110kv区域降压变电所一次系统设计.docx

摘要摘要电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，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。变电所将电厂或上级电站调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电所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，变电所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。 变电所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、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。因此变电所设计在其中起到了极其重要的作用，为变电所的建设找到了依靠和标准。 首先通过对原始资料的分析及根据变电所的总负荷选择主变压器，同时根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择了主接线方案并进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电所电气主接线方案。其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。最后，做了防雷保护，并绘制了电气主接线图。关键词：变电所 电气主接线 电气设备选择IIIAbstractAbstractThe power industry is a basic industry of national economy and national economic development of the first industry. Due to the importance of electricity in the industry and the national economy. Electricity transmission and distribution of electrical energy used in these areas is an absolutely necessary integral part. So transmission and distribution of electric energy is very important. Substation is the core part of the power transmission, make power plants or superior delivery adjustment of electricity to the lower load. Its functional operation, capacity is a direct impact on the supply of the lower load, thereby affecting industrial production and power consumption. If substation system of a link failure, the System Protection link will in the action. May cause power outages and other accidents, and great adverse to the production life. Therefore, in the entire power system, the substation for the reliability of power supply protection, the sensitivity of indicators is very important. The substation is the intermediate links which contact power plants and the user, plays a transformation and distribution of electric energy role. This requires a part of the substation safe and reliable in the economic. Only in this way substation will in normal operational work, serve the national economy. Substation design in which play a vital role, and found support and standards for the construction of the substation. First, through the analysis of raw data selected main transformer according to the total load of the substation. According to the economical, reliable and flexible operation of the main wiring select the main wiring , and go ahead the technical comparison. Then out of poor program, ensure the substation electrical wiring program. Followed is a short-circuit current calculation. When short circuit occurs in the voltage level of the bus, Its short-circuit the value of the steady state current and inrush current obtained from the three-phase short circuit calculation. Then is selection and calibration of electrical equipment according to the results and all the rated voltage of the voltage rating and maximum continuous operating current.