负荷计算及功率补偿

摘要当今，现代工业发展非常快，经济的崛起速度也很快，所以人民对于供电系统的要求也越来越高，所以我们现在的供电设备及其系统一定得设计的非常全面，随着电力的消耗也快速飞增。对于电能的质量要求也是要提高的，我们必须保证电能在给社会供电时的可靠性，所以这对电源的结构也提出了新的要求和更高的标准。供电系统的设计合不合理，会直接作用到一些有色金属的使用，以及运维的成本，当然，这当中还体现了供电系统的可用性和安全性能，并且它还对企业和人们自身的安全直接负责。在电力系统里面，变电站是非常重要的，起到一个非常重要的作用，它可以维护电网和经济的安全运营。在当前现代的电力管理模式下，如果只靠传统的人工操作来运行，将会变得越来越吃力。并且，现在计算机的飞速发展，我们完全可以用到微型计算机的处理能力，去控制变电站的功能，这样不但可以节省成本，而且可以使变电站的工作效率更高。新中国建立至今，我们国家的电力事业的发展已经发展到非常熟练的程度，可以对社会提供非常可靠的电能供应。但是随着人们日益增长的物质文化需要，我们的生活对于电能的质量的要求提高了很多，所以让电网变得自动化就显得非常重要。不过近年来我们国家的自动化电力事业也发展迅速，所以这就为电网的发展提供的基础。现在的高科技发展迅速，电力方面的技术也变得尤为复杂，变电站等电力系统在电力领域不停的发展，不断的使用新的技术。作为电力环节的重要组成部分，变电站随着新技术的发展也得到了极大的发展。关键词：变电站负荷计算设备选型补偿装置1绪论1.1概况在电力系统里面，变电站是非常重要的，起到一个非常重要的作用，它可以维护电网和经济的安全运营。在当前现代的电力管理模式下，如果只靠传统的人工操作来运行，将会变得越来越吃力。并且，现在计算机的飞速发展，我们完全可以用到微型计算机的处理能力，去控制变电站的功能，这样不但可以节省成本，而且可以使变电站的工作效率更高。新中国建立至今，我们国家的电力事业的发展已经发展到非常熟练的程度，可以对社会提供非常可靠的电能供应。但是随着人们日益增长的物质文化需要，我们的生活对于电能的质量的要求提高了很多，所以让电网变得自动化就显得非常重要。不过近年来我们国家的自动化电力事业也发展迅速，所以这就为电网的发展提供的基础。另外，变电站在电网里面的作用十分重要，而且它的自动化也是电网自动化管理的重要基层，它不仅负责电能之间的转换还要自行分配一些电能，我们需要在满足供电的同时还保证供电的安全性能。所谓变电站的自动化，主要是使用了计算机技术再结合现在的通信技术，让它的结构得到优化，再通过功能结合之后，把二次设备：比如说控制装置、自动装置还有那些测量装置等等结合起来，对电网进行一个实时的监控和调控，这就大概是现代的变电站的自动化技术。它其实是一个计算机技术领域的延伸，它可以收集很多数据和信息，然后将其进行特殊处理，进行一个智能化的操控。而且，变电站的自动化具有功能的综合化优势，结构也具有分层式的分布设计，通过光缆进行一个智能化运输和管理。变电站的自动化技术也为一些小型的变电站提供了智能、安全等可靠性，是实现变电站现代化自动化的优良基础。1.2研发背景及意义在现代的一些工厂方面，他们最需要的就是电能，没有电能，工厂就运行不起来;并且在现代社会中，人们的生活也不能缺少电能，试想如果我们的生活没有电，那么将会是多么的黑暗，另一方面如果电能的供应不安全的话，对我们的生活也会造成及其强大的威胁，我们甚至不能好好生活，电能的发展也促进了社会的发展，在整个社会乃至整个国家里面都体现了一个非常重要的角色。所以我们现在研究电能的可靠性，也就是变电站的自动化管理和运行对实现以后的工业现代化具有跨时代的意义，象征着我们国家的工业化水平会上一个更进一步的层次。1.3工厂供配电系统在现代的工厂里面，他们的配电系统一般由以下部分组成：变压耦合器、变电所以及工厂供配电系统由总降压变电所、高压电路以及负载端组成。其中变电所发挥的作用就是把100千伏左右的电压降低，然后将电压提供给一些需要低电压的用电设备，在通过车间的变电器将电压优化为220V左右的居民用电，提供给社会各界的基本用电。