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1、高新开发区IlokV变电所电气设计设计说明书前言随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个降压变电站,此变电站有三个电压等级：高压侧电压为IlokV,有二回线路；中压侧电压为35kv,有四回出线；低压侧电压为IOkV,有八回出线,其中有六回是双回路供电。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台SFSZL-63000/110主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离
2、开关，电流互感器，高压熔断器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。关键词：变压器，高压侧，低压侧，设计目录一、设计任务5二、负荷计算和无功功率计算及补偿71、35KV及IoKV各侧负荷的大小7三、主变的选择7四、无功补偿装置的选择101、补偿装置的意义102、无功补偿装置类型的选择103、无功补偿装置容量的确定124、并联电容器装置的分组125、并联电容器装置的接线13五、电气主接线方案的确定131、在选择电气主接线时的设计依据132、
3、IlOKV侧主接线的设计133、35KV侧主接线的设计144、IOKV侧主接线的设计145、主接线方案的比较选择14六、短路电流的计算结果15七、变电所一次设备的选择与校验151、11OKV侧断路器的选择152、11OKV隔离开关的选择173、敞露母线选择174、IlOKV电流互感器选择185、电压互感器的选择19八、变电所二次设备的选择和校验191、35KV侧高压开关柜的选择192、IOKV侧高压开关柜的选择21九、继电保护规划及整定231、主变压器保护与整定232、线路保护的规划：27十、参考文献28一、设计任务1、待建变电所的规模、性质待建变电所为终端降压变电所，拟定2台变压器。本变电所
4、的电压等级分别为HOkW35KV和IOkVo本变电所有2回IlOkv架空线路；4+N回35KV出线及8+N回IoKV出线（其中有一回备用）。变电所配有IoKV无功补偿装置。2、系统情况系统容量：S=2000MVA,X=O.36;（电抗为以电源容量为基值的标么值）两条IlOKv进线均为LGJT50,线路长度一条为16km,另一条为14km3、待建变电所各电压等级负荷数据（表1所示）1） IlokV电压等级2回线路与系统相连。2） IOkV电压等级（表1所示）表1用电单位最大负荷（MW）功率因数回路数供电方式距离（km）大江毛纺厂60.91架空15大江纸厂40.91电缆5皮革厂60.91架空10红
5、星化工厂50.81架空8自来水厂50.91电缆4东配电站60.851架空10西配电站50.851架空8备用1负荷同时率：0.68,一级负荷30%,二级负荷40%,三级负荷30%.表2用电单位最大负荷（MW）功率因数回路数供电方式距离（km）化肥厂120.91架空25汽配厂100.91架空28糖厂120.91架空30钢铁厂150.81架空32负荷同时率：0.8,一级负荷35%,二级负荷50%,三级负荷15%.3)35kV电压等级（表2所示）4）所用负荷计算总负荷：150kVA,其中：一级负荷20%,二级负荷40%,三级负荷40%.4、继电保护动作时间变电站IlOKV电源侧线路过电流保护动作时间：
6、3秒，5、其它原始资料1）地形、地质站址选于山坡上，南面靠丘陵，东、西、北面分别是果树、桑园和农田，地势平坦,地质构造为稳定区。地震基本烈度为6度,土壤电阻率为1.5X102欧米。2）气象条件（1）绝对最高温度为40；（2）最高月平均气温为23；（3）年平均温度为10.7；（4）风向以东北风为主。二、负荷计算和无功功率计算及补偿1、35KV及IOKV各侧负荷的大小(1)、35KV侧:ZHI2+10+12+15)x0.68=33.32MW=(12+10+12)0.48+150.50.68=18.75Mvar(2)、10KV侧：Z6=(6+4+6+5+5+6+5)x0.8=29.6MWYQ2=(6
7、+4+6+5)x0.48+5x0.75+(6+5)x0.62x0.8=16.52Mvar+Zg=33.32+29.6=62.92MWZQ=ZQ+ZQz=1875+1652=35.27Mvar所以：=62.922+35.272=72.1IMVA加上所用负荷：=7211+0.15=72.26MVA三、主变的选择1、主变台数的确定对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。2、主变容量的确定(1)、主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所,主变压器
8、容量应与城市规划相结合。(2)、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对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允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%此变电所是一般性变电所。35KV侧：S1=33.322+18.752=38.23MVAS12=38.230.85=32.5MvAIOKV侧：S2=29.62+16.522=33.9MVAS12=33.90.7=23.75M4IJI级负荷：Z12=32.5+23.75+15x0.6=56.344有以上
9、规程可知，单台运行时应该承载总负荷的80%并大于I/级负荷，即：S72.260.8=57.81且S56.34所以应选容量为63000KVA的主变压器。3、主变相数选择(1)、主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。(2)、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。4、主变绕组数量在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补
10、偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：Kx=62.290.863=0.80.15中压侧：K2=33.320.863=0.420.15低压侧：Ki=29.6().863=().380.15由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。五、主变绕组连接方式变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有丫和4,高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国IIOKV及以上电压，变压器绕组都采用Yo连接；35KV亦采用Y连接,其中性点多通过消弧线接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用连接。有以上知，此
