【正文】 A）與基準(zhǔn)電壓Ub（KV）選定后，基準(zhǔn)電流Ib（KA）與基準(zhǔn)電抗Xb（）便已確定。取基準(zhǔn)容量Sb=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ub =Uav，于是可以得到各元件的電抗標(biāo)幺值如下：系統(tǒng)電抗 X=（已知）主變壓器 T1，T2 X= X===發(fā)電機(jī)G1，G2 X= X===廠用變壓器T3，T4 X= X===啟動(dòng)/備用變壓器T5 X===110KV側(cè)架空線L 圖31 系統(tǒng)接線圖由此得到系統(tǒng)的等效電路如圖32所示，在等效電路中選取了4個(gè)點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)，分別為220KV母線、發(fā)電機(jī)出口（）、6KV廠用母線和起動(dòng)/備用變壓器高壓側(cè)（110KV側(cè)）。再進(jìn)行Y△變換，等效電路的化簡過程如圖33所示。s 發(fā)電機(jī)端（K2點(diǎn)）短路此時(shí)，系統(tǒng)的等效電路化簡過程如圖34所示, 轉(zhuǎn)換中各電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：=====W=（1）各等效發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗分別為220KV系統(tǒng)（無窮大系統(tǒng)） 110KV系統(tǒng)（看作無窮大系統(tǒng)） 發(fā)電機(jī)G1 發(fā)電機(jī)G2 （2）計(jì)算電抗發(fā)電機(jī)G1 發(fā)電機(jī)G2 (a) (b)(c) (d)圖34 發(fā)電機(jī)端短路時(shí)等效電抗化簡圖查汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線得：發(fā)電機(jī)G1，在0s，2s，4s時(shí)刻向K2點(diǎn)提供的短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值分別為 , , 。s 6KV母線（K3點(diǎn)）短路 此時(shí)，等效電路的化簡過程如圖35所示。s 啟動(dòng)/備用變壓器高壓側(cè)（k4點(diǎn)）短路此時(shí)等效電路的化簡過程如圖36所示。s 短路計(jì)算結(jié)果根據(jù)以上的計(jì)算，得到短路電流計(jì)算結(jié)果如表31所示。電氣設(shè)備要能可靠的接地，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。2）應(yīng)按工作環(huán)境及正常工作條件選擇。4）應(yīng)按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。6）按設(shè)備所在位置（戶內(nèi)或戶外）選擇。 隔離開關(guān)的配置1) 容量為 100MW及以上大機(jī)組于雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，發(fā)電機(jī)出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)； 2) 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組避雷器開關(guān)；3) 斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)隔離電源； 4) 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地； 接地刀閘或接地器的配置1) 為保證電器和母線的檢修安全，35KV 及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1~2組接地刀閘或接地線。3) 63KV及以上主變壓器進(jìn)線隔離開關(guān)的主變壓器側(cè)宜裝設(shè)一組接地刀閘。2) 6~220KV電壓等級的每組主母線的三相上裝設(shè)電壓互感器。5) 發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，當(dāng)采 用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。2) 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口。對非直接接地系統(tǒng)，以具體要求按兩相或三相配置。2) 220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。（2）不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。5) 110220KV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。35kV及以下電網(wǎng)均選用高壓開關(guān)柜。1)、GIS簡介我國生產(chǎn)的封閉電器為六氟化硫全封閉組合電器（簡稱GIS）.它將斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、電流互感器、避雷器、母線、出線套管、電纜連接裝置、間隔匯控柜等按接線要求組合在一起，構(gòu)成高壓配電裝置。2) 、GIS與常規(guī)敞開式電器相比，其組成的配電裝置具有占地面積小、運(yùn)行可靠、檢修周期長、不受外界環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)目前電氣技術(shù)的革新和配置趨勢，全封閉組合電器宜用于110KV及以上電網(wǎng)。本次設(shè)計(jì)初選西安高壓開關(guān)廠與三菱合作生產(chǎn)的SF6封閉式組合電器。