发电厂10kv降压变电所电气部分设计11

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1、Zzzzzzzzzzzzz发电厂电气主系统课程设计任务书题目110/35/10kv降压变电所电气部分设计晨风学号专业班级设计容与要求1、课程设计的目的：发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计的实践达到：（1）巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。（2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规、规定、导则等。（3）掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和容。（4）学习工程设计说明书的撰写。（5）培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。2、课程设计的任务要求：（1）分析原始资料（2）设计主接线（3）计算短路电流（

2、4）电气设备选择3、设计容（1）设计各电压等级的电气主接线。（2）短路电流的计算。（3）选择主要电气设备并校验。（4）设计主变压器保护。4、设计成果：（1）完整的主接线图一（2）设计说明书一份起止时间2013 年 7 月1日至2013 年7月10日指导教师签名2013年7 月1 日系（教研室）主任签名2013年 7 月1 日学生签名2013年 7 月1 日前言电力工业在社会主义现代化建设中占有十分重要的地位，因为电能与其他能源比较具有显著的优越性，它可以方便地与其他能量相互转换，可以经济的远距离输送，并在使用时易于操作和控制，根据工业生产的需要，决定新建一座110kV降压变电所，培养综合运用所

3、学知识的能力，扩大和深化所学的理论知识和基本技能，从而使理论与实践相结合。通过此次设计，主要掌握发电厂和变电所电气部分中各种电器设备和一、二次系统的接线和装置的基本知识，并通过相应的实践环节，掌握基本技能。设计变电站为降压变电站，其电压等级为110kV，具有中型容量的规模的特点，在系统中将主要承担负荷分配任务，从而该站主接线设计务必着重考虑可靠性。该工程的实施有利于完善和加强110kV电网功能，提高电网安全运行水平。从负荷特点与电压等级可知，它具有110、35、 10kV三级电压。110kV进线两回。35kV出线回路数为6回；10kV出线回路数为10回。目录前言2题目：110/35/10kv降

4、压变电所电气部分设计一、原始资料5二、设计目的和要求5三、设计容5四、设计成果5一电气主接线设计第一节对电气主接线的基本要求6.第二节对电气主接线方案的初步设计.7第三节几种方案的比较与最终接线.8第四节主接线图9二电气设备的选择与短路计算第一节变压器选择10第二节短路电流计算13第三节短路电流计算结果工作电流汇总13第四节母线选择14第五节高压断路器选择16第六节隔离开关的选择18第七节电压互感器的选择19第八节电流互感器的选择21三结论25附录A 附录B .题目：110/35/10kv降压变电所电气部分设计一、 原始资料1、变电所规模：本变电所是中型降压变电所，一次建成。2、变电所与电力系

5、统连接情况：（1）变电所在电力系统中的地位和作用本所位于某市郊小工业区中心,交通便利,地质条件好,进出线方便,供当地城市、工厂与农村用电。（2）变电所电压等级为110kv、35kv与10kv，110kv系统以两回线向本所供电，35kv有6回出线，10kv有10回出线。3、负荷资料：35kv侧最大负荷为38.5MVA，其中重要负荷占60%，最大的一回负荷为7.5MVA，平均功率因数为0.85，Tmax=6000h，35kv用户除本所外无其它电源。10kv侧最大负荷为25MVA，最大一回为3.2MVA，平均功率因数为0.8，Tmax=4300h，所用负荷按变电所最大负荷的0.5%计算。4、最小运行

6、方式：变电所停用一台变压器，同时与变电所连接的发电厂中停用一台容量最大的发电机组。5、环境条件：变电所地处平原，年平均气温17度，最热月平均30度，绝对最高气温39度，最热日平均气温35度，最低气温-13度，最热月地下0.8米处土壤平均温度18度，当地海拔高度为400米，雷暴日数29.5日/年；无空气污染。土壤电阻率=200.m二、设计目的和要求1、课程设计的目的：发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计的实践达到：（1）巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。（2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规、规定、导则等。（3）掌握发电厂（或变

7、电所）电气部分设计的基本方法和容。（4）学习工程设计说明书的撰写。（5）培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。2、课程设计的任务要求：（1）分析原始资料（2）设计主接线（3）计算短路电流（4） 电气设备选择三、设计容1、设计各电压等级的电气主接线。2、短路电流的计算。3、选择主要电气设备并校验。4、设计主变压器保护。四、设计成果：（1）完整的主接线图一（2）设计说明书一份一电气主接线设计第一节对电气主接线的基本要求现代电力系统是一个巨大的严密整体，各类发电厂和变电所分工完成整个电力系统的发电、变电和配电任务，主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电所和电力系统本身，同时也

