【正文】 的選擇 110kV側(cè)斷路器的選擇（1）額定電壓：UN=110kV（2）最大工作電流：變壓器側(cè)：由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，即 母線分段回路： 經(jīng)比較，選擇根據(jù)變壓器側(cè)來進(jìn)行初選。系統(tǒng)在1主變獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，主變低壓側(cè)發(fā)生故障時(shí)：求流過10KV母線的最大短路電流為：Idz=502/(+)=由于原始資料沒有提供系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的系統(tǒng)阻抗，則流過10KV母線的最小短路電流為: Idz=()*502/(+)=（3） d3點(diǎn)短路的短路電流。 （Uj=Up, Sj=100MVA）= 短路電流的計(jì)算 三相短路計(jì)算：（1）d1點(diǎn)短路的短路電流。（3）各元件電抗計(jì)算。在被選設(shè)備通過最大短路電流的點(diǎn)稱為該設(shè)備的短路計(jì)算點(diǎn)。如圖31。第二部分 計(jì)算書1 短路電流計(jì)算 等值電路圖 110KV 10KV S 1 d1 2 d2 d3 . . . d4 圖11 電網(wǎng)等值電路圖 參數(shù)計(jì)算（1）將所設(shè)計(jì)變電所變壓器電抗定義為X1，將兩條110KV線路電抗定義為XX3，將二十條10KV出線電抗定義為XXX6......X24。大中型變電所內(nèi)一般均應(yīng)鋪設(shè)寬3m的環(huán)形道。斷路器的排列方式，必須根據(jù)主接線、場(chǎng)地地形條件、總體布置和出線方向等多種因素合理選擇。以鋼筋混凝土環(huán)行桿和鍍鋅鋼梁組成的構(gòu)架，兼有二者特點(diǎn)，目前，以在我國(guó)220KV及以下的各種配電裝置中廣泛應(yīng)用。鋼構(gòu)架機(jī)械強(qiáng)度大，抗震能力強(qiáng)，運(yùn)輸方便，但金屬消耗量大，需要經(jīng)常維護(hù)。但管形母線容易產(chǎn)生微風(fēng)共振和存在端部放電效應(yīng)，對(duì)基礎(chǔ)不均勻下沉比較敏感。矩形應(yīng)用于35kV及以下配電裝置中，管形應(yīng)用于220kV及以上的配電裝置中。軟母線可選用較大的擋距，但擋距較大，導(dǎo)線垂弧較大，因而導(dǎo)線相間及對(duì)地距離就要增加，母線及跨越線構(gòu)架的寬度要增大。軟母線為鋼芯鋁鉸線，擴(kuò)徑軟管母線和分裂導(dǎo)線，三相成水平布置。必須考慮在發(fā)電初期盡量避免與施工設(shè)施的干擾交叉，必要時(shí)還應(yīng)考慮分期過渡的方案。另外，布置主變壓器時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)、出線方便，周圍留有一定的空間，保證良好的通風(fēng)散熱條件，且要符合防火要求。必須注意合理布置，保證電氣安全凈距，同時(shí)還要考慮帶電維修的可能性。由于高型和半高型配電裝置可大量節(jié)省占地面積，因此，高型半高型布置得到較廣泛應(yīng)用。凡是將一組母線與另一組母線重疊布置的，稱為高型配電裝置。中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要高度，以便工作人員能在地面上安全活動(dòng)；中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在水平面。成套配電裝置（包括SF全封閉組合電器）目前也大多放于屋內(nèi)。隨著新設(shè)備和新技術(shù)的應(yīng)用，運(yùn)行、檢修經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，配電裝置的結(jié)構(gòu)和形式也在不斷地發(fā)展、更新。在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或內(nèi)、外過電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。屋內(nèi)、外配電裝置中各有關(guān)部分之間的安全凈距可以分為A、B、C、D、E五類。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110kV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價(jià)相近時(shí)，宜采用屋內(nèi)式，在上述地區(qū)若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，220kV配電裝置也可以采用屋內(nèi)型。 