10kV变电所电气设备的选择与校验
10KV变电所电气调试方案
10KV变电所电⽓调试⽅案电⽓系统调试施⼯⽅案编制：审核:批准：质量：安全:⽬录1、编制说明2、编制依据3、⼯程概况4、调试⼯作的程序5、调试⼯作的⼯艺及技术要求6、保护继电器的校验7、常⽤继电器的⼀般校验项⽬及⽅法8、10KV盘柜内部线的检查和对外联络线的校验9、⼀、⼆次母线的耐压试验10、调试⼯作计划11、安全防护措施１2、质量保证措施13、主要设备⼀、编制说明根据提供的图纸资料、1０ＫV进线电源设计为两路进线,⼀路进线电源由业主提供，⼀路进线电源为缓建。
由1０KV⾼压开关柜分别供给⼋台变压器组成⼀个互为备⽤的低压系统。
本⽅案针对10KV系统、０.４ＫV系统和现场电机的调试进⾏编制。
⼆、编制依据《电⽓装置安装⼯程电⽓设备交接试验标准》《电⼒系统继电保护及电⽹安全⾃动装置检验条例》《电⽓安装⼯程施⼯验收规范》《保护继电器的效验》电⽓设备的⼚家技术⽂件资料有关的电⽓试验、运⾏安全操作规程三、⼯程概况1、系统的运⾏⽅式１0KV１路进线由外线１0ＫＶ供电所系统供给。
10KＶ馈线供全⼚的各分配电室,共2５台⾼压开关柜, ２套１０KＶ电容器柜。
10ＫＶ为单回路供电,由⼋台变压器构成的的低压０．4ＫV的低压系统互为备⽤。
2、主要设备实物⼯作量3、技术参数继电保护整定值,有特殊要求的设备技术参数(有现场技术⽂件确定）调试执⾏标准为国标ＧB 50150-2006 电⽓设备交接试验标准现将10KV变压器、１0KV⾼压开关柜、0.4KV低压配电控制柜、1０KＶ⾼压电机、10KV⾼压电缆试验标准分类如下四、调试⼯作的程序,按以下步骤进⾏技术准备,熟悉施⼯图纸，试验⼈员、试验设备资质报验;仪表仪器、消耗材料的准备盘柜的外观检查、元器件的复核、盘内线校验保护继电器及保护单元校验整定、计量表计的校验盘柜间⼆次联络线校验ＰT柜⼆次回路的调试交流⼆次回路计量表计的调试交流⼆次回路保护回路的调试变压器控制、保护、信号回路与微机系统远控监测整组试验电机系统实验调试资料的整理，填写试验报告安装调试⼯作的检查确认及送电的准备4．1、10KV变压器试验项⽬如下4.1.1、测量绕组连同套管的直流电阻；ａ、⾼压侧测量应在分接开关1、2、3、４、5档的A-Ｂ\B-Ｃ\C-Ａ分别进⾏测量。
发电厂电气课程设计四电气设备选择和校验
▉ 高压熔断器选择—熔管额定电流选择
2. 额定电流选择
熔断器的额定电流选择，包括熔管的额定电流和熔体 的额定电流的选择。
（1）熔管额定电流的选择 为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高 压熔断器的熔管额定电流应满足下式的要求，即
I Nft I Nfs
式中 INft—熔管的额定电流 INfs—熔体的额定电流
（2）电流互感器内部动稳定能力，常以允许通过的一次 额定电流最大值的倍数kmo一动稳定电流倍数表示，故内部
2K I i 动稳定可用下式校验
mo N1 sh
式中 Kmo，IN1 —由生产厂给出的电流互感器的动稳定倍 数及一次侧额定电流。
ich —故障时可能通过电流互感器的最大三相 短路电流冲击值。
▉ 电压互感器一次回路额定电压选择
电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之
一，为了保障电气设备的可靠运行，电气设备必须按正常 工作条件进行选择，按短路状态进行校验。选择与校验的 一般条件有：
（1）按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电 流等选择；
（2）按短路条件包括动稳定、热稳定校验； （3）按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。
▉ 高压熔断器选择—熔体额定电流选择
（2）熔体额定电流选择 为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外 的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及 以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下
