一次设备基本概念与选型.docx

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一次设备基本概念与选型

5.40.2级及0.5级的含义

在额定频率和80%-100%额定电压之间的任一电压，功率因数为0.8（滞后）的二次负荷在25%-100%之间的任意值，电压互感器的二次侧电压误差在±0.2%（0.2级）,±0.5%（0.5级）。

5.53P及6P的含义

在一次侧加上5%的额定电压，当负荷在25%-100%额定负荷的任一意，功率因数0.8（滞后）时，在额定频率时的二次侧电压误差为±3%（3P），±6%（6P）。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4.1.10.2S/0.5/10P10/10P10

差动级

后备保护级

测量级

计量级

4.1.1.10.2级的含义：

在一次侧加上100%-120%额定电流的电流值，二次侧电流的误差在±0.2%范围内。

4.1.1.20.2S级的含义：

在一次侧加上20%-120%额定电流的电流值，二次侧电流的误差在±0.2%范围内。

4.1.1.310P级的含义：

在额定一次电流下的电流误差在±3%。

4.1.1.45P级的含义：

在额定一次电流下的电流误差在±1%。

4.1.1.510P10

额定准确限值系数

一般取5、10、15、20和30

额定准确限值一次电流：

能满足复合误差要求的最大一次电流值。

对保护用电流互感器，准确级以该准确级在额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差的百分数标称，其后标以“P”表示保护。

额定准确限值一次电流是指电流互感器出厂时所标明的能保证复合误差不超过该准确级允许值的最大电流，一般以准确限值系数标示，额定准确限值系数一般在其准确级后标出；所谓额定准确限值系数是指额定准确限值一次电流与额定一次电流之比。

5P20的含义为：

该保护CT一次流过的电流在其额定电流的20倍以下时，此CT的误差应小于±5％。

0.2级和0.2S级圴是针对测量用电流互感器，其最大的区别是在小负荷时，0.2S级比0.2级有更高的测量精度；主要是用于负荷变动范围比较大，而有些时候几乎空载的场合。

0.2S级和0.2级在各负载率下的电流误差及相位误差可参见GB1208-1997《电流互感器》，通过该国标图表中的数据，可以清楚地看出在实际负荷电流小于额定电流的30%时，0.2S级的综合误差明显小于0.2级电流互感器。

10P（通常10P表示10P10）保护用电流互感器的准确级，以该准确级在额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差的百分数标称，其后标以字母“P”（表示保护）。

保护用电流互感器的标准准确级有：

5P和10P。

例如10P10，后面的10是准确限值系数，10P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±10%

