220kV降压变电所电气部分初步设计方案

- 1 - 220压变电所电气部分初步设计方案 第 1章 主变压器的选择 变压器选择的相关原则 程中关于变电所主变压器选择的规定 (1)主变压器容量和台数的选择，应根据电力系统设计技术规程 装有两台 (组 )及以上主变压器的变电所，其中一台 (组 )事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的 70%，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。 (2)与电力系统连接的 220 330若不受运输条件的限制，应选用三相变压器。 500变压器选用三相或单相，应根据变电所在系统中的地位、作用、可靠性要求和制造条件、运输条件等，经经济技术比较确定。当选用单相变压器组时，可根据系统和设备情况确定是否装备用相；此时，也可以根据变压器的参数、运输条件和系统情况，在一个地区设置备用相。 (3)对深入市区的城市电力网变电所，结合城市供电规划，为简化变压器层次和接线，也可采用双绕组变压器。 (4)主变压器的调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程 有关技术规定。 变压器选 择的一般原则 1. 主变压器台数的确定 为保证供电的可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保障供电时，可装设一台主变压器。 当变电所装设两台以及以上主变压器时，每台容量的选择应按照其中任意一台主变压器停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的 60% 75%。通常一次变电所采用 75%，二次变电所采用 60%。 变电所的主变压器一般采用三相变压器，如因制造和运输 条件限制，在 220枢纽变电所中，一般采用单相变压器组。当装设一组单相变压器时，应考虑装设备用相。沈阳工程学院毕业设计 - 2 - 当主变压器超过一组，且各组容量满足全所负荷的 75%要求时，可不装备用相。 变电所中的主变压器在系统中有调压要求时，一般采用有载调压变压器。有载调压变压器可以带负载调压，有利于变压器的经济运行。因此，在新设计的变电所中，大都采用这种型式的变压器。 与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流不定的情况外，一般采用自耦变压器，但仍需作技术经济比较。 为了正 确的选出变压器的额定容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电所的年及日最高负荷和平均负荷。 主变压器的容量确定应根据电力系统 5 10 年的发展规划进行选择，因此，为了确定合理的变压器容量，必须尽可能把 5 10年负荷发展规划做得正确，这是最根本的。 变压器的最大负荷按下式确定为 (1式中 变电所的最大负荷 负荷同时系数 P 按负荷等级统计的综合用电负荷 对两台变压器的变电所，变压器的额定容量可按下式确定为 S (1即按 70%的全部负荷选择，因此变电所的总安装容量为 (1当一台主变压器停运时，可保证对 70%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证 98%负荷供电 。 若取 当一台变压器停运时，可保证对 60%的负荷供电，考虑变压器的过负荷能力为 40%，则可保证对 84%负荷的供电。由于一般变电所中，大约有 25%的非重要负荷，在事故状态下可以切除，因此，采用 变电所保证重要负荷来说时可行的。 变压器的选定 变压器台数的确定 根据对原始资料的分析得知：本所电压等级为 220/60于工业区附近，主要向工业区供电，另带 4 个二次变电所，其中重要负荷占 55%；另外，本所与一电力系统和 2 个发电厂相连接；说明本所在系统中 占主要位置，属于枢纽变电所。另由于本所地理位置平坦、交通便利，可选用双绕组三相变压器。 为满足上述相关要求，本次设计变电所主变压器采用两台双绕组三相变压器。 - 3 - 变压器容量的确定 通过对原始资料的分析，根据远期负荷及经济发展的要求，同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式 C O S%)51(S (1分析原始资料 P=115000损率为 5%，负荷的同时系数为 将以上数据 代入公式可得变压器的最大负荷容量为 规程得 0m a x SS 选两台容量为 90000 变压器，当一台停运时，仍能保证 70%的重要负荷供电。 变压器型号的确定 查电力设备手册确定两台主变压器为 220/60，容量为 90000 绕组有载调压变压器；其型号为 90000/220 。 正常运行时，两台变压器全部投入。当其中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷能力，另一台 完全能达到保证全部负荷供电的 70%。 