110kv变电站毕业设计论文.doc

重庆邮电大学高教自考毕业设计（论文）【摘 要】随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。【关键词】 变电站 输电系统 配电系统 高压网络 补偿装置【 Abstract 】 Along with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic performance and the safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power.【 key words 】 substation transmission system distribution high voltage network correction equipment.目 录摘要1Abstract2前言4第一章 原始资料及其分析5第一节 原始资料分析8第二章 负荷分析8第一节 负荷分析目的8第二节 待建变电站负荷计算8第三章 变压器的选择10第一节 变电所主变压器的选择有以下几点原则10第二节 主变台数确定10第三节 主变容量确定10第四节 变压器类型确定11第四章 电气主接线13第一节 对电气主接线的基本要求13第二节 电气主接线的基本原则13第三节 待建变电站的主接线形式14第五章 短路电流的计算18第一节 短路电流计算的目的和条件18第六章 配电装置配置与选择23第一节 导体和电气设备选择的一般条件23第二节 设备的选择23第七章 二次回路部分36第一节 测量仪表的配置36第八章 防雷保护39第一节 避雷针保护39第二节 避雷器保护40第三节 变压器进线保护40第四节 其他保护40结束语41参考文献42前 言由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能书送给下级负荷，是电能输送的核心部分。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。1 运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2 具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且在检修时可以保证检修人员的安全。 3 操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4 经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其发挥最大的经济效益。5应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂。将压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是110KV降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷地短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全利于延长是使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。第一章 设计内容和要求第一节 原始资料分析一、原始资料1、电压等级变电站的电压等级分别为110kV,35kV,10kV。110kV ： 2回35kV ： 5回 （其中一回备用） 10kV ： 12回 （其中四回备用）2、变电站位置示意图待建变电站ABC3、 待建变电站负荷数据电压等级用电单位最大负荷(MW)用电类别回路数供电方式距离(km)35kV铝厂1511架空39钢铁厂101，21架空25A变电站1531架空35B变电站2031架空40备用110kV无线电厂0.5631电缆4仪表厂0.531电缆5手机厂0.6322电缆4电机厂0.4221电缆3电视机厂0.831架空14配电变压器A0.7811架空15配电变压器B0.931架空16其它0.732电缆4备用2表1 待建成变电站各电压等级负荷数据Tab.1 each voltage grade burden data of substation注：（1）35kV ,10kV负荷功率因数均取（2）负荷同时率：35kV 10kV （3）年最大负荷利用小时数均为小时/年 (4）网损率为 （5）站用负荷为50kW （6）35kV侧预计新增远期负荷20MV 10kV侧预计新增远期符合6MV 4、地形地质站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造洁为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。5、地形地质年最低气温为5度，最高气温为40度，月最高平均气温为31度，年平均气温为22度，降水量为2000毫米，炎热潮湿。二、原始资料分析要设计的变电站由原始资料可知有110千伏，35千伏，10千伏三个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农限期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需求。第二章 负荷分析第一节 负荷分析目的负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。第二节 待建变电站负荷计算一、电气主接线的具体设计步骤如下1、35kV侧近期负荷： 远期负荷： 视在功率 2、10kV侧 近期负荷：P 远期负荷：视在功率 3、站用电容量4、待建变电站供电总容量 第三章 变压器选择第一节 变电所主变压器的选择原则一、变电所具体设计步骤如下1、变电所变压器选择的基本原则（1) 在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于330kV、550kV变电所，经技术经济为合理时，可装设34台主变压器。（2) 对于330 kV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器。500 kV变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。