8、影响到工农业生产和人民生活，因此，发电厂、变电所的主接线，必须满足以下基本要求：1) 必须保证发供电的可靠性。2) 应具有一定的灵活性。3) 操作应尽可能简单、方便。4) 经济上应合理。主接线除应满足以上技术经济方面的基本要求外，还应有发展和扩建的可能性，以适应发电厂和变电所可能扩建的需要。第二节对电气主接线方案的初步设计电气主接线基本要求：可靠性、灵活性、经济性三项基本要求。一、主接线的初步选择1、110kV系统的主接线选择根据电力工程设计手册：110kV220kV配电装置出线回路不超过2回时一般选用单母线接线；出线回路34回时一般选用单母线分段接线，故选用单母线接线与单母线分段接线两种方案

9、进行比较决定。2、35kV侧的主接线形式根据电力工程设计手册：1）35kV6.3kV的配电装置出线回路数在48回时采用单母线分段接线。 2）35kV的出线多为双回路，且检修时间短，一般不设旁母，当配电装置出线回路数在8回以上时；或连接的电源较多，负荷较大时采用双母线接线。故选用单母线分段接线与双母线接线两种方案进行比较决定。3、10kV侧接线形式选择根据电力工程设计手册：610kV系统中，出线在6回或以上时一般使用单母线分段接线形式，当用户要求不能停电时可装设旁路母线。故选用单母线分段接线与单母线分段带旁母接线两种方案进行比较决定。二、可靠性的要求1. 断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2.

10、 断路器或母线故障以与母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间。3. 避免全所停电的可能。三、灵活性的要求1调度时，可灵活的投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷。2检修时，方便的停运断路器、母线与保护，进行安全检修。3扩建时，容易从初期接线过渡到最终接线。四、经济性的要求：1投资省。2. 主接线力求简单，以节省一次设备。3.二次回路简单。4. 能限制短路电流，以便选择价廉的设备。5.占地面积小。6.电能损失少。第三节几种方案的比较与最终接线根据以上几点要求对主接线的初设方案进行比较，结果如下：110kV方案一：为“单母线接线”方案二：为“单母线分段接线”优点：接线简单清晰，设备少，操作方便

11、，便于扩展。缺点：不够灵活可靠。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户从不同段引出，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，保证正常段母线供电，供电可靠性高。缺点：占地面地大，投资较多。35kV方案一：为“单母线分段接线”优点：不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1当一段母线或母线刀闸故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期停电。2当出线为双回路时，常使架空出线呈交叉跨越。3扩建需两个方向。方案二：为“双母线接线”优点：供电可靠性高，一般不对歪停电。缺点：占地面地大，刀闸多，投资较多。10kV方案一：为“单母线分段接线”优缺点：同上方案二：为“单母线分段带旁母接线”优

12、点：供电可靠性高。缺点：占地面地大，刀闸多，投资较多。由于待建变电所属地区变电所，负荷主要是地区性负荷，该变电站110kV、35kV、10kV侧均采用单母线分段接线。第四节主接线图方案一图方案二图二电气设备的选择与短路计算第一节变压器选择1.可按下述原则确定变压器容量（1） 变压器的容量和台数的选择（2） 根据变电站的实际情况，应根据以下的原则进行选择（3） 主变得容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择（4） 根据电压网络的结构和变电站所带的负荷的性质来确定主变的容量，对于有重要用户的变电站应考虑当一台主变停运时其余变压器在计与过负荷能力后的允许时间，应保证用户的一级和二级的负荷，对一般

13、性变电站，一台机停用时，应使其余变压器保证全部负荷的70%80%。（5） 同级电压的降压变压器容量的级别不宜过多，应系列化，标准化（6） 对于大城市市郊的一次变电站，在中低压侧已构成环网的基础上，变电所以装设两台变压器为宜。2.变压器绕组形式选择根据：不受运输条件限制时，在330kV与其以下的发电厂和变电所中，均采用三相变压器。3.变压器绕组数量的选择根据：在具有三种电压的变电站中，如通过主变各侧的功率均达到该主变容量的15%与以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所需装设无功功率补偿设备时，主变宜采用三绕组变压器。4.绕组连接方式根据：我国110kV与以上的电压级别，变压器绕组均用Y0的接法，35

