毕业论文

第一章 主变压器选择

在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。在输配电系统中，变压器起到桥梁作用，变压器是借助电磁感应原理，以相同的频率，交换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。

1.1 变电所变压器容量、台数、型号的选择

1.1.1变压器容量

变压器空载运行时需用较大的无功功率，这些无功功率需由供电系统供给，变压器容量如选的过大，不但增加投资，而且使变压器长期处于轻载运行，出现“大马拉小车”现象，使空载的损耗增加，功率因数降低，网络损耗增加。若容量选的小，会使变压器长期过负载，易损坏设备。

变压器的最佳负载率在40%-70%之间，负载过高，损耗明显增加，另一方面，由于变压器容量裕度小，负载稍有增长，便需要增容，更换大容量的变压器，势必增加投资，且影响供电。总之选择变压器的容量，要以现有的负荷为依据，按照20-30年的发展计划来确定，按照宁波万华二期硝苯装置变电所的设计选用的变压器容量为1000kVA。

1.1.2主变压器台数和型号

1．台数

变压器的台数应根据负荷的特点和经济运行进行选择，要由负荷大小，对供电的可靠性和电能质量的要求来决定，并兼顾节约电能、降低运行造价、维护设备等因素，确定变压器台数应综合考虑，进行认真的技术经济比较。

1）按负荷的等级和大小来说，对于带一、二级负荷的变电所，当一、二级负荷较多时，应选两台或两台以上变压器，如只有少量的一、二级负荷并能从相邻的变电所取得低压备用电源，可以只采用一台变压器。

2）季节性昼夜差别大的负荷，用两台变压器供电。

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3）对三级负荷供电，可采用一台主变压器。

4)考虑负荷的发展，应留有第二台主变压器安装的空间。

对宁波万华二期硝苯工序来说，主要负荷是二、三类负荷 ，二级负荷主要装置设备用电、应急照明等负荷；而三级负荷主要是普通照明，根据需要拟装设两台主变压器。

2．型号

主变压器的型号选择主要考虑以下因素：1）.变电所的所址选择；2）.建筑物的防火等级；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用电设备对供电的要求；5）.当地供电部门对变电所的管理体制等。

设置在一类高、低压主体建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器；二类高、低压主体建筑也宜如此，否则应采取相应的防火措施。

主变压器安装在地下时，根据消防要求，不得选用可燃性油变压器，地下层一般比较潮湿，通风条件不好，也不宜选用空气绝缘的干式变压器，而宜采用环氧树脂浇注型或者六氟化硫型变压器，综合所述结合宁波万华工业园的具体情况选型为SZ11-40000/35KV变压器。连接组别为Dyn11的三相油浸式电力变压器，安装于二期硝苯工序高压配电室下面。

1.2 三相油浸式电力变压器的结构

电力变压器是用于电力系统中变换电压的变压器，种类很多，按其相数分，可分为单相电力变压器和三相电力变压器；按其绕组的数目分，可分为双绕组、三绕组、多绕组和自耦变压器；按其调压方式分，可分为有载调压和无激磁调压； 按其冷却方式分，可分为油浸自冷、油浸水冷和空气自冷等。 1) 铁心：变压器的铁心有两种基本结构，即心式和壳式。铁心本身铁心柱和铁轭两部分组成。被包围着的部分称为铁心柱。铁轭则作为闭合磁路之用。 2）绕组：根据变压器的高压绕组与低压绕组的相对位置，绕组又可分为同心式与交叠式两种。同心式绕组适用于心式变压器，同心式绕组大都是低压绕组套在里面，高压绕组套在外面。高压绕组与低压绕组之间有一定的绝缘间隙，并用绝缘

