降压变电站电气一次部分设计

邵阳学院毕业设计（论文）内容提要本次设计为ZS矿区110kV降压变电站电气一次部分的初步设计，根据原始资 料，以设计任务书和国家有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据。变电站 的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。在本变电站的设计中，包括对变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线、电气设备选择、短路电流计算等部分的分析计算以及防雷设计。在保证供电可靠性的前提下，减少事故的发生，降低运行费用。本次设计正文包括电气主接线设计、变压器选择、短路电流计算、电气设备选择、配电装置设计、电气总平面布置和防雷保护设计、包括变压器选择、短路电流计算、电气设备选择及校验等，并附有电气主接线图及其它相关图纸。关键词：110kV变电站；电气主接线；电气设备SummaryThe design is a part of the ZS diggings ll0kV electrical substation and preliminary design, based on the original information to the design plan and the state regulations related to electrical engineering designs, specifications and requirements for the design basis，the design of the substation to meet national standards on the basis of consideration of the realities on the ground. In the design of the substation，including the right substation overall analysis and load analysis，the main transformer substation choice，the main electrical connection，short circuit current calculation as part of the analysis and mine design. Guarantee the reliability of electricity，under the premise of reducing the occurrence of accidents and reduce operating costs.The design specification and the body divides the two parts of the design calculations, design specifications, including an overview of the main electrical wiring design， transformer selection, short-circuit current calculations， and electrical equipment selection instructions, power distribution equipment design, electrical general layout and lightning protection design; design calculations including short circuit current calculation，electrical equipment selection and calibration, lightning protection estimates.the power supply to provide protection.Keywords:110kVsubstation；theelectricalhostmeetsline；electricalequipmentI目录内容提要ISummaryII1 绪论11.1本次设计的目的及意义11.2当前国内外发展状况11.3本次设计的主要内容22 变电站设计的原则和要求42.1原始资料42.2设计原则62.3设计要求73 负荷分析及主变压器选择83.1本站负荷分析83.2主变压的选择84 电气主接线设计104.1电气主接线的设计原则和要求104.2主接线的设计原则104.3主接线设计的基本要求114.4主接线方案的比较和确定125短路电流计算155.1短路电流计算条件155.2短路电流计算方法与步骤155.3三相短路电流计算过程165.4持续工作电流的计算196电气设备选择206.1 电气设备选择的原则206.2 电气设备选择的技术条件206.3 主要电气设备的选择216.4 110kV侧线路的选择256.5高压熔断器的选择266.6电流互感器的选择286.7 10kV高压开关柜选择307配电装置与电气总平面设计317.1配电装置设计317.2 变电所电气总平面初步布置338 防雷保护设计368.1防雷保护的原因368.1防雷保护的方式36总结37参考文献38致谢39 1 绪论1.1本次设计的目的及意义进入21世纪后，我国电力仍以较高的速度和更大的规模发展，电源和电网建设的任务仍很重。做为发电厂和用户的中间环节，变换和分配电能的重要组成部分，将面临电力体制改革和技术创新能力的双重挑战，如何合理的设计一个变电所，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要，促使电网互联范围的不断扩大，是这次设计的主要目的。