【正文】 可靠性、選擇性、快速性、靈活性 變壓器保護的配置原則 ： 變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護裝置。 35KV 以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器 610KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜或比較狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu) 為了考慮本變電所的動力和照明負荷等需要，本變電所設(shè)計兩臺變壓器，一臺工作，另一臺作備用。對于 35KV 及以上配電裝置，宜采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器 電流互感器的一次額定電壓和額定電流必須滿足 Ue＞ Uew Iei＞ Igmax Ue 、 Iei一次額定電壓和額定電流 Ue、 Igmax安裝處一次回路工作電壓和最大工作電流 穩(wěn)定校驗 選擇高壓側(cè)電流互感器型號為： LCWB563 其主要參數(shù)為： 電壓互感器的選擇 電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點和使用條件進行選擇。選擇低壓（ 10KV 側(cè)）電氣設(shè)備以點短路電流為基礎(chǔ)進行選擇 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器，是高壓系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一，高壓斷路器能在負荷的情況下接通或斷開電路，在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時迅速切斷短路電流 高壓斷路器的額定電壓 Ue 應(yīng)大于 或等于所在電網(wǎng)的額定電壓 Uew Ue≥ Uew 高壓斷路器的額定電流 Ie 應(yīng)大于它的最大持續(xù)工作電流Igmax Ie≥ Igmax 在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的開斷電流 Iekd 應(yīng)滿足 Iekd ≥ Ixt 式 Ixt斷路器實際開斷時間 tk秒的短路電流周期分量的有效值 斷路器實際開斷時間 tk 等于繼電保護主保護動作時間與斷路器的固有分閘時間之和 斷路器的額定關(guān)合電流 ieg應(yīng)不小于最大短路電流沖擊值 ici ieg≥ ici 高壓斷路器的極限通過電流峰值 idw 應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流 ici 即 idw≥ ici 高壓斷路器的短時允許發(fā)熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流發(fā)出的熱量 據(jù)上述參數(shù)選擇高壓斷路器型號為： LW966/ SF6 斷路器 參數(shù)如下表： 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定短路開斷電流 額定短路關(guān)合電流 額定短路持續(xù)時間 額定峰值耐受電流 66KV V 2500A 80KA 4S 80KA 廠家：瓦房店高壓開關(guān)廠 高壓隔離開關(guān)選擇 隔離開關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇： 型式和種類；額定電壓；額定電流；動穩(wěn)定；熱穩(wěn)定 選擇隔離開關(guān)型號為： GW5— 60Ⅱ D 6 組 GW560Ⅱ 8 組 參數(shù)如下表： 額定電壓 額定電流 動穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流 單相接地開關(guān) 所配機構(gòu) 動穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流 隔離開關(guān) 接地開關(guān) 66KV 630A 50KA 20KA/4S 50KA 20KA/4S CS17G CS17G 廠家：沈陽高壓開關(guān)有限公司 電流互感 器的選擇 電流互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。 ⑵噪音：為了減少噪音對工作場所和附近居民區(qū)的影響，所選高壓電器在運行中或操作時產(chǎn)生的噪音，在距電器 2 米處不應(yīng)大于下列水平： 連續(xù)性噪音水平： 85dB 非連續(xù)性噪音水平：屋內(nèi)： 90 dB 屋外： 110 dB 本次變電所設(shè)計主要選擇兩個短路點進行計算，就可以滿足選擇電氣設(shè)備的要求。 ： 選用電器尚應(yīng)注意電器對周圍環(huán)境的影響，根據(jù)周圍環(huán)境的控制標準，要對制造部 門提出必要的技術(shù)要求。 選擇電器時，應(yīng)根據(jù)當?shù)卣鹆叶冗x取用能夠滿足地震需求的產(chǎn)品，電器的輔助設(shè)備各應(yīng)具有與主設(shè)備相同的抗震能力，一般電器產(chǎn)品可以耐受地震烈度 8 度的地震度，在安裝時，應(yīng)考慮到指甲對地震力的放大作用根據(jù)有關(guān)規(guī)定。 本設(shè)計變電所不屬高原地區(qū)，因而不考慮此項因素。當技術(shù)合理時，污穢區(qū) 220KV 配電裝置也可采用屋內(nèi)型。 增大電瓷外絕緣的有效泄漏比距或選用利于防污的電瓷造型，如果用半導(dǎo)體、大小傘、大傾角、鐘罩式等制造絕緣子。 一般高壓電器可使用在 20℃相對濕度為 90%（電流互感器為 85%）的環(huán)境中。 