kV变电站一次部分设计-毕业设计.doc

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书学校代码： 10128学 号： 201205000104 本科毕业设计说明书（题 目：110kV变电站一次部分设计学生姓名： 学 院：电力学院专 业：电气工程及其自动化班 级：12级电气专升本指导教师：锁连教授二一四年四月 摘 要 本次的课题是一个110kV变电站初步电气设计，该变电站是一个一般的地区变电站，它主要担负35kV和10kV两个电压等级之间的功率交换。 该变电站出线中有多回I类负荷，因此，本次设计的变电站最后形式是采用两台SFS-63000/110型三绕组有载调压变压器，容量比100/100/100，两台主变互为备用，即使有一台主变停电后，也可由另一台主变带全部负荷的70左右，提高了供电可靠性。110kV侧共有4回线路，出线全部朝北；35kV侧共有6回线路，出线全部朝西；10kV侧共有10回线路，出线全部朝南。为提高供电可靠性和运行的需要，110kV侧主接线最后采用双母线接线，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，检修任一回路的母线隔离开关时，只需要断开此隔离开关所属的一条线路和与此隔离开关相连的该组母线，其他线路均可通过另一组母线继续运行；35kV侧采用单母线分段接线；10kV侧也采用单母线分段接线且装设两台所用变压器，互为备用。110kV配电装置有7个间隔，35kV配电装置有8个间隔。 关键词：110kV； 变电站； 供电； 母线； 间隔 Abstract This project is a 110kV substation preliminary electrical design, the substation is a general areaof substation, it mainly undertakes the power between the 35kV and the 10kV two voltage levels of exchange.The substation is a general area substation, line has returned to I load, therefore, the final formof substation of this design is to use two SFS-63000/110 three winding transformer, capacitythan 100/100/100, two main transformer standby for each other, even if there is a main transformer power outage, or the other main transformer with full load 70, improve the reliability of power supply. 110kV side consists of 4 lines, line all the north side; 35kV total of 6lines, line all the west side; 10kV total of 10 lines, line full south. To improve the reliability of power supply and the needs of operation, 110kV side of the main wiring the double bus wiring,can take turns to overhaul a group of bus without interruption, bus isolating switch repair any loop, need only a line disconnecting the isolation switch is connected to the busbar and theisolating switch, other lines can be through another bus to run; 35kV side using the single bus;10kV side also adopts single bus and installed two sets of the transformer, mutual backup.110kV power distribution unit has 7 interval, 35kV power distribution unit has 8 interval.Keywords: 110kV; Substation; Power supply; generatrix; Interval 目 录引言 1 第一章 主变压器的选择 21.1 概述21.2 主变台数的选择21.3 主变压器形式的选择21.4 主变压器容量的选择4第二章 电气主接线的选择 72.1 概述72.2 主接线方式的选择 7第三章 电气设备的选择 93.1 概述93.2 断路器的选择113.3 隔离开关的选择143.4 互感器的选择173.5 母线的选择20第四章 变压器保护设计 254.1 概述254.2 主变压器保护的配置26 结论 28参考文献 29附录 30谢辞 31 引 言变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电站的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。