14、kV用Y 连接，其中性点经过消弧线圈接地。第三绕组用三角形连接。高、中压电网的联络变压器应按两级电网正常与检修状态下可能出现的最大功率交换确定容量,依赖于两级电网的合理调度。当联络变压器为两台时，考虑一台突然切除后，另一台短时承担全部负荷，因此选择每台变压器的容量为总容量的5075%，采用50%时，一台变压器突然切除，另一台过载倍率为2，允许运行7.5分钟，采用75%时，过载倍率为1.3，允许运行2小时，应保证上述时间电网调度能妥善的调整系统潮流，降低联络点的穿越功率。5.主变压器台数的确定1).减少变压器台数的途径如下：(1)使用发电机变压器扩大单元。(2)在需要变压器并联以相互备用的情况下

15、，使用两台变压器比较便利。考虑一台变压器退出工作后的备用能力相当，使用两台变压器时，其总容量较使用各台数变压器的总容量有所增加，但考虑上述因变压器台数减少取得的综合效益与损耗的减少仍将使用两台变压器更为合理。2).负荷变电站的降压变压器，发电厂、变电站高、中压电网的联络变压器一般情况下选用两台主变压器比较合理。（1）选择降压结构：绕组排列结构从里往外为：低中高；（2）选择容量：由所给材料可知：35KV侧10KV侧变电站用电负荷为：所以变电站最大负荷为：按冗余考虑配置主变:单台主变故障时,另一台承担50%75%负荷, 选50%时:S1=63.82*0.5=31.91 MVA选75%时:S1=63

16、.82*0.75=47.865 MVA如按国家标准规定的R10系列1010倍数系列容量等级的原则选主变则为:从40 MVA、50 MVA、63 MVA中选40 MVA为宜。为了减少维护费用，选择三相油浸风冷、铝线圈、有载调压的主变为宜，查表选：SFSZ9-40000kVA/110kV8*1.25%/38.52*2.5%/10.5,查表，选择主变型号为：主变Ud%额定电流PoIo名称高-中高-低中-低 ( 高 / 中 / 低 ) (A)(KW)(%)1#、2#17.0% 17.0%6.5%262.4/749.8/2749.484.70 1.200容量比Pd(kw)变压器变压器(MVA)高-中高-

17、低中-低调压围型号40/40/401108x1.25%/38.52x2.5%/10.5kVSFSZ9-40000kVA/110kV第二节短路电流计算1.本计算中采用以下的假设：正常情况下，三相系统对称运行，所有的电源的电动势相位角一样，电力系统中所有电机为理想电机。电力系统所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷在高压母线上，50%负荷接在系统侧，短路发生在短路电流最大的瞬间，不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流，输电线路的电容略去不计。2.本计算中一律采用短路电流的工程实用解法，运算曲线法，先计算出各电源到短路点的运算阻抗Xjs,再化为该电源标幺值下的Xjs。当Xjs3时，Z0=Z0.

18、1=I（无穷）=1/Xjs一.计算系统阻抗：（见附录A）第三节短路电流计算结果工作电流汇总短路类型编号短路点名称短路电流周期分量起始有效值（KA）I短路全电流最大有效值（KA）Ich短路电流冲击值（KA）ich三相D235kV母线（并列）2.3683.5996.039D310kV母线（并列）4.0863.5996.039各回路持续工作电流结果表回路名称计算公式与结果110KV母线Imax=110KV进线Imax=35KV母线Imax=35KV出线Imax=10KV母线Imax=10KV出线Imax=第四节母线选择1.对于敞露式的母线一般按下列的选项进行选择和校验：导体的材料，类型和敷设的方式，

19、导体的截面，电晕，热稳定，动稳定，共振频率2.导体截面选择的原则1） 首先应按允许工作电流的情况加以选择，此处一般选取母线上最大的一台主变来选择母线电流，或根据全部的负荷进行选择，此处应考虑到温度对允许工作电流的影响。2） 按热稳定来选择母线的截面。3） 动稳定校验（采用应力的计算方法）4） 电晕校验：110kV与其以上的线路发电厂变电站母线均应以当地气象条件下晴天不出现全面电晕为控制条件，即使导体安装处的最高工作电压小于临界电晕电压。(1) 35KV母线的选择按经济电流密度选择母线截面，35KV最大持续工作电流查得，采用铝母线，查得时，经济电流密度则母线经济截面为：选择35KV母线为：（）型

