1、發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)課程設(shè)計任務(wù)書題 目110/35/10kv降壓變電所電氣部分設(shè)計姓名晨風(fēng)學(xué)號專業(yè)班級設(shè)計內(nèi)容與要求1、課程設(shè)計的目的：發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計是在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，通過課程設(shè)計的實踐達到：（1）鞏固“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”等課程的理論知識。（2）熟悉國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)定、導(dǎo)則等。（3）掌握發(fā)電廠（或變電所）電氣部分設(shè)計的基本方法和內(nèi)容。（4）學(xué)習(xí)工程設(shè)計說明書的撰寫。（5）培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的工作能力和實際工程設(shè)計的基本技能。2、課程設(shè)計的任務(wù)要求：（1）分析原始資料（2）設(shè)計主接線（3）計算短路電流（4）電氣設(shè)備選

2、擇3、設(shè)計內(nèi)容（1）設(shè)計各電壓等級的電氣主接線。（2）短路電流的計算。（3）選擇主要電氣設(shè)備并校驗。（4）設(shè)計主變壓器保護。4、設(shè)計成果：（1）完整的主接線圖一張（2）設(shè)計說明書一份起止時間2013 年 7 月1日 至 2013 年7月 10日指導(dǎo)教師簽名 2013年7 月 1 日 系（教研室）主任簽名2013年 7 月1 日 學(xué)生簽名2013年 7 月1 日前言電力工業(yè)在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中占有十分重要的地位，因為電能與其他能源比較具有顯著的優(yōu)越性，它可以方便地與其他能量相互轉(zhuǎn)換，可以經(jīng)濟的遠(yuǎn)距離輸送，并在使用時易于操作和控制，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要，決定新建一座110kV降壓變電所，培養(yǎng)綜合運

3、用所學(xué)知識的能力，擴大和深化所學(xué)的理論知識和基本技能，從而使理論與實踐相結(jié)合。通過此次設(shè)計，主要掌握發(fā)電廠和變電所電氣部分中各種電器設(shè)備和一、二次系統(tǒng)的接線和裝置的基本知識，并通過相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)，掌握基本技能。設(shè)計變電站為降壓變電站，其電壓等級為110kV，具有中型容量的規(guī)模的特點， 在系統(tǒng)中將主要承擔(dān)負(fù)荷分配任務(wù)，從而該站主接線設(shè)計務(wù)必著重考慮可靠性。 該工程的實施有利于完善和加強110kV電網(wǎng)功能， 提高電網(wǎng)安全運行水平。從負(fù)荷特點及電壓等級可知，它具有110、35、 10kV三級電壓。110kV進線兩回。35kV出線回路數(shù)為6回；10kV出線回路數(shù)為10回。目錄前言2題目：110/35/

4、10kv降壓變電所電氣部分設(shè)計一、原始資料5二、設(shè)計目的和要求5三、設(shè)計內(nèi)容5四、設(shè)計成果5一 電氣主接線設(shè)計第一節(jié) 對電氣主接線的基本要求6.第二節(jié) 對電氣主接線方案的初步設(shè)計.7第三節(jié) 幾種方案的比較及最終接線.8第四節(jié) 主接線圖9二 電氣設(shè)備的選擇及短路計算第一節(jié) 變壓器選擇10第二節(jié) 短路電流計算13第三節(jié) 短路電流計算結(jié)果工作電流匯總13第四節(jié) 母線選擇14第五節(jié) 高壓斷路器選擇16第六節(jié) 隔離開關(guān)的選擇18第七節(jié) 電壓互感器的選擇19第八節(jié) 電流互感器的選擇21三 結(jié) 論25附錄A 附錄B .題目：110/35/10kv降壓變電所電氣部分設(shè)計一、 原始資料1、變電所規(guī)模：本變電所是

5、中型降壓變電所，一次建成。2、變電所與電力系統(tǒng)連接情況：（1）變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用本所位于某市郊小工業(yè)區(qū)中心,交通便利,地質(zhì)條件好,進出線方便,供當(dāng)?shù)爻鞘?、工廠及農(nóng)村用電。（2）變電所電壓等級為110kv、35kv及10kv，110kv系統(tǒng)以兩回線向本所供電，35kv有6回出線，10kv有10回出線。3、負(fù)荷資料：35kv側(cè)最大負(fù)荷為38.5MVA，其中重要負(fù)荷占60%，最大的一回負(fù)荷為7.5MVA，平均功率因數(shù)為0.85，Tmax=6000h，35kv用戶除本所外無其它電源。10kv側(cè)最大負(fù)荷為25MVA，最大一回為3.2MVA，平均功率因數(shù)為0.8，Tmax=4300h，所用負(fù)荷

