【正文】 （4）采用手動操作的斷路器控制和信號回路是手動操作的斷路器控制和信號回路原理圖如下圖所示： 手動操作的斷路器控制和信號回路原理圖 合閘時，推上操作機(jī)構(gòu)手柄使斷路器合閘。 各斷路器均應(yīng)有事故跳閘信號。 合閘或跳閘完成后，應(yīng)能使其命令脈沖解除，即能切斷合閘或跳閘的電源。預(yù)告信號：是在一次設(shè)備出現(xiàn)不正常狀態(tài)時或故障初期發(fā)出報(bào)警信號。 位置信號：用來顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)，一般用紅燈亮，表示斷路器在合閘位置，用綠燈亮，表示斷路器在跳閘位置。結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選用了彈簧儲能直流操作電源的控制回路。 結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，宜采用彈簧儲能操動機(jī)構(gòu)合閘和去分流跳閘的全交流操作，亦可采用手力操作機(jī)構(gòu)合閘和交流去分流跳閘。 （2）操作電源斷路器需要配用專門的操作機(jī)構(gòu)，操作機(jī)構(gòu)工作時需要電源；另外，控制回路、信號回路、保護(hù)回路的工作也需要電源，這些電源稱為操作電源。站用電源是非常重要的，它是變電站正常供電的基礎(chǔ)條件。為切除母線故障，可采用兩種方式：利用母線上其他供電元件的保護(hù)裝置來切除故障；裝設(shè)專門的母線保護(hù)，裝設(shè)差動保護(hù)就可以滿足要求。距離保護(hù)整定計(jì)算:按照三段式距離保護(hù)整定計(jì)算 I段：啟動阻抗繼電器的整定阻抗 II段：啟動阻抗繼電器的整定阻抗為靈敏度動作時限應(yīng)滿足 III段：啟動阻抗，靈敏度變電所中的母線是電力系統(tǒng)中的一個重要組成元件，它起著匯總和分配電能的作用，因此必須保證母線的安全可靠運(yùn)行。靈敏度校驗(yàn)：=﹥ () 過負(fù)荷保護(hù)，變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單項(xiàng)式過負(fù)荷保護(hù)，帶時限動作于信號。保護(hù)的動作電流值應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即 () = =式中——正常運(yùn)行時最大負(fù)荷電流 ——變壓器的額定電流 ——可靠系數(shù)，～ ——電流繼電器的返回系數(shù)， ——自起動系數(shù)，～3。保護(hù)裝置安裝在變壓器的電源側(cè)，當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障時，若主保護(hù)拒動，應(yīng)有過電流保護(hù)經(jīng)延時動作于斷開變壓器各側(cè)的斷路器。（3），式中為最大負(fù)荷電流，取（～）,。 差動保護(hù)動作電流整定[19]： 變壓器差動保護(hù)的動作電流應(yīng)滿足三個條件：（1）應(yīng)躲過變壓器差動保護(hù)區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流。： 縱聯(lián)差動保護(hù)原理圖 在變壓器正常運(yùn)行或差動保護(hù)的保護(hù)區(qū)外的K1點(diǎn)發(fā)生短路時，變壓器一次側(cè)電流互感器TA1的二次電流與變壓器二次側(cè)電流互感器TA2的二次電流相等或接近相等，則流入電流繼電器KA的電流約等于0，繼電器KA不動作。 為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，并將故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，按照GB 14258——1993《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)按照以下保護(hù)裝置：氣體保護(hù)，當(dāng)變壓器繞組發(fā)生匝數(shù)很少的匝間短路或嚴(yán)重漏油時，縱差動保護(hù)不會動作，而氣體保護(hù)能動作；當(dāng)繞組斷線，因通過的穿越性電流，此時縱差動保護(hù)不會動作，由于斷線處電弧的作用，氣體保護(hù)能反應(yīng)動作；此外，氣體保護(hù)還能作為變壓器油箱內(nèi)短路故障時縱差動保護(hù)后備保護(hù)。變壓器發(fā)生故障時，必將對電網(wǎng)和變壓器帶來危害，必須將其從電力系統(tǒng)中切除。 變電所二次回路設(shè)計(jì) 變電所保護(hù)配置的基本任務(wù)：（1）當(dāng)系統(tǒng)中某電器元件發(fā)生故障時，保護(hù)能自動、快速、有選擇地將故障元件從系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；（2）當(dāng)系統(tǒng)中電器元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時，能及時反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)出信號或跳閘。二次回路在供電系統(tǒng)中雖是其一次電路的輔助系統(tǒng)，但他對一次電路的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行有著十分重要的作用，因此必須予以重視。通過校驗(yàn)可知滿足電壓損失條件。 至化驗(yàn)室，辦公室由于至倉庫需要穿過橋梁，所以采用架空線。 