【正文】 高壓開(kāi)關(guān)柜選用GG1A(F)型[3,4]。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。所以電氣主接線是變電所電氣部分的主體，對(duì)變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 (2) 變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。(4) 系統(tǒng)備用容量大小。(2) 可靠性：可靠就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。(4) 經(jīng)濟(jì)性：滿足以上要求的前提下，盡量降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用[2,3,5]。常用的母線制主要有三種：?jiǎn)文妇€制，單母線分段制和雙母線分段制。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 ，供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。方案Ⅱ：?jiǎn)文妇€分段帶旁路。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。以上三種方案均能滿足主接線要求，但第三種最經(jīng)濟(jì)，因此優(yōu)先考慮。因此最終方案是高壓側(cè)采用單母線，低壓側(cè)單母線分段，同時(shí)旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線。圖32 某車間變電所主接線電路圖第4章 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的及方法所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。最后計(jì)算短路電流和短路容量。該設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流。因此標(biāo)幺值的概念是：所謂的基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。因此短路計(jì)算電路圖如圖41所示。假設(shè)架空線路線間幾何均距為1500mm，則由附錄表14可查得，而線路長(zhǎng)5km，故架空線路的的電抗標(biāo)幺值為3. 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，本設(shè)計(jì)中選擇2臺(tái)型號(hào)為S9500/10 的變壓器，查附表1可得，其短路電壓百分?jǐn)?shù)，因此繪短路等效電路圖如圖42所示，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明了短路計(jì)算點(diǎn)。表42 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk－1k－2第5章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 變電所高壓一次設(shè)備的介紹變電所的電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)符合的靈活控制和保障操作人員、供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的安全，在配電給各個(gè)用電設(shè)備組的饋出線的出口處，必須設(shè)置相應(yīng)的操作開(kāi)關(guān)、保護(hù)設(shè)備和測(cè)量設(shè)備，而這些設(shè)備通常裝設(shè)在與各條饋出線相對(duì)應(yīng)的配電開(kāi)關(guān)柜中，以便裝配、操作和維護(hù)。1. 高壓斷路器 供電系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)電器之一。斷路器具有很好的滅弧裝置和較強(qiáng)的滅弧能力。3. 熔斷器 線路或設(shè)備故障時(shí)，用于切斷強(qiáng)大的短路電流。5. 靜電電容器 主要用于補(bǔ)償無(wú)功功率。7. 電壓互感器 將高電壓變換成低電壓，供計(jì)量和繼電保護(hù)用[18]。(1) 工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓UN﹒e不應(yīng)小于所在線路的額定電壓UN，即。(3) 按斷流能力選擇設(shè)備的額定開(kāi)斷電流I0c或斷流容量Soc不應(yīng)小于設(shè)備分段瞬間的短路電流有效值Ik或短路容量Sk，即。隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)：(1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或式中 、—開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為kA）；、—開(kāi)關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值（單位為kA）。短路發(fā)熱假想時(shí)間tima一般按下式計(jì)算在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，由于，因此式中 tk—短路持續(xù)時(shí)間，采用該電路主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加對(duì)應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)：(1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或(2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件或3. 考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求。選擇一次設(shè)備時(shí)應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目如表51所示。 變電所10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)在選擇高壓斷路器時(shí)，除了考慮其額定電壓、額定電流及動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定等因素外，還應(yīng)校驗(yàn)其斷流容量。其內(nèi)部高壓一次設(shè)備根據(jù)本廠需求選取，初選設(shè)備：高壓斷路器： SN1010I；高壓熔斷器：RN110/50高壓隔離開(kāi)關(guān)：10T/200；避雷器：FS410 電流互感器：LQJ10/；電壓互感器：JDZ10，所以tima=tk=。本設(shè)計(jì)中。因此符合條件。本設(shè)計(jì)中。因此符合條件。本設(shè)計(jì)中。因此均滿足條件。本設(shè)計(jì)中，： ；； 因此滿足條件表 52 變電所10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNI30Ikish數(shù)據(jù)10kV kA額定參數(shù)UNINIocimax高壓少油斷路器SN1010I10KV63016kA40kA電流互感器LQJ1010KV100/5A_9避雷器FS41010KV____高壓隔離開(kāi)關(guān)10KV200A_130電壓互感器JDZ21010/____表52所選設(shè)備均滿足要求。此斷路器裝在總線端，總。因此符合條件。此斷路器裝在各車間線端，各分車間的電流都不大于500A。因此符合條件。此斷路器裝在總線端，根據(jù)上述驗(yàn)證條件：；；因此符合條件。此斷路器裝在總線及各車間線端，：；；。：查附表10可知額定電壓為380V，額定電流5~400A，極限通過(guò)電流和熱穩(wěn)定電流書中用“—”表示，不必驗(yàn)證。因此符合條件。 高壓母線的選擇參照附表11，10kV母線選LMY3(404)，即母線尺寸為40mm4mm；380V母線選LMY3(806)+505。但對(duì)于高壓配電所及35kV或以上的變電所，則不能采用此表的母線尺寸，而應(yīng)按發(fā)熱條件進(jìn)行選擇，并校驗(yàn)其短路穩(wěn)定度。