【正文】 由于電壓互感器本身有勵(lì)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(tái)電壓互感器對(duì)于不同的準(zhǔn)確級(jí)有不同的容量，通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。(102860)2 ／ (179。 10 7179。 2shI L／ =179。 179。 6179。 )=75Kg 10KV側(cè) 由表可知最大負(fù)荷為 ，根據(jù)額定電壓 UN=10KV，最大持續(xù)工作電流Imax =， Ish =,可以選擇電流互感器 LBJ6000，電流互感器變比為 6000／ 5，選電流互感器準(zhǔn)確級(jí)為 ,Z 2N =，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kes=90,熱穩(wěn)定系數(shù) Kt=50，絕緣瓷瓶帽的允許荷種 300 公斤，出線相間距離 a=，電流互感器與測量儀表相距 40m。 1179。 179。 10 7179。 135= 外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 179。 最大項(xiàng)負(fù)荷阻抗 ra=22maxNIP== 電流互感器為不完全星型，連接線的計(jì)算長度為 LC= 3 L 接觸點(diǎn) RC= ,則 S≥ρLc ／ (ZN ra Rc )= 810 3??? ??40 （ ） = 選用標(biāo)準(zhǔn)截面為 的銅線 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： (K 1NtI )2 =(75? )2 =8100 ﹒ S 內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)： 2 I1N Kes = 2 179。 )=75Kg 110KV 側(cè) 由表可知最大負(fù)荷為 ，根據(jù)額定電壓 UN=110KV，最大持續(xù)工作電流Imax =， Ish =,可以選擇電流互感器 LCWDL110，電流互感器變比為 2179。 1179。 179。 10 7179。 60= 外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 179。 最大項(xiàng)負(fù)荷阻抗 ra=22maxNIP== 電流互感器為不完全星型，連接線的計(jì)算長度為 LC= 3 L 接觸點(diǎn) RC= ,則 S≥ρLc ／ (ZN ra Rc )= 810 3??? ??40 （ ） = 選用標(biāo)準(zhǔn)截面為 的銅線 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： (K 1NtI )2 =(60? )2 =5184 ﹒ S 內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)： 2 I1N Kes = 2 179。 10 7N 在滿足額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的允許最小截面為： S≥ PLjsZe2(Vy+Vj+Vc) m2 第三節(jié) 各級(jí)電流互感器的選擇 電流互感器的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和回路接線如下： 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 a b a 三相配置 b 兩相配置 圖 31 表 34 電流互感器的負(fù)荷 儀表電流線圈名稱 A 相 B 相 C 相 電流表 46L1A 功率表 46D1W 電能表 DS1 總計(jì) 220KV 側(cè) 由表可知最大負(fù)荷為 ，根據(jù)額定電壓 UN=220KV，最大持續(xù)工作電流Imax =， Ish =,可以選擇電流互感器 LCLW220，電流互感器變比為 4179。 107N 對(duì)于瓷絕緣的母線型電流互感器（如 LMC 型）可按下式校驗(yàn) Fy≥ 179。 179。 6. 熱穩(wěn)定檢驗(yàn) 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s 允許通過一次額定電流 Ie1的倍數(shù) Kr 來表示，即：（ Kr Ie1） 2 ≥ I2tdz（或≥ Qd） 7 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（ 2 Ie1）的倍數(shù) kd— 動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)，表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)： 2 Ie1kd≥ icj 短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生作用力，而且由于其鄰相之間電流的相互作用使絕緣帽上受到外力的作用。 3. 額定容量 為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷 S2 應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額 定容量 Se2。對(duì)測量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級(jí)，而當(dāng)其通過故障電流時(shí)則希望早已飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害，保護(hù)級(jí)電流互感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)工作，長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過 10%。 二 、電流互感器的選擇 規(guī)則 1. 電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流 I1與 I′ 2在數(shù)值和相位上都有差異，即測量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來選擇。 互感器的配置： 1. 為滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器； 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)； 3. 對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。 電流互感器的特點(diǎn)： 1. 一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次 繞組中的電流完全取決于被測量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無關(guān)； 2. 電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。4=40000 2KA S? shi esI =300KA shi esI =200KA 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 第二節(jié) 電流 互感器的選擇 一、概論 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有： 1. 將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量 儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝。I shI nclI 300KA shI KQ 2KA S? 2tIt =1202 179。I brI 105KA 39。 