220KV10KV變電所電氣設(shè)計(jì).doc

目 錄前 言2內(nèi)容摘要 31 電氣主接線41.1主接線設(shè)計(jì)原則及要求41.2主接線設(shè)計(jì)方案52 變壓器的選擇72.1本站主變壓器臺(tái)數(shù)確定82.2所用變壓器的容量的確定83 短路電流計(jì)算83.1 短路電流計(jì)算的目的、規(guī)定和步驟83.2 短路電流的計(jì)算方法103.3 短路電流計(jì)算表124 電力變壓器的保護(hù)134.1 保護(hù)配置的原則134.2 瓦斯保護(hù)144.3 縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)144.4過(guò)電流保護(hù)154.5 零序保護(hù)165 主要電氣設(shè)備選型175.1 電氣設(shè)備選擇的基礎(chǔ)知識(shí)175.2 高壓電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)186 計(jì)量柜二次回路276.3 補(bǔ)償柜二次回路296.4 出線柜的設(shè)計(jì)32結(jié) 論33參考文獻(xiàn)34前 言此次設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行更好的鞏固與吸收，我們進(jìn)行了為期十天的設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中是對(duì)學(xué)習(xí)電氣化專業(yè)綜合性很好的一次訓(xùn)練，通過(guò)三年的學(xué)習(xí)，為此次設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)題目“變電站220/10KV電力變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)”，它主要包括電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選型、變壓器各項(xiàng)整定計(jì)算等幾個(gè)部分。通過(guò)這次設(shè)計(jì)鞏固了所學(xué)課程的理論知識(shí)并掌握了電氣設(shè)計(jì)基本方法，培養(yǎng)了獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，提高了工作能力和工程設(shè)計(jì)的基本技能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們不但遇到了不少的難題，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，但在查資料后圓滿的完成此次設(shè)計(jì)。本次使我得到了很大的進(jìn)步，掌握了更多的專業(yè)知識(shí)。但是由于基礎(chǔ)較差，設(shè)計(jì)中存在一些錯(cuò)誤。望老師予以指正。內(nèi)容摘要本次設(shè)計(jì)是變電站220/10KV電力變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)。著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)能力，也特別注重培養(yǎng)對(duì)三年來(lái)所學(xué)的綜合應(yīng)用。全部?jī)?nèi)容共分六章，第一章概述，第二章電氣主接線設(shè)計(jì)，第三章短路計(jì)算，第四章主要電氣設(shè)備選擇，第五章電力變壓器保護(hù)，第六章中央信號(hào)設(shè)計(jì)，第七章配電裝置設(shè)計(jì)以及計(jì)算書和電氣設(shè)備主接線圖的繪制。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)的基本方法，鞏固三年以來(lái)學(xué)過(guò)的知識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立分析，并加深對(duì)變電站的理解。 本次設(shè)計(jì)歷時(shí)十天，查閱了大量的相關(guān)資料，現(xiàn)已完成。在本人水平有限，有不足之處請(qǐng)老師見諒。關(guān)鍵詞:電氣主接線 短路計(jì)算 電氣設(shè)備選擇 變壓器整定計(jì)算 1 電氣主接線1.1主接線設(shè)計(jì)原則及要求變電所電氣主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要組成部分。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、和設(shè)備的控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。1.1.1主接線設(shè)計(jì)原則第一變電所根據(jù)510年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜采用雙路電源供電裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)三臺(tái)主變壓器。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿足供電可靠，運(yùn)行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度。主接線應(yīng)滿足在調(diào)度，檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理（即投資省、占地面積小，電能損失少）。35110kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組成或線路分支接線。超過(guò)兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或單母分段的接線。3563kV線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。110kV線路為6回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。在采用單母線、單母線分段或雙母線的35110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。當(dāng)110kV線路為6回及以上時(shí)，3563為8回及以上時(shí)，可裝設(shè)專用的旁路斷路器。主變壓器35110kV回路中的斷路器，有條件時(shí)亦可接入旁路母線。采用SF6斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，610kV側(cè)宜采用單母線分段。