配電裝置型式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。保證運(yùn)行可靠。在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料，降低價(jià)格。(3) 運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便；(4) 耗用鋼材較多，造價(jià)較高。屋外配電裝置的特點(diǎn)是： (1) 土建工程量和費(fèi)用較少，建設(shè)周期短；(2) 擴(kuò)建方便；(3) 相鄰設(shè)備之間的距離較大，便于帶電作業(yè)；(4) 設(shè)備露天運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；(5) 占地面積大；(6) 天氣變化對(duì)設(shè)備維修和操作有較大影響。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是： (1) 由于允許安全凈距小，可以分層布置，故占地面積較??；(2) 維修、操作、巡視在室內(nèi)進(jìn)行，比較方便，且不受氣候影響；(3) 外界污穢空氣不會(huì)影響電氣設(shè)備，維修工作可以減輕；(4) 房屋建設(shè)投資較大。在工廠預(yù)先把各種電器安裝在柜（屏）中，成套運(yùn)至安裝地點(diǎn)，則稱為成套配電裝置。配電裝置分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。6 配電裝置規(guī)劃 配電裝置概述配電裝置是發(fā)電廠的重要組成部分。其選擇情況如下表所示：表51 避雷器選擇結(jié)果電壓等級(jí)（KV）型號(hào)額定電壓（KV）工頻放電電壓（kV）~20的沖擊放電電壓不大于（kV）110Y10W511011025534510FZ10102645變壓器中性點(diǎn)保護(hù)：由于本設(shè)計(jì)變壓器中性點(diǎn)直接接地，在正常運(yùn)行情況下，中性點(diǎn)將受到大氣過電壓和單相接地時(shí)暫時(shí)過電壓的作用，所以，對(duì)于變壓器中性點(diǎn)也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)得避雷保護(hù)。為了防止反擊，主編構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。其次，金屬氧化物避雷器體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便，使用壽命也長(zhǎng)，所以本設(shè)計(jì)中采用金屬氧化物避雷器。雖然10kA雷電流下的殘壓值兩種避雷器相同，但閥型避雷器只在串聯(lián)間隙放電后才可將電流泄放，而金屬氧化物避雷器在整個(gè)過電壓過程中都有電流流過，因此降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的過電壓。二是無續(xù)流，故只要吸收過電壓能量即可，這樣，對(duì)金屬氧化物避雷器的熱容量的要求比閥型避雷器低得多。一是無間隙。 隨著金屬氧化物避雷器的不斷推廣，我國(guó)絕大多數(shù)變電站已逐步用金屬氧化物避雷器來替換掉原來的閥型避雷器，但也有不少變電站仍采用閥型避雷器。(3) 應(yīng)首先采用高新技術(shù)產(chǎn)品，并有一定可靠運(yùn)行記錄的新產(chǎn)品。避雷器的選擇應(yīng)盡量按以下三個(gè)方面選擇：(1) 按額定電壓選擇：避雷器的額定電壓必須大于或等于安裝處的電網(wǎng)額定電壓。根據(jù)《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的要求，變電站的每組母線上，都應(yīng)安裝避雷器，作為防止高壓雷電波沿架空線路、設(shè)備侵入變電站的最主要措施。常見的避雷器有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥式避雷器及金屬氧化鋅避雷器。對(duì)電氣設(shè)備最危險(xiǎn)的是諧振過電壓。避雷器與其所保護(hù)對(duì)象必須用伏秒特性來互相配合，才能達(dá)到預(yù)期效果。沖擊大電流過后，在一小段時(shí)間內(nèi)，由線路正常工作電壓驅(qū)動(dòng)的電流也經(jīng)過避雷器入地。避雷器實(shí)質(zhì)上是一種放電器，其一端接某一相帶電導(dǎo)體，另一端接地。如果被保護(hù)的物體處在這個(gè)空間范圍內(nèi)，一般不會(huì)遭到雷擊。