20、矩形铝母线，平放，允许载流量。因实际环境温度，综合修正系数，故可满足长期发热要求。（2）10KV母线的选择与校验按经济电流密度选择母线截面10KV最大持续工作电流查表得，采用铝母线，查得时，经济电流密度则母线经济截面为：选用每相2条矩形铝导体，平方时，集肤效应系数因实际环境温度，查表得综合修正系数，故时允许电流为：可满足长期发热的要求。热稳定校验、动稳定校验（见附录B）第五节高压断路器选择高压断路器是发电厂或变电站中最重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧装置，是在正常和故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。1.高压断路器的用途高压断路器是在正常和故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。为保证

21、高压断路器能在正常或故障的任何情况下，可靠地接通与断开电路，要求高压断路器必须具有很完善的灭弧装置和快速动作的特性。2.高压断路器的主要技术参数高压断路器的主要技术参数有：额定电压、额定电流、额定开断电流、额定峰值耐受电流(额定动稳定电流)、额定短时耐受电流(额定热稳定电流)、额定短路持续时间(额定热稳定时间)、额定短路关合电流(峰值)和动作时间（分闸时间、燃弧时间与开断时间）。(1)额定电压。断路器的额定电压是指其导电和载流部分允许承受的(线)电压等级。由于输电线路首、末端等处的运行电压不同，所以断路器所能承受的最高工作电压高于额定电压值的10%15%，例如断路器的额定电压为10kV时，其最

22、高工作电压为11.5 kV。 (2)额定电流。断路器的额定电流是指在规定的环境温度下，当断路器的绝缘和载流部分不超过其长期工作的最高允许温度时，断路器允许通过的最大电流值。(3)额定短路开断电流。额定短路开断电流简称为额定开断电流，它是指断路器在频率为50Hz的瞬态恢复电压下，能够开断的最大短路电流值。 (4)额定峰值耐受电流(额定动稳定电流)。额定峰值耐受电流是表明断路器能承受短路电流电动力作用的性能，即断路器在闭合状态时能通过的不妨碍其继续正常工作的最大短路电流(峰值)。 (5)额定短时耐受电流(额定热稳定电流)。额定短时耐受电流是表明断路器承受短路电流热效应的性能。额定短时耐受电流应等于

23、额定短路开断电流值。 (6)额定短路持续时间(额定热稳定时间)。当额定短时耐受电流通过断路器的时间为额定短路持续时间，断路器的各部分温度不超过短时所允许发热的最高温度，并且不发生触头熔接或其他妨碍正常工作的异常现象。额定短路持续时间一般为2s。 (7)额定短路关合电流(峰值)。保证断路器能关合短路而又不致于发生触头熔焊或其他损伤，所允许接通的最大短路电流称为额定短路关合电流。(8)动作时间。断路器的动作时间包括分闸时间、燃弧时间和开断时间。1)分闸时间。处于合闸状态的断路器，从分闸回路接受分闸命令(脉冲)瞬间起，直到所有灭弧触头均分离瞬间的时间间隔。2)燃弧时间。从首先分离主回路触头刚脱离电接

24、触起，到断路器各极中触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。3)开断时间。从断路器接受分闸命令瞬间起，到断路器各极触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。3.断路器的基本结构（1）高压断路器的种类繁多，具体构造也不一样，但就其基本结构而言，可分为电路通断元件、绝缘支撑元件、基座、操动机构与其中间传动机构等几部分。（2）断路器中的电路通断元件是关键部件，它承担着接通或断开电路的任务。断路器的通断由操动机构控制，分合闸操是作由操动机构经中间传动机构控制动触头的运动而实现的。电路通断元件主要包括接线端子、导电杆、触头和灭弧室等，这些元件均安装在绝缘支撑元件之上。绝缘支撑元件，起着固定通断元件的作用，