变压器的技术参数 表 1 1 90000/220 型变压器参数 型 号 额定容量 (电 压 组 合 (连 接 组 别 阻 抗 电 压 (%) 高压 低压 90000/220 90000 230 8 69 载 损 耗 (负载损耗 (外形尺寸 (长宽高 ) 总重量 (t) 生 产 厂 104 359 8050 5045 7350 阳变压器厂 压器参数的含义： S F/S P S Z L 7 90000 / 220 高压绕组额定电压等级， 定容量， 能水平代号 导线材质（铜线不标） 调压方式（无励磁调压不标， Z 有载调压） 沈阳工程学院毕业设计 - 4 - 绕组数（双绕组不标， 循环方式（自然循环不标， P 强迫油循环） 冷却装置种类（ F：风冷 S：水冷） 相数（ S：三相） 第 2章 电气主接线的选择 变电所电气主接线是指变电所的变压器、输电线路怎样与电 力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组中的一个重要组成部分。主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。 主接线设计的相关原则和基本要求 接线的设计原则 考虑变电所在电力系统中的地位和作用 变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的 可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。 考虑近期和远期的发展规模 变电所主接线设计应根据 5 10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况的潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。 考虑负荷的重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响 对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。 考虑主变台数对主接线的影响 变电所主变的台数和容量，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性的要求高，因此，对其主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量是为了保证供电的可靠性，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障 时允许切除线路、变压器的数量，都直接影响主接线的形式。 - 5 - 接线设计的基本要求 根据我国能源部关于 220 50088规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。” 可靠性 所谓可靠性时指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期的运行实践的考验，对以往 所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。评价主接线可靠性的标志是： 断路器检修时是否影响供电； 线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 变电所全部停电的可能性。 有些国家以每年用户不停电的时间的百分比表示供电的可靠性，上。 灵活性 主接线的灵活性有以下几方面要求： 调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能 够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 检修要求。可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。 扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。 经济性 经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。 所主接线设计的方案 20的接线方式的确定 本次设计 220线只有 2回，而本所的主变压器也只有两台，根据原始条件可选择变压器 线路接线及桥式接线，故拟定以下两种方案 。 方案一 ： 变压器 线路接线 沈阳工程学院毕业设计 - 6 - 图 2路变压器组接线 变压器 线路接线是最简单的接线，适用于进线回路较少的典型变电所接线，这种接线方式在当今只有两回进线两台变压器的变电所中广泛使用。 方案二： 桥式接线 当只有两个变压器 线路接线的回路时，在其中间加一个连桥，则成为桥式接线。