6、按變電所最大負(fù)荷的0.5%計算。4、最小運行方式：變電所停用一臺變壓器，同時與變電所連接的發(fā)電廠中停用一臺容量最大的發(fā)電機組。5、環(huán)境條件：變電所地處平原，年平均氣溫17度，最熱月平均30度，絕對最高氣溫39度，最熱日平均氣溫35度，最低氣溫-13度，最熱月地下0.8米處土壤平均溫度18度，當(dāng)?shù)睾０胃叨葹?00米，雷暴日數(shù)29.5日/年；無空氣污染。土壤電阻率=200.m二、設(shè)計目的和要求1、課程設(shè)計的目的：發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計是在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，通過課程設(shè)計的實踐達到：（1）鞏固“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”等課程的理論知識。（2）熟悉國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的

7、技術(shù)規(guī)范、規(guī)定、導(dǎo)則等。（3）掌握發(fā)電廠（或變電所）電氣部分設(shè)計的基本方法和內(nèi)容。（4）學(xué)習(xí)工程設(shè)計說明書的撰寫。（5）培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的工作能力和實際工程設(shè)計的基本技能。2、課程設(shè)計的任務(wù)要求：（1）分析原始資料（2）設(shè)計主接線（3）計算短路電流（4） 電氣設(shè)備選擇三、設(shè)計內(nèi)容1、設(shè)計各電壓等級的電氣主接線。2、短路電流的計算。3、選擇主要電氣設(shè)備并校驗。4、設(shè)計主變壓器保護。四、設(shè)計成果：（1）完整的主接線圖一張（2）設(shè)計說明書一份一 電氣主接線設(shè)計第一節(jié) 對電氣主接線的基本要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的嚴(yán)密整體，各類發(fā)電廠和變電所分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電任務(wù)，主

8、接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電所和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活，因此，發(fā)電廠、變電所的主接線，必須滿足以下基本要求：1) 必須保證發(fā)供電的可靠性。2) 應(yīng)具有一定的靈活性。3) 操作應(yīng)盡可能簡單、方便。4) 經(jīng)濟上應(yīng)合理。主接線除應(yīng)滿足以上技術(shù)經(jīng)濟方面的基本要求外，還應(yīng)有發(fā)展和擴建的可能性，以適應(yīng)發(fā)電廠和變電所可能擴建的需要。第二節(jié) 對電氣主接線方案的初步設(shè)計電氣主接線基本要求：可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求。一、主接線的初步選擇1、110kV系統(tǒng)的主接線選擇根據(jù)電力工程設(shè)計手冊：110kV220kV配電裝置出線回路不超過2回時一般選用單母線接線；出線回路34回時一般選

9、用單母線分段接線，故選用單母線接線與單母線分段接線兩種方案進行比較決定。2、35kV側(cè)的主接線形式根據(jù)電力工程設(shè)計手冊：1）35kV6.3kV的配電裝置出線回路數(shù)在48回時采用單母線分段接線。 2）35kV的出線多為雙回路，且檢修時間短，一般不設(shè)旁母，當(dāng)配電裝置出線回路數(shù)在8回以上時；或連接的電源較多，負(fù)荷較大時采用雙母線接線。故選用單母線分段接線與雙母線接線兩種方案進行比較決定 。3、10kV側(cè)接線形式選擇根據(jù)電力工程設(shè)計手冊：610kV系統(tǒng)中，出線在6回或以上時一般使用單母線分段接線形式，當(dāng)用戶要求不能停電時可裝設(shè)旁路母線。故選用單母線分段接線與單母線分段帶旁母接線兩種方案進行比較決定。二

10、、可靠性的要求1. 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。2. 斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間。3. 避免全所停電的可能。三、靈活性的要求1調(diào)度時，可靈活的投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷。2檢修時，方便的停運斷路器、母線及保護，進行安全檢修。3擴建時，容易從初期接線過渡到最終接線。四、經(jīng)濟性的要求：1投資省。2. 主接線力求簡單，以節(jié)省一次設(shè)備。3.二次回路簡單。4. 能限制短路電流，以便選擇價廉的設(shè)備。5.占地面積小。6.電能損失少。第三節(jié) 幾種方案的比較及最終接線根據(jù)以上幾點要求對主接線的初設(shè)方案進行比較，結(jié)果如下：110kV方案一：為“單母線接線”方

11、案二：為“單母線分段接線”優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴展。缺點：不夠靈活可靠。優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶從不同段引出，有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線供電，供電可靠性高。缺點：占地面地大，投資較多。35kV方案一：為“單母線分段接線”優(yōu)點：不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：1當(dāng)一段母線或母線刀閘故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期內(nèi)停電。2當(dāng)出線為雙回路時，常使架空出線呈交叉跨越。3擴建需兩個方向。方案二：為“雙母線接線” 優(yōu)點：供電可靠性高，一般不對歪停電。缺點：占地面地大，刀閘多，投資較多。10kV方案一：為

