35kV变电所课程设计

35kV变电所电气初步设计

课程设计

专业：09供用电技术

姓名：xxxxx

学号：xxxxxxx

一．课程设计技术要求

1.系统阻抗

X=1.02 S j=100MVA，U j=U av

2.所址概况：变电所所报址选在离某县城2公里的荒山坡上，周围有电

力排灌站2座，乡镇企业3个，接近负荷中心，交通方便，地势平坦，进出线走廊尚可，无洪水危险，地下无矿藏。土壤电阻率100Ω（5月测量）。

3.进出线回路及负荷数据

该变电所为35kV变电所，一回35kV进线，10kV出线6～8回（近期6回，预留2回）， 10kV总负荷2500kW，5年后5000kW，同时率

0.8，功率因数0.8，每回出线负荷大致相等。无一级负荷，出现方向：

3回正北，3回东北，2回西北。无功功率在站内就地平衡。所用电负荷自定。

二．主变压器的选择

变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型CD型。变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器转角变压器大电流变压器励磁变压器。变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primary coil);而跨于此线圈的电压称之为「一次电压」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。大部分的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性，大部分磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到目前发展的现况。

1. 35kV主变压器选择

35kV主变压器选择户外布置结构，变电所主变压器应选用俩台;

负荷总容量：

S=K。P∑/COSφ=0.8×5000/0.8=5000kVA

按主变容量为负荷容量的50%～75%选择主变容量；

Sn1=50%S=2500kVA

Sn2=75%S=3750kVA

选择主变容量为3150kVA，采用产品S9-3150/35型，变压比35kV/10.5kV。

2. S9-3150/35三相油侵制冷变压器

适用于-10度到40度环境，海拔高度不超过1000米，最大风速：35米每秒，耐地震能力为8级，水平加速度为0.25g，垂直加速度为

0.125g。

35kV绕组：雷电冲击耐受电压200kV。

油顶层：60k，油箱80k。

3. S9-3150/35的参数

=40.5kV

设备最高工作电压：U

max

额定频率：50Hz±0.2

空载5kV短路33kV短路电压7%，空载电流1.2%，调压方式及范围35kV侧：无励磁分接，分接开关三相联动

冷却方式：ONAF

三．电气主接线

电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。

电气主接线应满足以下几点要求：

运行的可靠性：

主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。运行的灵活性：

主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。

经济合理

3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。

基本要求

电气主接线应满足下列基本要求：①牵引变电所、铁路变电所电气主接应综合考虑电源进线情况（有无穿越通过）、负荷重要程度、主变压器容量和台数，以及进线和馈出线回路数量、断路器备用方式和电气设备特点等条件确定，并具有相应的安全可靠性、运行灵活和经济性。②具有一级电力负荷的牵引变电所，向运输生产、安全环卫等一级电力负荷供电的铁路变电所，城市轨道交通降压变电所（见电力负荷、电力牵引负荷）应有两回路相互独立的电源进线，每路电源进线应能保证对全部负荷的供电。没有一级电力负荷的铁路变、配电所，应有一回路可靠的进线电源，有条件时宜设置两回路进线电源。

③主变压器的台数和容量能满足规划期间供电负荷的需要，并能满足当变压器故障或检修时供电负荷的需要。在三相交流牵引变电所和铁路变电所中，当出现三级电压且中压或低压侧负荷超过变压器额定容量的15%时，通常应彩三绕组变压器为主变压器。④按电力系统无功功率就地平衡的要求，交流牵引变电所和铁路变、配电所需分层次装设并联电容补偿设备与相应主接线配电单元。为改善注入电力统的谐波含量，交流牵引变电所牵引电压侧母线，还需要考虑接入无功、谐波综合并联补偿装置回路（见并联综合补偿装置）。对于直流制干

