【正文】 在中性點(diǎn)電位作用下，低壓繞組將流過大量的沖擊電流 ，沖擊電流全部成為激磁電流，產(chǎn)生很大的磁通，使高壓側(cè)感應(yīng)很高的。 1）逆變換過電壓 所謂逆變換過電壓，既當(dāng) 3～ 10kV側(cè)侵入雷電波時(shí)，避雷器動(dòng)作，在接地電阻上流過大量的沖擊電流，產(chǎn)生壓降。 38 第 4 章 配電工程的防雷與接地 在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中實(shí)際采用的防雷保護(hù)裝置主要有：避雷針、避雷線、保護(hù)間隙、各種避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器組、消弧線圈、自動(dòng)重合閘等等。 建筑中的配電柜通常設(shè)置在戶內(nèi)，選擇戶內(nèi)配置的原因是易于維護(hù)，不受氣候影響和有較短的饋電電纜或母線管道。 配電盤：落地安裝，無圍合結(jié)構(gòu)的配電箱。 配電屏：落地安裝，無圍合結(jié)構(gòu)的配電柜。 二 、 配電裝置的類型 開關(guān)柜：落地安裝， 裝配有各種開關(guān)設(shè)備的高低壓控制設(shè)備。 37 配電 裝置 的選擇 一 、 配電柜的定義 配電柜是一個(gè)通用的名稱，它可以是單個(gè)的操作和斷路裝置，或有關(guān)的控制、測(cè)量、保護(hù)和調(diào)整設(shè)備等組合在一起的電氣裝置。 二 、 根據(jù)以上條件及 表 31，選擇電壓互感器 。 選定準(zhǔn)確度級(jí)后，此時(shí)互感器的額定二次容量 SN2應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)荷 S2，并且最好使 SN2 和 S2接近，否則易使互感器的準(zhǔn)確度級(jí)降低。電壓互感器準(zhǔn)確度級(jí)選擇的原則，可參照電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇方法。 表 31 電壓互感器二次繞組額定電壓選擇 電網(wǎng)電壓（ KV） 型式 二次繞組電壓（ V） 接成開口三角形的輔助繞組電壓（ V） 3～ 35 單相式 100 無此繞組 110J～ 550J 單相式 100 100 3～ 60 單相式 100/3 3～ 15 三相五柱式 100 100/3（相） 注： J 是指中性點(diǎn) 直接接地。 電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。如在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接 36 地時(shí)， 3～ 20kV 宜采用三相五柱式電壓互感器， 35kV 宜采用具有第三繞組的單相電壓互感器。 一 、 電壓互感器應(yīng)按一次回壓、二次回路、安裝地點(diǎn)和使用條件、二次負(fù)荷及準(zhǔn)確級(jí)等要求進(jìn)行選擇。 當(dāng)系統(tǒng)繼電保護(hù)要求裝設(shè)快速保護(hù)時(shí)， 330kV 及以上應(yīng)選用暫態(tài)特性好的電流互感器（如帶有校氣隙鐵芯的 TPY 級(jí)）。 用于電度計(jì)量的電流互感器，準(zhǔn)確度不應(yīng)低于 ， 500kV 宜用 級(jí)；用于電流電壓測(cè)量的，準(zhǔn)確 度不應(yīng)低于 1級(jí)，非重要回路可使用 3級(jí)。弱此時(shí) 5A 元件的電流變讀數(shù)大小時(shí)，可選用 1～ 元件的電流表。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，此電流一般取發(fā)電機(jī)額定 電流 的 20～ 30%。 35 6． 發(fā)電機(jī)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器一次電流，應(yīng)按下列情況選擇； 1）安裝于各繞組出口處時(shí)，一般按定子繞組沒各之路的電流選擇。 5． 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器，在發(fā)生單相差基地故 障時(shí)，通過的零序電流較中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的小得多。此電流通常發(fā)生在低壓側(cè)開斷，而高 中壓側(cè)傳輸自耦變壓器的額定容量時(shí)。 3． 為保證自耦變壓器零序差動(dòng)保護(hù)裝置各臂正常工作電流平衡，供該保護(hù)用的高、中壓側(cè)荷中性電電流互感器，變比應(yīng)盡量一致，一般按電流較大的中壓側(cè)額定電流來選擇。 三．一次額定電流選擇 1． 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1/3 左右，以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作，并在過負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。載有條件時(shí)，如葫蘆中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)有限采用套管電流互感器，以節(jié)約投資、減少占地。 發(fā)電機(jī)回路和 2020A 以上回路 ： LMC、 LMZ 型 ； LAJ、 LBJ 型 ； LRD、 LRZD 型。一般常用型式為： 低壓配電屏荷配電設(shè)備中 ： LQ 線圈式 ； LM 母線式 。當(dāng)一個(gè)二次繞組的容量不能滿足要求時(shí)，否則應(yīng)采取措施，避免互相影響。 ，按 GB120875 的規(guī)定，為下列數(shù)值之一： 1 2 3 50、 60、 80、 100VA。 一．參數(shù)選擇 電流互感器應(yīng)按表 1所列技術(shù)條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗(yàn)。 二 、 根據(jù)以上條件及 表 3－ 1 選擇熔斷器 本設(shè)計(jì)選型號(hào)為 RN1－ 10 的高壓熔斷器，型號(hào)為 RM10－ 60 的低壓熔斷器，型號(hào)為RM10－ 100 的低壓熔斷器。各種型號(hào)熔斷器的熔體熔斷時(shí)間可由制造廠提供的安秒特性曲線上查出。 4． 