( Including circuit breakers, isolating switches, current transformers, voltage transformers, etc.). Finally, I design the lightning protection, and draw the main electrical wiring diagram.Key：Substation main electrical connection目录目录摘要I第一章 绪论11.1 设计内容及任务11.2主要设计技术指标与参数11.3设计方案的可行性分析和预期目标2第二章 主变压器的选择及电气主接线的确定42.1 主变压器的选择42.1.1负荷计算42.1.2变压器台数及型号的确定52.2电气主接线的确定72.2.1主接线设计的基本要求及原则72.2.2变压器的各侧主接线方案的确定8第三章 短路电流计算103.1短路电流计算的目的103.2短路电流的基本假定和一般规定103.2.1短路电流计算的基本假定103.2.2短路电流计算的一般规定113.3各侧短路电流计算113.3.1 110kV侧短路电流计算123.3.2 35kV侧短路电流计算133.3.3 10kV侧短路电流计算：15第四章 导体和电气设备选择174.1导体和电气设备选择的一般要求174.1.1一般原则174.1.2技术条件174.1.3环境条件184.1.4环境保护194.2各侧电气设备的选择194.2.1 110kV侧电气设备选择204.2.2 35kV侧电气设备选择：224.2.3 10kV侧电气设备选择254.2.4电压互感器的确定27第五章 变电所防雷设备的选择295.1各侧避雷器选择295.1.1 110kV侧母线避雷器选择305.1.2 35kV侧与母线避雷器选择305.1.3 10kV侧与母线避雷器选择31总结33参考文献34致 谢35第一章 绪论第一章 绪论我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流输出转变，国外主要是交流输出向直流输出转变。变电所自动化系统的设计，不仅功能上满足了配电自动化的要求，而且集微机监控、数据采集和微机保护于一体，将调度自动化、继电保护、变电管理和通信等综合为一体，做到硬、软件资源共享。实现了配电网自动化系统和城网变电所的遥控、通测、通信、遥调的要求，并实现了变电所的无人值班运行，同时简化了变电所二次部分的硬件配置，减轻了施工安装和运行维护的工作量，降低了变电所的总造价和运行费用。随着科学技术的不断进步，断路器交流操作技术的成熟，保护和监控系统安全可靠性的提高和对室外环境的适应范围扩大，小型化无人值班110kV变电所必然向三无(即无人值班、无房屋建筑、无电缆沟道) 方向发展。1.1 设计内容及任务1. 变电所电气主接线方案的选择计算变电所的总负荷，确定主变压器的台数、型号、容量、接线组别、冷却方式等。完成各电压级主接线的选择，绘制变电所电气主接线图，确定各电压级配电装置的型式。2. 导体及设备选择计算进行各电压级的短路电流计算，选择各电压级的各种电气设备和导体。3. 设计变电所的一次系统主要完成变电所一次系统的布置，并绘制变电所电气主接线图、总平面布置图、间隔断面图及配置图。1.2主要设计技术指标与参数1. 变电所的性质及其在电力系统中的地位：本所系110kV区域性降压变电所，主要供给城镇的一般工业企业及农业用电，供电电压分别为35kV和10kV两个电压等级。其中有两回10kV线路供给本地区一煤矿，为一类负荷；其余的负荷均为二类或三类负荷。2. 电力系统提供的原始资料：1)电力系统短路容量：最大运行方式时，由系统供给的短路容量为2000MVA；最小运行方式时，由系统供给的短路容量为1500MVA。2)电力系统各序电抗：正序电抗与负序电抗相等；零序电抗等于3倍的正序电抗。3)电力系统的电源情况：110kV侧为双电源供电，35kV及10kV侧无电源。3. 本变电所的负荷情况及出线回路数：1)110kV只有两回电源线，方向向北，没有负荷线。2)35kV出线8回，方向向北，在110kV配电装置的东侧，每回线路负荷为5MW，功率因数为0.87，负荷同时率取0.8。3）10kV出线10回，方向向南，每回线路负荷为0.9MW，功率因数为0.9，负荷同时率取0.9。 1.3设计方案的可行性分析和预期目标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，有无载调压，有无励磁。2. 电气主接线的设计确定，如变电所电气设备的选择、运行灵活性、检修是否方便、配电装置的布置、供电可靠性以及经济性等。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，制定短路计算等值网络图，拟订短路计算点，算出选择电气设备所需的各短路电流。预期目标：确定110kV区域降压变电所设计的总体设计方案。设计110kV、35kV和10kV侧的电气主接线。3. 计算短路电流及主要设备选型。（1）主变压器的型号、容量、电压等级、冷却方式、中性点接地方式的选择等。（2）110kV配电装置的型式、结构和设备选型。（3）35kV配电装置的型式、结构和设备选型。4. 绘制电气主接线图；总平面布置图； 110kV和35kV的进出线间隔断面图等有关图纸。5. 完成变电所的防雷设计。36第二章 主变压器的选择及电气主接线的确定第二章 主变压器的选择及电气主接线的确定电力变压器是变电所的主要设备之一。变压器不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，降压与升压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生功率和电压两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。电力变压器的运行电压一般不应高于该运行分接额定电压的105%。对于特殊的使用情况，允许在不超过110%的额定电压下运行。2.1 主变压器的选择主变压器的容量一般按变电所建成510年的规划负荷选取，并适当的考虑到远期1020年的负荷发展。可根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变故障或检修停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应能保证用户的一级和二级负荷。一般性变电所，应能保证全部负荷的70%。2.1.1负荷计算系统负荷情况计算：1.35kV侧8回出线，每回线路负荷为5MW，功率因数为0.87，负荷同时率取0.8，增长率4%S35=850.87104%=38.25MVA2.10kV侧10回出线，每回线路负荷为0.9MW，功率因数为0.9，负荷同时率取0.9。