（3) 装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事帮停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。（4) 具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。（5) 与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。（6) 500kV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。（7) 对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。第二节 主变台数确定 由原始资料可知，待建变电站是在农网改造的大环境下建设的。负荷大，出线多，且农用电受季节影响大，所以考虑初期用两台大容量主变。两台主变压器，可保证供电的可靠性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。随着未来经济的发展，可再投入一台变压器。第三节 主变容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后 510 年规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。此待建变电站坐落在郊区，10kV主要给某开发区供电，35kV主要给下面乡镇及几个大企业供电。考虑到 开发区及其乡镇的发展速度非常快，所以我们选择大容量变压器以满足未来的经济发展要求。确定变压器容量:变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的 60%，即单台变压器运行要满足一级和二级负荷的供电需要一，二级负荷为 15+10+0.63+0.42+0.78=26.83MVA所以变压器的容量最少为62.241MVA第四节 变压器类型确定一、相数选择变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组，其经济性要好得多。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。因此待建变电站采用三相变压器。二、绕组形式绕组的形式主要有双绕组和三绕组。规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。1、三绕组变压器应用场合(1) 在发电厂内，除发电机电压外，有两种升高电压与系统连接或向用户供(2) 在具有三种电压等级的降压变电站中，需要由高压向中压和低压供电，或高压和重压向低压供电。(3) 在枢纽变电站中，两种不同的电压等级的系统需要相互连接。(4) 在星形-星形接线的变压器中，需要一个三角形连接的第三绕组。本待建变电站具有110kV,35kV,10kV 三个电压等级，所以拟采用三绕组变压器。三、普通型和自耦型的选择自耦变压器是一种多绕组变压器，其特点就是其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系。因此，当自耦变压器用来联系两种电压的网络时，一部分传输功率可以利用电磁联系，另一部分可利用电的联系，电磁传输功率的大小决定变压器的尺寸、重量、铁芯截面积和损耗，所以与同容量、同电压等级的普通变压器比较，自耦变压器的经济效益非常显著。由于自耦变压器的结构简单、经济，在110kV级以上中性点直接接地系统中，应用非常广泛，自耦变压器代替普通变压器已经成为发展趋势。因此，综合考虑选用自耦变压器。四、中性点接地方式电网的中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。本变电站所选用的主变为自耦型三绕组变压器。规程上规定：凡是110kV-500kV侧其中性点必须要直接接地或经小阻抗接地；主变压器6-63kV采用中性点不接地。所以主变压器的110kV侧中性点采用直接接地方式，35kV，10kV侧中性点采用不接地方式。综上所述和查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如下表：型号及容量（kVA）额定容量比高压/中压/低压(%)额定电压高压/中压/低压(kV)空载损耗(kW)-负载损耗(kW)空载电流%阻抗电压（% ）高中高低中低SFS7-63000/110100/100/50121/38.5/10.5773000.810.5186.5表 3-1 变压器型号Tab 3-1 Transformer model第四章 电气主接线第1节 对电气主接线的基本要求 一、可靠性安全可靠是主接线的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。电气主接线的可靠性不是绝对的。所以在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备的制造水平及运行经验等诸多因素。 二、灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：1、操作灵活性2、调度灵活性3、扩建灵活性 三、经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性和经济性之间。通常设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要通过以下几个方面考虑：节省一次投资。如尽量多采用轻型开关设备等。占地面积少。由于本变电站占用农田所以要尽量减少用地。电能损耗小。电能损耗主要来源变压器，所以一定要做好变压器的选择工作。第二节 电气主接线的基本原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准则，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各种技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就地取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。第三节 待建变电站的主接线形式一、110kV侧1、单母线接线考虑到110kV侧有两条进线，因而可以选用单母线接线。