11、变电站：HOKV侧采用Yo接线；35KV侧采用Y连接；IOKV侧采用接线。主变中性点的接地方式：选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。所以在本设计中：HOKV采用中性点宜接接地方式35、IOKV采用中性点不接地方式5、主变的调压方式电力工程电气设计手册(电器一次部分)第五
12、章第三节规定：调压方式变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头，从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在5%以内，另一种是带负荷切换，称为有栽调压，调压范围可达到30%。对于IIOKV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式。6、变压器冷却方式选择参考电力工程电气设计手册(电器一次部分)第五章第四节主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。故此变电所中的主变采用
13、强迫油循环风冷却方式。附：主变型号的表示方法第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料第一部分：相数S三相；D-一单相第二部分：冷却方式J-油浸自冷；F-油浸风冷；S油浸水冷；G干式；N氮气冷却；FP-强迫油循环风冷却；SP-强迫油循环水冷却本设计中主变的型号是：SFPSL-63000/110四、无功补偿装置的选择1、补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。2、无功补偿装置类型的选择(1)、无功补偿装置的类型无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。(2)
14、、常用的三种补偿装置的比较及选择这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需耍补偿无功的变配电所的母线上。a.同步调相机：同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在
15、我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。b.静止补偿器静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强
16、的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。（但此设备造价太高，不在本设计中不宜采用）。c.电力电容器：电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组,根据负荷的变化,分组投入和切除。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。3、无功补偿装置容量的确定现场经验一般按主变容量的10%-30%来确定无功补偿装置的容量。此设计中主变容量为6
17、3000KVA,故并联电容器的容量为:6300KVA-18900KVA为宜，在此设计中取18900KVA。4、并联电容器装置的分组(参考资料：电力工程电气设计手册电气一次部分第九章第四节)(1)、分组方式并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。(2)、各种分组方式比较、并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。、各种分组方式比较a、等差容量分组方式：由于其分组容量之间成等差级数关系，从而使并联电容器装置可按不同投切方式得到多种容量组合。既可用比等容量分组方式少的分组数目
18、，达到更多种容量组合的要求，从而节约了回路设备数。但会在改变容量组合的操作过程中，会引起无功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较小的分组断路器频繁操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出运行的可能性增加。因而应用范围有限。b、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组，当某一并联电容器组因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器装置退出运行。c、等容量分作方式，是应用较多的分作方式。综上所述，在本设计中，无功补偿装置分作方式采用等容量分组方式。5、并联电容器装置的接线并联电容器装置的基本接线分为星形（Y）和三角形（）两种。经常使用的还有由星形派生出来的双星形。从电气工程电
19、气设计手册（一次部分）P502页表9-17中比较得，应采用双星形接线。因为双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于IOKV及以上的大容量并联电容器组。中性点接地方式:对该变电所进行无功补偿,主要是补偿主变和负荷的无功功率,因此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。五、电气主接线方案的确定1、在选择电气主接线时的设计依据、发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用、发电厂、变电所的分期和最终建设规模、负荷大小和重要性、系统备用容量大小、系统专业对电气主接线提供的具体资料2、IlOKV侧主接线的设计IlOKV侧初期设计回路数为2由电力工程电气设计手
