毕业设计220kv变电站电气一次部份设计

实用文档目录摘要 Ⅰ绪论 2第一部份设计说明书第1章负荷分析 21.1负荷分类 21.2本设计中系统负荷散布 2第2章电气主接线的设计 22.1电气主接线的大体知识 22.2电气主接线的大体要求 22.3电气主接线的设计 2第3章变压器选择 23.1主变压器的选择 23.2变电站用变压器的选择 2第4章短路电流计算 24.1短路故障产生的缘故 24.2短路故障的危害 24.3短路电流计算的目的 24.4短路电流计算的内容 24.5短路电流计算方式 24.6计算短路电流的条件 24.7计算短路电流的步骤 24.8短路电流计算结果 2第5章电气设备的选择 25.1电气设备的选择 25.2母线的选择与校验 25.3高压断路器的选择和校验 25.4高压隔离开关的选择 25.5电压互感器的选择和校验 25.6电流互感器的选择和校验 2第6章变电站主变压器的爱惜 2第7章变电站的防雷爱惜 2第8章配电装置的布置 28.1概述 28.2高压配电装置的选择 2第二部份设计计算书第9章短路电流计算书 29.1系统相关参数的计算 29.2短路电流计算 2第10章要紧电气设备的选择与校验计算 210.1高压断路器的选择与校验计算 210.2高压隔离开关的选择与校验计算 210.3互感器的选择与校验计算 210.4母线的选择与校验计算 2第11章变压器爱惜整定计算 211.1瓦斯爱惜整定计算 211.2主变纵联差动爱惜与整定校验计算 211.3后备爱惜（过流爱惜）的整定计算 211.4过负荷爱惜整定计算 2致谢 2参考文献 2附录 2附录1：电气设备选择表 2附录2：短路电流计算结果 2附录3：电气主接线图 2

摘要本设计说明书是依照设计任务书要求，结合相关的设计手册，辅助资料和国家有关规程。通过对负荷资料的分析和供电质量要求，从平安、经济及靠得住性等方面考虑。对220kv变电站电气一次部份设计，依照主接线的经济靠得住、运行灵活的要求选择各个电压品级的接线方式。确信了220kv、110kv、35kv和站用电的主接线的设计，然后通过对负荷的分析计算及供电范围确信了主变压器台数，容量及型号，并确信了站用变压器的容量及型号。第二，计算各类运行方式下的短路电流，并对高压断路器，隔离开关，母线，电压互感器，电流互感器等要紧电气设备进行了选型和校验。最后，对主变压器进行了爱惜设计和变电站防雷爱惜设计，从而较为详细系统地完成了220kv变电站电气一次部份的设计。关键词：变电站；变压器；主接线；短路电流计算AbstractThedesignisbasedonthedesignrequirements,combiningtherelevantdesignmanual,supportinginformationandthestateorders.Bytheloaddataanalysisandthequalityofpowersupply,andconsideringthesecurity,reliabilityandeconomic,Iseclectthe220kvelectricalsubstationonthefirstpartofthedesign’svariousvoltagelevelsofconnectionmode,atthesametime,accordingtothemainwiringreliablityandeconomics,andflexibleoperation’srequirements.What’smore,themainwiringdesignof220kv,110kv,35kvandelectricitystationsareworkedout,alsoIidentifythemainelectricitytransformernumber,capacityandmodelsstudyingtheload;secondly,ImakeouttheHigh-voltagefuse、isolatingswitch、bus、TV、TAandotherelectricalequipmentbycalculatingtheshort-circuitcurrent.Finally,themaintransformersubstationsfortheprotectionofdesignandlightningprotectionaretheendlytasks.220kvelectricalsubstationapartofthedesigniscompletedtakingmyabouttwomonths.

Keywords:substations；transformer；themainwiring；short-circuitcurrentcalculation绪论电力系统确实是由各类电压的输配电线路，将发电厂、变电所和用户连接成一个整体，能完成发电、输电、变电、配电直到用电如此一个全进程。另外，在电力系统中，将输配电线路及其它连接的各类变电所称为电力网络，简称电网，因此，电力系统也能够看成由各类发电厂、电力网和用户组成的一个整体，有时，将各级电压的电力线路称作电力网或电网。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分派电能的作用。变电所依照它在系统中的地位，可分为以下几类：（1）枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部份，聚集多个电源，电压为330～500KV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引发系统解列，乃至显现瘫痪。（2）中间变电所高压侧以互换潮流为主，起系统互换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一样聚集2～3个电源，电压为220～330KV，同时又降压供本地用电，如此的变电所起中间环节的作用，因此叫中间变电所。全所停电后，将引发区域电网解列。（3）地域变电所高压侧一样为110～220KV，向地域用户供电为主的变电所，这是一个地域或城市的要紧变电所。全所停电后，仅使该地域中供电。（4）终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。随着现代科学技术的进展，电力网容量的增大，电压品级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得愈来愈简单，除常规变电站之外，还显现了微机变电站、综合自动化变电站、小型化变电站和无人值班变电站等。目前，变电站设计显现了一些新的趋势：eq\o\ac(○,1)变电站接线方案趋于简单；eq\o\ac(○,2)大量采纳新型的电气一次设备；eq\o\ac(○,3)全分散式变电站自动化系统；eq\o\ac(○,4)引入先进的网络技术；eq\o\ac(○,5)变电站占地及建筑面积减少，变电站接线方案的简化，组合电器、管母线及钢支架等的采纳，使变电站布置更为简单，取消站前区和优化布置使变电站占地大幅度下降。随着科学技术的进展，变电站的进展将会愈来愈迅速愈来愈趋向于自动化、智能化、简单化。我国电力工业自动化水平正在逐年提高。许多变电因此装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新时期。国家方针、政策、技术标准和标准是依照国家实际情形、结合电力工业的技术特点而制定的准那么，是把科学、技术总结成层次化，也是长期生产实践的结晶，在进行论证分析时期，更应辩证的统一供电靠得住性与经济性的关系，方能达到先进性与可行性。本次设计以实际工程技术水平为基础，以变电站实际资料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖《发电厂电气部份》、《电力系统分析》、《电力系统继电爱惜》等电气工程及其自动化专业教育期间的要紧专业课。通过设计巩固、延伸和拓展自己的专业知识，提高自己的专业技术水平，更好的把握所学的知识，明白得其内涵，使所学的知识与实际相结合。培育对专业课程知识的综合运用能力，对相关资料信息的搜集、处置、整合的能力。能较好的锻炼自己综合运用所学知识提出问题、解决问题的能力，同时查验自己对所学知识的把握程度，为以后工作中进行电力工程设计打下必然的基础。第一部份设计说明书第1章负荷分析负荷分类依照对供电靠得住性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或阻碍的程度进行分级，并针对不同负荷品级确信其对供电电源的要求。一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时刻才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地域），许诺有一回专用架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级的一样电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，许诺较长时刻停电，可用单回线路供电。