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电气毕业设计毕业设计指导老师意见书意见高等教育自学考试毕业设计答辩成绩评定书评 语：成绩总评：答辩委员会主任：答辩小组 组长：答辩小组 成员：年 月 日变电控制设计摘 要变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。本文首先根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，每侧各选择几种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。其次通过对原始资料的分析及根据变电站的总负荷确定主变压器的台数和容量、绕组数和绕组连接方式、调压方式、冷却方式等的选择，最后确定主变压器。第三就是进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。第四根据变压器保护的配置原则和本变电站的数据资料完成本站的主变压器继电保护的配置及整定。最后根据前面的主接线方案的确定、变压器的选择、各电器设备的选择以及主变保护的设计等绘制电气一次主接线图、保护原理图等相关设计图纸。关键词： 电气主接线设计，短路电流计算，电气设备选择，主变保护，设计图纸SUBSTATION CONTROL DESIGNABSTRACTSubstation as an important part of power system, directly affects the whole power system safety and economical operation. This thesis is to design a step-down transformer substation, plays in the system and the distribution of electricity together, shoulder to rural power plant, the area of the important task. The design according to the first two wiring economical and reliable, flexible operation, each measure each choose two to choose the wiring schemes are compared, the elimination of the poor, determines the substation auto-switch scheme.Then based on the original data analysis and the total load determined according to the substation main transformer windings of the Numbers and capacity, and winding, connection pressure cooling mode, finally determined as the main transformer.The third is to short-circuit current calculation, from the three-phase short-circuit calculation of short-circuit occurred in each when the bus voltage level, its short-circuit current and impulse current steady-state value. According to the calculation results and the voltage level of rated voltage and maximum continuous working current main electrical equipment selection and calibration (including breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, etc.).The fourth according to the principle of transformer protection substation configuration and the data of the main transformer station complete protection configuration and setting .Finally, according to the front of the main wiring schemes, the choice of transformer, electric equipment, the selection of main transformer protection in the design drawing a hook, protect the electric circuit principle diagram .Keywords: the main electrical wiring design；short-circuit current calculation； electrical equipment selection； main transformer protection ；design drawings 63前 言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传输，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、台数直接影响主接线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。否则，将造成经济技术上的不合理。如主变容量选择得过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便。设备亦未能充分发挥效益。若容量选择得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响变压器的使用寿命。则会限制变电所负荷的需要，显然技术上是不合理的。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，要根据原始资料和所设计的变电站的自身特点，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。第一部分 设计说明第一章 主变的选择1.2 主变台数的选择由原始资料可知，我们本次设计的变电站是一个位于平原地区，无高产农作物的110KV降压变电所，主要是接受110KV的功率，通过主变向35KV和10KV线路输送，是一个一般的地区变电站。由于出线中有多回类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。并在满足可靠性的前提下，还要考虑到经济性来选择主变压器台数。为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，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，并且会造成中压侧短路容量过大。不宜选用轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合远期负荷的增长和扩建的需要，而当一台主变压器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，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，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的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余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的容量为Se=20.7PM=1.4PM。当一台变压器停运时，可保证对70%负荷的供电。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。因为该变电所的电源引进线是110KV侧引进，而高压侧110kV母线负荷不需要经过主变倒送，其中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上，因此主变压器的容量为Se=0.7(S+S) （S，S分别为35kV，10kV侧的总负荷）。