kv自动化变电站设计

'摘要电力行业是国民经济的基础工业，它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。本设计是以电气工程基础、继电保护、电力系统自动化等专业知识为理论依据，主要对无人值守变电站部分进行毕业设计训练。设计步骤主要包括：方案比较、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。电能是现代工业生产的主要能源和动力，随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。关键词：无人值守变电站；短路电流计算；无穷大系统 目录1绪论1.1、原始资料..........................................................11.2、我国的电力及变电站发展概述........................................11.3、变电站综合自动化系统的概念........................................11.4、变电站综合自动化系统的组成和主要功能..............................21.5、课题设计的意义及目的，国内外研究的现状.............................52变电站一次系统的设计2.1、原始材料分析及主变压器的选择.....................................72.2、主接线方案的确定.................................................72.2.1常用的主接线形式介绍..........................................72.2.2导线和电缆的选型.............................................102.3、短路电流的计算...................................................133变电站主要电气设备选择3.1、高压电气设备选择的目的及原则.....................................193.1.1电气设备选择的目的...........................................193.1.2电气设备选择的一般原则.......................................193.1.3按短路情况校验...............................................213.2、10KV侧电气设备的选择............................................223.2.1高压开关柜的选择.............................................233.2.2断路器的校验.................................................243.2.3电压互感器的校验.............................................253.2.4电流互感器的校验.............................................263.2.5一次接线方案.................................................283.2.610KV避雷器的选择............................................283.2.710KV侧高压柜主母线的选择.....................................283.3、0.4KV侧电气设备的选择...........................................29 3.3.1低压开关柜的选择.............................................294变电站二次系统的设计4.1、二次回路的定义和分类.............................................314.2、简要介绍继电保护的任务及基本要求.................................314.2.1继电保护的任务...............................................314.2.2继电保护的要求...............................................314.3、选用微机保护装置的技术特点及功能.................................324.3.1选用装置概述及应用范围.......................................324.3.2主要特点及功能...............................................324.3.3常用保护功能组合及原理说明...................................334.4、保护的整定与校验.................................................354.4.1线路（出线）电流速断保护的整定和校验.........................354.4.2线路（出线）过电流保护的整定与校验...........................354.4.3线路（进线）电流速断保护的整定与校验.........................364.4.4线路（出线）过电流保护的整定与校验...........................374.4.5变压器速断保护的整定说明.....................................384.4.6过电流过流保护的整定.........................................384.5、本设计选用装置型号...............................................394.6、硬件原理框图....................................................405微机备用电源互投装置设计5.1概述.............................................................415.2设计说明.........................................................425.2.1DMP100—BZT适用范围..........................................425.2.2DMP100—BZT的主要功能........................................425.2.3操作说明.....................................................425.2.4逻辑说明.....................................................435.2.5装置警告.....................................................44总结...................................................................45致谢...................................................................46参考文献...............................................................47 附录...................................................................48外文原文...............................................................57外文翻译...............................................................62 1绪论1.1、原始资料本变电站为10kv，安装主变两台（2x4000KVA），变电所10kv母线上共有10回出线，其中630KVA四回，400KVA和500KVA各2回，1250KVA和1600KVA各一回。10kv系统采用双电源进线，单母线分段接线方式，一个主供，一个备供。主供运行时带全部负荷，备供不投，当主供跳闸时，备自投自动启动并确定主供和分段断路器均断开后自动合上备供电源，向II段母线继续供电。当主供电源故障排除后备自投自动切除备供并且合上主供及分段开关，恢复正常运行方式。系统按照无穷大考虑。1.2、我国的电力及变电站发展概述电力是国民经济发展的动力，国民经济的持续、快速、稳定发展需要有足够的电力能源作保障。进入新世纪以来，我国经济进入新的高速增长时期，电力工业的发展面临着空前的机遇。随着电力体制改革的不断深化和多元投资主体的形成，从2011年到今年，投产装机容量都将达到5000万千瓦左右，继去年全国发电装机容量突破4亿千瓦和水电装机容量1亿千瓦之后，电力工业将很快实现新的跨越，预计到2015年全国发电装机将达到6.5亿千瓦，到2020年达到9.5亿到10亿千瓦。因而，越来越多变电站的新建及运行就迫在眉睫。变电站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。这就要求变电站的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。随着国民经济的持续发展，近些年来中国地区的经济情况也得到了极大地提高，这当然得益于很多企业的蓬勃发展。能源是国家前进的灵魂与动力，其中电能又是企业与人们生活中不可或缺的一种能源，经济与人们物质生活水平的提高使得对电能的需要达到了前所未有的高度，这样一来为了保证各大企业及家庭生活的可靠，安全用电，地区近年来新建成了很多变电站，而地区建一所新型35kV变电站的需要也是刻不容缓。1.3、变电站综合自动化系统的概念变电站综合自动化系统具有功能综合化、设备、监控、操作集成化，结构形式多样化，通信网络光纤化及运行智能化的特点。它为监控范围和安全可靠、优质经济的运行提供现代化手段和基础保证，为变电站无人值班提供强有力的现场数据采集及监控支持，在其基础上可实现高水平的无人值班管理。 采用综合自动化系统的变电站是一个全微机的变电站，通过二次优化设计，实现软、硬件资源的合理共享。它取代了常规测量系统如变送器、录波器、指针式仪表等；常规警告装置如中央信号系统、光字牌等；电磁式、械式防误闭锁设备。改变了常规的操动机构：操作盘、模拟盘、手动同期及手动无功补偿等，彻底改变了传统二次设备的模式和传统观念，把变电站自动化水平提高到了一个新的高度是变电站二次设备及二次系统的一次革命。对于变电站综合自动化系统这一概念，目前国内暂无统一的标准规范，故对其定义不尽相同，我们这里引用一个比较通用的解释：利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计、对变电站的全部设备的运行情况执行监视、测量、自动控制和保护及与调度间通信等综合性的自动化功能的自动化系统。变电站综合自动化的实质是以计算机技术为核心，通过对变电站原有的保护、仪表、中央信号、远动装置等二次系统及功能重新组合、互联和计算机化，集变电站保护、测量、监视和远方控制于一体，完全替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化就是通过微机保护、测控单元采集变电站的各种信息，同时对采集到的信息加以分析和处理，借助于计算机通信手段，将变电站的信息传送给调度中心以及需要相应信息的运行方式科和检修中心。实现变电站运行监视、控制、协调和管理。同传统变电站二次系统不同的是：各个保护、测控单元既保持相对独立，又通过计算机通信的形式，相互将换信息，实现数据共享，协调配合工作，并增加了新功能，如微机监测、监控、保护、小电流接地选线，故障录波、低频减灾、四遥远传等，改变了传统变电站主控室、保护室的主体结构和值守方式，减少了电缆和设备配置，降低了投资，减轻了劳动强度，实现了变电站的自动监视、保护，提高了变电站整体运行控制的安全性和可靠性。1.4变电站综合自动化系统的组成和主要功能 变电站综合自动化涉及多个专业性的综合技术，它以计算机为基础，实现对变电站的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的全面技术改造。基本功能设置必须满足：很高的可靠性、安全性和可信赖性。基本功能的实现相对独立，不依赖通信网和主计算机系统。系统功能可以进行系统控制和集中控制；能够进行电网安全及事故分析；在系统故障时对继电保护和自动装置的行为进行监视、研究和分析提供数据。变电站综合自动化系统的子系统组成：（1）监控子系统：完全取代常规的测量系统、改变常规的操动机构和模拟盘，以计算机显示和处理取代常规的告警、报警、中央信号和光字牌等，取代常规的远动装置等。（2）微机保护子系统：是变电站综合自动化系统的最基本最重要的功能，它包括变电站的主设备和输电线路的全套保护：变压器的主保护、后备保护、非电量保护；高压输电线路保护和后备保护；母线保护；低压配电线路保护；无功补偿装置保护；所用变保护等。（3）后备控制与紧急控制子系统：包括实时对电压和无功进行合理调节、确保电能质量、提高电压合格率降低网损的电压无功综合控制子系统；实时对有功负荷进行调节的电力系统的低频减载、负荷控制子系统、保证电力系统连续可靠供电的备用电源自动投入控制子系统等。