本次設(shè)計(jì)主要是6KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇，查《電力工程電氣設(shè)備手冊》可知道，選擇GFC15型手車式高壓開關(guān)柜，其適用于3~10KV三相交流50HZ系統(tǒng)中，作為發(fā)電廠、變電站中控制發(fā)電機(jī)、變壓器、受電、饋電已經(jīng)廠用電的主要用柜，亦適用于各工礦企業(yè)作為大型高壓電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和保護(hù)之用。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10KV~220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用SF6斷路器。（一）220KV側(cè)高壓斷路器的選擇 由于在選擇220kv配置時(shí)使用了ZF2220GIS(六氟化硫全封閉組合電器),它將斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、電流互感器、避雷器、母線、出線套管、電纜連接裝置、間隔匯控柜等按接線要求組合在一起，構(gòu)成高壓配電裝置，故只需對斷路器進(jìn)行校驗(yàn)。④動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：＝(A)＜Ie＝3150(A) ich＝ (kA)＜idw＝125(kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 30000/ 220=(A)表47 220kV隔離開關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)表U(kV) (A) I〞(kA) (kA)220 表48 GIS隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù) 隔 離 開 關(guān)型式直接插入式額定電流A2000，2500，31502000，2500，3150，4000額定熱穩(wěn)定電流KA，40，50，40，50，63額定SF6氣體壓力Pa39．2104操動(dòng)機(jī)構(gòu)形式手動(dòng)、電動(dòng)、彈簧、氣動(dòng)③開斷電流校驗(yàn):＝50(kA)≥I〞＝(kA)開斷電流校驗(yàn)合格。⑤熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t Qk It2t=502 3=7500[（KA）2S] ，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =++=1 S 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T= = =[（KA）2S] =(+10 + )/12=[（KA）2S] = +=+=[（KA）2S] 所以It2t Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 （二）110kV側(cè)隔離開關(guān)選擇流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流 =(A) ①計(jì)算數(shù)據(jù)表： 表49 110kV隔離開關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)表U(kV) (A) I〞(kA) (kA)110 ②選擇隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)如表410所示 表410 隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù) 型號額定電壓（KV）額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電峰值 (kA)熱穩(wěn)定電流4S)(kA)GW4110D/60011063010020③開斷電流校驗(yàn):＝50(kA)≥I〞＝(kA)開斷電流校驗(yàn)合格。⑤熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t Qk It2t=502 3=7500[（KA）2S] ，熱穩(wěn)定時(shí)間為：tk =++=1 S 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T= =TI”= =[（KA）2S] =(+10 + )/12=[（KA）2S] = +=+=[（KA）2S] 所以It2t Qk 滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)因此，所選GW4110D/600隔離開關(guān)滿足要求。對于6~20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。5．二次負(fù)荷： 式中， 6．動(dòng)穩(wěn)定： 式中，是電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，等于電流互感器極限值，過電流峰值 與一次繞組額定電流 峰值之比，即 ： （一）、主變220KV側(cè)CT的選擇在選擇電流互感器過程中，為其主變側(cè)出口處配置了兩臺電流互感器，故需選型如下：1．一次回路電壓：2．一次回路電流：故初選LAJ10 戶外獨(dú)立式電流互感器，其參數(shù)如表4113．動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。綜上所述，所選LAJ10滿足要求。4．熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 滿足熱穩(wěn)定要求。 （一）220KV母聯(lián)CT,同出線電流互感器，校驗(yàn)合格。 綜上所述，所選的電流互感器LAJ10滿足動(dòng)熱穩(wěn)定性要求。綜上所述，所選的電流互感器滿足動(dòng)熱穩(wěn)定性要求。