桥式接线中， 4 个回路只有 3 台断路器，是需要断路器较少的一种接线，但是其灵活性较差，只能适用于小型变电所和发电厂。按连接桥断路器的位置可分为内桥和外桥两种接线。 图 2桥接线 表 2种方案的比较 线路变压器组 外桥 特点 就其特点而言，线路 变压器组接线简单，是最简单的接线方式，外桥是在其基础上在线路断路器的外侧安装一连桥。线路 变压器组无论是线路或变压器发生故障，该线路均停止运行。而外桥接线，当线路故障时与之相连的两个断路器断开，从而影响一回未发生故障的线路，当变压器发生故障时仅线路变压器断开，不影响其它回路运行。 可靠性 桥形接线要比线路变压器组可靠 经济性 线路变压器组比外桥接线经济 灵活性 外桥接线要比线路变压器组倒闸操作方便 通过以上论述，我 们得到方案一较经济简单、方案二灵活可靠。在本次设计中进线只有 2回，主变也只有两台，作为主变压器它是变电所中的主要元件，其可靠性是最高的，现今的变压器在正常情况下可以作到 10 年内不出故障和大修，这说明主变的可靠性非常高，不必考虑变压器的故障维护的时间。如果是其中一条线路故障停运，那么一台主变可 - 7 - 保证对 70%的负荷供电，考虑到短时的过载情况可保证对 98%的负荷供电。同时，考虑到到短路电流的问题，方案一限制短路电流的能力可远远高于方案二。 综上，可以看出选用方案一远比方案二利益要大的多，并且方案一是现今中型变电所的 主流接线方式，故在本次设计中高压进线侧主接线采用线路 变压器组接线方式。 0的接线方式的确定 本次设计变电所的 604回，出线回路数较多，为考虑其运行的可靠性、倒闸操作简单和接线的经济性，可选用双母接线和双母带旁路接线的方式。 方案一： 双母线接线 双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。每一电源和出线的回路，都装有一台短路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络短路器 (简称母连短路器 )来实现。如下图 2两组母线后，使运行的可 靠性和灵活性大为提高。 5图 2母线接线 方案二：双母带旁路接线 双母线可以带旁路母线，用旁路断路器代替检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。图 2有专用旁路断路器的接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接入旁路的线路回路数较多，且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。 沈阳工程学院毕业设计 - 8 - 图 2母带旁路接线 表 2种 方案的比较 双母线 双母带旁路 特点 1. 供电可靠 2. 调度灵活 3. 扩建方便 倒闸操作灵活 可靠性 较高 高 经济性 投资大、设备多、占地大 投资大、设备增多、占地大 灵活性 操作复杂 倒闸操作灵活 通过以上论述对比，我们得到方案一较经济简单、方案二灵活可靠。在本次设计中 604回，可以说出线回路数较多。 综上，可以看出选用方案一远比方案二利益要大的多，并且方案一是现今中型变电所的主流接线方式，故在本次设计中高压进线侧主接线采用线路 变压器组接线方式。 - 9 - 第 3章 短路 电流计算 所谓短路是指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统，单相或多相接地。 路发生的原因 产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多是设备的过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除，此外，如输电线路断线、线路倒杆、倒塔也能造成短路事故。 路的种类 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地和两相接地短路。 三相短路为对称短路，短路电流交流分量是对称的，只是线路中的电 流增大、电压降低而已，而电流和电压之间的相位差一般也较正常工作情况是为大。在对称三相系统中，三相阻抗相同，三相电压和电流的有效值相等。因此对于三相系统三相短路的分析计算，可只分析和计算其中一相。 两相短路、单相接地和两相接地短路，以及单相断线和两相断线均为不对称故障。当电力系统发生不对称故障时，三相阻抗不同，三相电压和电流有效值也不相等，相与相之间的相位差也不相等。 运行经验表明：在中性点直接接地系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的 65% 70%；两相短路约占 10% 15%；两相接地短路约占 10% 20%；三相短路约占5%。 虽然，三相短路所占比例较小，但是三相短路的短路电流最大，相对破坏和造成的后果也是最为严重的。所以，在本次设计中短路电流的分析和计算中只要求计算三相短路即可，如三相短路情况下满足设计要求，那出现其它形式的短路也能够满足本设计的要求。 