变电站综合自动化系统的硬件组成有：就地智能一体化装置、站内通信网、站内监控系统、微机保护与监控系统。变电站综合自动化系统的功能要求主要包括下面几个方面：（1）保护功能:保护包括:线路保护、变压器保护、馈出线保护、母线保护、电容器保护、备用电源自投装置以及接地选线装置等，变压器及高压线路则包括主保护和后备保护。作为综合自动化重要环节的微机保护应具有以下功能：①故障记录报告(分辩率2ms)且掉电保持;②时钟校时(中断或广播方式或其他方式)；③实时显示保护主要状态(功能投入情况及输入量值等)；④与监控系统通信,主动上传故障信息、动作信息、动作值及自诊断信息，接收监控系统命令上传整定值及历史事件，接收监控系统命令投退保护及修改整定值，与监控系统通信应采用标准规约。（2)监测功能：变电站监测包括状态量、模拟量、脉冲量等的监测。①状态量、状态量有：断路器状态，隔离开关状态，变电站一次设备状态及报警信号，变压器分接头位置信号等。②模拟量、变电站监测的典型模拟量有：各段母线电压，线路电压、电流和功率值，馈线电流、电压及功率值，频率等。此外还有变压器油温，变电站室温，直流电源电压，所用电电压和功率等。③脉冲量、脉冲量指电能表输出的电度量。（3）事件记录及故障录波测距功能：事件记录包括保护动作序列记录、开关跳合记录。分辩率可根据不同电压等级的要求确定，一般在1～5ms之间，微机保护或监控采集环节必须有足够的内存，能存放多个事件顺序 记录，确保当后台监控系统或远方监控主站通信中断时不丢失事件信息。对高压变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是配置专用微机故障录波器，并能与监控系统通信；另一种则由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波形及测距结果送监控系统，由监控系统存储及打印波形。对低压变电站可给出故障报告，包括故障类型，动作类型及开关遮断电流大小。（4）控制与操作闭锁功能：操作人员可通过CRT屏幕对断路器、隔离开关的开合进行操作，可以对变压器分接头进行调节控制，可对电容器组进行投切。为防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计上应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应包括以下内容：①操作出口具有跳、合闭锁功能；②操作出口具有并发性操作闭锁功能；③根据实时信息，实现断路器、刀闸操作闭锁功能；④CRT屏幕操作闭锁功能。只有输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。（5）同期检测和同期合闸功能；同步检测断路器两侧电压的幅值、相位和滑差，并发出同期合闸启动和停止信号。此分为：手动和自动两种方式实现，一般应具有两种方式供选择。同期装置可以是独立的设备。（6）电压和无功潮流就地控制功能：为了将电压和无功潮流调整到预定值，通常通过调整变压器组的分接头以及投切电容器组、电抗器组及调整同步调相器实现。运行方式可手动可自动；人工操作可就地可远方。（7）远方整定保护定值功能：除当地外还可远方实现查询和整定保护定值。此功能应具有远方／当地闭锁，操作权限闭锁措施。（8）数据处理与记录功能：历史数据的形成与存储是数据处理的主要内容，它包括上级调度中心、变电管理和保护专业要求的数据，这些数据主要有：①断路器动作次数；②断路器切除故障时故障电流和跳闸操作次数的累计数；③输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功，母线电压定时记录的最大值、最小值及其时间；④独立负荷有功、无功每天的峰值和最小值，并标以时间；⑤指定测点上的趋势，平均值、积分值和其它计算值；⑥控制操作及修改整定值的记录。（9）与远方调度中心通信功能：本功能即常规的远动功能或扩充的远动功能，在实现遥测、遥信、遥控、遥调的基础上还增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等。通信规约应适应调度中心的要求，符合国家标准和IEC标准。变电站综合自动化应具有统一时钟的功能。（10）人机联系功能:当变电站有人值班时，人机联系功能在当地监控系统的后台机(或称主机)上进行，当变电站无人值班时，人机联系功能在远方的调度中心或操作控制中心的主机或工作站上进行，不管哪种方式，操作维护人员面对的都是CRT屏幕，操作的工具一般是键盘或鼠标器。人机联系的主要内容是：①显示画面与数据、时间、日期；单线图的状态、潮流信息、报警画面与提示信息、事件、 顺序记录、事故记录、趋势记录、装置工况状态显示、保护整定值、控制系统的配置显示、包括退出运行的装置的显示以及信号流程图表、值班记录、控制系统的设定值显示等。②输入数据和运行人员代码及密码、运行人员密码更改、保护定值的改设、控制范围及设定的变化、报警界限、告警设置与退出、手动／自动设置、趋势控制等。③控制操作断路器及隔离开关的操作排序、分接头位置控制、控制闭锁与允许、保护装置的投入或退出、设备运行／检修的设置、当地／远方控制的选择、信号复归等。④无人值班站的人机联系功能，无人值班站应保留一定的人机联系功能，以保证变电站现场检修或巡视的需求，能显示站内各种数据和状态量，操作出口回路具有人工当地紧急控制设施；变压器分接头应备有当地人工调节手段。(11)自诊断功能:系统内应具有自诊断功能，自诊断信息也像采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。1.5课题设计的意义及目的，国内外研究的现状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。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。现阶段：全面做好“十二五”发展规划，加快电网重点工程建设，进一步加强企业经营管理，推进“三集五大”体系建设，加大科技创新和管理创新力度，继续加强“三个建设”。电力力布局由注重就地平衡向全国乃至更大范围优化统筹转变，电力结构由过度依赖煤电向提高非化石能源发电比重转变，推进集约化发展和标准化建设，充分发挥国家电网在电力市场化、能源清洁化、经济低碳化、生活方式现代化中的基础性作用；实现供配电输送无缝隙，无错误随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道” 的技术改造思路[2]。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，变电站运行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很大的差距。在我国，许多220KV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500kV和330kV变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此发现，在国内外无人值守变电站之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大的差异。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益:1、提高了运行可靠性；2、加快了事故处理的速度；3、提高了劳动生产率；4、降低了建设成本。本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它可以复习巩固了专业课程的有关内容，拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对供配电系统的电气部分有详细的了解，加深了熟练的运用短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择等这些知识的能力。 2变电站一次系统的设计2.1、原始材料分析及主变压器的选择本变电站为10kv，安装主变两台（2x4000KVA），变电所10kv母线上共有10回出线，其中630KVA四回，400KVA和500KVA各2回，1250KVA和1600KVA各一回。10kv系统采用双电源进线，单母线分段接线方式，一个主供，一个备供。主供运行时带全部负荷，备供不投，当主供跳闸时，备自投自动启动并确定主供和分段断路器均断开后自动合上备供电源，向II段母线继续供电。当主供电源故障排除后备自投自动切除备供并且合上主供及分段开关，恢复正常运行方式。系统按照无穷大考虑。根据已知原始资料，该变电站有两个电压等级：10KV和380V，10KV侧有十回出线，380V侧两回出线，由原始资料可知，两台主变的容量均为2000KVA，根据《电力系统设备手册》可知，应选两台同样型号的SC型环氧树脂浇筑干式变压器SC—2000/10。变压器主要参数如表2—1所示：额定容量/KVA额定电压/KV额定电流/A损耗/KW一次二次一次二次空载负荷2000100.4115.602890.173.5016.30阻抗电压(%）绕组电阻（/相)绕组电抗(/相）标幺值UdUrUx正序零序正序零序Z*X*R*60.815.940.650.324.7524.002.972.940.41表2—12.2、主接线方案的确定2.2.1常用的电气主接线形式介绍主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式，概括为有母线的接线形式和无母线的接线形式两大类。概况地说，对主接线的基本要求包括安全、可靠、灵活、经济四个方面。 安全包括设备安全及人身安全。要满足这一点，必须按照国家标准和规范的规定，正确选择电气设备及正常情况下的监视系统和故障情况下的保护系统，考虑各种人身安全的技术措施。可靠就是主接线应满足对不同负荷的不中断供电，且保护装置在正常运行时不误动、发生事故时不拒动，能尽可能的缩小停电范围。为了满足可靠性要求，主接线应力求简单清晰。灵活是用最少的切换，能适应不同的运行方式，适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使发生故障时停电时间最短，影响范围最小。经济是指在满足了以上要求的条件下，保证需要的设计投资最少。因此，主接线的设计应满足可靠性和灵活性的前提下，做到经济合理。主要应从投资声、占地面积少、电能损耗小等几个方面综合考虑。10KV主接线有以下几种接线方式：（1）单母分段接线方式单母线接线是一种原始、最简单的接线，所有电源及出线均接在同一母线上，其优点是简单明显，采用设备少，操作简便，便于扩建，造价低。缺点是供电可靠性低。母线及母线隔离开关等任一元件发生故障或检修时，均需使整个配电装置停电。因此，单母线接线方式一般只在发电厂或变电所建设初期无重要用户或出线回路数不多的单电源小容量的厂中采用。接线方式如图2—1所示：图2—1单母线接线a）一路电源进线b）两路电源接线 在主接线中，断路器是电力系统的主开关；隔离开关的功能主要是隔离高压电源以保证其他设备和线路的安全检修。例如，固定式开关柜中的断路器工作一段时间需要检修时，在断路器断开电路的情况下，拉开隔离开关；恢复供电时，应先合隔离开关，然后和断路器。这就是隔离开关与断路器配合操作的原则。由于隔离开关无灭弧装置，断流能力差，所以不能带负荷操作。（2）单母分段接线方式单母线分段接线是采用断路器（或隔离开关）将母线分段，通常是分成两段。母线分段后可进行分段检修，对于重要用户，可以从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保证了正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。两段母线自动同时故障的机遇很小，可以不予考虑。在供电可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一段母线发生故障时，将造成两断母线同时停电，在判断故障后，拉开分段隔离开关，完好段即可恢复供电。单母线分段接线既具有单母线接线简单明显、方便经济的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性。但它的缺点是当一段母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的所有回路到要长时间停电。单母线分段接线连接的回路数一般可比单母线增加一倍。接线方式如图2—2所示：图2—2（3）双母分段接线方式双母线分段接线有如下优点：可轮换检修母线或母线隔离开关而不致供电中断；检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路；母线发生故障后，能迅速恢复供电；各电源和回路的负荷可任意分配到某一组母线上，可灵活调度以适应系统各种运行方式和潮流变化；便于向母线左右任意一个方向顺延扩建。 但双母线也有如下的缺点：造价高；当母线发生故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误动作。但可加装断路器的连锁装置或防误操作装置加以克服。接线方式如图2—3所示：图2—3当进线回路数或母线上电源较多时，输送和穿越功率较大，母线发生事故后要求尽快恢复供电，母线和母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用双母线接线。综上可知，单母线分段接线一方面线路简单，造价低，另一方面其供电稳定性也能在一定程度上能够得以保证。所以，本设计10KV侧采用单母分段式接线方案，而0.4KV侧也采用单母线分段接线方式。2.2.2导线和电缆的选型选择导线和电缆的截面应考虑以下因素：（1） 发热问题：电流通过导线或电缆时将引起发热，从而使其温度升高。当通过的电流超过其允许电流时，将使绝缘线和电缆线的绝缘加速老化，严重时将烧导线或电缆，或引起其它事故，不能保证安全供电。