或者在车间的低压线路中，给车间里面的负载端供电。2负荷计算及功率补偿2.1负荷计算这里我们先来了解以下负荷计算的概念，到底什么是负荷计算呢？可以这么理解，我们将计算负载的过程称之为负荷计算。根据工厂的电气设备的负载容量来计算出最大的虚负荷。这种计算方式与电源线里面的横截面积以及变压器的容量有关，其中的开关电器和变压器就是额定参数。电负载其实也就是用电器所用的电量，它的意思就是用电器所消耗的电气或者电力，或者理解为单位时间内所消耗的功率。我们先从供电的可靠性要求方面来划分一下电力负荷的几个不同层次：第一级负荷：如果电源突然中断的话，这种结果可能会导致人员受到伤害，严重还可能会让人有生命危险，从另一方面说，电源的突然中断还可能对政治和经济带来重大的损失，比如说贵重设备以及产品的损坏报废等等方面。在这一级的负荷当中，其中还可能会导致中毒事件的发生，尤其是火灾问题，在特别重要的地方应该设置电源危险标志，并且设置备用电源，以防万一电源突然中断带来重大损失。第二级负荷：如果第二级负荷突然中断的话，则可能会对社会的政治和经济带来巨大的伤害和损失，比如说会造成大量的产品会报废，再严重点就可能对社会的电力部门造成严重的影响，甚至电力瘫痪。第三级负荷：这里所说的第三级负荷也就是一般情况下的电源负载，通俗一点的说就是各种用电设备，所有这些都不属于上面所提到的第一级负载和第二级负载。因为负荷计算是设计电源的基础由于计算负荷是电源设计的基础，所以它是否合理可能会直接影响到各大工厂的电源质量和经济情况。一方面，如果负荷计算的值太大，这样会增加供电器的容量，进一步得就会导致电网的结构更加得复杂，而且还会使用到更多的有色金属，这必将会增加很多不必要的经济负担；而且，国家电力的主要使用者也是大型工厂和各类的企业这种，如果工厂的电力需求太大，不符合用电安全的话这就势必会给人民乃至整个国家带来一定的损伤。另一方面，如果负荷计算的值太小的话，就有可能会导致用电器长期处于过载的情况下的话，电缆线就会处于长期发热的状态，者就会增加电能的损耗，或者导致绝缘电线的烧毁，进一步就会缩短用电器的寿命。所以我们可以由此看出，负荷计算的值对电源的设计是非常重要的，它对于供电设备的安全性具有重大意义。但是，因为负载的不同复杂性和其他许多因素，导致负荷计算值非常难确定，而且这个值的变化也具有自身一定的规律，这种规律与设备的性能和生产方式往往是相关的。所以负荷计算只能是一种估算出来的值。 在我国，负荷的计算一般采取这两种方案：需求系数法和二项法。其中的需求系数法是常用的计算负荷的方案；而二项法受到其他很多因素的限制，所以计算起来比较麻烦。所以，我们一般计算负荷值的时候往往都是采取需求系数法。负荷计算公式如下：有功计算负荷:P30=KdPe（2.1）式中:Pe—用电设备组总容量(不含用电设备容量,单位:Kw)Kd—用电设备组的需要系数无功计算负荷为:Q30=P30tan（2.2）式中:tanф—对应于用电设备组功率因数cosф的正切值视在计算负荷为:S30=P30/cosф（2.3）计算电流为:（2.4）式中:Un—用电设备组的额定电压(单位:kV)功率因数:（2.5）根据需要系数计算法和变电所的设计依据,通过计算可以得出此变电所的计算负荷.全厂各车间变电所负荷计算如下表序号车间或用电单位名称设备容量(KW)KxCosTan计算负荷变压器台数及容量P30(KW)Q30(KVar)S30(KVA)(1)№1变电所1热处理车间740.90.60.71.02444.54453.43635.062工具车间470.30.651.1714.116.5021.693机修车间2520.250.651.176373.7196.924冲焊车间2330.30.51.7369.9120.93139.85共计6乘以同时系数（有功0.9，无功0.95）542.03631.34826.67两台800kV.A(2)№2变电所1机加一车间15500.30.651.17465544.05715.382机动二车间12