garver6电力网变压器设计毕业论文.doc

garver6电力网变压器设计毕业论文目 录摘要11电力网的规划与设计 21.1原始资料分析 21.2电力系统功率平衡61.3网络结构接线方案对比142主变压器选择142.1变压器容量和台数的确定原则142.2变压器型式和结构的选择原则152.3计算及选型163电气主接线设计174短路电流计算174.1短路电流计算的目的184.2各种情况下基于psasp下的短路电流计算265导体及电器设备选择与校验265.1导体的选择与校验275.2断路器选择与校验295.3隔离开关的选择与校验305.4互感器的选择336无功补偿346.1补偿装置的确定346.2无功补偿的计算35总结38致谢39参考文献40附录4141 41Page 4112/28/2019ConfidentialPage 4112/28/2019Created by 999宝藏网Page 41 of 42 Garver系统电网电气接线设计学 生：指导教师：（大学 发电厂及电力系统）摘 要：电力系统规划是一项具有重大意义的工作， 是电力工业实现快速、稳定、持续发展的重要保障。规划的效益是最大的效益，规划的节约是最大的节约。全面、长远的电力发展规划和电力系统规划设计，不仅直接影响到国民经济各行业的发展及其经济性，还关系到电力工业本身投资使用的合理性与能源资源利用的经济性，是电网安全可靠和经济运行的重要保证，是电力行业可持续发展的前提。电力工业的发展速度极其经济合理不仅关系到电力工业本身能源利用和投资使用的经济效益和社会效益，同时也将对国民经济及其他行业的发展产生巨大的影响。正确合理的电力系统规划实施后可以最大限度的节约国家的基建投资，促进国民经济其他行业的健康发展，对提高其他行业的经济效益和社会效益，其重要性不可估量，由此可见电力系统规划具有重要意义。本文利用电力规划设计一般原理，以Garver6节点系统电网电气接线设计为研究对象，通过对接线方案的全面对比，确定最优接线方案，主变的选择，设备的选择与校验等，树立统筹兼顾、综合平衡、整体优化的观点，培养从技术、经济诸多方面分析和解决实际工程问题的能力。关键词：变电站，主接线，电气设备，潮流计算，短路电流，动稳定，热稳定，无功补偿1电力网的规划与设计电力系统规划、设计的根本任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供充足、可靠和质量合格的电能。1.1原始资料分析(1)原始网架结构Garver-6节点系统的原始网是一个5节点系统，网架结构和各节点功率如图F1.1。未来的电源配置和负荷数据如图F1.2。由图F1.2可知，6号节点是一孤立节点。图F1.1 原始网络图图F1.2 具有未来负荷和装机的原始网络图(2)电厂、系统及各变电所之间的距离L1-2=40km L1-3=38km L1-4=60km L1-5=20km L1-6=68kmL2-3=20km L2-4=40km L2-5=31km L2-6=30km L3-4=59kmL3-5=20km L3-6=48km L4-5=63km L4-6=30km L5-6=61km(3)电压等级的确认各电压等级线路合理输送容量及输送距离如下：线路额定电压(kV)输送容量(MW)输送距离(km)0.380.4688 MW，满足要求。4、备用容量备用容量的种类，按其所处的状态划分，又可分为热备用和冷备用。(1) 热备用。又称旋转备用，指运转中的机组可发最大功率与最大负荷的差额，其表现为部分机组空载或欠载运行的容量之和。(2) 冷备用。属于等待调用未运转的机组可发容量。在发展规划设计中,主要考虑冷备用问题。电力系统的备用率为：式中 K电力系统的备用率；Ny电力系统的装机容量；Pm电力系统的最大负荷。其中备用率 K 的大小确定与系统规模,用电结构,电压等级等因素有关。就性质来说，备用容量是一种储备容量或等待调用容量，它与系统的正常工作容量一起组成了系统的需要容量。系统的工作容量主要与系统的需要负荷大小相适应，而备用容量则是为了满足系统在发生异常情况下的补偿容量，诸如设备故障、枯水季节、负荷波动及预测误差等现象发生时所设置的容量。广义上讲，电力系统的各个环节都涉及备用容量问题，但在电力电量平衡分析中，主要是研究确定发电环节的备用容量问题。电力系统设计技术规程规定系统的总备用容量不得低于系统最大发电负荷的20%。本设计中，Ny1110，Pm640 MW，K=20%，满足备用容量要求1.3网络结构接线方案对比(1)电力网络可靠性分析安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主线最基本的要求。停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重，在经济发达地区，故障停电的经济损失是实时电价的数十倍，乃至上百倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和社会影响更是难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。网络接线应保证在正常运行情况下,每个负荷至少有两个及以上电源对其供电；断路器自身故障率、线路影响等造成断路器故障。(2)电力网络的灵活性分析 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面。第一，操作的方便性。电气主接线应该在服从可靠性的基本要求条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。第二，调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式。