路计算的目的 1. 电气主接线的比连； 2. 选择导体和电器； 3. 确定中性点接地方式； 4. 计算软导线的短路摇摆； 5. 确定分裂导线的间隔棒的间距； 6. 验算接地装置的接触电压和跨步电压； 7. 选择继电保护装置和进行整定计算； 路计算的一般规定 1. 验算导体和电器的动、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划（一般为本期工程建成后的 5 10 年）。 2. 确定短路电流时，应按可能发生的最大短路电流的正常接线方式。而不应按仅在切沈阳工程学院毕业设计 - 10 - 换过程中可能并列运行的接线方式。 3. 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 4. 选择导体和电器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流的 最大地点。 5. 对带电抗器的 6 10线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。 6. 导体和电抗器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路、或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。 路计算点的选择 在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。在本次设计中，短路点选择 4 点，分别为： 为单台主变运行时 220进线断路器的下侧发生三相短路； 220进线断路器的上侧发生三相短路； 为 60母线上发生三相短路； 为 当两台主变同时运行时，另一台主变的 220线侧断路器的下侧发生三相短路。 220压侧为线路 变压器组的接线方式，其短路计算点应选在任一台主变压器的进线断路器的上下两侧，即 。其目的是验算当高压侧发生短路情况时，流过断路器的短路电流，为选择进线断路器提供依据； 60为双母线接线，其短路计算点就选择在双母线上即 。其目的是验算当两台主变全部运行时 60线上短路时短路电流的情况 (也可视为母连断路器上短路 )，即为选择母连断路器提供可靠依据。 路电流的计算结果 表 31 点三相短路计算数据 时 间 (s) 电 流 周 期 分 量 有 效 值 (冲 击 电 流 (热 效 应 0 32 点三相短路计算数据 时 间 (s) 电 流 周 期 分 量 有 效 值 (冲 击 电 流 (热 效 应 0 - 11 - 表 33 点三相短路计算数据 时 间 (s) 电 流 周 期 分 量 有 效 值 (冲 击 电 流 (热 效 应 0 34 点三相短路计算数据 时 间 (s) 电 流 周 期 分 量 有 效 值 (冲 击 电 流 (热 效 应 0 上述列表可知：当一台主变单独运行时，其 220 断路器母线侧发生三相短路时短路情况最为严重，在选取高压侧设备时可用 )3(1K 点的短路数据进行校验。选取的 60 )3(3 沈阳工程学院毕业设计 - 12 - 第 4章 变电所电气设备的选择 在各级电压等级的变电所中，使用着各种电气设备，诸如变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、调相机等，这些设备的任务时保证变电所安全、可靠的供电，因为选择电气设备时，必须考虑电力系统在正常运行和故障状态下的工作情况。所谓电气设备选择，则是根据各种电气设备在系统中所处的地位和完成的任务来确定它的型式和参数。电气设备选择的总原则是在保证安全、可靠工作的 前提下，适当地留有裕度，力求在经济上进行节约。 气设备选择的一般原则 尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件不同，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠的工作，必须按照正常工作条件进行选择，并按短路状态来效验热稳定和动稳定。 正常工作条件选择电气设备 1. 额定电压 电气设备所在电网的运行电压因调压和负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。通常，规定一般电气设备允许的最高工作电压为 设备额定电压的 ，而电气设备所在的电网运行电压波动，一般不超过电网额定电压的 。因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压 低于装置地点电网额定电压 U （ 4 2. 额定电流 电气设备的额定电流下，电气设备的长期允许电流。 m 或 （ 4 由于发电机、调相机和变压器在电压降低 5%时，出力保持不变，故其相应回路的相机和变压器的额定电流的 ；若变压器可能过负荷运行时，2 倍变压器额定电流 )。 