式选择，即 I Nfs KImax
式中 K—可靠系数（不计电动机自启动时K=1.1~1.3， 考虑电动机自启动时K=1.5~2.0）；
▉ 短路条件校验—短路电流计算条件
为使所选电气设备具有足够的可靠性、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，作校验用的 短路电流应按下列条件确定。
第二章 10KV变电所(一次系统)
六氟化硫（SF6）断路器： 按灭弧室结构分：双压式和单压式 双压式：结构复杂，辅助设备多，性能较差 单压式：结构简单，可靠性高，便于维护 按对地绝缘方式分：落地罐式和瓷柱式 图5-6为LW36-126型SF6断路器的
外形结构。其它型号的外形结构
优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能 好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。 缺点：要求加工精度高，密封性能好，价格较 昂贵。
一次系统（一次回路） ： 担负电能的输送和分
配任务的系统。
一次系统中的所有电气设备，称为一次设备。 二次系统（二次回路） ： 对一次系统进行监视、 控制、测量和保护作用的系统。
二次系统中的所有电气设备，称为二次设备。
一次设备按其功能可分为以下几类：
变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互
图5-17 低压断路器的保护特性
a）两段式保护特性 b）三段式保护特性
两段式：瞬时和长延时； 三段式：瞬时、短延时和长延时。
低压断路器的型号：
塑料外壳式低压断路器（DZ系列） 又称装置式自动开关，其全部机构和导电部分均装设在 一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作
之用，如图5-18所示。
4．开关电器中常用的灭弧方法
速拉灭弧法；
冷却灭弧法； 吹弧灭弧法（图5-2）；
图5-2 吹弧方式
a）横吹 b）纵吹 1—电弧 2—触头
长弧切短灭弧法（图5-3）；
粗弧分细灭弧法； 狭缝灭弧法（图5-4）； 采用多断口灭弧 ； 采用新型介质（SF6、真空）灭弧。
图5-3 长弧切短灭弧原理
缺点：价格较贵。
高压断路器的型号：
4. 断路器的操作机构 操作机构是指用以进行断路器合闸、保持合闸位置和跳 闸的设备，每种操作机构均包括合闸机构、跳闸机构和维持 机构三部分。
高压电气设备选择
i
(6－13) （6-14）
＋
（R
WL
＋R
CL
）
互感器的选择和校验
保护用电流互感器满足保护准确度级要求的条件为：
｜Z2.al ｜≥｜Z2 ｜ （6-15）
IN· FE≥Ic (3)熔断器额定电流IN· FU不小于熔体的额定电流IN· FE。 IN· FU≥ IN· FE (4)熔断器断流能力校验
① 对限流式熔断器（如RN1型）其断流能力应满足
( 3) I br I
②对非限流式熔断器(RW型),其断流能力应大于三相 短路冲击电流有效值：
( 3) I br I sh
）和1秒热稳
× 热稳定度可按下式校验：
≥
≥
i sh
t ima
如电流互感器不满足式的要求，则应改选较大变流比或具有较大的S2N或｜ Z2.al｜的电流互感器，或者加大二次侧导线的截面。
电压互感器的选择 电压互感器的选择应按以下几个条件： ①电压互感器的类型应与实际安装地点的工作条件及环境条件要适应； ②电压互感器的一次侧额定电压应不低于装设点线路的额定电压，即： ≥ 普通双绕组电压互感器一次侧额定电压等于系统的额定电压；用于一次系统
式中， 为电流互感器二次侧额定电流，一般为5A；｜ ｜为电流互感器二 次侧总阻抗；∑｜ ｜为二次回路中所有串联的仪表、继电器电流线圈阻抗 之和，∑Si为二次回路中所有串联的仪表、继电器电流线圈的负荷容量之和， 均可由相关的产品样本查得；R w l为电流互感器二次侧连接导线的电阻； RXC为电流互感器二次回路中的接触电阻，一般近似地取0.1Ω。 对于保护用电流互感器，其10P准确度级的复合误差限值为10%。电流 互感器在出厂时一般已给出电流互感器误差为10%时的一次电流倍数K1（即 I1/I1N）与最大允许的二次负荷阻抗的关系曲线（简称10%误差曲线），如图 6-1所示