并且在发生故障时，要能尽快的切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致过多的影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。第三，扩建的方便性。对将来要扩建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。(3)电力网络经济性分析在设计主接线时，主要矛盾主要往往发生在可靠性与经济性之间，通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几个方面考虑。第一，节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。第二，占地面积少。主接线设计要为配电装置布置创造节药土地的条件，尽可能使占地面积少；同时注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。第三，电能损耗少。在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的形式、容量和台数，尽量避免两次电压而增加电能的损耗。(4)方案的确定为实现建设项目决策的科学化，避免投资失误，提高经济效益，方案比较是必不可少的。在项目可行性研究过程中，根据实际情况提出各种可能的方案，进行比较和筛选。本设计将举两种方案进行对比。扩建前garver系统为5节点，整个网络也是采用的110kV输电线路，整个系统潮流如下：要将6号节点与5节点系统其联系起来，组成一个garver-6节点系统。由原始数据可知，新增6号节点最大出力600MW，2号节点和4号节点负荷较大， 6号节点距离他们的距离较近，都为30km，扩建时6号节点优先保证他们负荷需要，首先向他们供电，又由于110kV线路输送容量的限制，所以6号节点先向2号和4号都扩建2回线路，再根据潮流计算结果决定是否扩建其他线路。扩建了6-2，6-4两回后的潮流结果如下：由潮流计算结果可知，3号母线的3-5,2-3线路和6号母线的2-6,4-6线路现有线路输送功率超过该线路允许的输送功率，所以要扩建线路，具体几回线看具体容量决定。方案一：在支路3-5上扩建一回、支路2-3 上扩建一回，支路2-6，4-6上扩建一回。下图为方案一的扩建接线图方案二：方案一：在支路3-5上扩建两回、支路2-3 上扩建一回，支路2-6，4-6上扩建一回。 下图为方案二的扩建接线图扩建线路走廊的长度和断路器个数：方案一：总长度L1=20+20+230+20+230=180 km断路器个数：14台方案二：总长度L2=220+20+230+230=180 km断路器个数：14台1、对方案进行初步潮流计算将所设计的方案用电力系统分析软件psasp进行初步潮流计算，从而得出每条线路上的潮流分布及母线电压大小，从而进行分析比较。方案一潮流计算结果方案二潮流计算结果对方案一、二进行初步潮流计算结果比较如表 1所示。初步潮流（一回线）方案 1方案 2线路3-596-j370-j2线路2-667-j2368-j23线路4-673+j2570+j25线路2-364-j255-j线路1-529-j1138-j15表 1 初步潮流计算结果所以方案一、方案二的扩建方案在可行性上都是可行的，基本上可以满足要求。2、对方案进行初步网损计算用电力系统分析软件psasp进行初步网损计算，网损结果如下表2：总有功供电总有功负荷总有功 损耗线路总有功损耗总无功供电总无功负荷总无功损耗线路总无功损耗线损率（有功）方案一79.67763.673.6723.68-11.9015.580.046方案二79.28763.293.2873.59-10.35013.950.041表2 每小时初步网损计算结果（有功电量：万kWh 无功电量：万kVarh ）3、电网接线方案的详细比较最大损耗小时数为3000小时/年，发电成本取0.05元/度，维护费用取设备总投资的5% 。方案一电力网电能损耗：A1=3.6723000=11010万kWh线路和变电站的一次投资：K1=50180=9000万电力网的年运行费：C1=A1+K1%=110100.05+90005%=1000.5万方案二电力网电能损耗：A2=3.2873000=9861万kWh线路和变电站的一次投资：K2=50180=9000万电力网的年运行费：C2=A2+K2%=98610.05+90005%=943.05万C1C2 ，方案二的经济性比方案一好。综上所述，对两个方案的初步比较结果如表3表 3 方案技术初步比较方案可靠性灵活性经济性1优优一般2优优优比较可知，方案二为最佳方案，故选为本设计的最终方案。对其电压校验为下。对方案一的潮流计算结果如下：可知电压等级选择110kV满足要求。2主变压器选择2.1变压器容量和台数的确定原则主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的设置。它的确定除依据传递容量基本资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资、增大投资面积，而且也增加了运行电能损耗。如果容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者满足不了变电站的负荷需要。这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。为此，在选择主变压器时，应遵循以下基本原则。1、具有发电机电压母线接线的主变压器连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量应考虑以下因素。(1) 当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。