110kV区域降压变电站是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好110kV变电站的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在110kV变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰和噪声等环保问题、电能质量差等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国的可持续发展战略。所以110kV变电所需要采用节约资源的设计方案,要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。1.2当前国内外发展状况建国以来，我国的电力工业发展迅速。到目前，我国的总装机容量和发电量均居世界第四位，但是我国目前的电力还不能满足国民经济发展的需要，必须加快发展。电力工业自动化水平正在逐年提高，20万kW及以上大型机组已采用计算机监控系统，许多变电站已装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。随着高新技术的发展和应用，对电能质量和供电可靠提出了新的要求，高压、超高压变电站的设计和运行系统必须适应这种新形势，因此，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化程度，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，一般安装有变压器及其控制和保护装置，起着变换和分配电能的作用。为了保证在送变电过程中的供电可靠性，首先要满足的就是变电所的设计规范。1.3本次设计的主要内容1.3.1本次设计的主要任务（1）确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数据、列出技术上可能实现的2-3个方案，经过技术经济比较，确定最优方案；（2）选择主变压器：选择变压器的容量、台数、型号等；（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总；（4）电气设备的选择：选择并效验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等、选用设备的型号、数量汇总设备一览表；（5）配电装置设计。 本设计的边点多电气部分应具有可靠性、灵活性、经济性。1.3.2研究方法和准备采取的措施 根据毕业设计书任务书所提供的原始数据，以中华人民共和国国家标35-110KV变电所设计规范、降压变电所设计规范等技术规范、规程为标准。参考电力工程设计手册、电气一次接线识图、电力系统分析、高电压技术、中低压配电实用技术、配网设备的特性与选型、电力系统继电保护原理等书籍，结合具体学习的特点，通过严密全面的分析，对变电所的主要电气设备、电气主接线、保护装置及接地网进行初步设计。在设计过程中，应该注意紧密结合变电所的生产实际和农网改造和变电所设计要求及国内外变电所设计所存在的问题和困难、与其它电力系统课程相关资料之间的联系。了解并掌握110kV降压变电所的国内外现状特点和发展前景，查阅资料，结合电力系统方向所学专业课程以及他人的设计、研究成果， 掌握变电所设计的过程和方法，并归纳、创新出自己的研究方案。根据各地不同情况，在借鉴已建110 kV降压变电所设计经验的基础上，对110 kV降压变电所所址的选择、电气主接线、电气设备的平面布置、电气设备选型、防火、防雷、接地、防电磁辐射、防噪声等方面提出一系列设计思路。（1）主变容量和型号的选择是根据负荷发展的要求。包括主变压器型号的选择，冷却方式，有无励磁，有载还是无载调压方式。（2）电气主接线的设计确定主接线的形式对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修是否方便以及经济性等都起着决定性作用。变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，我们可以进行定量评价。灵活性的基本要求是满足调度时灵活性的要求，满足检修时灵活性的要求以及满足扩建时灵活性的要求，大的电力工程往往要分期建设，从最初的主接线过渡到最终的主接线，每次过渡都应该比较方便，对已运行部分影响小，改建的工程量不大。（3）短路电流的计算及电气设备的选择根据电力系统接线图及本所电气主接线图，制定短路计算等值网络图，拟订必要的短路计算点，用实用计算法或上机计算出选择电气设备所需的各组短路电流。并将计算值列表备用。所必须的知识点包括：1)短路电流的计算方法；2)设计中通常以三相短路作为电气设备的选择方法；3)根据短路计算网络的具体情况，可按同一变比法或按个别变化法计算短路电流。应选择的电气设备如下：各电压等级的母线、绝缘子、断路器、隔离开关、电压及电流互感器。按正常情况下选择电气设备，按短路情况下校验电气设备的动稳定，热稳定等。对于软母线来说不用校验其动稳定，对于开关来说不用校验其开断能力。2 变电站设计的原则和要求2.1原始资料（1）建设性质及规模 为满足某铁矿生产生活的供电要求，决定新建一个110kV降压变电所。电压等级：110/10kV线路回数：110kV: 2回，备用1回；10kV: 13回，备用2回.所址、负荷及电力系统资料如下： 图2.1电力系统接线简图如图2.1中所示系统容量，系统阻抗均相当于最大运行方式。最小运行方式时： S=2000MVA. Xs=1.10；系统可保证本站110kV母线电压波动在5%以内。