《BL220kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)》18000字（論文）

IV第一部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1原始資料1.1變電所性質(zhì)：220kV地方性降壓變電所。1.2所址條件：位于有色金屬礦區(qū)，同時(shí)為附近城市供電。所區(qū)地勢(shì)屬半山區(qū)，海拔300m，交通比較便利，有鐵路、公路經(jīng)過(guò)。最高氣溫+35℃,最低溫度-35℃,年平均溫度+5℃,最大風(fēng)速20m/s，覆冰厚度5mm，地震烈度<6級(jí)，土壤電阻率400Ω.m，雷電日25，周圍環(huán)境較好，不受污染的影響，凍土深度1.0m，主導(dǎo)風(fēng)向夏東風(fēng)，冬北風(fēng)。1.3負(fù)荷資料：1）35KV側(cè)一共10回架空出線，最大綜合負(fù)荷28MW，cosф=0.85。2）10KV側(cè)一共12回電纜出線，最大綜合負(fù)荷24MW，cosф=0.8。1.4系統(tǒng)情況：1.5原始資料分析以上是我畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部原始資料，下面對(duì)它進(jìn)行分析，首先我們確定本變電站電氣主接線的接線形式，確定好自己的主接線形式后再對(duì)本變電站所需的兩臺(tái)主變壓器進(jìn)行選擇，繼而求出短路電流，根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果對(duì)本變電站的主要電氣設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn)，從而完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。本變電站共3個(gè)電壓等級(jí)有220kV、35kV、10kV,其中220kV兩條出線、35kV有10條出線、而10kV有12條出線。下面是我畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。2電氣主接線設(shè)計(jì)電氣設(shè)備主動(dòng)連接線主要用途是在泛指在火力發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中,為充分滿足企業(yè)預(yù)定的特大功率電壓傳送和設(shè)備運(yùn)行等功能要求而自行設(shè)計(jì)的、表明輸送高壓線與電氣設(shè)備之間相互連接聯(lián)動(dòng)關(guān)系的用于傳送高壓電能的接線電路。電氣輸配主要連接線以燃?xì)怆娫淳€的進(jìn)線和電氣引出的母線連接為基本中間環(huán)節(jié),以電源母線為主要中間環(huán)節(jié)連接構(gòu)成的新型電能電氣輸配集成電路。2.1電氣主接線定義一般在深入研究電路主接線設(shè)計(jì)方案和實(shí)際運(yùn)行接線方式時(shí),為了清晰和方便,通常將三相集成電路接線圖描繪成四相單線圖。在我們繪制載波主要的接線電路全圖時(shí),將載波互感器、避雷器、電容器、中性點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備以及載波通信用的各個(gè)通道高頻加工阻波元件(也可簡(jiǎn)稱高頻通道阻波器)等也一一給表示了出來(lái)。對(duì)一個(gè)大型電廠而言,電氣化的主要連接線在進(jìn)行電廠工程的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從電廠供電的可靠性、運(yùn)行的靈活性和使用的方便性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展性還和電廠擴(kuò)建的最大可能性等幾個(gè)方面進(jìn)行多次綜合分析比較后作出確定。正常和緊急事故發(fā)生情況下的供電和送電接線情況都能在它的各種接線處理方式中準(zhǔn)確反映。電氣端次主線的接線線圖又稱之為電氣一次線的接口布線圖。2.2電氣主接線基本形式對(duì)于電氣主接線的形式主要有：有母線接線方式和無(wú)母線接線方式。其中有母線接線方式包括單母線接線方式、分段單母線接線方式、雙母線接線方式等。無(wú)母線接線包括線路-變壓器組單元接線方式、橋式接線方式等。下面對(duì)上述各種接線方式做出分類。電氣主接線基本形式:(1)有母線接線①單母線接線②分段單母線接線③雙母線接線(2)無(wú)母線的主接線①線路-變壓器組單元接線②橋式接線在上述這些電氣主接線方式中，雙母線接線方式可靠性最高，但不是最經(jīng)濟(jì)，而無(wú)母線接線方式相反，可靠性較低，但經(jīng)濟(jì)性較高。在本變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)中，既要考慮可靠性又要考慮經(jīng)濟(jì)性，綜合考慮最終確定本變電站的電氣主接線方式。2.3電氣主接線應(yīng)滿足的基本要求(1)鐵路牽引變電所、鐵路運(yùn)輸變電所相關(guān)電氣設(shè)備主線連接應(yīng)根據(jù)綜合分析考慮線路電源電流進(jìn)線運(yùn)行情況(電源有無(wú)短路穿越電流通過(guò))、負(fù)荷重要使用程度、主線和變壓器安裝容量和設(shè)備臺(tái)數(shù),以及電源進(jìn)線和連接饋電輸出線的各回路設(shè)備數(shù)量、斷路器和設(shè)備用轉(zhuǎn)換方式和相關(guān)電氣設(shè)備使用特點(diǎn)等相關(guān)條件進(jìn)行確定,并保證具有具備相應(yīng)的安全性和可靠性、運(yùn)行靈活和使用經(jīng)濟(jì)性。(2)面向具有一級(jí)鐵路電力傳動(dòng)負(fù)荷的鐵路牽引變電所,向交通運(yùn)輸工業(yè)生產(chǎn)、安全環(huán)衛(wèi)等一級(jí)鐵路電力傳動(dòng)負(fù)荷連續(xù)供電的二級(jí)鐵路牽引變電所,城市軌道快速交通線和降壓牽引變電所(請(qǐng)參見(jiàn)鐵路電力傳動(dòng)負(fù)荷、電力線和牽引傳動(dòng)負(fù)荷)之間應(yīng)有兩回路相互獨(dú)立的不同電源電流進(jìn)線,每路不同電源電流進(jìn)線之間應(yīng)能夠地保證對(duì)全部電力負(fù)荷的連續(xù)供電。沒(méi)有一級(jí)以上電力使用負(fù)荷的高速鐵路及輸變、配電所,應(yīng)有一回路可靠的電源進(jìn)線備用電源,有進(jìn)線條件可用時(shí)宜考慮設(shè)置兩回路可靠進(jìn)線備用電源。(3)主供電變壓器的工作臺(tái)數(shù)和供電容量要求能充分滿足其在規(guī)劃期間消除供電過(guò)載負(fù)荷的最大需要,并能充分滿足規(guī)劃當(dāng)供電變壓器發(fā)生故障或需要檢修時(shí)消除供電過(guò)載負(fù)荷的最大需要。在三相繞組交流鐵路牽引變電所和高速鐵路牽引變電所中,當(dāng)線路出現(xiàn)三級(jí)交流電壓且三次中壓或三級(jí)低壓側(cè)流的負(fù)荷容量超過(guò)交流變壓器內(nèi)部額定輸出容量的15%時(shí),通常我們應(yīng)考慮采用三繞組交流變壓器來(lái)作為主流的變壓器。(4)按導(dǎo)軌電力系統(tǒng)無(wú)功功率就地平衡的技術(shù)要求,交流鐵路牽引變電所和高速鐵路牽引變、配電控制所需各別分兩個(gè)層次分別裝設(shè)一臺(tái)并聯(lián)交流電容電壓補(bǔ)償控制設(shè)備與設(shè)置相應(yīng)配電主接線器及配電補(bǔ)償單元。為有效改善諧波注入交流電力電系統(tǒng)的交流諧波綜合含量,交流高壓牽引變電所用的牽引交流電壓側(cè)線的母線,還可能需要分別考慮一個(gè)接入交流無(wú)電有功、諧波綜合類型并聯(lián)諧波補(bǔ)償回路裝置的電回路(請(qǐng)參見(jiàn)并聯(lián)綜合諧波補(bǔ)償回路裝置)。