毕业设计（论文）-220kV变电站设计.doc

电子科技大学毕业论文（设计） 220kV变电站设计电 子 科 技 大 学毕 业 设 计（论 文）论文题目： 220kV变电站设计 学习中心（或办学单位）：陕西新城奥鹏学习中心指导老师： 职 称： 教授 学生姓名： 学 号专 业：电力系统及其自动化 电子科技大学继续教育学院制网络教育学院2014年 02月 24日电 子 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书题目：220kV变电站设计任务与要求：1电气主接线设计。2短路电流计算及设备选择。3配电装置设计。4防雷保护与接地设计。时间： 2014 年 1 月23 日 至 2014 年3 月17 日 共 8 周学习中心（或办学单位）：陕西新城奥鹏学习中心学生姓名： 学 号 专业：电力系统及其自动化指导单位或教研室：电子科技大学指导教师： 职 称：教授电子科技大学继续教育学院制网络教育学院 2014年 2 月 24日摘要本课题研究的是220kV变电站电气一次部分设计。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响了电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着交换和分配电能的作用。这就要求变电站的电气一次部分设计的经济合理，采取合理的电气主接线形式，采用合适电气设备的数量和质量，变电站平面布置和配电装置也要符合国家规定标准，只有这样变电站才能正常的运行工作，为国民经济服务。本设计以任务书中给定的原始资料为依据的前提下，综合工程具体特点、要求，认真贯彻执行国家有关的规范、标准、技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行要求。本次设计内容主要有：电气主接线的选择与论证，短路电流的计算，一次电气设备选择，室内、室外配电装置的布置，防雷保护及接地方式的设计。本文设计的内容主要是：主接线的设计、进行短路电流计算、选择主要的电气设备并校验、进行必要的配电装置设计、防雷保护设计等。关键词 变电站；电气一次部分设计；主接线；短路电流计算；电气设备选型AbstractThis research is 220 kV substation of electrical design is a part. Substation is an important part of the power system, it directly affect the power system security and economic operation, power plants and users are linked to the middle of the link, plays the exchange and the role of the electric power distribution. This requires the electrical substation is a part of the economic and reasonable design, to take reasonable the main electrical wiring, adopting appropriate electric equipment form the quantity and quality of plane layout, the substation and power distribution equipment in accordance with standards prescribed by the state, the only way to the normal operation of the transformer substation, serving the national economy. The design of the original given to commitments under the premise of material as the basis, the comprehensive project specific characteristics, requirements, earnest implementation concerned of the state codes, standards, technical and economic policy, do advanced technology, reasonable economy, safe and reliable operation, convenient and appropriate leave room for development, in order to meet the safety of the electricity system economy operation requirements. This