隔離開關(guān)的破冰厚度一般為 10mm，在冰雪區(qū)，所選擇隔離開關(guān)的破冰厚度，應(yīng)大于安裝場所的最大覆冰厚度。如降 低安裝高度，加強基礎(chǔ)固定等。 選擇電器時用的最大風速，可去高地 10m 高， 30 年一遇的 10 m 平均最大風速，陣風對外電器及電瓷產(chǎn)品的影響，已由制造廠考慮，不作為選擇條件。 ⑵日照：產(chǎn)外高壓電器設(shè)備在日照下將產(chǎn)生附加溫升，如果設(shè)備制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量的下降數(shù)據(jù)，在設(shè)計中可按電器額定電流的 80%選擇設(shè)備。 電器 的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設(shè)備響應(yīng)的保護水平，確定當所送電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應(yīng)通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設(shè)備。 短路的熱穩(wěn)定條件： It2t＞ Qdt 式中： Qdt— 在計算時間 tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)；（ KA2s ） It— t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的有效值（ KA） t— 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的時間（ S）； 校驗短路電流熱穩(wěn)定所用的計算時間 tjs 按下式計算： tjs=tb+td 式中： tb— 繼電保護裝置后備保護動作時間（ S） td— 斷路器的和分閘時間（ S） 采用延時保護時， tjs相應(yīng)數(shù)據(jù)為繼電保護裝置的啟動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的動作時間，短路器的固有分閘時間以及斷路器觸頭電弧的持續(xù)時間總和。 ⑵短路穩(wěn)定條件： 檢校 的一般原則： Ⅰ、電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行行動、熱穩(wěn)定校驗。 機械荷載：選電器端子的允許載應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時是最大作用力。 ⑴長期工作條件： 電壓：選用的電器在允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運行電壓 Ug 即： Umax≥ Ug 電流：選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路各種可能運行方式的持續(xù)工作電流 Ig 即： Ie≥ Ig 由于變壓器短路時過載能力很大，雙回路出現(xiàn)的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。因此在進行設(shè)備的選擇時，必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，在保證安全、可靠的前提下，力爭做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行方便和留有適當?shù)陌l(fā)展余地 ，以滿足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的需要 ⑴應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展； ⑵應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校驗； ⑶應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； ⑷與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致； ⑸同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； ⑹選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗依據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合理，在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時應(yīng)經(jīng)上級批準。 容量的額定標麼值： S*=S/SN 電壓的額定標麼值： UN*=U/UN 電抗的額定標麼值： X*=X/XN=X*SN/U2N 電流的額定標麼值： I*=I/IN=√ 3UNI/SN 短路電流的計算 （詳細計算步驟見計算書） 本次設(shè)計的變電所距負荷較近，配電線路較短， 10KV 側(cè)各配電線路末端的短路電流值與變電所二次母線上的短路電流值相差無幾，故只計算出變壓器一次與二次母線的短路電流既可滿足要求（系統(tǒng)圖如圖 2） 60KV 側(cè)母線短路電流計算（如圖 K1 點短路） 經(jīng)過詳細計算 K1 點短路時短路電 流為 (計算過程詳見計算書 ) iim= I= 10KV 側(cè)母線短路電流計算（如圖 K2 點短路） 經(jīng)過詳細計算 K2 點短路時短路電流為 (計算過程詳見計算書 ) 1 主變 1 主變66 KV Ⅱ段母線66 KV Ⅰ段母線10 KV Ⅰ段母線 10 KV Ⅱ段母線負荷負荷K1K3K4K2 K5K6 圖 2 最大運行方式下： iim= I= 短路容量 Skt=3UavIk= 穩(wěn)態(tài)短路電流 Ik= 最小運行方式下： iim=√ 2KimI= Iim=I√ 1+2(Kim1)= 短路容量 Skt=3UavIk= MVA 穩(wěn)態(tài)短路電流 Ik= 第六章 變電所設(shè)備的選擇與校驗 高壓電器選擇的一般要求 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣部分設(shè)計的重要內(nèi)容之一。 