對(duì)于直流制式為千線電的集氣化高速鐵路,為有效減輕直流12相間的脈動(dòng)直流電壓而使?fàn)恳W(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷對(duì)沿線所有平行直流通信線路的諧波干擾造成影響,需在各線牽引變電所直流正、負(fù)牽引母線間分別設(shè)置550Hz、650Hz等不帶諧波的直流并聯(lián)自動(dòng)濾波控制回路。(5)分析電源回路進(jìn)(進(jìn)或出)出接線回路電壓控制等級(jí)及其應(yīng)用回路電參數(shù)、斷路器及設(shè)備用轉(zhuǎn)換方式和設(shè)備檢修生命周期,對(duì)我國(guó)電氣設(shè)備主要連接線各種形式的應(yīng)用選擇等具有重大戰(zhàn)略影響。當(dāng)使用交、直流電源牽引變電所35kV-220kV較大電壓的交流電源旁路進(jìn)線為兩回路時(shí),宜選擇采用雙條帶t形多段分支旁路接線或帶雙橋形分支接線的作為主接線,當(dāng)電源進(jìn)(進(jìn)或出)出母線不允許超過(guò)四或三回路及以上時(shí),可選擇采用單線型母線或方形分段單母線的作為主接線;而當(dāng)進(jìn)(進(jìn)或出)出母線為四或三回路及以上時(shí),宜選擇采用一條帶分段旁路連接母線的方形分段旁路單線或母線作為主接線。對(duì)于長(zhǎng)期有兩路交流電源并聯(lián)斷路運(yùn)行的6kV-10kV高速鐵路運(yùn)行地區(qū)的輸變、配電所,宜考慮采用一個(gè)帶隔離斷路器的可分段的單線或母線進(jìn)行接線;對(duì)于電源斷路進(jìn)線裝置為—型的主一級(jí)設(shè)備時(shí),分段斷路開(kāi)關(guān)裝置可考慮采用二級(jí)隔離斷路開(kāi)關(guān)。無(wú)任何地方使用電源的燃?xì)忤F路(包括站、段)燃?xì)獍l(fā)電所,裝機(jī)容量一般在2000kV/A以下,額定能源電壓應(yīng)設(shè)定為400V或5.3kV,其他的電氣線路主接線宜選擇采用單或雙母線或采用隔離電源開(kāi)關(guān)或用分段的單或雙母線進(jìn)行接線。(6)對(duì)于交、直流快速牽引變電所采用牽引過(guò)載負(fù)荷側(cè)機(jī)和電氣線路接線器的形式,應(yīng)根據(jù)變電主機(jī)和變壓器組的類型(單相、三相或其他)及容器數(shù)量、斷路器或直流快速變壓開(kāi)關(guān)器的類型和各種備用連接方式、饋線頭的數(shù)目和連接線路的的全年平均運(yùn)輸量或者全年客流量等等因素進(jìn)行確定。一般宜盡量采用單母路接線一個(gè)分段的方式接線,當(dāng)單個(gè)饋線回路數(shù)在四個(gè)多回路以上時(shí),應(yīng)盡量采用單母路接線一個(gè)分段的并帶一個(gè)旁路連接母線的方式接線。2.4本變電站電氣主接線設(shè)計(jì)2.4.1220kV電壓側(cè)接線本變電站經(jīng)過(guò)查閱資料可選擇雙母線接線方式或單母線分段接線方式這兩種方案，同時(shí)本變電站負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站220kV側(cè)，為單母線分段接線。經(jīng)一番分析、篩選后,我選定以下兩個(gè)解決方案,如下所圖2.4.1.1和圖2.4.1.2。圖2.4.1.1單母線分段接線圖2.4.1.2雙母線分段接線對(duì)照兩種方案，然后進(jìn)行綜合比較。通過(guò)兩種方案的比較，單母線分段接線明顯合理，單母線分段接線在經(jīng)濟(jì)上占優(yōu)勢(shì)。通過(guò)最后分析，決定選單母線分段接線方式為設(shè)計(jì)的最終方案。2.4.235kV電壓側(cè)接線本變壓器電站在35kV時(shí)設(shè)有10回,故障時(shí)可分別采用雙母路中線旁路分段方式接線和單母路中線旁路分段方式接線,而且我們要保證在供電線路的檢修停電時(shí)對(duì)其他線路沒(méi)有任何影響,所以我們?cè)诓捎脝文妇€路有旁路分段方式接線和采用雙母線路有旁路分段方式接線時(shí),增加旁路和雙母線就不成問(wèn)題。經(jīng)一番分析、篩選后,我選定以下兩個(gè)解決方案,如下所圖2.4.2.1和圖2.4.2.2。圖2.4.2.1單母線分段帶旁路接線圖2.4.2.2雙母線分段接線經(jīng)兩種應(yīng)用方案一覽比較，選定單母線分段帶旁路接線的接線方式。2.4.310kV電壓側(cè)接線本類型變電站10kV側(cè)供電線路為12回,可選擇采用雙回的母線方式接線或采用單母線的分段方式接線,經(jīng)數(shù)據(jù)分析綜合篩選后可選出適用如下兩種接線方案,如所示圖2.4.3.1和圖2.4.3.2所示。圖2.4.3.1單母線分段接線圖2.4.3.2雙母線接線經(jīng)兩種解決方案進(jìn)行比較,選定單母線分段接線方式。2.4.5站用電接線根據(jù)《站用電設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.2可知,站場(chǎng)專用電氣中低壓空調(diào)系統(tǒng)額定輸出電壓一般采用220V/380V。站內(nèi)專用電壓器母線一般采用按兩路工作交流變壓器方式劃分的單供電母線進(jìn)行接線,相鄰兩段站用工作變壓母線同時(shí)進(jìn)行供電后并分列接線運(yùn)行。兩段自動(dòng)工作線的母線間隙均不應(yīng)分別裝設(shè)自動(dòng)信號(hào)投入控制裝置。當(dāng)任一臺(tái)自動(dòng)工作備用變壓器線段失電或者退出時(shí),備用工作變壓器線段應(yīng)能自動(dòng)快速供電切換至同時(shí)失電的一臺(tái)工作變壓母線段上并繼續(xù)進(jìn)行供電。一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。故在此文中不作詳細(xì)比較,直接建議選用單母式接線或者分段式的接線解決方式。2.4.6結(jié)論對(duì)于個(gè)電壓等級(jí)的接線方式有如下總結(jié)：220kV電壓側(cè)選用單母線分段接線方式。35kV電壓側(cè)，共10回架空出線，選用單母線分段帶旁路接線方式。10kV電壓側(cè)，共12回電纜出線，選用單母線分段接線方式。3主變壓器選擇主變壓器,簡(jiǎn)稱主變,變壓器中的容量大小應(yīng)根據(jù)每臺(tái)計(jì)算機(jī)的負(fù)荷進(jìn)行選擇。經(jīng)過(guò)翻閱資料得知,主線路變壓器的數(shù)量和視在功率,應(yīng)根據(jù)其主變壓器所在的實(shí)際環(huán)境條件等一系列條件來(lái)綜合考慮，最后來(lái)確定主變壓器的選擇。在裝有兩臺(tái)主變壓器的時(shí)候根據(jù)要求，應(yīng)該滿足在其中一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)滿足其的70%，同時(shí)還要保證對(duì)一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的供電，主直流變壓器各線側(cè)應(yīng)采用三線圈直流變壓器。而配電裝置的結(jié)構(gòu)則直接受兩臺(tái)主變壓器的影響。3.1主變壓器容量確定變壓器的大容量配置應(yīng)根據(jù)每臺(tái)計(jì)算機(jī)的負(fù)荷進(jìn)行選擇。確定一臺(tái)家用變壓器的最大容量時(shí),應(yīng)首先考慮確定一臺(tái)變壓器的最大負(fù)荷率。變壓器負(fù)荷當(dāng)空氣過(guò)載負(fù)荷損耗率值等于空載負(fù)荷率值的平方值并乘以額定負(fù)載容量損耗時(shí)負(fù)荷效率最高,在空載效率達(dá)到最高點(diǎn)直流變壓器的空載負(fù)荷率一般為63%-67%之間,對(duì)平穩(wěn)空載負(fù)荷進(jìn)行供電的單或多臺(tái)直流變壓器,負(fù)荷率一般在85%左右。但這僅僅僅只是從儲(chǔ)能節(jié)電的一個(gè)角度考慮出發(fā)分析得出的一個(gè)結(jié)論,是不夠全面的。值得仔細(xì)考慮的重要預(yù)算元素之外還有關(guān)于運(yùn)行費(fèi)和變壓器的各種其他經(jīng)濟(jì)管理費(fèi)用,包括固定資產(chǎn)管理投資、年度的運(yùn)行費(fèi)、折舊費(fèi)、稅金、保險(xiǎn)費(fèi)和一些其他名義項(xiàng)目的管理費(fèi)用。