【正文】 保護(hù)裝置加速動(dòng)作，以防擴(kuò)大事故。在本次設(shè)計(jì)中，變電所的電源均裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置，以確保不間斷、可靠供電。第7章 過(guò)電壓保護(hù) 概述電氣設(shè)備在運(yùn)行中承受的過(guò)電壓，有來(lái)自外部的雷電過(guò)電壓和由于系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)電磁能產(chǎn)生振蕩，積聚而引起的內(nèi)部過(guò)電壓兩種類型。本次設(shè)計(jì)中只重點(diǎn)介紹雷電過(guò)電壓保護(hù)。 配電裝置的防雷保護(hù)（1）電壓為110KV以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架上，對(duì)于3560KV的配電裝置，為防止雷擊時(shí)引起反擊閃絡(luò)的可能，一般采用獨(dú)立避雷針保護(hù)。（2）電壓為110KV及以上的屋外配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型構(gòu)架上。（3）在選擇獨(dú)立避雷針的裝設(shè)地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。 防雷設(shè)計(jì)要求和所需資料：（1）防止雷電直擊于電氣設(shè)備上，一般采用避雷針，避雷線進(jìn)行保護(hù)。（2）對(duì)于60KV及以下的電氣設(shè)備，應(yīng)盡量減小感應(yīng)過(guò)電壓， 一般電氣設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離可能遭到直擊雷的設(shè)備或物體。（3）防止從線路侵入的雷電波過(guò)電壓對(duì)電器設(shè)備的危害，一般采用避雷器、間隙、電容器和相應(yīng)的進(jìn)線保護(hù)段進(jìn)行保護(hù)。：（1）要求變電所附近氣象資料；（2）要求變電所主接線圖及電器設(shè)備布置圖；（3）其它需要保護(hù)的設(shè)備和設(shè)施。（1）一方面應(yīng)使所有的被保護(hù)物處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)，既要求避雷針高于被保護(hù)物，且兩者之間的距離又不能太遠(yuǎn)，以保證雷擊避雷針，而被保護(hù)物免遭雷擊。高的對(duì)地電位，如果它們距被保護(hù)物過(guò)近，兩者之間將發(fā)生放電，稱為反擊。使高電位引向被保護(hù)物。因此避雷針和引下線，接地體與被保護(hù)物之間還應(yīng)保持足夠的電氣距離。（1）單支避雷針單支避雷針的保護(hù)范圍。在某一被保護(hù)物高度的水平面上的保護(hù)半徑為當(dāng)≥時(shí)，=（）P ()當(dāng)＜時(shí)，=（）P ()式中 P—高度修正系數(shù)，當(dāng)≤30 m時(shí)，P=1；當(dāng)30m＜≤120 m時(shí)，P==?！芾揍樀母叨?，m；從越高，修正系數(shù)越小可知：為了增大保護(hù)范圍，而一味提高避雷針的高度并非良策，合理的解決辦法應(yīng)是采用多支避雷針作聯(lián)合保護(hù)。（2）兩支等高避雷針采用兩支等高避雷針的保護(hù)范圍并不是兩個(gè)單支避雷針保護(hù)范圍的簡(jiǎn)單相加，而是兩針之間的保護(hù)范圍有所擴(kuò)大，但兩針外側(cè)的保護(hù)范圍仍按單支避雷針的計(jì)算方法確定。兩針之間的保護(hù)范圍可利用下式求得=－； （）=（） （）式中 避雷針的高度，m；兩針間聯(lián)合保護(hù)范圍上部邊緣得最低點(diǎn)的高度，m；2在高度的水平面上，保護(hù)范圍的最小寬度，m 求得后，即可在水平面的中央畫出到兩針連線的距離為的兩點(diǎn)，從這兩點(diǎn)向兩支避雷針在層面上的半徑為的圓形保護(hù)范圍作切線，便可得到這一水平面上的聯(lián)合保護(hù)范圍。兩針之間的距離不能太大，一般不宜大于5。（3）多支等高避雷針本次變電所設(shè)計(jì)中，采用多支等高避雷針的聯(lián)合保護(hù)范圍，選用9支等高避雷針?？梢园疵咳п樀牟煌M合分別求取其保護(hù)范圍，計(jì)算方法與兩支等高避雷針的計(jì)算相同，然后疊加起來(lái)得出總的聯(lián)合保護(hù)范圍。如各邊的保護(hù)范圍最小寬度均大于0，則多邊形中間全部面積都處于聯(lián)合保護(hù)范圍之內(nèi)。即能滿足保護(hù)要求第二篇 計(jì)算書第8章 主變壓器的選擇主變?nèi)萘扛鶕?jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行確定。由于各用戶的功率因數(shù)不同，分別計(jì)算各廠的無(wú)功功率：由下列公式計(jì)算：S=P/ cos（1）汽車制造廠：cos=, P=15000KW S=15000247。= KVA（2）汽車齒輪廠：cos=, P=11000KW S=11000247。= KVA （3）風(fēng)動(dòng)工具廠：cos=, P=21000KW S=21000247。= KVA（4）電工機(jī)械廠：cos=, P=17000KW S=17000247。= KVA（5）發(fā)動(dòng)機(jī)廠： cos=, P=16000KW S=16000247。= KVA（6）汽車配件廠：cos=, P=12000KW S=25000247。