線路為12回及以上時(shí)，亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)635kV配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時(shí)，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。1.1.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)使其滿足供電的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三相基本要求：（1）可靠性供電可靠性是電力系統(tǒng)生產(chǎn)和分配的重要要求，所以研究主接線可靠性應(yīng)滿足要求是：重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析，主接線的可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。其次，主接線的可靠性在很大程度上取決予設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的用電設(shè)備可以簡(jiǎn)化接線。最后，要考慮設(shè)計(jì)的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。在短路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。在短路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，應(yīng)盡量保證對(duì)重要用戶的供電，避免全部停電的可靠性。(2)靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修和擴(kuò)建時(shí)的靈活性。首先，調(diào)度時(shí)應(yīng)靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。其次，檢修時(shí)可以方便的停運(yùn)斷路器、母線等進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。最后，擴(kuò)建時(shí)可以容易的從初期接線過(guò)度到最終接線。(3)經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。首先，投資省主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資，適當(dāng)限制短路電流以便選擇價(jià)格合理的電器設(shè)備。其次，占地面積小電器主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架導(dǎo)線、絕緣子，及安裝費(fèi)用。最后，電能損耗小、經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)避免兩次變壓而增加電能損失。1.2主接線設(shè)計(jì)方案1.2.1兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)根據(jù)要求擬定一個(gè)可行性方案，并依據(jù)對(duì)主接線的要求，接線方案的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)選擇。方案一：?jiǎn)文阜侄螏月方泳€圖方案二：雙母線接線圖(1)單母分段帶旁路接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1）母線經(jīng)斷路器分段后,對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電.2）一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電,通過(guò)旁路母線代替故障段母線,縮短停電時(shí)間。缺點(diǎn)：3）閘操作比較復(fù)雜容易導(dǎo)致誤操作. 4）接線所用設(shè)備多,配電裝置復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)性較差.(2)雙母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。由于母線繼電器保護(hù)的要求，一般某一組母線連接，以固定連接的方式運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：1）供電可靠。通過(guò)兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。2）調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3）擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以致連接不同的母線段時(shí)，不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。4）便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：1）增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。1.2.2方案的比較和方案的確定（1）可靠性的比較1) 220KV側(cè)屬于架空進(jìn)線,方案一中的雙母要比方案二中的單母帶旁更加可靠。2) 10KV側(cè)兩個(gè)方案都是用的雙母線接線不用比較。3) 10KV側(cè)、類負(fù)荷占65%要求可靠性較高，不充許停電,如檢修斷路器方案二可以在不停電的情況下操作,而方案一就得考慮到過(guò)載所帶來(lái)的后果。（2）靈活性的比較1) 220KV方案二帶旁路要比雙母線靈活。2) 10KV側(cè)、類負(fù)荷占65%靈活性要求較高，兩種方案均一樣。經(jīng)濟(jì)性比較方案一的綜合投資為Z=1741.48 （萬(wàn)元）方案二的綜合投資為Z=1826.14 （萬(wàn)元）方案一的年運(yùn)行費(fèi)用為U=57.69 （萬(wàn)元）方案二的年運(yùn)行費(fèi)用為U=58.76 （萬(wàn)元） Z1Z2 U1U2經(jīng)過(guò)以上各個(gè)方面的比較最后確定方案一為本次變電站設(shè)計(jì)的最終方案。1.3 經(jīng)濟(jì)比較經(jīng)濟(jì)比較對(duì)技術(shù)上較好的方案，分別進(jìn)行投資及年運(yùn)行費(fèi)計(jì)算后，在通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，選出經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的方案。在諸方案中，Z與u均為最小的方案優(yōu)先選用。做Z大的方案而u小，或分之，則應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，比較的方法有下述兩種：1.3.1 靜態(tài)比較法：抵償年限法：在兩方案中，如綜合投資Z1Z2，而年運(yùn)行費(fèi)U1U2，則可用抵償年限T確定最優(yōu)方案。