選擇使用變壓器設(shè)備容量時(shí),適當(dāng)選擇提高使用變壓器的工作負(fù)荷率以至于減少使用變壓器的工作臺(tái)數(shù)或設(shè)備容量,即不會(huì)犧牲系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的效率,降低一次性的投資,也只是一種合理選擇。當(dāng)一臺(tái)安裝中并且有兩臺(tái)及以上小型主動(dòng)逆變時(shí),每臺(tái)主變?nèi)萘康淖畲筮x擇程度則是在兩臺(tái)變壓器中的任何一臺(tái)主變壓器停止時(shí)要保證另一臺(tái)的容量或是視在功率達(dá)到70%，既然不需要正確選擇主電源變壓器最大容量,確定了主變壓器各個(gè)輸出線側(cè)的最大額定持續(xù)直流工作輸出電流。首先計(jì)算35kV和10kV的計(jì)算負(fù)荷。35kV負(fù)荷:最大綜合負(fù)荷28MW,cosф=0.85,由如下公式（3.1）求出電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷。 Sc=Kt/cosф(1+a%) 式（3.1）Sc：某電壓等級(jí)計(jì)算負(fù)荷Kt:同時(shí)系數(shù)（35kV取0.9，10kV取0.85，站用電取0.85）a%：該電壓等級(jí)的線損率取5%通過(guò)以上求得，Sc=31.129MVA。10kV負(fù)荷:最大綜合負(fù)荷24MW，cosф=0.8求得Sc=26.775MVA。由此可知S總31.129+26.775=57.904MVA，各自承擔(dān)28.952MVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)60%故選兩臺(tái)25MVA的主變壓器即可。3.2主變壓器臺(tái)數(shù)確定對(duì)于國(guó)內(nèi)的一般變電所，都會(huì)裝設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，從而來(lái)保證其變電所的供電，大型機(jī)用超高壓供電樞紐上的變電所,為盡量減小單獨(dú)一臺(tái)主變?nèi)萘?可同時(shí)裝設(shè)2~4臺(tái)主機(jī)用變壓器。為了能保證電力供電網(wǎng)的可靠性,一般電網(wǎng)應(yīng)該安裝設(shè)有兩臺(tái)主備用變壓器,若只有一條備用電源電流進(jìn)線,或一個(gè)變電所人員可由一個(gè)低壓側(cè)面向電網(wǎng)直接取得一條備用交流電源時(shí),可以安裝另外一臺(tái)主備用變壓器。若絕大部分交流負(fù)荷功能為三級(jí)交流負(fù)荷,其少量的二級(jí)交流負(fù)荷功能可由連接鄰近一個(gè)低壓區(qū)的電力網(wǎng)直接取得作為備用交流電源時(shí),可考慮裝置另一臺(tái)主交流變壓器。根據(jù)本電力變電站總體設(shè)計(jì),需要選用其中兩臺(tái)主短路變壓器,并列短路運(yùn)行且輸出容量基本相等。3.3主變壓器形式及調(diào)壓方式選擇改變電力變壓器的分壓和接頭(如在雙繞組高壓電力驅(qū)動(dòng)變壓器中在高壓三繞組電力變壓器中在高壓側(cè)和繞組中壓側(cè)一般同時(shí)設(shè)有多個(gè)分壓器接頭),其中使用無(wú)需負(fù)載調(diào)節(jié)分壓器的變壓器和可分開(kāi)的接頭因其開(kāi)關(guān)裝置無(wú)具有滅火電弧保護(hù)能力,必須使用停電的可調(diào)分壓器接頭。分體式接頭件的數(shù)目少,通常也只有UN5%、UN2*2.5%兩種。有載自動(dòng)調(diào)壓器的變壓器接頭可以采用帶有主負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器或分離式接頭,分接頭數(shù)目多,通常有UN3*2.5%、UN4*2%。變壓器的直流電壓切換調(diào)整方式是用高壓分離電接高壓開(kāi)關(guān)用來(lái)切換整個(gè)變壓器的分離電接頭,改變整個(gè)變壓器兩端高壓側(cè)板的繞組匝數(shù),從而通過(guò)改變其電壓變比來(lái)源而實(shí)現(xiàn)的,切換調(diào)壓方式主要有兩種:一種方式是不具有帶電調(diào)壓切換,稱為無(wú)載直流調(diào)壓,調(diào)整功率范圍一般在+5%以內(nèi),另一種方式是沒(méi)有帶電或負(fù)載直流切換,稱為不帶有載直流調(diào)壓,調(diào)整功率范圍最大可達(dá)30%,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格較貴。為有效保證火力發(fā)電廠的高壓供電系統(tǒng)質(zhì)量,本工程變電站主機(jī)和變壓器的兩個(gè)高壓側(cè)接頭應(yīng)分別設(shè)置不大于帶電的可切換的分離式接頭調(diào)壓開(kāi)關(guān),即通過(guò)高壓無(wú)源負(fù)載自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源電壓自動(dòng)調(diào)整,范圍為士2*2.5%。有載整流調(diào)壓它的整流調(diào)整調(diào)壓范圍較大,而且既要向供電系統(tǒng)外部傳輸輸出功率,因此本變電站設(shè)計(jì)選用有載調(diào)壓變壓器。通過(guò)以上對(duì)變壓器的選擇,故可選擇兩臺(tái)SFPSZ7-31500/220變壓器。主變壓器參數(shù)如下表（3.1）所示型號(hào)額定容量額定電壓（kV）空載電流（%）空載損耗(kV）負(fù)載損耗（kW）阻抗電壓（%）高壓中壓低壓高中高低中低高中高低低中連接組標(biāo)號(hào)SFPSZ7-31500/22031500230±8*1.5%38.510.50.50.251051128510.517.56.5YN，yn0,d11主變壓器參數(shù)（3.1）4短路電路計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的意義及重要性短路電流計(jì)算為了有效修正由于電源故障或電路連接錯(cuò)誤而在開(kāi)關(guān)電路中連接造成電流短路時(shí)所可能產(chǎn)生的過(guò)短路電流。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行中相與相之間或介于相與地(或中性線)之間的當(dāng)發(fā)生非正常的相連接(短路)時(shí)由其流過(guò)的連接電流也被稱為正常短路連接電流。在三相對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中可能發(fā)生移動(dòng)短路的基本條件類型主要有四種三相對(duì)應(yīng)短路、兩相對(duì)應(yīng)短路、單相對(duì)應(yīng)隨地移動(dòng)短路和兩相對(duì)應(yīng)隨地移動(dòng)短路。三相供電短路因?yàn)樵诙搪窌r(shí)的三相供電回路依舊保持是對(duì)稱的,故此又稱為對(duì)稱三相短路。其他幾種三相短路均可能使三相連接電路不對(duì)稱,故又統(tǒng)稱為不對(duì)稱三相短路。在兩個(gè)中性點(diǎn)直接碰觸接地的短路電網(wǎng)中,以一相對(duì)一觸地的接點(diǎn)短路電網(wǎng)故障為最多,約等于占全部接地短路電網(wǎng)故障的90%。在中性接觸點(diǎn)非直接或間接地的大型電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中,短路器的故障主要表現(xiàn)是各種垂直相間接的短路。發(fā)生電源短路時(shí),由于短路電源器和供電器的回路電流阻抗的減小以及突然發(fā)生短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程,使發(fā)生短路電源回路電流中的額定電流大大幅度增加,可能還會(huì)超過(guò)供電回路的全部額定電流許多倍。短路產(chǎn)生電流的范圍大小主要取決于電源短路接觸點(diǎn)距離和電源的內(nèi)部電氣短路距離。造成短路的原因有設(shè)備絕緣損壞。