熔斷器開斷電流校驗(yàn) 對(duì)于有限流作用的熔斷器，因熔體在短路沖擊電流出現(xiàn)之前已熔斷（即在電流過最大值之前已截?cái)啵?，其開斷電流 INKD應(yīng)滿足 INKD ≥ I′′ （ 37） 對(duì)沒有限流作用的跌落式高壓熔斷器，其斷流容量應(yīng)分別按上、下限值校驗(yàn)，而且開斷電流應(yīng)以短路全電流校驗(yàn)。 3． 按額定電流選擇 熔斷器的額定電流選擇，包括熔斷器 熔管的額定電流和熔體的額定電流的選擇。另外對(duì)于充填石英砂有限流作用的熔斷器，則只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，因?yàn)檫@種類型的熔斷器能在電流達(dá)到最大值之前就將電流截?cái)?，致使熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生過電壓。 一 、 高壓熔斷器的選擇、校驗(yàn)條件，在選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 熔斷器的選擇 熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電氣設(shè)備，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。 S= ／ Jj 式中 ： S—— 經(jīng)濟(jì)截面， mm2； —— 正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流； Jj—— 經(jīng)濟(jì)電流密度， A/mm2 。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低。因此，綜合考慮各方面的因素制定出符合國(guó)家利益的對(duì)應(yīng)于一定負(fù)荷電流的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對(duì)于全年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較大，母線較長(zhǎng)（長(zhǎng)度超過 20m），傳輸容量較大的回路，如發(fā)電機(jī) — 變壓器和發(fā) 電機(jī) — 主配電裝置的回路，均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。 所以本設(shè)計(jì)中采用矩形母線。但是由于鄰近效應(yīng)的影響，多條母線并列的允許載流量并 成比例增加，故一般避免采用四條矩形母線。單條矩形導(dǎo)體具有集膚效應(yīng)較小、安裝簡(jiǎn)單、連接方便和散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)，一般適用于工作電流 IG≥ 2020A 的回路中，為避免集膚效應(yīng)系數(shù)大，單條矩形的截面最大不超過 1250mm2。 二 、載流導(dǎo)體的選擇 工業(yè)上常用的硬母線截面為矩形，槽形和管形。 母線的選擇 電力系統(tǒng)中的載流導(dǎo)體有敞露硬母線、封閉母線、電纜和軟導(dǎo)線，本節(jié)只介紹硬母線的選擇。當(dāng)有壓縮空氣系統(tǒng)時(shí)，也可采用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)。 30 在選擇時(shí)， 220kV及其以下隔離開關(guān)宜采用手動(dòng)機(jī)構(gòu)。 同時(shí)所選隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于或等于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)的額定電壓，額定電充應(yīng)大于或等于裝設(shè)電路的最大持續(xù)工作電流。但由于隔離開關(guān)不能開斷負(fù)荷電流和短路電流，因此不需校驗(yàn)其他參數(shù)。 ： Igmax（最大持續(xù)工作電流） ≤I n。 ，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。 、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過電壓。 ，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。但由于隔離開關(guān)不能開斷負(fù)荷電流和短路電流，因此不需校驗(yàn)其他參數(shù)。 29 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。一般磁電式操動(dòng)機(jī)構(gòu)雖配有專有專用的直流合閘電源，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；彈簧式的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)速要求較高；液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)加工精度要求較高，操作機(jī)構(gòu)的型式，可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運(yùn)行可靠性自行選擇。 根據(jù)對(duì)斷路器操作控制的要求 .選擇與斷路器配用的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般在產(chǎn)品目錄中給出的是極限通過電流（峰值） IKW，它與電動(dòng)穩(wěn)定電流的關(guān)系應(yīng)滿足。 所謂動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)系指在沖擊電流作用，斷路器的載 流部分所產(chǎn)生的電動(dòng)力是否能導(dǎo)致斷路器的損壞。 28 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過，容易發(fā)生觸頭損壞。 一般對(duì)于使用快速保護(hù)和高速斷路器者，其開斷時(shí)間小于 ，當(dāng)在電源附近短路時(shí)，短路電流的非周期分量超過周期分量 20%以上時(shí)，訂貨時(shí)應(yīng)向制造部門提出補(bǔ)充要求。 