線路額定電壓與平均額定電壓 額定電壓 UN（ KV） 10 35 60 110 154 220 平均額定電壓 UN（ KV） 37 60 115 162 230 若取 Sd=100MVA，由可列出不同基準電壓 Ud 下的基準電流 Id，與基 準電抗 Xd值。 標麼制又稱為相對單位制，它是各個物理量的實際值與基準值的比值（系數(shù)或百分比 ） 采用標麼制，首要的問題是確定基準值： ⑴基準值： 在短路電流的實際計算中，為了方便常選取 100MVA 或10000MVA 作為視在功率基準值，選用某電壓等級的平均額定電壓作為電壓的基準值。 ⑵三相短路沖擊電流 id 三相短路電流的最大瞬時值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個周波左右，它不僅與周期分量的幅值有關(guān)，也與非周期分量的起始值有關(guān)，最嚴重的短路情況下，三相短路電流的最大瞬時值稱為沖擊電流 Idh｀ ich=√ 2KchIzp 式中： Kch =1+ettd 短路電流沖擊系數(shù) Izp—— 短路電流周期分量的有效值 一般 :高壓電網(wǎng)： Kch= ich= 低壓電網(wǎng)： Kch= ich= ⑶三相短路沖擊電流有效值 Ich Ich= Izp√ 1+2（ Kch1） 2 一般：高壓電網(wǎng)： Kch= ich= 低壓電網(wǎng)： Kch= ich= “有限容量系統(tǒng)”供電時的三相短路電流 假如向短路點輸送短路電流的電源容量較小，或者短路點離電源較近，在這種情況下稱為有限容 量系統(tǒng)供電的短路，在此條件下，電源電壓的變化并非恒定不變，短路電源周期分量的幅值隨電源電壓的變化而改變，短路的暫態(tài)過程更為復(fù)雜，因此，前文所述無限容量系統(tǒng)短路過程的分析和計算方法，已不全適用，此時必須考慮同步發(fā)電機在突然短路時的電磁暫態(tài)過程。 ⑴三相 短路電源的變化規(guī)律 三相短路后，在短路暫態(tài)過程中，短路電流等于它的周期分量和非周期分量的瞬間值之和，短路電流的非周期分量是隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減的。 短路過程分析 “無限大容量系統(tǒng)”供電的三相短路電流 所謂“無限大容量系統(tǒng)”僅為一個相對概念。 ㈠電力系統(tǒng)可以采取的限制短路電流的措施： ⑴提高電路系統(tǒng)的電壓等級； ⑵采用直流輸電方式； ⑶在電力系統(tǒng)的主網(wǎng)加強聯(lián)系后，將次級電網(wǎng)解列運行； ⑷在允許的范圍內(nèi)， 增大系統(tǒng)的零序阻抗。 ⑶選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算電路點，應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流的最大的地點。 確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。電角度； ⑷電力系統(tǒng)中個元件的磁路不飽和，既有鐵芯的電器社別電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； ⑸電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50％負荷接在高壓母線上， 50％負荷接在系統(tǒng)側(cè)； ⑹不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； ⑺短 路發(fā)生在電流為最大值是瞬間； ⑻除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計 ⑼元件的計算參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； ⑽輸電線路的電容略去不計。短路電流的熱效應(yīng)可能導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱甚至融化；使電氣設(shè)備絕緣過熱而被燒壞 Ⅱ、短路將使網(wǎng)絡(luò)電壓下降，嚴重時影響電機、照明、生產(chǎn)和家用電器等電氣設(shè)備正常運行，甚至破壞發(fā)電機的并列運行，造成系統(tǒng)解列 和電壓崩潰，導(dǎo)致大面積停電 Ⅲ、巨大的短路電流將在電氣設(shè)備中產(chǎn)生很大的電動力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞 Ⅳ、巨大的短路電流將周圍空間產(chǎn)生較強的電磁場，尤其是不對稱短路所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對周圍的通訊網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾 正因為短路故障對電力系統(tǒng)可能造成極其嚴重的后果，所以一方面采取限制短路電流的措施；另一方面要正確選擇電氣設(shè)備載流導(dǎo)體和繼電保護裝置，以防止故障的擴大，保證電力系統(tǒng)的安全運行。因此，三相電流和電壓仍是對稱的，故又稱為對稱短路，其他類型的短路均為不對稱短路。系統(tǒng)圖 1 1電容器河線小區(qū)遼1所用變熱線公司供2所用變2電容器壓廠左電氣低 學