例如老化、污閃、霧閃、鹽堿擊穿。外力破壞。例如雷擊、鳥(niǎo)害、動(dòng)物接觸、人員或植物距離太近。設(shè)備機(jī)械損傷。例如疲勞嚴(yán)重.斷線、倒塔．倒桿、電動(dòng)力太大拉斷導(dǎo)線。運(yùn)行人員誤操作、帶地線合隔離開(kāi)關(guān)、帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)。還有其他的一些相關(guān)原因。同時(shí)短路又伴隨著很大危害:短路電流的弧光高溫直接燒壞電氣設(shè)備。短路電流造成的大電動(dòng)力破壞其它設(shè)備，造成連續(xù)的短路發(fā)生。電壓太低影響用戶的正常供電。引起發(fā)電機(jī)組相互失去同步，造成穩(wěn)定破壞，導(dǎo)致大面積停電。短路持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)造成發(fā)電設(shè)備的損壞。不對(duì)稱短路會(huì)對(duì)通信。鐵路、郵電產(chǎn)生干擾，危及通信部門(mén)人身設(shè)備安全。破壞整個(gè)短路電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和運(yùn)行的安全可能性愈大4.2短路電流計(jì)算步驟(1)根據(jù)確定一臺(tái)計(jì)算機(jī)的條件,畫(huà)一臺(tái)計(jì)算機(jī)的電路結(jié)構(gòu)圖。①準(zhǔn)確計(jì)算短路條件:系統(tǒng)短路運(yùn)行工作方式,短路發(fā)生地點(diǎn)、短路事件類型和系統(tǒng)短路后續(xù)應(yīng)采取的保護(hù)措施。②系統(tǒng)運(yùn)行投入方式:供電系統(tǒng)中需要投入的包括發(fā)電、輸電、變電、用電等等設(shè)備的多少以及它們之間的相互連接運(yùn)行情況。③根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算主要目的確定系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行計(jì)算方式,畫(huà)作出相應(yīng)的系統(tǒng)計(jì)算表和電路結(jié)構(gòu)圖。④選擇的電氣設(shè)備:需要選擇正常電氣運(yùn)行時(shí)的方式比如畫(huà)圖和計(jì)算電路圖;⑤電流短路點(diǎn)的選取使被試者選擇供電設(shè)備自動(dòng)通過(guò)的各個(gè)短路點(diǎn)中電流最大的短路點(diǎn)。⑥不同繼電保護(hù)方式整定:比較不同繼電運(yùn)行保護(hù)方式,取最嚴(yán)重的。(2)如圖畫(huà)等值控制電路,計(jì)算相關(guān)參數(shù),分別如圖畫(huà)各段各電路的節(jié)點(diǎn)及所對(duì)應(yīng)的電路等值控制電路。(3)利用網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn),分別依次求出一個(gè)短路點(diǎn)至各一個(gè)等值短路電源點(diǎn)之間的總短路電抗。①星—角變換公式角—星變換公式②針對(duì)等值短路電源進(jìn)行歸并計(jì)算,同一種類型且直接至短路點(diǎn)的其他電氣導(dǎo)線距離大致基本相等的短路電源可進(jìn)行歸并,至短路點(diǎn)電氣距離較遠(yuǎn)的其他同一種類型或不同電源類型的短路電源可進(jìn)行歸并,直接連于一個(gè)短路電源點(diǎn)上的其他同一種類型電動(dòng)發(fā)電機(jī)電源可進(jìn)行歸并。4.3本變電站短路電流計(jì)算對(duì)于本變電站做出如下圖4.3.1所示等效電路圖。圖4.3.1等效電路圖（1）220KV側(cè)短路計(jì)算（d1）簡(jiǎn)化等效圖如下（2）35KV側(cè)短路計(jì)算（d2)簡(jiǎn)化等效圖如下（3）10KV側(cè)短路計(jì)算（d3)簡(jiǎn)化圖如下5主要電氣設(shè)備選擇5.1電氣設(shè)備選擇的一般技術(shù)條件每一樣的主要電氣設(shè)備的使用不同、其使用條件也不盡相同。所以他們的選擇和校驗(yàn)及額定方法也不盡相同,但是除了某些特殊的校驗(yàn)選擇項(xiàng)和檢驗(yàn)額定項(xiàng)目外,大多數(shù)民用電氣設(shè)備中都具有必須同時(shí)滿足的共同校驗(yàn)選擇項(xiàng)和校驗(yàn)額定項(xiàng)目,也就是按正常短路工作電壓條件分別選擇額定工作電壓和校驗(yàn)額定電流,按照正常短路工作條件選擇校驗(yàn)熱穩(wěn)定和熱啟動(dòng)穩(wěn)定。電氣設(shè)備的分類選擇使用應(yīng)必須遵循的基本原則第一是按使用工作位置環(huán)境及正常使用工作原理?xiàng)l件分別選擇使用電氣設(shè)備,根據(jù)使用電氣設(shè)備裝置的使用位置,使用工作環(huán)境和正常工作原理?xiàng)l件,選擇使用電氣設(shè)備使用型號(hào),按額定工作電壓大小選擇電氣設(shè)備的額定工作電壓,按最大輸出負(fù)荷工作電流大小選擇使用電氣設(shè)備的額定電流。按不同短路電氣條件分別進(jìn)行短路電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。5.1.1正常工作條件選擇(1)電氣設(shè)備額定工作電壓值該該如何選擇,電氣設(shè)備及其所在供電回路的最高額定運(yùn)行工作電壓一般不得超過(guò)高于其他電氣設(shè)備的回路允許最高額定工作電壓。一般來(lái)說(shuō)可以按低于電氣設(shè)備的額定工作電壓,或un,但不得高或低于其設(shè)備所在公用電網(wǎng)的額定工作電壓,或UNS的基本條件要求來(lái)確定選擇一種電氣設(shè)備,如下式(5.1)所示。UNUNS式（5.1）(2)長(zhǎng)期工作發(fā)熱額定電流的各種數(shù)量如何選擇,電氣設(shè)備的長(zhǎng)期工作發(fā)熱額定電流大于in在額定最大工作電流環(huán)境下的工作溫度下,長(zhǎng)期不得大于同時(shí)允許電氣設(shè)備電流通過(guò)的工作額定電流,為了使它能夠完全滿足長(zhǎng)期設(shè)備使用時(shí)的發(fā)熱電流回路工作條件,應(yīng)按它的工作額定電流in數(shù)量選擇,但不得大于超過(guò)長(zhǎng)期小于電氣設(shè)備工作所在地的發(fā)熱電流回路最大電流值或者在持續(xù)額定電流條件工作時(shí)的額定電流并在大于Imax的額定電流條件下再一次進(jìn)行額定電流數(shù)量選擇即如式(5.2)所示。INImax式（5.2）5.1.2短路條件校驗(yàn)(1)電流短路熱效應(yīng)穩(wěn)定能力校驗(yàn),一般電器熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件是設(shè)備電器短時(shí)允許的熱量要大于短路所產(chǎn)生的熱量，熱最高穩(wěn)定溫度校驗(yàn)的一個(gè)實(shí)質(zhì)作用是為了使通用電氣設(shè)備能夠承受發(fā)生短路較大電流和過(guò)熱效應(yīng)時(shí)的短時(shí)允許發(fā)熱最高穩(wěn)定溫度不大于超過(guò)短時(shí)最高溫度允許發(fā)熱溫度。導(dǎo)體通常按最小導(dǎo)體截面的方法對(duì)其校驗(yàn)過(guò)程如下式(5.3)所示。SSmin=1/c式（5.3）(2)電氣短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定用的是短路發(fā)生后0.01秒時(shí)的短路電流的瞬時(shí)值，稱為沖擊電流。因?yàn)檫@是短路電流的瞬時(shí)值最大，破壞最嚴(yán)重。電氣回路斷路故障時(shí)，電氣設(shè)備將流過(guò)很大的短路電流，并產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，使得電氣設(shè)備元件受到很大的破壞力，此電動(dòng)力與短路電流的峰值成正比。