(2) 当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者应供热机组热负荷变动而需限制本厂输出功率时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。(3) 若发电机电压母线上接有2台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。具有发电机电压母线的发电厂，在发电机电压母线上通常都是接入60MW及以下的中、小型热电机组，按照“以热定电”的方式运行，坚持自发自用原则，严格限制上网电量。为确保对发电机电压上的负荷供电可靠性，接入发电机电压母线上的主变压器不应少于2台，其总容量除满足上述几点要求外，还应当考虑到不少于5年负荷的逐年发展。2、变电站主变压器变电站主变压器容量一般应按510年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合确定其容量。对重要变电站，需考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%80% 。对于枢纽变电站中、低压侧已形成环网的情况下，变电站以设置两台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站可设3台主变压器，以提高供电可靠性。2.2变压器型式和结构的选择原则(1) 相数容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kv及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。(2) 绕组数与结构电力变压器按每相的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。在一发电厂或变电站中采用三绕组变压器一般不多于3台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复杂和困难。(3) 绕组联结组号变压器三相绕组的联结组号必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组联结方式有星形“Y”和三角形“d”两种。在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素。根据以上原则，主变一般是Y，D11常规接线。(4) 调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。通常，发电厂主变压器中很少采用有载调压。因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于220kv及以上的降压变压器也仅在电网电压有较大变化的情况时使用，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况定。(5) 冷却方式电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。2.3计算及选型对于新增的6号节点虽然现在发电机的出力只有283MW，但其额定功率为600 MW，考虑到未来时间内负荷增长情况，发电机的出力还会增加，但考虑到大容量变压器容量的规格问题，及发电机的规格是2台240 MW,1台120 MW的，故在6号节点处设置5台主变压器，每台主变容量为150MW,2台变压器并联。参照电气设备手册 上册312页续表4-32关于变压器的选型，可知道所选的主变型号为SFP7-150000/110型油浸式电力变压器，其参数如下：容量150000 kVA，高压侧110,12122.5%kv，低压侧13.8kv，连接组标号YN,d11，短路损耗547KW，空载损耗107 KW，空载电流0.6%，阻抗电压13.0%。对于其余节点由于没有给定出线和电压等级，所以在这里不予考虑。下面的关于其他设备的选型也都是只以6号节点为例进行说明，以此来掌握熟悉整个规划过程。3电气主接线设计主接线的基本接线形式就是主要电气设备常用的几种接线形式，以电源和出线为主体。由于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样，因而为便于电能的汇集和分配，在进出线较多时（一般超过4回），采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。单母线接线优点：接线简单，操作方便，设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点：可靠性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，造成全厂（站）长期停电；调度部方便，电源只能并联运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。这种接线方式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。单母线分段接线优点: 母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源；一段母线故障时(或检修)，仅停故障(或检修)段工作，非故障段仍可继续工作。缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电；任一回路的断路器检修时，该回路必须停止工作。该接线适用于：小容量发电厂的发电机电压配电装置，110220kV配电装置出线34回。