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纸筒隔开，绝缘的厚度根据绕组额定电压而定。同心式绕组根据制造方法的不同，又可分为圆筒式、螺旋式、连续式和纠结式等。 3）油箱：邮箱是变压器的外壳，内装铁心、绕组和变压器油。变压器油起绝缘和冷却作用。油箱是变压器身的保护箱体和变压器支持部件，变压器的其它附件分别装置在箱体的端盖顶部、侧方和底部。 4) 油枕：油枕的容积一般为箱体容积的10％，其作用是储油和补油，保证变压器的油位高度，减少油面和空气的接触面积，减缓油的氧化过程，空气中吸入的水分、灰尘和氧化油垢沉积于油枕的底部积污区，减缓了绝缘油劣化过速度，当变压器内部故障时，箱体内压增大，油枕起到减缓内压的作用。 5）呼吸器：油枕经呼吸器与大地相通，呼吸器内装有氯化钙或氯化钴浸渍过的硅胶，当大气流入后，硅胶吸收空气中的水分和杂质，起到过滤空气、使绝缘油保持良好的性能。 6）散热器：运行中的变压器箱体内的上、下油产生温差时，绝缘油经散热管形成了有的对流循环，经散热器冷却后流回油箱底部，起到降低油温的作用。 7）防爆管：防爆管装于变压器的顶盖上，它通过喇叭形的管子与大气相通，管口用玻璃防爆膜封住。当运行中的变压器内部发生故障而其保护装置失灵，使变压器箱体内压增大，超过一定数值后，放防爆玻璃破裂，将油分解的气体排出，防止了变压器内部压力骤增对油箱的破坏。 8）绝缘套管：绝缘套管式变压器高、低压绕组引线的固定和连接装置，变压器绕组通过绝缘套管、接线端子从内部引出到外部，与一、二次电路连接，是变压器相对箱体的绝缘部分。 9）瓦斯继电器：瓦斯继电器是一种非电量的气体继电器，装于变压器油箱和油枕连接管上，是反映变压器内部故障的保护装置。变压器运行中发生故障时，油箱

内压力增大，当故障不严重时油箱内压力增大，瓦斯继电器的触点接通发出信 号；当变压器内部严重故障时，油箱内压力剧增，瓦斯继电器触点接通动作，断路器跳闸，防止故障的扩大。 10)分接头开关：分解有开关是调整变压器变比的装置，双卷变压器、三卷变压器的一、二次绕组一般有3-5个分接抽头档位。三档分接头的中间档位为分接头额定电压，相邻的分接头相差5%，五档分接头的变压器，相邻分接头相差2.5%。对有载调压变压器，相邻的分接头相差1.25% 。改变分接头的位置，可调节中压和低压绕组的输出电压。

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1.3 变压器的铭牌参数

1.变压器型号 根据我国新的电力变压器国家标准，变压器型号由两部分组成：前一部分描述变压器的类别、结构、特征和用途；后一部分描述变压器的容量（单位为KV·A）和绕组的电压等级，用具体数字表示。 2.额定技术数据 使用任何电器设备，其工作电压、电流、功率等都是有一定限定的。为了确保变压器安全、可靠、经济、合理地运行，生产厂家对它在给定的工作条件下能正常工作，给定了容许的工作数据，我们称为额定值，通常在相应的电气量标注下标“N”，并标注在产品的铭牌上。这些额定值包括：额定电压、额定电流、额定容量、短路电压、空载电流、空载损耗、短路损耗、额定温升、冷却方式、连接组号等。

1.4 变压器的并列运行

将两台或多台变压器的一次侧及二次侧同极性的端子之间，通过一母线分别互相连接，这种运行方式叫做变压器的并列运行，为了使并列运行的变压器容量得到充分的利用，必须满足以下要求：

1）变压器的连接组别相同； 2）变压器的变比相同(允许有0.5%的差值)； 3）变压器的短路电压相等（允许有10%的差值）； 4）并列运行的变压器的阻抗电压相等。

当其中某一条件不能满足时将产生不良后果：接线组别不同时，变压器并列运行的回路中会产生很大的环流；变比不等时，并列运行的变压器二次电压不等；阻抗电压不等时，会造成负荷分配不均。

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第二章 供电系统功率因数的提高

2.1提高功率因数的意义

在供电系统中输送的有功功率维持恒定的情况下，无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起：

1：增加电力网中输电线路上有功功率损耗和电能损耗。若设备的功率因数降低，在保证输送同样的有功功率时，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使输电线路上有功功率损耗和电能损耗怎大。