200.30.651.17366428.22563.083装备车间2910.30.651.1787.3102.14134.314共计5乘以同时系数（有功0.9，无功0.95）826.471020.691313.34两台1000kV.A(3)№3变电所1铸造车间包括16120.40.71.02644.8657.70921.14清理制芯有色铸造2共计3乘以同时系数（有功0.9，无功0.95）644.8657.70921.14一台1000kV.A(4)№4变电所1熔化车间包括12810.60.71.02768.6783.971098砂理造型2共计3乘以同时系数（有功0.9，无功0.95）691.74744.771016.46两台800kV.A(5)№5变电所1锅炉房700.750.80.7552.539.3865.632空压站(低压)200.850.80.751712.7521.253锻工车间352.70.30.651.17105.81123.80162.784产品试验室1500.60.80.759067.5112.55理化试验室56.780.60.80.7534.0725.5542.596厂区照明201207木工车间53.10.350.61.3318.5924.7230.988备料库50.120.30.651.1715.0417.5923.149中央计量器100.60.80.7564.57.510共计11乘以同时系数（有功0.9，无功0.95）317.71300436.97一台500kV.A(6)№6变电所1空压站（6kv）2600.850.750.88221194.48294.672共计一台315kV.A(7)№7变电所1熔化车间电炉6500.60.71.02390397.8557.142共计一台630kV.A2.2无功补偿计算及设备选择 现如今，变电站的无功补偿对工厂或者企业的设计是非常之重要的。根据国家对电源的设计和消耗的制度来看，对于高压电源使用的工业用户来说，他们的功率用因数是不能少于0.9的。如果满足不了这些条件的话，就应该增加一些人工补偿的装置进行其他功率的补偿。 上述提到的功率因数这里有必要解释一下，它其实是衡量供电系统功率利用水平和电气设备使用状况的代表参数。在一般的工厂供电系统中，很多的电器设备都有电感特性，这些装置的作用一般是用来吸收电力系统的有功功率，然后还要产生一些交变磁场，以此来保证这些设备都能够正常地进行他们的工作，然后就能进一步地降低设备的功率因数。如果向发挥设备的最大能力。想要让他们满负荷的运作起来，让他们处于最大功率的工作状态，我们就应该提升它的自然功率因数，如果这里所提到的不符合工厂的功率因数的要求的话，就必须要使用人工装置进行一定的补偿了。 上述所说的人工补偿，其实是在变压器一侧安装一个无功功率的补偿装置，用这种方式就能降低设备所需要的无功功率，但是这必须要保证那一侧的有功功率不能变。所以，要降低设备的总功率，减少变压器的容量，然后再减低导体的截面积。这样做有一定的好处，这样不仅会有利于降低初始成本，还能进一步的降低电力成本。这里就有必要说一下补偿装置的问题，在当今这个社会，一般我们常用的补偿装置有同步补偿器和静电电容器。同步补偿器的最大优点是可以调节电压的等级，而且还是均匀调节，但是这里要强调的是，如果kvar的成本很高的话，这就会造成就算无功率补偿器的容量即使很大，它也比另外一种静态无功功率补偿的成本要多出很多。再要说的是，它的损耗比较高，安装过程也很麻烦，后期的维护成本也会很高。所以，我们这里只需要调节电网中心的电压就能实现优越性的进步，电压的变电站其实也对补偿电源中的无功功率起到一定的作用，这个设备一般都分为这三个部分：高压集中补偿，低压集中补偿以及低压分散补偿。 根据之前的车间所用到的负荷计算值为参考，我们都知道，工厂里面的计算量是非常大的，但功率因数一般情况下都是非常小的。从下面的表里面可以看出来，当工厂的电压是380V时，功率因数只有0.81。