经过两年多的系统理论知识的学习，及各种途径的了解，还有老师的精心培育下，我对电力系统各部分有了深刻的认识，在老师的指导下，完成此次设计。在本变电站的设计中，包括对变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线设计、电气设备选择、短路电流计算等部分的分析计算并附有电气主接线图及其它相关图纸。由于本人水平有限，本设计说明书内难免有错误不妥之处，敬请各位老师批评指正！第1章 主变压器的选择1.1 概述变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的输送，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷的增长速度等方面，并根据电力系统510年发展规划，综合分析，合理选择。在生产上电力变压器有制成单相、三相、双绕组、三绕组、自耦、分裂变压器等，在选择变压器时，在满足变压器的可靠性的前提下，要充分考虑到经济性来选择主变压器。1.2 主变台数的选择我们本次设计的变电站是一个位于市郊的110kV降压变电所，为了提高供电的可靠性，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成中侧短路容量过大。考虑到两台主变同时发生故障或检修时由另一台主变压器可带全部负荷的70，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。1.3 主变压器形式的选择1.3.1 主变相数的选择 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，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电所均应选用三相变压器。本次设计的变电站是一个110kV变电站，位于市郊，不受运输条件限制，故可选择三相变压器，减少了占用稻田、丘陵的面积。1.3.2 绕组数的选择 本次所设计的变电所具有三种电等级，中、低压侧负荷容量均为主变压器的15以上，考虑到运行维护和操作的工作量，及占地面积等因素，因此选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有自耦变压器、分裂变压器以及普通三绕组变压器。由于自耦变压器公共绕组的容量不能充分利用，而在另外一些运行方式下，又会出现过负荷，有时单相短路电流会超过三相短路电流，造成选择高压电气设备的困难和对通讯线路的危险干扰。同时，自耦变压器零序保护的装设与普通变压器不同。当中、低压侧负荷都较大时，不宜采用自耦变压器。分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20。分裂变压器虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力，在分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大。普通三绕组的变压器价格在自耦变压器和分裂变压器之间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的要求，有能满足调度的灵活性，他的供电可靠性也高。综上分析：本次设计所采用的变压器选择普通三绕组变压器。1.3.3 连接组别的选择变压器绕组的连接方式必须和系统的电压相位一致，否则不能并列运行，我国110kV以上电压，变压器绕组都采用连接，35kV亦采用Y连接其中性点多通过消弧线圈接地，35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。全星形连接虽然有利于并5时相位一致的优点，而且零序阻抗较大。对限制单相阻抗电流均有利，同时也变于接入消弧线圈。但是由于全星形连接变压器三次偕波无通路，因此将引起正弦波电压的畸变，并对通讯设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响，如果影响较大，还必需综合考虑系统发展才能选用。采用接线可以消除三次偕波的影响。本次变电所的三个电压等级分别是110kV35kV10kV所以采用的接线组别/Y/-11接线方式。1.3.4 主变冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。 小容量的变压器一般采用自然风冷却。 大容量变压器一般采用强迫有循环风冷却。 本次设计的变电所位于郊区，对占地要求不是十分严格，所以应采用强迫有循环风冷却方式。 综上所述，故选择主变型号为SFS-63000/110变压器，其参数如下：额定电压 高压：110 中压： 38.5 低压：10.5kV 阻抗电压 高中：17.3% 高低：10.5% 中低：6.5%容量比为：100/100/100 连接组别：YN，yn0，d111.4 主变压器容量的选择 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1020年的负荷发展，所以，应按近期和远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080。