另一方面为了避免浪费有色金属，应该充分利用导线或电缆的负荷能力。因此，必须按导线或电缆的允许截流量来选择其截面。(2)电压损失问题：电流通过导线时，除产生电能损耗外，由于线路上有电阻和电抗，将产生电压损失。当电压损失超过一定的范围后，将使用电设备端子上的电压不足，严重地影响用电设备的正常运行。所以欲使电气设备正常运行，必须根据线路的允许电压损失选择导线和电缆的截面或根据已知的截面校验线路的电压损失是否超过允许范围。(3)架空线路的机械强度：架空线路经受风、雪、覆冰和温度变化的影响，因此必须有足够的机械强度以保证其安全运行。(4)经济条件。导线和电缆截面的大小，直接影响网络的初投资及其电能损耗的大小，截面选得小些，可节约有色金属和减小电网投资，但网络中的电能损耗增大。反之，截面选得大些，网络中的电能损耗虽然减少，但有色金属耗用量和电网投资都随之增大。因此，这里有一个经济运行的问题，即所谓经济电流密度选择导线和电缆的截面。导线截面的计算公式如下：=（式2.1）式中：S—导线截面（mm2）P—送电容量（KW）Ue—线路额定电压（KV）J—经济电流密度（A/mm2）导线材料最大负荷利用小时数3000以下3000～50005000以上铝线1.651.150.9铜线3.02.251.75表2—2当输电线路输送电力一定时，导线截面越小则线路的电阻和电抗越大，从而使线路的电压损耗也越大。对于10KV及以下的电网而言，其负荷小而分散，在每个负荷点装设调压设备显然不合理。因此，往往用电压损耗作为控制条件选择配电网的导线截面。设计规程规定，对于1～ 35KV配电线路，自供电的变电站母线至线路末端最大电压损耗不得超过5%。10KV及以下输电线路长度不超过2公里，本次设计中，输电线路长度均取1.2KM。10KV侧输电线进线的选型：10KV进线是双回路进线。在计算时，我们是按照双回路分裂运行，每回承担一半负荷来考虑经济电流密度的。当初选后，再按一路停运一路运行来校验其允许电流、电压损失和机械强度。所以其最大利用小时数应看作是3000小时以下来查经济电流密度。10KV输电线路上允许的电压损耗为：V若取每KM电抗值为0.4Ω/KM，则电压上的电抗损耗为:因此，在电阻上允许的电压损耗为:按恒定电流密度选择截面：铝导线的电导率为：=31.7m/(Ω·mm2),因此电流密度为：此电流密度大于经济电流密度1.65A/mm2，因此应按经济电流密度选择导线截面，根据公式，得：10KV侧线路进线的截面积为：，应选型号为：LGJ—240的导线。10KV线路出线侧最大负荷利用小时数取3000h以上，则此电流密度大于经济电流密度1.15A/mm2，因此应按经济电流密度选择导线截面，根据公式得：1250KVA导线截面为：，故1250KVA导线应选型号为：LGJ—70的导线。1600KVA导线截面为：，故1600KVA导线应选型号为：LGJ—95的导线。630KVA导线截面为：，故630KVA导线应选型号为：LGJ—50的导线。400KVA导线截面为：，故400KVA导线应选型号为：LGJ—35的导线。500KVA导线截面为：，故500KVA导线应选型号为：LGJ—35的导线。2000KVA导线截面为： ，故2000KVA导线应选型号为：LGJ—120的导线。2.2.3导线的校验（1）按照导线长期容许电流校验导线截面，选定的架空输电线路的导线截面，必须根据各种不同运行方式以及事故情况下的传输容量进行发热校验，即在设计中不应使用预期的输送容量超过导线发热所能容许的数值。按照容许发热条件的持续极限输送容量的计算公式：（式2—2）式中：—极限输送容量（KVA）—线路额定电压（KV）（如果已知线路的实际电压U不等于额定电压Ue时，式中应采用U—最大可持续工作电流（KA）由《电力系统设计手册》查得：LGJ—240的长期允许载流量为610A，大于最大可持续工作电流577.35A，故满足要求。（2）按机械强度校验。对于6～35kV架空线路在居民区截面不小于即合格，所以机械强度校验合格。2.3、短路电流的计算2.3.1短路的原因、类型及后果一、短路的原因、类型：1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。2、短路的原因：（1）元件损坏：如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路。（2）气象条件恶化：如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等。（3）违规操作：如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压。（4）其他原因：如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。3、三相系统中短路的类型：（1）基本形式:—三相短路；—两相短路；—单相接地短路；— 两相接地短路；(2)对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路;不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称;如两相短路、单相短路和两相接地短路。注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。二、短路的后果：1、短路的危害后果：随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面：（1）电动力效应短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。（2）发热：短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。（3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃及周围设备.（4）电压大幅下降，对用户影响很大。（5）如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电。这是短路故障的最严重后果。（6）不对称短路会对附近的通讯系统产生影响。2.3.2短路电流电流计算的目的及一般规定一、短路电流计算目的：1、选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某接线是否需要采取限制短路电流的措施等均需进行必要的短路电流计算。2、在选择电气设备时，为了保证各种电器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作同时又力求节约资金这就需要用短路电流进行校验。3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地安全距离。4、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。二、短路电流计算的一般规定：1、验算导体和电器的动、热稳定及电器开断电流所用的短路电流、应按工程的设计手册规划的容量计算、并考虑电力系统5～10年的发展。2、接线方式应按可能发生最大短路电流和正常接线方式而不能按切换中可能出现的运行方式。3、选择导体和电器中的短路电流在电气连接的电网中应考虑电容补偿装置的充放电电流的影响。 4、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Id最大的点对带电抗器的6～10kV出线应计算两点：电抗器前和电抗器后的Id。短路时，导体和电器的动稳定、热稳定及电器开断电流一般按三相电流验算若有更严重的按更严重的条件计算。2.3.3短路电流计算的内容及方法一、短路电流计算的内容：（1）短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。（2）短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。（3）短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的。二、短路电流计算方法：供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：有名值法和标幺值法。（1）有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于1kV以下低压供电系统短路电流的计算。在企业供电系统中发生三相短路时，如短路回路的阻抗为Rk、Xk，则三相短路电流周期分量的有效值为（式2—3）式中，Uav—短路点所在线路的平均额定电压(kV)。Rk、Xk—短路点以前的总电阻和总电抗，均已归算到短路点所在处电压等级。对于高压供电系统，因回路中各元件的电抗占主要成分，短路回路的电阻可忽略不计，则上式变为：（2）标幺值法标幺制 是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。计算具有许多个电压等级供电系统的短路电流是，若采用有名制法计算，必须将所有元件的阻抗都归算到同一电压下才能求出短路回路的总阻抗，从而计算出短路电流，计算过程繁琐并容易出错，这种情况采用标么制法较为简便。用相对值表示元件的物理量，称为标么制。标么值是指任意一个物理量的有名值与基准值的比值，即标么值=物理量的有名值∕物理量的基准值标么值是一个相对值，没有单位。在标么制中，容量、电压、电流阻抗（电抗）的标么值分别为基准容量（Sd）、基准电压（Ud）、基准电流（Id）和基准阻抗（Xd）亦符合功率方程和电压方程。因此，4个基准值中只有两个是独立的，通常选定基准容量和基准电压为给定值，再按计算式求出基准电流和基准电抗，即基准值的选取时任意的，但是为了计算方便，通常取100MVA为基准容量，取线路平均额定电压为基准电压为给定值，即Sd=100MVA，Ud=Uav=1.05UN。线路的额定电压和基准电压对照值如书上表中所示。在标么制计算中，取各级基准电压都等于对应电压等级下的平均额定电压，所以各级电压的标么值等于1。即U=Uav和Ud=Uav，U*=1。因此，多电压等级供电系统中不同电压级的标么电压都等于1，多有变压器的变比的标么值为1，所以短路回路总标么电抗可直接由各元件标么电抗相加求出，避免了多级电压系统中电抗的换算。这就是标么制法计算简单、结果清晰的特点。本变电所的短路电流计算采取简单的方法，全部只按照其正常运行情况（也就是全分裂运行，10kV和0.4kV母线的联络开关断开。）计算短路电流，不考虑故障时的并列运行情况下的短路。系统短路电流计算先要画出系统的等效简图，以确定电抗的大小，和确定短路点，其简图如图2—1所示。 图2—12.3.4各主要元件的标幺值计算取基准容量为：线路基准电压为：最大运行方式系统阻抗：=0.12Ω最小运行方式系统阻抗：=0.22Ω变压器阻抗：线路单位长度电抗取值：架空线:各输电线路支路标幺值（线长均取1.2）：查表得：线路：，线路：,线路：， 线路：,线路，：,线路：,本设计短路电流计算为三相短路，三相短路是对称短路。是在最大运行方式下的短路。为求各段电路电流标幺值，先要求出电流的基准值：已知基准容量为：，基准电压为：，则基准电流为：（1）点短路：计算点三相短路电流周期分量有效值为：计算短路容量为：取短路冲击系数为：，则计算短路全电流冲击值为：短路全电流最大有效值为：（2）点短路：查表2—1得：该变压器的阻抗标幺值为：当两台变压器并列运行时，计算在该系统最大运行方式下点的短路电流为：当两台变压器分列运行时，计算在该系统最小运行方式下点的短路电流为 （3）点短路：计算点三相短路电流周期分量有效值为：计算短路容量为：取短路冲击系数为：，则计算短路全电流冲击值为：短路点三相短路电流（KA）三相短路冲击电流(KA)三相短路容量(MVA)6.0515.4110.036.2415.88113.46.0415.38109.855.9515.15108.21以下计算过程同上，计算结果如表2—3所示：表2—3 3变电站主要电气设备选择3.1、高压电气设备选择的目的及原则：3.1.1电气设备选择的目的电气设备选择是供电系统设计的主要内容之一，选择是否合理将直接影响整个供电系统的可靠运行。3.1.2电气设备选择的一般原则：对各种电气设备的基本要求是正常运行时安全可靠，短时通过短路电流时不致损坏，因此，电气设备必须按正常工作条件进行选择，按短路条件进行校验。（1）环境条件电气设备在制造上分户内和户外两大类。户外设备的工作条件较为恶劣，各方面要求较高，成本也高。户内设备不能用于户外，户外设备虽可用于户内，但不经济。此外，选择电气设备时，还应根据实际环境条件考虑防水、防火、防腐、防尘、防爆以及高海拔地区或湿热带地区等方面的要求。（2）按电网额定电压选择电气设备的额定电压电气设备的额定电压是指标示在其铭牌上的线电压。电气设备的最大工作电压比额定电压高。对额定电压在220KV以下的电气设备而言，其最大工作工作电压为额定电压的1.15倍，即：电力系统在正常运行时电压不断波动，实际电压可能高于电网的额定电压 。在选择电气设备时，电器设备的最大工作电压不得低于所接电网的最高工作电压即:≧由于实际电网最高工作电压一般不超过1.1，故在选择电气设备时可以按额定电压来选择，即：≧我国普通电器额定电压标准是按海拔1000m设计的。如果使用在高海拔地区，应选用高海拔设备或采取某些必要的措施增强电器的外绝缘，方可应用。（2）按最大的持续工作电流选择电气设备的额定电流选择电器时应满足,电气设备的额定电流不小于该回路在各种运行方式下最大的持续工作电流，即：≧根据我国《交流高压电器在长期工作时的发热》中规定，电气设备的额定电流是指规定环境温度为+40℃时，长期允许通过的最大电流。如果电器周围环境温度与额定环境温度不符时，应对额定电流值进行修正。当高于+40℃是，每增高1℃，额定电流减小1.8%。当低于+40℃时，每降低1℃，额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。