至鍋爐房 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 至機(jī)修車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 至管材車間根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 至中板車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 至中型車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 至大型車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 至初軋車間 根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。電壓損失校驗(yàn)如下：（取，）ΔU = () ΔU%=ΔU/U=% 5% 此電纜線路滿足電壓損失校驗(yàn)[17] 至高爐煉鐵車間根據(jù)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件，選擇電纜VLV22 直埋，由發(fā)熱條件校驗(yàn)可知，此電纜滿足發(fā)熱條件，并且滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)有關(guān)資料，10kV進(jìn)線要求的最小截面為25，可知所選鋁鋅線鄰廠備用線的選用: 由以上負(fù)荷計(jì)算可知，二級負(fù)荷計(jì)算電流為I30=，所以選擇ZRYJV22鋁鋅電纜直埋至變電所，對鄰廠備用線的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn)由于數(shù)據(jù)缺乏，無法進(jìn)行。7 進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 進(jìn)出線選擇的方法根據(jù)氣象條件，在空氣中明敷時選取年最熱月平均最高氣溫為33℃， 處的平均溫度 25℃ 進(jìn)出線根據(jù)發(fā)熱條件選擇，發(fā)熱條件的方法如下[14]：按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應(yīng)使其允許載流量不小于通過相線的計(jì)算電流I30，即： 進(jìn)出線的校驗(yàn)方法 高壓進(jìn)線的校驗(yàn) 高壓的進(jìn)線在根據(jù)發(fā)熱條件選擇后利用最小截面來校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，由于線路較短且電壓較高，電壓損失不作為高壓的校驗(yàn)條件，校驗(yàn)的方法如下：AAMIN 低壓出線的電壓損失校驗(yàn)由于電壓較低，對低壓出線必須進(jìn)行電壓損失的校驗(yàn)，并且進(jìn)行熱穩(wěn)定的校驗(yàn)，電壓損失校驗(yàn)的公式如下[15]： ΔU （） ΔU%=ΔU/U（U表示380V） 低壓進(jìn)出線的熱穩(wěn)定校驗(yàn) 低壓熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式如下： （= s） 熱穩(wěn)定系數(shù)C=65由上短路計(jì)算可知，低壓側(cè)短路電流穩(wěn)定值=18kA，因此可知，240由于我們采用的是聚氯乙烯鋁鋅電纜，電纜采用四芯電纜，校驗(yàn)條件：所以，所選低壓電纜截面均不小于240。②電流互感器額定電流IN應(yīng)大于或等于所接電網(wǎng)的額定電流IN網(wǎng)即：ININ網(wǎng)，電流互感器一次側(cè)的額定電流是 IN2=12000A＞IN網(wǎng)= 滿足要求。max10= ==則電流互感器一次電流為I3=Ig所以選擇JDZJ10型電壓互感器經(jīng)以上校驗(yàn)均滿足要求，可選用。 校驗(yàn)：① 電壓互感器一次側(cè)的額定電壓UN應(yīng)大于或等于所接電網(wǎng)的額定電壓UN網(wǎng)，電壓互感器一次側(cè)的額定電壓是10kV，電網(wǎng)電壓是10kV，即：。 （3）10kV側(cè)電壓互感器的選擇試選用JDZJ10型型號含義：J──電壓互感器 D──單相 Z──澆注絕緣 J──接地保護(hù)10──額定電壓(KV) JDZJ10型電壓互感器技術(shù)參數(shù)額定電壓(kV)準(zhǔn)確等級/二次繞組額定負(fù)荷(VA)初級繞組次級繞組輔助繞組1級3級10/5080200說明:、三繞組結(jié)構(gòu)的電壓互感器。etIg。max=。 GN—10T/3000型號高壓隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)額定電壓(kV)10最高電壓(kV)額定電流(A)3000動穩(wěn)定電流(kA、峰值)160熱穩(wěn)定電流（kA、有效值）75隔離開源分、合閘時間（S）5 校驗(yàn)：①安裝隔離開關(guān)地點(diǎn)的工作電壓為10kV，隔離開關(guān)的額定電壓為10kV，即：UN。 ⑥ 短路情況下熱穩(wěn)定的校驗(yàn)ZN—10/3150型斷路器在4s內(nèi)的的熱穩(wěn)定電流Ite=40A,其值大于電流I〞=,因此即使對于無限大電流供電系統(tǒng)來說,滿足穩(wěn)定要求。 ④ 斷路器極限通過電流的幅值，也就是額定短路關(guān)合電流iet=80kA，三相短路沖擊電流ish(3)= ,即: ietish(3) 滿足選擇條件。 ③ 斷路器的開斷電流為INk=40kA，其10kV側(cè)短路電流的最大有效值是Ish=。etIg。max= IN。etUN滿足電壓選擇條件。max10= () ==選擇用ZN—10/3150型號高壓斷路器,。 電流互感器額定電流IN應(yīng)大于或等于所接電網(wǎng)的額定電流IN網(wǎng)即：ININ網(wǎng)，電流互感器一次側(cè)的額定電流是 IN2=1200A＞IN網(wǎng)= IN2=1200A＞In網(wǎng)=173..6A 滿足要求。max1= == ()則電流互感器一次電流為I2母=Igmax= == ()則電流互感器一次電流為I2=Ig所以選擇TYD110/，可選用。 （3）110kV側(cè)電壓互感器的選擇 110kV的電壓互感器試選擇用TYD110/。et=630A，即滿足電流條件。 ② 通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流Ig110kV側(cè)高壓隔離開關(guān)選擇GW7—。本變電所（查電器設(shè)備手冊）采用GW7—110型隔離開關(guān)，適用于軟、硬母線在配電設(shè)備中作母線隔離開關(guān)，具有占地面小，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)[11]。 （2）110kV側(cè)高壓隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)在供電系統(tǒng)中只用于接通和開斷沒有負(fù)荷電流流過的電路,它的作用是為保證電氣設(shè)備檢修時,使需檢修的設(shè)備與處于電壓下的其余部分構(gòu)成明顯的隔離。 短路情況下熱穩(wěn)定的校驗(yàn) LW6—110I型斷路器在4s內(nèi)的的熱穩(wěn)定電流Ite=40kA,其值大于電流I〞=,因此即使對于無限大電流供電系統(tǒng)來說,滿足穩(wěn)定要求。 INkIsh 滿足選擇條件斷路器極限通過電流的幅值，也就是額定短路關(guān)合電流iet=125kA，三相短路沖擊電流： ish(3)= ,即: ietish(3) 滿足選擇條件短路情況下動穩(wěn)定的校驗(yàn)，動穩(wěn)定電流iet=125kA，110kV側(cè)短路沖擊電流ish(3)= 。etIg。max= IN。 LW6—110/3150型號高壓斷路器參數(shù)額定電壓(kV)110最高電壓(kV)126額定電流(A)3150額定短路開斷電流（kA、有效值）50額定短路關(guān)合電流（kA、峰值）125全開斷時間（S）動穩(wěn)定電流Iem(kA)125熱穩(wěn)定電流Ite(kA)50/s4 校驗(yàn)： 安裝斷路器地點(diǎn)的工作電壓為110kV，斷路器的額定電壓為110kV，即： UN。與傳統(tǒng)觀念的高壓斷路器相比，SF6斷路器具有安全可靠、開斷性能好、無火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)、不必?fù)?dān)心材料的氧化和腐蝕、適用的溫度和壓力范圍大、冷卻特性好、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、質(zhì)量輕、操作噪音小及檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用[10]。按電壓等級選擇斷路器，110kV、電壓等級中主要是少油斷路器，真空斷路器SF6斷路器,110kV側(cè)的斷路器選擇SF6斷路器。 一次設(shè)備的選擇與檢驗(yàn) 110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與檢驗(yàn) （1）110kV側(cè)高壓斷路器的選擇 110kV側(cè)母線上最大的持續(xù)工作電流為Ig校驗(yàn)按下式計(jì)算：式中，Kdw——動穩(wěn)定倍數(shù)，由制造部門提供； Ie——電流互感器的一次繞組額定電流。 ① 動穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器的內(nèi)部穩(wěn)定性通常以額定動穩(wěn)定電流或動穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。 （4）短路穩(wěn)定校驗(yàn)：動穩(wěn)定校驗(yàn)是對產(chǎn)品本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)，對于母線從窗口穿過且無固定板的電流互感器可不校驗(yàn)動穩(wěn)定。一般常用型式為： 低壓配電屏和配電設(shè)備中：LQ線圈式，LM母線式； 6~20kV屋內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜中：LD單匝貫穿式，LF復(fù)匝貫穿式； 發(fā)電機(jī)回路和2000A以上回路：LMC、LMZ型，LAJ、LBJ型、LRD、LRZD型。補(bǔ)充：配置的電流互感器應(yīng)滿足下列要求：一般應(yīng)將保護(hù)與測量用的電流互感器分開；盡可能將電能計(jì)量儀表互感器與一般測量用互感器分開，并應(yīng)使正常工作電流在電流互感器額定電流的左右；保護(hù)用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)；大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反映單相接地故。 原則二：變壓器出線配置一組電流互感器供變壓器差動使用，相數(shù)、變比、接線方式與變壓器的要求相符合。電流互感器應(yīng)按下列原則配置[8]。maxW2N/25Z2（krI1N）2tIZ2tjx電壓互感器W2N≥W2式中，kr－電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)； kdw－電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)； W2N、W2－分別為互感器二次側(cè)每相額定容量和每相負(fù)荷（儀器、儀表）容量； Z2－互感器二次側(cè)每相負(fù)荷（儀器、儀表）阻抗； UN－工作點(diǎn)線路額定電壓。由于電壓互感器是與電路并聯(lián)聯(lián)接的，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，互感器本身兩側(cè)裝有斷路器,并不受短路電流的作用，因此不需校