2:系统中输送的总电流增大，使得供电系统中的电器元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。

3：功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许的偏移值，从而严重影响异步电动机及其他用电设备的正常运行。特别在用电高峰季节，功率因数太低会出现大面积地区电压偏低，将给工厂的生产造成很大的损失。

4：使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。因为发电机或变压器都有一定的额定电压和额定容量，在正常情况下，这些参数是不容许超过的，根据P=UIcosA关系式，若功率因数降低，则有功功率也将随之降低，使设备容量不能得到充分的利用。

综上可知电力系统功率因数的高低是十分重要的，因此，必须设法提高电力网中各种有关部分的功率因数，以充分利用电力系统内各发电设备和变电设备的容量，增加其输电能力，减小供电线路导线截面，节约有色金属，减少电力网中的功率损耗和电能损耗，并降低线路中的电压损失与电压波动，以达到节约电能和提高供电质量的目的。

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2.2功率因数的改善

2.2.1提高自然功率因数

提高自然功率因数的方法，即采用降低各用电设备所需的无功功率以改善其功

率因数的措施,主要有：

1：正确选用异步电动机的型号和容量，使其接近满载运行。因为异步电动机的功率因数和效率在70%至满载运行时较高，例如额定负荷时的功率因数约为0.85-0.89，而在空载时功率因数只有0.2-0.3。因此，正确选用异步电动机使其额定容量与其拖动的负荷相匹配，避免不合理的运行方式，对于改善功率因数是十分重要的。

2：更换轻负荷感应电动机或者改变轻负荷电动机的接线。对实际负荷不超过40%的电动机应换以小容量的电动机或者在不变换电动机的情况下改变电动机定子绕组的接线方式。

3：电力变压器不宜轻载运行

2.2.2采用无功补偿提高功率因数

当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达到《供用电规

则》所要求的数值时，就需要设置专门的无功补偿电源。此外，同步电动机的过励磁方式运行时，也可向电力系统提供无功功率，但同步电动机结构复杂附有起动控制设备，维护工作量大，用“同步电动机做无功补偿”方案的价格明显高于“用异步电动机加电力电容器补偿”的价格。

用户处的静电电容补偿方式可分为个别补偿、分组补偿和集中补偿三种。 个别补偿将电容器直接安装在吸取无功功率的用电设备附近，这样不但可减少供电配电线路和变压器中的无功负荷，降低线路和变压器中的用工功率损耗，有时还可减小车间线路的导线截面以车间变压器的容量。但其利用率低、投资大，所以个别补偿只适用于运行时间长的大容量用电设备、负荷较大以及由较长线路供电的情况。

分组补偿将电容器组分散安装在各车间配电母线上；集中补偿指电容器组几种安装在总降压变电所二次侧或变配电所的一次侧或二次侧。根据《电力技术规

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范》要求：“采用移相电容器补偿时，应尽量靠近吸取无功功率大的地方。低压移相电容器组宜分布在环境正常的车间内；高压移相电容器组布置在各配变电所内集中补偿。”

第三章 变电所电气主接线

电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括地说应包括电力系统整体及变电所本身运行的安全性、可靠性、灵活性和经济性。

3.1 对电气主接线的基本要求和原则

3.1.1电气主接线的基本要求

1．安全性

符合国家标准和有关设计规范要求，能充分保证在进行各种操作切换时工作人员的人生安全和设备安全，以及在安全条件下进行维护检修工作。

2．可靠性

所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对变电所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性不仅要考虑—次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的，而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。

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3．灵活性

主接线的灵活性有以下几方面要求；

1)调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。

2)检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修，且不致影响对用户的供电。

3)扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改建量最小。

4．经济性

经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。

3.1.2电气主接线的原则

1．考虑变电所在电力系统中的地位和作用

变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

2．考虑近期和远期的发展规模

变电所主接线设计应根据20—30年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。

3．考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响

对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。

4．考虑主变台数对主接线的影响

变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。

5．考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响

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发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电、适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不问。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。