增长率同取4%S10=100.90.90.9104%=9.36MVA算得P35=S350.87=33.2775MWQ35=S350.49=18.7425MVarP10=100.9=8.424MWQ10=S100.436=4.008MVarS总=P35+P102+(Q35+Q10)2=47.50MVA2.1.2变压器台数及型号的确定为了提高供电可靠性，本次设计采用2台容量相同的主变压器变电所主变压器容量的确定原则：按照变电所建成后的510年的规划负荷来选择，并且适当的考虑1020年的负荷发展情况。对重要的变电所，应该考虑一台主变压器停运以后，其余的变压器在计算过负荷能力和允许时间内，满足一类和二类负荷供电；对一般变电所，一台主变压器停运以后，其余变压器应当能满足全部供电负荷的70%80%。主变压器绕组数的确定：国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分有低压绕组分裂式、自耦式、三绕组式以及双绕组普通式等变压器，待设计变电所有110kV、35kV、10kV三个电压等级且是一座降压变电所，本次设计选用三绕组普通式变压器。主变压器相数的确定：在110kV电力系统中，一般选用三相变压器。因为单相变压器组投资大、占地多、运行规模相对较大，同时配电装置结构较为复杂，也增加了设备维修的工作量，本变电所谓110kV降压变电所，在满足供电可靠性的前提下，为了减少投资，故选用三项变压器。主变压器调压方式的确定：为了确保变电所供电量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接头开关切换，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。由于待设计变电所的负荷合均为、类重要负荷，为确保供电质量，有较大的调整范围，本次设计选用有载调压方式。主变压器绕组连接组别的确定：变压器的连接组别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连接方式只有星形和三角形两种，因此对于三相三绕组变压器的高压侧，110kV及以上电压等级，三相绕组都采用“YN”连接，35kV及以下采用“Y”连接；对于三相三绕组变压器的低压侧，三相绕组采用“d”连接，若低电压侧电压等级为380/220V，则三相绕组采用“yn”连接，在变电所中，为了限制三次谐波，我们选用“Ynd11”常规连接的变压器连接组别。主变压器冷却方式的选择：电力变压器的冷却方式，一般有以下几种类型：自然风冷却：一般适用于7500kVA一下小容量变压器，为使热量散发到空气中，装有片状或管型辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。强迫油循环水冷却：对于大容量变压器，单方面加强表面冷却还达不到预期的冷却效果。故采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中热量带走。在水源充足的条件下，采用这种冷却方式极为有利散热效率高、节省材料、减少变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件且对冷却器的密封性能要求较高。即使只有极微量的水渗入油中，也会严重地影响油的绝缘性能。故油压应高于水压0.10.15Mpa，以免水渗入油中。强迫空气冷却：又简称风冷式。容量大于等于8000kVA的变压器，在绝缘允许的油箱尺寸下，即使有辐射器的散热装置仍达不到要求时，常采用人工风冷。在辐射器管间加装数台电动风扇，用风吹冷却器，使油迅速冷却，加速热量散出，风扇的启停可以自动控制，亦可人工操作。强迫油循环导向风冷却：近年来大型变压器都采用这种冷却方式。它是利用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油管中，使铁芯和绕组中的热量直接由具有一定流速的油带走，二变压器上层热油用潜油泵抽出，经过水冷却器冷却后，再由潜油泵注入变压器油箱底部，构成变压器的油循环。强迫油循环风冷却：其原理与强迫油循环水冷相同。水内冷变压器：变压器绕组用空心导体制成，在运行中将纯水注入空心绕组中，借助水的不断循环将变压器中热量带走，但水系统比较复杂且变压器价格比较高。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。所以用两台SFSZ731500/110型有载调压变压器，连接组别为YN.Yno.dn参数如下表2-1所示：表2-1 SFSZ731500/110型变压器参数型号额定容量额定电压（kV）损耗（kW）阻抗电压（%）空载电流（%）SFSZ7-31500/11031500高压中压低压空载短路U12=10.5%U13=17.5%U23=6.5%11108*1.25%354*1.25%10.58.2412.2电气主接线的确定电路中的高压电气设备包括变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、中性点设备等也表示出来。电气主接线在变电所设计时就根据变电所规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。2.2.1主接线设计的基本要求及原则变电所主接线设计的基本要求：1.可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。2.灵活性电气主接线不但在正常运行情况下能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，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。 电气主接线应简单清晰、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。3.经济性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最小，占地面积最少，使变电所尽快的发挥经济效益。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，应考虑到有扩建的可能性 6 。变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。 在610kV配电装置中，出线回路数不超过5回时，一般采用单母线接线方式，出线回路数在6回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采用双母线接线。 