所以電氣設(shè)備的強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)能夠抵御這種電動(dòng)力的破壞，這個(gè)強(qiáng)度極限折算到能夠承受短路電流峰值，就是電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值)。硬導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件如下所示(5.4)所示。max式（5.4）5.1.3短路電流計(jì)算條件(1)短路容量計(jì)算對(duì)于容量和電流接線,按本供電工程的總體設(shè)計(jì)規(guī)劃要對(duì)容量進(jìn)行計(jì)算,并充分考慮未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃,接線方式應(yīng)該盡可能用的是短路發(fā)生最大電流短路產(chǎn)生電流的正常容量接線計(jì)算方式。(2)短路導(dǎo)線種類一般按嚴(yán)重三相導(dǎo)線短路情況驗(yàn)算,若其他嚴(yán)重短路導(dǎo)線形式較多的三相導(dǎo)線短路嚴(yán)重時(shí),則種類應(yīng)按嚴(yán)重短路情況進(jìn)行驗(yàn)算。(3)各個(gè)短路電流計(jì)算點(diǎn),在正常使用接線計(jì)算方式時(shí),通過(guò)各個(gè)電氣設(shè)備的電流短路計(jì)算電流數(shù)量為最大的一個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)。5.2電流互感器的選擇種類和安裝形式可供選擇,根據(jù)產(chǎn)品安裝使用地點(diǎn)不同可分別選擇屋內(nèi)和屋外式。根據(jù)用戶安裝操作方式不同可自行選擇自動(dòng)支持式、裝入式和自動(dòng)穿墻式。根據(jù)一次性的繞組匝數(shù)不同可分別選擇一個(gè)單匝、多個(gè)單匝、和一個(gè)母線式單匝。額定工作電壓公式選擇法的公式描述如下(5.5)UNUNS式（5.5）額定電流的選擇公式如下（5.6）INImax式（5.6）電流電壓互感器的二次回路額定電流可根據(jù)二次回路設(shè)計(jì)要求抉擇選用5A或1A。110kV及以上工作電壓一定等級(jí)的一次電流繞組互感器,其一次電流繞組常設(shè)可統(tǒng)計(jì)成兩個(gè),可以通過(guò)點(diǎn)或串、并聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)不同的繞組額定電流百分比。熱源的穩(wěn)定電流校驗(yàn),對(duì)一個(gè)帶有一次供電繞組的穩(wěn)定電流校驗(yàn)互感器，熱源的穩(wěn)定電流校驗(yàn)工作條件描述如下式(5.7)所示。I2Qk式（5.7）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件如下式（5.8）所示。iesish式（5.8）對(duì)那些采用硬件與導(dǎo)線進(jìn)行連接的瓷帽絕緣體和電流電動(dòng)互感器,相間接的電動(dòng)力直接作用其在陶瓷帽上,因此通常需要外部的電動(dòng)穩(wěn)定性等條件進(jìn)行校驗(yàn)。準(zhǔn)確級(jí)的選擇根據(jù)電流互感器測(cè)量時(shí)誤差大小或使用的區(qū)別,發(fā)電廠和變電所中電流互感器的精度可以分為0.2、0.5、1、3級(jí)及P級(jí)和TP級(jí)。用于電能測(cè)量的電流互感器,準(zhǔn)確級(jí)一般不得少于0.5級(jí),500kV宜考慮采用0.2級(jí),供運(yùn)行檢測(cè)和監(jiān)視儀表使用的電流互感器,準(zhǔn)確級(jí)一般不應(yīng)少于1級(jí),供粗略測(cè)量和監(jiān)視儀表使用的電流互感器,準(zhǔn)確級(jí)至少可用3級(jí)。穩(wěn)態(tài)保護(hù)使用的電流互感器一般選擇本變電站電流互感器選擇:220kV的電源線路側(cè)和電源變壓器側(cè)均應(yīng)當(dāng)選用LCWB6-220型瓷片式絕緣戶外驅(qū)動(dòng)電流電壓互感器。35kV的電流線路側(cè)面也可以通過(guò)選擇選用LZZB8-35型型或支柱式、LRD-35、LR-35型型或裝入支柱式電流電壓互感器,校驗(yàn)線路是否完全測(cè)試符合。35kV直流變壓器側(cè)面還可以任意選用各種LRD-35、LR-35型的電流裝入主動(dòng)式電流穩(wěn)定互感器,校驗(yàn)電流是否完全穩(wěn)定符合。10kV電源線路側(cè)和電源變壓器側(cè)均分別選用采用LA-10型電流穿墻裝置式電流電壓互感器,校驗(yàn)測(cè)試結(jié)果完全檢驗(yàn)符合。P級(jí),暫態(tài)保護(hù)使用的電流互感器一般選擇TP級(jí)。5.3電壓互感器的選擇種類及使用形式的多種選擇,60-20kV一般主要采用用于油浸樹(shù)脂絕緣或用于樹(shù)脂與熱澆注材料絕緣的電磁式絕緣電壓電流互感器,35-110kV一般主要采用用于油浸樹(shù)脂絕緣的電磁式絕緣電壓電流互感器。11kV及以上的中低電壓電流互感器選用當(dāng)電源容量和工作精度兩個(gè)等級(jí)都不可能完全滿足要求時(shí),一般可以選擇高壓電容式或低電壓電流互感器。需要直接進(jìn)行電流測(cè)量的電壓零序直流電壓時(shí),6-20kV時(shí)也可以通過(guò)考慮直接采用三相五柱式五錐三繞組零序電壓電流互感器,或三臺(tái)單相式五柱三繞組零序電壓電流互感器。額定相、線電壓的一般選擇,一次供電繞組同時(shí)接于同一相線額定電壓時(shí),一次供電繞組額定相線電壓一般選UNS,一次供電繞組同時(shí)接于同一相線額定電壓時(shí),一次供電繞組額定相線電壓一般選UNS。電壓電流互感器不一定需要對(duì)內(nèi)部額定電流自動(dòng)選擇及內(nèi)部動(dòng)熱電流穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn),因?yàn)閮?nèi)部電壓電流互感器的二次過(guò)載負(fù)荷電流阻抗很大,二次負(fù)荷電流很小,不一定需要考慮存在針對(duì)額定電流的自動(dòng)選擇等等問(wèn)題,外部造成電網(wǎng)電壓短路的額定電流不通過(guò)內(nèi)部電壓電流互感器,故也不一定需要對(duì)電網(wǎng)短路的動(dòng)熱穩(wěn)定性電流進(jìn)行自動(dòng)校驗(yàn)。準(zhǔn)確級(jí)如何選擇,發(fā)電廠和電力變電所中能源電壓變化互感器的準(zhǔn)確級(jí)一般可以區(qū)別分為0.2、0.5、1、3級(jí)及3p和6p。為了有效保證電壓互感器專用測(cè)量電壓計(jì)算機(jī)的測(cè)量精度,電壓專用互感器的電壓精度范圍應(yīng)當(dāng)不得低于互感器專用測(cè)量電壓計(jì)算機(jī)的電壓精度。二次額定負(fù)荷容量校驗(yàn),為了充分保證校驗(yàn)所選的額定電壓電流互感器元件具有準(zhǔn)確級(jí),其最大相二次額定負(fù)荷容量s2應(yīng)不不得超過(guò)校驗(yàn)所選的準(zhǔn)確級(jí)及其中的相應(yīng)額定負(fù)荷容量,公式如下式(5.9)S2SN2式（5.9）本變壓器電站的輸入電壓電流互感器類型選擇220kV并在輸入和輸送出線均衡時(shí)采用了YTYD220/3型成套直流電容式輸入電壓電流互感器,校驗(yàn)測(cè)試結(jié)果不能完全正確。220kV電流母線測(cè)試采用JDCF-220型采用單相瓷材料絕緣層抗電壓電流互感器,校驗(yàn)測(cè)試結(jié)果完全測(cè)試符合。35kV線在母線上必須選用JDZXW-35型專用單相環(huán)保臭氧空氣澆注機(jī)的絕緣元件電壓器和傳感器,校驗(yàn)線路是否完全通電符合。10kV型在母線上分別選用了SJSZX1-10F型三相高壓環(huán)氧空氣澆注機(jī)及絕緣元件電壓符合互感器,校驗(yàn)?zāi)妇€是否完全電壓符合。