按交流高压电器的长期工作时的发热的规定，断路器、隔离开关、电抗器等电器设备在环境最高温度为 +40 时，允许按额定电流持续工作。当安装地点的环境温度高于+40 而低于 +60 时，每增高 1 ，建议额定电流减少 当低于 +40 时，每降低 1 ，建议额定电流增加 但总的增加值不得超过额定电流的 20%。 短路状态进行校验 当电气设备和载流导体通过短路电流时，会同时产生电动力和发热两种效应，一方面 - 13 - 使电气设 备和载流导体受到很大的电动力作用，同时又使它们的温度急剧升高，这可能使电气设备和载流导体的绝缘受到损坏。为此，在进行电气设备和载流导体的选择时，必须对短路电流电动力和发热计算，以验算动稳定和热稳定。 1. 短路热稳定效验 短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度 (或发热效应 )应不超过允许值。满足热稳定的条件为 2 （ 4中 2. 电动力稳定效验 电动力稳定效验是电气设备承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为 （ 4 式中 值； 值。 3. 短路电流计算的条件 为使所选电气设备和载流导体具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定。 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发展规划（工程建成后 5 10 年）；其接线应采取可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。 短路种类。一般按三相短路验算，若其他种类短路较三 相短路严重时，则应按最严重的情况验算。 计算短路点。选择通过电器设备的短路电流为最大的那些点为短路点。先考虑分别在电气设备前后短路时的短路电流，同时要强调的是流过所要校验设备内部的短路电流，而非流到短路点的总电流。 压断路器的选择 高压断路器是电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器的主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起控制作用，当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。 （ 1）型式。除满足各项技术条件和环境 条件外，还应考虑安装调试和运行维护的方便。一般 6 3535 500 （ 2）额定电压的选择为U 。 （ 3）额定电流的选择为（ 4）额定开断电流的检验为 )( 沈阳工程学院毕业设计 - 14 - 式中 实际开断时间 继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之后。 （ 5）热稳定校验应 满足2（ 6）动稳定校验应满足通过以上技术条件，和短路计算拟定断路器型号为：单柱双断口共用一台液压机构，可分相操作的 2206三相组装在一个框架上的 639种型号。其技术数据如下： 表 4安装地点 220额定开断电流 (40 型 号 定关和电流 (100 额 定电压 220 动稳定电流 (100 最高工作电压 (252 热稳定电流 (40 额定电流 (3150 表 4安装地点 60额定开断电流 (25 型 号 定关和电流 (63 额定电压 63 动稳定电流 (63 最高工作电压 (稳定电流 (25 额定电流 (1250 通过相关的校验得出所选择的断路器符合其正常运 行及故障情况时的技术条件要求，其数据对比如下： 表 420高压断路器 计算数据 kV I 40kA ） 2402 4=6400（ ） - 15 - 表 40压 断路器 计算数据 kV I 25 kA kA ） 2252 4=2500（ ） kA 离开关的选择 隔离开关的选择主要 以额定电压、额定电流为依据，并需进行动、热稳定的校验。但由于隔离开关不能开断负荷电流和短路电流，故不需校验断流容量。其算法与断路器是相同的。 通过短路计算初步拟定隔离开关为：双柱三相立开式 )和双柱 技术参数如下： 表 4)隔离开关技术参数 安 装 地 点 220额定电流 (1600 型 号 ) 动稳定电流 (100 额 定 电 压 (220 热稳定电 流 (40 最高工作电压 (252 表 4安 装 地 点 60 额定电流 (1250 型 号 稳定电流 (50 额 定 电 压 (60 热稳定电流 (16 最高工作电压 (69 通过相关的校验得出所选择的隔离开关符合其正常运行及故障情况时的技术条件要求，其数据对比如下： 沈阳工程学院毕业设计 - 16 - 表 420隔离开关 计算数据对比 计算数据 kV ） 2402 4=6400（ ） kA 40参数与计算数据对比 计算数据 kV ） 2162 4=1024（ ） kA 流互感器的选择 1. 