（2）所址选择和负荷资料：地理位置示意图如下：图2.2平面接线简图 表2.1负荷资料电压负荷最大穿越功率（MW）最大负荷（MW）负荷组成（%）COSTmax线长同时线等级名称近期远景近期远景一级二级三级（h）(km)率损110kV铁钢线1285%5%铁区线12备用1010kV露天矿一121060300.7255001.5露天矿二矿井甲一1.534040200.7855001.5矿井甲二矿井乙一1.534040200.7855002.5矿井乙二选矿厂一243040300.7555001选矿厂二水源地一122060200.7255002水源地二火药库0.10.152030500.7545001.8生活区11.51050400.845001农业用电1250500.7840001.5备用一11040500.78备用二11040500.78注：1. 表中空缺负荷数据可自行分析2. 10kV负荷受电端的力率均就地补偿至0.9以上，表中给出为原始自然力率。地形，地质，水文，气象等条件所址位于某山区一个南北狭长山谷中，地形平缓，土质贫瘠，平均海拔400米，邻近负荷中心，水源充足，交通便利。土质为含砂黏土，土壤热阻系数度T=120CM/W，土温20，地震烈度8度。年最高气温+40，所最低气温-22，最热月平均最高温度+32。风速32m/s，主导风向西北，覆冰厚度15mm。微风风速3.5m/s,属于我国类标准气象区。2.2设计原则变电站的设计应以地区电网规划及调度自动化规划为基础，以变电站的性质、规模及调度管理模式为依据进行，并遵循以下原则：（1）应结合本地区电网规划，电网调度自动化规划和通信规划，根据电网的结构，变电站的地理环境、交通、消防条件、站地区域社会经济环境等情况，因地制宜的确定满足电网要求的设计方案。（2）除按电网规划中所规定的变电站在电网中的地位和作用考虑其控制方式外，其与电网的配合，继电保护及安全自动装置的配合等均应能满足变电站投运后运行方式的要求。应按建成后就实现无人值班管理方式进行设计，原则上不考虑有人值班或少人值班的过度措施。（3）在变电站自动化技术装备上要坚持安全、可靠、经济、适用。正确处 理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合。（4）应坚持节约用地，减少建筑面积，要达到既降低建设造价，又能满足电网安全运行的目的。2.3设计要求在实际设计中，应达到以下要求：（1）对一、二次设备及土建应进行必要的简化，取消不必要的设施，简化变电站操作，以减少变电站的用地，降低事故几率和降低变电站的造价。（2）应选用可靠性高，维护工作量少的设备。（3）应考虑在无人值班条件下的某些特殊要求，如防火、保安电源等。（4）应满足无人值班变电站的某些运行要求，如备用电源自动投入，无功功率和电压的调节等，在变电站设计中应尽量考虑由变电站的自动装置完成。（5）应考虑提高控制系统的可靠性，增强变电站自动化系统处理故障能力和自动化系统自身管理能力。（6）特别要正确处理近期建设与远期发展的关系，应根据工程的510年（及以上）发展规划进行设计。控制方式上尽量做到一步到位，并要考虑有扩建的可能性。（7）建设标准应根据本地区电网的实际和国家的经济政策，综合考虑需要和可能，标准既不要过底影响运行，又不要过高，脱离经济实力。坚持中等适用的原则。3 负荷分析及主变压器选择3.1本站负荷分析根据初步设计原始资料计 (3-1) 式中 Sc 某电压等级的计算负荷Kt同时系数10kV取0.85%该电压等级电网的线损率，一般取5%P、cos各用户的负荷和功率因数考虑电力系统的远景发展规划此变电站10kV侧负荷为 考虑到备用情况，因此本变电站的最终综合用电负荷为：Sm=SC+1+1=22.65MVA3.2主变压的选择（1）变压器容量的选择。计算10kV侧的计算负荷，由公式， (3-2)其中某电压等级的计算负荷 同时系数（10kV取0.85）%该电压等级电网线损，一般取5%P、cos各用户的负荷和功率因数 =0.85*(2/0.72+3/0.78+3/0.78+4/0.75+2/0.72+0.15/0.75+1.5/0.8+2/0.78+1/0.78+1/0.78)*(1+5%)=19.6MVA变电站主变压器容量一般应按510年规划负荷来选择。对于重要变电站，需要考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内，应满足、类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器应能满足全部负荷的70%80%。所以一台变压器各自承担9.8MVA，当一台停运时，另一台则承担70%为13.72MVA的负荷，又、类负荷为15.9MVA，此时不能保障对、类负荷的供电，故变压器的容量应满足：，故选用两台20MVA的变压器。（2）变压器型式的选择 相数的选择：电力系统中大多数为三相变压器，三相变压器较之于同容量的单相变压器组，其金属材料少20%25%，运行电能损耗少12%15%，并且占地面积少，因此考虑优先采用。本变电站所处地理位置交通便利，不受运输条件限制，所以采用三相变压器。绕组数与结构的选择：本变电站共两个电压等级，110kV和10kV，采用双绕组变压器即可，保障了供电的经济性，如采用三绕组变压器，不仅不经济，而且供电可靠性能降低。我国110kV及以上高压电力系统皆采用中性点直接接地系统，绕组高压110kV侧采用星形接法，低压10kV 侧采用三角形接法，以抑制线路产生的3次谐波。根据110kV变电所设计指导，以上选择符合系统对变电所的技术要求，两台相同的变压器同时投入时，可选择型号为SF9-25000/110的主变，技术参数如下：表3.1 主变压器的技术参数型号高压低压空载电流空载损耗负载电流阻抗电压连接组别SF9-25000/11011022.5%1050.225.2110.7105Yn,d114 电气主接线设计4.1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，输电线路怎样和电力系统相连接，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。4.2主接线的设计原则（1）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。