1. 發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜（包括母線）在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。3. 經(jīng)濟(jì)電流密度35kV及以上的高壓線路及電壓在35kV以下但距離長(zhǎng)電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 10kV高壓進(jìn)線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。下面從兩個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證。2. 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附表13得10kV架空鋼芯鋁線的最小截面，因此所選的LJ—120型鋁絞線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇采用YJL2210000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。2. 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定按下式校驗(yàn)式中的C值是短路熱穩(wěn)定系數(shù)由附錄表12查得。 380V低壓出線的選擇1. 饋電給1號(hào)廠房（機(jī)加工車間）的線路采用VLV221000型交聯(lián)氯乙烯絕緣銅芯電纜直接架空敷設(shè)。(2) 校驗(yàn)電壓損耗由圖31可知，變電所距機(jī)加工車間110m，而由附錄表15查得240mm2的銅芯電纜的 (按纜芯工作溫度75℃計(jì))，又1號(hào)廠房的，因此按下式計(jì)算得： 滿足允許電壓損耗5%的要求。即可選用VLV2210003240+1120型聚氯乙烯絕緣銅芯四芯電纜。(1) 按發(fā)熱條件選擇同樣的方法，由，查附表16，初選300mm2，其，滿足發(fā)熱條件。(2) 校驗(yàn)電壓損耗由圖31可知，變電所距鑄造車間80m，而查附表15查得240mm2的銅芯電纜的 （按纜芯工作溫度75℃計(jì)），又1號(hào)廠房的，因此按下式計(jì)算得：滿足允許電壓損耗5%的要求?？梢?jiàn)短路熱穩(wěn)度符合要求。(1) 按發(fā)熱條件選擇由，查附表16，初選240mm2，滿足發(fā)熱條件。(3) 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)查附表12得氯乙烯絕緣銅芯電纜的C值為115可見(jiàn)短路熱穩(wěn)度符合要求。4. 饋電給4號(hào)廠房（電修車間）的線路亦采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接架空敷設(shè)。(2) 校驗(yàn)電壓損耗由圖31可知，變電所距電修車間90m，而查附表15得240mm2的銅芯電纜的 （按纜芯工作溫度75℃計(jì)），又1號(hào)廠房的的，因此按下式計(jì)算得：滿足允許電壓損耗5%的要求。即可選用VLV2210003240+1120型聚氯乙烯絕緣銅芯四芯電纜。1. 按發(fā)熱條件選擇， （最熱月土壤平均溫度可視為25℃）。2. 校驗(yàn)電壓損耗查附表15可查的纜芯為25 mm2的鋁芯電纜的 （按纜芯工作溫度75℃計(jì)），又的，線路長(zhǎng)度按2km計(jì)，因此按下式計(jì)算得：滿足允許電壓損耗5的要求。而鄰近單位10kV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算無(wú)法進(jìn)行，只有暫缺。表61 變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10kV電源進(jìn)線LJ型鋁絞線(三相三線架空敷設(shè))主變引入電纜YJL2210000335交聯(lián)電纜(直埋)380V低壓出線至1號(hào)廠房VLV2210003240+1120型銅芯四芯電纜(架空)至2號(hào)廠房VLV2210003300+1150型銅芯四芯電纜(架空)至3號(hào)廠房VLV2210003240+1120型銅芯四芯電纜(架空)至4號(hào)廠房VLV2210003240+1120型銅芯四芯電纜(架空)與相鄰單位10kV聯(lián)絡(luò)線YJL2210000325交聯(lián)電纜型(直埋)第7章 變電所二次回路方案的選擇 變電所的保護(hù)設(shè)備 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求繼電保護(hù)裝置的基本要求：1. 可靠性 指保護(hù)裝置該動(dòng)作時(shí)動(dòng)作，不拒動(dòng)；而不該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng)。2. 選擇性 指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障。為此，對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)，前后兩級(jí)之間的靈敏性和動(dòng)作時(shí)間應(yīng)相互配合。4. 速動(dòng)性 指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度。 主變壓器的繼電保護(hù)裝置電力變壓器的常見(jiàn)故障及異常的運(yùn)行狀態(tài)，一般應(yīng)裝設(shè)下列繼電保護(hù)：1. 裝設(shè)瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作與信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式，因?yàn)樗哂蟹磿r(shí)限動(dòng)作特性和速斷特性。因此，動(dòng)作電流故動(dòng)作電流整定為5A。(3) 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)已知：, ,因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為。利用GL15的速斷裝置。(2) 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)已知：，因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：按GB5006292規(guī)定，電流保護(hù)（含電流速斷保護(hù)），因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)是達(dá)到要求的。2. 裝設(shè)電流速斷保護(hù)亦利用GL15的速斷裝置。圖74 10kV 電力變壓器繼電保護(hù)原理圖第8章 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)我市是雷電災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，尤其夏季，雷電頻發(fā)。 直擊雷防護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并移除兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。如果變電所處在其他建筑物的直擊雷防護(hù)范圍之內(nèi)，則可不另設(shè)獨(dú)立避雷針。接地管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。避雷針采用φ20mm的鍍鋅圓鋼，長(zhǎng)1~。 雷電侵入波的防護(hù)1. 在10kV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS410型閥式避雷器。2. 在10kV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG1A(F)54型開(kāi)關(guān)柜，其中配有FS410型避雷器，靠近主變壓器。3. 在380V低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波[13]。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載