该变电所的主变容量是按全部负荷的70来选择。因此装设两台变压器后的总容量为=20.7=1.4。考虑到变压器的事故过负荷能力为40，则可保证98负荷供电。因此主变压器的容量为=0.7（+）。 （，分别为35kV，10kV侧的总负荷）。将变电站各侧负荷进行整定计算如下： 1、110kV侧负荷： S= 110kV侧负荷同时率为0.9 则： 这部分负荷不经过变压器 2、35kV侧负荷： 1#、2#线： （MVA） 3#线： 5 （MVA） 4#线： （MVA） 5#线： 5 （MVA） 6#线： （MVA） 新增负荷： 线路同时率为0.9 =（5+5+9.41+7.22+8.24+7.5+11.76）0.9=48.717（MVA） 3、10kV侧负荷 1#4#出线： 5#6#出线： 7#10#出线： 5 新增负荷： 取 线路同时率为0.85 =（45.625+3.752+2.354+7.5）0.85 =39.865（MVA） 经以上整定计算得出主变容量S= =（48.717+39.865）70%=62.01（MVA） 故选择主变型号为SFS763000/110变压器，其参数如下：额定电压 高压：110 中压：38.5 低压：10.5kV阻抗电压 高中：17.3% 高低：10.5% 中低：6.5%连接组别：YN，yn0，d11 第二章 电气主接线的选择2.1 概述电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确对电力系统整体机器变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置不止，继电保护和控制方式的拟订有较大影响。在选择电气主接线时，应以下列各点作为设计依据：变电所在电力系统中的地位和作用，负荷大小和重要性等条件确定并且满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。可靠性是电力生产和分配的首要要求。主接线首先应满足这个要求。主接线可靠性的具体要求： 断路器检修时，不宜影响对系统的供电； 断路器或母线故障以及母线检修时，尽可能减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或部分二级负荷的供电； 尽量避免发电厂、变电所全部停运。 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行当时以及特殊运行方式下的系统调度要求； 检修时，可以方便地停运断路器、母线机器继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电； 扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下投入新设备并且对一次和二次部分的改建工程量最少。 主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，做到节省投资，减少占地面积，降低电能耗济。2.2 主接线方式选择2.2.1 110kV侧进出线4回，选用以下几种接线方案：单母线接线。母线分段后重要用户可以从不同段引出两回馈电线路一段母线故障另一段母线仍可正常供电。单母线分段接线。母线分段后提高了供电的可靠性，加上没有旁路当任出现故障或检修时，可用旁路器代替，不使该回路停电。双母线接线。采用双母线接线后，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，检修任一回路的母线隔离开关时，只需要断开次隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他电路均可通过另一组母线继续运行。 因此110kV侧采用双母线接线方式。 2.2.2 35kV侧进出线6回，其中出线要求双回路供电，选用以下几种接线方案：单母线分段接线。这种接线方式接线简单、清晰，投资少，但当任一段母线故障、检修时，该母线上的进出线均要停电。任一出线断路器故障、检修，该回路也需要停电。虽然经济性好，但不能满足可靠性要求，灵活性差，因此不采用此接线方式。单母线分段带旁路母线，分段断路器兼旁路断路器接线。此接线方式比单项母线分段接线可靠性强，任一出线断路器故障、检修时，该回路不需要停电。由于出线要求双回路供电，可以把它们从不同段引出，在任一母线故障、检修也能保证他们的供电。单母线分段带旁路母线，设专用旁路断路器接线，由于35kV侧有进出线6 回，回路线较多，且5年内还有新增负荷12MW为了进一步提高供电可靠性，装设专有旁路断路器。由于出线采用双回路供电，可以分别接与两段母线上和旁路上，而两段同时发生事故的几率很低，母线侧线路侧断路器均采用六氟化硫断路器，而故障的几率也很低，因此，35kV侧选用单线母线分段接线。因此，35kV侧选用单母线分段带旁路母线，分段断路器兼旁路断路器。2.2.3 10kV侧进出线10回，选用以下几种接线方案： 单母线分段接线。采用这种接线方式对重要用户可以从不同段引出2个两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电，它投资少，在10kV配电装置中它基本可以满足可靠性要求。2 单母线分段带旁路母线，这种接线方式可以保证任一段母线，母线隔离开关故障或检修时，都不会造成停电，但这样不仅增加了投资而且接线复杂。 