在3566kV配电装置中，当出线回路数不超过3回时，一般采用单母线接线，当出线回路数为48回时，一般采用单母线分段接线，若接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。在110220kV配电装置中，出线回路数不超过2回时，采用单母线接线；出线回路数为34回时，采用单母线分段接线；出线回路数在5回及以上，或当“0220kV配电装置在系统中居重要地位；出线回路数在4回及以上时，一般采用双母线接线 1 。当采用SF6等性能可靠。检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。 以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。2.2.2变压器的各侧主接线方案的确定供电可靠性是变电所首先考虑的问题，主接线的设计应先保证变电所能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性拟从以下几个方面考虑：断路器检修时，不影响连续供电；线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和停电时间长短，能否满足重要的I、II类负荷对供电的要求；变电所有无全所停电的可能性；主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小6。拟定三种接线方法：第一种：单母线接线。其优缺点：接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活性较差；当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作；出线开关检修时，该回路停止工作。第二种：单母线分段接线。其优缺点：当母线发生故障时，仅故障母线停止工作,另一母线仍继续工作；对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电；一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电。第三种：双母线接线。其优缺点：检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供电；检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路；工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；可利用母联开关代替出线开关；便于扩建；双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资占地较大,运行中需要隔离开关切断电路，容易引起误操作；经济性差。由于110kV侧仅有2回出线，35kV、10kV侧回数较多且一次测有一类负荷，故都采用单母线分段接线。第三章 短路电流计算第三章 短路电流计算3.1短路电流计算的目的计算短路电流目的是为了缩小故障的影响范围和限制短路的危害。在变电所的设计和运行中，基于如下用途必须进行短路电流的计算： 1. 选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。 2. 选择和整定继电保护装置，使之能正确的切除短路故障。 3. 确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。 4. 保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量减少因短路故障产生的危害6 。3.2短路电流的基本假定和一般规定3.2.1短路电流计算的基本假定短路电流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. 所有电源电动势相位角相同。3. 系统中的同步和异步电机都为理想电机，不考虑电机磁饱和磁滞、涡流以及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组相差120度电气角度。4. 电力系统中各磁路不饱和，即带铁心的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。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. 同步电机都具有励磁调节装置（包括强行励磁）。7. 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。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，元件电阻都忽略不计。10. 元件参数均取其额定值，不考虑参数误差和调整范围。11. 输电线路的电容忽略不计。12. 用概率统计法绘制短路电流运算曲线1。3.2.2短路电流计算的一般规定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具体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宜为该期工程建成后510年。 2. 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，不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式3. 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。4. 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带电抗器的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。5. 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。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中及自耦变压器回路中的单相.两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算1。3.3各侧短路电流计算各元件参数标么值计算：110kV侧： 35kV侧： 10kV侧： 图3-1 等值网络图3.3.1 110kV侧短路电流计算最大运行方式下短路电流计算1. 短路电流的基准值：IB=Sb3UB=0.5022. 短路电流的标幺值：IB*=Sf13UBI1=200031150.502=203. 系统电抗的标幺值XY*=1IB*=0.054. 短路电流有名值Ik1=200.502=10.04kA5. 