洹安110kv变电所电气一次部分初步设计——毕业设计论文

11洹安110KV变电所电气一次部分初步设计摘要此次110KV变电站电气一次部分初步设计包括主变压器2台，容量为2X50000KVA,型号为SFSZ950000/110。110KV采用单母分段带旁路接线方式；其出线为4回，本期为2回。其母线采用管形母线，断路器采用LW6110型SF6高压断路器，隔离开关采用GW4110型户外高压隔离开关，电流互感器采用LB3110型油浸式带保护用电流互感器，电压互感器采用JCC6110型电压互感器。35KV采用单母分段带旁路接线方式；其出线为8回，本期为6回。其母线采用单条矩形母线，断路器采用LW635型SF6高压断路器，隔离开关采用GW435型户外高压隔离开关，电流互感器采用LB335型油浸式带保护用电流互感器，电压互感器采用JDX635型油浸式电压互感器。10KV采用单母分段接线方式；其出线本期为14回，另有2回备用。其母线采用管形母线，断路器采用ZN10型真空断路器，隔离开关采用GN10型户内高压隔离开关，电流互感器采用LAJ10型套管式户内用电流互感器，电压互感器采用JSJW10型油浸式电压互感器。关键词变电所变压器接线22洹安110KV变电所电气一次部分初步设计第一部分设计说明书第一章电气主接线设计第一节电气主接线的设计原则和要求变电所电气主接线系指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组成的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。一、主接线的设计原则（一）考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。（二）考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。（三）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，33能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。（四）考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。（五）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。二、主接线设计的基本要求根据我国能源部关于220500KV变电所设计技术规程SDJ288规定“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。”（一）可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，经过优先，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。评价主接线可靠性的标志是。441断路器检修时是否影响供电；2线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对理要用户的供电；3变电所全部停电的可能性；4有些国家以每年用户不停电时间的百分比业表示供电可靠性，先进的指标都在999以上。（二）灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求1调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。2检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。3扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。（三）经济性经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。第二节110KV电气主接线变电所主接线设计，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。根据一些设计规程的相关要求35110KV线路超过两回时，宜采用双母线接线、单母线或分段单母线的接线。在采用单母线、分段单母线或双母线的35110KV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当110KV线路6回及以上，553563KV线路8回及以上时，可装设专用的旁路断路器。因本所110KV出线4回，故110KV电气主接线采用单母线分段带旁路接线或双母线接线。下面就以这两个方案来进行比较分析，从而确定其主接线形式。一、单母线分段带旁路接线接线简图如图1所示（一）通过倒闸操作，可检修与旁母相连的任一回路的出线断路器而不停电。检修任一进线断路器，因固定式断路器检修时间较长，不重要负荷停电时间较长。二任一出线断路器故障时，通过倒闸操作，可在较短时间内恢复对该线路供电。进线断路器故障时，不重要负荷停电时间较长。一段母线故障时，非故障段母线可照常供电。（三）检修母线，非检修段可照常供电，并可对双回路线路通过其一回给、类负荷供电，还可通过倒闸操作经旁母对检修段出线负荷最重要的一个用户继续供电。（四）几乎无线路全部停运可能，若万一出现，因固定式断路器检修时间长，全部停运时间长。66图1单母线分段带旁路接线图2双母线接线（五）正常运行时，QF1作为分段断路器工作，一段母线故障，QF1跳开，不影响正常段母线供电。检修出线断路器，可通过倒闸操作而不切除线路。