根据供电部门的规定，他们要求输入测的功率因数不能低于0.90，然后我们考虑到变压器的无功功率损耗过大，一般都超出了有功功率很多，所以我们需要在变压器的低侧端的功率因数应高稍稍提高，设置为0.92。 相关无功补偿公式如下：取：=0.8，ADVANCE错误!未指定书签。则:kWkvar根据公式，有:，则:因此在未进行无功补偿时，低压侧的主变电容器应选为5000kV·A低压侧功率因数，因为无功补偿容量按规定，变电所高压侧的，根据公式计算：有功损耗：无功损耗：，则高压侧补偿前的:有功功率：，无功功率：高压侧补偿前功率因数；假设补偿后的功率因数提高到则补偿容量，经查表可选用GR-1C-08型，电压为6Kv，容量的电容器，电容器个数取n=6；则实际补偿容量为补偿后低压侧功率因数计算：，补偿后功率不变，则：补尝后主变压器损耗：补尝后高压侧有功功率：补偿后高压侧无功功率：则：=2613.96/2695.42=0.97>0.9,符合设计条件可以看出，在经过人工的补偿之后，电路电流明显降低了，而且功率因数也稍有增加。这对比起使用补偿之前，不仅功率损耗降低了，而且变电站的初期成本也降低了，更客观的是减少了电力成本。所以，人工补偿装置是非常有利的。2.3交配电所地址及型式的选择2.3.1交配电所所址选择的一般原则当我们要选择工厂的变电站的地址，应该要有一定的选择要求，这里列出了一些参考的经济要求和设计要求规则：1、变电站应该更加接近负荷的中心；2、进出线应当要更加地方便；3、更加接近到电源的一侧；4、要安装设备简单和运输过程更加方便；5、变电站的地理所处不应该有剧烈的震动现象和过高的温度；6、变电站更加不应该处在地势较低的地方，这样就有可能会产生积水，对设备造成损害；7、变电器的位置不应该处于厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方；8、变电器的位置也不应该处在灰尘很多而且腐蚀性气体充满的场所。第三章变配电所主接线方案设计3.1设计原则及要求安全性高压隔离开关必须安装在高压断路器的电源侧，另一侧可能安装反馈电源。(2)低压刀开关必须安装在低压断路器的电源侧，并且可能安装在可能的反馈电源的另一侧。(3)高压隔离开关必须安装在带有高压熔断器负载开关的插座柜的总线侧。(4)避雷器必须安装在高压母线和架空线的末端。安装在总线上的避雷器应与电压互感器共用一组隔离开关。连接到变压器引出线的避雷器不应配备隔离开关。2.可靠性变电站的主要接线方案必须与其负载水平兼容。对于初级负载，它应由两个电源供电。对于二次负载，它应由两个回路或专用架空线或6kV以上的电缆供电。使用电缆电源时，应并联两根电缆，每根电缆应能承受100％的二次负载。断路器或负荷开关-带有短路保护的熔断器应安装在变压器和配电变电站的非专用电源的输入侧。对于一般生产区域的车间变电站，建议主变电站采用辐射高压配电，以保证供电的可靠性，但对于辅助生产区和生活区的变电站，可采用干线分配。低压熔断器应用于变电站低压侧的主开关。当低压侧分为单总线段并且需要自动开关电源时，低压保险丝应用于低压主开关和低压总线段开关。主要布线方案的起草：分析了变电站的原始材料，全面考虑了主要电气布线的可靠性，灵活性和经济性的基本要求。在符合技术经济政策的前提下，要努力使其主要布线方案技术先进，供电可靠，经济合理。主要布线也应足够灵活，以适应各种操作模式的变化。操作简便，调度灵活，维修安全，在大修，事故等特殊情况下便于扩展和开发。

（1）单母线不分段接线当只有一条电源线时，经常使用这种连接，每条线路上只安装一个隔离开关和断路器。优点：简单经济;布线简单（设备少），清晰明确;布局和安装简单，配电设备建设成本低;易于在断路器和隔离开关之间实现可靠的防错误阻断;操作安全方便，总线故障概率低;易于扩展并采用完整的分配设备。缺点：不够灵活可靠;主母线，母线故障或大修，全厂停电;任何断路器大修，电路中的电源故障。适用范围：小型骨干水电站发电机电压母线与主干水电站的连接;6-10kV输出线（包括连接线），带5个环路;35kV输出线（包括连接线），带3个环路;当有双电源时，经常使用单总线分段连接，目前主要使用断路器。