20、册第二章第二节中的规定可知：IlOKV侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式。IIOKV侧采用单母线分段的接线方式，有下列优点：（1）供电可靠性：当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电；（2）调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线：（3）扩建方便；（4）在保证可靠性和灵活性的基础上，较经济。故IlOKV侧采用单母分段的连接方式。3、35KV侧主接线的设计35KV侧出线回路数为4回由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知：当35-63KV配电装置出线回路数为4一8回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。故35KV可采用单母分段连接也可采用双母线连
21、接。4、IoKV侧主接线的设计IoKV侧出线回路数为8回由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知：当6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接故IOKV采用单母分段连接5、主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一：11OKV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用单母分段连接,IOKV侧采用单母分段连接。方案二：IloKV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用双母线连接，IOKV侧采用单母分段连接。此两种方案的比较方案一IlOKV侧采用单母分段的连接方式，供电可靠、调度灵活、扩建方便，35KV、IoKV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出
22、两个回路，当一段母线发生故隙，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即：IlOKV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用单母分段连线，IoKV侧采用单母分段连接。六、短路电流的计算结果短路d电压(KA)ich(KA)IlOkv2.706.8835kv3.4348.741IOkv8.77922.349七、变电所一次设备的选择与校验1、II
23、OKV侧断路器的选择在本设计中IloKV侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。IlOKV的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。从电气工程电器设备手册（上册）中比较各种IloKVSF6高压断路器的应采用LWii-IlO型号的断路器校验：LWii-IlO断路器的具体技术参数如下:额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳定电流IlOKV123(145)KV1600315031.54080100热稳定电流(3S)额定关合电流固有分闸时间分闸
24、时间31.5KA(3S)40kv80KA100KA40ms135ms由上表知：L断路器的额定电压为110KV,不小于装设断路器所在电网的额定电压2 .该断路器的最大持续工作电流：lmax=1.05n=1.05Sn(3z2n)=1.05*40000(3z2*110)=220.4该断路器的额定电流为1600(最小的)，大于通过该断路器的最大持续工作电流220.4o3 .校验断路器的断流能力此断路器的额定开断电流lekd=31.5KA短路电流周期分量：zk=3.036KAlekdzk4 .此断路器的额定关合电流leg=80KAICh=7.74KAegch5 .动稳定校验动稳定电流：idw=80KAj
25、ch=7.74KAidwich热稳定效应：Qd=(lXX2+10l2z(t/2)+l2zt)/12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12*3=27.65KA2Slr2t=31.52*3=2976.75Qd操作机构，采用气动草操动机构；由电气工程电气设备手册(上册)查得应采用CQA-I型电气操动机构。2、IIOKV隔离开关的选择应采用户外型隔离开关参考电气工程电气手册(上册)，可知应采用GW5-110G高压隔离开关。此隔离开关技术数据如下：额定电压额定电流动稳定电流值动稳定电流值操动机构IlOKV600A50KA72KA16(4S)40(5S)CS17-G校验：通过隔离开
26、关的最大持续工作电流为220.4KA隔离开关的额定电流为600A,大于通过隔离开关的最大持续工作电流。动稳定校验：动稳定电流：idw=50KAich=7.74KAidwich热稳定效应：Qd=(lx2+10l2z(t2)+2zt)12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)12*5=44.4KA2Slr2t=142*5=980Qd操动机构：CS17G3、敞露母线选择、母线截面积选择：本设计中母线的截面按长期允许电流选择。按长期允许电流选择时，所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工作电流即，Iy2maxy=klyeIy指基准环境条件下的长期允许电流K指综合校正系数
27、IlOKV母线截面选择：lmax=1.05le=210.8A从电力工程电气手册第八章第一节表8-3中查的应选用载流量为2280（八）的双槽形母线，其参数如下：h(mm)：75,b(mm)：35,t(mm)：4,r(mm)：6双槽形导体截面积S(mm2)：1040,集肤效应系数:1.012o35KV母线截面选择：max=1.05e=1.05*40000(3z2*37.5)=646.5（八）IokV母线截面选择：lmax=1.05le=1.05*40000/(31/2*10.5)=2309.47（八）从电力工程电气手册第八章第一节表8-3中查得应选用载流量为692（八）单条竖放的导体，导体尺寸：h
28、*b=50*5(mm*mm)4、IloKV电流互感器选择由电气工程电气设备手册(上册)中比较分析得，在本设计中宜采用LCWB-no(W)型号的电流互感器，技术数据如下：额定电流二次组合准确级准短时热稳定电流动稳定电流10%倍数二次负荷IlOKV600A0.515.8-31.6(KA)40-80(KA)P/P/P/0.5此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国际和IEC的有关标准，具有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性高以及运行维护简单方便等特点。lma=1.05n=1.05Sn/(31/2Un)=1.05*40000/(3v2*110)=220.4KAel=3