本设计中系统负荷散布设计任务原始资料说明：机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷80MW,最小负荷为40MW，最大负荷利用小时数为4500小时，全数用电缆供电，每回负荷不等，但平均在10MW左右，送电距离为8-10KM，并以110KV电压供给周围的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为5000小时，要求剩余功率全数送入220KV系统，负荷中Ⅰ类负荷比例为60%，Ⅱ类负荷为40%。第2章电气主接线的设计电气主接线的大体知识1、电气主接线的作用电气主接线是变电站设计的首要任务，也是组成电力系统的重要环节。主接线方案的确信对电力系统及变电所运行的靠得住性、灵活性和经济性紧密相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电爱惜等有较大阻碍。因此，主接线的设计必需正确处置好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确信变电所主接线的最正确方案。主接线是指由各类开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依必然的顺序相连接的同意和分派电能的电路。而用规定的电气设备图形符号和文字符号并依照工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全数大体组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。2、电气主接线的分类主接线可分为有母线接线和无母线接线两类。有母线接线分为单母线接线和双母线接线；无母线接线分为单元式接线、桥式接线和多角形接线。各类主接线的特点和适用范围如下：（1）单母线接线单母线接线尽管接线简单清楚、设备少、操作方便，便于扩建和采纳成套配电装置等优势，可是不够灵活靠得住，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全数回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，而且电压品级越高，所接的回路数越少，一样只适用于一台主变压器。110～200KV配电装置的出线回路数不超过两回，35～63KV配电装置的出线回路数不超过3回，6～10KV配电装置的出线回路数不超过5回，时采纳单母线接线方式。（2）单母分段用断路器，把母线分段后，对重要用户能够从不同段引出两个回路；有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不中断供电和不致使重要用户停电。可是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路显现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建。110KV～220KV配电装置的出线回路数为3～4回，35～63KV配电装置的出线回路数为4～8回，6～10KV配电装置出线为6回及以上，时采纳单母分段接线。（3）单母分段带旁路母线这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压品级为35～110KV的变电所较为有效，具有足够的靠得住性和灵活性。（4）桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，采纳桥式接线，所用断路器数量最少，它可分为内桥和外桥接线。内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需常常切除时，采纳内桥式接线。当变压器故障时，需停相应的线路。外桥接线：适合于出线较短，且变压器随经济运行的要求需常常切换，或系统有穿越功率，较为适宜。为检修断路器LD，不致引发系统开环，有时增设并联旁路隔离开关以供检修LD时利用。当线路故障时需停相应的变压器。因此，桥式接线，靠得住性较差，尽管它有：利用断路器少、布置简单、造价低等优势，可是一样系统把具有良好的靠得住性放在首位，故不选用桥式接线。（5）一个半断路器（3/2）接线两个元件引线用三台断路器接往两组母上组成一个半断路器，它具有较高的供电靠得住性和运行灵活性，任一母线故障或检修均不致停电，可是它利用的设备较多，占地面积较大，增加了二次操纵回路的接线和继电爱惜的复杂性，且投资大。（6）双母接线它具有供电靠得住、调度灵活、扩建方便等优势，而且，检修另一母线时，可不能停止对用户持续供电。若是需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，那么该回路在检修期需要停电。关于，110K～220KV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时刻较长，停电阻碍较大，一样规程规定，110KV～220KV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（110KV）或5回（220KV）时，一样应装设专用旁路母线。（7）双母线分段接线双母线分段，能够分段运行，系统组成方式的自由度大，两个元件可完全别离接到不同的母线上，对大容量且在需彼此联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是经常使用传统技术的一种延伸，因此在继电爱惜方式和操作运行方面都可不能发生问题。而较容易实现分时期的扩建等优势，可是易受到母线故障的阻碍，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一样当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其爱惜装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。当110KV出线为7回及以上，220KV出线在4回以下时，可用母联断路器兼旁路断路器用，如此节省了断路器及配电装置距离。电气主接线的大体要求现代电力系统是一个庞大的、周密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅阻碍到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也阻碍到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必需知足以下大体要求。（1）运行的靠得住断路器检修时是不是阻碍供电；设备和线路故障检修时，停电数量的多少和停电时刻的长短，和可否保证对重要用户的供电。（2）具有必然的灵活性主接线正常运行时能够依照调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各类事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时刻最短、阻碍范围最小，而且再检修在检修时能够保证检修人员的平安。（3）操作应尽可能简单、方便主接线应简单清楚、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员把握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能知足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成没必要要的停电。（4）经济上合理主接线在保证平安靠得住、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。（5）应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速进展，电力负荷增加专门快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。电气主接线的设计电气主接线的设计，应依照变电站在电力系统中得地位，负荷性质，出线回路数，设备特点，周围环境及变电站得计划容量等条件和具体情形，并知足供电靠得住性，运行灵活，操作方便，节约投资和便于扩建等要求。依照《35—110KV变电所设计规程》规定：第条变电站主接线应依照变电站在电网中的地位，出线回路数，设备特点及负荷性质等条件确信，并应知足供电靠得住性，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建等需要。