本科生毕业设计（论文）
2低压隔离开关：
低压隔离开关用于500V以下线路，既可用于线路开、合，又有电流过载熔断功能，保护用电设备。结构采用自挂式操作方便。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。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。
大连老虎滩变电所采用的就是：HD17-1000型玻板系列隔离开关。下表就是校验表。(特别说明：对于低压隔离开关，一般不必校验其动稳定和热稳定。
表6.4 低压隔离开关的校验表如下
安装地点的电气条件 额定电压Un 380 V HD17-1000型隔离开关 380 V 1000A 20 kA 合格 合格 合格 额定电流Ijs 627.5A 断流能力 17.37kA（选最大）
3电流互感器的选择
电流互感器（文字符号：TA）它是一种变换电流的互感器，其二次额定电流一般为5A。它的特点是一次绕组的匝数很少，而二次绕组的匝数较多。电流互感器的类型有很多，按一次高低电压之分，有高压和低压两类。按用途分有测量和保护用的两大类。按准确度分有0.1 ， 0.2 ， 0.5 ， 1 ，3 ，5 等级。保护用电流互感器中有5P和10P两级。
电流互感器保护的接线方式是指电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。常用的有如下三种：（1）三相星形接线：电流互感器和三只电流继电器均接成星形。三个继电器的触点为并联，其中任一触点闭合后均可动作于跳闸或起动时间继电器等。它可以反映各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地短路。接线系数等于1.。主要同于中性点直接接地系统。（2）不完全星形接线：这种接线节省投资，而且在中性点不接地系统中，对于单相接地故障可不立即跳
27
本科生毕业设计（论文）
闸，允许继续运行两小时，所以在工厂供电系统的6-35kV中性点不接地的过电流保护中广泛采用。其接线系数也为1。（3）两相电流差接线：由装在AC相上的两只电流互感器和一只电流继电器连接组成。但是其灵敏度也各有不同。它主要用于线路和电动机的保护。
对于电流互感器采用的是两相不完全星形接线。在继电保护中，这种接线称为两相两继电器接线，在中性点不接地的三相三线制电路中，广泛用于三相电流，电能的测量及过电流的继电保护。最终我选择的是 LCWB5-63 型电流互感器。
6.3 母线及电缆的选择校验
1母线的选择与校验：
在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。由于母线在运行中，有巨大的电能通过，短路时，承受着很大的发热和电动力效应，因此，必须合理的选用母线材料、截面形状和截面积以符合安全经济运行的要求。
母线按结构分为硬母线和软母线。硬母线又分为矩形母线和管形母线。 矩形母线一般使用于主变压器至配电室内，其优点是施工安装方便，运行中变化小，载流量大，但造价较高。 软母线用于室外，因空间大，导线有所摆动也不致于造成线间距离不够。软母线施工简便，造价低廉。对于380V侧母线，我选用的是 LMY-50*5的硬铝母线，平放，相邻轴线距离160MM。档数大于2，档距900MM。首先要进行动稳定校验：因为380V侧额定电流 三相短路时所受的最大电动力（ Kf=1）
In*m=627.5A。380V母线在
F(3)= 3*（31.96* 103A)2*0.9M/0.16M*10?7N/A2=995.14N。
(3)(3)母线在F作用下的弯曲力矩：M=F*L/10=（995.14N*0.9M）/10=90N*M
母线的截面系数：W=B2H/6=0.052*0.005M/6=2.08*10?6M3 母线在三相短路时所受的计算应力：
?c=M/W=90N*M / 2.08*10?6M3= 43.3*106Pa= 43.3Mpa
而铝线（LMY）的允许应力 ?a1= 70Mpa ＞?c= 43.3 Mpa所以满足动稳定的要求。
其次热稳定的校验：已知 断路器的短路时间为0.2S，短路保护动作时间为0.6S，母线正常运行最高温度为55度。用?L=55度去查铝导体的曲线，对应
KL=0.5*104（A2*S/MM4 ） Tima= Tk+0.05S=0.6S+0.2S+0.05S=0.85S
28
本科生毕业设计（论文）
Kk=0.5*104（A2*S/MM4）+
（17.37KA/50*5MM2)2*0.75S*106=0.59*104A2*S/MM4 查表
?k=110度，查表已知 铝母线 ?K*MAX=200度＞?k=110度，所以满足
短路稳定的要求。查表得：C=87A2*S/MM4，最小允许截面
Amin=17.37*103A*0.75S/ 87 A2*S/MM4=172.9 MM2
而母线的实际截面 A=50*5=250 MM2 ＞ Amin。因此满足热稳定的要求 同理高压母线选 LMY-40*4型。其也满足动稳定和热稳定的要求。
2电缆的选择及校验
对于工厂的低压配电线路：常用的接线方式有放射式，树干式和环形接线。大连老虎滩变电所采用的就是放射式接线：其引出线发生故障时互相不影响，供电可靠性较高，但是一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多。放射式接线多用于设备容量也较多。放射式接线多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的设备配电。