29、00Azelmax热稳定效验：LH的热稳定能力用热稳定倍数Kr表示。热稳定倍数Kr等于IS内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。(Krel)2*t0d(KrIe)2*t=(l热mine*e)2*t=(15.8)2*l=249.64AQd=27.65I.(Krei)2tQd符合要求动稳定效验：LH的动稳定能力用动稳定倍数Kr表示。Kd等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。(Kd2v2el)却3)d(Kd2v2ei)=212*4O=56.56KA(按最小动稳定电流计算)ich=7.74KA(Kd2z2le)ich符合要求5、电压互感器的选择从电气工程设备手册(电气一次部分)中比较各
30、种电压互感器后选择JCC系列的电压互感器。该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，适用于交流50HZ电力系统，作电压、电能测量和继电保护用。型号含义：J：电压互感器，C:串级绝缘，C:瓷箱式。八、变电所二次设备的选择和校验1、35KV侧高压开关柜的选择从电气工程电气设备手册(电气一次部分)第11章中比较各开关柜选择GBC-35型手车式高压开关柜。GBC35型手车式高压开关柜系三相交流50HZ单母线系统的户内保护型成套装置。作为接受和分配35KV的网络电能之用。该开关柜为手车结构，采用空气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于30mm,只有个别部位相间不足时才设置极间障。开关柜
31、主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶，前后可以观察。联络母线一般采用中50*5铝管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用钢网遮拦以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门或封板中以保护。GBC-35型手车式高压开关柜技术数据名称参数名称参数额定电压35KV最大关合电流42KA最高工作电压40.5KV极限通过电流42KA最大额定电流1000A2S热稳定电流16KA额定断开电流16KA额定断流容量1000MVA35KV变压器出线开关柜方案选择:lma=1.05le=40003z2*38.5=629.8A主要设备：LCZ-35型电流互感器ZN-35/1000A-12.5KA型真空断路器CD
32、lOl型电磁操作机构35KV出线开关柜方案选择：lmax=S/31/2U=7000*(l+5%)/0.92*31/2*37=124A主要设备：LCZ-35型电流互感器主要设备：F235型避雷器、JS-2型放电记录器主要设备：JDJJ235型电压互感器、RN235形熔断器有关设备校验：ZN-35/1000A-12.5KA型真空断路器ZN-35/1000A-12.5KA型真空断路器的技术参数如下:资料参考电气工程电气设备手册表4-3-3额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳定电流35KV40.5KV630A1000A8KA12.5KA20KA32KA热稳定电流(2S)额定关合电流固有分闸时间
33、生产厂家8KA12.5KA20KA32KA0.06S西安电器设备厂此断路器的额定关合电流eg=20KAch=7.74KAegch动稳定校验动稳定电流：idw=20KAzich=7.74KA,idwich热稳定效应：Qd=(l2+10l2z(t2)+2zt)12*t=(3.O362+1O*3.O362+3.O362)12*2=18.4KA2Sr2t=82*2=128Qd校验合格LCZ-35型电流互感器的校验从电气工程电气设备手册表31-1查得参数额定电流比准确级准短时热稳定电流动稳定电流20-1000/50.53(B)13(1S)(KA)42.4(KA)上表中的动稳定电流、短时热热稳定电流实在额
34、定电流为2OOKA的情况下取的热稳定校验：LH的热稳定能力用热稳定倍数Kr表示。热稳定倍数Kr等于IS内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。(KrIel)2*tQd(Kre)2*t=(4mine)*e2*t=(32)2*2=2048A2SQd=(lx2+10l2+l2zt)12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)*12*2=18.4KA2S(Krei)2tQd符合要求动稳定校验：LH的动稳定能力用动稳定倍数Kd表示。Kd等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。(Kd2V2el)i(3)ch(Kd21/2lei)=21/2*80=113.12KA(按最小动稳定电
35、流计算)ich=7.74KA(Kd2z2le)ich符合要求2、IOKV侧高压开关柜的选择从电气工程电气设备手册(电气一次部分)第11章中比较各开关柜选择GBC-IO型手车式高压开关柜。技术数据如下:名称参数名称参数额定电压3/6/10KV额定电流630/1000/2500A母线系统单母线最高工作电压3.67.211.5IOKV变压器出线开关柜方案选择：主要设备：LFS-IO型电流互感器ZN3-10型真空断路器IOKV线路出线开关柜方案选择：Imax=S/(3v2U)=1000*(l+5%)/(0.92*3v2*ll)=64.15A一次线路选择81和53号方案(具体见一次主接线图)主要设备：L
36、FS-IO型电流互感器ZN3-10型真空断路器FS3型避雷器JDZ型电压互感器RN2型熔断器有关设备校验：ZN3-10型真空断路器ZN3-10型真空断路器的技术参数如下:资料参考电气工程电气设备手册表4-3-3额定电压额定电流开断电流动稳定电流IOKV630A1000A20KA50KA此断路器的额定开断电流eg=20KAch=7.74KAleglch5、动稳定校验动稳定电流：idw=50KAzich=7.74KAzidwich热稳定效应：Qd=(l2+10l2z(t2)+l2zt)12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)12*2=18.4KA2Slr2t=202*2=800