冲击电流：Ish=Ik121.88=10.042.55=25.602kA最小运行方式下短路电流计算1. 短路电流的基准值：IB=Sb3UB=0.5022. 短路电流的标幺值：IB*=Sf13UBI1=150031150.502=153. 系统电抗的标幺值XY*=1IB*=0.0674. 短路电流有名值Ik1=150.502=7.53kA5. 冲击电流：Ish=Ik121.88=7.532.55=19.205kA3.3.2 35kV侧短路电流计算最大运行方式下三相短路电流计算1. 总电抗2. 短路电流标么值 3. 短路电流有名值4. 稳态电流有效值5. 短路电流冲击值6. 短路电流有效值7. 短路容量最小运行方式下短路电流计算1. 总电抗2. 短路电流标么值 3. 短路电流有名值4. 稳态电流有效值5. 短路电流冲击值6. 短路电流有效值7. 短路容量 3.3.3 10kV侧短路电流计算：最大运行方式下三相短路电流计算1. 总电抗2. 短路电流标么值 3. 短路电流有名值4. 稳态电流有效值5. 短路电流冲击值6. 短路电流有效值7. 短路容量最小运行方式下短路电流计算1. 总电抗2. 短路电流标么值 3. 短路电流有名值4. 稳态电流有效值5. 短路电流冲击值6. 短路电流有效值7. 短路容量表3-4 短路电流计算结果汇总短路点短路电流周期分量有效值（kA）稳态短路电流有效值（kA）短路电流冲击值（kA）短路全电流最大有效值（kA）短路容量（MVA）K2最大运行方式6.956.9517.7210.49445.40最小运行方式3.753.759.565.66240.32K3最大运行方式16.3816.3841.7824.73297.89最小运行方式8.628.6221.9713.02156.77第四章 导体和电气设备选择第四章 导体和电气设备选择4.1导体和电气设备选择的一般要求4.1.1一般原则导体和电气设备选择的一般原则如下：1. 应满足正常的运行、检修、短路、过电压情况下要求，考虑到远景发展；2. 应按当地的环境条件校核；3. 应该力求技术先进和经济合理；4. 应与整个工程的建设标准应协调一致；5. 同种类设备应尽量减少品种；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。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准1。4.1.2技术条件选择的高压电器，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。1. 长期工作条件选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug ，即UmaxUg选用电器的额定电流IN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Ig ，即INIg 。由于变压器短路时过载的能力很大，所以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来确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。2. 短路稳定条件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三相短路时的短路电流。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，则应按严重情况校验。短路的热稳定条件：It2tQdtQdt在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kAs）Itt秒内设备允许通过的热稳定电流时间(s)tjs = 继电器保护装置后备保护动作时间tb+断路器全分闸时间tdo短路的动稳定条件：ichidf IchIdfich短路冲击电流峰值（kA）Ich短路全电流有效值（kA）idf电器允许的极限通过电流峰值（kA）Idf电器允许的极限通过电流有效值（kA）3.绝缘水平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。当所选用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 6 。4.1.3环境条件影响电气设备的环境因素：1. 温度按照交流高压电器在长期工作时的发热（GB-763-74的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40（但不高于+60）时，每增高+1，建议额定电流应减少1.8%；当低于+40，每降低+1建议额定电流增加0.5%，但是总的增加值不超过额定电流的20%。2. 日照屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升。但高压电器的发热试验是在避免阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器的额定电流的80%选择设备。3. 风速一般的高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。4. 冰雪在积雪和覆冰严重的地区，应当采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地的闪络。5. 湿度选择电器的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度。6. 污秽污秽地区内的各种污物对电器设备的危害，取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、比重及距污秽物源的距离和气象条件。7. 海拔电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000m。对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予加强，可选用高原产品或选用外绝缘提高一级产品。8. 地震地震对电器的影响主要是地震波的频率和地震振动的加速度 1 。4.1.4环境保护选用的电器尚应当注意电器对周围环境的影响。1.电磁干扰频率大于10kHz的无线电干扰的是主要来自电器的电流电压突变和电晕放电。35kV不考虑。2.噪音为了减少噪音对附近居民和工作场所区的影响所选高压电器在运行中或操作时产生的噪音，在距电器2 m处不应大于下列水平：连续性噪音水平： 85 dB非连续性噪音水平：屋内90 dB，屋外110 dB1。4.2各侧电气设备的选择电气设备想要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择。