单总线段连接可以分段操作或同时并行操作。优点：可以为主负载提供高可靠性，只需停止一半的母线和隔离维护，提高了灵活性。缺点：主母线和母线故障或维修，停电一半;维修任何断路器，电路停电。适用范围：当不满足单总线的非截面连接时，采用它。3.4主接线方案确定变电站的连接应从安全性，可靠性，灵活性和经济性出发。设计工厂35kV总变电站，位置比较重要，应尽量保证供电的可靠性，而且由于是变电站的总量，从经济角度来看，主要的接线不应该是复杂的。（1）只有一个主变压器的变电站主接线通常，没有总线的初级侧和具有单个总线的次级侧用作主要布线。断路器用作初级侧的主开关。其特点简单经济，但电源可靠性不高，仅适用于三级负载。（2）主变电站与初级侧内桥连接的主要连接主接线具有良好的操作灵活性和高可靠性。它适用于初级和次级负载。这种内桥连接主要用于整个降压变电站，电源线较长，主变压器不需要频繁切换。（3）主变电站与初级侧外桥连接的主要连接该主连接也适用于初级和次级负载。这种外部桥接连接主要用于整个降压变电站，电源线不长，主变压器需要频繁切换，以适应经济运行。（4）变电站的一次侧和二次侧通过整个降压变电站的主接线与单总线段连接。这种主连接具有内外桥操作灵活的优点，但它使用了大量的高压开关设备并投入了大量资金。它可用于主要和次要负载，适用于主要和次要侧入站和出站线路较多的情况。（5）变电站的一，二侧采用双母线降压变电站的主接线。与单总线连接相比，双母线连接大大提高了供电可靠性和运行灵活性，但也增加了初期投资，因此双母线连接在企业中使用较少，主要用于电力系统。基于上述主要布线方案的比较，初级侧采用线-变压器组布线方式，即两个变压器串联操作，次级侧采用单总线和分段布线方式。小结：由于工厂有电源线，同时可以使用高压连接线为相邻设备做好准备。电源和两个主变压器，初级侧采用内桥连接和次级侧单总线。分段主接线提高了电源的可靠性，并确保了部分二次负载的连续供电。第四章短路电流计算4.1短路电流的概述这里需要提到短路电流，当一个电路发生短路的时候，一般的电力系统从正常状态转化到短路状态，一般情况下都是需要3至5秒的时间。在这一个短暂阶段中，电路中的电流的变化非常地复杂，因为其中包含很多的分量，如果想要计算它的分量值，就必须要使用到计算机来帮助。在发生短路时间后的0.01秒时内将出现电路中的电流最大瞬时值，这种电流被定义为冲击电流。这种电流会产生出一个很大的电动冲击力，其值的大小可以用电工设备去检测。在学术上的电力系统分析中，短路电流的分析和计算都是几项非常重要的内容。当一般的供电网络中如果发生了短路，短时间内所产生的过大短路电流会让用电设备受到巨大的电力作用而受到损害，而且这还会使网络里面的电压大大的降低，进一步的导致电力网络内部的用电设备的正常工作被破坏。所以，我们为了防止这样的破坏事件发生，就需要计算短路时的电流，有一种办法就是正确的选择用电设备，设置一些继电保护器，并且选用限制电流短路的一些元件。当电力系统出现一定的故障的时候，电路的功率和电压的骤降可能就会对发电厂的稳定性造成一定的破坏性，所以我们必须要除去一部分的用户。4.2短路回路参数的计算在计算短路电流时，必须首先计算电路中每个元件的阻抗。每个元件的阻抗通常通过两种方法计算：标称值和标称值。前一种计算方法主要适用于1KV以下的低压供电系统网络。后一种计算方法主要用于企业高压供电系统和电力系统。4.2.1标么值法 通常，单位值也称为相对值，它是无单位值。通常，带*符号的下标用于表示差异。当单位值乘以100时，可以获得由相同参考值表示的百分比。在计算标准单位值时，第一步是选择参考值。尽管可以任意选择参考值，但在实际计算中通常会考虑计算的便利性和所获得的标准的清晰值，例如选择基本功率为100MVA的网络的平均额定电压和短路。点位于参考电压。还应该指出的是，在电路计算中，每个量的参考值必须遵守电路的欧姆定律和功率方程。