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，故其相应回路的为发电机、调相机和变压器额定电流的1.05倍。若已知电气设备的最高允许工作温度，当环境最高温度高于40℃，但不超过60℃时，额定电流按下式修正：式中：—设备允许最高工作温度，℃；—实际环境年最高空气温度，℃；—额定环境空气温度，电气设备为40℃，导体为25℃；—环境温度修正系数，;—实际环境温度下电气设备允许通过的额定电流。选电气设备时，应使修正后的额定电流不小于 该回路在各种运行方式下最大的持续工作电流，即：≧（4）机械负载所选择的电气设备端子的允许机械负荷应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。（5）环保条件选用电气设备时，应考虑对周围环境的影响，主要是电磁的干扰影响。电磁干扰主要来自设备的电晕。一般要求电器及金具在最高工作电压下，晴天的夜晚不出现可见电晕。对110及以上电气设备要求晴天户外的无线电干扰电压不大于2500。为了减少噪音对工作场所和周围居民的影响，要求在距电气设备2处的连续性噪音水平不大于85；非连续性噪音水平不大于90(户内）和110（户外）。3.1.3按短路情况校验电力系统不可避免地会发生各种故障，其中尤以各种短路故障对电气设备危害最大。因此，在按照上述正常运行条件选择完电气设备后，还必须按其最大可能通过的短路电流进行热稳定及动稳定的校验。校验一般按最严重的短路情况——三相短路进行校验。（1）热稳定校验短路电流通过电气设备时，电器的各部件温度（或发热效应）应不超过短时允许发热温度。即：或式中：—电器设备允许通过的短时热效应，；—短路电流产生的热效应，；—电器设备的额定热稳定电流，KA；—电器设备额定短路电流耐受时间，S；为了计算热效应，通常把它近似的分解为与短路电流交流分量有关的热效应和与直流分量有关的热效应两部分，即：交流分量的热效应可按下式计算： 式中：—短路瞬间的短路电流交流分量；—短路切除时（时刻）短路电流的交流分量；—时刻的短路电流交流分量；直流分量的热效应按下式计算：式中：T为直流分量等效时间，其值可由表3—1查出。直流分量等效时间短路点T/s≦＞发电机出口及母线0.150.2发电机升高母线及出线；0.080.1变压器各级电压母线及出线0.05表3—1（2）动稳定性校验短路电流通过电器设备时，电器设备各部件应能承受短路电流产生的机械力效应，不发生变性损坏，即：或式中、—电器设备额定动稳定电流峰值及其有效值，KA；、—短路冲击电流峰值及其有效值，KA。下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：1)熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不校验热稳定。2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。3)装设在电压互感器回路的裸导体和电器，可不校验动、热稳定性。（3）短路电流计算的条件为使电器具有足够的可靠性、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：1)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（一般为本工程建成后5～10 年）；其接线应采用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。2)短路种类：一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。3)计算短路点：选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。4)正确估计短路切除时间：通常，短路计算时间由继电保护动作时间和断路器的切断时间之和来决定，即式中：—主保护动作时间，一般可取为0.05S。当缺乏具体的断路器动作时间时，可取下列平均值：对于快速及中速动作的断路器，对于低速动作的断路器3.2、10KV侧电气设备的选择3.2.1高压开关柜的选择：额定电压：额定电流：≧根据有关资料，10kV高压开关柜选用KYN28-12型户内交流金属铠装中置式开关柜，柜内配装ABBG公司的VD4的真空短路器，其主要技术参数如表3—1所示：序号名称单位参数1额定电压KV122额定电流A400,630,1000,1600,2000,315031min工频耐受电压相间及相对地KV42断口间484雷电冲击耐受电压（峰值）相间及相对地KV75断口间845额定短路开断电流KA16,20,31.56额定短时耐受电流KA16,20,31.57额定短路电流耐受时间S38额定峰值耐受电压KA40,50,80 9机械寿命断路器次30000隔离开关及接地开关200010额定短路电流开断次数（电寿命）次5011额定操作电压VAC/DC22012防护等级外壳IP4X,手推车门打开时IP2X表3—2下面对KYN28—12型户内交流金属铠装中置式开关柜进行校验：如表所示：其额定电压为12kV,满足要求。下面校验其主要电器部件：VD4真空断路器、JDZ10型电压互感器、LZZBJ9—12型电流互感器。3.2.2断路器的校验：本次设计断路器选用VD4真空断路器，其主要参数如表3—3所示：序号名称单位参数1额定电压KV122额定电流A31503额定功率Hz504额定绝缘水平1min工频耐受电压KV42雷电冲击耐受电压KV755额定短路开断电流KA506额定短时耐受电流（峰值）KA507额定峰值耐受电流（峰值）KA1258额定短路关合电流（峰值）KA1259额定短路电流耐受时间S3 10机械寿命次30000表3—3如表所示：VD4真空断路器的额定电压为≧；VD4真空断路器的额定电流为≧；VD4真空断路器的额定开断电流为：50KA，大于点三相短路电流周期分量有效值：10.78KA；VD4真空断路器的额定短路关合电流为125KA，大于点的三相短路全电流冲击值，满足要求。动稳定校验：如表所示：VD4真空断路器的额定峰值耐受电流为：大于点的三相短路全电流冲击值，满足在短路情况动稳定的要求。热稳定校验：交流分量的热效应为：在本设计中，，取短路开断时间为：故直流分量的热效应为：由表3—1得，故因此，热效应为：由表3—3可得VD4型真空断路器的额定短时耐受电流为50KA，额定短路电流耐受时间为3S，故即，故热稳定满足要求。3.2.3电压互感器的校验：（1）电压互感器选型的要求：电压互感器的种类和形式应根据装设地点和使用条件进行选择，例如：在6~35kV屋内配电装置中，一般采用油渍式或浇注式；110~220kV配电装置通常采用串级式电磁式电压互感器；当容量和准确级满足要求时，也可采用电容式电压互感器。电压互感器选择的主要项目是：1）额定电压应于安装处电网的额定电压相一致； 2）类型：户内型、户外型；3）容量和准确度等级的选择：首先根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各相负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量选择互感器的准确级和额定容量。本设计选用JDZ10型电压互感器。其技术参数如表3—4所示：序号名称单位参数1额定电压V10000/1002准确等级0.2,0.5,13额定输出VA15,30,604极限输出VA300表3—4如表所示，JDZ10型电压互感器额定一次电压为10KV，符合要求。3.2.4电流互感器的校验：（1）电流互感器型号：第一字母：L—电流互感器；第二字母：A—穿墙式；Z—支柱式；M—母线式；D—单匝贯穿式；V—结构倒置式；J—接地检测用；W—抗污秽；R—绕组裸露式；第三字母：Z—环氧树脂浇注式；C—瓷绝缘；Q—气体绝缘介质；W—与微机保护专用；第四字母：B—带保护级；C—差动保护；D—D级；Q—加强型；J—加强型；第五数字：D（B、C）—差动保护；（2）主要技术要求：1）额定容量：额定二次电流通过二次额定负荷时所消耗的视在功率。额定容量可以用视在功率V.A表示，也可以用二次额定负荷阻抗Ω表示。2）一次额定电流：允许通过电流互感器一次绕组的用电负荷电流。用于电力系统的电流互感器一次额定电流为5～25000A，用于试验设备的精密电流互感器为0.1～50000A。电流互感器可在一次额定电流下长期运行，负荷电流超过额定电流值时叫做过负荷，电流互感器长期过负荷运行，会烧坏绕组或减少使用寿命。3）二次额定电流：允许通过电流互感器二次绕组的一次感应电流。4）额定电流比（变比）：一次额定电流与二次额定电流之比。 5）额定电压：一次绕组长期对地能够承受的最大电压（有效值以kV为单位），应不低于所接线路的额定相电压。电流互感器的额定电压分为0.5，3，6，10，35，110，220，330，500kV等几种电压等级。6）10%倍数：在指定的二次负荷和任意功率因数下，电流互感器的电流误差为－10%时，一次电流对其额定值的倍数。10%倍数是与继电保护有关的技术指标。7）准确度等级：表示互感器本身误差（比差和角差）的等级。目前电流互感器的准确度等级分为0.001～1多种级别，与原来相比准确度提高很大。用于发电厂、变电站、用电单位配电控制盘上的电气仪表一般采用0.5级或0.2级；用于设备、线路的继电保护一般不低于1级；用于电能计量时，视被测负荷容量或用电量多少依据规程要求来选择。8）比差：互感器的误差包括比差和角差两部分。比值误差简称比差，一般用符号f表示，它等于实际的二次电流与折算到二次侧的一次电流的差值，与折算到二次侧的一次电流的比值，以百分数表示。9）角差：相角误差简称角差，一般用符号δ表示，它是旋转180°后的二次电流向量与一次电流向量之间的相位差。规定二次电流向量超前于一次电流向量δ为正值，反之为负值。10）热稳定及动稳定倍数：电力系统故障时，电流互感器受到由于短路电流引起的巨大电流的热效应和电动力作用，电流互感器应该有能够承受而不致受到破坏的能力，这种承受的能力用热稳定和动稳定倍数表示。热稳定倍数是指热稳定电流1s内不致使电流互感器的发热超过允许限度的电流与电流互感器的额定电流之比。动稳定倍数是电流互感器所能承受的最大电流瞬时值与其额定电流之比。LZZBJ9—12型电流互感器的技术参数产品符合标准：GB1208—1997和IEC44—1:1996；额定绝缘水平：12/42/75KV；额定二次电流：5A或1A（S级仅限二次电流为5A的电流互感器）；额定一次电流、准确级组合及相应的额定输出、动热稳定电流见表3—5；额定一次电流/A准确级组合额定二次输出/VA短时热电流（1S）/KA额定动稳定电流/KA0.20.55P1010P105P1510P155P2010P20 800～12500.5/5P101520801601500～3150100160表3—5如表所示，LZZBJ9—12型电流互感器的额定电压，额定一次电流为1250A大于最大可持续工作电流，满足要求。动稳定校验：查表3—5得：LZZBJ9—12型电流互感器的额定动稳定电流为：160KA，大于点的三相短路全电流冲击值：，满足要求。热稳定校验：查表3—5得：LZZBJ9—12型电流互感器的短时热电流为80KA，故即：，满足要求。3.2.5一次接线方案：KYN28—12型户内交流金属铠装中置式开关柜常见的几种主接线方案见附录一所示。其中，本设计高压柜一次接线方案为：电缆进线柜用03方案；母联柜用01方案；出线柜用05方案；母线提升及电压互感器柜用16方案。3.2.610KV避雷器选择：选择阀型避雷器安装在10kV架空出线处，主要是保护架空出线。其技术参数见下表3-7。HY5WS-17/5氧化锌避雷器技术参数名称参数名称参数型号规格HY5WS-17/5最大冲击残压50kV系统电压10kV伞裙数5工频放电电压26.5kV外型尺寸mm额定电压12.7kV单相重量5kg表3—6 3.2.710KV侧高压柜主母线的选择：10kV母线一般选用矩型铜母线。电缆的长时允许电流与电缆的敷设方式及根数有关。一般选用油浸纸绝缘高压电缆。在第二章前面有提到：是双回路架空线进线的，在计算时，按照双回路分裂运行，每回承担一半负荷来考虑经济电流密度的。（1）按长时工作电流选取截面：初选TMY2(6×60)，其载流量为1125A，大于满足要求。（2）动稳定校验：母线的中心距，柜宽1000mm,柜间距18mm。所以母线所受的最大电动力:母线所受的最大弯距为：母线的最大计算应力为：小于硬铜母线的允许应力，动稳定合格。本设计选用TMY2(6×60)型铜母线3.3、0.4KV侧电气设备的选择3.3.1低压开关柜的选择：根据相关资料，0.4KV低压侧选择GCS型低压开关柜，其主要技术参数见表3—8；额定工作电压400额定绝缘电压690额定频率50额定工作电压水平母线1600～4000垂直母线1000额定短时耐受电流水平母线50垂直母线50额定峰值耐受电流水平母线105 垂直母线105外壳防护等级IP40表3—7抽屉单元高度的模数为160mm，分为1/2单元，1单元，3/2单元，2单元和3单元五个尺寸系列，各种抽屉单元的持续工作电流选用见表3—9；抽屉单元单元1单元单元2单元3单元最大可持续工作电流32225400400400表3—8因为，本次设计中,所以采用单元和1单元的组合。低压设备初选：电流互感器BH—0.66—2000/5低压母线型号：TMY-3×(80×10)+1×(60×6)由于根据《低压一次设备的选择效验项目和条件》进行的低压一次侧设备选择，不需要对低压熔断器、低压刀开关、低压断路器进行效验，所以低压电流互感器和低压母线的效验如下：（1）电流互感器的校验：动稳定校验：由第二章得：，小于电流互感器BH—0.66—750/5的动稳定电流，满足要求。选用的一次接线方案，如表3—10所示：方案编号05A07A一次方案用途联络馈电 断路器最大额定工作电流（A）1600630主要元件断路器壳架等级CW120002000CW216001600电流互感器BH—0.662000/5750/5占用高度（mm）880640柜宽（mm）6001000表3—94变电站二次系统的设计4.1、二次回路的定义和分类二次设备是指测量表计、控制及信号设备、继电保护装置、自动装置和运动装置等。