12、“單母線分段接線”優(yōu)缺點：同上方案二：為“單母線分段帶旁母接線”優(yōu)點：供電可靠性高。缺點：占地面地大，刀閘多，投資較多。由于待建變電所屬地區(qū)變電所，負(fù)荷主要是地區(qū)性負(fù)荷，該變電站110kV、35kV、10kV側(cè)均采用單母線分段接線。第四節(jié) 主接線圖方案一圖方案二 圖二 電氣設(shè)備的選擇及短路計算第一節(jié) 變壓器選擇1.可按下述原則確定變壓器容量（1） 變壓器的容量和臺數(shù)的選擇（2） 根據(jù)變電站的實際情況，應(yīng)根據(jù)以下的原則進行選擇（3） 主變得容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇（4） 根據(jù)電壓網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和變電站所帶的負(fù)荷的性質(zhì)來確定主變的容量， 對于有重要用戶的變電站應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變停運時

13、其余變壓器在計及過 負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級的負(fù)荷，對一般性 變電站，一臺機停用時，應(yīng)使其余變壓器保證全部負(fù)荷的70%80%。（5） 同級電壓的降壓變壓器容量的級別不宜過多，應(yīng)系列化，標(biāo)準(zhǔn)化（6） 對于大城市市郊的一次變電站，在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，變 電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。2.變壓器繞組形式選擇根據(jù)：不受運輸條件限制時，在330kV及其以下的發(fā)電廠和變電所中，均采用三相變壓器。3.變壓器繞組數(shù)量的選擇根據(jù)：在具有三種電壓的變電站中，如通過主變各側(cè)的功率均達到該主變 容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功功率補償 設(shè)備時，主變宜采用三繞組變

14、壓器。4.繞組連接方式根據(jù)：我國110kV及以上的電壓級別，變壓器繞組均用Y0的接法，35kV用Y 連接，其中性點經(jīng)過消弧線圈接地。第三繞組用三角形連接。高、中壓電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)變壓器應(yīng)按兩級電網(wǎng)正常與檢修狀態(tài)下可能出現(xiàn)的最大功率交換確定容量,依賴于兩級電網(wǎng)的合理調(diào)度。當(dāng)聯(lián)絡(luò)變壓器為兩臺時，考慮一臺突然切除后，另一臺短時承擔(dān)全部負(fù)荷，因此選擇每臺變壓器的容量為總?cè)萘康?075%，采用50%時，一臺變壓器突然切除，另一臺過載倍率為2，允許運行7.5分鐘，采用75%時，過載倍率為1.3，允許運行2小時，應(yīng)保證上述時間內(nèi)電網(wǎng)調(diào)度能妥善的調(diào)整系統(tǒng)潮流，降低聯(lián)絡(luò)點的穿越功率。5.主變壓器臺數(shù)的確定1).減少變

15、壓器臺數(shù)的途徑如下：(1)使用發(fā)電機變壓器擴大單元。(2)在需要變壓器并聯(lián)以相互備用的情況下，使用兩臺變壓器比較便利?？紤]一臺變壓器退出工作后的備用能力相當(dāng)，使用兩臺變壓器時，其總?cè)萘枯^使用各臺數(shù)變壓器的總?cè)萘坑兴黾?，但考慮上述因變壓器臺數(shù)減少取得的綜合效益及損耗的減少仍將使用兩臺變壓器更為合理。2).負(fù)荷變電站的降壓變壓器，發(fā)電廠、變電站高、中壓電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)變壓器一般情況下選用兩臺主變壓器比較合理。（1）選擇降壓結(jié)構(gòu)：繞組排列結(jié)構(gòu)從里往外為：低中高；（2）選擇容量：由所給材料可知：35KV側(cè) 10KV側(cè) 變電站用電負(fù)荷為：所以變電站最大負(fù)荷為： 按冗余考慮配置主變:單臺主變故障時,另一臺承擔(dān)

16、50%75%負(fù)荷, 選50%時:S1=63.82*0.5=31.91 MVA選75%時:S1=63.82*0.75=47.865 MVA如按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的R10系列1010倍數(shù)系列容量等級的原則選主變則為:從40 MVA、50 MVA、63 MVA中選40 MVA為宜。為了減少維護費用，選擇三相油浸風(fēng)冷、鋁線圈、有載調(diào)壓的主變?yōu)橐?，查表選：SFSZ9-40000kVA/110kV8*1.25%/38.52*2.5%/10.5,查表，選擇主變型號為：主 變Ud% 額 定 電 流 PoIo名 稱高-中高-低中-低 ( 高 / 中 / 低 ) (A)(KW)(%)1#、2#17.0% 17.0%6.