不论是枢纽变电所、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。（2）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的电源数和出线回数。（3）考虑负荷的重要性和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，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。（4）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，因此对主接线的可靠性、灵活性的要求也比较高。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。（5）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。电器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。4.3主接线设计的基本要求根据GB50059-1992、DL/T5031-1999中有关规定：“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”。 （1）可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的运行工作，以保证对用户不间断供电。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，优先采用。可靠性不是绝对的而是相对的。评价主接线方式可靠的标志是：1）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，以及能否保证对重要用户的供电。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来表示供电可靠性，先进的指标都在99.9以上。 （2）灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1）调度时，应可以灵活地投入和切除发电机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、检修方式下以及特书运行方式下的调度要求。2）检修时，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）扩建时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。（3）经济性经济性主要是：1） 资省。 2）占地面积小。3）电能损失少。4.4主接线方案的比较和确定根据电力工程电气设计手册(电气一次部分)的相关要求，110配电装置出线回路数4回时，可采用单母线分段的接线、双母线接线、单母线分段带旁路接线，10kV配电装置出线回路数10回及以上时，可采用单母线分段的接线和双母线接线，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，356kV3线路8回及以上时，可以装设专用的旁路断路器。4.4.1 110kV侧主接线设计 (1)初选方案因本所初期设计2回进线2回出线，最终2回进线3回出线，故110kV变电站电气主接线可采用单母线分段接线或单母线分段带旁路接线。下面以这两个方案进行分析比较，确定其主接线的具体形式。1）单母线分段接线如图4.1所示：图4.1 单母线分段接线 2）单母线分段带旁路接线图如图4.2所示： 图4.2 单母线分段分段断路兼作旁路断路器的接线 (2)方案比较单母线分段接线： 1）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常母线不间断供电，不致使重要用户停电。 2）两段母线同时发生故障的机率甚小，可以不予考虑。3)在可靠性要求不高时，可使用隔离分段开关。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，断开分段隔离开关，完好段即可恢复供电。单母线分段带旁路接线： 通过倒闸操作，可检修与旁路母线相连的任一回路的出线断路器而不停电，因固定式断路器检修时间较长，不重要负荷停电时间长。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的供电。进线断路器故障时，不重要负荷停电时间较长。检修母线时，非检修段可以照常供电，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路母线对检修段出线负荷最重要的一个用户继续供电。几乎无线路全部停运的可能，若出线全部停运的情况，因固定式断路器的检修时间长，则全部停运时间长。正常运行时，QFd作为分段断路器工作，一段母线故障，QFd跳开，不会影响正常段母线供电。检修出线断路器，可以通过倒闸操作而不是切除线路。运行方式改变时，倒闸操作繁琐，不够灵活。设备少，投资少，土建工作和费用较少，可以两个方向均衡扩建。 (3) 方案确定从技术性角度而言，两种方案均能满足110kV级供电可靠性和灵活性的要求，且具有扩建方便的优点，但由于断路器经过长期运行和切断次数都需要检修，为了使检修时不至于中断回路供电，故采用分段断路器兼作旁路断路器的接线方式。综合比较，本次设计在110kV母线上采用单母线分段带旁路母线接线的形式。4.4.2 10kV侧主接线设计 (1)初选方案 10kV侧出线回路数本期为13回，最终15回，根据规程要求和本所实际情况，10kV电气主接线可以采用单母线分段接线或双母线接线。 (2)方案比较双母线接线特点： 1)检修任一组母线，不会中断对用户的连续供电（利用母联倒换操作）。 2)一组母线故障后，该母线上的所有进出线都要停电，但能迅速恢复供电。 