运行方式XXXXXXXL1A段B段QS5L3L2L4W3QS4QS3QS2QS1QF1XW2W1XXXXXXL4QFL3L2L177改变时，倒闸操作繁琐，不够灵活。（六）设备少，投资少，土建工作量和费用较少，可向两个方向均衡扩建。二、双母线接线接线简图如图2所示（一）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致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其它电路均可通过另一组母线继续运行，但其操作必须正确。（二）各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。通过倒换操作可以组成各种运行方式。如当母联断路器闭合，进出线分别接在两组母线上，即相当于单母线分段运行。（三）向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。从技术性角度而言，两种方案均能满足110KV级供电可靠性和灵活性的要求，且均具有扩建方便的优点，但双母线接线使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较多，经济性较差。经比较后，在本次设计中110KV母线选择单母线分段带旁路接线形式。第三节35KV电气主接线本所35KV出线共8回。根据规程要求和本所实际情况，35KV电气主接线宜采用单母线分段带旁路接线或双母线接线。下面就以这两个方案来进行比较分析，从而确定其主接线形式。一、单母线分段带旁路接线接线简图如图1所示88（一）通过倒闸操作，可检修与旁母相连的任一回路的出线断路器而不停电。检修任一进线断路器，因固定式断路器检修时间较长，不重要负荷停电时间较长。二任一出线断路器故障时，通过倒闸操作，可在较短时间内恢复对该线路供电。进线断路器故障时，不重要负荷停电时间较长。一段母线故障时，非故障段母线可照常供电。（三）检修母线，非检修段可照常供电，并可对双回路线路通过其一回给、类负荷供电，还可通过倒闸操作经旁母对检修段出线负荷最重要的一个用户继续供电。（四）几乎无线路全部停运可能，若万一出现，因固定式断路器检修时间长，全部停运时间长。（五）正常运行时，QF1作为分段断路器工作，一段母线故障，QF1跳开，不影响正常段母线供电。检修出线断路器，可通过倒闸操作而不切除线路。运行方式改变时，倒闸操作繁琐，不够灵活。（六）设备少，投资少，土建工作量和费用较少，可向两个方向均衡扩建。二、双母线接线接线简图如图2所示（一）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致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其它电路均可通过另一组母线继续运行，但其操作必须正确。（二）各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。通过倒换操作可以组成各种运行方式。如当母联断路器闭合，进出线分别接在两组母线上，即相当于单母线分段运行。99（三）向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。从技术性角度而言，两种方案均能满足35KV级供电可靠性和灵活性的要求，且均具有扩建方便的优点，但双母线接线使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较多，经济性较差，经比较后，在本次设计中35KV母线选择单母线分段带旁路接线形式。第四节10KV电气主接线本所10KV出线本期共12回，另备用2回。根据规程要求和本所实际情况，35KV电气主接线宜采用采用单母线分段接线或双母线接线。下面就以这两个方案来进行比较分析，从而确定其主接线形式。一、单母线分段接线接线简图如图3所示（一）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。图3单母线分段接线（二）两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。XXXXXXXL4L3L2L1QF1QS1（）1010（三）在可靠性要求不高时，亦可用隔离分段开关（QS1），任一段母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判断故障后，拉开分段隔离开关QS1，完好段即可恢复供电。二、双母线接线（一）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致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其它电路均可通过另一组母线继续运行，但其操作必须正确。（二）各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。通过倒换操作可以组成各种运行方式。如当母联断路器闭合，进出线分别接在两组母线上，即相当于单母线分段运行。（三）向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。从技术性角度而言，两种方案均能满足10KV级供电可靠性和灵活性的要求，且均具有扩建方便的优点，但双母线接线使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较多，经济性较差。经比较后，在本次设计中35KV母线选择单母线分段接线形式。第五节所用电主接线所用电容量不大，只需04KV一级，采取动力和照明混合供电方式。