因此，在適當(dāng)?shù)奈恢醚b設(shè)適當(dāng)高度的避雷針（線），就可以主動(dòng)引導(dǎo)雷電向其放電，并通過接地裝置將電荷泄入大地中，從而使電氣設(shè)備或建筑物不致遭受雷擊的危害。進(jìn)入變電所的雷電過電壓波將來自進(jìn)線斷以外的線路，它們?cè)诹鬟^進(jìn)線斷時(shí)將因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，降低了波前陡度和幅值；利用進(jìn)線斷來限制流過避雷器的沖擊電流幅值。如果在靠近變電所的線路上發(fā)生繞擊或反擊，進(jìn)入變電所的雷電過電壓的波前陡度和流過避雷器的沖擊電流幅值都很大，對(duì)于那些未沿全線架設(shè)避雷線的35KV及以下的線路來說，首先必須在靠近變電所1~2km的線段上加裝避雷線，使之成為進(jìn)線端；對(duì)于全線有避雷線的110KV及以上的線路，也必須將靠近變電所的一段長(zhǎng)2km的線路劃為進(jìn)線斷。按照安裝方式的不同，要將避雷針分為獨(dú)立避雷針和裝設(shè)在配電裝置構(gòu)架上的避雷針兩類?？傊?，變電站的防雷保護(hù)與輸電線路相比，要求更嚴(yán)格、措施更嚴(yán)密、可靠。其次，變電設(shè)備的內(nèi)絕緣水平往往低于線路絕緣，而且不具有自恢復(fù)功能，一旦因雷電過電壓而發(fā)生擊穿，后果十分嚴(yán)重。變電站是多條輸電線路的交匯點(diǎn)和電力系統(tǒng)的樞紐。另外，其進(jìn)線斷保護(hù)有利于減少雷電侵入波的危害。（2） 對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)措施：較低電壓等級(jí)的電氣設(shè)備及母線，因其絕緣水平較低，不可太靠近容易引雷的物體，以免發(fā)生“反擊”；采用避雷器泄放感應(yīng)過電壓。為此，對(duì)電氣設(shè)備必須加裝必要的過電壓保護(hù)設(shè)施。無論哪種形式的過電壓，都會(huì)對(duì)設(shè)備絕緣構(gòu)成威脅。（3）10kV線路保護(hù)設(shè)置：設(shè)置兩斷式電流保護(hù)。為此，在線路兩端安裝了具有相同型號(hào)和變比的電流互感器，將線路兩端電流互感器二次側(cè)的同名端連接在一起。所謂距離保護(hù)，就是指反應(yīng)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)這一距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置，短路點(diǎn)越靠近保護(hù)安裝處，其測(cè)量阻抗就越小，則保護(hù)的時(shí)限就越短；反之，短路點(diǎn)越遠(yuǎn)，其測(cè)量阻抗就越大，則保護(hù)動(dòng)作時(shí)間就越長(zhǎng)，這樣保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線路。本變電站繼電保護(hù)配置如下：（1）變壓器保護(hù)裝置設(shè)置：按照《繼電保護(hù)和安全自定裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，并考慮到采用微機(jī)保護(hù)的具體情況，采用雙主雙后的配置方式：差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、零序過電流保護(hù)及瓦斯、油溫、油位、繞組溫度、壓力釋放等非電量保護(hù)。繼電保護(hù)的基本原理是利用被保護(hù)線路或者設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，啟動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。反應(yīng)被保護(hù)元件上的故障，并能在較短時(shí)間內(nèi)將故障切除的保護(hù)稱為主保護(hù)；后備保護(hù)就是在主保護(hù)不能動(dòng)作時(shí)，動(dòng)作將故障切除。動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。（3）與電力系統(tǒng)中其他自動(dòng)裝置配合，在條件允許時(shí)，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。繼電保護(hù)的任務(wù)和作用如下：（1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。