根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。按二次接线的性质来分，有交流回路和直流回路，按二次接线的用途来分，有操作电源回路、测量表计回路、断路器控制和信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路等。本次设计的变电站综合自动化系统的二次系统设计主要包括：线路微机保护系统设计（速断、过流、零序保护设计）、配电变压器微机保护系统设计（速断、过流、温度保护设计）、微机备用电源互投装置设计。4.2、简要介绍继电保护的任务及基本要求4.2.1继电保护的任务：任务：当被保护元件故障时跳闸切除故障，当被保护元件不正常工作时发出信号报警。 电力系统运行中，由于风雨雷电影响，设备缺陷和绝缘老化，运行维护不当和操作错误等原因，致使组成电力系统的电气元件（发电机，变压器，母线，输电线路等）可能发生故障和不正常工作状态。故障主要是各种类型的短路包括三相短路，两相短路，两相接地短路，单相接地短路，以及发电机，变压器同一相绕组的匝间短路。常见的不正常工作状态是过负荷，系统振荡和频率降低。故障的危害是故障点及故障回路的设备可能损坏，影响用户供电及系统稳定。4.2.2继电保护的基本要求：（1）选择性：指保护装置选择故障元件的能力，断路器失灵后宜采用远后备保护，220KV及以上电压线路宜采用近后备，含主备两套。（2）快速性：快速切除故障可以减小故障元件的损坏程度，加快非故障部分电压的恢复，为电动机自启动创造有利条件，提高电网系统运行的稳定性。（3）灵敏性：指保护装置对被保护电气元件可能发生的故障的反应能力，灵敏性通常用灵敏系数K来衡量，灵敏系数应根据对保护装置动作最不利的条件进行计算。对于过量保护K=保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值/保护装置整定动作值对于欠量保护K=保护装置整定动作值/保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值一般情况下K≧1，对主保护不小于1.5-2,对后备保护不小于1.2-1.5（4）可靠性:指保护装置应该动作时,它不应拒动,而在不应该动作时,它不应误动,它与保护装置本身的设计,制造,安装质量有关,也于调试维护水平有关。4.3、选用微机保护装置的技术特点及功能4.3.1选用装置概述及应用范围：本设计中微机保护装置选用环宇DMP100微机保护装置，该装置是适用于110KV以下电压等级中性点不接地、经消弧线圈接地或经小电阻接地配电网络、变电站的微机型产品。提供对输电线路和变压器、电容器、电动机等主设备的保护、控制、测量及监视功能。装置采用单元化的设计使其能方便地配备于一次开关设备，也可集中组屏。通过规范的现场总线接口，支持多个节点协同工作，实现系统级管理和综合信息共享。本系列装置采用元件－工程－用户三级可编程模式、现场可编程技术（ISP），具备适用于电力系统的PLC功能，在替代传统方法的基础上可实现其无法完成的二次方案。本装置适用于： 110kV及以下电压等级电网的各类电气设备和线路；不接地、经电阻和消弧线圈接地系统；架空线路、电缆、母线及联络线；大中型异步和同步电机；发电厂、变电站及各类用户变压器；各类并联静止补偿电容器；母线保护（备自投）。应用范围：（1）适用于110kV及以下电压等级电网的各类电气设备和线路。（2）适用于不接地、经电阻和消弧线圈接地系统。（3）架空线路、电缆、母线及联络线。（4）大中型异步和同步电机。（5）发电厂、变电站及各类用户变压器。（6）各类并联静止补偿电容器。（7）母线保护（备自投）。4.3.2主要特点及功能：（1）采用高性能数字信号处理器（DSP）。具有高速运算能力和实时信号处理等优质特性。硬件设计精练，配备工业级元件，保障装置稳定可靠运行。（2）特有的元件级-工程级-用户级三级编程模式，可提供多达31x7种的保护元件，元件类型、元件参数等现场/远方可设定。开关量输入、继电器输出可编程，方便实现与其它设备的联锁/闭锁和配合。（3）高速、高精度交流信号测量，采样频率1600Hz。在毫秒级完成多个交流信号FFT计算，测量数值有数字化校正，能有效抑制噪声与偏移。（4）强大的矢量化计算方法，基于12路的外部模拟量通道；可得到多种派生交流信号特征，包括正、负、零序，功率等。（5）每周波32点密度的故障录波用于记录故障时的电流和电压波形，故障录波的启动元件可选。（6）实时波形显示，通过320×240图形液晶显示器，可同时显示任意两个交流信号的波形。可调节的双通道波形显示为现场监视提供强大支持。（7）能够连续记录20次事件，具有故障时间、故障类型、故障峰值的保护动作全事件记录，且掉电保持，便于故障查询和分析。（8）采用大屏幕液晶显示屏（320×240），图标显示和汉字说明。操作简便，具有两级密码保护的设定功能为现场管理提供便利。（9）表贴工艺，多层板布线。主要信号回路配有电磁干扰吸收元件，装置具备了优良的电磁兼容特性，适用于恶劣的电磁环境。 （10）RS485通信接口，采用IEC60870-5-103协议。（11）完善的自检功能，包括整定参数，存贮元件，操作回路，测量回路等异常监视，使运行管理人员对装置的工作情况能准确地把握。4.3.3常用保护功能组合及原理说明：符号Scale――基本信息定值代号定值名称整定范围步长备注站号装置网络ID0～1991CT变比电流互感器型号0～30001PT变比电压等级0～110电压等级Ï设定密码0～9991控制是否监测控制合分闸回路断线O～P脉冲比设定脉冲电度表的脉冲比O～P波特率设定波特率0～410为1200bps1为2400bps2为4800bps3为9600bps4为14400bps保留备用表4—1符号I>过流I段（速断）保护定值代号定值名称整定范围步长备注定值过流I段电流1.0～99.90.1时限过流I段时限0.00～99.990.01录波该保护动作后启动录波O～P1重合该保护动作后启动重合O～P1告警报警继电器出口0～151动作本组退出/投入O～P表4—2 符号I0>零序过电流保护定值代号定值名称整定范围步长备注定值零序过流定值0.010～1.2500.001时限零序过流时限0.00～99.990.01录波该保护动作后启动录波O～P1重合该保护动作后启动重合O～P1告警报警继电器出口0～151动作本组退出/投入O～P表4—3DMP100端子图及保护功能符号和功能对照表见附录二。4.4、保护的整定与校验4.4.1线路(出线）电流速断保护的整定和校验（DMP100）：（1）电流速断保护动作电流的整定:根据公式保护一次动作电流为：继电器的二次动作电流为：式中，—可靠系数，一般采用1.15～1.25；—电流继电器的返回系数，，一般采用0.85～0.95；—电流互感器的变比；—电流互感器的接线系数，其值与电流互感器的接线方式有关，当电流互感器的二次侧为三相星形或两相星形接线时其值为1。根据DMP100的参数规格，动作电流为：40.0A。（2）电流速断保护灵敏系数的校验：由于10kV线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：根据公式：为了保证在线路末端短路时，保护装置一定能够动作，要求 ，符合要求。速断保护的动作时间一般取决于继电器本身的固有动作时间，一般小于10ms。考虑到躲过线路中避雷器的放电时间40～60ms，一般加装一个动作时间为60～80ms的保护出口中间继电器，一方面提供延时，另一方面扩大触点的容量和数量。4.4.2线路（出线）过电流保护的整定与校验（DMP100）：作为下级线路主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护，也作为过负荷时的保护，一般采用过电流保护。（1）过电流保护动作电流的整定：过电流保护按躲过线路的最大工作负荷电流来整定，则保护动作电流为：根据公式得线路定时限过电流保护装置自启动电流为：根据公式得，保护的动作电流为：式中，—可靠系数，一般采用1.15～1.25；—自启动系数，，一般采用1.5～2.5；—电流继电器的返回系数，，一般采用0.85～0.95；根据DMP100的参数规格，选择13.0A的动作电流。（2）过电流保护灵敏度的校验：保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验。在线路末端发生短路时,灵敏系数为,满足要求。保护动作延时应考虑与下级保护的时限配合，,取0.5秒。4.4.3线路(进线）电流速断保护的整定和校验（DMP100）：对于反应于短路电流幅值增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。（1）电流速断保护动作电流的整定:根据公式保护一次动作电流为：继电器的二次动作电流为：式中，—可靠系数，一般采用1.15～1.25； —电流继电器的返回系数，，一般采用0.85～0.95；—电流互感器的变比；—电流互感器的接线系数，其值与电流互感器的接线方式有关，当电流互感器的二次侧为三相星形或两相星形接线时其值为1。根据DMP100的参数规格，动作电流为：52.0A。（2）电流速断保护保护范围的校验：在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的短路电流对应的短路点区域，就是保护范围。保护的最小范围，要求大于被保护线路全长的15%～20%，保护的最小范围计算公式为：式中，—电流速断保护的最小保护范围长度；—线路单位长度的正序阻抗；根据公式：得：大于，符合要求。速断保护的动作时间一般取决于继电器本身的固有动作时间，一般小于10ms。考虑到躲过线路中避雷器的放电时间40～60ms，一般加装一个动作时间为60～80ms的保护出口中间继电器，一方面提供延时，另一方面扩大触点的容量和数量。4.4.4线路（出线）过电流保护的整定与校验（DMP100）：作为下级线路主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护，也作为过负荷时的保护，一般采用过电流保护。（1）过电流保护动作电流的整定：过电流保护按躲过线路的最大工作负荷电流来整定，则保护动作电流为：根据公式得线路定时限过电流保护装置自启动电流为：根据公式得，保护的动作电流为：式中，—可靠系数，一般采用1.15～1.25； —自启动系数，，一般采用1.5～2.5；—电流继电器的返回系数，，一般采用0.85～0.95；根据DMP100的参数规格，选择5.0A的动作电流。（2）过电流保护灵敏度的校验：保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验。在线路末端发生短路时,灵敏系数为,满足要求。保护动作延时应考虑与下级保护的时限配合，,取0.5秒。4.4.5变压器速断保护整定说明（DMP-100）：（1）速断保护动作电流的整定装置设置限时电流速断保护，主要用于降压变压器，作为防御外部相间短路引起的变压器过流和变压器内部相间短路的后备保护，也可以作为小容量变压器主保护。动作逻辑如下：当任何一相电流值大于限时电流速断定值时，经延时T1跳继电器1、经延时T2跳继电器2、经延时T3跳继电器3，经延时T4跳继电器4。注意：T1～T4可以由用户灵活设定，若时间整定为0时，此保护为电流速断保护，作为小容量变压器的主保护功能。装置默认为两个出口继电器，跳闸1作用于跳断路器，跳闸2作用于跳发电机断路器，在特殊情况下可以增设两个出口继电器。其动作电流应按躲过系统励磁涌流来整定；即：；在系统中并不好确定，因此，，可靠系数取1.15～1.3。式中，为变压器额定电流值，为励磁涌流倍数，与变压器额定容量和系统等值电抗的大小有关，推荐值为： 6300KVA及以下，=7～12；6300～31500KVA，=5～7；40000～120000KVA，=3～6；120000KVA以上，=2～5；变压器容量越大，系统等值电抗越大，值相应取较小值，并且要求其保护灵敏度大于1.2。本设计中，根据DMP100的参数规格，选择4.0A的启动电流。4.4.6变压器过流保护的整定：（1）动作电流的整定过电流保护主要用于降压变压器，作为防御外部相间短路引起的变压器过电流和变压器内部相间短路的后备保护。动作电流的整定按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即：其中：为可靠系数，取1.2～1.3；为返回系数，取0.85～0.95，静态继电器取较大值；—变压器可能出现的最大负荷电流；可按以下情况考虑，并取最大值：（1）对并列运行的变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器时，在其他变压器中出现的过负荷。当各台变压器容量相同时，计算式为：式中，—并列运行变压器的可能最少台数；—每台变压器的额定电流；（2)对降压变压器，应考虑电动机自启动时的最大电流，计算式为：式中，—正常工作时的最大负荷电流（一般为变压器的额定电流）；—综合负荷的自启动系数，一般采取1.5～2.5；本设计中， 根据DMP100的参数规格，选择30.0A的启动电流。线路及变压器的控制回路见大图4.5、本设计选用装置型号本设计选用装置型号详情见表4—6:DMP100-L线路保护测控单元DMP100-TP配变保护测控单元DMP100-TM变压器主保护测控单元DMP100-BZT备用电源自动投切测控单元DMP100-CK监视控制装置测控单元表4—64.6、硬件原理框图 5微机备用电源互投装置设计§5.1概述为保证供电的可靠性，电力系统经常采用两个或两个以上的电源进行供电，并考虑相互之间采取适当的备用方式。当工作电源失去电压时，备用电源由自动装置立即投入，从而保证供电的连续性，这种自动装置称为备用电源自动投入装置，简称AAT。备用电源自动投入是保证电力系统连续可靠供电的重要措施。