3)检修任一回路中的母线侧QS，仅该回路停电，其余线路照常工作。 4)任一回路中的QF，如拒动或因故不能操作时，可用母联代替操作。 5)在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作 6)QS不仅用来隔离电压，而且还用来倒换操作 7)扩建方便。 （3）方案确定：10kV侧采用单母线分段接线，供电距离短，且对重要负荷采用双回路供电。接线简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，为以后的发展和扩建奠定了基础。故采用单母线分段接线的接线方式。基于上述理由，再考虑到该变电站在电力系统中的地位、建设规模、负荷性质等情况，在保证供电可靠性的前提下,运行灵活性、操作检修方便，节约投资，确定：110kV接线采用单母线分段带旁路母线的接线，10kV接线采用单母线分段接线。5短路电流计算5.1短路电流计算条件 因为系统电压等级较高，输电导线的截面较大、电阻较小、电抗较大，因此在短路电流的计算过程中忽略R、只计及X。 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 计算容量按无穷大系统容量进行计算。 短路种类一般按三相短路进行计算。 短路计算点如下1) d-1110kV母线短路时的短路计算点；2) d-210kV母线短路时的计算点。5.2短路电流计算方法与步骤方法：在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法。短路电流计算的步骤(1) 选择计算短路点；(2) 画出等值网络（次暂态网络）图1)首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机用次暂态电抗Xd；2)选取基准容量Sj和基准电压Uj（kV）（一般取各级的平均电压），计算基准电流Ij= Sj/3Uj（kA）； (5-1)3)计算各元件换算为同一基准值的标么电抗；4)绘制等值网络图，并将各元件统一编号，分子标各元件编号，分母标各元件电抗标么值；（1） 化简等值网络图1)为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形的等值网络；2)求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd；（2） 求计算电抗Xjs，即将各转移电抗换算为各电源容量（等值发电机容量）为基准的计算电抗Xjs1，Xjs2；（3） 由Xjs1，Xjs2值从适当的运算曲线中查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到Xjs=3）；（4） 计算无限大容量（Xjs3）的电源供给的短路电流周期分量；（5） 计算短路电流周期分量有名值和短路容量；（6） 计算短路电流冲击值；(7) 绘制短路电流计算结果表。5.3三相短路电流计算过程查资料可知，架空线电抗X一般取为0.4/km.选基准: ， (5-2)110kV侧:=0.502 kA 10kV侧：=5.499 kA 图5.1等值电路图 图5.2 110kV侧即当f1点断路时等值电路110kV侧即当f1点断路时，等值电路及其简化电路如图5.2短路参数计算x0.0514xxxx=xx=x= 0.0423 经查表得：由短路电流有名值：冲击电流:2.0s时短路电流： 4.0s时短路电流： 短路容量：图5.3 10KV侧母线发生短路即f2短路电路图在10KV侧母线发生短路即f2短路时，等值电路及其简化电路如图5.3短路参数计算 短路电流有名值： 冲击电流:短路容量： 表5.1 短路电流计算结果表电压（kV）短路点（kA）(kA)(kA)(kA)(kA)110d-15.625.765.765.7614.3310d-218.1718.1718.1718.1746.335.4持续工作电流的计算各回路最大持续工作电流根据公式 (5-3)式中 - 所统计各电压侧负荷容量 - 各电压等级额定电压 - 最大持续工作电流 (5-4)=/（） (5-5)则：10kV =330.45MVA/（10）kV =19.08kA 110kV =1119.4 MVA/（110）kV =5.88kA6电气设备选择6.1 电气设备选择的原则由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则：按正常工作状态选择；按短路状态校验。电气设备选择的一般原则为：（1）、应力求技术先进、安全适用、经济合理；（2）、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；（3）、应按当地环境条件校核；（4）、应与整个工程的建设标准协调一致；（5）、选择的导体品种不宜太多；（6）、选用新产品应积极慎重。新产品应有可靠的试验数据，并经主管单位鉴定合格。6.2 电气设备选择的技术条件高压电器，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。(1)电压：选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压。(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。校验的一般原则： 电器在选定后应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最严重情况的短路电流。用熔断器保护的电器可不校验热稳定。短路的热稳定条件 (6-1)在计算时间ts内，短路电流的热效应（kA2S）；t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA2S）；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t按下式计算 (6-2) 继电保护装置动作时间内（s）；断路的全分闸时间（s）。