第条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。第条 35—110KV线路超过两回时，宜采纳扩大桥形，单母线或分段单母线的接线。35—63kv线路为8回及以上时，亦可采纳双母线接线。第条 在采用单母线、分段单母线或双母线的35—110KV主接线中，当不许诺停电检修断路器时，可设置旁路设施。当有旁路母线时，第一宜采纳分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线，主变压器35—110KV回路中的断路器，有条件时亦可接入旁路母线，采纳SF6断路器的主接线不宜设旁路设施。第条 当变电所装有两台主变压器时，6—10KV侧宜采纳分段单母线，线路为12回及以上时，亦可采纳双母线，当不许诺停电检修断路器时，可设置旁路设施。当6—35KV配电装置采纳手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。第条 当需要限制变电所6—10KV线路的短路电流时，可采纳以下方法①变压器排列运行②采纳高阻抗变压器③在变压器回路中装电抗器.第条 接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关，对接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。主接线的选择直接阻碍到电力系统运行的靠得住性，灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电爱惜，自动装置和操纵方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必需综合处置各方面的因素，通过技术、经济比较后方可确信。1、220kv电气主接线设计（1）方案选择方案Ⅰ：双母线接线双母线接线方案见图2-3-1

图2-3-1双母线接线方案Ⅱ：双母线分段接线双母线分段接线方案见图2-3-2图2-3-2双母线分段接线方案Ⅲ：双母线带旁路母线接线双母线带旁路母线接线方案见图2-3-3图2-3-3双母线带旁路母线接线（2）主接线方案比较主接线方案技术经济比较见表2-3-1表2-3-1主接线技术经济对照表方案项目双母线接线（方案Ⅰ）双母线分段接线（方案Ⅱ）双母线带旁路母线（方案Ⅲ）技术供电可靠、调度灵活扩建方便、易误操作供电可靠较高，调度灵活，扩建方便配电装置检修断路器时，不中断该回路供电经济占地少设备少设备多、配电装置复杂，投资较高投资较大经比较三种方案：方案Ⅰ尽管具有良好的经济性，可是靠得住性、灵活性不如方案Ⅱ、方案Ⅲ。鉴于此电压品级较高，故可选用方案Ⅱ：双母线分段接线2、110kv电气主接线设计（1）方案选择方案Ⅰ：单母线分段接线单母线分段接线方案见图2-3-4图2-3-4单母线分段接线方案Ⅱ：单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线方案见图2-3-5图2-3-5单母线分段带旁路母线接线方案Ⅲ：双母线接线双母线接线方案见图2-3-6图2-3-6双母线接线（2）主接线方案比较主接线方案技术经济比较见表2-3-2表2-3-2主接线技术经济对照表方案项目单母线分段接线（方案Ⅰ）单母线分段带旁路母线（方案Ⅱ）双母线接线（方案Ⅲ）技术不会造成全所停电，调度灵活，保证对重要用户的供电。任一断路器检修，该回路必须停止工作，扩建时需向两个方向均衡发展简单清晰、操作方便易于发展。可靠性、灵活性差，旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电操作较复杂供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济占地少设备少设备多、投资大用母线分段断路器兼作旁路断路器可节省投资设备多、配电装置复杂投资和占地面较小经方案技术和经济比较方案Ⅰ的靠得住性不如方案Ⅱ、方案Ⅲ，可是方案Ⅱ的投资较大，操作复杂。因此选用方案Ⅲ：双母线接线。3、35kv电气主接线设计（1）方案选择方案Ⅰ：单母线接线单母线接线方案见图2-3-7图2-3-7单母线接线方案Ⅱ：单母线分段接线单母线分段接线方案见图2-3-8图2-3-8单母线分段接线方案Ⅲ：双母线接线双母线接线方案见图2-3-9图2-3-9双母线接线（2）主接线方案比较主接线方案技术经济比较见表2-3-3表2-3-3主接线技术经济对照表方案项目单母线接线（方案Ⅰ）单母线分段接线（方案Ⅱ）双母线接线（方案Ⅲ）技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性差灵活性差当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电灵活性好，各电压级便于扩建和发展。供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济占地少设备少设备少、投资小节约配电装置间隔占地面积小设备多、配电装置复杂投资和占地面大经方案技术和经济比较方案Ⅰ尽管投资少可是靠得住性较差，而方案Ⅲ尽管靠得住性较高可是投资较大，鉴于电压品级要求不高，因此可选用方案Ⅱ：单母线分段接线。4、站用电的主接线设计（站用电电源选取来自外部两个不同电源的两回进线供电）（1）方案选择方案Ⅰ：单母线接线单母线接线方案见图2-3-10图2-3-10单母线接线方案Ⅱ：单母线分段接线单母线分段接线方案见图2-3-11图2-3-11单母线分段接线（2）主接线方案比较主接线方案技术经济比较见表2-3-4表2-3-4主接线技术经济对照表方案项目方案I单母线接线方案II单母线分段接线可靠性接线简单清晰，设备少，运行操作方便，当母线或母线QS故障或检修时，必须断开它所接的电源，在检修出线QS时，必须停止该回路工作，不满足I，II类用户的要求当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电灵活性灵活性差，各电压级便于扩建和发展。具有足够的灵活性，易于扩建经济性运行设备少，投资少，年运行费用少节约配电装置间隔占地面积小经方案的靠得住性、灵活性和经济性比较，方案I投资较少，可是站用电作为重要的一级负荷关于供电靠得住性有较高的要求，因此选用方案II：单母线分段接线。第3章变压器选择主变压器的选择在各级电压品级的变电站中，变压器是变电站中的要紧电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或两种电压品级之间互换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增加情形，并依照电力系统5～10年进展计划综合分析，合理选择，并适当考虑到远期10-20年负荷进展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市计划相结合。依照变电所所带负荷的性质和电网结构来确信主变压器的容量。关于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的许诺时刻内，应保证用户的一级和二级负荷；对一样性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全数负荷的70％-80％。1、选择原那么（1）相数容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kv及以下电力系统中，一样都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，应选用三相变压器。（2）绕组数与结构电力变压器按每相的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为一般双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组割裂式等型式。在一发电厂或变电站中采纳三绕组变压器一样不多于3台，以避免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复杂和困难。（3）绕组接线组别变压器三绕组的接线组别必需和系统电压相位一致。不然，不能并列运行。电力系统采纳的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。依照以上原那么，主变一样是Y，D11常规接线。我国110kV及以上电压变压器绕组都采纳Y0连接；35kV采纳Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地；35kV以下电压变压器绕组都采纳△连接（4）调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必需维持在许诺范围内，通过主变的分接开关心换，改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。