design is the main content: the main electrical wiring choice and demonstration, the calculation of short-circuit current, a electrical equipment selection, indoor and outdoor power distribution equipment layout, lightning protection and grounding method of design. This design is the main content of the Lord: wiring design and short-circuit current calculation, choose the main electrical equipment and calibration, necessary power distribution equipment design, lightning protection design, etc.Keywords: substation; Electrical a part design; The Lord wiring; Short circuit current calculation; Electrical equipment selection 目录摘要1前言2第一章、设计内容与要求4第二章、变电所概述5第三章、主变压器的选择9第一节、主变压器的容量和台数的选择9第二节、调压方式的选择9第三节、主变压器型号的确定9第四章、主接线方案确定10第一节、电气主接线的设计原则和要求10第二节、主接线方案的综合比较10第五章、短路电流的计算13 第一节、运算曲线法概述13第二节、三相短路计算方法13第三节、三相短路计算14第六章、电气设备的选择18 第一节、概述18第二节、电气设备选择的一般原则19第三节、电气设备的选择20第四节、站用变设备的选择38第七章、配电装置设计39第一节、概述39第二节、屋内配电装置40第三节、屋外配电装置41第四节、过电压保护及绝缘配合42第五节、全站接地46第八章、结束语48参考文献48前言随着我国电力工业的迅速发展，电力系统的容量和电网规模不断扩大及超高压输电线路得不断建设，使高电压等级的变电所的数量也不断增加。特别是500kV和220kV电压等级的变电所的增加更为迅速。SF6断路器等电气设备在电力系统的广泛应用，为变电所电气一次设计提出了更高的要求。本次设计主要阐述变电所电气一次部分设计，设计说明书包括变电所概述和主变压器的选择、主接线方案的确定、短路电流的计算、电气设备的选择、母线的选择和校验、防雷接地、配电装置等内容。计算书主要有短路电流的计算方法和过程，电气设备选择的依据，动稳定和热稳定的校验，母线选择的计算等内容。在设计说明书中还插入了一些图表来帮助说明设计的内容，力求做到条理清晰。随着变电技术不断发展，将会出现更多的新技术和新问题等待工程技术人员来解决。像大容量变电所进入城市负荷中心所带来的如何节约用地问题和环境保护问题；如何解决在电网联系日益紧密的情况下快速排除故障以及保证电网安全运行问题。鉴于设计过程时间仓促、知识的不全面，设计中不妥之处还望老师批评指正。第一章 设计内容与要求变电所电气一次设计包括电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择和配电装置设计、防雷保护与接地设计。主接线设计中，初选的几个可行方案中必须包含有最佳方案，并通过技术经济比较，主要是技术方面的论证，将其选出使用。在短路计算中，短路计算点不宜选得过多，合理地选3个左右短路计算点即可，如220kV母线上、110kV母线上，10kV出线等。为了简化计算，可用母线上的总短路电流对该级所有设备进行短路稳定性校验。变电所电气设备种类很多，由于毕业设计时间较短，所以只对主要设备进行了选择。在主接线图绘制中，为了确保主接线图的完整性，要参照参考图将所有主接线图上的设备绘制全面，并在主要设备上标注参数。第二章变电所概述1、 电压等级：220/110/10kV2、 出线回路数： 220kV侧：4回架空线。 110kV侧：6回架空线 10kV侧：16回电缆。3、 负荷性质：工农业生产及城乡生活用电4、 负荷情况： 110kV侧：Pmax=250MW Pmin=200MW Tmax=6000h cos=0.9 10kV侧：Pmax=60MW Pmin=45MW Tmax=5500h cos=0.855、 系统情况如下 S1为地方水电系统，容量为450MVA，Xs1*=0.9。 S2为无穷大系统，Xs2*=0。 正常运行方式下，S1与S2在本站无功率交换，紧急状态下可有部分交换功率穿越。6、 环境条件 年最高温度：30 年最低温度：-5 海拔高度：200m 雷暴日数：30日/年 土质：粘土 土壤电阻率：250欧米第三章 主变压器的选择第一节 主变压器的容量和台数的选择根据220500kV变电所技术规程要求对主变压器进行合理的选择。