1.4 主变形式的选择一、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，特别是大型变压器尤其需要考虑其运输可能性保证运输尺寸不超过遂洞、涵洞、桥洞的允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力，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，位于平原地区，地高产农作物，不受运输条件限制，故可选择三相变压器，减少了占用良田的面积；而选用单相变压器相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及继电保护和二次接线比较复杂，增加了维护及倒闸操作的工作量。二、绕组数的选择在具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组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偿设备时，主变压器采用三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比相对应的两台双绕组变压器的都较少。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容量的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。自耦变压器与同容量的普通变压器相比具有很多优点，如耗材料少，造价低，有功和无功损耗少，效率高，由于高中压线圈的自耦联系，阻抗小，对改善系统稳定性有一定作用，还可扩大变压器极限制造容量，便于运输和安装。自耦变压器虽有上述许多优点，但也存在一些缺点。由于自耦变压器公共绕组的容量最大只能等于电磁容量，因此在某些运行方式下，自耦变压器的传输容量不能充分利用，而在另外一些运行方式下，又会出现过负荷，由于自耦变压器高、中压绕组间的自耦联系，其阻抗比普通变压器小，它的中性点要直接接地，所以使单相和三相短路电流急剧增加，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。自耦变压器的高、中压两侧的零序电流保护，应接于各侧套管电流互感器组成的零序电流过流器上，并根据选择性的要求装设方向元件。自耦变压器中的冲击过电压比普通变压器要严重得多，其原因是高、中压绕组有电的联系，高压侧出现的过电压波能直接传到中压侧。，另一个原因是从高压侧绕组上进入的冲击波加在自耦变压器的串联绕组上，而串联绕组的匝数通常比公共绕组的匝数少得多，因此在公共绕组中感应出来的过电压大大超过侵入波幅值普通变压器，当一次电压波动时，为了得到稳定的二次电压，一次绕组匝数作相应调整，以维持每匝电势不变，以及维持铁芯磁通密度不变，如高压侧电压升高则应增加高压绕组，而中性点调压的自耦变压器则要减少匝数，亦维持二次电压不变，这就导致每匝电势增加，亦即导致铁芯更加饱和。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，又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动，它的供电可靠性也高。综上分析，本次设计的变电所选择普通三绕组变压器。三、主变调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带电切换称为无激磁调压，调整范围通常在5%以内。另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达30%。对于110kV的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式，所以本次设计的变电站选择有载调压方式。四、连接组别的选择变压器绕组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Y和。我国110kV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圈接地，35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点，而且零序阻抗较大，对限制单相短路电流皆有利，同时也便于接入消弧线圈，但是由于全星形变压器三次谐波无通路，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，还必须综合考虑系统发展才能选用。采用接线可以消除三次谐波的影响。本次设计的变电所的三个电压等级分别为110kV、35kV和10kV，所以选用主变的接线组别为YO/Y/接线方式。五、容量比的选择根据原始资料计算可知，35kV和10kV侧负荷容量都比较大，所以容量比选择为100/100/100。六、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。在水源充足，为了压缩占地面积的情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却方式的。强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本体尺寸，其缺点是这样的冷却方式要有一套水冷却系统和有关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量大。本次设计的变电所位于郊区，对占地要求不是十分严格，所以应采用强迫油循环风冷却方式。综上所述，故选择主变型号为SFPSZQ63000/110变压器，其参数如下：额定电压: 高压： 中压： 低压：10.5kv阻抗电压 高中：17.3% 高低：10.55% 中低：6.5%容量比为：100/100/100 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。主接线的确定对电力系统整体及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，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟订有较大影响。因此必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响，通过技术经济比较，合理确定主接线。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。一、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：1、断路器检修时，不宜影响对系统的供电2、断路器或母线故障以及母线检修时，尽量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。3、尽量避免发电厂、变电所全部停运。二、灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1、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、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2、检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3、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作量最少。三、经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，做到经济合理。1、投资省。主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备控制电缆。要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。2、占地面积小。主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3、电能损失少。经济合理地选择主变压器的种类（比绕组、三绕组、自耦变压器），容量、数量，要避免两次变压而增加电能损失。2.2 主接线接线方式选择电气主接线是根据电力系统和变电站具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。本次所设计的变电所110kV进出线有4回（两进两出），35kV进出线有6回，10kV出线有10回，所以采用有母线的连接。一、单母线接线1.