17、5%262.4/749.8/2749.484.70 1.200容量比Pd(kw)變 壓 器變 壓 器 (MVA)高-中高-低 中-低調(diào) 壓 范 圍型 號40/40/401108x1.25%/38.52x2.5%/10.5kVSFSZ9-40000kVA/110kV第二節(jié) 短路電流計算1.本計算中采用以下的假設(shè)：正常情況下，三相系統(tǒng)對稱運行，所有的電源的電動勢相位角相同，電力系統(tǒng)中所有電機為理想電機。電力系統(tǒng)所有電源都在額定負(fù)荷下運行，其中50%負(fù)荷在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)，短路發(fā)生在短路電流最大的瞬間，不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流，輸電線路的電容略去不計。2.本計算中一律

18、采用短路電流的工程實用解法，運算曲線法，先計算出各電源到 短路點的運算阻抗Xjs,再化為該電源標(biāo)幺值下的Xjs。當(dāng)Xjs3時，Z0=Z0.1=I（無窮）=1/Xjs一.計算系統(tǒng)阻抗：（見附錄A）第三節(jié) 短路電流計算結(jié)果工作電流匯總短路類型編號短路點名稱短路電流周期分量起始有效值（KA）I短路全電流最大有效值（KA）Ich短路電流沖擊值（KA）ich三相D235kV母線（并列）2.3683.5996.039D310kV母線（并列）4.0863.5996.039各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表回路名稱計算公式及結(jié)果110KV母線Imax=110KV進線Imax=35KV母線Imax=35KV出線Imax=

19、10KV母線Imax=10KV出線Imax=第四節(jié) 母線選擇1.對于敞露式的母線一般按下列的選項進行選擇和校驗：導(dǎo)體的材料，類型和敷設(shè)的方式，導(dǎo)體的截面，電暈，熱穩(wěn)定，動穩(wěn)定，共振頻率2.導(dǎo)體截面選擇的原則1） 首先應(yīng)按允許工作電流的情況加以選擇，此處一般選取母線上最大的一臺主變來選擇 母線電流，或根據(jù)全部的負(fù)荷進行選擇，此處應(yīng)考慮到溫度對允許工作電流的影響。2） 按熱穩(wěn)定來選擇母線的截面。3） 動穩(wěn)定校驗（采用應(yīng)力的計算方法）4） 電暈校驗：110kV及其以上的線路發(fā)電廠變電站母線均應(yīng)以當(dāng)?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn) 全面電暈為控制條件，即使導(dǎo)體安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓。(1) 35K

20、V母線的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面，35KV最大持續(xù)工作電流查得，采用鋁母線，查得時，經(jīng)濟電流密度則母線經(jīng)濟截面為： 選擇35KV母線為：（）型矩形鋁母線，平放，允許載流量。因?qū)嶋H環(huán)境溫度，綜合修正系數(shù)，故 可滿足長期發(fā)熱要求。（2）10KV母線的選擇及校驗按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面10KV最大持續(xù)工作電流查表得，采用鋁母線，查得時，經(jīng)濟電流密度則母線經(jīng)濟截面為：選用每相2條矩形鋁導(dǎo)體，平方時，集膚效應(yīng)系數(shù)因?qū)嶋H環(huán)境溫度，查表得綜合修正系數(shù)，故時允許電流為：可滿足長期發(fā)熱的要求。熱穩(wěn)定校驗、動穩(wěn)定校驗（見附錄B）第五節(jié) 高壓斷路器選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠或變電站中最重要的電氣設(shè)備之一，它具

21、有完善的滅弧裝置，是在正常和故障情況下接通或斷開高壓電路的專用電器。1.高壓斷路器的用途 高壓斷路器是在正常和故障情況下接通或斷開高壓電路的專用電器。為保證高壓斷路器能在正?；蚬收系娜魏吻闆r下，可靠地接通與斷開電路，要求高壓斷路器必須具有很完善的滅弧裝置和快速動作的特性。2.高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、額定開斷電流、額定峰值耐受電流(額定動穩(wěn)定電流)、額定短時耐受電流(額定熱穩(wěn)定電流)、額定短路持續(xù)時間(額定熱穩(wěn)定時間)、額定短路關(guān)合電流(峰值)和動作時間（分閘時間、燃弧時間與開斷時間）。(1)額定電壓。斷路器的額定電壓是指其導(dǎo)電和載流 部分允許承受

22、的(線)電壓等級。由于輸電線路首、末端等處的運行電壓不同，所以斷路器所能承受的最高工作電壓高于額定電壓值的10%15%，例如斷路器的額定電壓為10kV時，其最高工作電壓為11.5 kV。 (2)額定電流。斷路器的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，當(dāng)斷路器的絕緣和載流部分不超過其長期工作的最高允許溫度時，斷路器允許通過的最大電流值。(3)額定短路開斷電流。額定短路開斷電流簡稱為額定開斷電流，它是指斷路器在頻率為50Hz的瞬態(tài)恢復(fù)電壓下，能夠開斷的最大短路電流值。 (4)額定峰值耐受電流(額定動穩(wěn)定電流)。額定峰值耐受電流是表明斷路器能承受短路電流電動力作用的性能，即斷路器在閉合狀態(tài)時能通過的不妨礙