25、并使其带电部分之间或带电部分与地之间绝缘。绝缘支撑元件安装在断路器的基座之上.各断路器的选择结果见下表：断路器的型号与参数名称型号短路编号工作电压kV工作电流A短路电流有效值KA短路电流冲击值KA热效应KAS额定电压额定电流热稳定电流KA动稳定电流KAS备注计算值保证值断路器LW6d1110262.42.51056.40183.816*2126315031.5*450110kV进线LW34d238.5749.81.35723.46092.063*240.5160031.5*450主变35kV侧LW34d238.51.35723.46092.063*240.5160031.5*45035kV侧出

26、线VSId3102749.41.35723.46092.063*212250031.52*450主变10kV侧VSId3101.35723.46092.063*21263025*45010kV侧出线第六节隔离开关的选择隔离开关的主要用途是隔离电压、切换电路或拉合小电流回路（例如电压互感器与避雷器回路等）。隔离开关的结构简单，它没有特殊的灭弧装置，不能用来接通或断开有负荷电流或短路电流的电路，否则会在其触头间形成电弧，危与人身和设备的安全，造成误拉合隔离开关的恶性事故。电气设备停电检修时,通常用隔离开关将需要停电部分与其他带电工作部分可靠地隔离(绝缘)，以保证工作人员安全。隔离开关的触头全部敞露

27、在空气之中，断开点明显可见，隔离开关断开后，其动静触头之间的击穿电压必须大于每相对接地的击穿电压，以便使电路中意外出现高电压时，相对地先于断开点间击穿，从而保证检修人员的安全。隔离开关在结构上没有特殊的灭弧装置、不能用于接通或断开有负荷电流与短路电流的电路，倒闸操作中要求断路器断开电路后才允许拉开隔离开关。隔离开关的参数选择的情况如下：技术条件主要有：正常工作条件下的电压，电流，频率，机械荷载，短路的稳定性有动稳定和热稳定和持续时间，承受过电压能力和操作性能等，其选择的项目和短路器基本一致。其具体要求如下；1） 操作机械在8000A以下者用手动，8000A以上的用电动，对于室外的220kV以下

28、的隔离开关和接地刀闸用手动，330kV与其以上的用气动，电动。2） 关于接地闸刀，每段母线上设1-2组接地闸刀，63kV以上的断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地闸刀，35kV以上的接地闸刀安装处的动稳定情况进行校验。名称型号短路编号工作电压kV工作电流A短路电流有效值KA短路电流冲击值KA热效应KAS额定电压额定电流热稳定电流KA动稳定电流KAS备注计算值保证值隔离开关GW4d1110262.42.51056.40183.816*212663031.5*450110kV进线GW4d238.5749.81.35723.46092.063*240.5125031.5*450主变3

29、5kV侧GW4d238.51.35723.46092.063*240.563031.5*45035kV侧出线第七节电压互感器的选择 1.电压互感器的工作状态。电压互感器的一次绕组并联接入被测电路之中，一次绕组所承受的电压将随被测电路电压变动而变化。它的二次绕组并联接入仪表和继电器的电压线圈(阻抗很大)，又由于二次额定电压通常为100V或100/3V，所以二次回路电流很小，故电压互感器正常运行时它的二次回路近于开路状态。运行中的电压互感器二次绕组基本维持在额定电压值上下，如果二次回路中发生短路，必然会造成很大的短路电流。为了与时切断二次侧的短路电流，在电压互感器二次回路必须安装熔断器或小型空气自

30、动开关。电压互感器一、二次额定电压之比，称为电压互感器的额定变比KNV，其值为： UN1 KNV UN22.电压互感器的误差（1）变比误差(U)。变比误差是用电压互感器测量出的电压KNVU2和实际电压U1之差与实际电压U1之比的百分值表示。运行中的电压互感器的变比误差与二次负荷等因素有关，二次负荷愈大时，变比误差愈大；一次电压接近额定值时，变比误差减少，当一次电压超过1.1倍额定电压后，由于铁心的饱和而使变比误差增大。（2）角误差(d)。角误差是指电压互感器一次电压U1与反向二次电压-U2之间的夹角值。(3) 电压互感器的额定容量。电压互感器的额定容量是指在最高准确度级工作时它所容许的二次最大