优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。2.缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，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，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。3.适用范围：610kV配电装置的出线回路数不超过5回；3563kV配电装置的出线回路数不超过3回；110220kV配电装置的出线回路数不超过2回。二、单母线分段接线1.优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以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，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。2.缺点：当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。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。3.适用范围：610KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35KV配电装置出线回路数为48回时；110220kV配电装置出线回路数为34回时。三、单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35110kV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。四、桥型接线1.内桥形接线1) 优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。2) 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。3) 适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2.外桥形接线1）优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。2）缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。3）适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。五、双母线接线1.优点：供电可靠。通过两组纯度线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。2. 缺点：增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。3. 适用范围： 610kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35kV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110220kV配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110220kV配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为4回及以上时。2.3主接线方案的选择：一、110kV侧110kV侧进出线4回，选用以下几种接线方案： 单母线分段接线。母线分段后重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，一般母线故障，另一段母线仍可正常供电。单母线分段带旁路母线接线。母线分段后提高了供电可靠性，加上设有旁路母线，当任一出线断路器故障或检修时，可用旁路断路器代替，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，只需断开此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，其它电路均可通过另一组母线继续运行。采用单母线分段接线投资教少，但可靠性相对较低，当一组母线故障时，该组母线上的进出线都要停电：采用双母线接线方式，增加了一组母线，投资相对也就加，且当任一线路断路器故障或检修时，该回路仍需停电；采用单母线分段带旁路母线接线方式，任一回路断路器故障检修时，该回路都不需停电，供电可靠性比单母线分段接线强。因此110kV侧采用单母线分段带旁路母线接线。二、35kV侧35KV侧进出线6回，其中3#、4#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。 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，该回路不需停电。由于3#、4#出线要求双回路供电，可以分别接于两段母线上，而两段母线同时发生故障的几率很低，母线侧，线路侧断路器均采用六氟化硫断路器，故障的几率也很低，因此采用单母线分段接线亦可满足供电可靠性的要求，且节约了投资。因此，35KV侧选用单母线分段接线。三、10KV侧10KV侧出线10回，5#、6#出线为类负荷，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。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。由于5#、6#出线采用双回路供电，可以分别接于两段母线上，而两段线线同时发生故障的几率很低，因此采用单母线分段接线亦可满足供电可靠性的要求，且节约了投资。因此，10KV侧采用单母线分段接线。第三章 短路电流的计算3.1 概述在电力系统中运行的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路，因为它们会破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行，使电气设备受到损坏。短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不属于正常运行的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路，其中三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样，仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路是大多数，二相短路较少，三相短路的机会最少，但三相短路虽然很少发生，其后果却最为严重，应引起足够的重视，因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。3.2 短路计算的目的及假设一、短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节，其计算目的是：(1)电气设备的选择与校验；(2)合理配置继电保护和自动装置；(3)在设计和选择电气主接线时，确定是否需要采取限制短路电流的措施；(4)电力系统暂态稳定计算。二、短路电流计算的一般规定(1)验算导体和电气动稳定，热稳定以及电气开断电流所用的短路电流，应根据本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建杨后510年），校验短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线要求。(2)选择导体和电气用的短路电流，在电气连接回路中，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。(3)选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。(4)导体和电器的动稳定、热稳定，以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。