备用电源自动投入装置遵循的基本原则如下：（1）当工作母线上的电压低于检无压定值，并且持续时间大于时间定值时，备自投装置方可起动。备自投的时间定值应与相关的保护及重合闸的时间定值相配合。（2）备用电源的电压应工作于正常范围，或备用设备应处于正常的准备状态，备自投装置方可动作，否则应予以闭锁。（3）必须在断开工作电源的断路器之后，备自投装置方可动作。工作电源消失后，不管其进线断路器是否已被断开，备自投装置在起动延时到了以后总是先跳该断路器，确认该断路器在跳位后，方能合备用电源的断路器。按照上述逻辑动作，可以避免工作电源在别处被断开，备自投动作后合于故障或备用电源倒送电的情况发生。（4）人工切除工作电源时，备自投装置不应动作。装置引入进线断路器的手跳信号作为闭锁量，一旦采到手跳信号，立即使备自投放电，实现闭锁。（5）避免备用电源合于永久性故障在考虑运行方式和保护配置时，应避免备自投装置动作使备用电源合于永久性故障的情况发生，一般通过引入闭锁量或检开关位置使备自投发电。例如，就主变低压侧分段开关备自投而言，变压器差动保护动作跳主变各侧时，一般表明主变本体发生故障，此时无需闭锁主变低压侧分段开关备自投；而变压器后备保护动作时，可能是低压侧母线或其出线上发生了故障，此时一般应闭锁低压侧分段开关备自投。（6）备自投装置只允许动作一次。以往常规的备用电源自动投入装置通过装置内部电容器的充放电过程来保证只动作一次。为了便于理解，微机装置仍然引用充放电这一概念，只不过微机备自投装置由软件通过逻辑判断实现备自投充放电。 当备自投充电条件满足时，经15秒充电时间后，进入充电完毕状态。当放电条件满足、有闭锁信号或退出备自投时立即放电。5.2设计说明本设计中采用DMP100—BZT装置来实现备用电源互投的目的，DMP100—BZT端子表见附录3。5.2.1DMP100—BZT适用范围：DMP100—BZT微机备自投装置可以根据现场情况灵活组态,独特的软件设计保证了其最多可达六套的备自投的独立性,每一套备自投具有强大的自适应性和灵活性,因此可适应变电站和发电厂多种不同备自投的要求，可分散于开关柜，也可集中组屏。5.2.2DMP100—BZT主要功能：强大的灵活性和自适应性，不必修改软件即可改变逻辑。由工程设计人员在工程设计阶段通过对各种条件设定完成组态，而用户只需对备自投投退，延时，检无流，检无压，检有压等几个定值进行设置，极其方便。内含6套独立的备自投，每套备自投最多可具有10个充电条件，10个动作条件，10个放电条件，6个备自投闭锁，6个动作过程。充电延时，放电延时，开关拒动延时可设置。最多可设置六轮过载联切，联切时限最长可达25分钟。最多可配置六套PT断线判据。独特的开关号设置功能，能在开关拒动时准确报出发生拒动现象的开关号，方便现场调试和故障分析。循环显示6套备自投当前状态，备自投工作情况一目了然。5.2.3操作说明：（1）一级菜单备自投状态显示备自投状态说明未配置此备自投未开放，在本工程中无效未充电充电条件未满足，或此备自投未投入充电充电条件已满足，正在进行充电充电完毕备自投已充电完毕，但未满足动作条件 启动备自投已满足动作条件，处于动作过程中正放电备自投满足放电条件，正在放电表5—1DMP100备投装置的一级菜单循环显示6套备自投的当前状态，说明参照表5—1，若6套备自投的当前状态为：备自投Ⅰ未满足充电条件，备自投Ⅱ处于动作过程中，备自投Ⅲ充电已开始1.56秒，备自投Ⅳ，备自投Ⅴ，备自投Ⅵ在本工程中无效，均未设置参数，则DMP261的一级菜单如下所示：备自投Ⅰ未充电备自投Ⅱ启动备自投Ⅲ充电1.56S备自投Ⅳ未配置备自投Ⅴ未配置备自投Ⅵ未配置5.2.4逻辑说明：采入Ⅰ母电压Uab、Ubc，Ⅱ母电压Uab、Ubc进行母线有压、无压判断，作为充电条件和动作条件的判据，采入进线1电压UX1（相间电压），进线2电压UX2（相间电压）进行进线检有压判断，作为进线备自投动作条件的判据，采入进线1开关电流I1，进线2开关电流I2，作为对三相PT断线可能造成的误动的闭锁，并可作为动作过程中判断开关是否完全跳开的辅助判据。 引入进线1开关，进线2开关，分段开关的辅助接点分别为1DL，2DL，3DL，以判别开关位置及系统的运行方式，并组成位置条件，作为各种判断条件的一部分。预留6个闭锁备自投开入接点，作为各种备自投方式的外接闭锁。装置开出接点包括进线1跳闸，进线1合闸，进线2跳闸，进线2合闸，分段合闸共5个接点。信号输出接点包括预告信号和事故信号2个接点。5.2.5装置警告：当备自投动作后发出信号（备自投成功，备自投失败，开关拒动）同时触发事故信号继电器，事故信号继电器动作后保持，直到外部信号复归。当PT断线告警动作后发出信号同时触发预告信号继电器，预告信号继电器保持10S后自动复归。各种事件对应的事件类型编号如表5—2：事件类型事件类型编号备自投1自投成功204备自投2自投成功205备自投3自投成功206备自投4自投成功207备自投1自投失败237备自投2自投失败238备自投3自投失败239备自投4自投失败240备自投1开关拒动243备自投2开关拒动244备自投3开关拒动245备自投4开关拒动246PT1断线230PT2断线231PT3断线232PT4断线233表5—2 总结本次设计把我们所学专业的理论与实际紧密的连接了起来，学习并掌握了传统的设计手段，着重培养了自己对电力系统的基本设计能力及三年来所学专业知识的综合应用能力；培养了独立分析和解决问题的能力，提高了工作能力和工程设计的基本技能，对我的专业知识有了一个新的提高。在设计中我们依据现有的降压变电站的接线形式作为参考资料，通过理论与实际相联系确定出最优方案，本次设计的10KV降压变电站接线形式从目前来看是比较可靠、经济的，而且是变电站通常采用的一种接线形式。电气设备的选择依据所学知识理论原理为依据，通过短路计算，结合现有电厂运行设备进行选择的，并进行设备校验。最后运用继电保护和高电压技术等方面的理论，进行了变压器保护整定计算及变电站防雷接地计算，具有一定的科学性、适用性。 参考文献[1]电力工程电气设计手册（电气一次部分、电气二次部分），水利电力出版社，1990[2]王锡凡，电力工程基础，西安交通大学出版社，1998[3]范锡普，发电厂电气部分，水利电力出版社，1995[4]电力工程设计手册（1、2、3），上海人民出版社，1972[5]C.F.Henville,DigitalRelayReportsVerifyPowerSystemModels,IEEEComputerApplicationsinPower.Vol.22,No.1,2000.[6]BT-2000变电站综合自动化系统技术说明书，西安博泰，2001[7]Epsynall电力组态软件使用手册，太力公司，2002[8]J.DuncanGlover,PowerSystemAnalysisandDesign,ChinaMachinePress.2004[9]丁书文等，变电站综合自动化原理及应用，中国电力出版社，2003[10]黄益庄，变电站综合自动化，中国电力出版社，2000 致谢在我的毕业论文即将完成之际，我要感谢我的论文指导教师张明光老师和曾经教过我的各位老师，。在我的论文的整个设计过程中，我的指导老师张老师给了我很大的帮助，每当我的论文无法进行遇到困难时，张老师总会为我提供各种各样宝贵的意见，使得我的论文得以顺利进行，并按时间完成，在此我也要向电气工程程系的所有老师特别是张老师诚挚的说一声“谢谢您的指导！”。光阴似箭，四年的大学生活即将结束了，在这里向四年来培养我、教育我的电气工程系的各位老师致以深深的谢意和诚挚的祝福。本篇论文经过多次的修改，补充，增删，现已成稿。但由于本人水平有限，难免会有错误和遗漏，请各位批阅教师批评和指正。 附录1：方案编号0102030405主接线方案额定电流/A40004000400040003150真空断路器（VD4)11111电流互感器(LZZBG9)33233电压互感器(JDZ10)2高压熔断器(XRNP)3零序互感器(LXK)按用户需要按用户需要按用户需要避雷器(HY5WS)33接地开关(JN15-12)1带电显示器(DXN8B)11111方案编号716172021 主接线方案额定电流/A3150真空断路器（VD4)1电流互感器(LZZBG9)32电压互感器(JDZ10)22322高压熔断器(XRNP)33333消谐器LXQ1避雷器(HY5WS)333接地开关(JN15-12)带电显示器(DXN8B)11111附录2：DMP100-L/TP/M A开关量输入断路器位置(DL1)A-1B通信和脉冲RS485A/CAN-HB-1运行位置/隔离刀(YW)A-2RS485B/CAN-LB-2接地刀位置(QJD)A-3通讯电源－B-3第2断路器(DL2)A-4通讯电源＋B-4可编程开入1(BI1)A-5脉冲输入公共端B-5可编程开入2(BI2)A-612V脉冲输入1B-6可编程开入3(BI3)A-712V脉冲输入2B-7开关量输入公共端A-8220V开关量保留(KEEP)B-8C报警信号输出预告信号（5＃继电器）＋C-1D保护控制回路控制电源+KMD-1预告信号（5＃继电器）－C-2控制电源-KMD-21＃可编程报警继电器＋C-3D-32＃可编程报警继电器＋C-4防跳回路接入点D-41＃和2＃继电器公共端－C-5至HQ合闸线圈D-53＃可编程报警继电器＋C-6至TQ跳闸线圈D-64＃可编程报警继电器＋C-7HJ合闸继电器输出D-73＃和4＃继电器公共端－C-8TJ跳闸继电器输出D-8E电流输入回路A相保护电流(Ipa)E-1F电压或电流输入F-1A相保护电流※E-2F-2B相保护电流(Ipb)E-3F-3B相保护电流※E-4F-4C相保护电流(Ipc)E-5F-5C相保护电流※E-6F-6零序保护电流(I0)E-7F-7零序保护电流※E-8F-8A相测量电流(Ia)E-9A相母线电压F-9A相测量电流※E-10B相母线电压F-10C相测量电流(Ic)E-11C相母线电压F-11C相测量电流※E-12母线电压中性线NF-12P220/110V+P-1 电源220/110V－P-2P-3装置接地P-4DMP100-BZT A开关量输入1#进线断路器位置(DL1)A-1B通信和脉冲RS485A/CAN-HB-1母联断路器位置(DL3)A-2RS485B/CAN-LB-2备自投闭锁信号(BS)A-3通讯电源－B-32#进线断路器位置(DL2)A-4通讯电源＋B-4可编程开入1(BI1)A-5脉冲输入公共端B-5可编程开入2(BI2)A-612V脉冲输入1B-6可编程开入3(BI3)A-712V脉冲输入2B-7开关量输入公共端A-8220V开关量保留(KEEP)B-8C报警信号输出预告信号（5＃继电器）＋C-1D保护控制回路I段进线跳合闸公共端(+KM)D-1预告信号（5＃继电器）－C-2控制电源-KMD-2II段进线跳闸输出C-3D-3II段进线合闸输出C-4防跳回路接入点D-4II段进线跳合闸公共端(+KM)C-5至HQ合闸线圈D-5母联跳闸输出C-6至TQ跳闸线圈D-6母联合闸输出C-7I段进线合闸输出D-7母联跳合闸公共端(+KM)C-8I段进线跳闸输出D-8E电流输入回路E-1F电压或电流输入II段母线电压中性线NF-1E-2II段A相母线电压F-2E-3II段B相母线电压F-3E-4II段C相母线电压F-4E-5II段进线PT+F-5E-6II段进线PT-F-6E-7I段进线PT+F-7E-8I段进线PT-F-8I段进线电流(I)E-9I段A相母线电压F-9I段进线电流※E-10I段B相母线电压F-10II段进线电流(I)E-11I段C相母线电压F-11II段进线电流※E-12I段母线电压中性线NF-12P220/110V+P-1 电源220/110V－P-2P-3装置接地P-4DMP100保护功能符号和功能对照表： I>定时限无方向三相过电流保护Umin>三相（取最小电压）的过压保护I/1一般反时限t=0.14τ/[(I/Ie)0.02-1]Umin<三相（取最小电压）的欠压保护I/2非常反时限t=13.5τ/[(I/Ie)-1]Umax>三相（取最大电压）的过压保护I/3极端反时限t=80τ/[(I/Ie)2-1]Umax<三相（取最大电压）的欠压保护Ijs>独立电流加速段保护U2>负序过电压保护Ch-H三相一次自动重合闸U0>零序过电压（实测）保护I-Is>差动速断保护U0z>零序过电压（计算）保护I-I_/二次谐波制动及比率制动的纵联差动保护U1dxI段PT熔断器熔断或电压小母线断线Ià>定时限三相带方向过流保护U1jdI段PT开口三角电压过高母线单相接地f<带低压闭锁和滑差闭锁的低频减荷U1ó211I段PT维修合电压并列切换开关I+kI2>带比例调整的定时限负序过流保护U1ó233母联断路器分闸后分开电压并列切换开关_/-I>带启动过程的三相过流保护U2dxII段PT熔断器熔断或电压小母线断线U低电压启动的三相定时限过流保护U2jdII段PT开口三角电压过高母线单相接地U2>I>复合电压启动的三相定时限过流保护U1ó222II段PT维修合电压并列切换开关I0>定时限零序（1A）过电流保护U1ó244两段PT均正常后分开电压并列切换开关I0/1零序（1A）一般反时限t=0.14τ/[(I/Ie)0.02-1]BZT112备自投动作跳1合2I0/2零序（1A）非常反时限t=13.5τ/[(I/Ie)-1]BZT113备自投动作跳1合3I0/3零序（1A）极端反时限t=80τ/[(I/Ie)2-1]DL1H1#断路器合闸I0x>定时限零序（5A）过电流保护DL2H2#断路器合闸I0x/1零序一般反时限t=0.14τ/[(I/Ie)0.02-1]DL3H3#(母联)断路器合闸I0x/2零序（5A）非常反时限t=13.5τ/[(I/Ie)-1]BT-ZF来电自复动作I0x/3零序（5A）极端反时限t=80τ/[(I/Ie)2-1]DLH（F）断路器合闸（分闸）I0z>定时限计算零序（5A）过电流保护Set设定修改 