（1）凡装有两台及以上主变的变电所，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应该所全部负荷的70%时不过载，并在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。如变电所有其他电源能保证变压器停运后用户的一级负荷，则可装设一台主变压器。（2）220330kV变压器若不受运输条件的限制，应选用三相变压器。（3）220330kV具有三种电压的变电所中，如通过主变各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器或自耦变压器。第二节 调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换的分接头，从而改变变压器的变比来实现的。切换方式有两种：不带负荷切换称为无励磁调压，调整范围通常在5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。 设置有载调压的原则：（1）对于220kV及以上的降压变压器，仅在电网电压可能有较大的变化的情况下采用有载调压。（2）对于110kV及以下变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。第三节 主变压器型号的确定一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。装有两台变压器的变电所，应考虑到当一台主变停运时，其余主变的容量满足70%-80%的全部负荷，并应满足一类及二类负荷的供电。由上述两点得出一台主变压器容量应满足：根据任务书：110kV侧最大负荷为250MW 功率因数为：0.9 10kV侧最大负荷为60MW 功率因数为：0.85 总的容量为:Smax=Pmax/cos=250/0.9+60/0.85=348.37MVA这样根据公式,考虑到变压器的本身损耗容量还应有5%的裕度，这样一台变压器的容量为 S变=0.70K0Smax(1+5%) 其中K0为同时率,一般取0.9.所以， S变=0.70K0Smax(1+5%) =0.7*0.9*348.37*1.05=230.45MVA所以，根据变电站负荷情况本站选用2组三相三绕组风冷、高压侧有载调压变压器，其技术规范为：型号：SFSZ10-240000kVA/220kV容量比：240000/240000/120000kVA电压比：23081.25%/121/11kV接线组别：YN，yn0，d11阻抗电压：Ud1-2=14.5%；Ud1-3=24%；Ud2-3=7.5%第四章 主接线方案确定第一节 电气主接线的设计原则和要求按220500kV变电所设计技术规程SDJ2-88规定变电所的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、变压器连接元件的总数等条件确定。并综合考虑供电的可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约、扩建方便等要求。一、 可靠性（一）、断路器停电检修时，对供电的影响程度。（二）、进线或出线回路故障，断路器拒动时停电范围和停电时间。（三）、线路、断路器、母线故障和检修时，停运的回数以及能否保证对重要用户的供电。二、 灵活性（一）、满足接线过度的灵活性。一般变电所都是分期建设的，从初期接线到最终接线的形成，中间要经过多次扩建主接线的设计要考虑接线过度过程中停电范围最小。设备的搬迁最少或不进行设备搬迁。（二）、满足事故处理的灵活性。变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故障部分，尽快恢复供电的方便性和灵活性，保证电网的安全稳定。三、 经济性主接线设计时，在满足可靠性和灵活性的前提下尽量投资省、占地面积少、电能损耗少。第二节 主接线方案的综合比较一、 220kV侧主接线比较按SDJ2-88220500kV变电所设计技术规程规定3220kV配电装置当出线回数在4回以上的一般采用双母线接线。本次设计考虑了两种方案：方案采用双母线接线；方案采用双母线单分段接线。方案比较详见表41。表4-1 220KV主线接线方案比较方案双母线接线方案双母线单分段接线 可靠性优点：双母线接线供电可靠，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致使供电中断。当一组母线故障时能够迅速恢复供电。缺点：增加一组母线，每回路就须要增加一组母线隔离开关。当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电气设备，容易误操作，可以通过在隔离开关和断路器之间装设连锁装置来解决。 双母线分段与双母线有相似之处，它是在双母线的一条母线上增加了分段断路器。另外还在两母线之间增加了一组母联断路器和隔离开关。这种接线克服了双母线存在的全停电的可能性的缺点，缩小了故障的停电范围提高了接线的可靠性。其缺点是接线复杂，容易产生误操作。