根据本所实际，所用电接线宜采用单母线分段接线或单母线接线。下面就以这两个方案来进行比较分析，从而确定其主接线形式。一、单母线分段接线接线简图如图3所示1111（一）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。（二）两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。（三）在可靠性要求不高时，亦可用隔离分段开关（QS1），任一段母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判断故障后，拉开分段隔离开关QS1，完好段即可恢复供电。二、单母线接线单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建等优点。但可靠性和灵活性较差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所接的电源；与之相接的所有电力装置，在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。考虑所用电可靠性的要求，经过比较，选择单母线分段接线形式。第二章负荷计算及变压器选择第一节负荷计算对三电压级变电所SJSKT1式21NIICOSP1MAX式中SJS最大计算负荷（MVA）PIMAX、COSI每个用户的最大负荷（MW）、功率因数KT同时系数线损率（取为5）全所最大计算负荷SJSKT，SJS35、10KV式22一、10KV级10KV线路负荷资料如下表所示10KV线路负荷资料1212名称最大负荷（MW）COS回路数A厂40851B厂30851C厂350851D厂320851E厂340851F厂560852G厂280851A变电所3091B变电所3091C变电所3091D变电所3091上表中各负荷间的同时系数为085。由式21，SJSKT1085X4/0853/08535/08532/08534NIICOSP1MAX/08556X2/08528/0854X3/091544552MW二、35KV级35KV线路负荷资料如下图所示35KV线路负荷资料名称最大负荷（MW）COS回路数13131、2组3、4组A厂67092B厂65092A变电所56091B变电所33091C变电所2630851D变电所32340851上表中各负荷间的同时系数为09。选择3组进行计算，由式21，求出SJSKT109X7X2/095X2/096/093/093/085NIICOSP1MAX34/0851538588MW三、110KV级由式22，35KV各负荷与10KV各负荷间的同时系数为09SJSKT，SJS35、10KV09X445523858874826MW四、所用电所用电负荷计算采用换算系数法SJSK1P1P2式23式中P1所用动力负荷之和P2所用照明负荷之和K1所用动力负荷换算系数，一般取K10851414所用负荷统计表如下类别名称容量KW备注动力主变风扇210连续、经常照明主充硅20连续、不经常照明浮充硅14连续、经常动力蓄电池通风14连续、不经常动力蓄电池排风17连续、不经常动力锅炉房水泵17连续、经常照明载波室17连续、经常照明110KV配电装置电源10短时、不经常照明110KVQF冬天加热1连续照明室外配电装置照明10连续照明室内照明10连续由式23求出，SJSK1P1P2085X2014171720141710110108778KW各侧计算负荷汇总如下表KSJS（MW）10KV0854455235KV0938588110KV09748261515所用电085008778第二节主变台数、容量和型式的确定主变压器台数的确定要求（1）对大城市郊区的一次变电所，在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变电所的可能性。考虑到该变电所为一重要中间变电所，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路代主变的方式，故选用二台主变压器。主变压器容量的确定要求（1）主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。（2）根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，有余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的6070。单台变压器容量SE748266044900（MVA）。故选择变压器容量SE50MVA。主变压器形式的选择要求同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。考虑该所有110KV、35KV、10KV共三个电压等级，选用三绕组变压器。综合以上，主变选取型号SFSZ950000的三绕组有载调压变压器2台。主要技术参数如下表额定容量电压组合联结组标号损耗（KW）阻抗电压（）1616（KVA）高中低空载负载105（高中）18（高低）50000110812538522511YNYNOD1132724065（中低）第三节所用变台数、容量和型式的确定对大中型变电所，通常装设两台所用变压器。因所用负荷较重要，考虑到该变电所具有两台主变压器和两段10KV母线。为提高所用电的可靠性和灵活性，所以，选择装设两台所用变压器，并采用暗备用方式。所用变压器容量的选择原则要求1所用变压器的容量应能满足经常的负荷需要和留有10左右的裕度，以备加接临时负荷之用。即2SE877811。