【導(dǎo)讀】計提出了更高、更新的要求。建設(shè)新的變電所，采用先進的設(shè)備，使其與世界先。進變電所接軌，這對提高電力網(wǎng)的供電可靠性，降低線路損耗，改善電能質(zhì)量，增加電力企業(yè)的經(jīng)濟效益有很大的現(xiàn)實意義。由于經(jīng)濟社會和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力網(wǎng)容量的增大，電壓等級的提高，綜合自動化水平的需求，使變電所設(shè)計問題變得越來越復(fù)雜。外，還出現(xiàn)了微機變電所、綜合自動化變電所和無人值班變電所等。變電技術(shù)的發(fā)展與電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備的制造水平密切相關(guān)。已成為主要的輸電網(wǎng)絡(luò)，大經(jīng)濟區(qū)之間實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)，最終將實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。技術(shù)最高水平的750kV直流輸電，500kV交流可控串聯(lián)補償也已經(jīng)投入商業(yè)運行。網(wǎng)事故的同時，我國電網(wǎng)的運行比較穩(wěn)定，保證了經(jīng)濟的高速發(fā)展。設(shè)、調(diào)度自動化系統(tǒng)的建立以及無人值班變電所的運行管理工作等。一般來說，當(dāng)運行的無人值班變電所低于3～。供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。

　　

【正文】 壓等級小容量變電所，特別是戶內(nèi)變電所中，220kV 回路數(shù)不多，而 10～ 66kV 回路數(shù)較多，電纜長度較短。按規(guī)定，電流回路電纜不得小于 ，采用數(shù)字式保護和測量表計，電路回路功耗很小，采用，因此電流互感器二次額定電流采用 5A是經(jīng)濟的。在220kV 及以上電壓等級大型變電所， 220kV 及以上回路數(shù)較多，電流回路電纜較長，采用 5A 導(dǎo)線截面要大于 ，電流互感器二次額定電流采用 1A 是經(jīng)濟的。 ⑵ 220kV 電壓等級電流互感器的選擇 1）一次回路額定電壓和電流的選擇 ① 額定電壓 UN=220kV；② 額定電流 I1N≥ Imax=444A。 2）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 ① 只對本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進行熱穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s 允許通過的熱穩(wěn)定電流 It或一次額定電流 I1N的倍數(shù) Kt來表示，熱穩(wěn)定校驗式為 It2≥ Qk或（ KtI1N） ≥ Qk Qk= ( 239。I + + I12) T1/12=(+10 +) 1/12 = (kA)2 s It2== (kA)2 s ② 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗式為 ies≥ ish 或 2 I1NKes≥ ish 式中 ies、 Kes—— 電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)，由制造廠家提供。 ies=80kA≥ ish=；符合要求。 ⑶ 110kV 電壓等級電流互感器的選擇 1）一次回路額定電壓和電流的選擇 ① 額定電壓 UN=110kV；② 額定電流 I1N≥ Imax=。 2）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 ① 只對本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進行熱穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s 允許通過的熱穩(wěn)定電流 It或一次額定電流 I1N的倍數(shù) Kt來表示，熱穩(wěn)定校驗式為 It2≥ Qk或（ KtI1N） ≥ Qk 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 33 頁，共 69 頁 Qk= ( 239。I + + I12) T1/12=(+10 +) 1/12 =(kA)2 s It2== (kA)2 s ② 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗式為 ies≥ ish 或 2 I1NKes≥ ish 式中 ies、 Kes—— 電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)，由制造廠家提供。 ies=80kA≥ ish= kA；符合要求。 ⑷ 10kV 電壓等級電流互感器的選擇 1）一次回路額定電壓和電流的選擇 ① 額定電壓 UN=10kV；② 額定電流 I1N≥ Imax= kA。 2）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 ① 只對本身帶有一次回 路導(dǎo)體的電流互感器進行熱穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s 允許通過的熱穩(wěn)定電流 It或一次額定電流 I1N的倍數(shù) Kt來表示，熱穩(wěn)定校驗式為 It2≥ Qk或（ KtI1N） ≥ Qk Qk= ( 239。I + + I12) T1/12=(+10 +) 1/12 = (kA)2 s It2=552=3025 (kA)2 s ② 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗式為 ies≥ ish 或 2 I1NKes≥ ish 式中 ies、 Kes—— 電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)，由制造廠家提供。 