5P就是综合误差5%以内

20就是20倍的额定电流达到饱和

0.5级就是误差范围不大于0.5%

一、基本概念

1、防护等级

按标准规定的检验方法，外壳对接近危险部件，防止固体异物进入或水进入所提供的保护程度。

IP33

防止淋水侵入（防湿）。

防止大于2.5mm的固体物体侵入（防尘）。

IEC国标缩写。

IP54

防止飞溅的水进入。

完全防止外物侵入，虽不能完全防尘，但侵入的灰尘不会影响设备的正常运行。

IP4X

户内设备，表示省略，不标注。

防止大于1.0mm的固体物体侵入。

IP3X

户内设备，表示省略，不标注。

防止直径不小于2.5mm的固体影响。

IP2X

户内设备，表示省略，不标注。

能防止直径不小于12.5mm的固体异物。

举例说明：

1.1现场组装的箱变外壳防护等级能达到IP54；

1.2固定式箱变外壳防护等级能达到IP33；

1.3KYN28A—12型，KYN58—40.5中置式开关柜外壳防护等级能达到IP4X；

1.4KYN61—40.5型落地式开关柜外壳防护等级能达到IP3X；

1.5XGN2—12固定式开关柜外壳防护等级IP2X。

2.爬电距离，简称爬距

沿绝缘表面测得的两个导电器件或导电器件与设备界面之间的最短距离。

例如，雾天发生高压闪络事故，为什么高压绝缘子要定期清洗，与爬电距离都有关系。

2.112kV爬电比距=

2.1.1纯瓷和纯玻璃绝缘表面≥18mm/kV，相应爬距216mm；

2.1.2有机材料≥20mm/kV，相应爬距240mm。

2.240.5kV爬电比距=

2.2.1纯瓷和纯玻璃绝缘表面爬距729mm；

2.2.2有机材料爬距810mm。

XGW2—40.5/12Z箱式站内用高压电器元件的外绝缘爬距均按以上标准选取，满足Ⅱ级污秽要求。

海拔高度若超过1000米，电器元件户外放置，以及重度污秽地区，相应的爬距应加大。

3.污秽等级

根据自然污秽环境条件，相应地划分电力设备户外绝缘污秽等级，规定各级外绝缘人工污秽耐受值和爬电比距。

外绝缘按最小公称爬电比距和人工污秽值分为：

0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ共5级。

表1最小公称爬电比距分级数值：

外绝缘污秽等级

最小公称爬电比距mm/kV

线路

电站设备

13.9

14.8

Ⅰ轻

Ⅱ中

Ⅲ重

Ⅳ特重

4.传统电气闭锁防误与现代微机“五防”

4.1“五防”功能的含义：

4.1.1防止误分，合断路器；

4.1.2防止带负荷分，合隔离开关；

4.1.3防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）；

4.1.4防止带地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）；

4.1.5防止误入带电间隔。

4.2传统电气防误是建立在二次操作回路上的一种防误功能。

一般通过开关和刀闸的辅助接点联锁来实现。

5.海拔高度

5.1也称绝对高度，是表示地面某个地点高出海平面的垂直距离。

5.2海拔高度越高，大气越稀薄，导致散热效果变差，电气间隙耐压下降，同样对爬电距离也有影响，故对于3—35kV的高压元件或开关柜，国标规定一般为1000米以下，超过1000米的海拔高度，电气元件外绝缘必须修正。

5.3修正系数

每升高100米，相间及对地，工频耐压值提高1%，爬电距离也相应提高。

例如：

XGW2—12Z箱式站，当运行环境在2000米海拔高度，相间及对地距离将变为137.5mm，工频耐压为46.2kV（1分钟），爬电距离240mm（有机）。

现有KYN61—40.5开关柜海拔高度仅能做到1500米，相对于1000米，元件基本不做变化。

6、额定短路开断电流（IEC）

在GB/T11022规定的使用和性能条件下，断路器所能开断的最大短路电流。

这是考验断路器最重要的一个指标。

7、额定短时耐受电流

在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，回路和处于合闸位置的开关装置能够承载的电流的方均根值。

该指标主要考核开关动，静触头的接触状况，以及互感器的发热情况等。

7.1选取原则

I2thT≥I2ktk

Ith产品铭牌上的短路电流值

T产品铭牌上的短路电流持续时间

Ik三相短路电流有效值

tk短路电流持续时间，一般用保护动作时间代替。

7.2tk应考虑到断路器可能发生拒动的情况，由后备保护动作切断短路，当断路器重合闸时，由于断路器两次动作时间隔较短，电气元件的温度不会发生明显变化，应该将两次短路电流持续时间相加作为短路电流持续时间tk。

一般情况下，后备保护动作时间比重合闸承加时间更长，因此应该以断路器的后备保护动作时间作为tk。

7.3额定短路持续时间

1s、2s、3s、4s、5s

8、额定动稳定电流

在规定的使用和性能条件下，回路和处于合闸位置的开关装置能够耐受的峰值电流值。

8.1额定动稳定电流通常为额定短时热稳定电流的2.5倍。

8.2由于短路时冲击电流基本上是稳态短路电流的2.5倍，因此当热稳定电流满足安装地点的短路电流的要求时，动稳定电流一般都没问题。

8.3额定动稳定电流主要考核回路承受电动力的能力。

9、额定短路关合电流（峰值）

关合操作时，电流出现后的瞬态过程中，断路器一极中电流的第一个大半波的峰值，同样考核断路器抵抗短路冲击电流的能力，与额定动稳定电流值相等。

10、额定短路开断电流开断次数

一般为50次;30次;8次;3次。

30次型式试验：

①分—0.3s—合分—180s—合分（两次重合闸，共开断3次）；

②合分，合分……（共开断27次）。

11、额定单个电容器组开断电流

在额定电压下所能开断的一台并联电容器组的开断电流，一般为630A。

12、额定背对背电容器组开断电流

当断路器的电源侧接有两组或两组以上电容器时，且它能提供的关合涌流等于额定背对背电容器组关合涌流时，开合并联电容器组的开断电流，一般为400A。

13、变压器并列运行的条件：

13.1变压器的连接组别标号相同；

13.2电压比相等，其电压比最大允许相差为±0.5%；

13.3阻抗百分比应相等,允许相差不超过±10%；

13.4容量比不超过3:

1。

14、变压器过负荷

14.1正常过负荷：

户外主变，不超过容量的30%；

户内主变，不超过容量的20%。

14.2允许事故过负荷，过负荷倍数：

1.31.451.61.75

2小时80分钟30分钟15分钟

15、阻抗电压百分比

把变压器接于试验电源上，变压器的一次通过调压器逐渐升高电压，当调整到一次侧电流等于额定电流时，测量一次侧实际加入的电压值为阻抗电压，将阻抗电压与额定电压之比再乘以100%，即为阻抗电压百分比。

因为在额定电流条件下测得的数据，所以阻抗电压除以额定电流，等于短路阻抗，又称百分阻抗。

16、电流互感器与电压互感器作用原理上的差异

16.1CT二次可以短路，但不得开路；PT二次可以开路，但不得短路。

16.2相对于二次侧的负载来说，PT一次内阻抗较小，以至可以忽略，可以认为是一个电压源；CT一次内阻很大，以至可以认为内阻无穷大的电流源。

16.3电压互感器正常工作时，磁通密度接近饱和值，故障时磁通密度下降；CT正常工作时，磁通密度很低，短路时一次侧短路电流变得很大，使磁通密度大大增加，有时远远超过饱和值。

17、关于电流互感器保护级的复合误差

额定准确限值一次电流：

能满足复合误差要求的最大一次电流值。

准确限值系数：

额定准确限值一次电流/额定一次电流。

标准准确限值系数：

510152030。

18、短路电流水平

根据《农村电力网规划容量导则》关于短路容量的确定，并经系统部分对短路电流水平的技术经济论证和计算，用于选择各级电气设备短路电流的数值；110kV侧：

20kA；35kV侧：

16kA；10kV：

16kA。

当两台主变并列运行时，短路电流加大。

19、变压器低压侧母线短路电流

Ie=

Id=

Se主变额定容量kVA

Ie低压侧额定电流A

Ue低压侧额定电压V

Uk变压器的阻抗电压百分数

Id低压侧母线出现三相短路时的电流

20、主变容量及电容器容量的选择

20.1当断开一台主变压器时，另一台的容量应不小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。

20.2电容器容量的选择一般按主变容量的10%—15%，容量选择不能过大，否则投切困难。

21、变电所消弧线圈的装设

21.1当35kV线路发生单相接地，电容电流超过10A，折算为35kV架空线路长度为105km，需考虑装设消弧线圈。

21.2当10kV线路发生单相接地，电容电流超过10A，折算为10kV架空线路长为370km，需考虑装设消弧线圈。

22、“达克罗”防腐工艺

“达克罗”涂敷层即片状锌基铬酸盐金属表面防护涂敷层，是美国Diamondsnamrock公司发明的专利，商品名称为DACROMET，译音为“达克罗”。

金属零件经过超声波清洗抛丸除去锈和残渣再涂上由锌片，铝片和铬酸等组成的“达克罗”涂敷液，经过300◦C热固烧结涂层形成一种光亮，银灰色涂层。

该涂层具有高附着性，高耐蚀性，高耐候性，高减摩性及无氢脆等优点，即使在运输过程中的划伤，擦伤，该涂层也具有治“愈合”功能而不致于继续腐蚀，是热镀锌的7—10倍，真正的“绿色电镀”。

23、变电站的过电压保护及接地

23.1采用避雷器作为限制雷电及操作过电压的主要措施。

23.2主变压器110kV侧中性点采用间隙保护，主变压器高低压侧均加装避雷器。

23.335kV线路进线挡接独立避雷针。

23.4所有独立避雷针均布置在变电所围墙以内。

23.5接地网由水平敷设的接地干线与垂直接地极联合构成，并在沟架避雷针处设集中接地装置，考虑到土壤对接地体的腐蚀，使用年限按30年。

腐蚀率取0.1—0.2mm，接地干线按热稳定要求选50×6镀锌扁钢，接地引线选60×6镀锌扁钢，接地极统一采用Φ50×4钢管，长度约2.5m，接地体埋深为0.8m。