(4)动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是： (6-3) (6-4) 上式中 短路冲击电流幅值及其有效值 允许通过动稳定电流的幅值和有效值(5)绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口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。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，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。6.3 主要电气设备的选择6.3.1 110kV侧断路器和隔离开关的选择 （1）110kV高压侧断路器的选择进线断路器的等级比主变高压侧大一级，而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大，粗略计算，进线只取进线断路器。假设两台主变同时并联投入运行时，110kV母线上发生短路，短路冲击电流有名值：ish=2.55=2.55 5.62=14.33(kA) 最大负荷电流：=1.0525000/（115）=251.319(A) 电网额定电压：=110kV 则高压断路器的额定电压和额定电流选择应满足：， (6-5)一般变电站采用中、慢速断路器，开断时间较长，短路电流非周期分量衰减较多，可不及非周期分量影响，按断开电流选择 ；断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，动静触头间在未接触时即具有巨大的短路电流通过，为保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定短路关合电流不应小于短路电流最大冲击电流，即按短路电流计算。根据资料，可以知道LW6-110满足要求，具体参数如下表6.1 断路器LW6-110参数表断路器型号额 定 电 压（kV）额定电流（A）额定开断电流(kA)动稳定电流(kA)热稳定电流（kA）（4S）LW6-110110630164016热稳定校验：=1624=1024 (kA2S) =I2t=5.6224=126.34 (kA2S) 因为，所以满足热稳定要求; 动稳定校验：因为=14.33kA 所以满足动稳定要求。表6.2隔离开关对比参数计算数据LW6110110kV110kV251.319A630A5.62kA16kV14.33kA40kA126.34 kA2S1024kA2S14.33kA40kA通过校验，所选断路器满足设计要求。（2）110kV高压隔离开关的选择最大负荷电流=251.32(A) 额定电压=110kV 隔离开关额定电压 ，隔离开关额定电流根据资料，可以知道该隔离开关满足要求，具体参数如下:表6.3隔离开关GW13-110参数表隔离开关型号额定电压（kV）额定电流（kA）动稳定电流(kA)（4S）额定短路电流峰值(kA)GW13-1101106301655热稳定校验：=1624=1024 (kA2S) =I2t=5.6224=126.34 (kA2S) 因为，所以满足热稳定要求；动稳定校验：因为=14.33kA 通过校验，所选隔离开关满足设计要求。6.3.2 10kV侧断路器和隔离开关的选择 （1）10kV低压侧断路器的选择进线断路器的等级比主变高压侧大一级，而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大，粗略计算，进线只取进线断路器。假设两台主变同时并联投入运行时，10kV母线上发生短路，短路电流有名值= 18.17（kA) 最大负荷电流=1.0525000/（10.5）=1443.38 (A) 额定电压=10kV 高工作电压 UalmUsm=1101.15=11.5(kV) 低压断路器应满足：额定电压 额定电流按断开电流选择 按短路电流计算 根据资料，可以知道内高压真空断路器ZN28-10/1250-20满足要求，具体参数如下:。表6.4 ZN12-10真空断路器其主要参数。型号电压等级（kV）额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）额定关合电流（kA）动稳定电流（kA）ZN12-101010200050140140 （1）校验热稳定 10000（kA2.S） (kA2.S) 即满足要求; （2）校验动稳定 即满足要求; （2）10kV高压隔离开关的选择短路电流有名值= 18.17（kA)短路冲击电流有名值=2.55Id1=2.55 18.17=46.33(kA) 最大负荷电流=1443.38(A)额定电压=10kV 高工作电压 =101.15=11.5(kV) 隔离开关额定电压 隔离开关额定电流根据资料，可以知道GN6-10T/1000 满足要求，具体参数如下:表6.5 隔离开关GN6-10T/1000参数表隔离开关型号额定电压（kV）额定电流（kA）动稳定电流(kA)热稳定电流(kA)（10S）GN6-10T/100010100052 20热稳定校验：It2*t=20210=4000 (kA2S) = I2t=18.17210=3301.49(kA2S) 因为It2*t，所以满足热稳定要求;动稳定校验：因为=52 kA =46.33kA 通过校验，所选隔离开关满足设计要求。导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数大（通常指5000h）。传输量大，长度在20m以上的导体，一般按经济电流密度选择。配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输量不大，按长期允许电流来选择。6.4 110kV侧线路的选择本设计的110kV为屋外配电装置，故母线