= KVAS=+++++=由原始資料已知，線損為5%，重要負(fù)荷占75%，大于70%，所以按75%計(jì)算：S≥ S = =根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，選擇SFPZ490000/220型變壓器作為本變電所的主變。其參數(shù)如下所示表81 變壓器參數(shù)表型號(hào)額定容量（KVA）額定電壓（KV）連接組標(biāo) 號(hào)空載電流（%）空載損耗（KW）負(fù)載損耗（KW）阻抗電壓（%）高低SFPZ490000/22090000220177。8%69YN，d11102 S—三相變壓器；F—風(fēng)冷；P—強(qiáng)迫油循環(huán)；Z—有載調(diào)壓；90000—額定容量（KVA）；220—額定電壓（KV）第9章 短路電流計(jì)算書 參數(shù)計(jì)算取基準(zhǔn)容量S=100MVA，U=U。220KV的平均電壓為230KV（1）系 統(tǒng)： X=（2）發(fā)電機(jī)：=====================（3）變壓器：X===X===X===X===X===X===X===（4）線路：，且X=3X，標(biāo)么值為：X= X==X= X==X= X==X= X==X= X==X= X== 等值網(wǎng)絡(luò) 確定短路點(diǎn)短路電流計(jì)算要選擇可能出現(xiàn)最大短路電流的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以使在發(fā)生突然短路時(shí)電氣設(shè)備不致?lián)p壞。并對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行整定計(jì)算。本次設(shè)計(jì)，要通過(guò)短路計(jì)算選出待設(shè)計(jì)變電所的電氣設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、母線、互感器等。分別選擇DD2兩點(diǎn)為短路點(diǎn)，在D2點(diǎn)短路時(shí)，有兩種運(yùn)行方式。一種是兩臺(tái)變壓器TT5并列運(yùn)行，另一種是其中一臺(tái)停運(yùn)。并列運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)電抗較小，所以選擇并列運(yùn)行時(shí)進(jìn)行計(jì)算。 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)X=（X+）//(X+X）//（X+X）=X=X// X=X=X// X=X=X// X=X=X// X=X= X// X=X=X// X=網(wǎng)絡(luò)圖如下： 等值網(wǎng)絡(luò)圖簡(jiǎn)化進(jìn)一步化簡(jiǎn)：X= X+ X+X =++=星角變換： X= X+ X+=+=X= X+ X+=+=等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖3所示： 等值網(wǎng)絡(luò)圖簡(jiǎn)化當(dāng)D1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，發(fā)電機(jī)G2可與發(fā)電機(jī)G1合并，而系統(tǒng)必須單獨(dú)考慮X= X+ X=等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步化簡(jiǎn)如圖4所示： 等值網(wǎng)絡(luò)圖簡(jiǎn)化 短路計(jì)算 D1點(diǎn)三相短路星角變換：X= X+ X+=++=X= X+ X+=++ = D1點(diǎn)三相短路簡(jiǎn)化圖 求相應(yīng)的計(jì)算電抗： X= X==X= X ==查運(yùn)算曲線，分別查出0秒、2秒、4秒時(shí)的發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)的短路電流標(biāo)幺值，并分別計(jì)算出2秒、4秒的值，如表91所示 表91 D1點(diǎn)發(fā)生三相短路發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)的短路電流標(biāo)幺值t/s024系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組歸算至短路點(diǎn)處電壓等級(jí)各等值電源的額定電流為：系統(tǒng)S：I===(KA)發(fā)電廠G1和發(fā)電廠G2：I===(KA) 于是三相短路點(diǎn)D1的三相短路電流分量有效值為：=I+I=+=(KA)=I+I=+=(KA)=I+I=+=(KA)取沖擊系數(shù)=，則沖擊電流有效值：===(KA)沖擊電流： =＝=(KA) D2點(diǎn)三相短路(兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行)X= X+ X=+= D2點(diǎn)三相短路簡(jiǎn)化圖星角變換：X= X+ X+=++=X= X+ X+=++=求相應(yīng)計(jì)算電抗：X= X==X= X==查運(yùn)算曲線，分別查出0秒、2秒、4秒時(shí)系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組的短路電流的標(biāo)幺值，并分別計(jì)算出2秒、4秒的值如表92所示：表92 