灵活性 根据系统的运行的需要，各元件可以灵活地接到任意母线上供电。对于母线检修和故障处理带来极大的方便，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。便于试验，当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开单独接至一组母线上。其灵活性和双母线相比有了较大的提高，它可以再分段母线的任意分段上进行供电。各电源和各回路负荷可以任意分配到某段母线上，当母线断路器故障时也可以不停电。方便向母线左右任意方向扩建，均不影响两组母线电源和负荷的均匀分配。经济性 增加一组母线使每回线路就需要增加一组母线隔离开关，增加了配电装置的占地面积和过程投资。与方案相比其增加了两组断路器和隔离开关增加了设备的投资，其经济性较差。在本次设计中220kV断路器采用SF6柱式断路器，其检修周期长可靠性高。且出线回数少，一回线路停运时另一回路继续供电仍能满足要求。综合考虑经济性、可靠性与技术性后，本设计220kV侧采用双母线接线。二、 110kV侧主接线比较110kV出线6回，按规程要求“220kV变电所中的110kV配电装置，当回数在6回及以上时，宜采用双母线接线；当断路器为少油型时，除断路器有条件停电检修外，应设置旁路母线；当110kV出线回路数为6回及以上时，可设置专用旁路断路器。”本设计方案：采用双母线接线；方案：采用双母线带旁路接线（设专用旁路断路器）。方案比较详见表42。表4-2 110kV主接线方案比较方案双母线接线方案双母线带旁路接线可靠性优点：双母线接线供电可靠，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致使供电中断。当一组母线故障时能迅速恢复供电。缺点：增加一组母线，每回路就须要增加一组母线隔离开关。当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电气设备，容易误操作。可以通过在隔离开关和断路器之间装设连锁装置来解决。优点：供电可靠，当进出线断路器检修时，由旁路断路器代替，通过旁路母线供电，对双母线的运行没有影响。缺点：增加设备投资。倒闸操作复杂，容易误操作。因此，可见双母线接线带旁路接线可靠性较好。灵活性根据系统的运行的需要，各元件可以灵活地接到任意母线上供电，对于母线检修和故障处理带来极大的方便，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要，便于试验，当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开单独接至一组母线上。调度灵活，各元件可以灵活地接到任意母线上供电，对于母线检修和故障处理带来极大的方便，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要，适合与供电要求高的场所经济性与方案相比经济性好，节省投资。增设旁路断电器，及旁路母线，增加了配电装置的占地面积和工程投资。由于在110kV侧主接线中的断路器采用了可靠性较好的SF6柱式断路器，其运行可靠检修周期长可以显著提高了主接线的可靠性。结合以上的比较综合考虑各种因素后，在本次设计中采用双母线接线方式。4.2.3 10kV侧主接线比较10kV侧出线有16回，采用全电缆出线，方案：采用单母线分段；方案：采用单母线接线。电气设计手册中规定610kV配电装置，出线在48条出线时，宜采用单母线分段的接线方式，且一般不设旁路母线，如果出现断路器不允许停电检修时，可以设置其他旁路设施，因此可以采用单母线分段的接线方式。6kV10kV配电装置中，当出线在两回及以上时，可采用单母线接线。按照规程对重要回路均采用双电源供电，考虑到10kV采用室内配电装置。为了减少配电装置的占地、消除火灾、爆炸等隐患及环境保护的要求。单母分段可以提高供电的可靠性和灵活性，对用户可以从不同段引出馈电线路。由两个电源供电，当一段母线发生故障时分段断路器动作将故障段切除。保证正常段母线不间断供电，提高了可靠性。与方案相比较其供电可靠性高、扩建方便。故本次设计采用单母线分段接线。通过对上述两方案综合的比较后，最终确定在本次设计中的电气主接线采用方案：的接线方式（详见附图电气主接线图）。第五章 短路电流的计算产生短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘的损坏，绝缘损坏的原因很多，如：因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，人员的不正确操作，如带负荷拉刀闸、未拆除接地线就送点等，也是造成短路的主要原因，还有输电线路断线、线路倒杆也能造成短路事故。为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将准确的使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定计算以及断路器的选择，也需要的短路电流数据作为参考。