其選擇情況如下表所示：表37 絕緣子與穿墻套管選擇結(jié)果類別型號(hào)高度（mm）機(jī)械負(fù)荷（kg）支柱絕緣子ZNA10125375穿墻套管CLB1105057504 繼電保護(hù)規(guī)劃繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全和可靠運(yùn)行的重要技術(shù)措施之一。10KV母線為戶內(nèi)矩形硬導(dǎo)體，需要支柱絕緣子和穿墻套管。母線的選擇內(nèi)容包括：（1）確定母線的材料、截面形狀、布置方式；（2）選擇母線的截面積；（3）校驗(yàn)?zāi)妇€的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；（4）對(duì)重要的和大電流的母線，校驗(yàn)其共振頻率；（5）對(duì)于110KV及以上母線，還應(yīng)校驗(yàn)?zāi)芊癜l(fā)生電暈。高壓熔斷器的選擇如下表所示：表35 高壓熔斷器選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)型號(hào)最大切斷電流（KA）備注10kV母線RN217保護(hù)屋內(nèi)TV 母線的選擇為了匯集、分配和傳輸電能，常常需要設(shè)置母線。保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器，一般選型，其額定電壓應(yīng)高于或等于所在電網(wǎng)電壓的額定電壓(但限流式則只能等于電網(wǎng)電壓)，其開斷電流。其容量小，保護(hù)性差，僅用于35kV及以下電壓等級(jí)，在發(fā)電廠中主要用于電壓互感器短路保護(hù)。電壓互感器的選擇內(nèi)容包括：根據(jù)安裝地點(diǎn)和用途，確定電壓互感器的結(jié)構(gòu)類型、接線方式和準(zhǔn)確級(jí)；確定額定電壓比；計(jì)算電壓互感器的二次負(fù)荷，使其不超過相應(yīng)準(zhǔn)確度的額定容量。35kV以上無電源使不裝，有電源時(shí)，可裝一臺(tái)單相雙繞組或單相三繞組電壓互感器。工作母線和備用母線都應(yīng)裝設(shè)一組三繞組電壓互感器，而旁路母線可不裝。110kV及以上的電壓互感器可直接經(jīng)由隔離開關(guān)接入電網(wǎng)，不裝高壓熔斷器。電壓互感器的配置原則為工作母線和備用母線都應(yīng)裝一組三繞組電壓互感器，母線如分段應(yīng)在各分段上安裝一組三繞組電壓互感器。選擇電流互感器時(shí)，首先要根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)、用途等具體條件確定互感器的結(jié)構(gòu)類型、準(zhǔn)確等級(jí)、額定電流比K；其次要根據(jù)互感器的額定容量和二次負(fù)荷計(jì)算二次回路連接導(dǎo)線的截面積；最后校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。一般采用雙鐵芯或多鐵芯的電流互感器，可分別供給測(cè)量和保護(hù)使用。在所有支路均應(yīng)按測(cè)量及繼電保護(hù)要求，裝設(shè)相應(yīng)的電流互感器。 電流互感器的選擇電流互感器包括一次繞組，二次繞組及鐵芯，一次繞組線徑較細(xì)而匝數(shù)很少，二次繞組則較細(xì)很多，一次繞組串聯(lián)接入一次電路，通過一次繞組的電流，只取決于一次回路負(fù)載的多少與性質(zhì)，而與二次側(cè)負(fù)載無關(guān)，而其二次電流在理想情況下僅取決于一次電流。為使電力系統(tǒng)正常運(yùn)行并保證電能質(zhì)量，且在短路后迅速將故障元件切除不致使故障范圍擴(kuò)大，必須通過二次設(shè)備以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、監(jiān)察及保護(hù)，二次設(shè)備的輸入信號(hào)由互感器取得，互感器在主接線中的配置，總是與一次設(shè)備運(yùn)行要求及主接線形式有關(guān)?；ジ衅鞯木唧w作用是：（1）將一次系統(tǒng)各級(jí)電壓均變成100V（或?qū)Φ?00V/）以下的低電壓，將一次系統(tǒng)各回路電流均變成5A（或1A、）以下的小電流，以便于測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化?；ジ衅骺煞譃殡娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅?，它們既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，同時(shí)也是隔離元件。隔離開關(guān)的型號(hào)表示的含義： W─戶外式 N─戶內(nèi)式 D─帶接地刀閘式 G─改進(jìn)式