31、负荷。电压互感器的额定容量一般用伏安表示。同一只电压互感器在不同准确度级工作时，其额定容量不同。例如某电压互感器在0.5级工作时，额定容量为150VA；在1.0级工作时，额定容量则为500VA。电压互感器的二次负荷一般仅考虑二次所接电压表和继电器电压线圈所消耗的功率。如果二次电缆较长，需要精确测量时，应考虑电压互感器二次导线上的电压损失。(4)电压互感器的接线。电压互感器的接线方式较多，仅介绍发电厂和变电站中应用较广泛的几种典型接线，分析比较接线图之后可以看出：不同额定电压的互感器接入被测电路方式不同。在低压380V电路中，一次绕组与被测电路之间经熔断器连接，熔断器既是一次绕组的保护元件，又是

32、控制电压互感器是否接入电路的控制元件。335kV电压互感器一次绕组需经隔离开关接入被测电路,而且在电压互感器的一次绕组与隔离开关之间安装高压熔断器；隔离开关是控制电压互感器是否接入电路的控制元件，高压熔断器作为一次侧的短路保护元件。额定电压为110kV与其以上时，电压互感器一次绕组经隔离开关接入被测电路；隔离开关是控制电压互感器是否接入电路的控制元件；电压互感器的一次绕组与隔离开关之间不安装高压熔断器，一旦互感器高压侧发生短路故障，则由母线的继电保护装置动作切断高压系统的电源。3.电压互感器的技术条件（1）正常工作状态：一次回路电压，电流，二次负荷，准确度等级（2）承受过电压能力和环境条件1）

33、对于35-110kV配电装置一般采用油浸式绝缘结构电磁式PT，而对于220kV以上的配电装置，使用电容式PT。由电压互感器选择的技术条件与各侧使用情况：110KV侧：; 35KV侧：; 10KV侧：; 三侧电压互感器准确等级：1级参考资料，三侧电压互感器选择如下表所示：电压互感器型号与参数型式额定变比在下列准确等级下额定容量(VA)最大容量(VA)0.5级1级3级单相(屋外式)JCC-11050010002000JDJ-3535000/1001502506001200JDZ-1010000/10080150300500第八节电流互感器的选择电流互感器的一次绕组串联接入被测电路之，电流互感器一次

34、绕组中的电流完全取决于被测电路中电流的大小，与电流互感器二次电流无关。电流互感器二次绕组所接的负荷是仪表和继电器的电流线圈，这些负荷的阻抗值都很小，故电流互感器二次绕组正常工作时近于短路状态。电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定变比KNI，其值为：IN1 N2 KNIIN2 N11.电流互感器的工作状态。电流互感器正常工作时，二次回路近于短路状态。这时二次电流所产生的二次绕组磁动势F2对一次绕组磁动势F1有去磁作用，因此合成磁势F0F1-F2不大，合成磁通0也不大，二次绕组感应电动势E2的数值最多不超过几十伏。因此，为了减少电流互感器的尺寸和造价，互感器铁心的截面是根据电流互感

35、器在正常工作状态下合磁磁通0很小而设计的。使用中的电流互感器如果发生二次回路开路，二次绕组磁动势F2等于零，一次绕组磁动势F1仍保持不变，且全部用于激磁，合成磁势F0=F1，这时的F0较正常时的合成磁势(F1-F2)增大了许多倍，使得铁心中的磁通急剧地增加而达到饱和状态。由于铁心饱和致使磁通波形变为平顶波，因为感应电动势正比于磁通的变化率d/dt，所以这时二次绕组将感应出很高的感应电动势e2。二次绕组开路时二次绕组的感应电动势e2是尖顶的非正弦波，其峰值可达数千伏之高，这对工作人员和二次设备以与二次电缆的绝缘都是极危险的。(普通电压表仅能测量电压的平均值，故尖顶的非正弦波电压幅值用普通电压表不

36、能测出，应该用示波器测量。)另一影响是，因铁心磁通的剧增，引起铁心损耗增大，造成严重发热也会使电流互感器烧毁。第三个影响是因铁心剩磁过大，使电流互感器的误差增加。因此，使用中的电流互感器二次回路是不允许开路的，在电流互感器二次回路也不允许安装熔断器。使用中电流互感器的二次仪表或继电器因工作需要必须断开时，应先将电流互感器二次绕组短接后，再断开其二次仪表或继电器电流线圈。同理，恢复二次仪表或继电器的工作时，应先接入二次仪表或继电器电流线圈，然后再拆除原有的短接线，即保持使用中的电流互感器二次回路处于近似短路工作状态。2.电流互感器的误差与准确度级。由于电流互感器的一、二次绕组中存在着损耗，使得一