电缆线路与架空线路相比，具有成本高，投资大，维修不便等缺点。但是具有运行可靠，不易受外界影响，不需要架设电杆，不占地面，不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃，易爆的场所，不宜架设架空线路，只有敷设电缆线路。在现代工厂和城市中，电缆线路得到了越来越广泛的应用。特别是在10kV的变配电所中广泛采用。
电缆是一种特殊结构的导线，在其几根（或单根）绞绕的绝缘导电芯线外面，包有绝缘层和保护层。保护层又分为内护层和外护层。电缆的类型很多。供电系统中常用的电力电缆，按其电缆芯材质分铜芯和吕芯两大类。按其采用的绝缘介质分油浸纸绝缘电缆和塑料绝缘电缆两大类。油浸纸绝缘电缆具有耐压强度高，耐热性能好和使用寿命长等优点，因此，应用相当普遍，但是它在运行中，其中的油浸油会流动，因此它的两端安装的高度差有一定得限制，否则电缆纸中低的一端可能因油压过大而使端头漏油，而其高的一端可能因油流失而失去绝缘干枯，耐压强度下降，甚至被击穿损坏。塑料电缆具有结构简单，制造方便，重量较轻，敷设安装方便。不受敷设高度差的限制及抗酸腐蚀性好等优点，因此在工厂供电系统中有逐步取代油浸式电缆的趋势。目前我国生产的塑料绝缘电缆有两种：一种是聚氯乙烯绝缘及护套电缆，另一种是交联聚氯乙烯绝缘护套电缆，其性能更优的优越。必须注意：在选择电缆线芯材质时，一般情况下可选用价格低廉的吕芯电缆。除了以下情况：（1）震动剧烈，有爆炸危险或对铝有腐蚀等严酷的工作环境。（2）安全性，可靠性要求高的重要回路。（3）耐火电缆及靠紧高温设备的电缆等。
运行经验表明：电缆头是电缆线路中的薄弱环节，电缆线路的大部分故障都
29
本科生毕业设计（论文）
是发生在电缆接头处的。由于电缆头本身的缺陷或安装质量上的问题，往往造成短路故障，引起电缆头的爆炸，破坏了电缆线路的正常运行。因此电缆头的安装质量至关重要，密封要好，其绝缘耐压强度不应低于电缆本身的耐压强度，要有足够的机械强度，且体积尽可能小，结构简单，安装方便。电缆的敷设：常见的有直接埋地敷设，利用电缆沟和电缆桥架等。电缆的敷设路径要避免电缆遭受机械性外力，过热及腐蚀等危害。在满足安全要求的条件下使电缆较短。便于运行维护。应避开将要挖掘施工的地段。
3电缆的选择：
电缆型号应根据线路的额定电压，环境条件，敷设方式和用电设备的特殊要求等条件来选择。电缆的持续允许载流量，应按敷设处周围介质温度进行校正。电缆应按短路条件验算其热稳定度。电缆在短路时的最高允许温度应符合规定。对于电缆，不必校验其机械强度，包括短路动稳定度，但是需要校验其短路热稳定。对于绝缘电缆还应满足工作电压的要求。根据设计经验表明，一般10kV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件选择截面，在校验其机械强度和电压损耗。必须注意：按发热条件选择的绝缘导线和电缆截面，还必须与其相应的过电流保护装置的动作电流相配合。不允许发生绝缘导线和电缆因过电流作用而引起过热甚至燃烧而保护装置不动作的情况、因此绝缘导线和电缆的允许载流量还要满足下列条件： Ial≥Iop/ KoL大连老虎滩变电所厂用电缆的选择：按发热条件选择： 对于高压侧选用的是10kV级BV-25型油浸纸绝缘电缆（直埋）其
Ial=75A＞Ijs=24，7A
而对于380V侧，其每条线路的最大电流为143A，所以我选择BV-120型
Ial=194A＞Ijs=143..3A.
30
本科生毕业设计（论文）
第7章 继电保护的设计
7.1 继电保护的基本知识
对继电保护的基本要求：（1）选择性：首先先由距离点最近的断路器动作切除故障线路，使停电范围尽量缩小，从而保证系统中无故障部分仍能正常运行。（2）速动性：以提高电力系统并列运行的稳定性，减轻短路电流对设备的损坏程度，故障的切除时间等于保护装置动作时间和断路器动作时间之和。（3）灵敏性：是指保护装置在保护范围内对发生故障或不正常运行状态的反应能力。（4）可靠性：该动作时不应拒动作，不该动作时，不应误动作。
在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和电力变压器的中性点有三种运行方式：一种是中性点不接地系统，一种是电源中性点经阻抗接地或经消弧线圈接地，另一种是中性点直接接地或低电阻接地，前两者且都属于小电流接地系统。在我国3-10kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。如果单相接地电流大于一定数值时，则采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。电力系统电源中性点的不同运行方式，对电力系统的运行，特别是在系统发生单相接地故障时有明显的影响，而且影响到系统二次侧的继电保护及监测仪表的选择与运行，因此有必要予以研究讨论。
必须要指出的是：当电源中性点不接地的电力系统发生单相接地时，三相用电设备的正常工作并未受到影响，因为线路的线电压无论其相位和量值均未发生变化，因此系统中的三相用电设备仍能照常运行。但是这种线路不允许在单相接地故障情况下长期运行，因为如果再有一相也发生接地故障时，就形成两相接地短路，短路电流很大，这是不能允许的。因此在中性点不接地的接地系统中，应装设专门的单相接地保护或绝缘监视装置。在系统发生单相接地故障时，给于报警信号，提醒供电值班人员注意，及时处理，当单相接地危及人身和设备安全时，则单相接地保护应动作于跳闸。
7.2 供配电线路的继电保护
工厂供电网络基本上是开式单端供电网络，供电线路不是很长，供电电压不太高，大多数在35kV以下，属于小电流接地系统。在这样的系统中，线路发生单相接地短路时，只有接地电容电流，并不影响三相系统的正常运行，只需装设绝
31