因此10kV侧采用单母线分段接线。第3章 电气设备的选择3.1 概述 电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一，正确的选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全，经济运行的重要条件 ，在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全，可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 尽管电力系统中各种电气设备的作用和条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求都是相同的，电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其热稳定和动稳定。一 原则 （1）应满足正常进行 检测 短路和过电压情况下地要求，并考虑远景发展 （2）应按当地环境条件检验 （3）应力求技术先进和经济合理 （4）与整个工程地建设标准应协调一致 （5）同类设备应减少品种 （6）选用新产品为具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格，在特殊情况下， 选用未经正式鉴定的新产品是，应经上级批准。二 技术条件1 按正常工作条件选择导体和电器 （1）电压 选电器和电缆允许最高工作电压，不得低于回路所接地网的做高运行电压即，一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在220kV及以下时为1.15Ue，而实际电网运行的一般不超过1.1。 （2）电流 导体和电器的额定电流是指在额定周围环境下，导体和电器的长期允许电流，应不小于该回路的最大持续工作电流，即，由于变压器在电压降低5%时，出力保持不变，按其相应回路的=1.05，(为电器额定电流)。 （3）按当地环境条件校验当周围环境温度和导体额定环境温度不等时。其长期允许电流，可按下式修正 ，=K其中K修正系数导体和电气设备正常发热允许最高温度 我国目前生产的电气设备的额定环境温度为=40，在环境温度高于+C（但+C），其允许电流一般可按应增高C，校验电流减小1.8%，当环境温度低于+C时环境温度每降低C，额定电流增加0.5%，当最大负荷不得超过额定电流的20%。三 按短路情况校验电气在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，用熔断器保护继电器，可不算热稳定，当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定，用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动静稳定。满足热稳定条件为 或 t-短路电流产生的热效应-短路时导体和电气设备允许的热效应-t秒内允许通过的短路热电流验算热稳定所用的计算时间约=+-继电保护动作时间当验算裸导线及110kV以下电缆短路热稳定时，一般采用主保护动作时间，110kV以上，一般采用后备保护动作时间。-相应断路器的全开断时间短路动稳定校验： 或 .-短路冲击电流峰值（KA）-短路冲击电流有效值（KA）、-允许通过动稳定电流的峰值及有效值。3.2 断路器的选择 电力系统中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常情况下，用来接通知开断负荷电流。在某些电气主接线中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障中，断路器还经常在继电保护的配合使用下，断开短路电流，切断故障部分，保证非故障部分的正常运行。高压断路器应根据断路器安装点 环境和使用技术条件等要求选择其种类型号，由于SF6断路器灭弧性能好，维护工作量小，故110kV一般采用SF6断路器。1、 按开断电流选择高压断路器的额定开断电流应满足-高压断路器触头实际开断瞬间的短路电流周期分量的有效值2 、短路关合电流的选择在断路器分闸之前，当线路上已存在短路故障，则在断路器和闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流（预击穿），更容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电流时，不可避免地接通后又自动跳闸，此时，要求能切断短路电流，因此确定关合电流是断路器的重要参数之一，为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流不应小于短路电流最大冲值，即。3、 关于关合时间的选择 关于分合闸时间，对于110kV以上的电网当电力系统稳定要求快速切除故障，分闸时间不宜大于0.04s，用于电气制动回路的断路器，其分闸时间不宜大于0.040.06s。 