【正文】 的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強樹脂包封，經(jīng)過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個堅固的整體，不但具有很強的承受短路能力，而且經(jīng)過冷熱循環(huán)試驗，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。表42 絕緣等級與最高允許溫度絕緣等級YAEBFHC絕緣材料最高允許溫度(）951051201301551802201. 占地面積小，不必單獨建設(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室內(nèi)。3. 具有耐熱、防塵、耐潮的特點，適合于安裝負(fù)荷中心，對系統(tǒng)經(jīng)濟運行節(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。7. 價格昂貴。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. 自然空氣冷卻和強迫空氣冷卻。第5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，以保證對用戶不間斷的供電。經(jīng)過長期運行實踐的考驗，對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，可靠性不是絕對的，而是相對的。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)擴建要求。3．經(jīng)濟性經(jīng)濟性主要是投資省、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，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。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)和出線回數(shù)。三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。5．考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當(dāng)線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計思路、方法和步驟相同。主要包括：變電所類型；設(shè)計規(guī)劃容量；變壓器容量及臺數(shù)；運行方式等。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(5—10年)；變電所在電力系統(tǒng)中的位置(地理位置和容量位置)和作用；本期工程和遠(yuǎn)景規(guī)劃與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。因為負(fù)荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。 4)環(huán)境條件。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差甚大，應(yīng)子以重視。 5)設(shè)備制造情況。(2)擬定主接線方案。因為對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。 (3)主接線經(jīng)濟比較。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計算。 (6)繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。包括：主要設(shè)備器材費；安裝工程費；其他費用。變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(變壓器)、母線和出線(饋線)。在進(jìn)出線數(shù)較多時(一般超過4回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便有利于安裝和擴建。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積小，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴建和發(fā)展的變電所。設(shè)計中僅以單母線接線為例。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān)QS2稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的QS3稱為線路隔離開關(guān)(在實際變電所中，通常把靠近電源側(cè)的隔離開關(guān)稱為甲刀閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)稱為乙刀閘)。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置．其開合電流能力極低，只能于設(shè)備停運后退出工作時斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時，斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān)。也可以裝設(shè)。為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實行操作票制度外。接地開關(guān)(又稱接地刀間)QS4是在檢修電路和設(shè)備時合上，取代安全接地線的作用。對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1—2組接地開關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時的安全。 缺點：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開它所連接的電源，與之相連的所有電力裝置在整個檢修期間均而停止工作。2．單母線接線的適用范圍 一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況： (1)610kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。二、單母線分段接線為了克服一般單母線接線存在的缺點，提高它的供電可靠性和靈活性，可以把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一個分段斷路器和兩個隔離開關(guān)。1．單母線分段接線的優(yōu)缺點優(yōu)點：①用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；②當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。 2．適用范圍 (1)6一10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。圖52 單母線分段接線現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：單母線接線和單母線分段接線，依據(jù)遼寧工學(xué)院變電所中實際情況的了解，以及對單母線接線和單母線分段的比較，并且從經(jīng)濟性、可靠性、靈活性三個方面的對比，選擇單母線接線方式。這在主接線的選擇上確定了范圍，根據(jù)510年的發(fā)展計劃設(shè)計，并依據(jù)遼寧工學(xué)院的供電情況，擬裝設(shè)兩臺主變壓器。如附錄Ⅱ。如附錄Ⅱ所示。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有中性點直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線）。在電氣設(shè)計和運行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時的情況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如6—10kV的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬甚至幾十萬安。，同時也使導(dǎo)體受到很大的電動力作用、使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞。 ，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大、給國民經(jīng)濟造成的損失也越大。當(dāng)電壓降低到額定值的80％左右時，電磁開關(guān)有可能斷開，因而中斷供電；當(dāng)電壓下降到30％一40％。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù)。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點、類型及持續(xù)時間等因素有關(guān)。為此，需要進(jìn)行短路電流計算，以便正確地選擇具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。 圖61電力系統(tǒng)短路計算電路圖計算短路前給定電力系統(tǒng)饋線出口短路器2QF為2N1210I型。確定基準(zhǔn)值取 ，而 計算短路回路中主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)資料，則架空線路由資料可知：，則電力變壓器有資料得：，則做出等值電路圖并化簡電路，求出點及其點短路回路阻抗標(biāo)幺值，根據(jù)計算電路圖及其回路中個主要元件的電抗標(biāo)幺值做出等值電路圖。 圖62 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路求出點三相短路電流和短路容量如圖63 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路圖63 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路在工程設(shè)計中，往往還要列短路計算表，如下圖所示。所謂電氣設(shè)備的選擇，則是根據(jù)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處的地理位置和完成的任務(wù)來確定它們的型號和參數(shù)。電氣設(shè)備電氣設(shè)備是指電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變配電、用電設(shè)備的總稱，它包括發(fā)電機、變壓器及各種高低壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、導(dǎo)線、電纜和用電設(shè)備等。（2）.按電能質(zhì)量分 交流設(shè)備、直流設(shè)備、交直流兩用設(shè)備。（4）.按是否組合分 單元件設(shè)備、成套設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計的重要內(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，按短路情況下校驗開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運行，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，并按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。高壓斷路器的主要作用是：在正常運行時用它接通或切斷負(fù)荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴(yán)重負(fù)荷時，借助繼電保護(hù)裝置用它自動、迅速地切斷故障電流，以防止擴大事故范圍。為此要求斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧裝置和足夠強的滅弧能力。變壓器高壓側(cè)實際最大工作電流按變壓器額定電流計算。表72 ZN1210I型高壓真空斷路器序號安裝電氣條件ZN1210I校驗結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目技術(shù)數(shù)據(jù)110KV10KV合格21250A合格3合格425KA合格5126合格 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，用于隔離電源，以保證對其它電器設(shè)備和線路運行安全檢修。隔離開關(guān)的類型較多，按裝接地點不同分：屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式；此外還有V型隔離開關(guān)。如下表所示73為GN3010D/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。（2）.瓷瓶無裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無松散及起層現(xiàn)象。（4）.觸頭罩無異物堵塞。（6）.分合閘過程應(yīng)無卡勁，觸頭中心要標(biāo)準(zhǔn)，三相是否同時接觸。 根據(jù)型號擬選GN3010D/630?；ジ衅魇请娏ο到y(tǒng)中測量儀表、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量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個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)擴大二次設(shè)備的使用范圍采用互感器后，就相當(dāng)于擴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，串接在被測電路中，因此一次電流完全取決于被測電路的負(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，所以它實際上就相當(dāng)于一個短路運行的變壓器。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。對于大多數(shù)電流互感器，給出了相對于額定一次電流的動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗。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，其連接點于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個鐵芯上，并且串起來，連接點與鐵芯相連。 母線的選擇根據(jù)設(shè)計要求，變電所10kV側(cè)為電纜線，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較選用硬母線即矩形硬母線，它的優(yōu)點是便于固定和連接，散熱性能好，缺點是集膚效應(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。對于一般建筑物的10kV線路距離短，電流不太大，按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面的意義并不大。根據(jù)實際情況：，電流經(jīng)濟密度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。它對保證系統(tǒng)安全運行和電能質(zhì)量、防止故障擴大和事故發(fā)生起著及為重要的作用。2． 靈敏性靈敏性是指對于保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或非正常運行狀態(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)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動作情況下，則不應(yīng)該錯誤動作。計算變壓器過電流的整定值 式中 ——繼電保護(hù)動作整定值（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）； ——繼電器起動電流，電流繼電器開始吸合的最小電流（A）。說明繼電器傳動部分有油污，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)動作時限 （2）．靈敏度的校驗。 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