电气设备的选择与校验知识
(6-18)
式中 K2——可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时
K2=1.5～2.0；当一组电力电容器时K2=1.3～1.8)；
IN.C——电力电容器回路的额定电流。
(3) 熔断器开断电流校验。
I Noc Ish
(6-19)
对断于器非，I k限在流电熔流断达器最，大选值择之时前用电冲路击已电切流断的，有可效不值计非I sh周进期行分校量验的；影对响于，限而流采熔用
为了便于比较，必须求出短路时作用在绝缘子帽上
的计算作用力Fc
其中
Fc
Fmax
H1 H
(N)
(6-21)
H1 H b h / 2
式中 H——绝缘子高度；
H1——绝缘子底部到母线中心线的高度(mm)；
b ——母线支持片的厚度，一般竖放矩形母线
图6-4 绝缘子受力示意图
= M F，(3当) L挡8 数大于2时， ＝ M F，(3)LL为10母线的挡距；
W
──母线的截面系数(m3)，当母线水平放置时(图4.13)，
W b2h 6
，此处
b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度，b和h的单位均为m。
不作为母线的矩形硬导线，其动稳定度校验条件和校验方法与硬母 线一样。
I N.FE = K1I max
(6-17)
式中 K1——可靠系数(不计电动机自起动时K1=1.1～1.3；考虑电动机自起
动时K1=1.5～2)。
用于保护电力电容器的高压熔断器，当系统电压升高或波形畸变引起
回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误动作，其熔体额定电流可按
下式选择
I N.FE K2 I Ngc
I t2t
电气10kV及以下变电所设计要求
10kV 及以下变电所设计规范第三章电气部分第一节一般规定第 3.1.1 条配电装置的布置和导体、电器、架构的选择，应符合正常运行、检修、短路和过电压等情况的要求。
第 3.1.2 条配电装置各回路的相序排列宜一致，硬导体应涂刷相色油漆或相色标志。
色别应为L1 相黄色，L2 相绿色，L3 相红色。
第二节主接线第 3.2.2 条配电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关.第 3.2.3 条从总配电所以放射式向分配电所供电时，该分配电所的电源进线开关宜采用隔离开关或隔离触头。
第 3.2.5 条10kV 或6kV 母线的分段处宜装设断路器。
第 3.2.11 条接在母线上的避雷器和电压互感器, 宜合用一组隔离开关。
第 3.2.12 条由地区电网供电的配电所电源进线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器。
第 3.2.13 条变压器一次侧开关的装设，应符合下列规定：一、以树干式供电时，应装设带保护的开关设备或跌落式熔断器；二、以放射式供电时，宜装设隔离开关或负荷开关。
当变压器在本配电所内时，可不装设开关。
第 3.2.15 条变压器低压侧电压为0.4kV 的总开关，宜采用低压断路器或隔离开关。
当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。
第 3.2.16 条当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。
第三节变压器选择第 3.3.1 条变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。
当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：一、有大量一级或二级负荷；二、季节性负荷变化较大；三、集中负荷较大。
第 3.3.2 条装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。
第 3.3.3 条变电所中单台变压器（低压为0.4kV ）的容量不宜大于1250kVA 。