双母线接线优点：供电可靠，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；调度灵活；扩建方便。缺点：接线复杂，设备多，母线故障有短时停电。由于双母线有较高的可靠性，广泛用于以下情况：进出线回路数较多、容量较大、出线带电抗器的610kV配电装置；110kV出线数为6回及以上时。因为6号节点扩建的出线有6回，是重要的枢纽节点，且考虑到未来扩建的需要，故采用双母线接线方案，提高供电可靠性。4短路电流计算短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来严重后果。工业与民用建筑中正常的生产经营办公等活动以及人民的正常生活，都要求供电系统保证持续安全可靠地运行。但是由于各种原因，包括设备原因、自然原因、人为原因等造成短路事故，系统会经常出现故障，使正常运行状态遭到破坏。计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后510年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，个别枢纽点的三相短路电流。4.1短路电流计算的目的1）电气主接线比选短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。2）选择导体和电器如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器的遮断能力等。3）选择继电保护装置和整定计算在考虑正确、合理地装置保护装置，在检验保护装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布情况；不仅要算出最大运行方式下电路可能出现的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可能出现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路电流而且也要计算两相短路电流或根据需要计算单相接地电流等。4.2各种情况下基于psasp下的短路电流计算基准值的选取：短路电流的计算通常采用标幺值进行近似计算，通常取基准容量100MVA，基准电压UB为其平均额定电压，其余基准值列表如下：额定电压（kV）基准电压（kV）基准电流（kA）基准阻抗（）1101150.502132.2513.814.53.982.13号节点110kV出线短路电流计算用电力系统分析软件psasp7.0进行基于潮流的短路计算，母线3处母线出线短路情况下，计算结果如下图：线路AC-13，对其中任意一条短路而言，考虑到距离保护可靠系数Krel 一般取0.80.85，所以取线路全长的85%处短路计算短路电流。当线路AC-13短路点距离5号节点为全长的85%时，短路结果如下：当线路AC-13距离3号节点为全长的85%时，短路结果如下：所以短路电流Id1*取6.173，即Id1*=6.173,Id1= Id1*IB=6.1730.502=3.099kA短路冲击电流最大值ish1=kshId1=1.4141.83.099=7.887kA短路电流有效值Ish1=1.52Id1=1.523.099=4.71kA线路AC-12，对其中任意一条短路而言，考虑到距离保护可靠系数Krel 一般取0.80.85，所以取线路全长的85%处短路计算短路电流。当线路AC-12短路点距离2号节点为全长的85%时，短路结果如下：当线路AC-12短路点距离3号节点为全长的85%时，短路结果如下：所以短路电流Id2*取7.120，即Id2*=7.120,Id2= Id2*IB=7.1200.502=3.57(kA)短路冲击电流最大值ish2=kshId2=1.4141.83.57=9.10kA短路电流有效值Ish2=1.52Id2=1.523.57=5.426kA6号节点母线短路电流计算用电力系统分析软件psasp7.0进行基于潮流的短路计算，母线6处母线短路情况下，计算结果如下图：所以短路电流周期分量有效值Id的标幺值Id*=14.457Id= Id*IB=14.4570.502=7.257kA短路冲击电流最大值ish=kshId=1.4141.87.257=14.89kA短路电流有效值Ish=1.52Id=1.527.257=11.03kA6号节点110kV出线短路电流计算线路AC-9，对其中任意一条短路而言，考虑到距离保护可靠系数Krel 一般取0.80.85，所以取线路全长的85%处短路计算短路电流。当线路AC-9短路点距离6号节点为全长的85%时，短路结果如下：当线路AC-9距离2号节点为全长的85%时，短路结果如下：所以短路电流Id1*取9.474，即Id1*=9.457,Id1= Id1*IB=9.4570.502=4.75kA短路冲击电流最大值ish1=kshId1=1.4141.84.75=12.08kA短路电流有效值Ish1=1.52Id1=1.524.75=7.22kA线路AC-10，对其中任意一条短路而言，考虑到距离保护可靠系数Krel 一般取0.80.85，所以取线路全长的85%处短路计算短路电流。当线路AC-10短路点距离6号节点为全长的85%时，短路结果如下：当线路AC-10短路点距离4号节点为全长的85%时，短路结果如下：所以短路电流Id2*取8.463，即Id2*=8.463,Id2= Id2*IB=8.4630.502=4.248 kA短路冲击电流最大值ish2=kshId2=1.4141.84.248=10.813kA短路电流有效值Ish2=1.52Id2=1.524.248=6.46kA对变压器低压侧母线短路计算如下：对7号母线短路计算对8号母线短路计算对9号母线短路计算所以对取Id3*=12.471，Id3= Id3*IB1=12.4713.98=49.63kA短路冲击电流最大值ish3=kshId3=1.4141.849.63=126.33kA短路电流有效值Ish3=1.52Id3=1.5249.63=75.4376kA5导体和电气设备的选择与校验5.1导体的选择与校验硬导体截面常用的有矩形、槽形和管形。