23、其繼續(xù)正常工作的最大短路電流(峰值)。 (5)額定短時耐受電流(額定熱穩(wěn)定電流)。額定短時耐受電流是表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的性能。 額定短時耐受電流應(yīng)等于額定短路開斷電流值。 (6)額定短路持續(xù)時間(額定熱穩(wěn)定時間)。當(dāng)額定短時耐受電流通過斷路器的時間為額定短路持續(xù)時間， 斷路器的各部分溫度不超過短時所允許發(fā)熱的最高溫度， 并且不發(fā)生觸頭熔接或其他妨礙正常工作的異常現(xiàn)象。額定短路持續(xù)時間一般為2s。 (7)額定短路關(guān)合電流(峰值)。保證斷路器能關(guān)合短路而又不致于發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷， 所允許接通的最大短路電流稱為額定短路關(guān)合電流。(8)動作時間。斷路器的動作時間包括分閘時間、燃弧時間和

24、開斷時間。1)分閘時間。處于合閘狀態(tài)的斷路器，從分閘回路接受分閘命令(脈沖)瞬間起，直到所有滅弧觸頭均分離瞬間的時間間隔。2)燃弧時間。從首先分離主回路觸頭剛脫離電接觸起，到斷路器各極中觸頭間的電弧最終熄滅瞬間為止的時間間隔。3)開斷時間。從斷路器接受分閘命令瞬間起，到斷路器各極觸頭間的電弧最終熄滅瞬間為止的時間間隔。3.斷路器的基本結(jié)構(gòu)（1）高壓斷路器的種類繁多，具體構(gòu)造也不相同，但就其基本結(jié)構(gòu)而言，可分為電路通斷元件、絕緣支撐元件、基座、操動機構(gòu)及其中間傳動機構(gòu)等幾部分。（2）斷路器中的電路通斷元件是關(guān)鍵部件，它承擔(dān)著接通或斷開電路的任務(wù)。斷路器的通斷由操動機構(gòu)控制，分合閘操是作由操動機構(gòu)

25、經(jīng)中間傳動機構(gòu)控制動觸頭的運動而實現(xiàn)的。電路通斷元件主要包括接線端子、導(dǎo)電桿、觸頭和滅弧室等，這些元件均安裝在絕緣支撐元件之上。 絕緣支撐元件，起著固定通斷元件的作用，并使其帶電部分之間或帶電部分與地之間絕緣。絕緣支撐元件安裝在斷路器的基座之上.各斷路器的選擇結(jié)果見下表： 斷路器的型號及參數(shù)名稱型號短路編號工作電壓kV工作電流A短路電流有效值KA短路電流沖擊值KA熱效應(yīng)KAS額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流KA動穩(wěn)定電流KAS備注計算值保證值斷路器LW6d1110262.42.51056.40183.816*2126315031.5*450110kV進線LW34d238.5749.81.35723.

26、46092.063*240.5160031.5*450主變35kV側(cè)LW34d238.51.35723.46092.063*240.5160031.5*45035kV側(cè)出線VSId3102749.41.35723.46092.063*212250031.52*450主變10kV側(cè) VSId3101.35723.46092.063*21263025*45010kV側(cè)出線 第六節(jié) 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的主要用途是隔離電壓、切換電路或拉合小電流回路（例如電壓互感器與避雷器回路等）。隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，它沒有特殊的滅弧裝置，不能用來接通或斷開有負(fù)荷電流或短路電流的電路，否則會在其觸頭間形成電弧，危及

27、人身和設(shè)備的安全，造成誤拉合隔離開關(guān)的惡性事故。電氣設(shè)備停電檢修時,通常用隔離開關(guān)將需要停電部分與其他帶電工作部分可靠地隔離(絕緣)，以保證工作人員安全。隔離開關(guān)的觸頭全部敞露在空氣之中，斷開點明顯可見，隔離開關(guān)斷開后，其動靜觸頭之間的擊穿電壓必須大于每相對接地的擊穿電壓，以便使電路中意外出現(xiàn)高電壓時，相對地先于斷開點間擊穿，從而保證檢修人員的安全。隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上沒有特殊的滅弧裝置、不能用于接通或斷開有負(fù)荷電流與短路電流的電路，倒閘操作中要求斷路器斷開電路后才允許拉開隔離開關(guān)。隔離開關(guān)的參數(shù)選擇的情況如下：技術(shù)條件主要有：正常工作條件下的電壓，電流，頻率，機械荷載，短路的穩(wěn)定性有動穩(wěn)定 和熱

28、穩(wěn)定和持續(xù)時間，承受過電壓能力和操作性能等，其選擇的項目和短路器基本一致。其具體要求如下；1） 操作機械在8000A以下者用手動，8000A以上的用電動，對于室外的220kV以下的隔離開關(guān) 和接地刀閘用手動，330kV及其以上的用氣動，電動。2） 關(guān)于接地閘刀，每段母線上設(shè)1-2組接地閘刀，63kV以上的斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路 隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置接地閘刀，35kV以上的接地閘刀安裝處的動穩(wěn)定情況進行校驗。名稱型號短路編號工作電壓kV工作電流A短路電流有效值KA短路電流沖擊值KA熱效應(yīng)KAS額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流KA動穩(wěn)定電流KAS備注計算值保證值隔離開關(guān)GW4d1110262.42