5.4開(kāi)關(guān)電器選擇5.4.1高壓斷路器選擇斷路器應(yīng)當(dāng)符合所需要滿足的基本條件:在正常合閘工作運(yùn)行中應(yīng)為優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)體,不但必須能長(zhǎng)期地通過(guò)大負(fù)荷的電流,即使是通過(guò)了短路的電流,也必須保證它具備一個(gè)足夠的熱穩(wěn)定性與驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定。在跳閘工作狀態(tài)下,其相對(duì)于傳統(tǒng)的高壓變頻器而言,其絕緣特點(diǎn)是非常優(yōu)越。應(yīng)當(dāng)具備足夠的切斷能力及盡可能縮短的分階時(shí)間。應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的工作機(jī)械壽命及電氣使用壽命,并且要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝和維護(hù)方便。種類和形式選擇，安裝地點(diǎn)分為屋內(nèi)和屋外。種類分為SF6、真空。額定電壓選擇公式如（5.10）。UNUNS式（5.10）額定電流選擇公式如（5.11）。INImax式（5.11）額定開(kāi)斷電流選擇公式如（5.12）。INBRIK式（5.12）額定關(guān)合電流選擇公式如（5.13）。iNclish式（5.13）熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式如（5.14）。I2QK式（5.14）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)公式如（5.15）。iesish式（5.15）在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮并做到維護(hù)斷路器的質(zhì)量選型又充分考慮到維護(hù)設(shè)備的使用可靠性和使用經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于本規(guī)范地區(qū)各戶外變電站220kV室內(nèi)線路側(cè)和戶外變壓器側(cè)分別需要選擇一個(gè)LW11-220型號(hào)和SF6戶外電源斷路器。35kV電源線路側(cè)和電源變壓器側(cè)設(shè)置選用ZW7-40.5型專用真空戶外電源斷路器。10kV時(shí)在線路側(cè)兩端應(yīng)當(dāng)盡量選用ZNZN12-10真空高壓斷路器。10kV.在變壓器側(cè):可以選擇一個(gè)GFC-10A手車式高壓開(kāi)關(guān)柜。5.4.1高壓隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)的類型應(yīng)該根據(jù)其所在的安裝位置,配電設(shè)備的布置特征等進(jìn)行選擇。由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧保護(hù)裝置,所以對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)不需要額定的開(kāi)合電流和關(guān)合電流選擇,但需要進(jìn)行額定電壓、額定電流的選擇及動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。本變電站隔離開(kāi)關(guān)選擇,220kV開(kāi)關(guān)選擇GW5-220III/1000-80。35kV選擇GW4-35D/1000-83。5.4.1高壓熔斷器型號(hào)及規(guī)格種類產(chǎn)品可選擇型號(hào)有特殊低壓管式熔斷器,無(wú)特殊填料高壓封閉口的管式高壓熔斷器,有特殊填料高壓封閉口的管式高壓熔斷器。有兩種高壓高溫熔斷器,分為戶內(nèi)室外高壓高溫熔斷器和戶外室內(nèi)高壓高溫熔斷器。額定來(lái)源電壓的電流選擇和其他隔離電源開(kāi)關(guān)的電壓選擇使用方法及其形式一樣。額定電流保護(hù)是廣泛指一個(gè)具有額定熔體電壓額定電流的電壓保護(hù)35kV及以下的大型電力直流變壓器和小型電力直流電容器,公式如下式(5.16)和(5.17)所示。INS=KImax式（5.16）INS=KINC式（5.17）高壓熔斷器不必進(jìn)行任何動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)。熔斷器足實(shí)就是充電保護(hù)繼承充電器中最簡(jiǎn)單的一種,它主要就是用于熔斷保護(hù)各種電氣設(shè)備電路不受電流過(guò)載和產(chǎn)生短路的大電流。本變電站設(shè)計(jì)對(duì)于35kV母線的電壓互感器選用RXW-35/0.5型戶外跌落式高壓熔斷器進(jìn)行保護(hù),校驗(yàn)符合。對(duì)于10kV母線的電壓互感器選擇RN2-10/0.5型戶內(nèi)限流式高壓熔斷器進(jìn)行保護(hù),校驗(yàn)是否符合。5.5支柱絕緣子和穿墻套管選擇5.5.1支柱絕緣子選擇支柱的穿墻絕緣子和導(dǎo)體穿墻支撐套管可以作為穿墻裸導(dǎo)體對(duì)地面的絕緣及穿墻支撐子的固定。支柱就是絕緣子的材料選擇,支柱上的絕緣子一般只能同時(shí)承受一個(gè)導(dǎo)體的額定電壓、電動(dòng)力和正常的導(dǎo)體機(jī)械傳動(dòng)荷載,不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生過(guò)大發(fā)熱量的問(wèn)題。種類及安裝形式的使用選擇,屋內(nèi)型材和支柱的使用絕緣子由輕鋼瓷件和用中性水泥漿或膠合劑直接安裝于輕鋼瓷件兩端的輕鋼鐵鐵帽底座和位于鋼鐵帽兩端的部分共同組成。膠裝的制作方式大致可以再細(xì)分為外部環(huán)形膠狀,內(nèi)部環(huán)形膠裝,聯(lián)合內(nèi)部膠裝以及絕緣子。屋外型的屋內(nèi)支柱連接絕緣子主要類型有幾種屋外型的屋內(nèi)支柱連接絕緣子一般采用棒式連接絕緣子,需要反向倒掛時(shí)候也可以考慮采用反向懸掛式的屋外支柱連接絕緣子。額定輸出電壓的幾種選擇公式如下式(5.18)所示。UNUNS式（5.18）支柱的絕緣子不需要對(duì)額定電流進(jìn)行選擇及熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。支柱絕緣子的電動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)在兩側(cè)相鄰跨導(dǎo)體的電動(dòng)力時(shí)應(yīng)為兩側(cè)相鄰跨的導(dǎo)體電動(dòng)力總和的一半,即如下式(5.19)所示。Fmax=F1+F2/2=1.73L1+L2/2a*i2*10-7式（5.19）5.5.1穿墻套管選擇其種類及形式的選擇,按照所需要裝設(shè)的位置,大致分為房間屋內(nèi)式和室外型。根據(jù)其用途,可以考慮選擇帶導(dǎo)體的穿墻套管和不采用鋁合金導(dǎo)體穿墻的套管,屋內(nèi)的配電設(shè)備一般都會(huì)選擇帶有鋁合金導(dǎo)體的穿墻套管。額定工作電壓的選擇要求同支柱絕緣子要求相同。額定電流的選擇公式如下圖所示。(5.20)所示。母線式穿墻套管本身并非帶導(dǎo)體,沒(méi)有任何額定的電流可以選擇的問(wèn)題,但是我們應(yīng)該檢查窗口所能允許通過(guò)的母線大小。INImax式（5.20）母線型號(hào)的穿墻支柱套管不穩(wěn)定需要直接進(jìn)行熱的動(dòng)穩(wěn)定溫度校驗(yàn),動(dòng)穩(wěn)定溫度校驗(yàn)計(jì)算公式與穿墻支柱管和絕緣子管的動(dòng)穩(wěn)定溫度校驗(yàn)計(jì)算公式相同。5.6各級(jí)電壓母線的選擇對(duì)于各級(jí)電壓母線的選擇，有以下原則:選擇母線的材料、結(jié)構(gòu)和布置;選擇母線截面尺寸;檢查母線的熱穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，以防短路;對(duì)于35kV以上的母線，應(yīng)檢查當(dāng)?shù)厍缋侍鞖鈼l件下是否有電暈現(xiàn)象;對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電網(wǎng)母線振動(dòng)，為了避免共振，應(yīng)對(duì)母線的材料、結(jié)構(gòu)和布置進(jìn)行檢查;選擇母線截面尺寸;檢查母線的熱穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，以防短路;對(duì)于35kV以上的母線，應(yīng)檢查當(dāng)?shù)厍缋侍鞖鈼l件下是否有電暈現(xiàn)象;對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電網(wǎng)母線振動(dòng)，為了避免諧振，應(yīng)檢查母線的自振頻率。