 300mm2。IiUmaxg經(jīng)過選擇和校驗，本設(shè)計選用母線的結(jié)果如表 表 母線選擇參數(shù)安裝地點(diǎn) 額定電壓 母線型號 截面面積 載流量高壓側(cè) 220kV LGJ300 300mm2 765A低壓側(cè) 60kV LGJ240 240mm2 613A 避雷器的選擇 一、避雷器保護(hù)及配置（一）避雷器的參數(shù)及配置電氣設(shè)備的絕緣配合基于避雷器的保護(hù)水平，設(shè)備所承受的雷電過電壓和操作過電壓均由避雷器來限制，即選用設(shè)備的絕緣水平取決于避雷器的保護(hù)性能。沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 普通閥型避雷器有 FS型和 FZ型兩種。FS 型主要使用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z 型使用于發(fā)電廠和變電所。FZ 型避雷器均由結(jié)構(gòu)和性能標(biāo)準(zhǔn)化的單件組成，其單件的額定電壓分別為120kV 和 30kV。因此，可由不同單件組成各種電壓等級的避雷器，如 FZ—35型避雷器是由兩個 FZ—15型避雷器串聯(lián)而成。避雷器的主要技術(shù)參數(shù)如下（1）額定電壓。避雷器的額定電壓必須與安裝避雷器的電力系統(tǒng)的電壓等級相同。（2）滅弧電壓。滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時，根據(jù)滅弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。對 35kV及以下的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 100%～110%；對 110kV及以上中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 80%。（3）工頻放電電壓。對工頻放電電壓要規(guī)定其上、下限。工頻放電電壓太高則意味著沖擊放電電壓也高，將使其保護(hù)特性變壞；工頻放電電壓太低，意味著滅弧電壓太低，將會造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。（4）沖擊放電電壓。沖擊放電電壓是指預(yù)放電電壓時間為 ～20 s的沖擊放電?電壓，與 5kA（對 330kV為 10ka）下的殘壓基本相同。（5）殘壓。在防雷計算中以 5kA下的殘壓作為避雷器的最大殘壓（6）保護(hù)比。保護(hù)比等于殘壓與滅弧電壓之比。保護(hù)比越小說明殘壓越低或滅弧電壓越高，其保護(hù)特性越好。FZ 和 FCD系列避雷器的保護(hù)比約在 ～ 范圍內(nèi)，F(xiàn)CZ 系列避雷器的保護(hù)比則為 ～。（7）直流電壓下的電導(dǎo)電流。運(yùn)行中的避雷器，通常用測量直流電壓下的電導(dǎo)電流的方法來判斷間隙分路電阻的性能。若電導(dǎo)電流太大，則意味著避雷器受潮；電導(dǎo)電流太大的避雷器投入運(yùn)行，可能會造成炸毀事故，所以要求其電導(dǎo)電流必須在規(guī)定的范圍內(nèi)。閥型避雷器的安裝位置和組數(shù)，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以及侵入波陡度，并結(jié)合配電裝置的接線方式確定。避雷器至電氣設(shè)備的允許距離還與雷雨季節(jié)經(jīng)常運(yùn)行的進(jìn)線路數(shù)有關(guān)。進(jìn)線數(shù)越多則允許距離可相應(yīng)增大。斷路器、隔離開關(guān)、耦合電容器的絕緣水平比變壓器為高。因此，避雷器至這些設(shè)備的最大允許距離可增大。避雷器的配置原則如下：（1）配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器；（2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定；（3）330kV 及以上變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝置避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體；（4）220kV 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設(shè)計 23 一組避雷器；（5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器；（6）自耦變壓器必須在其兩個自耦繞組出線上設(shè)避雷器，并接在變壓器與斷路器間。（7）下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器；1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級絕緣切且裝有隔離開關(guān)時。2）直接接地系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺變壓器運(yùn)行時。3）不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。（8）連接在變壓器低壓側(cè)的調(diào)相機(jī)出線處宜裝設(shè)一組避雷器；（9）發(fā)電廠變電所 35kV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器；（10）直配線發(fā)電機(jī)和變電所 10kV及以下，進(jìn)線段避雷器的配置應(yīng)遵照《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行；（11）110kV、220kV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器；（12）SF6 全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。