29、.51056.40183.816*212663031.5*450110kV進線GW4d238.5749.81.35723.46092.063*240.5125031.5*450主變35kV側(cè)GW4d238.5 1.35723.46092.063*240.563031.5*45035kV側(cè)出線第七節(jié) 電壓互感器的選擇 1.電壓互感器的工作狀態(tài)。電壓互感器的一次繞組并聯(lián)接入被測電路之中， 一次繞組所承受的電壓將隨被測電路電壓變動而變化。它的二次繞組并聯(lián)接入儀表和繼電器的電壓線圈(阻抗很大)， 又由于二次額定電壓通常為100V或100/3V，所以二次回路電流很小，故電壓互感器正常運行時它的二次回路近

30、于開路狀態(tài)。 運行中的電壓互感器二次繞組基本維持在額定電壓值上下，如果二次回路中發(fā)生短路，必然會造成很大的短路電流。為了及時切斷二次側(cè)的短路電流，在電壓互感器二次回路內(nèi)必須安裝熔斷器或小型空氣自動開關(guān)。電壓互感器一、二次額定電壓之比，稱為電壓互感器的額定變比KNV，其值為： UN1 KNV UN22.電壓互感器的誤差（1）變比誤差(U)。變比誤差是用電壓互感器測量出的電壓KNVU2和實際電壓U1之差與實際電壓U1之比的百分值表示。運行中的電壓互感器的變比誤差與二次負(fù)荷等因素有關(guān)，二次負(fù)荷愈大時，變比誤差愈大；一次電壓接近額定值時，變比誤差減少，當(dāng)一次電壓超過1.1倍額定電壓后，由于鐵心的飽和而

31、使變比誤差增大。（2）角誤差(d)。角誤差是指電壓互感器一次電壓U1與反向二次電壓-U2之間的夾角值。(3) 電壓互感器的額定容量。電壓互感器的額定容量是指在最高準(zhǔn)確度級工作時它所容許的二次最大負(fù)荷。電壓互感器的額定容量一般用伏安表示。同一只電壓互感器在不同準(zhǔn)確度級工作時，其額定容量不同。 例如某電壓互感器在0.5級工作時，額定容量為150VA；在1.0級工作時，額定容量則為500VA。 電壓互感器的二次負(fù)荷一般僅考慮二次所接電壓表和繼電器電壓線圈所消耗的功率。如果二次電纜較長，需要精確測量時，應(yīng)考慮電壓互感器二次導(dǎo)線上的電壓損失。 (4)電壓互感器的接線。電壓互感器的接線方式較多，僅介紹發(fā)電

32、廠和變電站中應(yīng)用較廣泛的幾種典型接線，分析比較接線圖之后可以看出：不同額定電壓的互感器接入被測電路方式不同。在低壓380V電路中，一次繞組與被測電路之間經(jīng)熔斷器連接，熔斷器既是一次繞組的保護元件，又是控制電壓互感器是否接入電路的控制元件。335kV電壓互感器一次繞組需經(jīng)隔離開關(guān)接入被測電路,而且在電壓互感器的一次繞組與隔離開關(guān)之間安裝高壓熔斷器；隔離開關(guān)是控制電壓互感器是否接入電路的控制元件，高壓熔斷器作為一次側(cè)的短路保護元件。額定電壓為110kV及其以上時，電壓互感器一次繞組經(jīng)隔離開關(guān)接入被測電路；隔離開關(guān)是控制電壓互感器是否接入電路的控制元件；電壓互感器的一次繞組與隔離開關(guān)之間不安裝高壓熔

33、斷器，一旦互感器高壓側(cè)發(fā)生短路故障，則由母線的繼電保護裝置動作切斷高壓系統(tǒng)的電源。3.電壓互感器的技術(shù)條件（1）正常工作狀態(tài)：一次回路電壓，電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級（2）承受過電壓能力和環(huán)境條件1）對于35-110kV配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)電磁式PT，而對于220kV以上的配電裝置，使用電容式PT。由電壓互感器選擇的技術(shù)條件及各側(cè)使用情況：110KV側(cè)：; 35KV側(cè)： ; 10KV側(cè)：; 三側(cè)電壓互感器準(zhǔn)確等級：1級參考資料，三側(cè)電壓互感器選擇如下表所示： 電壓互感器型號及參數(shù)型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)0.5級1級3級單相(屋外式)JCC-1105