模拟量数据对应关系：符号名称对应装置端子Ipaa相保护电流E-1&E-2Ipbb相保护电流E-3&E-4Ipcc相保护电流E-5&E-6I0零序电流E-7&E-8Iaa相测量电流E-9&E-10Icc相测量电流E-11&E-12No保留No保留No保留Uaa相测量电压（相电压）F-9&F-12Ubb相测量电压（相电压）F-10&F-12Ucc相测量电压（相电压）F-11&F-12开关量数据对应关系： 符号名称对应装置端子DL1断路器1A-1YW运行位置A-2QJD接地刀A-3DL2断路器2A-4BI1用户自定义开关量1A-5BI2用户自定义开关量2A-6BI3用户自定义开关量3A-7KEEP用户自定义开关量4B-8MC1遥信量B-6MC2遥信量B-7符号对应关系：符号如果有“×”状态，则相应的含义如下VT电压测量回路断线AT电流测量回路断线控制控制回路断线定值装置设定值校验出错保护“保护”动作BZT“备自投”动作告警11号告警继电器动作告警22号告警继电器动作告警33号告警继电器动作告警44号告警继电器动作告警55号告警继电器动作英文文献翻译 CirtcuitBreakersAcircuitbreakerismechanicalswitchingdevicecapableofmaking,andbreakingcurrentsundernormalcircuitconditionsandalsomaking.carringforaspecifiedtime,andmediujminwhichcircuitinterruptionisperformedmaybedesignatedbyasuitableprefix,forexample,air-blastcircuitbreaker,oilcircuitbreaker.Thecircuitbreakerscurrentlyinusecanbedlassifiedintothefollowingcategoriesaccordingtothearc-quenchingprinciples:airswetchesoelciryitbreakers,minmum-oilcircuitbreakers,air-blastcircuitbreakers,themageneticaircircuitbreakers,minimum-oilcircuitbreakers,aer-blastcircuitbreakers,thebyvoltage,insulationlevelcurrent,interruptingcapabilities,transientrecoverycoltage,interruptingtiome,andtripdelay.Thenameplateonacircuitbreakerusuallyindicates:１.Themaximumsteady-statecurrentitcancarry,2.Themaximuminterruptingcurrent,3.Themaximumlinevoltage,4.Theinterruptingtimeincycles,Theinterruptingtimeinmaylastform3to8cyclesona60Hzsystem.Tointerrubtlargecurrentsquickly,wehavetoensurerapidcooling.High-speedinterruptionlunitsthedamagetransmissionlinesandequipmentand,equallyimportant,ithelpstomainmainthestabilityofthesystemwheneveracontingencyoccurs.Themainpartsofacircuitbreakerareusually:arc-quenchingchamber(orinterrupterwithmovingandfixedcontacts)operatingmechanismandsupportingstructures.AirSwitches-Withincreasingcurrentsandvoltages,spring-actiondrivingmechanismsweredevelopedtoreducecontactburingbyfaster-openingoperation.Later,maincontactswerefittedwitharcingcontactsofspecialmaterialandshape,whichopendafterandclosedbeforethemaincontacts.Furtherimprovementsoftheairswitchwerethebursh-typecontactwithawipingandcleaningfunction,theinsulatingbarrierleadingtoarcchutes,andblowoutcoilswithexcellentarc-extinguishingproperties.Thesefeatures,aswellasthehorngapcontact,arestillinuseinlowvoltageasanddebreakers. OilCircuitBreakerAround1900,inordertocopewiththenewrequirementfor“interruptingcapacity”,ACswitcheswereimmersedinatankofoil.Isveryeffectiveinquenchingthearcandestablishingtheopenbreakaftercurrentzero.Deiongrids,oil-blastfeatures,pressure-tightjointsandvents,newoperatingmechanisims,andmultipleinterrupterwereintroucedoverseveraldecadestomaketheoilcircuitbreakerareliableapparatusforsystemvoltageupto362Kv.TypesandConstructionofTransformerAtransformerisadevicethatalternatingcurrentelectricenergyatonevoltagelevelintoalternatingcurrentelectricenergyatanothervoltagelevelthroughtheactionofamagneticfield.Itconsistsoftwoormorecoilswirewrappedaroundacommonferromagneticcore.Thesecoilsare(usually)notdirectlyconnected.Theonlyconnectionbetweenthecoilsisthecommonmagnecticfluxpresenwithinthecore.Oneofthetransformerwindingsisconnectedtoasourceofacelectricpower,andthesecond(andperhapsthird)transformerwindingsupplieselectricpowertoloads.thetransformerwindingconnectedtothepowersouceiscalledtheprimarywindingorinputwinding.andthewindingconnectedtotheloadsiscalledthesecondarywindingorinputwinding.Ifthereisathirdwindingonthetransformer,itiscalledthetertiarywinding.Powertransformerareconstructedononeoftwotypesofcores.onetypeofconstructionconsistsofasimplerectangularlaminatedpieceofsteelwiththetransformerwindingswrappedaroundtwosidesoftherectangle.Thistypeofconstructionisknowascoreform.Theothertypeconsistsofthree-leggedlaminatedcorewiththewindingswrappedaroundthecenterleg.Thistypeofconstructionisknowasshellform.Ineithercase,thecoreisconstructedofthinlaminationselectricallyisolatedformeachotherinorderinordertoreduceeddycurrentstoaminimum.Theprimaryandsecondarywindingsinaphysicaltransformerarewrappedoneontopoftheotherwiththelow-voltagewindinginnermost.Suchan arrangementseverstwopurposes:1.Itsimplifiestheproblemofinsulatingthehigh-voltagewindingfromthecore.2.Itresultsinmuchlessleakagefluxthanwouldbethetwowindingswereseparatedbyadistanceonthecore.Powertransformeraregivenavarietyofdifferentnames,dependingontheiruseinpowersystems.Atransformerconnectedtotheoutputofageneratorandusedtostepitsvoltageuptotransformerlevelsissometimescalledunittransformer.Thetransformeraitheotherendofthetransformerline,whichstepsthevoltagedownfromtransmissionlevelstodistributionlevels,iscalledasubstationtransformer.Finally,thetransformerthattakesthedistributionvoltageandstepsisdowntothefinalvoltageaiwhichthepowerisactuallyusediscalledadistributiontransformer.Allthesedevicesareessentiallythesame-theonlydifferenceamongthemistheirintendeduse.　　Inadditiontothevariouspowertransformer,twospecial-purposetransformersareusedwithelectricmachineryandpowersystems.Thefirstofthesespecialtransformersisadevicespeciallydesignedtosampleahighvoltageandproducealowsecondaryvoltagedirectlyproportionaltoit.Suchatransformeriscalledapotentialtransformer.Apowertransformeralsoproducesasecondaryvoltagedirectlyproportionaltoitsprimaryvoltage;thedifferencebetweenapotentialtransformerandapowertransformeristhatthepotentialtransformerisdesignedtohandleonlyaverysmallcurrent.Thesecondtypeofspecialtransformerisadevicedesignedtoprovideasecondarycurrent.muchsmallerthanbutdirectlyproportionaltoitsprimarycurrent.Thisdeviceiscalledacurrenttransformer.LingtingprotectionThethunderandlightningprotectstoconnecttheground;Connectthegroundtoavoidthethunderthemostimportantlinkofthetechnique,ignoreisashotthunder,respondthethunderofthethunderorotherform,andavoidthethunderworkmostallofsendintotheearththethunderelectriccurrent.Storethethunderenergytobehavethetypetobuildthe,currenttechnologytostillreachtonotarrive,andthereforehavenothereasonablebutgood