6防雷保護(hù)設(shè)計(jì)6.1變電所的防雷保護(hù)要求變電所主要作為連接多條不同輸電信號(hào)線路的連接交叉點(diǎn)和整個(gè)供電傳輸系統(tǒng)的連接樞紐。變電所的安全防雷線路保護(hù)和普通輸電所的線路保護(hù)相比,要求更嚴(yán)格,措施也更嚴(yán)密、可靠。變電所的線路雷害停電事故的可能嚴(yán)重性往往比其他輸電站的線路高,往往雷害會(huì)直接導(dǎo)致室內(nèi)大面積線路停電。變電線路設(shè)備的內(nèi)部元件絕緣保護(hù)水平往往比輸電線路的外部元件絕緣水平要低,而且沒(méi)有自動(dòng)和恢復(fù)的保護(hù)能力。6.2變電所的直擊雷防護(hù)變電所的直接沖擊雷電及防護(hù)管理措施:根據(jù)變電所正在裝設(shè)的新型避雷針或新型避雷線,我國(guó)絕大多數(shù)的大型變電所都已經(jīng)采用了新型避雷針,但國(guó)內(nèi)外正在建設(shè)新建的500kV型的變電所也裝設(shè)有一些正在采用的新型避雷針。避雷針的主要安裝方式包括:獨(dú)立的避雷針,具有一個(gè)專用支座和接地器,其中的接地電阻一般不可能超過(guò)10歐。構(gòu)架上的避雷針,安裝與配電構(gòu)架上,并于變電所的地網(wǎng)相連。雷擊避雷針或避雷線時(shí),不應(yīng)對(duì)受保護(hù)的物體進(jìn)行反擊。根據(jù)我國(guó)的規(guī)程要求:110kV及以上的配電設(shè)備,一般在構(gòu)架上裝設(shè)避雷針,但在土壤電阻率值大于1000歐姆每平方米的地區(qū),宜在此之上裝設(shè)獨(dú)立的避雷針。60kV的配電設(shè)備在土壤電阻率值大于500歐母每平方米時(shí)容許使用構(gòu)架式避雷針。35kV及以下的配電設(shè)備,不允許在配電構(gòu)架上安裝避雷針。同時(shí),變壓器門(mén)型構(gòu)架上也不應(yīng)該裝設(shè)避雷針。避雷針與其他主接地網(wǎng)之間的地下和地面連接點(diǎn)應(yīng)安裝在連接架上。變壓器地下接地線與其他地下主接地網(wǎng)之間的地下和地上接地連接點(diǎn)，地下接地體之間的連接距離不應(yīng)小于15m。獨(dú)立的高壓避雷針一般來(lái)說(shuō)不應(yīng)直接建設(shè)在普通車輛和其他行人經(jīng)常無(wú)法使用時(shí)或者可以禁止通行的危險(xiǎn)區(qū)域,避雷針和它們之間的高壓接地安全保護(hù)裝置與其連接到達(dá)的道路上或者出入口之間的接地距離也一般不應(yīng)小于超過(guò)不得小于3米,否則就要及時(shí)采取均勻高壓接地措施,或者不能是直接鋪設(shè)多層瀝青水泥砂漿或礫石面的地面,也不能可以或者是直接鋪設(shè)多層鋼筋混凝土的水泥地面。6.2.1獨(dú)立避雷針與被保護(hù)物體的空氣間距和地中距離空氣間距:SK0.2Ri+0.1h地中距離:Sd0.3Ri式中:Ri為獨(dú)立避雷針的沖擊電阻。h：高度在一般的情況下,空氣中心間距離不宜小于5米,地中間距離也不應(yīng)小于3米。6.3變電所的侵入波防護(hù)防止侵入波危害的主要保護(hù)措施:避雷器與進(jìn)線保護(hù)相結(jié)合。避雷器的作用是限制侵入過(guò)電壓的波幅值。避雷器實(shí)現(xiàn)這一功能的三個(gè)前提是所有電壓波下的電壓秒和絕緣保護(hù)特性的良好協(xié)調(diào),避雷器的伏秒特性都是在處于絕緣伏秒的保護(hù)狀態(tài)之下。保證避雷器在受到保護(hù)后的殘壓小于被保護(hù)絕緣時(shí)產(chǎn)生的沖擊式電氣。被保護(hù)的絕緣必須在避雷器范圍內(nèi)。避雷器漏電保護(hù)功能分析,一般僅在各個(gè)類型變電所的線路母線上必須安裝至少一臺(tái)專用避雷器,這樣,避雷器和各個(gè)別的電氣設(shè)備之間就不可避免地也就需要沿著兩條相應(yīng)的供電連接線之間劃出一定量的距離,稱之為各個(gè)電氣設(shè)備位置的固定距離。變壓器上的有源電壓Ub具有兩種振蕩曲線性質(zhì),其中位于振蕩曲線軸上的是位于避雷器上的殘壓Ub。只要距離變壓器上距離器與避雷器之間還有一定的所在距離,則其距離所受避雷沖擊產(chǎn)生電壓最大量的值必然比距離避雷器的產(chǎn)生殘壓高,變電器上所在距離變壓器上的距離所受避雷沖擊產(chǎn)生電壓最大量的值等于Um的公式及其定義結(jié)果如下式(6.1)所示。Um=Ub+2al/V式（6.1）當(dāng)雷電波入侵公用變電所時(shí),若雷電變壓器上部所受到的最大電波沖擊時(shí)的電壓電阻值Um遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其本身的多次雷電截波時(shí)的耐壓電阻值uj,則不會(huì)直接發(fā)生雷電事故,反之,則很有可能會(huì)直接造成多次雷電災(zāi)害發(fā)生事故。因此,為了有效率地保證儀器設(shè)備安全,必須正確做到:UmUj。當(dāng)空氣侵入電磁波的移動(dòng)坡度一定時(shí),避雷器和空氣變壓器之間的一個(gè)電氣殘壓距離就越大,變壓器上的空氣電壓就可能會(huì)大大高出壓在避雷器上的電氣殘壓。為了有效率地限制電源變壓器上的絕緣電壓,以免隨時(shí)發(fā)生重大絕緣電氣擊穿漏電事故,就必須嚴(yán)格規(guī)定與電源變壓器之間電流允許的最大絕緣電氣電流距離應(yīng)為lm。公式如下式(6.2)所示。Lm==式（6.2）式中:Uj為交電變壓器多次轉(zhuǎn)動(dòng)截波時(shí)所耐壓的數(shù)值,Ub則為避雷器截波殘壓,a為進(jìn)波的時(shí)間陡度,a’為進(jìn)波的空間陡度,V為雷電波傳播速度。由上式所述可知,最大允許電氣距離和進(jìn)波陡度成正反比,在我們選擇主變壓器避雷器位置在母線上的具體設(shè)備和安裝地點(diǎn)時(shí),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循確保的重點(diǎn),兼顧普通變電所的基本原則,在諸多變電所設(shè)備中,需要確保的地點(diǎn)無(wú)疑是主變壓器。6.4進(jìn)線段保護(hù)雷電侵入波流過(guò)避雷器的進(jìn)線段時(shí),因?yàn)槭艿經(jīng)_擊產(chǎn)生的電暈而使其發(fā)生衰減和變形,降低了波前的陡度和幅值,限制了流過(guò)避雷器的沖擊和電流幅值。為加強(qiáng)對(duì)進(jìn)線路段的防雷保護(hù),在對(duì)35kV-110kV未沿全線架設(shè)避雷線的鐵路須同時(shí)架設(shè)其他避雷線。對(duì)全線上架設(shè)有避雷器的高壓變電站,在出入口或進(jìn)線路內(nèi)可以采用縮短保護(hù)角、降低桿塔接線電阻等方法。變電所的線路斷路器在斷開(kāi)的情況下,由于雷電對(duì)侵入波的完全反射而直接發(fā)生絕緣擊穿,是斷路器損壞的主要原因之一。為此,常用的做法是在線路斷路器的線路側(cè)裝設(shè)一組金屬氧化物避雷器。從限制進(jìn)波陡度的要求來(lái)確定應(yīng)有的進(jìn)線段長(zhǎng)度,如另amax為侵入波陡度的允許值,則需要的進(jìn)線段陡度公式如下式(6.3)所示。Lp=U/amax(0.5+0.008U/hc)式（6.3）式中:U作為點(diǎn)的進(jìn)和出線段行波的初始對(duì)地幅值,通常我們認(rèn)為可取其幅值相當(dāng)于點(diǎn)的進(jìn)和出線段的連接起端和出線路的電絕緣的50%作為沖擊線和閃絡(luò)線的電壓并取U50%,hc為每一個(gè)點(diǎn)的進(jìn)和出線段終端導(dǎo)線的平均對(duì)地高度。