根據(jù)當(dāng)前國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策，T規(guī)定5到8年為限。T小與5到8年的，采用Z大的方案一為最經(jīng)濟(jì)，應(yīng)為方案一多投資的費(fèi)用，可在T年內(nèi)由節(jié)約的年運(yùn)行費(fèi)予以補(bǔ)償。若T大于5到8年，表明方案一每年節(jié)約的年運(yùn)行費(fèi)，不足以在短期內(nèi)將多用的投資償還，在以選用初期投資小的方案二為宜。計(jì)算費(fèi)用最小法：入在技術(shù)上相當(dāng)?shù)姆桨付嘤趦蓚€(gè)，可取T=5到8年，然后分別計(jì)算各方案的計(jì)算費(fèi)用C，其中C最小的方案為最經(jīng)濟(jì)的方案（1）計(jì)算綜合投資Z：Z=Z0(1+a/100)（萬(wàn)元）Z0=1024.4 57.12+(600+100)+50+532=1024.457.12為兩臺(tái)變壓器的價(jià)格600+100為雙母線加一回饋線投資的錢數(shù)50+532為屋內(nèi)配電投資a為不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，一般220KV取70，110KV取90。Z=1024.4(1+70/100)=1741.48(萬(wàn)元)（2）變壓器年電能損失總值A(chǔ)=n(P0+KQ0)T0+1/2n(P+KQ)(Smax/SN)(KWh)SN=一臺(tái)變壓器的容量（KVA）Smax=n臺(tái)變壓器承擔(dān)的最大總負(fù)荷T0變壓器全年實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)，一般可取8000；0為一臺(tái)變壓器的空載的短路有功損耗200(KW)Q0I0（%）SN/100（kvar）；=1.015%*60000/100=609為一臺(tái)變壓器的短路有功損耗（KW）638Q0Ud（%）Sd/100=1360000/100=7800A=n(P0+KQ0)T0+1/2n(P+KQ)(Smax/SN)(KWh)=2(281+0.1609)8000+1/2(1020+0.17800)(60000/60000) 4600=9610400（3）計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用uu=aA*10-4u1+u2(萬(wàn)元)u1小修、維護(hù)費(fèi)，一般為（0.0220.042）Zu2折舊費(fèi)，一般為（0.0050.058）Za電能電價(jià)，一般可取0.060.08元/（kwh）A變壓器年電能損失總值9610400 (kwh)u=aA*10-4u1+u2(萬(wàn)元)=0.06*9610400*10-4+0.022+0.005=57.69經(jīng)濟(jì)比較方案2、220采用單母分段帶旁路接線（1）計(jì)算綜合投資ZZ=Z0（1+a/100）（萬(wàn)元）650單母分段帶旁路接線的投資價(jià)格Z0=57.12(650+100)+50+325=1074.2(萬(wàn)元)Z=1024.4(1+70/100)=1826.14（2）變壓器年電能損失總值A(chǔ)=9610400（3）計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用uu=aA*10-4u1+u2(萬(wàn)元)u1小修、維護(hù)費(fèi)，一般為（0.0220.042）Zu2折舊費(fèi)，一般為（0.0050.058）Za電能電價(jià)，一般可取0.060.08元/（kwh）A變壓器年電能損失總值9610400(kwh)u=aA*10-4u1+u2(萬(wàn)元)=0.06*9610400*10-4+0.042+0.058=58.76 10KV側(cè)方案一和方案二相同 不用比較表1-1 方案對(duì)比方案編號(hào)Z萬(wàn)元變壓器年電能損失總值年運(yùn)行費(fèi)用u萬(wàn)元方案一1741.48961040057.69方案二1826.14961040058.76結(jié)論:通過(guò)兩種方案的技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)比較由上表可知方案一比方案二經(jīng)濟(jì),Z1Z2,U11，實(shí)際上相當(dāng)于靈敏系數(shù)能提高kh=（1.151.2）倍。保護(hù)的動(dòng)作電流Idz=307.26靈敏度校驗(yàn)：Klm=4.331.2 滿足要求動(dòng)作時(shí)限：t=3.5+0.5=4s選DL-31/10型電流繼電器4.5 零序保護(hù)4.5.1中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的零序后備保護(hù)配置及接線對(duì)于變壓器高壓側(cè)和相鄰元件單相接地短路，應(yīng)裝設(shè)變壓器零序保護(hù)作為相鄰元件，變壓器高壓繞組和引線的后備保護(hù)。零序保護(hù)裝置與變壓器中性點(diǎn)絕緣水平和接地方式有關(guān)。降壓變電所變壓器的零序保護(hù)：分級(jí)雙繞組變壓器，先跳開高壓分段斷路器，如接地故障在接地運(yùn)行的一臺(tái)變壓器處，則使接地運(yùn)行的一臺(tái)變壓器高壓側(cè)斷路器跳閘。零序段：Idz.0=6.52KAT=主保護(hù)時(shí)間+t+分閘時(shí)間+熄弧時(shí)間T=0.5s+0.04s+14ms=0.554s校驗(yàn)：Klm=2.851.5(滿足)零序段：I”dz.0=7.12KA校驗(yàn)：Klm=2.51.5(滿足)T2=0.5+0.5+0.04+0.014=1.054s此次220/10kV大降壓變電所的主變保護(hù)列表如下：表4-1 220/10kV大降壓變電所的主變保護(hù)保護(hù)種類保護(hù)范圍瓦斯保護(hù)（主保護(hù)之一）油箱內(nèi)的各種故障，油面降低，鐵芯燒損等縱差動(dòng)保護(hù)（主保護(hù)之一）變壓器繞組、套管及引出線過(guò)電流保護(hù)（復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)）外部相間短路零序電流保護(hù)外部接地短路10KV屋內(nèi)配電裝置。采用兩層配式布置，一層布置電流互感器、斷路器；二層布置隔離開關(guān)、母線。5 主要電氣設(shè)備選型導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)，同樣必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)留有發(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。5.1 電氣設(shè)備選擇的基礎(chǔ)知識(shí)5.1.1 一般原則（1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。