S) 因?yàn)?tK ＞ 1s，故不計(jì)非周期分量熱效應(yīng) 根據(jù) UN 、 Imax 及安裝在屋外的要求，查電力工程設(shè)計(jì)手冊可初步選出 表 33 斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果表 斷路器選擇比較結(jié)果 隔離開關(guān)選擇比較結(jié)果 計(jì)算數(shù)據(jù) VS112/T400050 計(jì)算數(shù)據(jù) GN1010T/5000 Uns 10KV Uns 10KV Uns 10KV Uns 10KV maxI maxI 5000A maxI 5000 39。 +10I2 2 +I4 2 )? tK =121 (+10179。4=1764 2KA S? KQ 2KA S? 2tIt =202 179。39。39。 ? + ) 4? = (KA178。4=3969 2KA S? shi esI =80KA shi esI =80KA (二 ) 110KV 側(cè)合理運(yùn)行方式下，最大持續(xù)工作電流 Imax = 1800003 115??= 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 最大沖擊電流 Ish = 短路電流計(jì)算時(shí)間取為 4s 周期分量熱效應(yīng)： Qp =121(I39。4=3969 2KA S? KQ 2KA S? 2tIt = 178。I shI nclI 80KA shI KQ 2KA S? 2tIt = 178。I brI 39。 S) 因?yàn)?tK ＞ 1s，故不計(jì)非周期分 量熱效應(yīng) 根據(jù) UN 、 Imax 及安裝在屋外的要求，查電力工程設(shè)計(jì)手冊可初步選出 表 31 斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果表 斷路器選擇比較結(jié)果 隔離開關(guān)選擇比較結(jié)果 計(jì)算數(shù)據(jù) LW1220/2000 計(jì)算數(shù)據(jù) GW4220/1250 Uns 220KV Uns 220KV Uns 220KV Uns 220KV maxI maxI 20xxA maxI maxI 1250 39。 二、 各電壓等級(jí)的選擇 (一 ) 220KV 側(cè)合理運(yùn)行方式下，最大持續(xù)工作電流 Imax = 1800003 225??= 最大沖擊電流 Ish = 短路電流計(jì)算時(shí)間取為 4s 周期分量熱效應(yīng)： Qp =121 (I39。 63KV 及以上斷 路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。 其選擇具體過程見計(jì)算說明書 隔離開關(guān)，配制在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵循倒閘操作順序。 (一 ) 按開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 Iekd 應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（ td）的短路電流的有效值 Ie(td) 即： Iekd≥ Iz（ KA） Iekd — 高壓斷路器額定開斷電流（ KA） Iz — 短路電流的有效值（ KA） (二 ) 短路關(guān)合電流的選擇 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（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流 ieg 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值。 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、 SF6 斷路器比少油斷路器，可靠性 更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故 35～ 220KV 一般采用 SF6 斷路器。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。 = 40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃。 當(dāng)周圍環(huán)境溫度 Q 和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度 Q 0不等時(shí)，其長期允許電流 Iy Q可按下式修正 Iy Q = Iy θ yθθ yθ。 二、技術(shù)條件 (一 )按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 ： 所選電器和電纜允許最高工作電壓 Vymax 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Vgmax 即 Vymax≥ Vgmax 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在 220KV 及以下時(shí)為 ，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的 Vgmax 一般不超過 。 電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況 ，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 2 179。 2 179。 2 179。 220KV分裂運(yùn)行故等值電路可畫為下圖 ： 圖 23 化簡圖 計(jì)算電抗 X1js=? 3000? = 查運(yùn)算曲線可知 ,Id* = t=2s 時(shí) Id* = 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 t=4s 時(shí) Id* = 則 1D 點(diǎn)短路電流標(biāo)么值為 I=179。（ 23＋ 9－ 14） %=9% 變壓器各繞組等值電抗標(biāo)么值為： 3X = 803 00 01 0014)(1 00 %1 ??? ）（NBk SSU 5X = 01 8 03 0 0 01 0 00)(1 0 0%1 ??? ）（NBk SSU 4X = 0 0 01009)(100 %1 ??? ）（NBk SSU 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 第二節(jié) 各點(diǎn)短路電流的計(jì)算 一 、 D1點(diǎn)短路時(shí)（ 220KV 側(cè)短路） 圖 22. 220kV 系統(tǒng)圖 10KV 側(cè)無法向短路點(diǎn)提供短路電流，可略去不計(jì)。（ 14＋ 23－ 9） %=14% %2kU =21 （ %21?U ＋ %32?U － %31?U ） =21 179。22303000= 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 X2= Z22BBUS=179。 選取基準(zhǔn)容量為 BS =3000MVA， BU 為各級(jí)電壓 平均值（ 230， 115， ) 根據(jù)題意，所給出的 1 號(hào)線和 2 號(hào)線的參數(shù)均是 2 號(hào)線路全長的電阻、電抗值，而不是每公里的電阻電抗值，無需再乘以線路長度。 所以主接線設(shè)計(jì)圖可設(shè)計(jì)為圖 18 圖 18 長風(fēng)小區(qū)變電站及直流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 第二章 短路電流的計(jì)算 第一節(jié) 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖及標(biāo)幺值計(jì)算 將系統(tǒng)簡化后為 圖 21 系統(tǒng)簡化圖 220KV 側(cè)系統(tǒng)容量為 3000MW，功率因數(shù)取為 cosφ =，則容量為 S =3000247。這樣做雖然會(huì)增加斷路器的投資，但在保障供電可靠性的前 提下，減少了母線設(shè)施及其占用土地面積，降低了建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本。正常運(yùn)行時(shí)分段斷路器斷開，用于限制變電站內(nèi)部故障及饋線故障時(shí)的短路電流，以便選用輕型斷路器。 二