单条矩形导体截面最大不超过1250，以减小集肤效应，使用大于电流时，可将24条矩形导体并列使用，矩形导体一般只用于35KV及以下电流在4000A及以下的配电装置中；槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，一般用于40008000A的配电中；管形导体集肤效应系数小、机械强度高，用于8000A以上的大电流母线或要求电晕放电电压高的110kV及以上的配电装置中。矩形导体的散热和机械强度与导体布置方式有关。三相系统平行布置时，若矩形导体的长边垂直布置（竖放）方式，散热较好，载流量大，但机械强度较低；若矩形导体的长边呈水平布置（平放），则与前者相反。因此，导体的布置方式应根据载流量大小；短路电流水平和配电装置的具体情况而定。一般要求:1）裸导体应根据下列技术条件进行选择和校验: (1)工作电流 (2)动稳定和机械强度 (3)热稳定2）裸导体尚应按下列使用环境条件校验: (1)环境温度 (2)日照 (3)风速 (4)海拔高度导线的选择在选择导线时，为了减少投资而减小导线截面会使损耗增大，反之为了减少损耗而增大截面又会使投资增大。本文根据经济电流密度来选择导线截面。经济电流密度就是从中找出一个年费用最小的截面。对于不同种类的导体，不同的最大负荷利用小时数。会有不同的最为恰当的年费用最低的电流密度，称为经济电流密度J。现行的经济电流密度标准见表导线材料年最大负荷利用时间/h5000铝线1.651.150.90铜线3.002.251.75表 导线经济电流密度(A)预计通过该线的负荷达到100MW，Tmax=4500h,选铝线。导线截面积S=264.24mm2,取300 mm2，故选取导线型号为LGJ-300。导线LGJ-300载流量I=503A载流量校验：输电线电流如下：校验线路3-5段(交流线AC-13，AC-14)：I=372.8A503A，校验线路3-2段(交流线AC_12)：I=288.9A503A校验线路6-2段(交流线AC_6 ，AC_9)：I=382.1A503A，校验线路6-4段(交流线AC_7 ，AC_10)：I=392.9A Ig.max，所选母线满足条件。热稳定校验正常运行时导体的温度为Q正常=Q+(QalQ)=23+（7023）=56.39查表得：C=90.5导线的短路电流热效应为：Qk=7.798（2+0.05）=124.66kAS则满足短路时发热的最小导体截面积为：Smin=0.165mmSmin=0.165mmc ，式中，al为母线材料的最大允许应力，硬铝目线al=140Mpa； 为母线通过时所受到的最大计算应力，而c=19.1106Pac=19.1106Pa140106pa=al故该母线动稳定校验成功所以对于扩建的110kV线路5-3,3-2,6-2、6-4线路传输线选用的型号为LGJ-300，110kV母线所选型号为LMY-2(12010)铝形导体。5.2断路器选择与校验高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，即尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。选择断路器时应满足以下基本要求：在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。选择条件：(1)电压：UgUN(2)电流：Ig.maxIN(3)开断电流：IptInbrIpt：t秒的短路电流周期分量Inbr：断路器的额定开断电流(4)动稳定：ishimaxish：短路冲击电流imax：短路极限电流峰值(5)热稳定：短路电流，：短路电流发热等值时间：断路器t秒热稳定电流6号母线110kV侧断路器：工作电流：Ig=2.756kA短路电流周期分量有效值Id的标幺值Id*=14.457(见上图母线6短路计算图)Id= Id*IB=14.4570.502=7.257kA短路冲击电流最大值ish=kshId=1.4141.87.257=14.89kA短路电流有效值Ish=1.52Id=1.527.257=11.03KA故选用SF6断路器LW6(FAI)-110额定电流3150A，额定短路开断电流（有效值）40kA，额定短路关合电流(峰值)100 kA,3s额定短时耐受电流(有效值)40 kA，额定峰值耐受电流(峰值)100 kA断路器校验(1)电压：UN=110kV(2)电流：Ig.max=2756AIN(3)开断电流：Ipt=2756AInbr=40kA(4)动稳定：ish=11.14kAimax=100kA(5)热稳定：= Id =7.329(kA)，=tnp+tptp一般取tk=1.5s，查周期分量等值时间曲线tp=1.2s=7.32921.2=64.464023，热稳定成功6号母线出线处断路器：正常运行时输电线电流如下表交流线名称I侧电流(A)J侧电流(A)线路3-5（AC_4,13,14）372.8372.8线路3-2（AC_5,12）288.9209.6A线路6-2（AC_6,9）382.1382.1线路6-4（AC_7,10）392.9392.9当线路6-2和6-4中出现短路时，两者情况比较如下线路3-5(KA)线路3-2(KA)线路6-2(KA)线路6-4(KA)工作电流0.37280.28890.38210.3929稳定短路电流3.099kA3.57kA4.754.248短路冲击电流有效值4.71kA5.426kA7.226.46短路冲击电流最大值7.887kA9.10kA12.0810.813由上表可知同类数据比较相差不大，故可以选择同一选择型号的断路器，这样维护更方便。