10kV变配电所主要一次-二次电气设备的选择
浅析10kV变配电所主要一次\二次电气设备的选择摘要随着我国电气工业的发展，新产品不断涌现。
本文结合变配电所的用途与电气设备运行的情况，在10kv变配电所设计中对一次、二次主要电气设备的选择进行论述。
关键词 10kv；变配电所；电气设备；选择中图分类号tm4 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）47-0161-021电气设备选择的原则10 kv变配电所是工矿企业内部供配电系统重要组成部分，它即包含了将一路或两路10 kv电源分配成多路10kv电源并经线路送至其他用电点，也包含10/0.4kv变电配电部分。
10kv变配电所设计的一个重要环节是一次、二次电气设备的选择，其原则是应便于安装维修，能满足在当地环境下正常运行、能满足短路和过电压等状态的要求，满足《10kv及以下变电所设计规范(gb50053-94)》等规范的要求,并遵循以下几项原则。
1）按正常工作条件选择额定电压和额定电流；2）按短路情况来校验电器设备的动稳定和热稳定；3）按装置地点的三相短路容量来校验高压断路器的遮断容量。
2高压开关柜的选择10 kv变配电所几乎都选用成套开关柜，高压开关柜按结构可分为固定式、移开式。
固定式开关柜中主要有kgn和xgn系列；移开式开关柜主要有jyn和kyn系列。
移开式或手车式柜的代号用大写字母y表示：柜内的主要电器元件是安装在可抽出的手车上的，手车柜有很好的互换性，可以大大提高供电的可靠性。
铠装式手车柜的特点是柜型采用积木式结构，开关柜由手车室、母线室、电缆室、继电仪表室四部分组成。
这种柜型具有检修方便、安全，供电可靠性高等优点，并且能满足高压开关柜应具有的“五防”功能要求。
固定式柜用大写字母g表示：柜内所有的电器元件均为固定式安装的，固定式开关柜比较简单经济。
其特点是隔室数目少于铠装型和间隔型，板的防护等级达不到规定的要求，结构简单，代表产品是xgn系列等。
综合各种柜的特点及运行中的情况，笔者认为，10kv变配电所推荐使用移开式、铠装型柜。
10kV变电所电气设备的选择与校验
ｎ ｐ之 和 。 中 ｔ ａＰ可 根 据 口 ＂ 查表 得 到 ， 周期 分 量 假 想 时 间 其 ｉ ． ｍ Ｉ饥 － 非 供 电 系 统 在 发 生 短 路 时 ， 路 电 流 非 常 大 ， 此 大 的 短 路 电流 通 短 如 ｔ ａｎ ｉ ’ｐ可 以 忽 略 不计 （ ｍ 因短 路 时 间均 大 于 ｌ ） 因此 ， 想 时 间 ｔ ｓ， 假 ｉ ｍａ就 过 用 电 设 备 和 线 路 ， 产 生 很 大 的 电 动 力 和 很 高 的 温 度 ， 我 们 常 说 会 即 等 于周 期 分 量 时 间 ｔ ．。 ｌｋ ｉ Ｐ Ｏ Ｖ母 线 的假 想 时 间 如 下 表 １ 示 。 ｍａ 所 的 电动 效 应 和 热 效 应 。 两 种短 路 产 生 的效 应 对 用 电设 备及 导 体 的安 这 表 １ １ｋ Ｏ Ｖ母 线 的假 想 时 间 表 全 运行 有 很 大 的 威 胁 ， 此 ， 电气 设 计 中 电气 设 备 的 选 择 必 须 能 满 因 在
８９ ｌ ８ ＝
２３ ．
２３ ．
１ 电器 设 备 选 择 的 一般 要 求
１１ 技 术 条 件 ．
选 择 的高 压 电器 应 能 在 长 期工 作 条 件 下 和 发 生 过 电压 、 电流 的 过
１ 高 、 压 一 次 设 备 的 选 择 与 校 验 ． ４ 低 高 、 压 一 次 设 备 的 必 须 满 足 其 在～ 次 电路 正 常 情 况 下 和 短 路 故 低
地 点
保 护 动 作 断 路 器 短 路 持 续 周 期 分 量 假 想 时 时 问 跳 闸 时 １＂Ｉ 。 假 想 时 间 ３ － ｓ 间 时 间 ｓ 间 ｔｓ —
ｔ ｔ ｉ 血 ｓ
１ ｋ 母 线 ＯＶ
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10kV变电所电气设备的选择与校验
供电系统在发生短路时，短路电流非常大，如此大的短路电流通过用电设备和线路，会产生很大的电动力和很高的温度，即我们常说的电动效应和热效应。