型式的选择 根据安装的场所和使用条件，选择电流互感器的绝缘结构（浇注式、瓷绝缘式、油侵式等）、安装方式（户内、互外、装入式、穿墙式等）、结构型式（多匝式、单匝式、母 线式等）、测量特性（测量用、保护用、具有测量暂态的特性等）。 一般常用型式为：低压配电屏和配电装置中，采用 圈式和 线式； 6 20采用 匝贯穿式或复杂贯穿式； 35以上的电流互感器多采用油侵式结构。在条件允许时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先选用套管电流互感器，以节省占地和减小投资。 2. 按额定电压选择 电流互感器的额定电压不小于装设电流互感器回路所在电网的额定电压。 3. 按额定电流选择 电流互感器的一次额定电流不小于装设回路的最大持续电流。电流 互感器的二次额定电流，可根据二次负荷的要求分别选择 5了保证测量仪表的最佳工作状态，并且在过负荷时使仪表有适当的指示，当 于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大 1/3左右。 - 17 - 电流互感器的准确度等级应符合其二次测量仪表、继电保护等的要求。用于电能计量的电流互感器，准确度级不应低于 于继电保护的电流互感器，误差应在一定的限值内，以保证过电流时的测量准确度的要求。 根据电力系统要求切除短路故障和继电保护动作时间的快慢，对互感器保证误差的条件提出了 不同的要求。在大多数情况下，继电保护动作时间相对来说比较长，对电流互感器规定稳态下的误差就能满足使用要求，这种互感器称为一般保护用电流互感器，适合与电压等级较低的电力网。如果系统要求继电保护实现快速动作时，应选用铁芯带有小气隙的暂态特性好的电流互感器，因为它能保证其暂态误差在规定的范围内。 5. 校验二次负荷的容量 为保证电流互感器工作时的准确度符合要求，电流互感器的二次负荷不超过（某准确度下）允许的最大负荷。 电流互感器的二次总负荷包括二次测量仪表、继电器电流线圈、二次电缆和接触电阻的部分电阻。当电流互感 器的二次负荷不平衡时，应按最大一相的二次负荷校验。 电流互感器的热稳定能力用热稳定倍数 示，热稳定倍数 于互感器 1s 热稳定电流与一次额定电流 热稳定条件为 21 (4 式中 7. 校验动稳定 电流互感器的内部动稳定能力用动稳定倍数 示， 动稳定倍数 部允许通过的极限电流（峰值）与一次额定电流 互感器内部动稳定条件为 12 (4式中 此外，还应校验电流互感器的外部动稳定（即一次侧瓷绝缘端部受电动力的机械动稳定）。电流互感器外部动稳定条件为 (4式中 根据上述技术要求及结合本次设计的现有条件和要求，选取 两种型号，其技术参数如下： 表 4 9 220安装地点 220额定变流比 (A) 2 型 号 220次组合 2/(220 动稳定倍数 2高工作电压 (252 12阳工程学院毕业设计 - 18 - 表 4 10 60安 装 地 点 60额定变流比 (A) 2 型 号 63 二次组合 1 额定电压 (63 动稳定倍数 80 最高工作电压 (69 1过相关的 校验得出所选择的电流互感器符合其运行时的技术条件要求，其数据对比如下： 表 4 11 220计 算 数 据 电网电压 20 定电压 20 期最大工作电流 一次额定电流 *600A 准确度级： 确度： 路冲击电流 i 稳定电流倍数 55 效应 稳定 ： 540.1 4 12 60计 算 数 据 63的技术数据 电网电压 0 定电压 0 期最大工作电流 额定电流 (400) 准确度级： ， 1 准确度： 1/ 路冲击电流 i 稳定电流 80 热效应 稳定数据 压互感器的选择 1. 型式的选择 根据电压互感器安装的场所和使用条件，选择电压互感器的绝缘结构和安装方式。 一般 6 2035110其以上的配电装置中尽可能选用电容式电压互感器。 在型式选择时，还应根据接线和用途的不同，确定单相式、三相式、三相五柱式、一个或多个副绕组的不同型式的电压互感器。 接在 110上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通信时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。 2. 按额定电压选择 为保证测量准确性，电压互感器一次额定电压应在所安装电网额定电压的 90% 110%之间。 - 19 - 电压互感器二次额定电压应满足测量、继电保护和自动装置的要求。通常，一次绕组接于电网线电压时，二次绕组额定电压选为 100V；一次绕组接于电网相电压时，二次绕组额定电压选为 3/100 V。当电网为中性点直接接地系统时，互感器辅助副绕组额定电压选为 100/ 3 ；当电网为中性点非直接接地系统时，互感器辅助绕组额定电压选为 100/3V。 3. 按容量和准确度级选择 电压互感器按容量和准确度级的原则与电流互感器的选择相似，要求互感器二次最大一相的负荷 2S ，不超过设计要求准确度级的额定二次负荷 2S ，而且 2S 应该尽量接近2 2S 过小也会使误差增大。 