23.6主变压器运输时站内路宽按4m，其它路宽按3.5m。

24、变电站的消防及冬季采暖

24.1主变压器的消防采用推车式干粉灭火器和消防砂箱，配电装置室及二次室采用干粉灭火器，辅助房间采用泡沫灭火器。

24.2冬季采暖：

室外计算温度低于-80C的地区，采用低温电炉或电暖器。

室外计算温度高于-80C及采暖过渡地区的二次室，采用双制空调采暖。

24.3通风：

10kV配电室以自然通风为主，设轴流风机作为事故通风用。

25、电抗器的作用

为抑制合闸涌流和谐波，装置中可串联电抗器。

为抑制合闸涌流应选用每相额定感抗为0.1%—1%的串联电抗器；为抑制五次谐波，应选用每相额定感抗为4.5%—6%的串联电抗器；为抑制三次谐波，应选用每相额定感抗为12%—13%的串联电抗器。

26、高压设备耐压试验值（kV）

额定电压

最高电压

雷电冲击耐受电压

1分钟工频耐受电压

对地及相间

隔离断口

对地及相间

隔离断口

3.6

7.2

125

145

40.5

185

218

118

27、户内高压带电体净距（mm）

额定电压（kV）

7.2

40.5

导体至接地净距

100

125

200

300

不同相之间净距

100

125

180

300

导体至无孔遮拦门净距

130

155

210

330

导体至网状遮拦门净距

200

225

280

400

二、高压元器件的选型

1、真空断路器

1.1型号含义:

ZN28—12K/T1250A—31.5kA

额定开断电流

额定电流

弹簧机构

框架式（与机构一体）

额定电压

西高所颁发的型号

户内

真空

1.1.2额定电流

630A1000A1250A1600A2000A；

1.1.3额定短路开断电流

20kA25kA31.5kA40kA；

1.1.4额定单个电容器组开断电流630A；

1.1.5额定背靠背电容器组开断电流400A；

1.1.6固定式安装方式；

1.1.7操作电压DC110VDC220VAC220V；

1.1.8额定工频耐受电压42kV/1min，额定雷电冲击耐受电压75kV；

1.1.9机械寿命10000次。

1.2型号含义

ZN63A—12/T1250A—31.5kA

额定开断电流

额定电流

弹簧机构

额定电压

西高所颁发型号

户内用

真空

1.2.1

额定电流630A1250A1600A1250A1600A2000A2000A2500A3150A

额定短路开断电流16kA-20kA-25kA25kA31.5kA40kA

1.2.2额定单个电容器组开断电流630A；

1.2.3额定背靠背电容器组开断电流400A；

1.2.4固定式或手车式安装；

1.2.5操作电压DC110V，DC220V，AC220V；

1.2.6相间及对地额定工频耐受电压42kV/1min,额定雷电冲击耐受电压75kV；

1.2.7断口额定工频耐受电压48kV/1min，额定雷电冲击耐受电压85kV；

1.2.8机械寿命20000次；

1.2.9当额定短路开断电流≤31.5kA时，额定短路开断次数为50次；

1.2.10当额定短路开断电流＞31.5kA时，额定短路开断次数为30次。

1.3型号含义

ZN85—40.5/T（1250-2000）A-31.5kA

额定开断电流

额定电流

弹簧机构

额定电压

西高所颁发型号

户内用

真空

1.3.1额定电流：

1250A1000A2000A；

1.3.2额定短路开断电流：

20kA25kA31.5kA；

1.3.3额定短路开断电流开断次数：

20次；

1.3.4单台电容器组开断电流：

630A；

1.3.5背靠背电容器组开断电流：

400A；

1.3.61分钟工频耐压（有效值）：

95kV；

1.3.7雷电冲击耐压（峰值）：

185kV；

1.3.8机械寿命：

10000次；

1.3.9额定短时耐受电流：

20kA25kA31.5kA；

1.3.10额定短路持续时间：

4S；

1.3.11额定峰值耐受电流：

50kA63kA80kA。

2、隔离开关

2.1GN19-12系列

GN19-12/400A-12.5kA

GN19-12/630A-20kA

GN19-12/1000A-31.5kA

GN19-12/1250A-40kA

4S热稳定电流

额定电流

额定电压

设计序号

户内

隔离

2.2GN24-12系列

GN24-12D1/400A-12.5

GN24-12D1/630A-20

GN24-12D1/1000A-31.5

GN24-12D1/1250A-40

GN24-12D1C/1000A-31.5

动刀侧附联动地刀，带穿墙。

2.3GN22-12系列

GN22-12/2000-40

GN22-12/3150-50

2.4GN30-12旋转式隔离开关

GN30-12/400-12.5

GN30-12/630-20

GN30-12/1000-31.5

GN30-12/1250-40

GN30-12D/400-12.5

GN30-12D/630-420

GN30-12D/1000-31.5

GN30-12D/1250-40

带地刀，分步操作。

3、接地刀

3.1JN15-12/T31.5-（210,230,250,275）

相间中心距

4S热稳定电流

弹簧机构

额定电压

西高所颁发型号

户内

接地

　JN15系列接地开关主要用于KYN28-12Z中置式开关柜。

3.2JN15-40.5/T31.5A-80kA

额定短路关合电流

4S热稳定电流

4、电流互感器

4.1LFZBJ9-10A

改进型

额定电压

设计序号

加强绝缘型

带保护级

环氧树脂浇铸

复匝

电流至感器

4.1.10.2S/0.5/10P10/10P10

差动级

后备保护级

测量级

计量级

4.1.1.10.2级的含义：

在一次侧加上100%-120%额定电流的电流值，二次侧电流的误差在±0.2%范围内。

4.1.1.20.2S级的含义：

在一次侧加上20%-120%额定电流的电流值，二次侧电流的误差在±0.2%范围内。

4.1.1.310P级的含义：

在额定一次电流下的电流误差在±3%。

4.1.1.45P级的含义：

在额定一次电流下的电流误差在±1%。

4.1.1.510P10

额定准确限值系数

一般取5、10、15、20和30

额定准确限值一次电流：

能满足复合误差要求的最大一次电流值。

4.1.1.6电流互感器的额定动稳定电流（Idyn）

在二次绕组短路的情况下，电流互感器能承受电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大一次电流峰值。

4.1.1.7电流互感器的额定短时热稳定电流（Ith）。

在二次短路的情况下，电流互感器在1秒内能承受的，且无损伤的最大一次电流的方均根值。

4.1.1.8二次抽头

LZZB8-35AG

100,200,300/10.2S

300/10.5/10P20/10P20

a.1S1-1S2100/10.2S10VA

b.1S1-1S3200/10.2S10VA

c.1S1-1S4300/10.2S10VA

d.2S1-2S2300/10.510VA

e.3S1-3S2300/110P1010VA

f.4S1-4S2300/110P1020VA

5、电压互感器

5.1JDZX9—10G

0.2/6p30VA/100VA；0.5/6p90VA/100VA

J电压互感器D单相Z浇注绝缘

X带剩余电压绕组G全绝缘结构

所配一次消谐器型号：

XRQW-10A

5.2　JDZXF9-10　　

0.2/0.5/6P20VA/30VA/100VA

0.5/0.5/6P30VA/30VA/100VA

F计量与测量分开半绝缘结构

配一次消谐器型号XRQW-10B

5.3半绝缘结构：

一、二次线圈之间的间隙小，在外形尺寸一样的情况下，容量可以做大。

半绝缘结构只能进行感应耐压实验，开关柜进行工频耐压实验时，应将互感器与开关柜断开。

5.40.2级及0.5级的含义

在额定频率和80%-100%额定电压之间的任一电压，功率因数为0.8（滞后）

的二次负荷在25%-100%之间的任意值，电压互感器的二次侧电压误差在±0.2%（0.2级）,±0.5%（0.5级）。

5.53P及6P的含义

在一次侧加上5%的额定电压，当负荷在25%-100%额定负荷的任一意，功率因数0.8（滞后）时，在额定频率时的二次侧电压误差为±3%（3P），±6%（6P）。

5.6JDZXF9-35

0.2/0.5/3P（6P）25VA/50VA/100VA

半绝缘结构，一次消谐器型号XRQW-35B

5.7保护电压互感器用熔断器

3-10kV：

RN2-10/0.5（户内）

35kV：

XRNP-35/0.5（户内）

6、一次消谐器

6.1一次消谐器是安装在6—35kV电磁式电压互感器一次绕组YO接线中性点与地之间的非线性电阻器，起阻尼与限流的作用。

6.2由于电阻器是安装在压变中性点与地之间，即压变的零序回路中，不影响接在压变二次相间的线电压测量和电能计量，只对接在压变零序回路中相对地电压的测量有少许影响，而相电压是作为相对地绝缘的观察，这种少许影响一般也是能够接受的。

6.3XRQW型电阻器采用分段变参数措施，当电网发生异常的大电流（由雷击，电网

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