这两种短路产生的效应对用电设备及导体的安全运行有很大的威胁，因此，在电气设计中电气设备的选择必须能满足正常、过电压、短路和特定条件下安全可靠的要求，并力求技术先进和经济合理。
通常在变电所的设计中电气设备的选择分为两步，第一按正常工作条件选择，第二在短路情况下校验其动稳定性和热稳定性。
1 电器设备选择的一般要求
1．1 技术条件
选择的高压电器应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。
1．1．1 电压
选用的电器允许最高工作电压Umax 不得低于该回路的最高运行电压U N，即Umax≥U N
1．1．2 电流
选用的电器额定电流Ie 不得低于其所在回路在各种可能运行方式下的工作电流I N，即Ie≥I N此外，在选择电气设备时，还应考虑用电设备的安装场所的环境条件等。
1.2 校验的一般原则
1．2．1 电器选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定和热稳定校验。
校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若系统回路中的单相、两相接地短路严重时，应按较严重时的短路电流校验。
1．2．2 用熔断器保护的电器可不校验热稳定。
当熔断器有限流作用时，可不校验动稳定，用熔断器保护的电压互感器可不校验动稳定、热稳定。
1．2．3 短路的热稳定条件I t 2 t＞Q dt
式中：Q dt ———在计算时间ts 内，短路电流的热效应（KA2 s ）
I t ———t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA ）
t ———设备允许通过的热稳定电流时间（s ）
校验短路热稳定所用的计算时间t ，按下式计算t = t b +t d式中t b ———继电保护装置保护动作时间（s ）t d ———断路器的全分闸时间（s ）
1．2．4 短路的动稳定条件i sh ≤i dfI sh ≤I df
式中i sh ———短路冲击电流峰值（KA ）
I sh ———短路全电流有效值（KA ）
i df ———电器允许的极限通过电流峰值（KA ）
I df ———电器允许的极限通过电流有效值（KA ）
1．2．5 绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。
电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相
应得保护水平来确定。
1.3 假想时间的确定
假想时间tima 等于周期分量假想时间tima.p 和非周期分量tima.np 之和。
其中tima.p 可根据β＇＇＝I＇＇／I ∞查表得到，非周期分量假想时间tima.np 可以忽略不计（因短路时间均大于1s ），因此，假想时间tima 就等于周期分量时间tima.p 。
10kV 母线的假想时间如下表1 所示。
1．4 高、低压一次设备的选择与校验
高、低压一次设备的必须满足其在一次电路正常情况下和短路故障下的工作要求。
高压一次设备的校验项目如表 2 所示。
表2 高压各种电气设备校验表
低压一次设备的选择与高压一次设备的选择一样，但动稳定和热稳定性一般可不校验，低压一次设备的校验项目如表 3 所示。
表3 低压各种电气设备校验表
2 实例分析
以河南省某工厂新建10kV 变电所高压一次设备的选择进行校验。
该变电所10kV 一次系统图如图1 所示。
2.1 电压互感器的校验
电压互感器选用 JDZ6 — 10 型，电压满足要求。
由于电压互感器与电网并联，当网内短路时，互感器本身不遭受短路电流的冲击，因此不必校验其动、热稳定性。
2.2高压开关柜及母线选择
高压开关柜的选择应根据使用环境确定是户内还是户外型；根据供电可靠性确定是固定式还是手车式。
此外，向开关厂订购开关柜时，还应向厂家提供一、二次电路图及相关技术资料。
变电所高压开关柜上的高压母线，一般采用 TMY 型硬铜母线，除了载流量应满足要求外，还应对母线的热稳定和动稳定进行校验。
现场施工时，施工单位根据设计要求现场安装。