线电气化铁路，为减轻直流12相脉动电压牵引网负荷对沿线平行通信线路的干扰影响，需在牵引变电所直流正、负母线间设置550 Hz、650Hz等谐波的并联滤波回路。⑤电源进（出）线电压等级及其回路数、断路器备用方式和检修周期，对电气主接线形式的选择有重大影响。当交、直流牵引变电所35 kV～220 kV电压的电源进线为两回路时，宜采用双T形分支接线或桥形接线的主接线，当进（出）线不超过四回路及以上时，可采用单母线或分段单母线的主接线；进（出）线为四回路及以上时，宜采用带旁路母线的分段单线线主接线。对于有两路电源并联运行的6kV～10 kV铁路地区变、配电所，宜采用带断路器分段的单母线接线；电源进线为一主一备时，分段开关可采用隔离开关。无地方电源的铁路（站、段）发电所，装机容量一般在2 000 kV·A以下，额定电压定为400 V或6.3 kV，其电气主接线宜采用单母线或隔离开关分段的单母线接线。

⑥交、直流牵引变电所牵引负荷侧电气接线形式，应根据主变压器类型（单相、三相或其他）及数量、断路器或直流快速开关类型和备用方式、馈线数目和线路的年运输量或者客流量因素确定。一般宜采用单母线分段的接线，当馈线数在四回路以上时，应采用单母线分段带旁路母线的接线。

1.要求：

该变电所为35kV变电所，一回35kV进线，10kV出线6～8回（近期6回，预留2回）， 10kV总负荷2500kW，5年后5000kW，

同时率0.8，功率因数0.8，每回出线负荷大致相等。无一级负荷，

出现方向：3回正北，3回东北，2回西北。

2.要求图示

10kV出线

3.接线选择

接线要有母线以便扩建，有单母接线和双母接线可选，而双母适用于35~60kV出现超过八回以上或电源较多，110~220kV出

线为5回以上者，所以双母接线在此当中不选。

（1）不分段单母接线

单母线接线有着接线简单清晰、操作简便、不易误操作和节省投资、易于扩建的优点，但也有可靠性不高缺点，在

母线故障情况下，将使母线上的设备全部停电，停电范围较

大。所以用于可靠性要求不高、母线所接元件较少的情况下。

（2）分段单母接线

单母线分段的接线广泛用6～110kV变电所配电装置

中，相对于单母线分段的接线，提高了供电可靠性，而且

投资增加不多。

（3）单母线带旁路接线

单母线带旁路的接线普遍就用于35kV及以上的的电气

主接线中，相对于单母线的其它接线，大提高了供电可靠

性，但增加了投资，综合考虑，一般在电压35kV而出线8

回以上，110kV6回以上，220kV4回以上有户外装置才考虑

加装旁路母线。

从给出的地理条件来看，因为条件不是太复杂，所以

考虑到母线不会有问题，综合以上分析并结合该变电所的

负荷特点，选择35kV的主接线为单母线接线，10kV的主接

线为单母线用断路器分段的接线方式。

4.不分段单母接线图示

电源

出线

四．短路电流计算

定义：在电路中，由于短路而在电气元件上产生的不同于正常运行值的电流。三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90％。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。发生短路时，电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需3～5秒。在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。它有多种分量，其计算需采用电子计算机。在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。它会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工设备在发生短路

时机械应力的动稳定性。短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。它为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.

计算条件

假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.

简化计算法

即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.

主要参数

Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(Ω) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.

1.短路电流计算的目的与作用

为使所选导体和电器具有足够可靠性，经济性和合理性，并在一定时期内适应系统发展需要，作验算用的短路电流应按下列条件确

定。

短路故障时电力系统的正常运行会带来严重后果，电力系统发生短路时，网络总阻抗减小，而且系统网络电压降低，从而对导体，

电气设备，电能用户及整个电力系统都将产生严重后果。

2.计算短路电流

该变电所为未端变电所，与电源距离较远，在短路计算中可以按无限大容量电源计算，并认为其短路电流周期分量不衰减。取基准容

量Sb=100MVA，基准电压为各级电压的平均电压即Ub=Uav，计算中按

近似计算，应当可以满足精确要求。

3. 阻抗计算

=1.02；

系统阻抗X

1

变压器的阻抗电压Xd%=6.5，进行换算为

X2=X3=Xd%/100×Sb/Sn

=(6.5/100)×(100/3.15)