这里的短路电流计算是为了校验电气设备。电力系统中三相短路是最严重的短路故障，一般情况下，三相短路电流产生的热效应和电动力较大，所以这里只对三相短路电流进行计算。第一节 运算曲线法概述运算曲线是一族反应短路电流周期分量随时间和计算电抗Xca*的不同而变化的曲线。已知某电源到短路点的计算电抗，就可以从曲线族中查得短路后任意时刻该电源供到短路点的短路电流（标幺值）。某电源到短路点的计算阻抗Xca，是该电源到短路点的直连电抗标幺值。当计算电抗大于3时，可近似认为短路点太远，因而对发电机端电压没有影响，即机端电压在短路时保持不变，从面使短路电流周期分量的值也不随时间变化，这种情况就与无穷大电源供电类似了，即I=I*=1/Xca*，I=I=式中，S为该电源的额定容量，MVA。Uav为短路点的平均电压，kV。第二节 三相短路计算方法有限容量电源系统在短路过程中电源电压是变化的，因而短路电流周期分量的幅值也是随时间变化的。这样，IIIt，不能像无穷大系统那样简单地算出来。在工程实用计算中，一般采用运算曲线法求取任意时刻的短路电流周期分量有效值It（通常需要计0s时刻的I；0.2s时刻的I0.2；4s时刻的I4即稳态短路电流I），同时求出短路冲击电流ish。由前面分析可知，整个系统是由三个有限系统供电的，短路电流的计算不能按无穷大系统的方法进行计算，而应该按运算曲线法进行计算。步骤是：根据本厂主接线图画出电力系统电气接线图；根据规定的电气设备选择任务，确定所用的短路计算点；计算各电气元件的电抗标幺值，画出等值电路图，（Sd=100MVA，Ud=Uav）求出计算电抗X，根据电抗X查相应的运算曲线，计算各短路计算点的三相短路电流：I、I0.2、I，ish=2.7I（在发电机端短路时）或ish=2.55I（在高压电网和非发电机端短路时）。第三节 三相短路计算一、 短路计算初始条件（一）、待设计变电所变压器采用两台型号完全相同的有载调压三相、三绕组变压器，变压器容量为240MVA，短路电压百分比为Uk(12)%=14.5，Uk(13)%=24，Uk(23)%=7.5（二）、现假定220kV、110kV、10kV侧短路，取Sd=100MVA Ud=Uav（在本设计中分别是Ud1=230kV，Ud2=115kV和Ud3=10.5kV）（三）、10KV侧按变压器分裂运行考虑每段带负荷的1/2。（四）、因为属高压电网非发电机端短路，故下面计算中Kch取1.8。（五）、电力网络图如图51：图5-1 电力系统网络图（六）、参数计算 1. 系统S1电抗的计算： X=0.9=0.9=0.2 2. 三绕组变压器电抗的计算： Uk(12)%=14.5 Uk（13）=24 U(23)=7.5 Uk1%=(Uk(12)%+Uk(13)%Uk(23)%)=(14.5+247.5)=15.5 Uk2%=(Uk(12)%+Uk(23)%Uk(13)%)=(14.5+7.524)=1 Uk3%=(Uk(13)%+Uk(23)%Uk(12)%)=(24+7.514.5)=8.5X=X= =0.0646 X=X= =0.0042 X=X= =0.0354 图5-2 系统正序阻抗电路图二、 220kV侧短路计算短路点d1：假设 基准容量 Sj=100(MVA) 基准电压 Uj=Up=230kV 基准电流 Ij=0.251(kA)220KV侧系统正序阻抗化简如图53： 图5-3 220KV侧系统正序阻抗图220KV侧系统正序阻抗：X=0.2(0.06460.0042)(0.06460042)=0.026220kV母线三相短路电流：I=Ij=0.251=9.57(kA)220kV三相短路冲击电流ich=KmId=2.55Id=2.559.57=24.41(kA)220kV三相短路全电流Ich=Id=1.529.57=14.55(kA)三、 110kV侧短路计算短路点d2：假设 基准容量 Sj=100(MVA) 基准电压 Uj=Up=115kV 基准电流 Ij=0.502(kA) 图5-4 110KV侧系统正序阻抗图110kV侧系统正序阻抗：X=0.2+(0.06460.0042)(0.06460.0042)=0.23110kV母线三相短路电流：I=Ij=0.502=2.18(kA)110kV三相短路冲击电流ich=KmId=2.55Id=2.552.18=5.56(kA)110kV三相短路全电流Ich=Id=1.522.18=3.31(kA)四、 10kV侧短路计算短路点d3（按变压器分裂运行考虑）：假设 基准容量 Sj=100(MVA) 基准电压 Uj=Up=10.5Kv基准电流 Ij=5.5(kA)图5-5 10kV侧系统正序阻抗图10kV侧系统正序阻抗：X=0.2+0.0646+0.0354=0.310kV母线三相短路电流：I=Ij=5.5=18.33(kA)10kV三相短路冲击电流ich=KmId=2.55Id=2.5518.33=46.74(kA)10kV三相短路全电流Ich=Id=1.522.18=27.86(kA)计算结果如表51所示 表51 系统最大运行方式下的短路电流值短路地点等值电抗有效值全电流冲击电流220kV侧0.0269.5714.5524.41110kV侧0.232.183.315.5610kV侧0.318.3327.8646.74第六章 电气设备的选择第一节 概述变电所的高压电器对电能起着接受，分配，控制与保护等作用，主要有断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器，熔断器，母线装置与成套配电装置等。