优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点：当母线或母线隔离开关检修或发生故障时，各回路必须在检修和短路时事故来消除之前的全部时间内停止工作，造成经济损失很大。引出线电路中断路器检修时，该回路停止供电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分裂运行，并且线路侧发生故障时，有较大的短路电流。2、单母线分段带旁路接线断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。为了能使采用单母线分段的配电装置检修断路器时，不中断供电，可增设旁路母线。单母线分段带有专用的旁路断路器的旁路母线接线极大的提高了可靠性，但是这也增加了一台断路器和一条母线的投资。3、双母线接线优点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响 两组母线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。缺点：增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投次大。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。对于110kV侧来说，因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有较高的可靠性。对比以上三种方案，单母线接线供电可靠性、灵活性最差，不符合变电所的供电可靠性的要求；双母线接线供电可靠性高，但无旁路母线检修断路器时需要停电而且双母线接线复杂，使用设备多、投资较大；采用单母线分段带旁路的电气接线可将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性；而且带旁路可以在检修断路器时对用户进行供电。故经过综合考虑采用方案（二）。二、35kV侧1、单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点：可靠性、灵活性差，母线故障时，各出线必须全部停电。2、单母线分段优点：母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。3、单母线分段带旁路接线优点 ：可靠性、灵活性高检修线路断路器时仍可向该线路供电。缺点：投资大，经济性差。单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足I、II 类负荷供电性的要求，故不采纳；将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性；虽然带有旁路断路器的单母线分段也能满足要求，但其投资大、经济性能差，故采用单母线分段接线。三、10kV侧1、单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点：可靠性、灵活性差，母线故障时，各出线必须全部停电。2、单母线分段优点：母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足I、II 类负荷供电性的要求，故不采纳；将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性。故采用单母线分段。第五章 短路电流计算第一节 短路电流计算的目的和条件短路是电力系统中较常发生的故障。短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行。为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需选用大容量的电气设备。这不仅增加了投资，甚至会因开断电流不能满足而选不到符合要求的电气设备。因此要求我们在设计变电站时一定要进行短路计算。一、短路电流计算的目的在发电厂和变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要内容。其计算的目的主要有以下几个方面：1、电气主接线的比较2、选择导体和电器。3、在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。4、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5、接地装置的设计，也需要用短路电流二、短路电流计算条件1、基本假定 正常工作时，三相系统对称运行。 所有电源的电动势相位、相角相同。 电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行。 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。 元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 输电线路的电容忽略不计。2、一般规定 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应本工程设计规划容量计算，并考虑远景的发展计划； 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响； 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。三、短路电流计算的步骤和计算结果1、计算步骤在工程计算中，短路电流其计算步骤如下：选定基准电压和基准容量，把网络参数化为标么值； 画等值网络图；选择短路点；按短路计算点化简等值网络图，求出组合阻抗；利用实用曲线算出短路电流。2、计算各回路电抗（取基准功率 Ud=UaV）根据上面所选的参数进行计算： 由于两台变压器型号完全相同，其中性点电位相等，因此等值电路图可化简为 3、计算各短路电的最大短路电流点短路时短路次暂态电流：短路冲击电流： 全电流最大有效值： 短路电流容量： 点短路时短路次暂态电流：短路冲击电流： 全电流最大有效值： 短路电流容量： 点短路时 短路次暂态电流：短路冲击电流： 全电流最大有效值： 短路电流容量： 从计算结果可知，三相短路较其它短路情况严重，它所对应的短路电流周期分量和短路冲击电流都较大，因此，在选择电气设备时，主要考虑三相短路的情况。