110kV变电站一次系统项目设计方案.doc

110kV变电站一次系统项目设计方案1.1 变电所在电力系统的地位电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电负荷组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器和继电器等。其中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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：（1）枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330kV、500kV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。（2）中间变电所：高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2、3个电源，电压为220kV、330kV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。（3）地区变电所：高压侧一般为110kV、220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。（4）终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户中断供电。1.2 国内外变电站运行的现状与比较目前，根据电压的高低来确定电力输送的主要类别。电压在1kv一下的电网为低电压网；3-330kV的为高压电网；330-1000kV的为超高压电网；1000kV以上的为特高压电网。国内的远距离输送主要采用110kV、220kV、500kV。国外的远距离输送有500kV以上，而且1000kV电压级的线路已投入运行。变电所是电力系统中接受电能和分配电能并能变换电压的场所，是发电厂和电能用户之间的中间环节，同时还通过变压器将电压等级不同的电力网联系起来。变电站是电力系统的一个非常重要的环节，数量大，其监控性能和投资与电力系统的安全运行和投资效益密不可分。所以随着计算机通信技术和网络技术的发展，国际上在20世纪70年代末研制出变电站自动系统的雏形，这些为以后变电站传统型的改革奠定了基础。在这种形势下，我国的电力科技界研制出了基于微处理器的继电保护装置、故障录波器、故障定位装置、小电流接地选线装置等一系列优化一次系统安全运行的设备监控。目前在特高压项目上，一些设备技术问题是制约发展的主要组成部分。1.3 选题的目的和意义近十几年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电站的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。这里所指的“充足” ，从国民经济的总体来说，是要求变电站的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电站由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电站，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。1.4 本设计完成的主要工作本设计是大辛庄变电站110kV一次系统设计。其中大辛庄变电站提供负荷为35kV和6kV两个电压等级。设计内容包括对原始资料分析、负荷计算与变电器的选择、主接线的设计、高压电器设备的选择、短路计算、变电所的防雷等。2 原始资料分析2.1原始资料1负荷资料表2-1 35kV段负荷 电压 等级 35kv负荷名称中冶银河纸业临清制药机床厂周围乡镇负荷级别一级40%20%20%20%二级30%30%30%三级表2-2 6kV段负荷资料 电压 等级 6kv负荷名称轴承加工厂火车站棉纺织机械厂周围乡镇食品厂服装厂镇中心负荷级别一级40%30%40%30%20%20%20%20%二级20%30%20%30%30%30%40%三级2.2原始资料的分析根据以上的资料，大辛庄变电站的负荷主要属于一、二类负荷，所以在供电可靠性上要加强。在设计各级电压主接线采用有利于运行，在维护时，应保证持续供电。35kV的负荷中有中冶银河纸业、临清制药等重要的工业负荷,若断电将造成较大的经济损失和资源浪费。而6kV的负荷中有各类轴承加工厂、火车站、机械厂等、类负荷组成较高的负荷，因而需要保证供电的可靠性；同时，由于6kV承担着镇中区的供电和邻近的几个镇区的供电，镇中区内的一些用户如医院对电力供应的可靠性要求也是极高的，故而在设计过程中应尽力保证供电的可靠性。3 负荷统计和主变压器的选择3.1 负荷统计要选择主变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括6kV负荷、35kV负荷。由公式 式中 某电压等级的计算负荷同时系数（35kV取0.9、6kV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负荷数据： 表3-1 35kV段负荷数据 电压等级负荷名称最大负荷MVA负荷组成（%）功率因数Tmax(h)线长km备注一级二级三级35kV造纸厂5.0 40%30%0.920临清制药2.040%30%0.920机床厂2.720%30%0.920周围乡镇2.720%.0.910备用一备用二 表3-2 6kV段负荷数据电压等级负荷名称最大负荷MVA负荷组成（%）功率因数Tmax(h)线长km备注一级二级三级6kV轴承加工厂3.340%20%0.8550015棉纺织厂3.340%20%0.8550012周围乡镇2.720%0.755火车站1.3530%30%0.7550008机械厂1.3530%30%0.840003.5服装厂1.3520%30%0.7245002235kV的负荷计算：=0.95*5.0+2.0+2.7+2.7/0.9*1.05=13.74MVA 6kV的负荷计算：=0.85*(3.3+3.3+1.35)/0.8+(2.7+1.35)/0.75+1.35/0.72*1.05=15.36MVA总的计算负荷： S=13.74+15.36=29.10MVA3.2主变压器的选择1 变电所主变压器台数的确定（1）对城市郊区的一次变电站，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。