34、0010002000JDJ-3535000/1001502506001200JDZ-1010000/10080150300500第八節(jié) 電流互感器的選擇 電流互感器的一次繞組串聯(lián)接入被測電路之內(nèi)，電流互感器一次繞組中的電流完全取決于被測電路中電流的大小，與電流互感器二次電流無關(guān)。電流互感器二次繞組所接的負(fù)荷是儀表和繼電器的電流線圈，這些負(fù)荷的阻抗值都很小，故電流互感器二次繞組正常工作時近于短路狀態(tài)。 電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定變比KNI，其值為： IN1 N2 KNI IN2 N11.電流互感器的工作狀態(tài)。電流互感器正常工作時，二次回路近于短路狀態(tài)。這時二次電流所產(chǎn)生

35、的二次繞組磁動勢F2對一次繞組磁動勢F1有去磁作用，因此合成磁勢F0F1-F2不大，合成磁通0也不大，二次繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢E2的數(shù)值最多不超過幾十伏。因此，為了減少電流互感器的尺寸和造價，互感器鐵心的截面是根據(jù)電流互感器在正常工作狀態(tài)下合磁磁通0很小而設(shè)計的。使用中的電流互感器如果發(fā)生二次回路開路，二次繞組磁動勢F2等于零，一次繞組磁動勢F1仍保持不變，且全部用于激磁，合成磁勢F0=F1，這時的F0較正常時的合成磁勢(F1-F2)增大了許多倍，使得鐵心中的磁通急劇地增加而達到飽和狀態(tài)。由于鐵心飽和致使磁通波形變?yōu)槠巾敳ǎ驗楦袘?yīng)電動勢正比于磁通的變化率d/dt，所以這時二次繞組內(nèi)將感應(yīng)出很高的

36、感應(yīng)電動勢e2。二次繞組開路時二次繞組的感應(yīng)電動勢e2是尖頂?shù)姆钦也?，其峰值可達數(shù)千伏之高，這對工作人員和二次設(shè)備以及二次電纜的絕緣都是極危險的。(普通電壓表僅能測量電壓的平均值，故尖頂?shù)姆钦也妷悍涤闷胀妷罕聿荒軠y出，應(yīng)該用示波器測量。)另一影響是，因鐵心內(nèi)磁通的劇增，引起鐵心損耗增大，造成嚴(yán)重發(fā)熱也會使電流互感器燒毀。第三個影響是因鐵心剩磁過大，使電流互感器的誤差增加。因此，使用中的電流互感器二次回路是不允許開路的，在電流互感器二次回路內(nèi)也不允許安裝熔斷器。使用中電流互感器的二次儀表或繼電器因工作需要必須斷開時，應(yīng)先將電流互感器二次繞組短接后，再斷開其二次儀表或繼電器電流線圈。同理

37、，恢復(fù)二次儀表或繼電器的工作時，應(yīng)先接入二次儀表或繼電器電流線圈，然后再拆除原有的短接線，即保持使用中的電流互感器二次回路處于近似短路工作狀態(tài)。2.電流互感器的誤差與準(zhǔn)確度級。由于電流互感器的一、二次繞組中存在著損耗，使得一、二次電流在數(shù)值上或相位上有差異，即測量誤差。測量誤差一般用變比誤差和角誤差表示。 1)變比誤差(I%)。變比誤差是指用電流互感器測出的電流KNII2和實際電流I1之差與實際電流I1之比的百分值。電流互感器變比誤差與合成磁動勢F0、一次繞組磁動勢F1、二次繞組磁動勢F2以及二次負(fù)荷的相位角有關(guān)。運行中的電流互感器F0為確定值，所以電流互感器誤差將隨一次繞組磁動勢F1和副邊電

38、流I2的大小而變化。當(dāng)一次通過電流比額定值小得多時，由于F1較小，變比誤差較大；當(dāng)一次通過電流逐漸增大到(1.01.2)IN1時由于F1增大，變比誤差則減?。灰淮瓮ㄟ^的電流再繼續(xù)增大時，因電流互感器鐵心磁路的飽和，造成誤差的迅速增大；二次負(fù)荷中的感性負(fù)荷相對增加時，因2的加大使變比誤差亦增大；二次總負(fù)荷增加時，因I2的減小而使變比誤差增大。 2)角誤差()。角誤差是指電流互感器一次電流I1與反向二次電流-I2之間的夾角值。當(dāng)一次側(cè)通過電流較額定值小得多時，由于一次繞組磁動勢F1較小，角誤差會增大；當(dāng)一次側(cè)電流逐漸增加到(1.01.2)IN1時，由于一次繞組磁動勢F1的增大，使角誤差減??；當(dāng)一次