=2.06

进行网络变换，两台变压器并联的等效阻抗为：

X=X2∥X3=1.03

根据设备选型需要，短路点d1为35kV母线，d2为10kV线路出口处，计算短路电流：

35kV

10kV

短路点基准电流

Ib 短路电流

I z

冲击电流

i ch

电流最大

有效值I

短路容量S

公式

d1 1.56kA 1.53kA 3.98kA 2.45kA 92.64MVA d2 5.51kA 2.69kA 6.99kA 4.3kA 46.54MVA

五．断路器和隔离开关的选择

断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关，俗称＂空气开关＂也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。按操作方式分：有电动操作、储能操作和手动操作。

按结构分：有万能式和塑壳式。按使用类别分：有选择型和非选择型。按灭弧介质分：有油浸式、真空式和空气式。按动作速度分：有快速型和普通型。按极数分：有单极、二极、三极和四极等。按安装方式分：有插入式、固定式和抽屉式等。高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等断路器是一种很基本的低压电器，断路器具有过载、短路和欠电压保护功能，有保护线路和电源的能力。主要技术指标是额定电压、电流。断路器根据不同的应用具有不同的功能，品种、规格很多，具体的技术指标也很多，你只要找到专业的经销商他会告诉你的。如果你只是采购没有必要急于一下子就掌握断路器的技术指标，但其质量是最关键的。你首先应该了解目前市场上能够采购的断路器的质量。高端的有ABB、西门子、梅兰日兰、三菱等国际知名品牌，质量优良、耐用、价格贵。中端有正泰、德力西大全集团销路最广，质量稳定、价格适中。其他地方性品牌多得难以计数。断路器主要品种有：

塑壳断路器、塑料外壳式断路器、漏电断路器、小型断路器、高分段小型断路器、高分段小型漏电断路器、小型漏电断路器、照明配电箱、双电源自动切换装置、智能型断路器。

隔离开关隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，顾名思义，是在电路中起隔离作用的它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。隔离开关（disconnector)即在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明

显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。（IEV441-14-05) 我们所说的隔离开关，一般指的是高压隔离开关,即额定电压在1kv及其以上的隔离开关，通常简称为隔离开关，是高压开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。1)分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。根据运行需要，换接线路。3)可用来分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流，开关均压电容的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。4)根据不同结构类型的具体情况，可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。高压隔离开关按其安装方式的不同，可分为户外高压隔离开关与户内高压隔离开关。户外高压隔离开关指能承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等作用，适于安装在露台使用的高压隔离开关。按其绝缘支柱结构的不同可分为单柱式隔离开关（single-column disconnector)、双柱式隔离开关（double-column disconnector)、三柱式隔离开关（three-column disconnector)。其中单柱式刀闸在架空母线下面直接将垂直空间用作断口的电气绝缘，因此，具有的明显优点，就是节约占地面积，减少引接导线，同时分合闸状态特别清晰。在超高压输电情况下，变电所采用单柱式刀闸后，节约占地面积的效果更为显著。在低压设备中主要适用于民宅、建筑等低压终端配电系统。主要功能：带负荷分断和接通线路

在电气设备检修时，提供一个电气间隔，并且是一个明显可见的断开点，用以保障维护人员的人身安全。2、隔离开关不能带负荷操作：不能带额定负荷或大负荷操作，不能分、合负荷电流和短路电流，但是有灭弧室的可以带小负荷及空载线路操作。3、一般送电操作时：先合隔离开关，后合断路器或负荷类开关；

断电操作时：先断开断路器或负荷类开关，后断开隔离开关。4、选用时和其它的电气设备没有什么两样，都得是额定电压、额定电流、动稳定电流、热稳定电流等都得符合使用场合的需要。隔离开关的作用是断开无负荷的电流的,电路.使所检修的设备与电源有明显的断开点,以保证检修人员的安全,隔离开关没有专门的灭弧装置不能切断负荷电流和短路电流,所以必须在电路在断路器断开电路的情况下才可以操作隔离开关,