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。 供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準(zhǔn)確等級，要求一般為１級。在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計(jì)時(shí)，應(yīng)按要求準(zhǔn)確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確度等級。（因?yàn)閁≥110KV）2．電壓：額定一次電壓：=220KV =KV3．準(zhǔn)確等級：用于保護(hù)、測量、計(jì)量用，其參數(shù)如表416： 表416 電壓互感器技術(shù)參數(shù)電壓互感器型式電磁式或電容式額定一次電流kV 額定二次電流KV （二）220KV出線回路PT的選擇1．型式：采用串聯(lián)絕緣油浸式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保護(hù)用，并兼作電力線載耦合電容器用。 查《電力工程電氣設(shè)備手冊（一次部分）》，選定PT的型號為：TYD220，其參數(shù)如表417：表417 電壓互感器技術(shù)參數(shù) 型號額定電壓（KV）最大容量（V2．電壓：額定一次電壓：=110KV =KV3．準(zhǔn)確等級：用于估計(jì)電壓數(shù)值和周期，其準(zhǔn)確等級為3級。A）一次繞組二次繞組輔助繞組 JCC1110 2000 （四）10KV母線PT的選擇1．型式：采用串聯(lián)絕緣油浸式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保護(hù)用，并兼作電力線載耦合電容器用。A）一次繞組二次繞組輔助繞組JDZJ610/1000 （五）6KV母線PT的選擇1．型式：采用串聯(lián)絕緣油浸式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保護(hù)用，并兼作電力線載耦合電容器用。A）一次繞組二次繞組輔助繞組JDZJ66/1000 (六）發(fā)電機(jī)的PT的選擇按配置原則，發(fā)電機(jī)用的PT一般要裝2~3組，結(jié)合實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)裝3組，第一組采用單相，雙繞組油浸式的電壓互感器型號為：JDZJ10，；第二組采用一個(gè)單相，三繞組油浸式電壓互感器，型號為：JDZJ10，；第三組同樣采用一個(gè)單相，三繞組油浸式電壓互感器，型號為：JDZJ10。該產(chǎn)品一般由接地刀閘、靜觸頭、支柱絕緣和底座組成，單相或三相連動(dòng)操作。 高壓開關(guān)柜的選擇 40000/2/ =(A)其中SN1010C型斷路器參數(shù)如表419 表419 斷路器技術(shù)參數(shù)型號額定電壓KV額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA)2S熱穩(wěn)定電流(kA)SN1010C102000130 ③動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：＝(A)＜Ie＝2000(A) ich＝ (kA)＜idw＝130(kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn) 概述：裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：1）工作電流2）經(jīng)濟(jì)電流密度，如下表420所示：3）電暈（對110KV級以上電壓的母線）4）動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度5）熱穩(wěn)定性同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。表420 經(jīng)濟(jì)電流密度參數(shù)表導(dǎo)體材料 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)3000以下3000~50005000以上鋁裸導(dǎo)體銅裸導(dǎo)體35KV以下鋁芯電纜銅芯電纜 一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導(dǎo)體等形式，因其機(jī)械強(qiáng)度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。 （一）、220KV出線1） 按最大持續(xù)工作電流選擇： 30000/ 220=(A) 查設(shè)備手冊選LGJ300/15型鋼芯鋁絞線，其標(biāo)稱截面為300/15，載流量495A。 （二）、 變壓器220KV側(cè)的引接線 1）按經(jīng)濟(jì)電流密度J選擇截面選擇LHBGJ400型鋼芯鋁絞線，標(biāo)稱面積為鋁400mm2,允許載流量為590A,外徑為 。 （三）、 變壓器110KV側(cè)的引接線1）按經(jīng)濟(jì)電流密度J選擇截面：選擇LGJ800型鋼芯鋁合金絞線，標(biāo)稱面積為鋁800mm2,允許載流量為1330A,外徑為 。正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度查表得，C=93，而，滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：＜800符合要求。雷擊過電壓會使電氣設(shè)備發(fā)生損壞，造成停電事故。 雷電過電壓的形成與危害1．直擊雷 雷電直接對電氣設(shè)備或建筑物進(jìn)行放電，稱為直接雷擊或直擊雷。2．感應(yīng)雷 雷電落在電氣設(shè)備附近或雷動(dòng)在電氣設(shè)備上方移動(dòng)時(shí)，通過無暇感應(yīng)或電磁感應(yīng)在電氣設(shè)備上呈現(xiàn)出數(shù)