（2）对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。考虑到该变电站为一重要地区变电站，对该地区的用电企业单位关系紧密，且在一次主接线中需要考虑采用旁路待主变的方式。故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。2主变压器容量确定的要求（1）主变压器容量一般按变电站建成后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）根据变电站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站，应考虑当一台主变压器停运时，其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：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的6070%。S=29.10MVA由于上述条件所限制。所以，两台主变压器应各自承担14.50MVA。当一台停运时，另一台则承担70%为20.37MVA。故可选两台50MVA的主变压器即可满足负荷需求。3主变阻抗及调压方式选择（1）主变阻抗的选择根据 电力工程电气设计手册（电气一次侧部分），变压器的阻抗实质就是绕组间的漏抗，阻抗的大小主要取决于变压器的结构和采用的材料。从系统稳定和供电电压质量考虑，希望主变压器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系统短路电流增加，高、低压电器设备选择遇到困难；另外阻抗的大小要考虑变压器并联运行的要求。主变阻抗选择原则：1、各侧阻抗值的选择须从电力系统稳定、潮流计算、无功分配、继电保护、短路电流、系统内的调压手段和并联运行等方面进行综合考虑；2、对普通三绕组变，目前有“升压型”和“降压型”两种，“升压型”绕组排列顺序为自铁芯向外为中、低、高。所以高、中侧阻抗最大；“降压型”依次为低、中、高，所以高、低压侧阻抗最大。所以，选择“降压型”结构的变压器，绕组的排列顺序为自铁芯向外依次为低，中，高。高，低压侧的阻抗最大。（2）调压方式的选择为保证供电所或发电厂的供电质量，电压必须维持在允许的范围内，调压方式有两种，一种称为无激磁调压，调整范围在22.5%以内；另一种成为有载调压，调整范围达30%，其结构复杂，价格昂贵，在下例情况下选用：接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证用电质量，要求母线电压恒定时，且随着各方面的发展，为了保证电压质量及提高变压器分接头质量。所以选用有载调压。4 变电站主变压器型式的选择具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三绕组。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定 对电力系统一般要求6kV及以下变电站采用一级有载调压变压器。故本站主变压器选用有载三圈变压器。我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y连接；35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用连接。故主变参数如下：表33 SFSZ9-50000/110主要参数型号电压组合及分接范围阻抗电压高-中 高-低 中-低空载电流连接组高压中压低压0.86YN，yn0,d11SFSZ9-50000/11011081.25%38.55%6.310.5186.54 电气主接线的设计4.1 主接线的设计原则现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。1运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2具有一定的灵活性主接线正常运行时可以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，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。3操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、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。4经济上合理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小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5. 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，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。