connectthegroundequiptoisimpossibletospeakabouttodefendthethunder.Thereforesaythedesign,theconstructionisveryhighstandardtoconnectthegroundsystemisaheavyinsidethatdefendthunder"sworkitheavy.HighelectricpotentialthatForlongtime,peoplehaveanillusion,andthinkthatconnectthegroundelectricresistancemoresmallavoidthethunderresultandthenmorelike,quiltobjectthatprotectsafety.Certainlytheelectricresistanceismorethesmallismorequick,strikebylightningtoreservetimemoreshort,theriskismoresmall,electricvoltageofitsstride,getintouchwiththetheelectricvoltageproducethemachinetoothemorethe?But,constructionthatthefulfillmentproofofnearandmorethanteninthelastyearses,withitssaythatconnecttheworthimportanceofgroundelectricresistance,notequaltosaythatconnectthegroundtoequipmorereasonable,importanceElectricityequipments,demandvarietythatnow"scity,thereislotsofinabuildinginsidenotthecongenialityconnectthegrounddevice,ifavoidthethundertoconnecttheground,electricitythesafetytoconnecttheground,ACpowertheworktoconnecttheground,correspondenceandcalculatorsystemtoconnecttheground,accordingtothefulfillmentproof,totallyusetoconnectthegroundisanapplicationmostforextensiveconnectthelocaltype.ThatA,theindependenceconnecttheground:Asabovepartfordemandforspeakofingconnectingthegroundof,alldistinguishtoindependentlyestablishtheowntoconnectthegroundsystem,andthiskindofconnectthelocaltypetocalltheindependencetoconnecttheground.Itsadvantageiseachsystemandcan"tresultinthemutualinterference,andthisisparticularlyimportanttocorrespondencessystems.Buttheadoptionindependencethatnetworkeasilywerestrikebylightningedisbad,sobesideshavetodefendtoexplodethedangerousenvironmentrequestingtomustwanttheadoptiontheindependenceofavoidthethundermethodgenerallynotlayclaimtothewaytoconnecttheground.Two,totallyusetoconnecttheground:Alsocallunifytoconnecttheground.Theeachsystemthatitconnectthegroundthedemandunifiestoreceive aconnectthegroundtoequiptop,orisoriginallyeachsystemofconnectthegrounddevicetopasstheundergroundtoperhapsanduplink,makethemtheelectricityforbecomingofitstoconnectthegroundtounifythegroundnetwithmetalsconductor,likethisofconnectthelocaltypeistototallyusetoconnecttheground.itiscurrenttousetoconnectthegroundtotallyappliedthemostextensiveconnectthelocaltype.EachsystemthatThree,connecttheground1:00:Methodthatconnectingthegroundlinetoreceivetoconnectthesamepointorsamemetalsflatsurfaceoflineofgroundmotherofeachsystemisup,likethiscall"connecttheground1:00"method.connect1:00thegroundmethodcanresolvetheetc.Electricpotentialtoconnectthegroundlinetheproblem,canthereforelowerofeachsystemcancancellationoftopofinterferencefundamentalforofinterferencedegree,particularlyis50HZworksignaltosystem,andconnectthegroundmethodontheengineeringtogettheextensiveapplicationthereforeand1:00.Four,themanypointconnecttheground:Thegroundlineofconnectingofeachsystemadoptmanypointsesshorton-lineconnectthelocaltype,andcalltomuchordertoconnecttheground.Five,mixwithtoconnecttheground:Metalslinethatso-calledadmixtureconnectthegroundtoisataneachcircuitboardinequipmentstoconnect,orrelatedandafewequipmentsesofsignalelectriccircuits,withthemostshortlinewiththesameofmetalstolinktoconnectthegroundwiththemostshortlineandmachinehull,thentheequipmentsofmanysetsuserespectivelythesamepointtoptoreceivethegroundnet.Six,thewreathformconnectthegroundtomuchusedforthegroundnet,beconnectthegroundtoroundalongbuildingsurroundingsashuttomatchthewreath.likethisofconnecttheelectricfieldthatgroundnetcanmaketheinterfaceincludingdistributeeven,reducethestrideelectricvoltagetobaneperson,andalsoreducetheindoorswhilesufferingstrikebylightning,becauseofthegroundelectricpotentialthestepsdegreeisbigbutproducethedangertocounter-attacktoequipmentshighpressure.Seven,thefoundationconnecttheground:Makeuseofthe reinforcingbarinthebuildingfoundation,andpress"norm"therequesttheconjunctiontocreateofconnectthegroundtocallthefoundationtoconnecttheground.断路器空气压缩断路器是一种机械开关设备，能够在正常和特殊情况下开断电流（比如说短路电流）。例如空气断路器、油断路器，干扰电路的导体因该安全可靠的应用于其中，电流断路器按灭弧远离通常被分为如下等级：空气开关断路器、油断路器、少油断路器、压缩空气断路器、具有消磁性质的隔离开关、六氟化硫断路器和真空断路器。他们的参数有电压等级、绝缘等级、电流开断容量、开断时间的瞬时电压恢复和条炸事件。断路器的铭牌通常包括：1.最大可承受电流；2.最大中断电流；3.最大线路电压；4.中断周期数量。在60hHZ的系统中，中断可能持续3-至8个周期，为了快速中断达负荷电流，我们不得不确保它的持续冷却，、高速开断能限制对传输线路的损害，这一点是同等重要的它帮助系统在任何事故发生时维持稳定运行，断路器主要由操作机构、执行机构和灭弧室组成。当有触发电流或者电压时，空气隔离开关的弹簧操作机构迅速动作以用来减少触点的烧损，主触点的特殊形状和使用材料完全适合电弧的接触，空气隔离开关更进一步的改进是由于灭胡贤泉的性能、绝缘隔板组成的灭弧罩、带灭弧功能的触头等这些特殊性质，所以仍被应用于低电压等级和直流断路器中。多油断路器出现于1900前后，主要用来满足新斯的开断容量的要求，交流开关被浸入一个油缸之中，油在熄灭电弧和在电流过零时建立开断功能是十分有效，灭弧栅、喷油嘴、鸭梨锄头、新的操作机构和多种新的断路功能在近几十年引进使用多油断路器能够适应362kV。变压器的类型和结构变压器是一个通过磁场作用将一个交流电压值变成另一个电压值的设备。它由2条或更多的金属丝缠绕在一个核心磁铁上组成的。这些绕线（一般）不直接接触。绕线之间唯一的联系是它们共有的存在于磁芯的磁通量。一组变压器绕组连接到一个交流电源上，同时第二组（或许第三组）变压器绕组作为电源提供给负载。连接到电源上的变压器绕组叫做一次绕组，或者输入绕组。连接负载的绕组叫做二次绕组或者输出绕组。如果电压器上有第三绕组，它叫做三次绕组。 电力变压器由一两种磁芯中的一种构成。一种构造是由一种简单的变压器绕组缠绕在矩形两边的矩形薄钢片组成。这种构造类型被认为是核心形式。另一种类型是由绕组缠绕在中心引脚的3引脚叠片铁心构成。这种构造类型贝壳形式。其中任意一种类型，磁心都是由排列整齐的彼此之间电气隔离的薄迭片构成，以便将涡流减小到最小值。一个物理变压器的一次绕组和二次绕组被缠绕成一个在内部的另一个低压绕组的上面。这样安排达到了两个目的：1.它简化了从磁芯到高压绕组的绝缘问题。2.与过去将两个绕组在磁心上隔离一定距离比起来，它导致更少的漏通量。电力变压器被赋予了很多不同的名字，取决于它们在当前系统中的作用。一变压器连接到一个发电机的输出端，并且用于步调它的电压达到变压器值有时被叫做单位变压器。变压器一个排在另一个后面——将电压从传送值步降到分布值，被叫做变电站。最后，变压器将分布电压和步幅降到最后的实际使用的电能被叫做发送变压器。所有这些设备本质上都是相同的——它们之间唯一不同的是它们的特定用途。防雷保护雷电保护接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷或其他形式的雷，避雷工作的最终都是把雷电流送入大地。储存雷能量为人类造福，目前科技还达不到，因此没有合理而良好的接地装置是不可能谈及防雷的。所以说设计、施工好高标准的接地系统是防雷工作的重中之重。长期以来，人们有一个错觉，认为接地电阻越小避雷效果就越好，被保护的对象就安全。当然电阻越小散流越快，雷击的高电位保留时间越短，危险性越小，其跨步电压、接触电压产生的机遇也就越小。但是，近十几年来的实践证明，与其说接地电阻值重要，不如说接地装置的结构更合理、重要。现在的城市，在一座建筑物内有许多不同性质的电气设备，需要多种接地装置，如避雷接地、电气安全接地、交流电源工作接地、通信及计算机系统接地，根据实践证明，共用接地是应用最为广泛的接地方式。一、独立接地：如上面所谈到的需要接地的部分，都分别独立地建立自己的接地系统，这种接地方式称为独立接地。它的好处是各系统之间不会造成互相干扰，这对通信系统尤其重要。但网络容易被雷击坏，故除有防爆炸要求的危险环境必须要采用独立的避雷方式外，一般不主张采用独立接地的方式。二、共用接地：也叫统一接地。它是把需要接地的各个系统统一接到一个接地装置上，或者把各系统原来的接地装置通过地下或者地上用金属导体连接起来，使它们之间成为畅通的电气接地统一地网，这样的接地方式 为共用接地。共用接地是目前应用最广泛的接地方式。三、一点接地：把各系统的接地线接到接地母线同一点或同一金属平面上，这样的方法叫"一点接地"法。一点接地法能解决各系统接地线的等电位问题，所以能够降低各系统之间的干扰程度，尤其是50HZ工频信号对系统的干扰基本上得以消除，所以一点接地法在工程上得到广泛应用。四、多点接地：各系统的接地线采用多点短连线的接地方式，称作多点接地。五、混合接地：所谓混合接地是在一部设备内的各电路板以最短的导线与机壳连接，或者信号电路相关的几部设备，以最短的导线与同一个金属体连接接地，然后多台设备分别用金属线接到地网的同一点上。六、环形接地多用于地网，就是把接地体沿建筑物周围围成一个闭合环。这样的接地网可以使到界面以内的电场分布比较均匀，减少跨步电压对人的危害，也减少室内在受雷击时，由于地面电位梯度大而产生对设备高压反击的危险。七、基础接地体：利用建筑物基础内的钢筋，按"规范"要求连接制作的接地体称为基础接地体。'