流經(jīng)整個(gè)避雷線的電流沖擊力和電流量的幅值計(jì)算公式列表如下式(6.4)所示。IFV=2U50%-nUR/Z式（6.4）式中:U50%為連接避雷器所與線路連接絕緣的50%電電沖擊率為閃絡(luò)線路電壓,UR為連接避雷器的線路殘壓,n為線路變電所與在母線上線路連接的總數(shù)及線路絕緣條數(shù),Z為進(jìn)線段線路的波阻抗。第二部分設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)7主變壓器容量確定計(jì)算電力系統(tǒng)負(fù)荷的確定，對(duì)于選擇變電站主變壓器容量，電源布點(diǎn)以及電力網(wǎng)的接線方案設(shè)計(jì)等，都是非常重要的，電力負(fù)荷應(yīng)在調(diào)查和計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)于近期負(fù)荷，應(yīng)力求準(zhǔn)確、具體、切實(shí)可行。對(duì)于遠(yuǎn)景負(fù)荷，應(yīng)在電力系統(tǒng)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，負(fù)荷發(fā)展的水平往往需要多次計(jì)算，認(rèn)真分析影響負(fù)荷發(fā)展水平的各種因素，反復(fù)計(jì)算與綜合平衡，力求切合實(shí)際。要選擇主變壓器和站用變壓器的容量,確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷。35kV負(fù)荷:最大綜合負(fù)荷28MW，cosф=0.85，求出電壓等級(jí)計(jì)算負(fù)荷Sc：Sc=Kt/cosф(1+a%)=0.9*32.94*1.05=31.129MVA。Kt:同時(shí)系數(shù)（35kV取0.9，10kV取0.85，站用電取0.85）a%：該電壓等級(jí)的線損率取5%10kV負(fù)荷:最大綜合負(fù)荷24MW，cosф=0.8，求得Sc：Sc=Kt/cosф(1+a%)=0.85*30*1.05=26.775MVA。無(wú)功補(bǔ)償：將10kV的cosф=0.8提升至cosф=0.9則：S=Pcosф=S=Pcosф=220kV負(fù)荷：S220kV=S35kV+S10kV=27.78+31.129=58.909MVA8短路電流計(jì)算畫(huà)出短路電流計(jì)算電氣主接線等效圖如圖7.2.1所示。圖7.2.1電氣主接線等效電路圖SB=1000MVA,UB取平均額定電壓，220kV側(cè)取231kV，35KV側(cè)取37kV，10kV側(cè)取10.5kV；r取0.4Ω/km；主變US12%=10.5%,US13%=17.5%,US23%=6.5%SB=1000MVA,UB1=231kv,UB2=37kv,UB3=10.5kv，r=0.4Ω/KM。有基準(zhǔn)電流:標(biāo)幺值：（1）220KV側(cè)短路計(jì)算（d1）簡(jiǎn)化等效圖如下無(wú)窮大系統(tǒng)直接計(jì)算：短路沖擊電流：

全電流：短路容量：

（2）35KV側(cè)短路計(jì)算（d2)簡(jiǎn)化等效圖如下無(wú)窮大系統(tǒng)直接計(jì)算：無(wú)窮大系統(tǒng)直接計(jì)算：短路沖擊電流：

全電流：短路容量：

（3）10KV側(cè)短路計(jì)算（d3)簡(jiǎn)化圖如下無(wú)窮大系統(tǒng)直接計(jì)算：無(wú)窮大系統(tǒng)直接計(jì)算：短路沖擊電流：

全電流：短路容量：

9線路及變壓器最大長(zhǎng)期工作電流計(jì)算9.1各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式式中Smax:各電壓側(cè)負(fù)荷容量Ue:各電壓等級(jí)額定電壓Imax:最大持續(xù)工作電流Smax=√3*Ue*Imax*Imax=Smax/√3*Ue*則10kV：Imax=24/√335kV:Imax=28/√3220kV:Imax=52/√39.2主變進(jìn)線最大長(zhǎng)期工作電流計(jì)算10kV:Imax=1.05S√3U=35kV:Imax=1.05S√3U=220kV:Imax=1.05S√3U10電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)計(jì)算各電壓等級(jí)正常條件及短路條件如下：220kV：Imax=160A，IK1=10.5675kA，ish=34.47kA35kV：Imax=577A，IK1=4.8006kA，ish=12.59kA10kV：Imax=1530A，IK1=4.858kA，ish=12.79kA本變電站設(shè)計(jì)校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開(kāi)斷能力的短路計(jì)算時(shí)間取4s。10.1電流互感器的校驗(yàn)220kV電流互感器:選用LCWB6-220型電流互感器。一次回路額定電壓和電流符合。符合。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：符合。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：符合。35kV電流互感器:線路側(cè)選用LZZB8-35型電流互感器一次回路額定電壓和電流UN1=UNS=35KV,符合;符合;熱穩(wěn)定校驗(yàn)：符合；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：√2*IN*Kes=42.42kA>ish符合；10kV電流互感器:選用LZZBJ9-10型電流互感器。一次回路額定電壓和電流UN1=UNS=10KV符合;IN1>Imax=1630A符合;熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qk=Qp=7.589（kA）2·sQk=Qp=4?4.858212I2Qk符合；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：√2*IN*Kes=254.52kA>ish符合；10.2電壓互感器的校驗(yàn)電壓互感器可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。220kV電壓互感器:出線電壓互感器選用TYD-220成套電容式電壓互感器，母線電壓互感器選用JDCF-220單相瓷絕緣電壓互感器。一次回路電壓:符合；二次回路電壓:110/√3V，符合；35kV電壓互感器:母線電壓互感器選用JDZXW-35單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器一次回路電壓:符合；二次回路電壓:110V，符合；10kV電壓互感器:母線電壓互感器選用JSZK1-10F三相相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。一次回路電壓:符合；二次回路電壓:110V，符合10.3斷路器的校驗(yàn)220kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用LW11-220型戶外SF6斷路器。額定電壓：符合；額定電流：符合；額定開(kāi)斷電流：符合；額定關(guān)合電流：符合動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：符合；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：符合；35kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用ZW7-40.5型戶外真空斷路器。額定電壓：符合；額定電流：符合；額定開(kāi)斷電流：符合；額定關(guān)合電流：符合；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：符合；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：符合；10kV變壓器側(cè)選用LN2-10六氟化硫斷路器。額定電壓：符合