220kV和 60kV側(cè)避雷器選擇結(jié)果如表 表 220kV側(cè)避雷器選擇工頻放電電壓干燥及雨淋有效值/kV沖擊殘壓/kV（不大于）型號額定電壓有效值/kV滅弧電壓有效值/kV 的沖擊放電電壓/kV（預(yù)放電時間～2 ）小s?于3KA 5KAFZ220J 220 220 ≥448 ≤536 630 664 700表 60kV側(cè)避雷器選擇工頻放電電壓干燥及雨淋有效值/kV沖擊殘壓/kV（不大于）型號額定電壓有效值/kV滅弧電壓有效值/kV沖擊放電電壓/kV（預(yù)放電時間～2 ）小s?于3KA 5KAFZ60 60 ≥140 ≤173 220 227 250變壓器避雷器選擇結(jié)果如表 表 變壓器避雷器選擇型號 額定 滅弧 工頻放電電壓干燥及 沖擊放電電壓 沖擊殘壓/kV（不大沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 雨淋有效值/kV 于）電壓有效值/kV電壓有效值/kV 不小于 不大于/kV（預(yù)放電時間～2 ）小s?于3KA 5KAFZ110J 110 100 ≥224 ≤268 310 332 350第 6 章 配電裝置設(shè)計 屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距 概述配電裝置是按主接線要求由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測量儀表、母線和必要的輔助設(shè)備等組成。它的主要作用是：接受電能，并把電能分配給用戶。分類及特點(diǎn)按電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)不同，配電裝置可分為屋內(nèi)式和屋外式。按其組裝方式，又可分為：如在現(xiàn)場組裝配電裝置的電氣化設(shè)備，稱為裝配式配電裝置；若在制造廠把屬于同一回路的開關(guān)電器、互感器等電器設(shè)備裝配在封閉或不封閉的金屬柜中，構(gòu)成一個獨(dú)立的單元，成套供應(yīng)，則稱為成套配電裝置。高壓開關(guān)柜、低壓配電盤和配電箱等均是成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①占地面積?。虎诓皇軞夂蛴绊?；③外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響?。虎芊课萁ㄖ顿Y較大。道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設(shè)計 25 屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建量和費(fèi)用小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建方便；③相鄰設(shè)備間距較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積小；⑤受外界氣候影響，設(shè)備運(yùn)行條件差；⑥外界氣象變化影響設(shè)備的維修和操作。大中型變電所中 35kV及以下的配電裝置，多采用屋內(nèi)配電裝置；110kV 及以上多為屋外配電裝置。在特殊情況下，如當(dāng)大氣中含有腐濁性氣體或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)的35～110kV 也可以采用屋內(nèi)配電裝置。在農(nóng)村或城市郊區(qū)的小容量 6～10kV 也廣泛采用屋外配電裝置?；疽笈潆娧b置是變電所的重要組成部分，為保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求（1）配電裝置的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；（2）保證運(yùn)行的可靠性；（3）滿足電氣安全凈距要求，保證工作人員和設(shè)備的安全；（4）便于檢修、巡視和操作；（5）節(jié)約占地，降低造價，做到經(jīng)濟(jì)上合理；（6）安裝和擴(kuò)建方便。 屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距安全凈距是從保證電氣設(shè)備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其它因素的影響所規(guī)定的各電氣設(shè)備之間、電氣設(shè)備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應(yīng)保持的最小空氣間隙。配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸，是綜合考慮設(shè)備外形尺寸、檢修和運(yùn)行的安全距離等因素而決定的。對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即 A 和 A 值。在這一間12距下，無論為正常工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。A 值可根據(jù)電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)試驗電壓和相應(yīng)電壓與最小放電距離試驗曲線決定，其它電氣距離是根據(jù) A值并結(jié)合一些實際因素確定的。安全凈距可分為 A、B、C、D、E 五類。屋內(nèi)配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于下表 1所列數(shù)值。屋內(nèi)電氣設(shè)備外絕緣體最底部位距地小于 ，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。屋外配電裝置安全凈距不應(yīng)小