4.2 110kV电气主接线大辛庄电站是该区电力系统发展而建，主要是针对该区用电，所以其负荷属于地区性负荷。变电站110kV侧和6kV侧，均可设单母线分段接线。在采用单母线、分段单母线或双母线的35kV110kV系统中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图4-1及图4-2所示。图4-1单母线分段带旁母接线W1W2W3图4-2双母线带旁路母线接线对图4-1及图4-2所示方案、综合比较，见表4-1。表4-1 主接线方案比较表项目 方案 方案方案技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电 运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出线断路器工作 倒闸操作复杂，容易误操作经济 设备少、投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 占地大、设备多、投资大 母联断路器兼作旁路断路器节省投资在技术上（可靠性、灵活性）第种方案明显合理，在经济上则方案占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第种方案为设计的最终方案。 4.3 35kV电气主接线电压等级为35kV、，出线为48回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限（35kV出线多为双回路，有可能停电检修断路器，且检修时间短，约为23天。）所以，35kV采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。据上述分析、组合，筛选出以下两种方案。同样有如图4-3及图4-4所示。图4-3单母线分段带旁母接线图4-4双母线接线对图4-3及图4-4所示方案、综合比较。见表4-2表4-2 主接线方案比较项目方案方案单方案双技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案。4.4 6kV电气主接线610kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。上述两种方案如图4-5及图4-6所示。图4-5单母线分段接线图4-6双母线对图4-5及图4-6所示方案、综合比较，见表4-3表4-3 主接线方案比较项目 方案方案单分方案双技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修，该回路必须停止工作供电可靠调度灵活扩建方便便于试验 误操作经济 占地少 设备少设备多、配电装置复杂 资和占地面大经过综合比较方案在经济性上比方案好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。故选用方案。最后可以得出，35kv采用单母分段带旁母的接线，10kv采用单母分段的接线。5 短路电流计算5.1 短路电流的基本概念在供电系统中，出现次数比较多的严重故障是短路。供配电系统中的短路，是指相导体之间或相导体与地之间不通过负载阻抗而发生的电气连接。 短路的原因和种类产生短路的主要原因是电气设备截流部分绝缘损坏所致。绝缘损坏是由于绝缘老化、过电压、机械损伤等造成。其它如操作人员带负荷拉闸或者检修后未拆除接地线就送电等误操作；鸟兽在裸露的截流部分上跨越以及风雪等自然现象也能引起短路。在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等。第一种短路称为对称短路，后三种通称为不对称短路。一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都可以归纳为对称短路的计算。就上述几种短路故障而言，出现单相短路故障的几率最大，三相短路故障的几率最小。但在配电系统中，三相短路的后果最为严重，因而以此验算电器设备的能力。计算短路电流的意义短路是电力系统中常发生的故障，短路电流会直接影响电器的安全，危害电力系统的安全运行，假如短路电流较大，为了使电器能承受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。这不仅会增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设计时，应考虑限制Ik的措施，进而需要计算Ik。短路电流计算是选择和检验电气设备的前提和基础，也是载流导体选择和二次设备保护的基础。为了使所选电器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校验。进行短路计算的基本假设供电系统短路的物理过程是很复杂的，影响因素很多。为了简化分析和计算，采取一些合理的假设以满足工程计算的要求。通常采取以下基本假设：1、忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的各元件参数为恒定。2、忽略各元件的电阻。高压电网的各种电气元件，其电阻一般都比电抗小得多。在计算短路电流时，即使R=0.33X，略去电阻所求得的短路电流仅增大5%，这在工程上是允许的。但电缆线路或小截面架空线路当R大于0.33X，电阻不能忽略。此外，在计算暂态过程的时间常数时，电阻不能忽略。3、忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相之间短接所经过的电阻，如被外来物体短接时，外来物的电阻、接地短路的接地电阻、电弧短路的电弧电阻等。一般情况下，都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计算中才考虑过渡电阻。4、除不对称故障处出现局部不对称外，实际的电力系统通常都可以当做三相对称。