37、KA2SQd校验合格LFS-Io型电流互感器的校验从电气工程电气设备手册表3-11查得参数额定电流比准确级准热稳定电流动稳定电流5-1000/50.53B32(KA)(2S)80KA上表中的动稳定电流、短时热稳定电流实在额定电流为200KA的情况下取的.热稳定校验：LH的热稳定能力用热稳定倍数Kr表示。热稳定倍数Kr等于IS内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。(KrIel)2tQd(Kre)2t=(Umine)*e2*t=(32)22=2048A2SQd=(x2+10l2+l22t)12*t=(3.0362+10*3.0362+3.0362)*12*2=18.4KA2S,(Krel)2t
38、Qd符合要求动稳定校验：LH的动稳定能力用动稳定倍数Kd表示。Kd等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。(Kd21/2lel)i(3)ch(Kd212ei)=212*80=113.12KA(按最小动稳定电流计算)ich=7.74KA.(Kd212ei)ich符合要求九、继电保护规划及整定1、主变压器保护与整定现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、电压变压器保护的配置原则。变压器一般应装设以下保护：1 .变压器油箱内部故障
39、和油面降低的瓦斯保护。2 .短路保护。3 .后备保护。4 .中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。5 .过负荷保护。一、瓦斯保护容量为800KVA级以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故障时产生经微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦斯保应动作与断开变压器各电源侧断路器。瓦斯保护装置及整定：瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设计中采用开口杯式。瓦斯保护的整定：(1)、一般瓦斯继电器气体容积整定范围为250
40、-300m,变压器容量在OOKVA以上时，一般正常整定值为250cm2,气体容积值是利用调节重锤的位置来改变。(2)、重瓦斯保护油流速度的整定重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为0.6-1.5ms,在整定流速时均以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。根据运行经验，管中油速度整定为0.61.5时，保护反映变压器内部故障是相当灵敏的。但是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流速度约为0.4-0.5。因此，本设计中，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定在IS左右。二、纵联差动保护瓦斯保护只能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障
41、，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可以在电源侧装设电流速断保护。但是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当其灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器的全部绕组,绝缘套管及引出线上各种故障的纵联差动保护。瓦斯保护职能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可在电源侧装设电流速断保护，但是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵差动保护。在本设计中，采用由BCH2继电器起动的纵联差
42、动保护变压器纵联动保护参数计算结果额定电压IlOKV38.5KVIlKV额定电流40000/(31/2*110)=209.95KA40000/(31/2*38.5)=599.7KA40000/(31/2*11)=2099.5KA电流互感器的接线方式电流互感器一次电流计算值3z2*209.95=363.6KA3i2*599.86=1038.96KA3i2*2099.5=3636.36KA确定保护的动作电流：(1)、躲过励磁涌流|DZ=Kk*|e=1.3*209.95=272.94A(2)、躲过外部短路时的最大不平衡电流DZ=Kk*bpmax=Kk*(KKfzqKi+fza)*dmax=1.3*(
43、l*l*0.1+0.05+0.05)*8790=2285.4A折算至高压侧得：2285.4*(11/110)=228.5A(3)、躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流：Dz=13*le=1.3*209.95=272.94A综上保护基本侧的动作电流为：272.94A为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器差动保护、瓦斯保护的后备，变压器应装设后备保护。后备保护的方案有过电流保护、负荷电压起动的过流保护、负序过电流保护和低阻抗保护等。目前，己广泛采用复合电压起动的过流保护作为变压器的后备保护。故在本设计也采用复合电压起动的过流保护。整定计算：1 .电流继电器：电流继电器一次动作电流按躲过变压器
44、额定电流整定：Kk=1.2Kh=0.85Dz=(KkKh)*Be=1.20.85*209.95=296.4A2 .低电压继电器对于降压变电站低压继电器一次动作电压，应按最低工作电压整定。DZ=gminKkKh=09*1101.2*1.15=71.74A3 .负序电压继电器负序电压继电器的一次动作电压，应按躲过正常运行时的不平衡电流整定取DZ=0.06E=6.6KV变压器的接地保护：在中性点直接接地的变压器上，一般应装设反应接地短路的保护作为变压器的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。如果变压器中性点直接接地运行，其接地保护一般采用零序电流保护，保护接于中性点引出线的电流互感器上。所以在本设计中变压器的接地保护采用零序电流保护。变压器的过负荷保护：过负荷保护反应变压器对称负荷引起的过流保护。保护用一个电流继电器接于一相电流上，经延时动作于信号。对于两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设保护。过负荷保护的动作电流按躲过变压器额定电流整定，即Dz=KkKk*eB式中Kk取1.05Kb取0.85J高压侧