第六章 配电装置配置与选择第1节 电气设备选择的一般条件电气设备选择是电气设计的主要内容之一。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。电器设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来效验热稳定和动稳定。正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。一、一般原则1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要2、应按当地环境条件校核3、选择导体时应尽量减少品种4、应力求技术先进和经济合理5、扩建工程应尽量使新老电器型号一致6、选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格二、技术条件要设计的变电站由原始资料可知有110千伏，35千伏，10千伏三个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农限期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需求。1、长期工作条件（1）电压选用电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压，即（2）电流选用的电器额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流，即由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。所选用电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。2、短路稳定条件（1） 电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动、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。（2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定。2（3）短路的热稳定条件 2式中 在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA s）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按下式计算： 式中 继电保护装置后备保护动作时间（s）断路器全分闸时间（s）2（4）短路的动稳定条件 式中 短路冲击电流峰值（kA） 短路全电流有效值（kA） 电器允许的极限通过电流峰值（kA） 电器允许的极限通过电流有效值（kA）3、绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘保证必要的可靠性。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的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。4、环境条件环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。按照规程上的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40C时，允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40C时，每增加1C建议额定电流减少1.8% ；当低于+40C时，每降低1C，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。第2节 设备的选择一、断路器的选择高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切断故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。其最大特点就是断开电器中负荷电流和短路电流。1、高压断路器按下列条件进行选择和校（1）选择高压断路器的类型，按目前我国能源部要求断路器的生产要逐步走向无油化，因此6 220kV要选用SF6断路器。（2）根据安装地点选择户外式或户内式。（3）断路器的额定电流不小于通过断路器的最大持续电流。（4）断路器的额定电压不小于变电所所在电网的额定电压。（5）校核断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流大于或等于断路器触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择，当断路器的额定开断电流比系统的短路电流大得多的时，为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选择。（6）热稳定校验应满足的条件是：短路的热效应小于断路器在 tK 时 间内的允许热效应。（7）动稳定校验应满足的条件是：短路冲击电流应小于断路器的动稳定电流，一般在产品目录是给出的极限过电流峰值。（8）按短路关合电流选择，应满足条件是：断路器额定关合电流不少于短路冲击电流ish ，一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。2、按上述原则选择和校验断路器（1）该回路为 35 kV电压等级，故选用六氟化硫断路器（2）断路器安装在户内，故选用户内断路器（3）回路电压35 kV，因此选用额定电压的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流 （4）为方便运行管理及维护，选同一型号产品，初选LW8-35断路器其参数如下：型号额定电压kV额定电流A最大工作电压kV额定开断电流kA极限开断电流额定断流容量kVA极限通过电流4S热稳定电流kA固有分闸时间s有效值峰值LW8-3535160040.52525160036.663250.06（5）对所选断路器进行校验断流能力的校验流过断路器的短路电流 所选断路器的额定开断电流，即断路器的断流能力满足要求。动稳定校验所选断路器的动稳定电流等于极限通过电流峰值,流过断路器的冲击电流，则动稳定满足要求。