以上各点的假设，根据它们各自的适用条件，所以要具体问题具体分析。5.2短路电流计算的规定验算导体的稳定性和电器的动稳定热稳定以及电器开断电流的能力，应按本设计的设计规划容量来计算，并考虑到电力系统的5-10发展规划（一般应按本工程的建成之后的5-10年）。在确定短路电流时应按可能发生的短路电流的正常接线方式，而不应按照仅在切换时过程中的可能的并列运行方式的接线方式。选择导体和电器时所用的短路电流，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。选择导体和电器时，对不带电抗的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的地点，对带电抗器610kv出线与厂用分支回路，除其母线与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之前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。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。若发电机的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。5.3 本次设计中短路电流的计算各回路电抗的计算计算各回路电抗：（取基准功率， ）系统K1K2110KV35KV6KVK3X2X5X4X1X3图5-1短路计算图根据前面所选变压器各参数得： = =0.22= = =0.14计算各短路点的短路电流在配电系统中，当发生三相短路时，后果最严重。因而以此验算电器设备的能力。在高压电路发生三相短路时，一般可取Ksh1.8，因此ish2.55 I Ish1.51 I1点短路时，对于110KV系统电源（无穷大容量）K1系统X1110KV图5-2 K1点短路时网络简化图 2.点短路时，K2X2X1X3110KV35KV图5-3 K2点短路时网络简化图系统3.点短路时，K3系统X2X1X4110KV6KVX5图5-4 K3点短路时网络简化图6 电气设备选择和校验6.1 电气设备选择和校验原则电气设备选择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。电气设备选择的一般原则为：1.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。2.应满足安装地点和当地环境条件校核。3.应力求技术先进和经济合理。4.同类设备应尽量减少品种。5.与整个工程的建设标准协调一致。6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。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.电压 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，UmaxUg2.电流 选用的电器额定电流Ie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IeIg电气设备校验的一般原则1.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。2.用熔断器保护的电器可不校验热稳定。3.短路的热稳定条件Qdt在计算时间ts内，短路电流的热效应（KA2S） Itt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Ts按下式计算t=td+tkd式中td继电保护装置动作时间内（S）tkd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：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。6.2 高压断路器的选择高压断路器的选择原则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，既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：1.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。2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。4.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。考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以，35KV侧和6KV侧采用真空断路器。110kv侧高压断路器的选择和校验根据断路器安装在户外，且断路器的额定电压 ,所以可选择的断路器为六氟化硫断路器，型号为型号为LW25-126，其主要参数如下：表6-1 LW25-126主要参数型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）动稳定电流（KA）4S热稳定电流（KA）固有分闸时间合闸时间LW25-12612631504080400.150.12断路器的校验： 通过断路器的最大持续电流为，由以上参数，断路器额定电流大于最大持续电流，满足要求。动稳定性校验：选择动稳定性校验电流时，需选择最大的短路电流，所以选择三相短路电流进行校验。依据电流大小，断流能力满足要求。所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流80KA，流过断路器的冲击电流17.162KA所以所选断路器的短路关合电流满足要求，因而动稳定也满足要求。