（5）冷却方式电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一样有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。2、容量计算主变压器的台数：待设计变电站为大型的区域变电站，负荷较重（本期最大负荷80+58=138MVA,远期最大负荷3×150=450MVA），又因负荷均为Ⅰ，Ⅱ级负荷，关于供电质量要求较高，此刻市场上生产的变压器的容量，选择2台变压器不能知足负荷的要求，我选择4台相同容量的变压器。主变压器容量：依照运行体会，变压器的容量应保证在有一台检修的情形下，其他变压器能带全数负荷的70%，且能够带动所有的一、二级负荷按任务书给定的资料（按远期最大负荷算），即3台主变的容量应知足70%的负荷需求，因此本设计的主变每台应带负荷为：由于近期最大负荷为138MVA（均为一、二级负荷），因此选择主变容量为150MVA的变压器。3、主变型式的选择选用SFSZ9-150000/220三绕组有载调压变压器，设备参数如表3-1-1所示：表3-1-1SFSZ9-150000/220三绕组有载调压变压器要紧技术参数额定容量MVA电压组合及分接范围联结组标号空载损耗kw负载损耗kw空载电流%阻抗电压（%）高压KV中压KV低压KV高中高低中低2402208×1.25%121YN,a0,d11124/112662/560/12-1422-247-9负载损耗容量分派为100/100/50变电站用变压器的选择1、站用变台数的确信对大中型变电站为知足整流操作电源、强迫油循环变压器、无人值班等的需要，装设两台所用变压器，两台所用变别离接于10kV母线的Ⅰ段和Ⅱ段，互为暗备用，平常半载运行，当一台故障时，另一台能够承但变电站的全数负荷2、站用变容量的确信站用变压器容量选择的要求：站用变压器的容量应知足常常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采纳暗备用方式，正常情形下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷那么由完好的站用变压器承担。依照站用电负荷统计表可知占用电计算负荷为55.45KVA那么有：经查设备手册，选每台站用变压器容量为63KVA的变压器。3、站用变型式的选择选用SF9-63/10双组无励磁调压配电变压器，设备参数如表3-2-1所示：表3-2-1SF9-63/10双组无励磁调压配电变压器要紧技术参数额定容量KVA电压组合联结组标号空载损耗kw负载损耗kw空载电流%阻抗电压（%）高压KV高压分接范围低压KV63105%YNyn04第4章短路电流计算短路故障产生的缘故工业与民用建筑中正常的生产经营﹑办公等活动和人民的正常生活，都要求供电系统保证持续﹑平安﹑靠得住地运行.可是由于各类缘故，系统会常常显现故障，使正常运行状态受到破坏。短路是系统常见的严峻故障。所谓短路，确实是系统中各类类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的缘故很多，要紧有：（1）设备缘故电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部份自然老化或设备本身有缺点，正常运行时被击穿短路；和设计、安装、保护不妥所造成的设备缺点最终进展成短路的功能。（2）自然缘故气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引发架空线倒杆断线；因蒙受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。（3）人为缘故工作人员违背操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违背电业平安工作规程带接地刀闸合闸，造成金属性短路；人为疏忽接错线造成短路或运行治理不善造成小动物带电设备内形成短路事故等。短路故障的危害供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严峻后果：（1）短路电流的热效应庞大的短路电流通过导体，短时刻内产生专门大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。（2）短路电流的电动力效应由于短路电流的电动力效应，导体间将产生专门大的电动力。若是电动力过大或设备结构强度不够，那么可能引发电气设备机械变形乃至损坏，使事故进一步扩大。（3）短路系统电压下降短路造成系统电压突然下降，对用户带来专门大阻碍。例如，异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体放电灯的熄灭等，阻碍正常的工作、生活和学习。（4）不对称短路的磁效应当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在临近的电路内能感应出专门大的电动势。（5）短路时的停电事故短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。而且短路越靠近电源，停电涉及范围越大。（6）破坏系统稳固造成系统瓦解短路可能造成的最严峻的后果确实是使并列运行的各发电厂之间失去同步，破坏系统稳固，最终造成系统瓦解，形成地域性或区域性大面积停电。短路电流计算的目的（1）电气主接线的比较和选择短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为确信是不是采取限制短路电流方法等提供依据。（2）选择导体和电器如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中包括计算三相短路冲击电流，冲击电流有效值以校验电气设备动力稳固；计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳固性；计算三相短路容量以校验断路器的遮断能力等。（3）确信中性点接地址式关于35KV、10KV供配电系统，依照单相短路电流可确信中性点接地址式。（4）选择继电爱惜装置和整定计算在考虑正确、合理地装设爱惜装置，在校验爱惜装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值，还需明白其他支路短路电流散布情形；不仅要算出最大运行方式下电路可能显现的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可能显现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路电流而且也要计算两相短路电流或依照需要计算单相接地电流等。短路电流计算的内容（1）短路点的选取：各级电压母线、各级线路结尾。（2）短路时刻的确信：依照电气设备选择和继电爱惜整定的需要，确信计算短路电流的时刻。（3）短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的。短路电流计算方式供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必需第一计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方式：标幺值法和出名值法。（1）标幺值法标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，确实是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压品级的网络组成，采纳标幺值法，能够省去不同电压品级间电气参量的折算。在电压系统中宜采纳标幺值法进行短路电流计算。（2）出名值法出名值法确实是以实际出名单位给出电路元件参数。这种方式通经常使用于1KV以下低压供电系统短路电流的计算。计算短路电流的条件为使所选电气设备具有足够的靠得住性、经济性和合理性，并在一按时期内适应电力系统进展的需要，作验算用的短路电流应按以下条件确信：（1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景进展计划（一样为本工程建成后5～10年），其接线应采纳可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换进程中可能短时并列的接线方式。（2）短路种类一样按三相短路验算，假设其他种类的短路较之三相短路严峻时，那么应按最严峻的情形验算。