编辑本段应用

用于隔离电源，将高压检修设备与带电设备断开，使其间有一明显可看见的断开点。隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式。用以接通或断开小电流电路。一般在断路器前后二面各安装一组隔离开关，目的均是要将断路器与电源隔离，形成明显断开点；因为原来的断路器采用的是油断路器，油断路器需要经常检修，故二侧就要有明显断开点，以利于检修；一般情况下，出线柜是从上面母线通过开关柜向下供电，在断路器前面需要一组隔离开关是要与电源隔离，但有时，断路器的后面

也有来电的可能，如通过其它环路的反送，电容器等装置的反送，故断路器的后面也需要一组隔离开关。隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全。隔离开关的触头全部敞露在空气中，具有明显的断开点，隔离开关没有灭弧装置，因此不能用来切断负荷电流或短路电流，否则在高压作用下，断开点将产生强烈电弧，并很难自行熄灭，甚至可能造成飞弧（相对地或相间短路），烧损设备，危及人身安全，这就是所谓“带负荷拉隔离开关”的严重事故。隔离开关还可以用来进行某些电路的切换操作，以改变系统的运行方式。例如：在双母线电路中，可以用隔离开关将运行中的电路从一条母线切换到另一条母线上。同时，也可以用来操作一些小电流的电路。

1.35kV断路器和隔离开关的选择

基准电流I b=1.56kA，短路电流I z=1.53kA，i ch=3.98kA。

最大持续工作电流：

I gmax=1.05I e=1638A

每台变压器的电流为819A，故选用SW2-35/1000型断路器和GW4-35/1000型隔离开关。

计算数据SW2-35/1000 GW4-35/1000

U 35kV 35kV 35kA

I gmax 819A1000A 1000A

I z 1530A 16kA ------

i ch 3.98kA 40kA ------

I&2t dz 2.452*3.8 162.4kA2.S 23.72*4

i ch 3.98kA 40kA 80kA

2.10kV断路器和隔离开关的选择

基准电流I b=5.51kA，短路电流I z=2.69kA，i ch=6.99kA。

最大持续工作电流：

I gmax=1.05I e=2820A

故选用SN3-10/1000型断路器和GN2-10/1000型隔离开关。

计算数据SN3-10/1000 GN2-10/1000

U 10kV 10kV 10kA

I gmax 2.82kA3000A 85kA

I z 2.69kA 43.3kA ------

i ch 6.99kA 130kA ------

I&2t dz 2.692*1.8 43.32*2kA2.S 512*4

i ch 6.99kA 130kA 100kA

六．电流互感器的选择

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的

电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它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电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出电压很低。在运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电流（如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。这不仅给二次系统绝缘造成危害，还会使互感器过激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全电流互感器1次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测电路。2次侧匝数多,导线细,与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈)构成闭路。电流互感器的运行情况相当于2次侧短路的变压器，忽略励磁电流，安匝数相等I1N1=I2N2 电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比I1/I2=N2/N1=k。励磁电流是误差的主要根源。测量用电流互感器的精度等级0.2/0.5/1/3,1表示变比误差不超过±1%，另外还有0.2S和0.5S级。保护用电流互感器的精度等级5P/10P ，10P标示复合误差不超过10%。

编辑本段保护用电流互感器

保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电

路，以保护供电系统的安全。保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：1、绝缘可靠，2、足够大的准确限值系数，3、足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级5P、10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许误差5%、10% 线路发

生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值，称额定动稳定电流。保护用电流互感器分为：1、过负荷保护电流互感器，2、差动保护电流互感器，3、接地保护电流互感器（零序电流互感器）使用注意事项

电流互感器运行时，副边不允许开路。原因如下：1、电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生磁通Φ1；2、电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通Φ2；3、电流互感器铁芯合磁通：Φ = Φ1 + Φ2；4、因为Φ1、Φ2方向相反，大小相等，互相抵消，所以Φ = 0；5、若二次开路，即I2 = 0 ，则：Φ = Φ1，电流互感器铁芯磁通很强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，产生漏电；6、若二次开路，即I2 = 0 ，则：Φ = Φ1，Φ在电流互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势e，在电流互感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全；7、电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压危险而采取的保护措施；因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。编辑本段互感器原理