第四章 电气设备的选择4.1 概述电气设备的选择是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，电气设备要能可靠地工作，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、一般原则(1)应满足正常进行、检修、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)同类设备应昼减少品种(6)选用新产品为应具有可靠的试验数据，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时，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)电压所选电器和电缆允许最高工作电压ymax，不得低于回路所接地网的最高运行电压Ugmax即UymaxUgmax （4.1)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Ugmax一般不超过1.1U。(2)电流导体和电器的额定电流是指在额定周围环境Q0下，导体和电器的长期允许电流I，应不小于该回路的最大持续工作电流Igmax，即IgmaxIy (4.2) 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 Igmax=1.05Ie (4.3)(Ie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0不等时,其长期允许电流Iy,可按下式修正Iy= Iy (4.4)其中K修正系数y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0=40，在环境温度高于+40OC（但+60 CO），其允许电流一般可按应增高1 OC，校验电流减小1.8%，当环境温度低于+40OC时环境温度每降低1 OC，额定电流增加0.5%,但最大负荷不得超过额定电流的20%。我国生产的裸导线的额定环境温度为+25 OC。三、按短路情况校验 电器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，可不验算热稳定，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、热稳定。满足热稳定条件为QdQr 或ItdzIt (4.5)Qd 短路电流产生的热效应Qr 短路时导体和电气设备允许的热效应Ir 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tdz = tb+td (4.6)tb 继电保护动作时间当验算裸导体及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。tkd 相应断路器的全开断时间短路动稳定校验:icjidw 或 IcjIdw (4.7)icj 短路冲击电流峰值（kA）Icj 短路冲击电流有效值（kA）idw、Idw允许通过动稳定电流的峰值及有效值4.2 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，故障时，断路器还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地点、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IekdIz (4.8) Iz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，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更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ieg不应小于短路电流最大冲值icj,即iegicj (4.9) 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,其选择具体过程见计算说明书4.3 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电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵守倒闸操作顺序，送电时，首先合上母线侧隔离开关，其次合上线路侧隔离开关，最后合上断路器，停电则与上述顺序相反。隔离开关的配置(1)断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显的断口与电源隔离。(2)中性点直接接地的普通变压器，均应通过隔离开关接地。(3)接在母线上的避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母线上宜装设12组接地刀闸或接地器，63kV及以上断路器两侧的隔离开关和线路的隔离开关，宜装设接地刀闸，应尽量选用一侧式两侧带接地刀闸的隔离开关。(4)接在变压器引出线或中性点的避雷器可不装设隔离开关。(5)当馈电线路的用户侧没有电源时，断路器通往用户的那一侧可以不装设隔离开关，但如费用不大，为了防止雷电产生过电压，也可以装设。4.4 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。一、互感器作用：(1)将一次回路的高电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。二、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，所以在正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。三、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。四、电压互感器的配置：1、母线：一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同期，测量仪表和保护装置。2、线路：35kV及以上输电线路，当对方带有电源时，为了监视线路有无电压，进行同期和设备重合闸，装有一台单相电压互感器。3、变压器低压侧有时为了满足同期式保护的要求，设有一组不完全星形接线的电压互感器。五、电流互感器的配置：1、为了满足测量和保护装置的需要，在变压器、出线母线分段及母联断路器，旁路断路器等回路中均设有电流互感器，对于大接地短路电流系统，一般按三相配置，对于小接地短路电流系统，依具体要求按二相或三相配置。2、对于保护用电流互感器，应尽量消除主保护装置的不保护区。4.4.1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的损坏，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Zzf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 Se2S2=IZ (4.10)Z2f = rgrjrdre（） (4.11)ry测量仪表电流线圈电阻rj继电器电阻rd连接导线电阻re接触电阻一般取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工作电流大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：UeUew (4.12)IelIgmax (4.13)为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流Uew电流互感器的一次所在电网的额定电压Ue、Iel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（屋内、屋外）和安装方式（穿墙、支瓷式、装入式等）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Iel的倍数kr来表示，故热稳定应按下式校验： (4.14)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（Iel）的倍数kd动稳定电流倍数，表示其内部稳定能力，故内部稳定可用下式校验：Iel kd icj (4.15)短路电流不仅在电流互感器内部产生作用力，而且由于其邻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瓷套管的机械强度，故外部动稳定应满足：（N） (4.16) Fy作用于电流互感器瓷帽端部的允许力 L 电流互感器出线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），其端部作用力可用下式计算：(N) (4.17)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：() (4.18)4.4.2 电压互感器的选择1、电压互感器的准确级和容量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