根据以上条件进行整定计算，其选择具体过程如下：1、110kV侧断路器（1）额定电压选择： 为最高允许工作电压 为电网最高运行电压（2）额定电流选择： 额定电流 最大工作电流 考虑到变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故相应回路的 （3）按开断电流选择 额定开断电流 （4）按短路关合电流选择 额定短路关合电流 短路电流最大冲击值 根据以上数据，可以初步选择LW6110I型六氟化硫断路器，其参数如下：额定电压：110kV 最高工作电压：126kV额定电流：3150A 额定开断电流：40KA动稳定电流（峰值）：100KA 热稳定电流（3S有效值）：40KA额定关合电流（峰值）：100KA 全开断时间：50ms （5）校验热稳定 计算时间 断路器的断开时间 继电保护动作时间因导体的发热主要由周期分量来决定，则： （6）动稳定校验：即满足动稳定要求。故选择LW6110I型六氟化硫断路器能满足要求，由上述设计可列表： 设备项目LW6110I产品数据计算数据126kV126.5kV110kV110kV3150A347A100KA39.38KA40KA15.47KA100KA39.38KA48001208.62、35kV侧断路器（1）额定电压选择：（2）额定电流选择：考虑到变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故相应回路的 （3）按开断电流选择 （4）按短路关合电流选择 根据以上数据，可以初步选择LW835型六氟化硫断路器，其参数如下：额定电压：35kV 最高工作电压：40.5kV额定电流：1600A 额定开断电流：25KA动稳定电流：63KA 热稳定电流（4S有效值）：25KA额定关合电流：63KA 分闸时间：0.06S （5）校验热稳定 因导体的发热主要由周期分量来决定，则：即： 满足热稳定要求。 （6）动稳定校验： 满足动稳定要求。故选择LW835型六氟化硫断路器能满足要求，由上述设计可列表：即： 满足热稳定要求。 （7）动稳定效验：3200S1470.5S3.3 隔离开关的选择隔离开关配置在主接线上时，保证了线路及设备检修时形成明显的断口与带点部分隔离。 屋外隔离开关的形式比较多，它对配电装置和占地面积等有很大的影响，因此其型号应根据配电装置的布置特点和使用要求等要求，进行综合技术经济比较确定，整定计算如下：1、110kV 隔离开关（1）额定电压： =110kV（2）额定电流： =1.05=1.05+ =1.05 =0.4398（KA）根据以上数据，可初步选择GW4-110型户外隔离开关，其参数如下：额定电压：110kV 动稳定电流峰值：50KA额定电流：630A 热稳定电流（4S）：20KA（3）校验热稳定 即： 满足热稳定要求。（4）校验动稳定 即满足动稳定要求。 故选择GW4-110型户外隔离开关能满足要求，由上述设计可列表： 设备项目GW4-110产品数据计算数据110kV110kV630A347A50KA39.38KA16001208.62、35kV隔离开关（1）额定电压 （2）额定电流根据以上数据，可初步选择GW4-35型户外隔离开关，其参数如下：额定电压：35kV 动稳定电流峰值：80KA额定电流：1250A 热稳定电流（4S）：31.5KA（3）校验热稳定 （4）校验动稳定 满足动稳定要求。 故选择GW4-35型户外隔离开关能满足要求，由上述设计可列表： 设备项目GW435DW产品数据计算数据35kV35kV1250A1090A80KA36.17KA39691021.73. 10kV隔离开关（1）额定电压 （2）额定电流 = 根据以上数据，可初步选择GN310/4000型户内隔离开关，其参数如下：额定电压：10kV 动稳定电流峰值：200KA额定电流：4000A 热稳定电流（5S）：120KA（3）校验热稳定 即： 满足热稳定要求。（4）校验动稳定 满足动稳定要求。故选择GN310/4000型户内隔离开关能满足要求，由上述设计可列表： 设备 项目 GN310/4000产品数据计算数据10kV10kV4000A3820A200KA94.1KA720001470.53.4 互感器的选择 互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表，继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。 互感器的作用： （1）将一次回路的高压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻，价格便宜，并便于屏内安装。 （2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。 电流互感器的特点： （1）一次绕组串联在电路中，并且匝数少，故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。 （2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，互感器在近于空载状态下运行。 电压互感器的特点： （1）容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要求有较高的安全系数。 （2）二次侧所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很小，互感器在近于空载状态下运行。一、电流互感器的选择 1、电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和等影响，使一次电流I1与-I2在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器，应根据测量时误差的大小和准确度来选择。 