3.2 降压变电所的电气主接线

降压变电所的主接线形式有好多种，常见的有以下几种。 1．线路—变压器组接线

变电所只有一路电源进线，只设一台变压器且变电所没有高压负荷和转送负荷的情况下，常常用线路—变压器组接线，其主要特点是变压器高压侧无母线，低压侧通过开关接成单母线结线供电。在变电所高压侧，即变压器高压侧可根据进线距离忽然系统短路容量的大小装设隔离开关QS、高压熔断器FU或高压断路器QF。如图3-1

图3-1线路—变压器组主结线图

2．桥式接线

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为保证对一、二级负荷可靠供电，总降压变电所广泛采用由两回路电源供电，装设两台变压器的桥式接线。桥式接线可分为内桥和外桥两种。内桥式主接线的运行灵活性好，供电可靠性高，适用于一、二级负荷的工厂；外桥式主接线适用于供电线路较短，工厂用电负荷变化较大，变压器需经常切换，具有一、二级负荷的变电所。

3．单母线和母线分段

总降压变电所高压侧引入、出线较多时，采用母线制。母线是主电路中的一个节点，其汇总和分配电能，以便于接线的作用。母线制分单母线、单母线分段和双母线接线三种。

有一回路电源进线，两条及两条以上引出线时，采用单母线，这种接线的优点是：电路简单，使用设备少，投资费用低；缺点是：可靠性和灵活性较差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，接于该母线上的所有回路均需停电，因此单母接线适用于对供电连续性要求不高的负荷。

为了提高单母接线的供电可靠性，在变电所有两个或两个以上电源进线或馈出线较多时，将电源进线和引出线分别接在两段母线上，这两段母线质检用断路器或隔离开关连接。这种主接线运行方式灵活，母线可以分段运行，也可以不分段运行，供电可靠性明显得到提高。大多工厂采用这种方式的接线。

4．双母线

单母线和母线分段有一个缺点是母线本身发生故障或需检修时，将使该母线中断供电，对供电可靠性要求很高、进线回路多的大型工厂总降压变电所的35—110kV母线和有重要负荷或又自备电厂的6—10kV母线，如果单母线分段不能满足供电可靠性要求时，可采用双母线接线方式。

3.3 高压配电网的接线方式

工厂企业内部电力线路按电压高低分为高压配电网络（1kV以上的线路）和低压配电网络（1kV以下的线路）。高压配电网络的作用是从总降压变电所向各车间变电所或高压用电设备供电，低压配电网络的作用是从车间变电所向各用电设备供电，高压配电网络和低压配电网络的接线方式通常有三种类型：放射式、树干式和环式。

3.3.1 放射式

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1．单回路放射式

所谓单回路放射式，就是由企业总降压变电所6—10kV母线上引出的每一条回路，直接向一个车间变电所或车间高压用电设备配电，沿线不分支节其他负荷，各车间变电所质检也无联系。 2．双回路放射式

此种接线当一条线路发生故障或需检修时，另一条线路可以继续运行，保证了供电，可适用于二级负荷。 3．带公共备用线的放射式

这种接线其供电可靠性虽有所提高，但因投入公共备用线的操作的过程中仍需短时停电，所以不能保证供电的连续性。另外，这种接线投资和金属消耗量也较大。

3.3.2树干式

1．直接树干式

有总降压变电所引出的每路高压配电干线，沿各车间厂房架空敷设，从干线上直接接出分支线引入车间变电所，称为直接树干式。这种接线方式的优点是：总降压变电所6~10kV的高压配电装置数量少，投资相应减少，出线简单，敷设方便，可节省有色金属，降低线路损耗；缺点是：供电可靠性差，任一处发生故障时，均将导致该干线上的所有车间变电所全部停电，因此，要求每回路高压线路直接引接的分支线路数目不宜太多，一般限制在5 个回路以内，每条支线上的配电变压器的容量不宜超过315kV·A，这种接线方式只适用于三级负荷。 2．链串型树干式