也就是说，在三相电路中，电流，电压和阻抗的参考值应满足下表4-1：表4-1序号原件名称标幺值有明值（Ω）备注1电动机X``*d＝（x``d％/100）×（Sj/Sr）＝x``d×（Sj/Sr）X``d＝（x``d％/100）×（U2r/Sr）＝x``d×（U2r/Sr）Sr同步电机的额定容量，MVA；x``d同步电动机的超瞬态电抗相对值；x``d％同步电动机的超瞬态电抗百分值；Ur额定电压（指线电压），kV。2变压器X*T=（uk%/100）×（Sj/Sr）XT＝（uk％/100）×（U2r/Sr）3电抗器X*k＝（xk％/100）×（Ur/√3Ir）×（Sj/U2j）＝（xk％/100）×（Ur/√3Ir）×（√3Ij/Uj）Xk＝（xk％/100）×（Ur/√3Ir）4.2.2短路电流计算图4.1短路电流计算图确定基准值：设Sd=100MVA，Ud1=6.3kV，Ud2=0.4kV（基准选取额定的1.05倍）。短路中各元件的电抗标幺值架空线路：（查表X=0.38Ω/KM）而线长为400m电力系统电抗：电力变压器：(查表：图4.2短路计算等效图以K-1点计算最大短路电流和短路电容（1）三相短路电流周期分量有效值： （2）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值：（3）三相短路冲击电流及其有效值： （4）三相短路容量：表4.2短路计算结果三相短路电流/kA短路容量IK(3)I"(3)I∞(3)ish(3)Ish(3)SK(3)MVAK-1K-2K-3K-4K-5K-6K-75一次设备的选择与校验5.1一次设备选择的一般要求这里的大部分电气设备的功能都是不一样的，但是他们会在同一个供电系统中一起工作，所以在我们选择电器设备的时候，我们需要选择具有相同类似工作条件的设备。在供电系统正常工作时，要保证他们的工作安全，他们的操作维护非常方便，而且投资也合理。在短路的时候，这些设备必须要满足热情况下的稳定性。所以，我们从工作条件的选取中，可以从以下一些方面考虑：（1）制作基于环境的产品时，考虑到设备在户外工作的环境可能会比较差，所以在室内外的户型时，我们应当注意选择。（2）选择电压设备时，安装现场电路的额定电压应小于或等于设备的额定电压。（3）现在一些电力设备的名牌上面会标注一个额定工作电流，它的意思是当环境的温度在一定范围内，这个电器设备能够正常工作时最长时间的电流。5.2选择各类电气设备的特别的要求（1）断路器是一种可以接通，加载和断开正常电路电流的开关设备，可以在规定的时间内接通，加载和断开过载电流（包括短路电流）。高压断路器不仅用于高压电路的正常闭合和断开，还用于继电保护装置作用下的自动跳闸和保护电路。（2）隔离开关是一种电流开关设备，当位置分开时，它具有所需的绝缘距离和触点之间明显的断开标记。在组合位置的指定时间内，它可以在正常电路条件和异常条件（例如短路）下承载电流。高压隔离开关主要用于隔离高压电源，以确保其他设备的安全检查。它没有特殊的灭弧装置，因此不允许在负载下运行。但可用于接通和断开某些小电流，如励磁电流不大于2A的空载变压器，电容电流不大于5A的空载电路，变压器和避雷器电路等高压隔离开关一般采用手动操作机构。当有遥控操作要求时，还可以配备电动操作机构。（3）另外一种电器设备就是处于高压电网中的电流互感器，它是给测量仪表和中断继电保护装置的电流线圈供电的。使用这种方法不仅可以隔断高压的电源，而且还方便使用人员的安全，另外还可以规范电力谁被的制造。另一方面，他的精度与阻抗有关。（4）电压互感器用于测量高压。其初级绕组与高压电路并联。其额定电压与电路电压相同。次级绕组的额定电压为100v。其次级侧不能短路运行。因此，应在两侧安装保险丝以消除内部故障。（5）铜，铝和钢是常见的总线材料。目前，除了用于大电流的铜母线之外，通常尽可能使用铝母线，而钢母线有时用于支线或具有小电流的零线低压系统。5.2.1高压熔断器的选择保险丝是一种电气设备，当电流超过特定值并且保险丝本身产生的热量持续一段时间时，熔化熔化并关闭电路。交流高压熔断器主要用于交流高压线路和高压电气设备的短路保护，部分还具有过载保护功能。