2、电流互感器10%误差曲线对保护级即B级电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同，对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确度，而当其通过故障电流时，则希望电流互感器较早饱和，以便保护仪表不受短路电流损坏，保护级电流互感器主要是在系统短路时工作，因此在额定一次电流范围内的准确度要求不如测量级高，一般只相当于310级，但对可能出现的短路电流范围内，则要求互感器最大误差限值不超过-10%误差曲线，就是在保证电流互感器最大误差不超过10%的条件下，一次电流的倍数N与电流互感器允许最大二次负载阻抗的关系曲线。3、额定容量 保证互感器的准确级，互感器二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量Se2 即 = =+ 测量仪表电流线圈电阻 继电器电阻 连接导线电阻 接触电阻 般取0.14、按一次回路额定电压和电流选择 当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常电流大1/3左右，以保证测量仪表得最佳工作，并在过负荷时使仪表有适当的指示。 电流互感器的一次额定电压和电流必须满足： 为了确保所提供仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流电流互感器的一次所在电网的额定电压、电流互感器的一次额定回路最大动作电流5、种类和型号的选择选择电流互感器种类和型号时，应满足继电保护，自动装置和测量仪表的要求，再根据安装地点和安装方式来选择。6、热稳定校验电流互感器常以允许通过一次额定电流Ie1的倍数Kr来表示，故热稳定应按下式校验：(7、动稳定校验 电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值（）数稳定电流倍数，表示其内部稳定能力，故内部稳定可用下式校验： 短路电流不仅在电流互感器内部产生作用力，而且由于其领相之间电流的相互作用使绝缘瓷帽上受到力的作用，因此，对于瓷绝缘型电流互感器应校验资套管的机截强度，故外部动稳定应满足： 0.51.73（N）于电流互感器瓷帽端部的允许力L端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距对于瓷绝缘的母线型电流互感器如LMC型，其端部作用里可用下式计算：1.3（N）在满足额定容量的情况下，选择二次连接导线的允许最小截面为：S（）二、电压互感器的选择 1、电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差最大值。由于电压互感器本身有励磁电流和内阻抗，导致测量结果的大小和相位有误差，而电压互感器的误差与负荷有关，所以用一台电压互感器对于不同的准确级便有不同的容量，通常额定容量是指对应于最高准确级的容量。 2、按一次回路电压选择为了确保电压互感器安全和在规定的准确级下运动，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（0.10.9）范围内变动。即应满足 1.10.9。 3、按二次回路电压选择电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准、仪表的要求。电压互感器的二次侧额定电压可按下表选择：接线型式电网电压(kV)型式二次绕组电压(V)接成开口三角的辅助绕组电压(V)一台PT不完全星形接线方式335单相式100无比绕组Yo/Yo/110J500J单相式 100360单相式100/3315三相五柱式100100/34、电压互感器种类及型式的选择电压互感器种类及形式应根据安装地点的使用条件进行选择，例如：在635kV屋内配电装置中，一般采用油侵式或浇住式；110kV、220kV配电装置一般采用串级式或电磁式电压互感器；220kV及以上配电装置，其容量和准确级满足要求时一般采用电容式电压互感器。5、按容量的选择互感的额定二次容量(对应所要求的准确级)应不小于互感的二次负荷：即:=。3.5 母线的选择母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分配功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导线有裸导线、硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使导线的类型也不同。 敞露母线一般按下列各项进行选择和校验：（1）导线材料、类型和敷设方式；（2）导线截面；（3）电晕；（4）热稳定; (5)动稳定；（6）共振频率。1、 一般要求：配电装置中软导线的选择，应根据环境条件和回路负荷电流、电晕、无线电干扰条件等条件，确定导线的截面和导线的结构形式。当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线；当电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面须满足电晕的要求，可增加导线外径或增加导线的根数。对于220kV及以下的配电装置，电晕对选择导线截面一般不起决定作用，故可根据负荷电流选择导线截面和导线的结构形式，可采用单根钢芯铝绞线或由钢芯绞线组成的复导线。