37、、二次电流在数值上或相位上有差异，即测量误差。测量误差一般用变比误差和角误差表示。 1)变比误差(I%)。变比误差是指用电流互感器测出的电流KNII2和实际电流I1之差与实际电流I1之比的百分值。电流互感器变比误差与合成磁动势F0、一次绕组磁动势F1、二次绕组磁动势F2以与二次负荷的相位角有关。运行中的电流互感器F0为确定值，所以电流互感器误差将随一次绕组磁动势F1和副边电流I2的大小而变化。当一次通过电流比额定值小得多时，由于F1较小，变比误差较大；当一次通过电流逐渐增大到(1.01.2)IN1时由于F1增大，变比误差则减小；一次通过的电流再继续增大时，因电流互感器铁心磁路的饱和，造成误差的

38、迅速增大；二次负荷中的感性负荷相对增加时，因2的加大使变比误差亦增大；二次总负荷增加时，因I2的减小而使变比误差增大。 2)角误差()。角误差是指电流互感器一次电流I1与反向二次电流-I2之间的夹角值。当一次侧通过电流较额定值小得多时，由于一次绕组磁动势F1较小，角误差会增大；当一次侧电流逐渐增加到(1.01.2)IN1时，由于一次绕组磁动势F1的增大，使角误差减小；当一次侧电流再继续增大时，由于铁心饱和，又会使角误差迅速增大；如果二次感性负荷增加时，由于2的加大，使角误差反而减小。3)电流互感器的额定容量。电流互感器二次绕组之外所接的全部阻抗为其二次负荷。电流互感器正常工作时，因二次绕组处在

39、近于短路状态，故二次负荷应包括它所连接的全部测量仪表和继电器电流线圈的阻抗、二次电缆的电阻和接头的接触电阻等几部分。电流互感器的额定容量(SN)是指电流互感器在二次侧电流为额定电流、误差不超过规定值的条件下，二次绕组所允许输出的最大容量。电流互感器额定容量也可以用阻抗表示，该阻抗称为额定二次负荷，两者关系为：SNIN2ZN式中 SN电流互感器的额定容量，VA； IN2电流互感器的二次额定电流,A； ZN电流互感器的二次额定负荷，。由于电流互感器的误差与二次负荷的大小有关，因此同一台电流互感器处在不同准确度级下工作时，便有不同的额定容量。例如某电流互感器二次额定电流为5A，工作在0.5级时，其额

40、定容量为30VA(1.2)；当工作在1级时，其额定容量为60VA(2.4)。4)电流互感器的接线。常用电气仪表和继电器，接入电流互感器有三种接线方式，(a)单相式；(b)三相式；(c )两相式单相式接线，适用于三相对称电路，由于三相对称负荷的三相电流大小一样、相位互差120，所以只测量一相电流便可以监测三相电流，故仅在C相装设电流互感器。三相式接线，适用于三相四线制系统中。由于三相四线制系统中，三相电流的大小与相位均可能不一样，所以在三相上装设电流互感器，分别测量三相电流。所示接线图为两相式接线，适应用在三相三线制系统中。由于在三相三线制系统中三相电流的关系为IA+IB+IC=0,所以IB=-

41、(IA+IC),即通过公共线上的电流表中的电流为-IB。显然，不完全星形接线可以测量三相三线制系统中的三相电流（即IA、-IB和IC）。（1）电流互感器的二次额定电流有两种1A和5A，一般强电系统取5A（2）电流互感器的型式选择，一般35kV与以上的配电装置采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立的电流互感器。（3）一次电流的选择，当CT用于测量时，应比回路中的正常工作电流大1/3左右，保证测量仪表的最佳工作。（4）进行动稳定，热稳定校验。结果如下表所示:设备名称型号短路点编号工作电压kV工作电流A短路电流有效值KA短路电流冲击值KA热效应KAS额定电压额定电流热稳定电流KA动稳定电流KAS备注计算值保证

42、值CTLB6d1110262.42.51056.40183.816*2126500/531.5*450110kV进线LRBd238.5749.81.35723.46092.063*240.51500/531.5*450主变35kV侧LRBd238.51.35723.46092.063*240.5400/531.5*45035kV侧出线LZZBJ9-10d3102749.41.35723.46092.063*2123000/531.52*450主变10kV侧LZZBJ9-10D3101.35723.46092.063*212630/531.52*45010kV出线三结论在此次课程设计中,让我明白