统计电压互感器二次负荷时，首先应根据仪表和继电器电压线圈的要求，确定电压互感器的接线，并尽可能将 负荷分配均匀。 然后计算各相负荷，取其最大一相负荷与互感器的额定容量比较。在计算各项负荷时，要注意互感器与负荷的接线方式。 电压互感器不校验动稳定和热稳定。 为满足上述要求，对于 6060220220型串级磁绝缘式电压互感器。为检查和监视一次回路单相接地，所有电压互感器选用具有第三绕组的单相电压互感器组。 表 3压互感器 有关技术数据表 型式 额定变比 额定容量（ 最大容量（ 1 级 3 级 20/ 3 / /500 1000 2000 600/3/3 / 250 2000 雷器的选择 雷器保护及配置 （一）避雷器的参数及配置 电气设备的绝缘配合基于避雷器的保护水平，设备所承受的雷电过电压和操作过电压均由避雷器来限制，即选用设备的绝缘水平取决于避雷器的保护性能。 1. 避雷器的参数 普通阀型避雷器有 和 两种。 主要使用于配电系统， 使用于发电厂和变电所。 件组成，其单件的额定电压分别为 3、6、 10、 15、 20 30此，可由不同单件组成各种电压等级的避雷器，如 35型避雷器是由两个 15 型避雷器串联而成。 避雷器的主要技术参数如下： 额定电压。避雷器的额定电压必须与安装避雷器的电力系统的电压等级相同。 灭弧电压。灭弧电压是保证避雷器能够在工频续流第一次经过零值时，根据灭弧沈阳工程学院毕业设计 - 20 - 条件所允许加至避雷器的最高工频电压。对 35以下的避雷器，其灭弧电压规定为系统最大工作线电压的 100% 110%；对 110 灭弧电压规定为系统最大工作线电压的 80%。 工频放电电压。对工频放电电压要规定其上、下限。工频放电电压太高则意味着冲击放电电压也高，将使其保护特性变坏；工频放电电压太低，意味着灭弧电压太低，将会造成不能可靠地切断工频续流。 冲击放电电压。冲击放电电压是指预放电电压时间为 20 5 3300的残压基本相同。 残压。在防雷计算中以 5 保护比。保护比等于残压与灭弧电压之比。保护 比越小说明残压越低或灭弧电压越高，其保护特性越好。 列避雷器的保护比约在 围内， 列避雷器的保护比则为 直流电压下的电导电流。运行中的避雷器，通常用测量直流电压下的电导电流的方法来判断间隙分路电阻的性能。若电导电流太大，则意味着避雷器受潮；电导电流太大的避雷器投入运行，可能会造成炸毁事故，所以要求其电导电流必须在规定的范围内。 2. 避雷器的配置 阀型避雷器的安装位置和组数，应根据电气设备的雷电冲击绝缘水平和避雷器特性以及侵入波陡度，并结合配电装置的接线方 式确定。 避雷器至电气设备的允许距离还与雷雨季节经常运行的进线路数有关。进线数越多则允许距离可相应增大。 断路器、隔离开关、耦合电容器的绝缘水平比变压器为高。因此，避雷器至这些设备的最大允许距离可增大。 避雷器的配置原则如下： 配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器。 旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。 330应尽可能靠近设备本体。 220许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。 三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 自耦变压器必须在其两个自耦绕组出线上设置避雷器，并应接在变压器与断路器之间。 下列情况的变压器中性点应装设避雷器： 1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘切且装有隔离开关时。 2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。 3）不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。 连接在变压器低压侧的调相机出线处宜装设一组避雷器。 - 21 - 发电厂变电所 35电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。 直配线发电机和变电所 10线段避雷器的配置应遵照电力设备过电压保护设计技术规程执行。 110220 如上所述本次设计选用 种型号的避雷器，分别安装在220 60，其技术参数如下： 表 4雷器型号及技术数 型号 额定电压 （ 灭弧电压有效值（ 工频电压（ 冲击电流残压 （ 大于 不小于 不大于 5020 200 340 390 520 570 6 69 117 133 178 205 220进线及 60母线的选择 一般来说，母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分。载流导体可构成硬母线和软母线。软母线是钢芯铝绞线（有单根、双分裂和组合导线等方式），因其机械