在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。较早前，显示仪表大部分是指针式的电流电压表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。现在的电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。）微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。如图绕组N1接被测电流，称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；绕组N2接测量仪表，称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。微型电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n 微型电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器和保护用电流互感器。接线方式

电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相，三相星形和不完全星形（图4a、b、c）。电流互感器接线方式额定变比和误差互感器的额定变比KN指电压互感器的额定电压比和电流互感器的额定电流比。前者定义为原边绕组额定电压U1N与副边绕组额定电压

U2N之比；后者则为额定电流I1N与I2N之比。即KN=U1N/U2N （对电压互感器）KN=I1N/I2N （对电流互感器）电压（或电流）互感器原边电压（或电流）在一定范围内变动时,一般规定为0.85～1.15U1N（或10～120%I1N）,副边电压（或电流）应按比例变化,而且原、副边电压(或电流)应该同

相位。但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差，分别称为比差和角差。比差为经折算后的二次电压（或二次电流）与一次电压（或一次电流）量值大小之差对后者之比，即fU 为电压互感器的比差，fI 为电流互感器的比差。当KNU2>U1（或KNI2>I1）时，比差为正，反之为负。对没有采取补偿措施的电压互感器，比差为负，角差一般为正值，比差的绝对值和角差均随电压的增大而减小；铁心饱和时，比差与角差均随电压的增大而增大。对于没有采取补偿措施的电流互感器，比差为负值，角差为正值，比差的绝对值和角差均随电流增大而减小。采用补偿的办法可以减小互感器的误差。一般通过在互感器上加绕附加绕组或增添附加铁心，以及接入相应的电阻、电感、电容元件来补偿。常用的补偿法有匝数补偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联电容补偿等。

作用

电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。

U e≥U ew

I e1≥I gmax

1.35kV电流互感器选择：

LCWD-35 75/5

2.10kV电流互感器选择：

LFCQ-10 40/5

七．设备选择总汇

设备型号数量主变压器 S9-3150/2 2台35kV断路器 SW2-35/1000 2台35kV跌落式熔断器 RW10-35/2 2只10kV断路器 GN3-10 /3000 8台35kV隔离开关 GW4-35/1000 5台10kV隔离开关 GN2-10/3000 17台35kV电流互感器 LCWD-35 75/5 2台10kV电流互感器 LFCQ-10 40/5 8台

八．参考文献

《发电厂及变电站电气设备》中国水利水电出版社主编：吴靓谢珍贵

《电力系统基础》中国水力水电出版社

主编：陈光会王敏

《35kV小型化无人值班变电站标准设备》

中国电力出版社

设计人：崔学志

目录

一．课程设计技术要求-----------------------------------1

1.系统阻抗--------------------------------------------------------------1

2所址概况----------------------------------------------------------------1 3进出线回路及负荷数据---------------------------------------1二．主变压器的选择--------------------------------------1

1.35kV主变压器选择------------------------------------------1

2. S9-3150/35三相油侵制冷变压器----------------------2

3. S9-3150/35的参数-----------------------------------------2三．电气主接线---------------------------------------------2

1.要求----------------------------------------------------------------2

2.要求图示---------------------------------------------------------3

3.接线选择----------------------------------------------------------3

4.不分段单母接线图示-----------------------------------------4四．短路电流计算------------------------------------------5

1.短路电流计算的目的与作用------------------------------5

2.计算短路电流--------------------------------------------------5

3. 阻抗计算--------------------------------------------------------6五．断路器和隔离开关的选择--------------------------7

1. 35kV断路器和隔离开关的选择-------------------------7

2. 10kV断路器和隔离开关的选择--------------------------7 六．电流互感器的选择-----------------------------------8

1.35kV电流互感器选择--------------------------------------8

2.10kV电流互感器选择---------------------------------------8

七. 设备选择总汇-------------------------------------------9八．参考文献-------------------------------------------------9