（3）计算短路点在计算电路图中，同电位的各短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同，在校验电器和载流导体时，必需确信电气设备和载流导体处于最严峻情形的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。（4）短路电流的计算短路电流一样都按三相短路计算，计算参数如下：——三相短路电流分量，KA。——三相短路电流冲击电流，KA。——三相短路电流冲击电流有效值，KA。——三相短路容量，MVA。（5）计算公式：计算短路电流的步骤（1）依照电气主接线图画出系统接线图。（2）画出等值网络图。（3）计算出个电源与短路点之间的电抗，即X*。（4）计算电抗∑X。（5）选取适合的短路点。（6）计算三相短路电流周期分量IK。（7）计算三相短路冲击电流ish。（8）计算三相短路稳态有效值Ish。（9）计算次暂态三相短路容量SK。短路电流计算结果短路电流计算结果见表4-8-1所示：表4-8-1短路电流计算结果运行方式电压等级短路点三相短路电流Ik三相短路全电流冲击值（KA）冲击电流有效值(KA)三相短路容量（KVA）标幺值有名值(KA)最小运行方式220KVK1110KVK235KVK3最大运行方式220KVK1110KVK235KVK3第5章电气设备的选择电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电站电气设计的要紧内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到平安、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必需符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，平安要靠得住，运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能靠得住工作，短路时应能经受多种短路效应。电气设备的选择应遵循以下两个原那么：1.按正常工作状态选择；2.按短路状态校验。1、电气设备的选择（1）按正常工作条件选择额定电压和额定电流1）额定电压和最高工作电压导体和电器所在电网的运行电压因调压或负荷的转变，常高于电网的额定电压，故所选电气设备许诺最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即一样电气设备许诺的最高工作电压：当额定电压在220kV及以下时为1.15；额定电压为330～500kV时为1.1。而实际电网运行的，一样不超过1.1，因此在选择设备时，一样可依照电气设备的额定电压不低于装置地址电网额定电压的条件选择。2）额定电流电气设备的额定电流是指在额定周围环境温度下，导体和电器的长期许诺电流（或额定电流）应不小于该回路的最大持续工作电流，即由于发电机、调相机和变压器在电压降低5％时，出力维持不变，故其相应回路的（为电机的额定电流）；母联断路器回路一样可取母线上最大一台发电机或变压器的；母线分段电抗器的应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流；出线回路的除考虑线路正常负荷电流（包括线路损耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。3）按本地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地址的环境条件，当气温、风速、湿度、污秽品级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一样电器利用条件时，应向制造部门提出要求或采取相应的方法。我国目前生产的电气设备，设计时取周围空气温度40℃作为计算值，假设装置地址日最高气温高于＋40℃，但不超过＋60℃，最大持续工作电流应适当降低，设备的额定电流应乘以温度校正系数。温度校正系数：式中——实际环境温度，取最热月平均最高气温，℃——导体或电气设备正常发烧许诺最高温度（当导作用螺栓连接时为70℃）；——温度修正系数。当时，每降低1许诺电流增加0.5％，但总数不得超过20％；当时，每增高1℃许诺电流应减少1.8％。（2）按短路情形来校验电气设备的动稳固和热稳固1）短路热稳固校验短路电流通过时，导体和电器各部件温度（或发烧效应）应不超过许诺值。热稳固校验应选择两相短路和三相短路中最严峻的一种作为计算依据。或式中——规定的电气设备在时刻s内的热稳固电流，kA。在指按时刻内短路电流可不能使电气设备发烧超过设备许诺的最大短时温度的电流；——与对应的时刻，s；——短路稳态电流，kA；——假想时刻，s。取距离短路点最近的继电爱惜装置的主爱惜动作时刻与断路器固有动作时刻之和，如主爱惜装置有爱惜死区，假想时刻可依照该爱惜区短路故障的后备爱惜装置的动作时刻来校验。2）电动力稳固校验电动力稳固是导体和电器经受短路电流机械效应的能力，亦称动稳固。动稳固校验应以三相短路电流为计算类型，并应知足下式要求：式中、——厂家规定的电气设备极限通过电流的有效值和峰值，kA；、——按三相短路计算所得的冲击电流的有效值和瞬时值，kA；3）按三相短路容量来校验开关电器的断流能力（遮断容量）式中、——制造厂提供的在额定电压下许诺的开断电流，kA；许诺的断流容量，MVA；、——电器设备安装处的短路电流，kA；短路容量，MVA。铭牌断流容量值所规定的利用条件，一样的断路器如用于高海拔地域、矿山井下，或电压较低的电网中，都要降低断流容量值。当断路器采纳手动操动机构或自动重合闸装置时，其遮断容量应下降到原先的额定值的60％～70％。母线的选择与校验1、母线的选型通常情形下母线有软母线和硬母线两种。软母线经常使用的有钢芯铝绞线、组合导线、割裂导线和扩径导线，后者多用于330KV及以上配电装置。软母线因其机械强度决定与支撑悬挂的绝缘子，因此没必要校验其机械强度，而且软母线也不用校验动稳固性。经常使用的硬母线截面为矩形，槽形和管形。（1）矩形母线散热条件较好，有必然的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大。为幸免集肤效应系数过大，单条矩形母线的截面最大不超过1250mm2。当工作电流超过最大截面单条母线许诺电流时，可用2～4条矩形母线并列利用。但由于集肤效应的阻碍，多条母线并列的许诺载流量并非成比例增加，故一样幸免采纳4条矩形母线。矩形导体一样只用于35kV及以下，电流在4000A及以下的配电线路中。（2）槽型母线机械强度较好，载流量较大，集肤效应系数也较小。槽型母线一样用于4000～8000A的配电装置中。（3）管形母线集肤效应系数小，机械强度高，管内能够通水和通风，用此，可用于8000A以上的大电流母线。另外，由于圆管形表面滑腻，电晕放电电压高，因此可用作110kV及以上配电装置母线。母线的布置方式应依照载流量的大小、短路电流水平和配电装置的具体情形确信。2、母线截面选择导体截面可按长期发烧许诺电流或经济电流密度选择，对年负荷利用小时数大（通常指）,传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一样按经济电流密度选择，而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期许诺电流来选择。（1）按导体长期发烧许诺电流选择导体所在电路中最大持续工作电流应不大于导体长期发烧的许诺电流，即式中——相应于导体许诺温度和基准环境条件下导体所在回路中最大长期持续工作电流，A；——在额定环境温度时导体许诺电流，A——综合修正系数，裸导体的值与海拔和环境温度有关。（2）按经济电流密度选择按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。年计算费用包括电流通过导体所产生的年电能损花费、导体投资（包括损耗引发的补充装机费）和折旧费、和利息等，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数将有一个年计算费用最低的电流密度——经济电流密度（J）。导体的经济截面可由下式决定：(㎜2)式中——正常工作时的最大持续工作电流，A。3、母线的校验（1）电晕电压校验关于110～220kV裸母线，可按晴天不发生全面电晕条件进行校验，即裸母线的临界电压应大于最高工作电压式中——三相导线等边三角布置时为1，水平布置时为0.96；——导线表面粗糙系数，取0.98；——空气相对密度，取0.955；——相间距离，cm；——导体半径为，cm；——安装处的电网长期最大工作电压（2）热稳固校验按正常电流选出导体截面后，还应按热稳固进行核验。依照短路电流的热效应，并计及集肤效应系数，当导体通太短路电流，在假想时刻的情形下，与导体最高许诺加热温度所对应的截面为最小许诺截面。