则SE4828KVA2考虑两台所用变压器为采用暗备用方式，正常情况为单台变压器运行，每台工作变压器在不满载状态运行，当任一台工作变压器因故障被断开后，其所用电负荷则由完好的所用变压器承担。即SE8778KVA综合以上两点，取SE100KVA考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，选用干式变压器。故所用变选取型号SC8100/10的干式变压器2台。主要技术参数如下表额定容量（KVA）空载损耗（W）负载损耗（W）阻抗电压（）100500185041717第三章最大持续工作电流及短路计算第一节各回路最大持续工作电流根据公式IGMAX，可以计算出各回路最大持续工作电流。其中MAX为所统计各电压侧负荷容量，UE为各电压级额定电压。计算结果见下表UEKVSMAX（MW）IMAXA1044552257235385886371107482639304008778127第二节短路电流计算点的确定和短路电流计算结果一、基本原则和规定短路计算的目的为了选择导体和电器，并进行有关的校验。基本假定短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则（1）正常工作时，三相系统对称运行。2所有电源的电动势相位角相同。3系统中的同步和异步电机为理想电机，不考虑电机饱和、磁滞、锅流及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间相差1200电气角。4电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小变化。5电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50负荷接在高压母线上，50负荷接在系统侧。（6）同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。7短路发生在短路电流为最大值的1818瞬间。8不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。9除计算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。（10）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。11输电线路的电容略去不计。12用概率统计法制定短路电流运算曲线。一般规定1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，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成的510年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。2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。3选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。对电抗器的610KV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。4导体和电器的动稳定、热稳定和电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。设计中只按三相短路进行短路电流计算，并选择在110KV、35KV、10KV和04KV母线上，4个可能发生最大短路电流的短路电流计算点分别为K1、K2、K3和K4。二、计算的基本步骤（一）选择短路点（二）画出计算用等值网络利用标幺值计算19191基准值选取SB100MVAUBUAV2各种标幺值的计算3各元件的电抗编号（三）网络化简，求转移电抗XSB（四）求相应的计算电抗XJSXJSXSBE（五）当XJS345时有I,JS1或查汽轮机运算曲线求I,、ISH（六）求短路电流有名值I,I,UAVSB3（七）求冲击电流ISH18I,255I,2短路计算过程见计算书，计算结果如下表电压等级KV短路点I,（KA）ISHKA110K186582203635K279862032610K3194554951704K4358911第四章主要电气设备选择电气选择的一般原则为（一）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；（二）应按当地环境条件校验；年最高气温40年最低气温52020年平均气温18（三）应力求技术先进和经济合理；（四）与整个工程的建设标准应协调一致；（五）同类设备应尽量减少品种。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。第一节高压断路器的选择考虑到可靠性、经济性，方便运行维护和实现变电所设备的无油化目标，故在110KV侧和35KV侧采用六氟化硫断路器、10KV侧采用真空断路器。断路器规范的选择按照电力工程设计手册（1册）第259页的表46确定。项目按工作电压选择按工作电流选择按断流容量选择按动稳定校验按热稳定校验断路器UZDUGIEIGIDNIIGFICHITI110KV侧LW6110型断路器35KV侧LW1635型断路器10KV侧ZN10/315040型真空断路器以上所选均满足环境温度的要求2121第二节隔离开关的选择隔离开关型式的选择，除应满足各项技术条件和环境条件外，应根据配电装置特点和使用要求等因素，进行综合技术比较后确定。隔离开关规范的选择按照下表确定110KV侧、35KV侧和10KV侧隔离开关。