查询电气设备手册 上册关于断路器部分，可知所选断路器为SW3110/1000，额定电流1000A，开断电流15.8kA,极限通过电流41kA，热稳定电流15.8kA。.校验如同上述方法发电机母线侧断路器：工作电流：Ig2=4.57 kAId3*=12.471(由上图发电机侧母线短路计算图可知)Id3= Id3*IB1=12.4713.98=49.63kA短路冲击电流最大值ish3=kshId3=1.4141.849.63=126.33kA短路电流有效值Ish3=1.52Id3=1.5249.63=75.4376kA故选用断路器为 ZN15/T6300-80型真空断路器，额定电压为15kV，额定电流6300A，额定短路开断电流80kA。校验如同上述方法。5.3隔离开关的选择与校验隔离开关是高压开关设备的一种，是变电站中常用的电器，它需与断路器配套使用。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。主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求：隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。隔离开关的结构简单，动作要可靠。带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。选择条件：(1)电压：UgUN(2)电流：Ig.maxIN(3)动稳定：ishimaxish：短路冲击电流imax：短路极限电流峰值(4)热稳定：短路电流，：短路电流发热等值时间：隔离开关t秒热稳定电流6号母线110kV侧隔离开关:工作电流：Ig=2.756(kA)短路冲击电流最大值ish=kshId=1.4141.87.257=14.89kA故所选隔离开关为GW4-110额定电流3150A，4s热稳定电流（有效值）31.5kA，热稳定电流（峰值）125 kA。隔离开关校验(1) UN=110kV，满足UgUN(2) 汇流母线按正常工作最大电流Ig.max=2.756kA IN=3150A(3)动稳定：ish =14.89kA imax=125kA(4)热稳定：=7.257kA，=tnp+tptp，一般取tk=1.5s查周期分量等值时间曲线tp=1.2s，则=7.32921.2=7331.524，满足要求。6和3号母线出线处隔离开关：6号和3号母线出线工作电流相差不大故去：Ig1=392.9A，6号和3号母线出线短路冲击电流最大值相差不大故去：ish1=12.08kA故所选隔离开关为GW5-110，额定电流630A，4s额定热稳定电流（有效值）20kA，额定动稳定电流（峰值）50kA，校验如上所示。5.4互感器的选择互感器（包括电流互感器TA 和电压互感器TV）是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压（100V，V）和小电流(5A 或1A)，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构小巧、价格便宜和便于屏内安装。使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。电流互感器的选择，在110kV母线上安装的电流互感器为LVBQ-110W2，额定二次电流为5A，额定3s短时热电流63kA，额定动稳定电流160kA，110kV母线出线处安装的电流互感器为LB6-110，额定电流比为21505A，额定短时热电流为15.831.6kA，额定动稳定电流为4080kA。电压互感器的选择，在110kV母线上安装的电压互感器为JDC7-110W，额定一次电压kV，额定二次电压 V。6无功补偿电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中,整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源,因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制,不仅可保证电压质量,而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。无功补偿设备包括系统中的并联电容器、串联电容器、并联电抗器、同步调相机和静止型动态无功补偿装置等。6.1补偿装置的确定1）同步调相机：同步调相机在额定电压5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。2）串联电容补偿装置：在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高（oy0.95）或导线截面小的线路，由于PR/V分量的比重大，串联补偿的调压效果就很小。故串联电容器调压一般用在供电电压为35KV或10KV，负荷波动大而频繁，功率因数又很低的配电线路上。3）静止补偿器补偿装置：它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步调机相相比较，运行维护简单，功率 损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高维护较复杂。4）并联电容器补偿装置：并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省，装设地点不受自然条件限制，运行简便可靠等优点，故一般首先考虑装设并联电容