在直接树干式线路的基础上，为提高供电可靠性，可以采用链串型树干式线路，其特点是：干线要引入到每个车间变电所的高压母线上，然后再引出，干线进出侧均安装隔离开关。

3.3.3环式

环式接线实质上是由两条链串型树干式的末端连接起来构成的。这种接线的优点时运行灵活、供电可靠性高，是用于一、二级负荷的供电系统，既可以开环运行，也可以闭环运行。

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第四章 电气设备选择与校验

在各级电压等级的变电所中，使用各种电气设备，诸如变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、补偿电容器等，这些设备的任务是保证变电所安全、可靠的供电，因为选择电气设备时，必须虑及电力系统在正常和故障时的工作情况。所谓电气设备的选择，则是根据电气设备在系统中所处的地理位置和完成的任务来确定它们的型号和参数。电气设备选择的总原则是在保证安全、可靠工作的前提下，适当留有裕度，力求在经济上进行节约。

电气设备选择的一般原则为：按正常工作条件下选择额定电流、额定电压及型号，按短路情况下校验开关的开断能力、短路热稳定和动稳定。

在供配电系统中尽管各种电器设备的作用不一样，但选择的条件有诸多是相同的，在表４-1中列出了导体和电器选择与校验的项目。

表4-1导体和电器的选择与校验项目

选择项目 设备名称 压 （A） （KV） 高压断路器 高压负荷开关 高压隔离开关 高压熔断器 电流互感器 电压互感器 母线 电缆 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 外） √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 额定电额定电流 （户内户度级 热稳定 动稳定 （KA） √ √ √ 装置类 准确力 校验项目 短路电流 开断能12

4.1 高压断路器选择与校验

4.1.1高压断路器的选择

高压断路器是高压电气中的重要设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备，它在电网中的作用有两方面，其一是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通或断开工作电路，其二是保护作用，当电力系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证无故障部分的正常运行。

高压断路器的主要作用是：在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在发生短路故障或严重负荷时，借助继电保护装置用它自动、迅速地切断故障电流，以防止扩大事故范围。断路器工作性能好坏直接关系到供配电系统的安全运行。为此要求断路器具有相当完善的灭弧装置和足够强的灭弧能力

４.1.2高压断路器的校验

根据图4-1高压断路器的QF的型号规格。在短路计算中我们得知10kV侧母线上短路电流为5.3kA，控制QF的线路继电保护装置实际最大的动作时间为1.0s

变压器高压侧实际最大工作电流按变压器额定电流计算。 I30?I1N?T?SN/3UN?1000/(3?10)?57.7A

线路首端短路时，流过短路电流最大，而线路首端（k1）点短路和母线（k2）点短路，其短路电流相等，即：

短路电流冲击值：ish?2.55I''?2.55?2.76?7.038KA 短路容量：SK?3UCIK?3?10.5?2.76?50.2MVA 拟定选用高压真空断路器，断路时间：tOC?0.1s 短路假想时间：tima?t1c?top?tOC?1.0?0.1?1.1s

根据拟定条件和相关数据，选用ZN12-10I型高压真空断路器。

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表４-2 ZN12-10I型高压真空断路器 安装电气条件 序号 项目 1 2 3 4 IUNZN12-10I 校验结论 项目 UN数据 10KV 57.7A 2.76KA 7.038KA 技术数据 10KV 1250A 31.5KA 25KA 合格 合格 合格 合格 I30 IK ish (3)?2IN (3)IOC imas Itt 2(3)5 tima 7.84

126 合格 4.2 隔离开关选择与校验

4.2.1隔离开关原理与类型

隔离开关是发电厂和变电所中常用的开关电器，用于隔离电源，以保证对其它电器设备和线路运行安全检修。

隔离开关是应用于断路器的配套装置使用的，但是隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和断开负荷电流和短路电流。隔离开关的类型较多，按装接地点不同分：屋内式和屋外式；按绝缘支柱数目分：单柱式、双柱式和三柱式；此外还有V型隔离开关。隔离开关的型式对配电装置的分布和占地面积有很大的影响，隔离开关选型时应根据实际情况选择，这种型号隔离开关系列为高压10kV，三相电流频率50HZ的户内装置，安装于高压开关柜内，使高压开关柜结构紧密占地面积小，安全性高。如下表所示４-3为GN30-10D/630的技术数据。