热稳定校验： 设后备保护动作时间为1.9s，所选断路器的分闸时间为0.15s，选择熄弧时间为0.03s，则短路持续电流时间短路热效应： 所选断路器允许的热效应，即I2tQk，热稳定也满足要求，以上各种参数校验均满足要求，故选择LW25-126断路器。35KV侧断路器的选择该侧的断路器要满足的基本要求：1、户外型断路器；2、断路器的额定电压要大于等于35kV；3、断路器的额定电流要大于通过断路器的最大持续电流。选择的断路器型号为ZN23-35，其基本参数如下：表6-2 ZN23-35主要参数型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）动稳定电流（KA）固有分闸时间合闸时间ZN23-3535160025630.150.12断路器校验：ZN23-35的额定开断电流大于断路电流5.1KA，所以断流能力满足要求。动稳定性校验： 断路器的动稳定电流是63kV，流过断路器冲击电流是13.005kV，所以所选断路器的短路关合电流满足要求，因而动稳定也满足要求。热稳定性校验：设后备保护动作时间为1.9s，所选断路器的分闸时间为0.15s，选择熄弧时间为0.03s，则短路持续电流时间短路热效应：。 所选断路器允许的热效应:即比较大小，热稳定也满足要求，以上各种参数校验均满足要求，故选择ZN23-35断路器。6KV侧断路器的选择该侧断路器满足的基本要求：1、户外型断路器；2、选择的断路器的额定电压；3、额定电流大于通过断路器的最大持续电流，所以6kv段选择的断路器型号为ZN28A-10，其基本参数如下：表6-3 ZN28A-10主要参数型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）动稳定电流（KA）4S热稳定电流（KA）固有分闸时间合闸时间ZN28A-1010125031.54031.50.150.12断路器校验： 通过断路器的短路电流，所选断路器的额定开断电流为31.5KA，故断流能力满足要求。动稳定性校验： 动稳定电流为40KV，流过断路器的冲击电流为21.45KA，所以所选断路器的短路关合电流满足要求，因而动稳定也满足要求。热稳定性校验： 设后备保护动作时间为1.9s，所选断路器的分闸时间为0.15s，选择熄弧时间为0.03s，则短路持续电流时间短路热效应： 所选断路器允许的热效应，即I2tQk，热稳定也满足要求，以上各种参数校验均满足要求，故选择ZN28A-10断路器。6.3 隔离开关的选择隔离开关是高压开关设备的一种，它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：1.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。2.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。3.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。4.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。5.隔离开关的结构简单，动作要可靠。6.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。 110KV侧隔离开关的选择该断选择的隔离开关满足的条件是：1、为保证电气设备和母线的检修安全，选择隔离开关带接地刀闸，该隔离开关安装在户外，故选择户外型。2、隔离开关的额定电压U大于110KV。3、隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流。因此选择型接地高压隔离开关，其主要参数如下：表64GW-110D主要参数型号额定电压（KV）额定电流（A）最大工作电压（KV）极限通过电流（KA）4S热稳定电流（KA）接地刀闸（A）有效值峰值11012501263255102000隔离开关的校验：动稳定性校验：短路时通过该隔离开关的短路冲击电流17.16KA，所选择的隔离开关的动稳定电流即极限通过电流的峰值55KA，因此动稳定满足要求。热稳定性校验：该隔离开关允许的热效应短路时热效应即，热稳定满足要求。经过以上校验，所选隔离开关满足要求，故确定选用型高压隔离开关，该隔离开关CS6型杠杆操作机构。35KV侧隔离开关的选择该段隔离开关的基本要求：1、为了保证电气设备和母线的检修安全，该回路选择隔离开关带接地刀闸，该隔离开关安装在户外，故选择户外型。2、隔离开关的额定电压。3、隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流KA。因此选择型接地高压隔离开关，其主要参数如下：表6-5 GW5-35D主要参数型号额定电压（KV）额定电流（A）最大工作电压（KV）极限通过电流（KA）2S热稳定电流（KA）接地刀闸（A）有效值峰值3563040.52850202000隔离开关的校验：动稳定性校验：短路时通过该隔离开关的短路冲击电流，所选择的隔离开关的动稳定电流即极限通过电流的峰值50KA，即，因此动稳定满足要求。热稳定性校验：该隔离开关允许的热效应短路时的热效应即，热稳定满足要求。经过以上校验，所选隔离开关满足要求，故确定选用型高压隔离开关，该隔离开关配用手动式杠杆操作机构。6KV侧隔离开关的选择该段隔离开关基本要求：1、为了保证电气设备和母线的检修安全，该回路选择隔离开关带接地刀闸，该隔离开关安装在户外，故选择户外型。2、隔离开关的额定电压。3、隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流KA。因此选择型接地高压隔离开关，其主要参数如下：表6-6 主要参数型号额定电压KV额定电流A允许的热效应动稳定电流KA1012503200100隔离开关的校验：动稳定性校验：短路时通过该隔离开关的短路冲击电流，所选择的隔离开关的动稳定电流为，因此动稳定满足要求。