39、側(cè)電流再繼續(xù)增大時，由于鐵心飽和， 又會使角誤差迅速增大；如果二次感性負(fù)荷增加時，由于2的加大，使角誤差反而減小。3)電流互感器的額定容量。電流互感器二次繞組之外所接的全部阻抗為其二次負(fù)荷。電流互感器正常工作時，因二次繞組處在近于短路狀態(tài)，故二次負(fù)荷應(yīng)包括它所連接的全部測量儀表和繼電器電流線圈的阻抗、二次電纜的電阻和接頭的接觸電阻等幾部分。電流互感器的額定容量(SN)是指電流互感器在二次側(cè)電流為額定電流、誤差不超過規(guī)定值的條件下，二次繞組所允許輸出的最大容量。 電流互感器額定容量也可以用阻抗表示，該阻抗稱為額定二次負(fù)荷，兩者關(guān)系為：SNIN2ZN式中 SN電流互感器的額定容量，VA； IN2電

40、流互感器的二次額定電流,A； ZN電流互感器的二次額定負(fù)荷，。 由于電流互感器的誤差與二次負(fù)荷的大小有關(guān)， 因此同一臺電流互感器處在不同準(zhǔn)確度級下工作時，便有不同的額定容量。例如某電流互感器二次額定電流為5A，工作在0.5級時，其額定容量為30VA(1.2)；當(dāng)工作在1級時，其額定容量為60VA(2.4)。4)電流互感器的接線。常用電氣儀表和繼電器，接入電流互感器有三種接線方式，(a)單相式；(b)三相式；(c )兩相式單相式接線，適用于三相對稱電路，由于三相對稱負(fù)荷的三相電流大小相同、相位互差120，所以只測量一相電流便可以監(jiān)測三相電流，故僅在C相裝設(shè)電流互感器。三相式接線，適用于三相四線制

41、系統(tǒng)中。由于三相四線制系統(tǒng)中，三相電流的大小與相位均可能不相同，所以在三相上裝設(shè)電流互感器，分別測量三相電流。所示接線圖為兩相式接線，適應(yīng)用在三相三線制系統(tǒng)中。由于在三相三線制系統(tǒng)中三相電流的關(guān)系為IA+IB+IC=0,所以IB=-(IA+IC),即通過公共線上的電流表中的電流為-IB。顯然，不完全星形接線可以測量三相三線制系統(tǒng)中的三相電流（即IA、-IB和IC）。（1）電流互感器的二次額定電流有兩種1A和5A，一般強電系統(tǒng)取5A（2）電流互感器的型式選擇，一般35kV及以上的配電裝置采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立的電流互感器。（3）一次電流的選擇，當(dāng)CT用于測量時，應(yīng)比回路中的正常工作電流大1

42、/3左右，保證測量儀表 的最佳工作。（4）進行動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗。結(jié)果如下表所示:設(shè)備名稱型號短路點編號工作電壓kV工作電流A短路電流有效值KA短路電流沖擊值KA熱效應(yīng)KAS額定電壓額定電流熱穩(wěn)定電流KA動穩(wěn)定電流KAS備注計算值保證值CTLB6d1110262.42.51056.40183.816*2126500/531.5*450110kV進線LRBd238.5749.81.35723.46092.063*240.51500/531.5*450主變35kV側(cè)LRBd238.51.35723.46092.063*240.5400/531.5*45035kV側(cè)出線LZZBJ9-10d31027

43、49.41.35723.46092.063*2123000/531.52*450主變10kV側(cè) LZZBJ9-10D3101.35723.46092.063*212630/531.52*45010kV出線三 結(jié) 論在此次課程設(shè)計中,讓我明白了要使在設(shè)計發(fā)電廠主接線圖時，必須經(jīng)過精密的設(shè)計和計算。在進行課題設(shè)計的過程中，加深了我對主接線時各種電器設(shè)備計算的認(rèn)識，尤其是對動穩(wěn)定校驗、熱穩(wěn)定校驗求解思路有了比較透徹的理解。同時由于求解過程中有各種短路情況的分析等等，又使我對以前所學(xué)的知識有了一次很好的溫習(xí)。同時也看到了研究性學(xué)習(xí)的效果，從研究中去學(xué)習(xí)，理論結(jié)合實際，將理論運用到實際，同時在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，然后解決問題，而且在此次課程設(shè)計中，我發(fā)現(xiàn)了自己的基礎(chǔ)知識有很多的不足。這些基礎(chǔ)的缺乏給我的設(shè)計計劃造成了不小的障礙。在這個過程中，我明白了，只要用心去做，認(rèn)真去做，持之以恒，就會有新的發(fā)現(xiàn)，有意外的收獲。此次課程設(shè)計的完成，要感謝老師的幫助以及同學(xué)的協(xié)力合作，團結(jié)才能出成績。參考文獻西北電力設(shè)計院.電力工程設(shè)計手冊.中國電力出版社熊信銀.發(fā)電廠電氣部分. 中國電力出版社黃純?nèi)A.發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料. 中國電力出版社王榮藩.工廠供電設(shè)計與實驗M.天津大學(xué)出版社，1998，05傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與計算，中國電力出版社附錄A;基準(zhǔn)容量：Sj=1