应按短路状态来校验热稳定和动稳定。4.2.1 110kV侧电气设备选择最大持续工作电流：Imax110=1.05SN3U110=315001.051.732110=173.6A额定电压 UNUSN=110kV额定电流 INImax=173.6A额定开断电流 （k1点短路）INbrIk23=10.04kA初选LW38-126型户外型断路器，其主要技术参数如表4-1所示：表4-1 LW38-126型户外型断路器主要技术参数型号额定电压/kV额定电流/A额定断开电流/kA极限通过电流/kA热稳定电流/kA固有分闸时间/s合闸时间/s峰值有效值4sLW38-126126315040100400. 1350.032后备保护动作时间tpr2取2s，固有分闸时间tin取0.135，燃弧时间ta取0.06s，则短路热稳定计算时间为tk=tpr2+tin+ta=2s+0.6s+0.06s=2.195s1s由于tk1s ，不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp，即 Qk=i2+10itk22+itk212tk=10.042+1010.042+10.042122.195=221.26kA2s则, it2t=4024=6400kA2sQk ，满足热稳定校验；则, ies=80ish=10.04 ，满足动稳定校验；因此，所选断路器型号符合要求。隔离开关的选择额定电压 UNUSN=10kV额定电流 INImax=173.6kA初选GW4-110型隔离开关，其主要技术参数如表4-2所示：表4-2 GW4-110型隔离开关主要技术参数型号额定电压/kV额定电流/A极限通过电流峰值/kA热稳定电流4sGW4-1101106005014it2t=1424=784kA2sQk,故满足热稳定性；ies=50ish=25.62 ，满足动稳定校验；因此所选隔离开关符合要求。110kV侧裸导体的选择最大持续工作电流Imax110=173.6A经济截面为Sj=ImaxJ=173.60.9=192.89mm2其中J为经济电流密度。选择LGJ-300型钢芯铝绞线，最高允许温度为下，载流量为，则KIa1=0.966511=493.63AImax满足导体长期发热要求。由短路热稳定决定的导体最小截面为Smin=IkCta103=10.04870.21000=51.6mm2所选截面为 S=300mm2Smin，满足热稳定校验。因此，所选导体型号符合要求。电流互感器的选择：一次回路额定电压和电流应为UNUSN=110kV，I1nImax=13+1SN3UN=43315003110=220.44A初选LCWD-110型电流互感器，其主要技术参数如表4-3所示：表4-3 LCWD-110型电流互感器主要技术参数型号额定电流比级次组合准确度二次负荷/10%倍数1s热稳定倍数动稳定倍数（kes）0.5级二次负荷/倍数LCWD-110(2250)/5D1/D2D11.21.22075150D20.50.51.215前面以求得短路电流的热效应Qk=221.26kA2s（ktI1N）2=（0.575）2=1406.25kA2sQk满足热稳定校验2I1Nkes=20.5150=106.0628.198kA满足动稳定校验4.2.2 35kV侧电气设备选择：最大持续工作电流：Imax35=1.05S353U35=382501.051.73235=662.51A额定电压 UNUSN=35kV额定电流 INImax=662.51A额定开断电流 （k3点短路）INbrIk33=10.93kA初选LW8-35型户外型断路器，其主要技术参数如表4-4所示：表4-4 LW8-35型户外型断路器要技术参数型号额定电压/kV额定电流/A额定断开电流/kA极限通过电流/kA热稳定电流/kA固有分闸时间/s合闸时间/s峰值有效值4sLW8-3540.51600256336.3250.070.1后备保护动作时间tpr2取2s，固有分闸时间tin取0.07，燃弧时间ta取0.06s，则短路热稳定计算时间为tk=tpr2+tin+ta=2s+0.06s+0.07s=2.13s1s由于tk1s ，不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp，即 Qk=i2+10itk/22+itk212tk=10.932+1010.932+10.932122.13=254.46kA2s则, it2t=2524=2500kA2sQk ，满足热稳定校验；则, ies=63,ish=18.46 ，满足动稳定校验；因此，所选断路器型号符合要求。隔离开关的选择额定电压 UNUSN=35kV额定电流 INImax=662.51A初选GW4-35型隔离开关，其主要技术参数如表4-5所示：表4-5 GW4-35型隔离开关主要技术参数型号额定电压/kV额定电流/A极限通过电流峰值/kA热稳定电流4sGW4-35（D）HGW440.510006325it2t=2524=2500kA2sQk,满足热稳定性；ies=63,ish=18.46 ，满足动稳定校验；因此所选隔离开关符合要求35kV侧导体的选择最大持续工作电流Imax=662.51A经济截面为Sj=ImaxJ=662.510.9=736.12mm2其中J为经济电流密度。选择LGJ-800/55型钢芯铝绞线，最高允许温度为下，载流量为Ia1=1410A，则KIa1=0.9661410=1362.06AImax满足导体长期发热要求。由短路热稳定决定的导体最小截面为Smin=IkCta103=10.49870.21000=53mm2所选截面为 S=800mm2Smin，满足热稳定校验。因此，所选导体型号符合要求。初选LCW-35型电流互感器，其主要技术参数如表4-6所示：表4-6 LCW-35型电流互感器，其主要技术参数型号额定电流比级次组合准确度二次负荷/10%倍数1s热稳定倍数动稳定倍数（kes）0.5级二次负荷/倍数LCW-35(2250)/50.5/30.5222865100325前面以求得短路电流的热效应Qk=254.46kA2s（ktI1N）2=（0.565）2=2112.5kA2sQk满足热稳定校验。2I1Nkes=20.5100=70.7kA18.46满足动稳定校验。35kV侧高压熔断器的选择如表4-7所示：表4-7 35kV侧高压熔断器主要技术参数型号额定电压/kV额定电流/kA最大开断电流有效值/kA额定开断容量/MVARW10-35350.5282000I1N=SN3UN=2000335=32.99kA17.72kV， 满足开断电流校验。因此，所选熔断器符合要求。4.2.3 10kV侧电气设备选择最大持续工作电流：Imax10=1.05S103U10=93601.051.73210=56