D2點(diǎn)發(fā)生三相短路發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)的短路電流標(biāo)幺值t/s024系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組歸算至短路點(diǎn)處電壓等級(jí)各等值電源的額定電流為：系統(tǒng)S：I===(kA)發(fā)電廠G1和發(fā)電廠G2：I=== (kA)于是三相短路點(diǎn)D2的三相短路電流周期分量有效值：=I+I=+=(KA)=I+I=+=(KA)=I+I=+=(KA)取沖擊系數(shù)=，則沖擊電流有效值：===(KA)沖擊電流： =＝=(KA)第10章 電氣設(shè)備選擇計(jì)算 斷路器選擇 220KV側(cè)高壓斷路器的選擇（1）額定電壓選擇：U≥U（2）最大持續(xù)工作電流：===（A）根據(jù)主變回路的UNS、Imax及斷路器安裝在屋外的要求，查《輸配電設(shè)備手冊(cè)》，選用LW7（OFPI）220型斷路器，其參數(shù)如表101所示表101 220KV斷路器的參數(shù)型號(hào)額定電壓最高工作電壓額定電流額定短路開斷電流額定關(guān)合電流（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流合閘時(shí)間分閘時(shí)間（kv）（kv）（A）（kA）峰值峰值4S（S）（S）LW7（OFPI）22022025212508080≦≦短路計(jì)算時(shí)間的計(jì)算： = 式中 t后備保護(hù)時(shí)間； t斷路器全開斷時(shí)間， t=t+t；t斷路器固有分閘時(shí)間；t斷路器開斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間；對(duì)于少油斷路器，；；。 本次設(shè)計(jì)中，，所以短路計(jì)算時(shí)間：==++=(S)由D1點(diǎn)三相短路計(jì)算可知：=（KA） ==（KA）==（KA）由于1S，不計(jì)非周期熱效應(yīng)，短路電流的熱效應(yīng)Q將等于周期分量熱效應(yīng)Q，周期分量熱效應(yīng)：Q= =t==[]沖擊電流： =＝=(KA)下表列出斷路器有關(guān)參數(shù)，并與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 表102 220KV斷路器參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)LW7（OFPI）220U 220KV Q U 220KV 4=3969 1250A 80KA 80KA由表102選擇結(jié)果可見,所選LW7（OFPI）220型斷路器各項(xiàng)條件均能滿足,故所選斷路器合格。 60KV斷路器選擇（1）額定電壓選擇：U≥U（2）最大持續(xù)工作電流為: ===866（A）根據(jù)主變回路的UNS、Imax及斷路器在屋外的要求，查《輸配電設(shè)備手冊(cè)》,表103 60KV斷路器的參數(shù)型號(hào)額定電壓最高工作電壓額定電流額定短路開斷電流額定關(guān)合電流（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流合閘時(shí)間分閘時(shí)間（kv）（kv）（A）（kA）峰值峰值4S（S）（S）LW96363125025636325≦≦短路計(jì)算時(shí)間:==++=(S)由D2點(diǎn)三相短路計(jì)算可知: =（KA） ==（KA）==（KA）由于1S，不計(jì)非周期熱效應(yīng)，短路電流的熱效應(yīng)Q將等于周期分量熱效應(yīng)Q，周期分量熱效應(yīng):Q==t==[]沖擊電流： =＝=(KA)下表列出斷路器的有關(guān)參數(shù)，與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 表104 60KV斷路器數(shù)據(jù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)LW963U 63KV Q 866A U 63KV 25KA 254=2500 1250A 63KA 63KA由表102選擇結(jié)果可見,所選LW963型斷路器各項(xiàng)條件均能滿足,故所選斷路器合格. 隔離開關(guān)的選擇 220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇，U=220KV， =， Q=[]， = ，查《輸配電設(shè)備手冊(cè)》，考慮以后配電裝置的需求，根據(jù)安裝位置的不同，可選用GW220D（W）三柱式與GW220G剪刀式隔離開關(guān)。其參數(shù)如表105所示：表105 220KV隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào)額定電壓最高工作電壓額定 電流動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）備注（kv）（kv）（A）峰值3S/4SGW220D（W）220252100010040（3S）國(guó)標(biāo)耐壓標(biāo)準(zhǔn)可用于海拔2000mGW220G2202526005516（4S）國(guó)標(biāo)耐壓標(biāo)準(zhǔn)可用于海拔2000m表106列出的隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)，并于計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較計(jì)算數(shù)據(jù)