热稳定校验：该隔离开关允许的热效应为 短路时的热效应，即，热稳定满足要求。经过以上校验，所选隔离开关满足要求，故确定选用GN19-10型高压隔离开关，该隔离开关配用手动式杠杆操作机构。6.4 各级电压母线、绝缘子和穿墙套管的选择各级电压母线的选择选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容：1.选择母线的材料，结构和排列方式；2.母线截面的大小；3.验母线短路时的热稳定和动稳定；4.35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；5.于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。110kV母线一般采用软导体型式。LGJQ-150的加强型钢芯铝绞线可选为变电站的母线选择。根据设计要求， 35KV母线应选硬导体为宜。LGJ185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求，同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。本变电所6V的最终回路较多，因此6kv应选硬导体为宜。故所选LGJ150型钢芯铝绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。绝缘子和穿墙套管的选择在变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子在恶劣的气候环境中可靠的工作。穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用，635KV为瓷绝缘，60220KV为油浸纸绝缘电容式。6.5 电压互感器和电流互感器的选择电压互感器的选择一.参数选择1.技术条件(1)正常工作条件一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械负荷(2)承受过电压能力绝缘水平，泄露比距。二.环境条件环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。三.型式选择1.620kV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用三相五住电压互感器。2.35110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。电站的每组母线上均安装电压互感器，电压互感器应按工作电压来选择：一般电压互感器一次绕组所接电网的电压应在（0.81.2）范围内变动，即应满足：，本设计中根据主变的参数 选择的电压互感器的型号为：110KV电压互感器选择JCC1-110，35KV电压互感器选择JDJJ2-35，6KV电压互感器选择JDZJ-6。下面以JDJJ2-35为例，该互感器用于35KV、50HZ输电线路作电压测量和接地保护用。JDJJ2-35为接地电压互感器，该二型产品均由器身、储油柜、高低压引出瓷套、二次接线盒、变压器油等组成，系油纸绝缘结构。一次、二次线圈为宝塔结构，铁芯由冷轧硅钢片叠成壳式，整个器身固定在箱盖上，置于变压器油中。该互感器参数为：表6-7 JDJJ2-35主要参数型号额定一次电压（KV）额定二次电压（KV）二次绕组额定输出（VA）额定绝缘水平（KV）油重Kg总重Kg0.20.53P极限输出JDJJ2-35350.175150500100040.5/95/18535115根据变电站的设计要求，选择准确级为0.5级的。电流互感器的选择一.参数选择1.技术条件（1） 正常工作条件一次回路电流，一次回路电压，二次回路电流， 二次回路电压，二次侧负荷，准确度等级，（2） 短路稳定性动稳定倍数，热稳定倍数（3） 承受过电压能力绝缘水平，泄露比2.环境条件环境温度，最大风速，相对湿度。二.型式选择35kV以下的屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件及产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。35kV以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，如回路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占地。断路器的回路均应装设电流互感器，其数量符合测量仪表、保护和自动装置的要求。（1）110KV电流互感器的选择，根据前面110KV母线的电压等级和最大短路电流选择电流互感器的型号为：LB7-110W，变比选择300/5。（2）35KV电流互感器的选择型号为LRB-35，变比选择300/5。（3）6KV电流互感器的选择型号为LZZJ-10，变比选择为600/5。110KV电流互感器参数如下：表6-8 LZZJ-10主要参数型号额定工作电压额定最大电压频率额定一次电流额定二次电流1S短时电流动稳定电流LB7-110W126KV50HZ300-600A5A6.6 电抗器的选择和高压熔断器的选择1.电抗器几乎没有过负荷的能力，所以主变压器或出线回路的电抗器，应按回路最大工作电流选择，而不能用正常工作电流选择。2.变电站母线分段回路的电抗器应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷的要求。根据本设计中，在6KV母线段加装型号为NKL-6-3000-10的电抗器。先进行电压损失校验： 即满足要求。热稳定应满足：，其中 式中 给定的热稳定电流； 给定的持续电流； 短路电流的稳定值；