（4）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致。（5）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種。（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。5.1.2 有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗(yàn)算其動(dòng)、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核。電器的基本使用條件。（1）在正常運(yùn)行條件下,按各回路最大持續(xù)工作電流選擇。（2）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)，所用短路電流的有關(guān)規(guī)定見節(jié)（短路電流）（3）驗(yàn)算導(dǎo)體和110KV以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用后備保護(hù)動(dòng)作。時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。電器和110KV及以上充油電纜的短路電流計(jì)算時(shí)間，一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。（4）驗(yàn)算短路熱穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)體的最高允許溫度可參照發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料P106表5-1所列數(shù)值。表5-1 導(dǎo)體的最高允許溫度導(dǎo)體種類和材料短路時(shí)導(dǎo)體允許工作溫度（C0）導(dǎo)體最長(zhǎng)允許工作溫度（C0）熱穩(wěn)定系數(shù)C值母線（鋁）2007087（5）驗(yàn)算短路動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，硬導(dǎo)體的最大應(yīng)力大于表所列數(shù)值。表5-2 導(dǎo)體和電器的選擇材料硬銅硬鋁鋼最大允許應(yīng)力13710669106157106（6）環(huán)境條件。選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。5.1.3 電器選擇的基本要求在選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，一般按發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)104頁(yè)表57所列各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。（1）技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓和過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。1）長(zhǎng)期工作條件：電壓：選用的電器在允許最高工作電壓Umax不低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即UmaxUg電流：選用的電器額定電流In不得低于所在回路在各種可能方式下的持續(xù)工作電流Ig,即：InIg2）短路穩(wěn)定條件：校驗(yàn)的一般原則：電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。（2）短路的熱穩(wěn)定條件：IttItdzIt-t秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值(kA)t-設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(s)校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間tdz按下式計(jì)算：tdz=tb+tdtb-繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（s）td-斷路器全分閘時(shí)間（s）3.短路的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算：imaxichich-短路沖擊電流峰值（kA）imax-電器允許的極限通過(guò)電流峰值（kA）5.2 高壓電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)5.2.1高壓斷路器的選擇斷路器型式的選擇：除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制造情況，電壓6220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓110330kV電網(wǎng)，可選用SF6或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。（1）斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：1）電壓：UgUn Ug-電網(wǎng)工作電壓2）電流：Ig.maxIn Ig.max-最大持續(xù)工作電流3）開斷電流：Ip.tInbrIpt-斷路器實(shí)際開斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量Inbr-斷路器額定開斷電流動(dòng)穩(wěn)定：ichimaximax-斷路器極限通過(guò)電流峰值ich-三相短路電流沖擊值熱穩(wěn)定：ItdzIttI-穩(wěn)態(tài)三相短路電流tdz-短路電流發(fā)熱等值時(shí)間It-斷路器t秒熱穩(wěn)定電流其中tdz=tz+0.05由=I/I和短路電流計(jì)算時(shí)間t，可從發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料P112，圖51查出短路電流周期分量等值時(shí)間，從而可計(jì)算出tdz。5.2.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。參數(shù)的選擇要綜合考慮技術(shù)條件和環(huán)境條件。（1）選擇的具體技術(shù)條件如下：1）電壓： UgUn Ug-電網(wǎng)工作電壓2）電流： Ig.maxIn Ig.max-最大持續(xù)工作電流3）動(dòng)穩(wěn)定：ichimax4）熱穩(wěn)定：ItdzItt5.2.3 互感器的選擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔茫海?）