【正文】 自干型絕緣粘帶綁扎，也有用粘結(jié)劑將鐵心膠合，鐵心為防止因凝結(jié)而引起銹蝕，在鐵心表面涂有耐熱的防銹覆蓋漆或樹脂，容量較大時(shí)，鐵芯中要有氣道，氣道尺寸為1520mm，而干式變壓器的繞組材料是銅箔或鋁箔，有時(shí)也采用銅線繞制，而低壓線圈（1000V及以下），用銅箔（或鋁箔）與預(yù)浸環(huán)氧樹脂的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強(qiáng)樹脂包封，經(jīng)過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個(gè)堅(jiān)固的整體，不但具有很強(qiáng)的承受短路能力，而且經(jīng)過冷熱循環(huán)試驗(yàn)，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。表42 絕緣等級(jí)與最高允許溫度絕緣等級(jí)YAEBFHC絕緣材料最高允許溫度(）951051201301551802201. 占地面積小，不必單獨(dú)建設(shè)變壓器室，它可以和10kV的高壓柜，380/220V的低壓配電柜裝在一個(gè)室內(nèi)。3. 具有耐熱、防塵、耐潮的特點(diǎn)，適合于安裝負(fù)荷中心，對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電起到了一定作用。5. 絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強(qiáng)。7. 價(jià)格昂貴。1. 干式變壓器選擇不同的外殼，是由所處的環(huán)境和防護(hù)要求而定。3. 自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣冷卻。第3章 變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。1．可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電。經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)變電所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。2．靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求； 1)調(diào)度要求。 2)檢修要求。 3)擴(kuò)建要求。3．經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。電氣主接線的設(shè)計(jì)程序電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。 (1)對(duì)原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下： 1)本工程情況。 2)電力系統(tǒng)情況。 3)負(fù)荷情況。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該認(rèn)真地辯證地分析。如果設(shè)計(jì)時(shí)，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了，就等于積壓資金，否則電量供應(yīng)不足，就會(huì)影響其他工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接線方案。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2—3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。 (4)短路電流計(jì)算。 (5)電器設(shè)備的選擇。(7)工程概算。主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。各個(gè)變電所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。有匯流母線的接線形式主要有：?jiǎn)文妇€接線和雙母線接線。一、單母線接線 圖 51 單母線接線如圖 51 所示，單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路都可以從電源l或2獲得電能。由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或切斷電路的控制電器。所以，同一回路中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時(shí)隔離電源。但如果費(fèi)用不大，為了防止過電壓的侵入。同一回路中串接的隔離開關(guān)和斷路器，在運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守下列操作順序：如對(duì)饋線送電時(shí)，須先合上隔離開關(guān)QS2和QS3，再投入斷路器QF2；如欲停止對(duì)其供電，須先斷開QF2，然后再斷開QS3和QS2。還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖。當(dāng)電壓在110kV及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)扣線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。1．單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。 (2)3566kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線，如圖52所示。缺點(diǎn)：①當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；②當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；③擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 (2)35—66kV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回時(shí)。1．10kV主接線根據(jù)設(shè)計(jì)要求及綜合考慮，10kV側(cè)兩條銅電纜，一條運(yùn)行，一條備用兩條電纜的各種參數(shù)均相同，來自供電中心的高壓電經(jīng)隔離開關(guān)、調(diào)相機(jī)、電流互感器接到母線上，而后經(jīng)隔離開關(guān)、計(jì)量柜進(jìn)入母線接到兩臺(tái)變壓器上，其間由隔離開關(guān)和斷路器分離。2．,按正常工作需用380kV，低壓經(jīng)過隔離開關(guān)、電流互感器、高壓斷路器接到母線上，而后經(jīng)過隔離開關(guān)、儀表通過低壓母線接到降壓變壓器母線上。第4章 短路計(jì)算選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護(hù)、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)是短路計(jì)算的最終目的。電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、短路故障。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其相與相之間，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線與相線之間，都是通過負(fù)荷或阻抗連接的。絕緣損壞大多是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行不當(dāng)所致，如由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而引發(fā)短路。此外，飛禽及小動(dòng)物跨接裸導(dǎo)體，老鼠咬壞設(shè)備、導(dǎo)線的絕緣，都可能造成短路。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設(shè)備還應(yīng)有足夠的電動(dòng)(機(jī)械)穩(wěn)定度。由此可見。為了保證電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行，減輕短路的影響，除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應(yīng)盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。根據(jù)實(shí)際情況及圖紙的要求分析遼寧工學(xué)院綜合樓變電所的設(shè)計(jì)，短路計(jì)算要恰到好處，確定短路點(diǎn)位高低壓側(cè)各一個(gè)，互相分析計(jì)算，如圖61所示。計(jì)算方法采用比較簡(jiǎn)潔常用的標(biāo)幺值計(jì)算。求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量如圖所示62 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路。