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表4-3 GN30-10D/630技术数据

型号 GN30-10D/630 型式 户内 序号 30 额定电压KV 10 额定电流A 630 结构标志 带接地刀闸

4.2.2隔离开关运行与维护

隔离开关运行与维护的注意事项： （1）.载流回路及引线端子无过热。

（2）.瓷瓶无裂痕，瓷瓶与法兰接触处无松散及起层现象。 （3）.传动机构外露的金属无明显锈蚀痕迹。 （4）.触头罩无异物堵塞。 （5）.接地良好。

（6）.分合闸过程应无卡劲，触头中心要标准，三相是否同时接触。 （7）.隔离开关严禁带负荷分、合闸，维修时检查它与断路器的连锁。

4.2.3隔离开关的校验

根据型号拟选GN30-10D/630。 Ica?S1N3UN?10003?10?57.73A

短路电流的冲击值：ish?2.55?2.76?7.038KA 短路容量：Sk?S''?S??3?10?2.78?48.15MVA 短路电流假想时间： iimar?tac?ttr?1?0.1?1.1s

校验情况如下表

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表4-4 GN30-10D/630校验数据 计算数据 工作电压（KV） 最大工作电流（A） 短路电流 （KA） 短路冲击电流（KA） 热稳定性校验 2GN30-10D/630 10 57.73 2.76 7.038 UN?10 IN?630 —— imar?50 2I?timar?2.76?1.1?8.38AS 2I1t?14?5?980AS 222

根据以上数据可得满足热稳定校验条件。

4.3 互感器选择与校验

互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压(100、100/3V)和小电流(5、1A)，其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。为了确保工作人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的每一个二次绕组必须有可靠的接地，以防绕组间绝缘损坏而使二次部分长期存在高电压。

互感器包括电流互感器和电压互感器两大类，主要是电磁式的。此外，电容式电压互感器在超高压系统中也被广泛应用。非电磁式的新型互感器，如电子式、光电式互感器，尚未进入广泛的工业实用阶段。

4.3.1电流互感器的选择与校验

1．工作原理

电流互感器的基本结构与变压器相似，原理接线如图4-1所示．其一次绕组的匝数很少(有的利用一次导体穿过其铁芯，只有一匝)，导体较粗，串接在被测电路中，因此一次电流完全取决于被测电路的负载电流；其二次绕组的匝数很多，且与低阻抗的仪表或继电器的电流线圈相连，因而二次阻抗很小，所以它实际上

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就相当于一个短路运行的变压器。

I1I2电流互感器一、二次额定电流之比叫变流比，用Ki表示，由变压器的基本知识可知：

Ki?I1NI2N?N2N1? （4-1）

式中 N1、N2——电流互感器一、二次绕组的匝数；

I1N、I2N——电流互感器一、二次额定电流；

I1、I2——电流互感器一、二次实际电流；

由式4-1可见，若已知电流互感器的变流比(或一、二次绕组的匝数)和二次实际电流，便可计算出一次实际电流的近似值。

图 4-1 电流互感器原理接线图

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1—铁芯；2—一次绕组；3—二次绕组 2．结构

电流互感器的结构如图4-1所示，它主要由铁芯、一次绕组、二次绕组和绝缘构成。按照一次绕组匝数的多少，电流互感器又可分为单匝式和多匝式，多匝式电流互感器又分为只有一个铁芯和具有两个铁芯的两种类型。

3．校验

对于大多数电流互感器，给出了相对于额定一次电流的动稳定倍数Kes和热稳定倍数Kt，因此其动、热稳定度应按下式校验。动稳定倍数：

Kes?imas/(2I1N)