校驗(yàn)短路應(yīng)按照最嚴(yán)重的短路類別進(jìn)行計(jì)算，但由于斷路器開斷單相短路的能力比開斷三相短路大 15%以上，因此只有單相短路比三相短路電流大 15%以上才作為短路計(jì)算條件。 斷路器的額定開斷電流 IKKD應(yīng)大于或等于斷路器觸頭剛分開時(shí)，實(shí)際開斷的短路電流周期分量有效值 IZK來選擇，即斷高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)滿足 IKKD≥ IZK （ 33） 式中 :IZK—— 斷路器觸頭剛分開時(shí)實(shí)際開斷的短路電流周期分量有效值 。 由于高壓斷 路器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即取最大持續(xù)工作電流 。 表 31 斷路器型式的選擇 安裝使用場(chǎng)所 可選擇的主要型式 安裝使用場(chǎng)所 可選擇的主要型式 高壓電動(dòng)機(jī) 少油斷路器 真空斷路器 配電裝置 35kV 及其以下 少油斷路器 真空斷路器 六氟化硫 斷路器 并聯(lián)電容器組 真空斷路器 SN10 型少油斷路器 六氟化硫 斷路器 35～ 220kV 少油斷路器 六氟化硫 斷路器 330kV及其以上 六氟化硫 斷路器 串聯(lián)電容器組 與配電裝置同型 發(fā)電機(jī)回 路 中小型機(jī)組 少油斷路器 大型機(jī)組 專用斷路器（高速斷路 器） 斷路器的額定電壓，應(yīng)不少于所在電網(wǎng)的額定電壓（或工作電壓），即 UN≥ U6 （ 31） 式中 ： UN—— 所選斷路器額定電壓； UG—— 電網(wǎng)工作電壓。但隨著生產(chǎn)和制造的擴(kuò)大，根據(jù)目前電力發(fā)展趨勢(shì)及電力投資力度的加大，并且我國(guó)要求實(shí)現(xiàn) “ 無油化、小型化、免維護(hù) ” ， 110kV 及其以上電壓等級(jí)基本上采用六氟化硫 斷路器； 35kV電壓使用六氟化硫 或戶外真空斷路器； 10kV 電壓基本上以真空斷路器為主，特殊地方使用六氟化硫 斷路器； 500kV 一般采用六氟化硫 斷路器。 三 、 型式的選擇 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)（選擇戶內(nèi)式或戶外式）、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求，并考慮其安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選擇其種類和型式。用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其合閘時(shí)間不宜大于 ～ 26 （電網(wǎng)工作電壓） ≤U n。 二 、 參數(shù)的選擇 ，不應(yīng)小于短路沖擊電流值。 。 一 、 選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： ，不但能長(zhǎng)期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具 有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 斷路器的選擇 斷路器是變電所主要電氣設(shè)備之一，其選擇的好壞，不但直接影響變電所的正常運(yùn)行，而且也影響在故障條件下是否能可靠地分?jǐn)唷? ，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。 Ish ish─ 短路沖擊電流有效值及其幅值。 25 ： 電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定 用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 （二）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件 我國(guó)目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度 θ0 ＝＋ 40℃ ，如果周圍環(huán)境溫度高于＋40℃ （但 ≤ ＋ 60℃ ）時(shí)，其允許電流一般可按每增高 1℃ ，額定電流減少 ％進(jìn)行修正， 當(dāng)環(huán)境溫度低于＋ 40℃ 時(shí)，環(huán)境溫度每降低 1℃ ，額定電流可增加 ％，但其最大電流不得超過額定電流的 20％。 3. 機(jī)械荷載 所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線載正常運(yùn)行荷短路時(shí)的最大作用力。 max一般不超過電網(wǎng)的額定電壓 UNW的 倍。 max ≥ Ug max 不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 Uy 一般電氣設(shè)備選擇應(yīng)滿足以下原則： （ 1）按正常的工作條件選擇； （ 2）選擇導(dǎo)線時(shí)應(yīng)盡量減少品種； （ 3）應(yīng)考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； （ 4）按短路狀態(tài)校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定； （ 5）必須在正常運(yùn)行和短路時(shí)都能可靠地工作。 在選擇設(shè)備時(shí)，必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行方便和留有余地，選擇合適的電氣設(shè)備。各種導(dǎo)體和電氣設(shè)備，由于它們的用途和工作條件不同，所以每種電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇時(shí)都有具體的選擇條件和效驗(yàn)項(xiàng)目。 相間及對(duì)地的安全距離為 kV≥ 2 公分， 10 kV≥ 公分； r —— 導(dǎo)線的外半徑，單位為 cm； r? —— 導(dǎo)線材料的相對(duì)磁導(dǎo)率，對(duì)于有色金屬 r? =1； 本設(shè)計(jì)的 f=50Hz，相間距 Dav=130mm， r? =1；所以可求得： 1變壓器 高壓側(cè)： X10h=（ +） 104 2 50 = ? 低壓側(cè)： X10l=（ +） 104 2 50 =? 因此， X1h= =? ， X1l= =? 2變壓器