表61短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（KV）三相短路容量（MVA）點(diǎn)點(diǎn)第5章 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，使用各種電氣設(shè)備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、補(bǔ)償電容器等，這些設(shè)備的任務(wù)是保證變電所安全、可靠的供電，因?yàn)檫x擇電氣設(shè)備時(shí)，必須慮及電力系統(tǒng)在正常和故障時(shí)的工作情況。電氣設(shè)備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當(dāng)留有裕度，力求在經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行節(jié)約。電氣設(shè)備的分類電氣設(shè)備通常分類方法如下：（1）.按電壓分 通常把1kV以上的設(shè)備稱為高壓設(shè)備，1kV以下的稱為低壓設(shè)備。（3）.按設(shè)備所屬的電路性質(zhì)分 一次設(shè)備、二次設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。斷路器工作性能好壞直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。圖71高壓斷路器的QF的型號(hào)規(guī)格根據(jù)圖71高壓斷路器的QF的型號(hào)規(guī)格。 線路首端短路時(shí)，流過短路電流最大，而線路首端（）點(diǎn)短路和母線（）點(diǎn)短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值：短路容量：擬定選用高壓真空斷路器，斷路時(shí)間：短路假想時(shí)間：根據(jù)擬定條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，選用ZN1210I型高壓真空斷路器。隔離開關(guān)是應(yīng)用于斷路器的配套裝置使用的，但是隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的型式對(duì)配電裝置的分布和占地面積有很大的影響，隔離開關(guān)選型時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇，遼寧工學(xué)院選擇型號(hào)為：GN3010D/630，這種型號(hào)隔離開關(guān)系列為高壓10kV，三相電流頻率50HZ的戶內(nèi)裝置，安裝于高壓開關(guān)柜內(nèi)，使高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)緊密占地面積小，安全性高。表73 GN3010D/630技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)型式序號(hào)額定電壓KV額定電流A結(jié)構(gòu)標(biāo)志GN3010D/630戶內(nèi)3010630帶接地刀閘 隔離開關(guān)運(yùn)行與維護(hù)的注意事項(xiàng)：（1）.載流回路及引線端子無過熱。（3）.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外露的金屬無明顯銹蝕痕跡。（5）.接地良好。 根據(jù)型號(hào)擬選GN3010D/630?；ジ衅魇请娏ο到y(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。為了確保工作人員在接觸測(cè)量?jī)x表和繼電器時(shí)的安全，互感器的每一個(gè)二次繞組必須有可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長(zhǎng)期存在高電壓。此外，電容式電壓互感器在超高壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用。 互感器包括電流互感器和電壓互感器。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器。這樣就提高了一、二次電路工作的安全性和可靠性。雖然電流互感器一次額定電流不同，但二次額定電流一般為5A。(3)擴(kuò)大二次設(shè)備的使用范圍采用互感器后，就相當(dāng)于擴(kuò)大了儀表和繼電器的使用范圍。同樣，用一只量程為100V的電壓表與不同變壓比的電壓互感器配套使用，就可測(cè)量不同范圍的電壓。1．工作原理電流互感器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，原理接線如圖72所示．其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導(dǎo)體穿過其鐵芯，只有一匝)，導(dǎo)體較粗，串接在被測(cè)電路中，因此一次電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)載電流；其二次繞組的匝數(shù)很多，且與低阻抗的儀表或繼電器的電流線圈相連，因而二次阻抗很小，所以它實(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。圖 72 電流互感器原理接線圖1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組2．結(jié)構(gòu)電流互感器的結(jié)構(gòu)如圖72所示，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。對(duì)于大多數(shù)電流互感器，給出了相對(duì)于額定一次電流的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動(dòng)、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗(yàn)。如圖所示73為電壓互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電壓互感器一、二次側(cè)額定電壓之比稱為變壓比，用表示。1．電壓互感器的結(jié)構(gòu)一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來，其連接點(diǎn)于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個(gè)平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個(gè)鐵芯上，并且串起來，連接點(diǎn)與鐵芯相連。 母線的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變電所10kV側(cè)為電纜線，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選用硬母線即矩形硬母線，它的優(yōu)點(diǎn)是便于固定和連接，散熱性能好，缺點(diǎn)是集膚效應(yīng)系數(shù)較大，集膚效應(yīng)系數(shù)與電流的頻率、導(dǎo)體的形狀和尺寸有關(guān)，為了避免集膚效應(yīng)系數(shù)過大，應(yīng)減小導(dǎo)體片（條）間的距離，相應(yīng)地改變它有關(guān)因素。對(duì)于一般建筑物的10kV線路距離短，電流不太大，按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面的意義并不大。根據(jù)實(shí)際情況：，電流經(jīng)濟(jì)密度10kV側(cè)：：故選用 10kV側(cè)：TMY3 ：經(jīng)過與短路電流的比較滿足條件。它對(duì)保證系統(tǒng)安全運(yùn)行和電能質(zhì)量、防止故障擴(kuò)大和事故發(fā)生起著及為重要的作用。2． 靈敏性靈敏性是指對(duì)于保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或非正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。4． 可靠性可靠性是指在其規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作情況下，則不應(yīng)該錯(cuò)誤動(dòng)作。計(jì)算變壓器過電流的整定值 式中 ——繼電保護(hù)動(dòng)作整定值（A）； ——保護(hù)裝置的可靠系數(shù)； ——接線系數(shù)； ——電流互感器電流比； ——線路最大負(fù)載電流（A）； ——繼電器返回系數(shù)； 式中 ——繼電器返回電流，電流互感器開始釋放的最大電流（A）； ——繼電器起動(dòng)電流，電流繼電器開始吸合的最小電流（A）。說明繼電器傳動(dòng)部分有油污，應(yīng)清洗加油，以減少摩擦阻力矩，如果清洗加油后，應(yīng)考慮更換電流互感器。（1）.過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限 （2）．靈敏度的校驗(yàn)。 即 （靈敏度合格）。變壓器電流速斷保護(hù)的工作原理與輸電線路的相同，只是將保護(hù)設(shè)備換成變壓器保護(hù)而已。保護(hù)的原理接線圖如圖81，由于容量較小的變壓器一般為單側(cè)