式中——热稳固系数，与导体材料、结构及最高许诺温度、长期工作额定温度有关。——短路电流的热效应，KA2S，,可由查出，——知足热稳固的最小截面，mm2（3）动稳固校验动稳固应知足：式中——线材料的许诺应力——母线材料的所受的最大应力高压断路器的选择和校验高压断路器是主系统的重要设备之一。它的要紧功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备和线路接入电路或退出运行，起着操纵作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无端障部份正常运行，能起爱惜作用。关于切断和接通负荷电路，和切断故障电路，避免事故扩大，保证平安运行起重要作用。断路器的选择必需按正常的工作条件进行选择，而且按断路情形校验其热稳固和动稳固。另外，还应考虑电器安装地址的环境条件，当气温、风速、温度、污秽品级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一样电器利用条件时，应采取有效方法。1、种类和形式的选择断路器一样有油断路器（多油、少油），紧缩空气断路器，SF6断路器、真空断路器等，选择断路器形式时，应依据各类断路器的特点及利用环境、条件决定。（1）多油断路器实现简单、价钱廉价，但由于用油量大、体积大、检修工作量大、且易发生爆炸和火灾现象，一样情形下不采纳。（2）少油断路器用油少、油箱结构小而牢固，具有节省材料、防爆防火特点。少油断路器利用平安，使配电装置大大简化，体积小、便于运输、目前被大量采纳。（3）空气断路器断路能力大、动作时刻快、尺寸小、重量轻、无火灾危险，但结构复杂、价钱贵、需要装设紧缩空气系统等，要紧用于110KV及以上对电气参数及断路时刻有较高要求的系统中。（4）SF6电气性能好、断口电压可较高。设备的操作保护和检修都很方便、检修周期长而且它的开断性能好、占地面积小、专门是进展SF6封锁组合电器可大大减少变电所的占地面积。SF6断路器普遍应用于90年代，目前我国已成功生产和研制了220、330、500KV的SF6断路器。基于各类断路器的性能在本设计中采纳了SF6断路器和空气断路器。2、高压断路器的选择原那么选择高压断路器应知足有以下几个方面的要求：（1）断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）能够长期工作。（2）应有足够的开断能力，并保证有足够的热稳固和动稳固（开断电流、额定关合电流、极限通过电流、热稳固电流）。（3）具有尽可能短的开断时刻，这对减少电网的故障时刻，减轻故障设备的损害，提高系统稳固性都是有利的。（4）结构简单、价钱低廉、体积小、重量轻、便于安装。3、额定电压和额定电流选择（1）额定电压和电流选择、式中——断路器的额定电压大和电网的额定电压，kv；——断路器的额定电流和电网的最大负荷电流，A。（2）开断电流电流的选择高压断路器的额定开断电流,不该小于实际开断刹时的短路电流周期分量,即：（3）短路关合电流的选择为保证断路器在关和短路电流时的平安，断路器的额定关合电流不该小于短路电流最大冲击值,即：（4）短路热稳固和动稳固校验热稳固校验式动稳固校验式高压隔离开关的选择隔离开关作为发电厂和变电站中经常使用的开关电器，主若是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还能够拉、合小电流电路。在检修高压电器时，将被修理的设备与其他带电的部份靠得住地断开并组成明显的断开点，以保证检修时的平安。1、隔离开关的的功用隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流情形下，分、合电路。其要紧功用为：（1）隔离电压：在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设与电源电压隔离，以确保检修的平安。（2）倒闸操作：投入备用母线或旁路母线和改变运行方式时，经常使用隔离开关配合短路器，协同操作来完成（3）分、合小电流：因隔离开关具有必然的分、合小电流和电容电流的能力，故一样可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路。隔离开关与短路器相较，额定电压、额定电流的选择及短路动稳固、热稳固校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流的校验。2、隔离开关的选择原那么选择隔离开关时应知足以下大体要求：（1）隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于辨别设备是不是与电网隔开。（2）隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情形下，不致引发击穿而危及工作人员的平安。（3）隔离开关应具有足够的热稳固性、动稳固性、机械强度和绝缘强度。（4）隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最正确的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。（5）隔离开关的结构简单，动作要靠得住。（6）带有接地刀闸的隔离开关，必需装设连锁机构，保证隔离开关的正确操作。电压互感器的选择和校验1、参数选择电压互感器要紧技术参数见表5-5-1所示表5-5-1电压互感器要紧技术参数表项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压、一次回路电流、二次负荷、准确度等级、机械负荷承受过电压能力绝缘水平，泄露比距环境条件环境温度、最大风速、相对湿度、海拔高度、地震烈度2、型式选择电压互感器按以下利用条件选择。（1）3-20kv屋内配电装置，宜采纳油结构，也可采纳树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。（2）35kv配电装置，宜采纳电磁式电压互感器。（3）110kv及以上配电装置，当容量和准确度品级知足要求时，宜采纳电容式电压互感器。（4）SF6全封锁组合电器的电压互感器应采纳电磁式。（5）接在110kv及以上线路侧的电压互感器，当线路声装有载波通信时，应尽可能与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。（6）电磁式电压互感器能够兼作并联电容器组的泄能设备，但此电压互感器与电容器之间，不该有开断点。3、接线与爱惜（1）在知足二次电压合负荷要求的条件下，电压互感器宜采纳简单接线，当需要零序电压时，3-20kv宜采纳三柱五柱电压互感器。（2）在中性点非直接接地系统中的电压互感器，为避免铁磁谐振过电压，应采取消谐方法。（3）当电容式电压互感器由于开口三角绕组的不平稳电压较高，而阻碍零序爱惜的灵敏度时，应要求制造部门装设谐波滤波器。（4）用于中性点直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为100v，用于中性点非直接接地系统的电压互感器，其第三绕组的电压应为100/3v4、电压互感器的校验电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，电压互感器本身不蒙受短路电流作用，因此不校验热稳固性和动稳固性。电流互感器的选择和校验1、参数选择电流互感器应按下表所列技术条件选择，并按表中利用环境条件校验。所选择的电流互感器应知足继电爱惜，自动装置和测量仪表的要求。电流互感器要紧技术参数见表5-6-1所示：表5-6-1电流互感器要紧技术参数表项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压、一次回路电流、二次回路电流、二次侧负荷、准确度等级、暂态特性、二次级数量、机械荷载短路稳定性动稳定倍数、热稳定倍数承受过电压能力绝缘水平，泄露比距环境条件环境温度、最大风速、相对湿度、海拔高度、地震烈度（1）电流互感器的二次侧电流有5A和1A两种。一样弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离操纵室较远时亦可考虑用1A。（2）当一个二次绕组的容量不能知足要求是，可将两个二次绕组串联利用。（3）二次绕组的数量决定于测量仪表、爱惜装置和自动装置的要求。一样情形下测量仪表与爱惜装置宜别离接于不同的二次绕组，不然应采取方法，幸免相互阻碍。（4）依照电流互感器装置处电压品级确信额定电压。（5）依照确信电流互感器的一次额定电压。2、型式的选择（1）3-20kv屋内配电装置的电流互感器，应依照安装利用条件及产品情形，采纳瓷绝缘组成或树脂浇注绝缘结构。35kv及以上配电装置的电流互感器，宜采纳油浸瓷箱式绝缘结构的独立电流互感器，有条件时，应采纳套管式电流互感器。