电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时，都必须安全可靠地运行。根据电气设备选择的一般原则，按正常运行情况选择设备，按短路情况校验设备。同时兼顾今后的发展，选用性能价格比高，运行经验丰富、技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。一、高压断路器断路器是电力系统中最重要的一种电器，在正常情况下，用来分合电路；在故障时，通过继电保护装置使其自动而快速的将故障部分切除，以保证系统的安全运行，或将备用电源自动投入，以提高供电的可靠性。二、隔离开关隔离开关是电力系统中用的最多的一种电器，其主要作用：用于隔离电源，使回路中具有明显的断口，以保证线路检修时的人身安全；和断路器配合转换电路，增加线路灵活性。但它没有灭弧装置一般不能用于分合负载电流。三、互感器互感器是一种测量用的电压，电流变换器。根据二次回路的继电器，测量仪表及监事装置的需要设置。一般情况下。每一进出线回路装设一组电流互感器，每一段母线上装设一组电压互感器。四、熔断器熔断器是一种应用最早的保护装置。它是利用故障时的大电流通过熔件产生的热量。使熔件熔断，将故障部分切除。第二节 电气设备选择的一般原则一、按工作电压选择电气设备的额定电压就是铭牌上标出的线电压。最大工作电压，即电气设备长期运行所允许的最大电压，其值等于其额定电压的1.11.5倍。选择时，必须使电气设备的额定电压Ue等于或大于设备安装处的电网额定电压Uns即UeUns。二、按工作电流选择电气设备的额定电流是指在一定周围环境温度下，长时间内电气设备所能允许通过的电流。因此，选择电器设备时应满足INIgmax式中 IN电气设备的额定电流，由制造厂提供。 Igmax电路中最大长期工作电流。当周围温度环境0和电气设备额定环境温度N不等时，其长期允许电流Ial可按下式修正 Ial=IN=KINK修正系数。三、按短路条件校验电气设备的热稳定和动稳定当电气设备和载流导体通过短路电流时，会同时产生电动力和发热两种效应，一方面使电气设备和载流导体受到很大的电动力作用，同时又使它们的温度急骤升高，这可能使电气设备和载流导体的绝缘受到损坏。为此，在进行电气设备和载流导体的选择时，必须对短路电流进行电动力和发热计算，以验算动稳定和热稳定。为了保证设备在短路时的安全，用于校验动稳定、热稳定和开断能力的短路电流，必须是实际可能通过该设备的最大短路电流。短路动稳定校验。指所选设备允许的运稳定电流imax短路所在回路的短路冲击电流imax。短路热稳定校验。指所选设备允许的热效应It大于短路所在回路的短路热效应Qk。第三节 电气设备的选择一、 汇流母线的选择按最大长期工作电流选择为保证母线正常工作时的温度不超过允许值 IalIgmaxIal：对应于规定的环境温度及放置方式的母线允许载流量（A）。Igmax：通过母线的最大长期工作电流（A）。二、 220kV母线的选择1、 初选设备根据母线分段回路按照所联母线上最大一台发电机故障母线负荷所需的最大穿越功率选取，不考虑交换穿越功率。 按长期允许电流选择： Igmax=1180A 求温度修正系数：K= 当0=40 K=0.81 初选铝锰合金管形母线，型号为：6063-T6-D130/D116型。对应于环境温度为25，载流量系按最高允许温度70时的母线载流量Ia125=3974A 导线截面：2705mm。 KIa125=0.813974=3219A Igmax=11803219 可满足母线正常发热要求. 按经济电流密度选择截面： 年最大负荷利用小时数按Tmax=6000h考虑，查经济电流密度曲线J取0.55。 经济截面面积为：Sg=2145mm2、 电晕校验：对220KV级，铝管母线管径：30130故可不校验。3、 校验母线热稳定 短路切除时间： tk=tpr+tin+ta=4+0.04+0.04=4.08s 查表计算得短路电流： I=9.57kA 短路全电流热效应： Qp=Itk=4.089.57=373.67kAS 短路全电流热效应：Qk=Qp=376.67kAS 因tk1s，故不计及非周期电流热效应 短路前母线工作温度：w=0+(al0)=37+(7037)=39 查表 C=99 满足热稳定要求的母线最小截面积 Smin=198.3mm 所选母线截面S=2705mm198.3mm，满足热稳定要求。三、 110kV母线的选择1、 初选设备根据母线分段回路按照所联母线上地方水电系统故障，母线负荷所需的最大穿越功率选取，不考虑交换穿越功率。