载流导线一般采用铝质材料，对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部，以及对铝有较严重腐蚀的场所，可采用钢质材料的裸导线，回路正常工作电流在4000A及以下时，一般选用矩形导线，40008000A一般选用槽型导线，110kV及以上的高压配电装置，一般采用软导线，当采用硬导线时，宜用铝锰合金管形导线。2、 母线及电缆截面选择除配电装置的汇集母线及软短导线长期发热允许电流选择外，其余导线的截面一般按经济电流密度选择。（1）按导线长期发热允许电流选择，导线所在电路最大持续工作电流应不大于导线长期发热的允许电流，即K （K-修正系数）（2）按经济电流密度选择，导线截面可使年计算费用最低，对应不同种类的导线和不同的最大负荷，年利用小时数，将有一年计算费用最低的电流密度-经济电流密度（J），导线的截面可由下式决定：=J（3）按短路热稳定校验按正常电流选择出导线截面后，还应热稳定进行校验 = =如果考虑集肤效应系数k，则按热稳定决定的导线最小截面为： C热稳定系数（4）电晕电压校验对应110220kV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，Uo当大于最高工作电压， K三相导线水平排列时，考虑中间导线电容比平均电容的不均匀系数，一般取0.96-导线表面粗糙系数，一般取0.9天气 系数，晴天取1.0，雨天取0.85每相分裂导线根数，对单根导线n=1-分裂间距-相对空气密度-导体半径-导体相间几何均距-相间距离-次导线电场强度附加影响系数（5）动稳定校验：动稳定必须满足下列条件 即 -母线材料的允许应力（硬铝为69X10pa，硬钢137X10pa）3、 根据以上条件整定计算： （1）110kV侧母线 =0.5P/（）+1.052/（） =0.530/（1100.85）+1.05263/（110） =0.435（kV）选取钢芯绞线： =4500时， 取J=1.15A/ S=/J=0.435/1.15=378 选取LGJ-400/20的母线。1 热稳定校验=/C =1208.6 KAS取C=87， =/87=399.6（）所选母线面为427.31，故满足热稳定要求。2 动稳定校验 =1.73L/a取L=2m a=2.2m=1.73(39.38)2/2.2=243.9(N/m)LGJ-400/20计算拉断力88850N，满足动稳定要求。 （2）35kV侧主母线 =1.052/（）=1.0563/（35）=1.09（KA）选取钢芯绞线： =4500时，取J=1.15A/S=/J=1.09/1.15=947.8选取LGJ-800/100的母线。1 热稳定校验 =/C =1021.7 KAS取C=87，=/87=367.4（）所选母线截面为896.05，故满足热稳定要求。2 动稳定校验 =1.73L/a取L=1.5m a=2m =1.73(36.17)1.5/2=169.7(N/m)LGJ-800/100计算拉断力241100N， 满足动稳定要求。 （3）10kV侧母线 =1.052/（）=1.0563/（10）=3.82（KA）1 热稳定校验 =/C =1470.5KAS取C=87，=/87=1393.8（），满足热稳定要求。第四章 主变压器保护设计4.1 概述电力变压器的结构并不复杂，本提部分一般内有旋转设备运行起来比较可靠，故障机会较小，但是变压器是连续云心的，停电机会很少，而且绝大部分安装在室外，受大自然环境的影响较大，另外。变压器时刻受到外接负荷的影响，特别是受到电力系统短路故障的威胁较大，因此，变压器在实际的运行中有可能发生各种类型的过帐和不正常的运行情况。变压器的故障可分为内部和外部的两种故障，内部故障是指变压器油箱里面发生的各种故障，如下：（1） 各绕组之间的发生的故障；（2） 单相绕组部分线匝之间发生的匝间故障；（3） 单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等；（4） 铁芯烧损。内部故障的危险性很大，因为短路电流产生的高温电弧，不仅会烧毁绕组绝缘和铁心，而且会使绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量的气体，有可能使变压器外壳局部破裂。甚至发生油箱爆炸事故，因此。当变压器内部发生故障时，必须迅速地把变压器切除。 变压器外部故障是指油箱外部绝缘套管及引线上发生的各种故障，主要故障类型有：（1） 绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短路；（2） 引出线之间发生的相间故障等。发生这类故障时，一般也应迅速切除变压器，应尽量减小或消除短路电流造成的损害。变压器的不正常运行情况主要包括：（1）由于外部短路或过负荷而引起的过流电流；（2）油管漏油而造成的油面降低：（3）变压器中性点电压升高或由于外加电压过高而引起的过励磁等。为了防止变压器发生各种类型的故障和不正常运行时造成的不应有的损失，保证电力系统的安全连续运行，变压器一般应装设一系列的保护装置。4.2 主变压器保护的配置4.2.1 主变压器的主保护1、 瓦斯保护当在变压器油箱内部发生故障，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器及其它材料的因局部受热而分解产生