一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。（2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。圖5-1 斷路器控制回路（1）電壓互感器的選擇1）電壓互感器的配置原則：應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不失壓、同期點(diǎn)兩側(cè)都能方便地取壓。2）母線：6220KV電壓級(jí)的每相主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路母線則視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而確定。3）線路：當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路斷路器外側(cè)有無(wú)電壓，供同期和自動(dòng)重合閘使用，該側(cè)裝一臺(tái)單相電壓互感器。4）主變壓器：根據(jù)繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求，在一相或三相上裝設(shè)。（2）型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇：1）620KV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。2）35110KV的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。3）220KV以上，一般釆用電容式電壓互感器4）當(dāng)需要和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個(gè)單相電壓互感器接線，主二次繞級(jí)連接成星形，以供電給測(cè)量表計(jì)，繼器以及絕緣電壓表，對(duì)于要求相電壓的測(cè)量表計(jì)，只有在系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地時(shí)才能接入，附加的二次繞組接成開口三角形，構(gòu)成零序電壓濾過(guò)器供電給繼電器和接地信號(hào)（絕緣檢查）繼電器。（3）一次電壓U1：1.1UnU10.9UnUn為電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓波動(dòng)范圍，即10% Un。（4）二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按下表選用所需的二次額定電壓。電壓互感器二次額定電壓選擇表:表5-2 電壓互感器二次額定電壓選擇繞 組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點(diǎn)接地用于中性點(diǎn)不接地二次額定電壓（V）100100/100100/3（5）準(zhǔn)確等級(jí)應(yīng)在哪一準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表、繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定。用于電度表準(zhǔn)確度不低于0.5級(jí)，用于電壓測(cè)量，不應(yīng)低于1級(jí)，用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于3級(jí)。圖5-2綜合保護(hù)的電流保護(hù)及電壓測(cè)量（2）電流互感器的選擇根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)1一次部分P71電流互感器的配置原則：1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、出口。3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于6-20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對(duì)于35KV及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，有條件時(shí)，應(yīng)盡量釆用套管式電流互感器。參數(shù)選擇：電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，亦可考慮用1A。一次額定電流的選擇：當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測(cè)量?jī)x表有最佳工作，并在過(guò)負(fù)荷時(shí)，使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽ｋ娏ψ儔浩髦行渣c(diǎn)電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的1/3進(jìn)行選擇。當(dāng)保護(hù)和測(cè)量?jī)x表共用一組電流互感器時(shí)，只能選用相同的一次電流。一次側(cè)額定電流: I1nIg.masI1n為電流互感器原邊額定電流，Ig.mas為電流互感器安裝處一次回路最大工作電流。一次側(cè)額定電壓：UnUgUg為電流互感器安裝處一次回路的工作電壓，Un為電流互感器額定電壓。準(zhǔn)確等級(jí)的選擇：電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)的確定與電壓互感器相同。需先知電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類型及以準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求最高的表計(jì)來(lái)選擇。用于電能測(cè)量的互感器準(zhǔn)確級(jí)：0.5功電度表應(yīng)配用0.2級(jí)互感器；1.0級(jí)有功電度表應(yīng)配用0.5級(jí)互感級(jí)；2.0無(wú)功電度表也應(yīng)配用0.5級(jí)互感器；2.0級(jí)有功電度表及3.0級(jí)無(wú)功電度表，可配用1.0級(jí)互感器；一般保護(hù)用的電流互感器可選用3級(jí)，差動(dòng)距離及高頻保護(hù)用的電流互感器宜選用D級(jí)，零序接地保護(hù)可釆用專用的電流互感器，保護(hù)用電流互感器一般按10%倍數(shù)曲線進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算。熱穩(wěn)定校驗(yàn):電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過(guò)一次額定電流I1n來(lái)校驗(yàn)：(I1nKt)Itdz Kt為CT的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)；動(dòng)穩(wěn)定校