热稳定校验设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.06s，选择熄弧时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。以前述的方法算得因为短路持续时间1s，非周期分量忽略不计， 即允许热效应 所以热稳定满足要求。从以上校验可知断路器满足使用要求，故确定选用 LW8-35A断路器。该回路为 10kV 电压等级，故可选用真空断路器。该断路器安装在户内，故选用户内式断路器。回路额定电压为 10kV，因此必须选择额定电压 的断路器，且其额定电流不小于流过断路器的最大持续电流 初选 SN9-10真空断路器，主要数据如下：型号额定电压kV额定电流kA额定开断流电kA动稳定电流kA4S热稳定电流kA固有分闸时间sSN9-10101.252563250.05断流能力的校验流过断路器的短路电流 。所选断路器的额定开断电流 ，即断路器的断流能力满足要求。动稳定校验所选断路器的动稳定电流为63kA， 流过断路器的冲击电流则动稳定满足要求。热稳定校验设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.05s，选择熄弧时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.05+0.03 =1.98s。则允许热效应 由于短路时间大于 1 s ,非周期分量可忽略不计则由于 Ir2t QK，所以热稳定满足要求从以上校验可知该断路器满足要求，所以确定选用 真空断路器。二、隔离开关的选择隔离开关也是发电厂变电站中常用的开关电器。它需要与断路器配合使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流的情况下，分、合电路。其主要功能为：隔离电压、倒闸操作、分、合小电流。1、隔离开关的配置（1）接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。（2）断路器的两侧均应配置隔离开关，以便进出线不停电检修。（3）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地。根据以上配置原则来配置隔离开关，变电所隔离开关的配置。2、隔离开关按下列条件进行校验（1）根据配电装置布置的特点，选择隔离开关的类型。（2）根据安装地点选用户外或户内式。（3）隔离开关的额定电压应大于装设电路的电大持续工作电流。（4）隔离开关的额定电压应大于装充电路的最大持续工作电流。（5）动稳定校验应满足条件为： （6）热稳定校验应满足条件为： （7）根据对隔离开关控制操作的要求，选择配用操作机构，隔离开关一般采用手动操作机构户内 8000A以上隔离开关，户外 220 kV高位布置的隔离开关和 330 kV隔离开关宜用电动操作机构，当有压缩空气系统时，也可采用手动操作机构。3、110kV侧（1）为保证电气设备和母线检修安全，选择隔离开关带接地刀闸。（2）该隔离开关安装在户外，故选择户外式。（3）该回路额定电压为 110kV，因此所选的隔离开关额定电压 ，且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流（4）初型单接地高压隔离开关其主要技术参数如下：型 号额定电压kV额定电流A 最大工作电压kV接地 刀闸A极限通过电流kA4S热稳定电流kA备注有效值峰值GW4-110D11012501262000325510（5）动稳定校验动稳定电流等于极限通过电流峰值即流过该隔离开关的短路冲击电流 即 动稳定要求满足。（6）热稳定校验隔离开关允许热效应 短路热效应 热稳定满足要求。经以上校验可知，所选隔离开关满足要求，故确定选用 GW4 110D型高压隔离开关。4、35kV侧（1）为保证电气设备和母线检修安全，选择隔离开关带接地刀闸。（2）该隔离开关安装在户内，帮选用户内式。（3）该回额定电压为35kV，帮选择隔离开关的额定电压,且其额定电流必须大于流过隔离开关的最大持续电流（4）初选GN35T型高压隔离开关，其主要技术数据如下：型 号额定电压额定电流最大工作电压极限通过电流峰值4S热稳定电流单 位kVAkVkAkAGW-35（D）35200040.55020（5）动稳定校验动稳定电流等于极限通过电流峰值，即，短路冲击电流 动稳定满足要求。（6）热稳定校验隔离开关允许热效应 短路热效应 即热稳定满足要求。从以上校验可知，所选该隔离开关满足要求，所以确定选用型高压隔离天关。5、10kV侧（1）为保证电气设备和母线检修安全，隔离开关选择不带接地刀（2）隔离开关安装在户内，故选用户内式。（3）该回路的额定电压为10kV所选隔离开关的额定电压，额定电流大于流过隔离开关的最大持续电流（4）初选GN1910型高压隔离开关，其主要技术数据如下：型 号额定电压额定电流允许热效应Ir2t动稳定电流单 位kVAkA2skAGN19101012503200100（5）动稳定校验所选隔离开关的动稳定电流100kA短路冲击电流 动稳定满足要求。（6）热稳定校验隔离开关允许热效应 短路热效应 热稳定满足要求.从以上校验可知,所选隔离开关满足要求,故确定选用GN1910型隔离开关。三、导线的选择本设计的110kV为屋外配电装置，故母线采用钢芯铝绞线LGJ的软母线，而10kV、35kV采用屋内配电装置，故采用矩型硬母线。导体的正常最高允许温度，一般不超过+70；在计太阳辐射的影响时，钢芯铝绞线可按不超过+80来考虑。1、110kV母线的选择与校验（1）按最大工作电流选择导线截面S年最高平均温度为+31，而导线长期允许温度为+80，则温度修正系数：则 选择110KV母线型号为：LGJ185，查表得IY=631A。Imax=547AKIY=0.944631=3595.66A满足要求（2）热稳定校验：=70.99mm2满足热稳定要求。2、35kV母线的选择与校验（1）按最大工作电流选择导线截面S=1.051.4989(kA） 选择35KV母线型号为：h100b10（单条矩形），查表得。满足要求（2）热稳定校验=124mm2满足热稳定要求。（3）动稳定校验母线采取水平排列平放则相邻支柱间跨距取 L=1.5m相间母线中心距离取a=0.25m=0.17319.5052=3.55106(pa)满足动稳定要求。3、10kV母线的选择与校验由于安装在室内，选用硬母线（1）按最大持续工作电流选择母线截面:=1