ies=136kA≥ ish= kA；符合要求。 電壓互感器的選擇 ⑴ 壓互感器的準(zhǔn)確級和容量。電壓互感器的準(zhǔn)確級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，功率負(fù)荷因數(shù)為額定值時，電壓誤差的最大值。 由于電壓互感器本身有勵磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測量結(jié)果的大小和相位有誤差，而電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，所以用一臺電壓互感器對于不同的準(zhǔn)確級有不同的容量，通常額定容量是指對應(yīng)于最高準(zhǔn)確級的容量。 ⑵ 按一次回路電壓選擇。為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級下運南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 34 頁，共 69 頁 行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（ ～ ） eU 范圍內(nèi)變動，即應(yīng)滿足： 1eU 1U 1eU ⑶ 按二次回路電壓選擇。電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護和測量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。 各電壓等級均采用電容式電壓互感器。 互感器的選擇結(jié)果表 表 電流互感器選擇的結(jié)果表 電壓等級（ kV） 型號 額定電壓比（ kV） 二次繞組 準(zhǔn)確級 220kV LB1— 220W1 600/5 測量 保護 10P 剩余 10P 110kV LCWB6— 110W1 1500/5 測量 保護 10P 剩余 10P 10kV LDZJ1— 10 1500/5 測量 保護 10P 剩余 10P 表 電壓互感器選擇的結(jié)果表 電壓等級（ kV） 型號 額定電壓比（ kV） 二次繞組 準(zhǔn)確級 220kV TYD220/ 3 — 測量 保護 3P 剩余 3P 110kV TYD110/ 3 — 測量 保護 3P 剩余 3P 10kV JDZX— 10（ GY） 測量 保護 剩余 母線的選擇 裸導(dǎo)體的選擇及校驗原則 ⑴ 選型 載流導(dǎo)體一般都采用鋁質(zhì)材料，工業(yè)上常用的硬母線為矩形、槽形和管形。矩形母線散熱好，有一定的機械強度，便于固定連接，但集膚效應(yīng)系數(shù)大，一般南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 35 頁，共 69 頁 只用于 35kV 及以下，電流在 4000A 及以下的配電設(shè)備中 。槽形母線機械強度較好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，一般用于 40008000A 配電裝置中；管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機械強度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，可用于 8000A 以上的大電流母線，另外，由于圓管形表 面光滑，電暈放電電壓高，可用于 110kV及以配電裝置母線。 110kV 及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。 ⑵ 截面選擇 ① 軟母線的截面選擇 按照經(jīng)濟電流密度選擇的母線都能滿足導(dǎo)體長期發(fā)熱條件，故按經(jīng)濟電流密度選擇 JIS gmax? 式中 maxgI —— 正常工作時的最大持續(xù)工作電流； J —— 經(jīng)濟電流密度。對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷利用小時數(shù)maxT ，將有不同取值。 ② 硬母線的截面選擇。 硬母線一般用于電壓較低的配電裝置中，所以，可以按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面積 Ng IKI ??max 式中 NI —— 母線布置方式和環(huán)境溫度為 +25℃ 時的導(dǎo)體長期允許載流量。 ?K —— 溫度修正系數(shù)。 220kV 側(cè)母線的選擇 ⑴ 母線最大負(fù)荷持續(xù)工作電流 AU SI N 4442203 a x ?????。 ⑵ 按經(jīng) 濟電流密度選擇（取 2/ mmAJ ? ）， 2max mmJIS ??? 。 按以上計算選擇和設(shè)計任務(wù)要求可選擇 2? LGJ400 型鋼芯鋁絞線，其集膚系數(shù) fK =1，最高允許溫度為 70℃，長期允許載流量為 1920A，基準(zhǔn)溫度為 25℃，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 36 頁，共 69 頁 考慮到環(huán)境溫度的修正系數(shù) 2570 38700 ??????? ?? ?? yyK， AI C 6 1 88 4 9 2 038 ???? ＞ maxI ⑶ 運行時導(dǎo)體的最高溫度 CII yy ???????? 40) 444)(3870(38))(( 22m a x00m a x ???? 查表得 C=95，滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面（取 stdz ? ） 2m i n 3 2 9 mmKtCIS fdz ????? ? ，滿足要求。 ⑷ 按電暈電壓校驗 0UUg ? 7 3 9 7 38 9 353 ??? ?????? tp? )11(21 i n)1(21 00 ???????? nndrK ? djjrarknrKmmU lg)(8400032210 ?? ?? =,滿足要求。 ⑸ 動穩(wěn)態(tài)校驗（ N5取 ,L 取單位長度 1米， a 取 4 米 ） )/( 522 mNNialF ch ??? ? 110kV 側(cè)母線的選擇 ⑴ 母線最大負(fù)荷持續(xù)工作電流 AU SI N a x ?????。 ⑵ 按經(jīng)濟電流密度選擇（取 2/ mmAJ ? ）， 2max mmJIS ??? 。 按以上計算選擇和設(shè)計任務(wù)要求也可選擇 2? LGJ400 型鋼芯鋁絞線，其集膚系數(shù) fK =1，最高允 許溫度為 70℃，長期允許載流量為 1920A，基準(zhǔn)溫度為 25℃，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 37 頁，共 69 頁 考慮到環(huán)境溫度的修正系數(shù) 2570 38700 ??????? ?? ?? yyK， AI C 6 1 88 4 9 2 038 ???? ＞ maxI ⑶ 運行時導(dǎo)體的最高溫度（熱穩(wěn)態(tài)校驗） CII yy ???????? 40) 444)(3870(38))(( 22m a x00m a x ???? 查表得 C=95，滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面（取 stdz ? ） 2m i n 2 8 6 mmKtCIS fdz ????? ? ，滿足要求。 ⑷ 按電暈電壓校驗 0UUg ? 7 3 9 7 38 9 353 ??? ?????? tp? )11(21 i n)1(21 00 ???????? nndrK ? djjrarknrKmmU lg)(8400032210 ?? ?? =,滿足要求。 ⑸ 動穩(wěn)態(tài)校驗（ N5取 ,L 取單位長度 1米， a 取 米 ） )/( 522 mNNialF ch ??? ? 10kV 硬母線選擇 ⑴ 母線截面選擇 1）按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流或允許載流量選擇，查資料，選用 2 條100mm? 10mm 矩形鋁導(dǎo)體， 豎放允許電流為 2840A，集膚效應(yīng)系數(shù) sK =，當(dāng)最高環(huán)境溫度為 38℃時，可查得溫度修正系數(shù)為 K =，則 3 5 72 8 4 ???? ?? CalCal KII A＞ maxI ，符合要求。 2）按經(jīng)濟電流密度選擇 2m a x 4 mmJIS ecec ??? ＜ 2101002 mm?? ，符合要求。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 38 頁，共 69 頁 ⑵ 熱穩(wěn)定校驗。 正常運行導(dǎo)體溫度為： 60235720xx)3870(38)( 2222m a x00 ???????? alal II???? ℃，查得 C=91，滿足熱穩(wěn)定的導(dǎo)體的最小截面為 22m i n 5 mmCKQS sk ????? ⑶ 動穩(wěn)定校驗 1）導(dǎo)體自由頻率 )/( 7 0 mkgbhm w ??????? ? )( 4733 mbhI ?????? HzLmEINf f 6 27221 ?????? ?＞ Hz155 2）母線應(yīng)力計算 ① 母線相間應(yīng)力計算 單位長度上的電動力為： )/( 2727 mNaif sh ????? ??? ； 導(dǎo)體截面系數(shù)為： 3522 mhbW ??????? ； 相間應(yīng)力為： PaWLf 7522 9 9 910 ???? ??? ???? 。 ② 同相條間應(yīng)力計算 單位長度條間電動力為： mNbiKf shb / 0 1 1 1106 0 862812 ????????? ??； 臨界跨距： mfhbL bcr 0 1 1 44 ????? ? ； 母線襯墊間的距離 bL 必須小于臨界跨距 crL 。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 39 頁，共 69 頁 自動重合閘 自動重合閘的作用及要求 ⑴ 自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用 電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，架空線路故障大都是 “瞬時性 ”的故障，例如，由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)、大風(fēng)引起的短時碰線、通過鳥類或樹枝等物掉落在導(dǎo)線上引起的短路等，在線路被繼電保護迅速動作控制斷路器斷開后，故障點的絕緣水平可自行恢復(fù)，故障隨即消失。此時，如果把斷開的線路斷路器重新合上，就能夠恢復(fù)正常的供電。為此，稱這類故障為“瞬時性故障”。除此之外，也有“永久性故障”， “永久性故障 ”在線路被斷開之后，它們?nèi)匀皇谴嬖诘?，即使合上電源，也不能恢?fù)正常供電。 對于架空輸電線路上的“瞬時性故障”，在線路斷開后再進行一次合閘，就有可能恢復(fù)供電，從而大大提高供電的可能性。由運行人員手動進行合閘，當(dāng)然也能夠?qū)崿F(xiàn)上述作用，但是由于停電時間過長，用戶電動機多數(shù)已經(jīng)停轉(zhuǎn)，因此其效果就不顯著。為此在電力系統(tǒng)中采用了自動重合閘裝置，即是當(dāng)斷路器由繼電保護動作或其他非人員操作而跳閘后，能夠自動控制斷路器重新合上的一種裝置。 在線路上裝設(shè)重合閘以后，由于它并不能夠判斷是瞬時性故障還是永久性故障，因此在重合以后可能成功（指恢復(fù)供電不再斷開），也可能不成功。