项目按工作电压选择按工作电流选择按断流容量选择按动稳定校验按热稳定校验隔离开关UZDUGIEIG110KV、35KV选择户外型GW系列高压隔离开关，10KV侧选用GN系列户内型隔离开关。110KV侧GW4110型户外高压隔离开关35KV侧GW435型户外高压隔离开关10KV侧GN1010T/3000型户内高压隔离开关以上所选均满足环境温度的要求第三节母线的选择（一）选择材料鉴于铝廉价、丰富，采用铝或铝合金作为导体材料。选择为变电所母线，故选用硬导体（二）导体截面选择母线按照导体长期发热允许电流选择（三）电晕电压校验对110KV侧母线进行电晕电压校验2222（四）热稳定校验由SMIN计算出由热稳定决定的导体最小截面CQKKS（五）动稳定校验导体按弯曲情况进行应力计算110KV侧选择单条LF2140/35的管形铝锰合金母线35KV侧选择单条LMY638的矩形铝母线10KV侧选择双条LMY12510的矩形铝母线第四节绝缘子和穿墙套管的选择支柱绝缘子应按额定电压和类型选择。穿墙套管按额定电压、额定电流和类型选择，按短路条件校验动稳定110KV侧XP6型高压盘形悬式绝缘子串CR110/600油纸电容式穿墙套管35KV侧ZPC135型针式支柱绝缘子CWB35/600式穿墙套管10KV侧ZL10/8型户内支柱绝缘子CWL10/3000式穿墙套管以上所选均满足环境温度的要求第五节电流互感器的配置和选择（一）按一次侧额定电压和电流选择U1USI1IMAX（二）二次额定电流选择选择5A2323（三）型式选择套管式（四）确级选择05级110KV侧LB3110型套管式电流互感器35KV侧LB635型套管式电流互感器10KV侧LAJ10型电流互感器以上所选均满足环境温度的要求第六节电压互感器的配置和选择（一）一次回路电压选择（二）二次回路电压选择（三）种类型式选择635KV油浸110以上串级（四）准确级选择05级110KV侧JCC6110型电压互感器35KV侧JDX635型电压互感器10KV侧JSJW10型电压互感器以上所选均满足环境温度的要求第七节各主要电气设备选择结果一览表设备名称电压等级类型型号备注2424110KVSF6断路器LW611035KVSF6断路器LW1635高压断路器10KV真空断路器ZN10/315040110KV户外GW411035KV户外GW435隔离开关10KV户内GN1010T/3000110KV管形铝锰合金母线LF2140/35单条35KV矩形铝母线LMY638单条母线10KV矩形铝母线LMY12510双条110KV盘形悬式XP635KV针式支柱ZPC135绝缘子10KV户内支柱ZL10/8110KV油纸电容式CR110/60035KV瓷绝缘CWB35/600穿墙套管10KV瓷绝缘CWL10/3000110KV套管式LB3110变比400/535KV套管式LB635变比600/5电流互感器10KV套管式LAJ10变比3000/5110KV串级绝缘JCC6110UN2100/335KV油浸JDX635UN2100/电压互感器10KV油浸JSJW10UN21002525第二部分设计计算书第一章短路电流计算书一、等值网络图S1XC1XC2S2XL1XL2XL3110KV10KV35KV04KVK1K2K3K4X11X12X13X23X22X21XS2626其中K1、K2、K3、K4分别是110KV、35KV、10KV和04KV母线上，4个可能发生最大短路电流的短路电流计算点XC1、XC2、XL1、XL2、XL3分别是系统1、系统2和线路的电抗参数计算时选取第一组系统参数。X11、X12、X131主变的三个绕组的电抗X21、X22、X232主变的三个绕组的电抗XS所用变电抗取SB100MVAUBUAV计算各部分元件的标幺值XC1038X0063601XC2045X00568XL1XBL1/ZBXBL1SB/03330100/115200752UBXL2XBL2SB/03320100/11520052XL3XBL3SB/03325100/11520062主变绕组参数U12105U2365U1318US4故U1U12U13U23/211U2U12U23U13/20U3U13U23U12/27则X11X21011SB/SN011100/400275X12X220SB/SN02727X13X23007SB/SN007100/400175XS004SB/SN004100/0140二、网络化简及短路电流计算（一）110KV母线K1点短路网络化简如下将上图进行星三角变换，得到简化后的网络如右图，其中X2为S1对K1点的转移电抗，X3为S2对K1点的转移电抗，求出X20117X30115S1、S2的计算电抗XJSS1X2SE/SB0117600/1000702XJSS2X3SE/SB0115800/100092142511XJSIS108722JS有名值计算110KV110KVK1K1XC1XC2X13X12XL1S1S2S1S2X1X2X328288658KA1538071536042IISAKMI（二）35KV母线K2点短路网络化简如下将上图进行星三角变换，得到简化后的网络如右图，其中X2为S1对K2点的转移电抗，X3为S2对K2点的转移电抗，求出X20396X30386S1、S2的计算电抗XJSS1X2SE/SB0396600/1002376XJSS2X3SE/SB0386800/1003088042111XJSIS110KV35KVK2S1S2K2006300560075005006202750275X2X335KV29290324212XJSIS有名值计算7986KA378024376041IISA2KMI（三）10KV母线K3点短路网络化简