43、了要使在设计发电厂主接线图时，必须经过精密的设计和计算。在进行课题设计的过程中，加深了我对主接线时各种电器设备计算的认识，尤其是对动稳定校验、热稳定校验求解思路有了比较透彻的理解。同时由于求解过程中有各种短路情况的分析等等，又使我对以前所学的知识有了一次很好的温习。同时也看到了研究性学习的效果，从研究中去学习，理论结合实际，将理论运用到实际，同时在实践中发现问题，然后解决问题，而且在此次课程设计中，我发现了自己的基础知识有很多的不足。这些基础的缺乏给我的设计计划造成了不小的障碍。在这个过程中，我明白了，只要用心去做，认真去做，持之以恒，就会有新的发现，有意外的收获。此次课程设计的完成，要感老师

44、的帮助以与同学的协力合作，团结才能出成绩。参考文献西北电力.电力工程设计手册.中国电力熊信银.发电厂电气部分. 中国电力黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料. 中国电力王荣藩.工厂供电设计与实验M.大学，1998，05傅知兰.电力系统电气设备选择与计算，中国电力附录A;基准容量：Sj=100MVA基准电压：Uj=115/37/10.5kV额定电压：11081.25/38.522.5/10.5kV容量比： 40/40/40Ij=Sj/3*Uj=100/3*115=100/199.180.5021 KA各元件参数计算公式为：X变压器=(Ud%/100)*(Sj/Se)则有：Ud1%=(1/2)*

45、(U d-%+ U d-%- U d-%)=(1/2)*(17 +17-6.5)=13.75Ud2%=(1/2)*( U d-% + U d-% -U d-%)=(1/2)*(6.5+17-17)=3.25Ud3%=(1/2)*( U d-%+U d-% - U d-%)=(1/2)*(17+6.5-17)=3.25X1=X2=(Ud1%/100)*(Sj/Se)=(13.75/100)*(100/40)=0.343 X3=X4=(Ud2%/100)*(Sj/Se)=(3.25/100)*(100/40)=0.081 X5=X6=(Ud2%/100)*(Sj/Se)=(3.25/100)*(1

46、00/40)=0.081计算短路电流考虑最大运行方式为两台主变三测并列运行，最大短路电流为母线三相短路的电流，选择短路点为D2：35kV母线三相短路点D3：10kV母线三相短路点1当D2点短路时,其等值电路图为:由化简图1得:X7= X5+ X6=0.081+0.081=0.162由化简图2得:X8= X1* X2/( X1+ X2+ X7)= 0. 343*0.343/(0.343+0.343+0.162)0.1387X9= X1* X7/( X1+ X2+ X7)= 0.343*0.162/(0.343+0.343+0.162)0.0655X10= X7* X2/( X1+ X2+ X7)

47、=0.162*0.343/(0.343+0.343+0.162)0.0655由化简图3得:X11=(X3+ X9)/ (X4+ X10)=(1/2)(0.081+0.0655)0.0733Id2=1/(X11+X8)=1/(0.0733+0.1387)=4.7173当D3点短路时,其等值电路图为:由化简图1得:X7= X3+X4=0.081+0.081=0.162由化简图2得:X8= X1 X2/( X1+ X2+ X7)= 0.3430.343/(0.343+0.343+0.162) = 0.1715X9= X1X7/( X1+ X2+ X7)= 0.343*0.162/(0.343+0.3

48、43+0.162)0.0655X10= X7X2/( X1+ X2+ X7)= 0.343*0.162/(0.343+0.343+0.162)0.0655由化简图3得:X11=(X5+ X9)/ (X6+ X10)=(1/2)(0.081+0.0655)0.07325Id3=1/(X11+X8)=1/(0.07325+0.1715)=4.0864根据公式: I= IjI* 则有:I2= I3 =IjId2*=0.50214.7172.368KAich2= ich3=1.82 I2=2.55 I2=2.552.3686.039KAIch2= Ich3=1.52I2=1.522.3683.599KA附录B热稳定校验由校验短路器可知，短路电流周期分量母线正常运行最高温度为：查得：，则母线最小截面为：满足热稳定。动稳定校验由短路电流计算结果表查得，短路冲击电流为：相间距离取由、，查表得：同相条间应力为：32 / 32