则动稳定校验的条件为：Kes?2?300?ish

拟定型号为：LZZBJ9-10型电流互感器，查表得Kes?220，Ki?150/5

Kes?2I1N?220?2?150?933240?ish?30070

热稳定倍数：Kt?It/I1N，则热稳定度校验条件为：

(Kt?I1N)?t?I?tima，一般Kt为1S热稳定倍数，即电流互感器试验时间

2(3)2t=1s，因此上式可改写为：

KtI1N?I?I?(3)(3)tima

tima?2800.31

3000?2800.31

通过计算结果可知满足热稳定校验。

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4.3.2电压互感器的选择与校验

如图4-2所示为电压互感器原理接线图，其基本结构与变压器相同，电压互感器一、二次侧额定电压之比称为变压比，用Ku表示。

图 4-2 电压互感器原理接线图

1—铁芯；2—一次绕组；3—二次绕组

Ku?U1NU2N?N1N2?U1U2

式中 N1、N2——电压互感器一、二次绕组的匝数；

U1N、U2N——电压互感器一、二次额定电压；

U1、U2——电压互感器一、二次实际电压；

由式可知电压互感器变压比和二次实际电压U2，可计算出一次实际电压的近

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似值。

1．电压互感器的结构

一次绕组被分为匝数相等的两部分，分别绕在上下铁芯柱上并且并联起来，其连接点于铁芯相连，二次绕组绕在铁芯上，此外还有一个平衡线圈，也有匝数相等的两部分组成，分别绕在上下两个铁芯上，并且串起来，连接点与铁芯相连。

2．电压互感器校验

为了保证电压互感器的安全运行和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压互感器应满足下列条件：

1.1Ue1?U1?0.9Ue1

其中式中 U1 为电网电压；

Ue1 为电压互感器一次绕组额定电压； 其电压互感器参数如下表所示

表4-5 电压互感器参数 型号 额定电压（KV） 一次 JDZ18-10 10

0.1 50 80 200 二次 一次绕组额定容量（VA） 量（VA） 0.5 1 3 3P 6P 400 量（VA） 二次绕组额定容最大容综合公式：S2?(??cos?)2?(?sin?)2?(?P)2?(?Q)2 校验后满足要求。

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结 论

此毕业论文是宁波万华二期硝苯生产工序变电所的设计情况。

在设计中电气主接线根据原始资料及实际工程应用，分析并选定两种接线方式，通过实地考察和供电情况分析，最终选定的接线方式为：高压侧采用单母线接线，低压侧采用单母线分段接线，在本变电所的设计中还对变压器选择及设备选择进行了设计。在主变压器选择中首先确定了变压器的容量、台数、型号，而后联系生产实际确定了主接线方式，同时设计了无功功率补偿。

通过完成宁波万华二期硝苯生产工序变电所的设计，把过去所学的专业知识综合的利用起来，并运用到了实际工程当中去，把基础知识与工程实际相互结合。既做到技术先进又保证安全可靠，进一步提高了自己设计的能力，而最重要的是培养了自己的工程观念，为以后的工作打下了坚实的基础。

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致 谢

通过此次毕业设计，加深了我所学的电气自动化技术专业知识，为今后顺利的开展工作打下良好的基础，特别是对认识问题、分析问题、解决问题的能力有了较大的提高。本次毕业设计也是对我整个学习阶段的一次综合测试。

在毕业设计过程中，衷心的感谢我的指导老师万老师、班长刘师傅和林师傅，以及技术组的各位师傅们在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议。他们那严谨求实的教学作风、诲人不倦的耐心，给我留下了难以磨灭的印象。我还要感谢我的师哥张宗兴、王兰光，同班王夫光、曲晓飞、赵磊等各位的帮助。在这半年的实习生活和工作中，他们不仅传授我工作的经验，在生活中也给了我很大的帮助。

在此，我对您们表示最衷心的感谢，我将在今后的工作中不断追求新知识、继续努力，不辜负师傅们对我的期望。

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参 考 文 献

1．刘介才，工厂供电.第3版.北京：机械工业出版社，1998 2．陈小虎，工厂供电.第2版：高等教育出版社，2006 3．维修电工.中国石化出版社，2008

4．熊信银.发电厂电气部分.第4版，中国电力出版社，2009

5．余建明，同向前，苏文成.供电技术.第3版，北京：机械工业出版社，1992 6．姚春球，电厂电气部分.北京，中国电力出版社，2004 7．陈化钢，电气设备及运行，合肥：合肥工业大学出版社，2004

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