如下将上图进行星三角变换，得到简化后的网络如右图，其中X2为S1对K3点的转移电抗，X3为S2对K3点的转移电抗，求出S1110KV35KVK3S2K3006300560075005006202750275X2X310KV10KV017501753030X20573X30559S1、S2的计算电抗XJSS1X2SE/SB0573600/1003438XJSS2X3SE/SB0559800/1004472029111XJSIS022422JS有名值计算19455KA5103824510369IISH181945549517KA2KMI（四）04KV母线K4点短路网络化简如下S1110KV35KVS2K4006300560075005006202750275X2X304KV10KV017501753131将上图进行星三角变换，得到简化后的网络如右图，其中X2为S1对K4点的转移电抗，X3为S2对K4点的转移电抗，求出X28148X37952S1、S2的计算电抗XJSS1X2SE/SB8148600/10048888XJSS2X3SE/SB7952800/10063616000211XJSIS0001622JS有名值计算358KA4038164036IISH18358911KA2KMI第二章主要电气设备选择计算书第一节高压断路器的选择计算高压断路器的选择按下表所列各项进行选择项目按工作电压选按工作电流选择按断流容量选按动稳定校验按热稳定校验K44004KV3232择择断路器UZDUGIEIGIDNIIGFICHITI考虑到可靠性、经济性，方便运行维护和实现变电所设备的无油化目标，故在110KV侧和35KV侧采用六氟化硫断路器、10KV侧采用真空断路器。一、110KV最大持续工作电流IMAX393（A）根据UNS和IMAX，选择LW6110型断路器。由电力工程电气设备手册查得，固有分闸时间TIM004STA取004TKTPRTIMTA4004004408SQKTKI210/12931KA2S2TKTIIT2T315232977KA2S列出所选断路器有关参数与计算结果相比较计算结果LW6110UG110KVUZD110KVIG393AIE1600AI8658KAIDN315KAICH22036KAIGF80KAQK931KA2SIT2T2977KA2S由上表可见各项条件均满足要求，故所选LW6110型SF6断路器合格。二、35KV3333最大持续工作电流IMAX637（A）根据UNS和IMAX，选择LW1635型断路器。由电力工程电气设备手册查得，固有分闸时间TIM006STA取004TKTPRTIMTA300600431SQKTKI210/12876KA2S2TKTIIT2T25242500KA2S列出所选断路器有关参数与计算结果相比较计算结果LW1635UG35KVUZD35KVIG637AIE3150AI7986KAIDN25KAICH20326KAIGF63KAQK876KA2SIT2T2500KA2S由上表可见各项条件均满足要求，故所选LW1635型SF6断路器合格。三、10KV最大持续工作电流IMAX2572（A）根据UNS和IMAX，选择ZN10/315040型真空断路器。由电力工程电气设备手册查得，固有分闸时间TIM008STA取004TKTPRTIMTA3008004312SQKTKI210/126862KA2S2TKTIIT2T40223200KA2S3434列出所选断路器有关参数与计算结果相比较计算结果LW6110UG10KVUZD10KVIG2572AIE3150AI19455KAIDN40KAICH49517KAIGF100KAQK6862KA2SIT2T3200KA2S由上表可见各项条件均满足要求，故所选ZN10/315040型真空断路器合格。第二节隔离开关的选择计算隔离开关规范的选择按照下表确定110KV侧、35KV侧和10KV侧隔离开关。项目按工作电压选择按工作电流选择按断流容量选择按动稳定校验按热稳定校验隔离开关UZDUGIEIG隔离开关型式的选择，除应满足各项技术条件和环境条件外，应根据配电装置特点和使用要求等因素，进行综合技术比较后确定。110KV、35KV选择户外型GW系列高压隔离开关，10KV侧选用GN系列户内型隔离开关。一、110KV侧最大持续工作电流IMAX393（A）根据UNS和IMAX，选择GW4110型户外高压隔离开关。列出所选隔离开关有关参数与计算结果相比较计算结果GW4110UG110KVUZD110KV3535IG393AIE630A由上表可见各项条件均满足要求，故所选GW4110型户外高压隔离开关合格。二、35KV侧最大持续工作电流IMAX637（A）根据UNS和IMAX，选择GW435型户外高压隔离开关。列出所选隔离开关有关参数与计算结果相比较计算结果GW435UG35KVUZD35KVIG637AIE630A由上表可见各项条件均满足要求，故所选GW435型户外高压隔离开关合格。3、10KV侧最大持续工作电流IMAX2572（A）根据UNS和IMAX，选择GN1010T/3000型户内高压隔离开关。列出所选隔离开关有关参数与计算结果相比较计算结果GN1010T/3000UG10KVUZD10KVIG2572AIE3000A由上表可见各项条件均满足要求，故所选GN1010T/3000型户内高压隔离开关合格。第三节母线的选择计算一、110KV侧3636110KV母线采用单母分段带旁母，IMAX393A年最高气温40年最低气温5年平均气温18矩形导体集肤效应大、电晕损耗大，故不采用矩形导体。110KV母线采用管形母线，LF21铝锰合金导体。