按长期允许电流选择：根据任务书：110KV侧最大负荷为250MW 功率因数为：0.9 10KV侧最大负荷为60MW 功率因数为：0.85 Se=250/0.9+60/0.85=348.4MVA=348400KVA Igmax=1829A 求温度修正系数：K= 当0=40 K=0.81初选铝锰合金管形母线，型号为：6063-T6-D100/D90型。对应于环境温度为25，载流量系按最高允许温度70时的母线载流量Ia125=2620A ，导线截面：1492mm。 KIa125=0.812620=2122A Igmax=18292122 可满足母线正常发热要求.2、 电晕校验：对110KV级，铝管母线管径：D30D100故可不校验。3、 校验母线热稳定 短路切除时间： tk=tpr+tin+ta=4+0.04+0.04=4.08s 查表计算得短路电流： I=2.18kA 短路全电流热效应： Qp=Itk=4.082.18=19.39kAS 短路全电流热效应：Qk=Qp=19.39kAS 因tk1s，故不计及非周期电流热效应 短路前母线工作温度：w=0+(al0)=37+(7037)=39 查表 C=99 满足热稳定要求的母线最小截面积 Smin=45.14mm 所选母线截面S=1492mm45.14mm，满足热稳定要求。四、10kV母线的选择1、 初选设备按照10KV侧所带负荷最大工作电流选择。按一台主变带3台8016KVar电力电容器，和8回出线（单回出线最大负荷为60/0.85/16=4.412MVA=4412KVA）考虑。根据Imax=3+8=3+8=3426A选择矩形铝导体：4（LMY-12510）型，四片平放。载流量在最高允许温度+70，基准环境温度+25，为4225A温度修正系数：K=0.856KIal25=0.8564225=3613AIgmax=34263613A 可满足母线正常发热要求。2、 校验母线热稳定短路切除时间： tk=tpr+tab=tpr+tin+ta=2+0.15+0.04=2.19s查表计算得短路电流：I=18.33kA短路电流周期热效应：Qp=Itk=2.1918.33=735.9kAS短路全电流热效应：Qk=Qp=735.9kAS短路前母线工作温度：w=0+(al0)=37+(7037)=56.34查表 C=93 满足热稳定要求的母线最小截面积： Smin=306mm所选母线截面S=1250mm306mm，满足热稳定要求。3、 校验母线动稳定10kV母线采用三相矩形导体水平布置在同意平面内，每相两片布置，相间距为60cm，绝缘子跨距为140cm。 相间应力 导体相间应力为： x-x=17.24810ich=17.2481018.330.58=21.1N/cm 相间应力 导体片间电动力：Fx=2.25k1210=2.250.4710=0.2N/cm 导体片间临界跨距：lmax=1.77b4=1.775714=103cm 导体片间间隔垫的距离取80cm 导体相间作用应力x=20.48N/cm 导体的机械应力 =x-x+x=21.1+20.48=41.58N/cm 校验：=41.58N/cm6860N/cm 硬铝母线材料最大允许应力可见满足动稳定的要求。五、母线的选择结果选择结果见下表6-1。220kV侧选用铝锰合金管形母线，110kV侧选用铝锰合金管形母线，10kV侧选择四条矩形铝导体。各回路最大工作电流及导体选择详见表6-1：表6-1 各回路最大工作电流及导体选择详见下表电压等级（kV）回路名称回路电流（A）选用导体导体截面选择的控制条件导体型号校正后长期允许载流量（A）220母线11806063-T6-D130/D1163219由长期允许电流控制主变压器662LG-630/451464由经济电流密度控制线路2（LGJ-630/45）2929由长期允许电流控制母联11802（LGJ-630/45）2929由长期允许电流控制110母线18296063-T6-D100/D902122由长期允许电流控制主变压器13232（LGJ-630/45）2929由经济电流密度控制线路2（LGJ-400/45）1464由长期允许电流控制母联18292（LGJ-630/45）2929由长期允许电流控制10母线34264（LMY-12510）3613由长期允许电流控制主变压器34264（LMY-12510）3613由经济电流密度控制电容器4682（YJV22-8.7/10-3240）696由热稳定控制所用变23YJV22-8.7/10-3185300六、 高压断路器的选择高压断路器是电力系统中最重要的控制保护电器。它的作用是使电压为1000V以上的高压线路在正常负荷时接通或断开；在线路发生短路故障时，高压断路器将故障线路自动断开，使非故障部分正常运行。断路器型式的选择，应在全面了解其使用环境的基础上，结合产品的价格和已运行设备的使用情况加以确定。 确定断路器型式； 选择断路器额定电压； 选择断路器额定电流； 校验断路器切断能力； 校验动稳定；（一）、高压断路器的类型： （1）、油断路器 采用油作为灭弧介质的叫油断路器，它又分为多油断路器和少油断路器两种。 （2）、六氟化硫断路器采用具有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质的断路器称为