（2）当继电爱惜装置有特殊要求时，应采纳专用的电流互感器，如系统继电爱惜中的快速爱惜应选用暂态特性好的互感器。（3）选择母线式电流互感器时，尚应校验窗口许诺穿过的母线尺寸。3、电流互感器的校验（1）动稳固性校验：电流互感器的动稳固性倍数是指电流互感器许诺短时极限通过电流峰值与电流互感器一次侧额定电流峰值之比，即：电流互感器的动稳固性校验条件为：（2）热稳固性校验：电流互感器的热稳固倍数是指在规按时刻(通常取1s)内所许诺通过电流互感器的热稳固电流与其一次侧额定电流之比，即：电流互感器的热稳固条件应为：第6章变电站主变压器的爱惜1、电力变压器的要紧故障形式在电力系统中普遍地用变压器来升高或降低电压。变压器是电力系统不可缺稍的重要电气设备。它的故障将对供电靠得住性和系统平安运行带来严峻的阻碍，同时大容量的电力变压器也是十分珍贵的设备。因此应依照变压器容量品级和重要程度装设性能良好，动作靠得住的继电爱惜装置。变压器的故障能够分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主若是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。油箱内故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路和铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量的气体，有可能引发变压器油箱的爆炸。关于变压器发生的各类故障，爱惜装置应能尽快地将变压器切除。实践证明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式；而变压器油箱内发生相间短路的情形比较小。2、变压器爱惜的配置（1）变压器爱惜配置原那么1）反映变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯爱惜。2）相间短路爱惜，容量为6300KVA及以上，厂用工作变压器和并列运行的变压器，应装设纵差动爱惜。3）后备爱惜，对由于外部相间短路引发的变压器过流，可采纳复合电压启动用的过电流爱惜，它适用与于降压变压器，爱惜装置的整定值应考虑事故时可能显现的过负荷，对中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路故障，应装设零序电流爱惜。4）过负荷爱惜，对多绕组变压器，爱惜装置应能够反映备用侧过负荷的情形，过负荷爱惜应接与一相电流上，带时限动作于信号。3、电力变压器爱惜种类和利用范围（1）瓦斯爱惜800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器，应装设瓦斯爱惜。瓦斯爱惜可反映变压器油箱内部的短路故障和油面降低，重瓦斯爱惜动作于跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯爱惜动作于发出信号。（2）纵差爱惜或电流速断爱惜6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用工作变压器和工业企业中6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差爱惜。10000KVA及以下的电力变压器，应装设电流速断爱惜。关于2000KVA以上的变压器，当电流速断爱惜灵敏度不能知足要求时，也应装设纵差爱惜。纵差爱惜或电流速断爱惜：反映电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障。（3）相间短路的后备爱惜作用：反映外部相间短路引发的变压器过电流，同时作为瓦斯爱惜和纵差爱惜的后备爱惜，其动作时限按阶梯形原那么来整定。（4）接地短路的零序爱惜作用：零序爱惜用于反映变压器高压侧（或中压侧），和外部元件的接地短路。变压器中性点直接接地运行，应装设零序电流爱惜；变压器中性点可能接地或不接地运行时，应装设零序电流、电压爱惜。（5）过负荷爱惜400KVA以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷爱惜。过负荷爱惜通常只装在一相，延时动作于发信号。（6）其他爱惜高压侧电压为500KV及以上的变压器，因频率降低和电压升高而引发的变压器励磁电流升高，应装设变压器过励磁爱惜。对变压器温度和油箱内压力升高，和冷却系统故障，应装设相应的爱惜装置。4、变压器爱惜的配置方案确信（1）瓦斯继电器的组成和动作原理电力变压器一般是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当变压器油箱内部故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少及排出的速度，与变压器故障的严峻程度有关。利用这种气体来实现爱惜的装置，成为瓦斯爱惜。瓦斯爱惜能够爱惜变压器油箱内的各类轻微故障（例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等），但像变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障，瓦斯爱惜不能反映。规程规定关于容量为800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器，应装设瓦斯爱惜。因本变电站主变压器采纳的是40MVA的油浸式变压器，因此也应装设瓦斯爱惜装置。用来反映油面降低和油箱内部各类短路故障，其中轻瓦斯爱惜作用于信号，重瓦斯爱惜作用于跳开电源侧断路器。瓦斯爱惜又称气体继电爱惜，是爱惜油浸式电力变压器内部故障的一种大体的爱惜装置。瓦斯爱惜的要紧元件是气体继电器。它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的少量气体慢慢升起，进入气体继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有残余的油而使力矩大于另一端平稳锤的力矩而降落。这时上触点接通从而接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”，轻瓦斯爱惜动作于信号；当变压器油箱内部发生严峻故障时，由故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕。这大量的油气混合体在通过气体继电器时，冲击挡板，使下油杯下降。这时下触点接通跳闸回路（通过中间继电器），同时发出音响和灯光信号（通过信号继电器），这称之为“重瓦斯动作”，重瓦斯爱惜动作于挑开电源侧断路器。变压器的瓦斯爱惜原理接线图如图6-1-1所示：图6-1-1瓦斯爱惜原理接线图变压器瓦斯动作爱惜后，可由蓄积于气体继电器内的气体性质来分析和判定故障的缘故及处置要求，见表6-1-1所示：表6-1-1气体继电器动作后的气体分析和处置要求表气体性质故障原因处理要求无色、无臭、不可燃变压器内含有空气允许继续运行灰白色、有剧臭、可燃纸质绝缘烧毁应立即停电检修黄色、难燃木质绝缘烧毁应停电检修深灰色或黑色、易燃油内闪络，油质碳化应分析油样，必要时停电检修（1）纵联差动爱惜瓦斯爱惜只能反映变压器变压器油箱内部故障，而不能反映油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯爱惜不能作为主变的唯一的主爱惜，对容量较小的变压器能够在电源侧装设电源速断爱惜，可是速断爱惜不能爱惜变压器的全数。故当其灵敏度不能知足要求时，就必需采纳快速动作并能爱惜变压器的全数绕组，绝缘套管及引出线上各类故障的纵联差动爱惜。变压器纵联差动爱惜主若是用来反映变压器绕组、引出线及套管上的各类短路故障，是变压器的主爱惜。电流差动爱惜原理是成立在基尔霍夫电流定律上的，具有良好的选择性，能灵敏快速地切除爱惜区内的故障，被普遍应用在能够方便地取得爱惜被爱惜两头电流的发电机、变压器爱惜、大型电动机爱惜中。图6-1-2变压器电流差动爱惜原理接线图变压器纵联差动爱惜在正常运行和外部故障时，由于变压器的励磁电流，接线方式和电流互感器误差等因素的阻碍，使差动继电器中有不平稳电流流过，且这一不平稳电流远比发电机及线路差动爱惜的大，如不采取必然方法解决这一问题，爱惜的灵敏度及性能将受到极大的阻碍。因此，减小或排除不平稳电流对差动爱惜的阻碍是变压器差动爱惜中的重要问题之一。目前普遍采纳的差动继电器如：带短线路匝的BCH-2型差动继电器；带磁制动特性的BCH-1型差动继电器；多侧磁制动特性的BCH4-4型差动继电器；辨别涌流中断断角的差动继电器；二次谐波制动的差动继电器。1）由BCH-2型差动继电器组成的差动爱惜。BCH-2型差动继电器具有带短线路匝的速饱和变流器，它能靠得住地躲过变压器励磁涌流及爱惜区外故障的不平稳电流，普遍地用于变压器的差动爱惜。2）由BCH-1型差动继电器组成的差动爱惜。