除了要满足一些共性的使用条件外，这种断路器还必须满足这样一些条件：1）Scd（>SK;（Scd是截止容量，SK是短路容量）2）Icd（>IK;（Icd是断路器的最大开断电流，IK是最大三相短路电流）3）动态稳定性检查Idf（>Ich）（Idf是动态稳定电流和Ich三相短路脉冲电流的峰值）根据上述条件，选用高压熔断器作为RN2-10室内高压限流熔断器，用于保护变压器。其截止容量为1000MVA。通过在短路期间将线电流限制到最小值来实现瞬时中断，并且保险丝电流应在1分钟内在0.6-1.8A内。5.2.2高压隔离开关的选择高压隔离开关介绍：第一个断路器，它将线路与用户分开;室内型通常与高压断路器串联，以确保停电的可靠性。此外，隔离开关通常用作电压互感器，避雷器，配电变压器和高压成套设备中计量柜的高压控制装置。隔离开关的主要用途：（1）隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。（2）倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。（3）分、合小电流。根据负荷计算结果，高压隔离开关选定为上海匡氏型号:-10/200额定电压:10k（V）额定电流:400（A）峰值耐受电流:50k（A）产品认证:ISO90005.2.3电流互感器的选择为了将一个大的电流通过转换器转换成一个小一点的电流，这里必须要使用电流互感器，这种设备主要是用来测量电流和保护电流。当然，我们的所有仪表都不会接在值非常大的电线上面，所以我们就需要用电流互感器将电流大的转换为电流小的，然后通过一定的比较来得出实际的值。在电流互感器工作的时候，副电路不能开路。如果开路的话，原路电流都会变成激励电流，这样做会导致电压变得过大而对人类的生命安全造成危害。有两种类型的高压开关设备：固定开关设备和手车开关设备。由于这种设计是6kV电源线，我们可以选择更经济的固定式高压开关设备。这里我们选择GG-1A（F）系列​​固定式高压开关设备。6kV侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度装置地点条件参数数据6kV50A()9.18KA24.7kA一次设备型号规格额定参数高压真空断路器VS1-66kV630kA18kA40kA高压隔离开关-6/2006kV200A-25.5kA高压熔断器RN2-66kV0.5A50kA--电压互感器JDJ-66/0.1kV电压互感器JDZJ-10电流互感器LQJ-66kV100/5A-=31.8kA=81避雷针FS4-66kV户外隔离开关GW4-12/40012kV400A-5kA第六章二次接线设计及继电保护的整定6.1二次回路的概述6.2二次回路操作电源选择（1）二次回路的工作电源是按照一定的线路方案组装的供电设备。这种设备可以广泛应用在变电系统中，他主要是起到一个保护发电机的作用，另外，他还可以用作非常大的开关型设备，用来保护其他设备，比如仪表和继电器。（2）二次回路的工作电源可以分为直流和交流。有两种直流工作电源，一种是电池供电，另一种是整流电源。有两种交流运行电源，由用于仪表的变压器和用于仪表的仪表变压器供电。（3）采用交流工作电源，可大大简化二次回路，降低投资，工作可靠，维护方便，但不适用于更复杂的电路。6.3配电线路的故障形式与保护设置一般来说，高压用户的高压配电线路基本上是一个开放的单端配电网络，线路不是很长，容量不是很大，所以其继电保护装置通常比较简单。根据GB50062-1992“电力设备继电保护及自动化装置设计规范”，3-6kV电力线应配备相间短路保护，单相接地保护和过载保护。作为输电线路的相间短路保护，主要采用带时限的过流保护和瞬时动作电流快速断开保护。应在断路器的跳闸机构上进行相间短路保护，使断路器跳闸并排除短路故障部分。作为单相接地保护，有两种方法：1）绝缘监测装置。安装在变电站的高压母线上，作用于信号。2）选择性单相接地保护。