（1）导体截面按长期发热允许电流选择查表得计及日照时屋外管形导体在实际环境温度40时K08根据IMAXKI80求出I80393/08390A查表选出符合条件的管形铝锰合金导体导体尺寸MM导体截面（MM2）导体最高允许温度为80时的载流量（A）截面系数W（CM3）惯性半径R1CM惯性矩JCM430/25216565137097620640/352947122613352（2）电晕电压校验当所选管形导体外径大于、等于下列数值时，可不进行电晕电压校验110KVLGJ70/20由于所选管形铝锰合金导体外径30或40，故不进行电晕电压校验（3）热稳定校验3737若计及集肤效应系数KS的影响，可得由热稳定决定的导体最小截面为SMINCQKKS查表得40时铝锰合金的C99管形导体KS1QKTKI210/126862KA2S6862106（A2S）2TKTI则SMIN264（MM2）CQKS由于216264294故选择导体截面294（导体尺寸40/35）的LF21管形铝锰合金导体经过校验，选择单条LF2140/35的管形铝锰合金母线二、35KV侧35KV母线采用单母分段带旁母接线，IMAX637A年最高气温40年最低气温5年平均气温1835KV母线采用单条矩形母线，LMY铝导体。考虑到母线处于室外，载流量要求不太高，故选择三相水平布置，导体平放。（1）导体截面按长期发热允许电流选择查表得不计及日照时屋外矩形导体在实际环境温度40时K081根据IMAXKI70求出I70637/08155926A查表选出符合条件的矩形导体3838单条导体尺寸HBMM平放竖放KS截面MM2质量（KG/M）504565594200054505637671250068（2）热稳定校验若计及集肤效应系数KS的影响，可得由热稳定决定的导体最小截面为SMINCQKKS查表得40时硬铝的C99矩形导体KS1QKTKI210/12876KA2S876106（A2S）2TKTI则SMIN945（MM2）CQKS由于945200250则两种尺寸均合适。（3）动稳定校验ISH20326KA20326A动应力系数1相间距离A047M跨矩L18M由公式FPH27103ISHA求出母线相间电动力FPH15208N查表可知硬铝的最大允许应力A70106（PA）由APHFPHL2/10W可得WFPHL2/10A15208324/701077031073939由于导体为平放，则WBH2/6分别求出W1333107W2417107均不满足条件重新选择铝母单条导体尺寸HBMM平放竖放KS截面MM2质量（KG/M）6389951082103504136（A）导体截面按长期发热允许电流选择长期发热允许电流IMAX995I7055926A满足要求（B）热稳定校验若计及集肤效应系数KS的影响，可得由热稳定决定的导体最小截面为SMINCQKKS查表得40时硬铝的C99矩形导体KS103QKTKI210/12876KA2S876106（A2S）2TKTI则SMIN959（MM2）CQKS由于959504满足要求（C）动稳定校验ISH20326KA20326A动应力系数1相间距离A047M跨矩L18M4040由公式FPH27103ISHA求出母线相间电动力FPH15208N查表可知硬铝的最大允许应力A70106（PA）由APHFPHL2/10W可得WFPHL2/10A15208324/70107703107由于导体为平放，则WBH2/6求出W84107703107满足要求经过动、热稳定校验，选择单条LMY638的矩形铝母线三、10KV侧10KV母线采用单母分段接线，IMAX2572A年最高气温40屋内年最高气温45年最低气温5年平均气温1810KV母线采用单条矩形母线，LMY铝导体。考虑到母线处于室内，载流量要求高，故选择三相水平布置，导体竖放。（1）导体截面按长期发热允许电流选择查表得不计及日照时屋内矩形导体在实际环境温度45时K074根据IMAXKI70求出I702572/0743017A查表找不出符合条件的单条矩形导体则采用双条矩形母线，LMY铝导体，三相水平布置，导体竖放。查表找出符合条件的双条矩形导体4141双条导体尺寸HBMM平放竖放KS截面MM2质量（KG/M）12510315234261121250337（2）热稳定校验若计及集肤效应系数KS的影响，可得由热稳定决定的导体最小截面为SMINCQKKS查表得45时硬铝的C97矩形导体KS112QKTKI210/126862KA2S6862106（A2S）2TKTI则SMIN286（MM2）CQKS由于2861250满足要求（3）动稳定校验ISH49517KA49517A动应力系数1条1、2间截面系数K121相间距离A035M跨矩L1M由公式FPH27103ISHAFBBK5282求出母线相间电动力以及条间电动力FPH1212NFB6129N由于导体为双条竖放，则W144B2H4242求出W180107PHFPHL2/10W673106（PA）BFBL2/12W2838106（PA）MAXPHB3511106（PA）查表可知硬铝的最大允许应力A70106（PA）因为701063511106满足条件AMAX则满足动稳定要求经过动、热稳定校验，选择双条LMY12510的矩形铝母线第四节绝缘子和穿墙套管的选择计算一、110KV侧绝缘子按电压等级和绝缘水平，选择XP6型高压盘形悬式绝缘子串每串9片绝缘子串片数计算按额定电压和泄漏比距选择，在大气无明显污染地区，变电所中性点直接对地泄漏比距为17，则片数N0LUE选择XP6型高压盘形悬式绝缘子串，其每片绝缘子泄漏距离L28CM，则N67取N7每串绝缘子要预留的零值绝缘子为耐张串2片，故共28107729片穿墙套管根据工作电压和额定电流，选用CR110/600油纸电容式穿墙套管