BCH-1型差动继电器带磁制动特性差动继电器，具有一个制动线圈，因此避越外部故障不平稳电流的能力优于BCH-2型差动继电器，但避越励磁涌流的性能那么不如由BCH-2型差动继电器。BCH-1型差动继电器多用于以下爱惜中：一是带有载调压装置的变压器的差动爱惜；二是多侧电源的三绕组变压器的差动爱惜。（3）后备爱惜（过电流爱惜）变压器过电流爱惜是反映相间短路电流增大而动作的后备爱惜。三绕组变压器内部故障时作为近后备爱惜的过电流爱惜应该动作，因此过电流爱惜应该安装在电源侧。当在远后备爱惜范围内故障时，过电流爱惜动作要保证选择性。为了避免外部短路引发的过电流和作为变压器差动爱惜，瓦斯爱惜的后备爱惜，变压器还应装设后备爱惜。后备爱惜的方案有过电流爱惜，负荷电压启动的过流爱惜负序过电流爱惜和低阻抗爱惜等。爱惜动作后应带时限动作于跳闸。1)过电流爱惜宜用于降压变压器；2)复合电压启动的过电流爱惜，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流爱惜不知足灵敏度要求的降压变压器；3)负序电流和单相式低电压启动过电流爱惜，可用于63MVA及以上升压变压器；4)当采纳上述二、3的爱惜不能知足灵敏性和选择性要求时，可采纳阻抗爱惜；变压器过电流爱惜接线图如图6-1-3所示图6-1-3变压器过电流爱惜接线图（4）过负荷爱惜变压器的过负荷电流在大多数情形下都是三相对称的，因此只需装设单相过负荷爱惜。变压器的过负荷爱惜反映变压器对称过负荷引发的过电流。爱惜只用一个电流继电器，接于任一相电流中，经延时动作于信号。过负荷爱惜的安装侧，应依照爱惜能反映变压器各侧绕组可能过负荷的情形来选择：1）对双绕组升压变压器，装于发电机电压侧；2）对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发电机电压侧和无电源侧；3）对三侧有电源的三绕组升压变压器，三侧均应装设；4）关于双绕组降压变压器，装于高压侧；5）仅一侧电源的三绕组降压变压器，如三侧绕组容量相等，只装于电源侧；如三侧绕组容量不等，那么装设电源侧及绕组容量较小侧；6）对双侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。装于各侧的过负荷爱惜，均通过同一时刻继电器作用于信号。过负荷爱惜的动作电流，应按躲开变压器的额定电流整定。为了避免过负荷爱惜在外部短路时误动作，其时限应比变压器的后备爱惜动作时限大一个。因主变压器是仅有一侧电源的三绕组降压变压器，且三侧绕组容量相等，故过负荷爱惜只装于电源侧。由变压器常见故障以上分析确信对主变压器的继电爱惜方案为：（1）主爱惜采纳瓦斯爱惜和纵联差动BCH-1型差动继电器组成的差动爱惜；（2）后备爱惜采取过流爱惜。第7章变电站的防雷爱惜1、防雷爱惜的大体知识变电站是电力系统重要组成部份，变电站发生雷击事故，将造成大面积的停电，会对电网形成较大的危害，这就要求防雷方法必需十分靠得住。因此要求变电站的防雷设计应做到设备先进、爱惜动作灵敏、平安靠得住、保护实验方便，在此前提下，力求经济合理的原那么。变电站蒙受的雷击要紧来自两个方面：一是雷直击在变电站的电气设备上；二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。2、变电站的防雷防护（1）变电站的直击雷防护。装设避雷针是直击雷防护的要紧方法，避雷针是爱惜电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电同意器。它将雷吸引到自己的身上，并平安导入地中，从而爱惜了周围绝缘水平比它低的设备免遭雷击。装设避雷针时关于35kV变电站必需装有独立的避雷针，并知足不发生还击的要求；关于110kV及以上的变电站，由于此类电压品级配电装置的绝缘水平较高，能够将避雷针直接装设在配电装置的架构上，因此，雷击避雷针所产生的高电位可不能造成电气设备的还击事故。（2）变电站对雷电侵入波的防护。变电站对侵入波防护的要紧方法是在其进线上装设阀型避雷器或爱惜间隙。阀型避雷器的大体元件为火花间隙和非线性电阻，FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻，其要紧用来爱惜小容量的配电装置；SFZ系列阀型避雷器，要紧用来爱惜中等及大容量变电站的电气设备；FCZ1系列磁吹阀型避雷器，要紧用来爱惜变电站的高压电气设备。（3）变电站的进线防护。对变电站进线实施防雷爱惜，其目的确实是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上显现过电压时，将有行波沿导线向变电站行进，其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压。线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。因此，在靠近变电站的进线上加装避雷线是防雷的要紧方法。若是没架设避雷线，当靠近变电站的进线上蒙受雷击时，流经避雷器的雷电电流幅值可超过5kA，且其陡度也会超过许诺值，必将会对线路造成破坏。（4）变压器的防护。变压器的大体爱惜方法是靠近变压器安装避雷器，如此能够避免线路侵入的雷电波损坏绝缘。装设避雷器时，要尽可能靠近变压器，并尽可能减少连线的长度，以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时，避雷器的接线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一路，如此，当侵入波使避雷器动作时，作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了(不包括接地电阻上的电压压降)，就减少了雷电对变压器破坏的机遇。（5）变电站的防雷接地。变电站防雷爱惜知足要求以后，还要依照平安和工作接地的要求敷设一个统一的接地网，然后避雷针和避雷器下面增加接地体以知足防雷的要求，或在防雷装置下敷设单独的接地体。3、避雷设备爱惜范围的计算方式和公式（1）避雷针爱惜范围计算1）单支避雷针在地面上的爱惜半径应按下式计算：式中:——爱惜半径，m；——避雷针的高度，m。2）单只避雷针在被爱惜物高度水平上的爱惜半径应接下式计算：①当时，②当时，式中：——避雷针在水平面上的爱惜半径，m；——被爱惜物的高度，m——避雷针高度阻碍系数，当h≤30m时，p=1;当30＜h≤120,当h＞120m，时暂按h=120算。3）两支等高避雷针爱惜范围确信方式：①两针外侧的爱惜范围应按单支避雷针的计算方式确信②两针间的爱惜最低高度按下式计算：式中：——两针间爱惜最低点的高度，m；——两支避雷针间的距离，m③两针间水平面上爱惜范围的一侧最小宽度按下式计算：当时，当时，当时，式中:——爱惜范围的一侧最小宽度，m求得bx后，即可确信两针间的爱惜范围,一样两针间的距离与针高之比不宜大于5。4)三支等高避雷针所形成的外侧爱惜范围，别离按两支等高避雷针的计算方式确信；如在三针内侧各相邻避雷针间爱惜范围的一侧最小宽度时，那么全数面积即受到爱惜。四支以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将其分成两个或几个三角形，然后别离按三支等高避雷针的方式计算确信爱惜范围。（2）避雷线爱惜范围计算1）单根避雷线的爱惜范围在被爱惜物高度的水平面上，避雷线一侧爱惜宽度按下式计算：当时，当时,式中：——每侧爱惜范围的宽度，m——避雷线的高度，m避雷线端部的爱惜范围与单支避雷针爱惜范围的确信方式相同2）两根等高避雷线的爱惜范围①两根避雷线外侧的爱惜范围，按单根避雷线爱惜范围计算。②两根避雷线间爱惜最低高度按下式计算：式中：——两避雷线间爱惜最低高度，m——避雷线的高度，m——两避雷线间的距离，m③两避雷线端部爱惜范围应按下式计算别离按单根避雷线确信端部爱惜范围；两线间端部爱惜范围最小宽度按下式计算：式中：——两避雷线端爱惜最小宽度，m——两避雷线间爱惜最低高度，m——被爱惜物高度，m。3）两根不等高避雷线爱惜范围。两根不等高避雷线爱惜范围确信方式与两支不等高避雷针爱惜范围的确信方式相同。4）避雷针、避雷线联合爱惜范围。在必要时，可考虑彼此靠近的避雷针和避雷线联合爱惜作用。4、避雷器的选择应尽可能知足以下三个方面（1）按额定电压选择：避雷器的额定电压必需大于或等于安装处的电网额定电压。（2）按工作环境温度选择：选择工作环境温度在-40℃至+40℃之间，适用高寒、高温工作环境设备。（3）应第一采纳高新技术产品，并有必然靠得住运行记录的新产品。选用通流能力强，工频续流小，放电时刻短，稳固性高，残压低的避雷器。5、避雷器的选择随着金属氧化物避雷器的不断推行，我国绝大多数变电站已慢慢用金属氧化物避雷器来替换掉原先的阀型避雷器，但也有很多变电站仍采纳阀型避雷器。金属氧化物避雷器的优势：（1）有较