它也会对信号起作用，但当它危及人员和设备的安全时，它应该绊倒。但对于通过小电阻进行中性点接地的电力系统，应采用选择性单相接地保护来进行跳闸操作。对于可能经常过载的电缆和电线，根据GB50062-1992，应安装过载保护以作用于信号。6.4继电保护装置电力系统组件短路或异常时电量（电流，电压，功率，频率）的变化。还有其他物理量，例如变压器油箱出现故障时油气流速或油压强度的增加。在大多数情况下，无论何种物理量作出反应，继电保护装置都包括测量部分（和值调节部分），逻辑部分和执行部分。6.4.2对继电保护的基本要求（1）可靠性当保护装置起作用时，应采取行动，不应拒绝采取行动。当你不应该做某事时，你不应该误做。保护装置的可靠性与部件质量，接线方案，安装，设置，保护装置的操作和维护以及其他因素有关。（2）为防止​​故障扩大，减少故障危害，提高电力系统的稳定性，继电保护装置应尽快排除系统故障时的故障。（3）敏感性这是表征保护装置对其保护区域中的故障和异常工作条件的响应性的参数。如果保护装置能够及时对其保护区域内的极小故障作出反应，则保护装置的灵敏度很高。灵敏度通过灵敏度系数来衡量。6.4.4保护动作电流整定其中，可靠系数，接线系数，继电器返回系数，电流互感器的电流比=100/5=20，因此动作电流为：因此过电流保护动作电流整定为20A。过电流保护灵敏度系数的检验其中，=0.86632.56A/(6kV/0.38kV)=1.9 ，因此其灵敏度系数为：S=1900/400=4.75>1.9, 满足灵敏度系数的1.5的要求。6.5常用保护装置类型（1）保险丝保护。保险丝保护广泛用于高压和低压断路器保护。这种保护也称为低压自动开关保护。低压断路器广泛应用于低压供电系统，具有高可靠性和频繁操作，因为它们具有多个跳闸，可以保护过流，过载，电压损失和欠压，并且可以作为控制开关操作。因此不适合需要高可靠性电源的场合。（2）安装电流快速保护装置。还使用了GL15的快速断开装置。但是，由于附近变电站的连接线与变电站的低压母线没有短路数据，因此无法测试灵敏度系数，只能忽略。（3）变电站低压侧的保护。低压主开关采用DW15-1500/3低压短路，三相安装过电流分离器以保护低压侧的短路和过载，以及低压侧的单相接地短路。解耦器的动作电流的设置可以参考参考文献和其他相关手册。第七章接地与防雷7.2防雷接地设计接地是指电气设备的带电或非带电部件与地之间的连接。接地可分为故障接地，工作接地，保护接地和重复接地。（1）接地的一般要求在电源系统的某些部分，由于工作或安全的需要，与地面的直接连接称为接地。1、在电力系统中，运行需要的接地，如中性点接地等，称为工作接地。2、电气设备的金属外壳，钢筋混凝土杆和金属杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为了防止这种电压危及人身安全而设的接地，称为保护接地。保护接地是中性点不接地的低压配电系统和电力高压系统中，电气设备和电气线路最采用的一种保安措施。3、接地电压保护装置，如避雷针、避雷器和保间隙等，为了消除过电压危险而设的接地，称为过电压保护接地。4、易燃油、天然气贮罐和管道等，为了防止静电危险影响而设的接地，称为防静电接地。接地的作用：1.防止电磁耦合干扰：如数字设备接地；射频电缆布线屏蔽层接地等；2.防止强电和雷击通信设备：如列架及一般通信设备机壳接地，防止设备、仪表、人身伤害；3.通信系统工作需要：如海缆中继设备的远供系统采用导线——大地制方式。（2）接地类型根据接地的目的，可分为工作接地，保护接地和防雷接地。工作接地是指人为地将供电系统的某些点（例如发电机和变压器的中性点）连接到地面，以便电力系统正常运行。保护接地是指由于电气设备的绝缘损坏可能危及人身安全，将电气设备的非电气化金属外壳与地面连接。防雷接地是为了消除雷电流，并将防雷设备（如避雷针，避雷器等）连接到地面。按《工厂供电设计指导》表9-6。此边点所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：且