LY变电站电气一次初步设计 2.doc

河北工程大学成人教育毕业设计（论文）绪 论变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。本设计LY110kv变电站电气一次初步设计，首先通过对原始资料的分析及根据变电站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，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。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，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、防雷保护配置图等相关设计图纸。此次设计论文是以我国现行的各有关规范规程等技术标准为依据，是一次初步设计，根据任务书提供原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出。目 录绪 论1第一篇 说明书3第一章 设计的内容和要求3 1.1 原始资料分析31.2 设计原则和基本要求5 第二章 主变压器的选择5 2.1 主变台数的确定5 2.2 本变电站站用变压器的选择72.3 小结8 第三章 电气主接线的选择8 3.1 选择原则8 3.1.1 主接线设计的基本要求及原则8 3.1.2 主接线的基本形式和特点10 3.2 变电站的各侧主接线方案的拟定103.3 小结14第四章 短路电流计算144.1 短路计算的目的及假设144.2 短路电流计算的步骤15 4.3 小结16 第五章 导体和电气设备的选择165.1 电气设备的选择原则165.2 断路器和隔离开关的选择17 5.3 互感器的选择21 5.4 母线的选择225.5 高压熔断器的选择24 5.6 无功补偿装置的选择255.7 消弧线圈的选择265.8 小结26第六章 变电站防雷保护及其配置26 6.1 直击雷的过电压保护26 6.2 雷电侵入波的过电压保护29 6.3 避雷器和避雷线的配置29 6.4 小结30 第七章 高压配电装置及平面布置317.1 设计原则与要求317.2 高压配电装置327.3 小结33第八章 二次保护回路设想33第二篇 计算书34第九章 短路电流计算34第十章 避雷针计算38结 论 和 致 谢41参 考 文 献42第一篇 说明书第一章 设计的内容和要求1.1 原始资料分析1、变电站名称：LY变电站。2、地质情况：该站位于冀南东部平原地区。所处位置的土质为湖土及沙土，土壤电阻率=300/m.3、气象、水文资料：（1）该站位于海拔94m平原。（2）全年最高月平均温度26.9，全年最低月平均温度1.5，年平均温度14.2。（3）相对湿度：60%（4）风箱冰冻情况：正常最大风速20米/秒（5）地震级：7级（6）全年平均降水量：300mm（7）雷暴活动情况：该站所在地区，其年雷暴日为17日。4、电力系统及负荷情况（1）待设计的变电站是一座降压变电站，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。（2）电力系统：系统接线如图所示：电力系统为无穷大容量系统，母线处短路时其短路容量为4000KVA，系统母线经由两回110KV（LGJ-185）、50KM架空线路送至本变电站。（3）电力负荷水平该电站具有三个电压等级，其中由110KV侧引入电源，由35KV及10KV线路向负荷供电。35KV侧各线路负荷统计如下表1-1（MVA）；35KV本期四回，终期六回。10KV侧各线路负荷统计如下表1-2（MVA）；10KV本期八回，终期十四回。无功补偿容量24800Kvar.变电站自用电负荷如表1-3。表1-1 35KV侧各线路负荷统计表2001年2002年L16.57.5L25.66.4L33.03.3L44.65.4小计19.722.6表1-2 10KV侧各线路负荷统计表2001年2002年L12.382.7L22.12.6L32.02.35L42.753.1L52.83.2L61.92.15L71.71.9L82.32.6小计17.9320.6表13 110kV变电站自用电负荷序 号设备名称额定容量（kW）功率因数（cos）安装台数工作台 数备 注1主充电机200.8511周期性负荷2浮充电机4.50.8511经常性负荷3主变通风0.150.853232经常性负荷4蓄电池通风2.70.8511经常性负荷5检修、试验用电150.85经常性负荷6载波通讯用电10.85经常性负荷7屋内照明5.28屋外照明4.59生活水泵4.50.8522周期性负荷10福利区用电1.50.85周期性负荷计算负荷S=5.2+4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.8549.725 (kVA)1.2 设计原则和基本要求 设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，并且具有可扩建的方便性。要求如下： 1)选择主变压器台数、容量和型式(一般按变电站建成5-10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力)； 2)设计变电所电气主接线； 3)短路电流计算； 4)主要电气设备的选择及各电压等级配电装置类型的确定;按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建一中型110kV变电站。该变电站建成后，主要以向本地区用户供电为主，尤其对本地区大用户进行供电，改善提高供电水平。第二章 主变压器的选择2.1 主变的确定1、待设计变电站在电力系统中的地位：本变电站为一降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务，地位比较重要。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。2、待设计变电站的建设规模： （1）电压等级110kV/35kV/10kV （2）线路回路数量 110kV进出线共2回，两回进线为110kV的平行供电线路。35kV本期出线共4回，再预留两回出线间隔。10kV出线本期共8回，全部为架空线路，再预留6个出线间隔，待以后扩建。3、主变台数确定的要求：（1）对大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。4、主变容量的选择：（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%。本站装有两台变压器，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。（3）负荷计算：考虑5年的发展后负荷；负荷同时系数取0.8535KV侧：负荷增长率=（22.6-19.7）/19.7=0.147S35=0.8519.7（1+0.147）5=33.24 MVA 10KV侧：负荷增长率=（20.6-17.93）/17.93=0.1489 S10=0.8517.93（1+0.1489）5=30.51 MVA110KV侧：S110=S=33.24+30.51=63.75 MVA 主变容量：S=70%* S=0.763.75=44.63MVA，主变容量选50MVA。 5、绕组数和接线组别的确定： 该变电站有三个电压等级，所以选用三绕组变压器。连接方式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，如何组成要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压变压器绕组都采用Y0连接，35KV采用Y形连接，35KV以下电压等级变压器绕组都采用连接，所以本变电站变压器绕组方式为Y0/Y/。6、调压方式的选择：普通型的变压器调压范围小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。7、冷却方式的选择：主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。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。所以选用两台SFSZ750000/110型有载调压变压器，采用暗备用方式，查变压器的参数如下：表2-1 变压器技术数据型 号额定容量（kVA）额定电压（kV）损 耗（kW）阻抗电压（%）空载电流（%）连接组别高压中压低压空载负载SFSZ750000/110500001108*1.25%38.55%10.571.2250U12=10.5%U13=18%U23=6.5%1YN、yno、dn2.2 本变电站站用变压器的选择变电站的站用电是变电站的重要负荷，因此，在站用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电站发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电站安全，经济的运行。一般变电站装设一台站用变压器，对于枢纽变电站、装有两台以上主变压器的变电站中应装设两台容量相等的站用变压器，互为备用，如果能从变电站外引入一个可靠的低压备用电源时，也可装设一台站用变压器。根据如上规定，本变电站选用两台容量相等的站用变压器，接于10KV侧。站用变压器的容量应按站用负荷选择： S照明负荷+其余负荷*0.85(kVA)站用变压器的容量：SeS0.85P十P照明(kVA)根据任务书给出的站用负荷计算：S5.2+ 4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.8549.725 (kVA) 考虑一定的站用负荷增长裕度，站用变10KV侧选择两台SL712510型号配电变压器，互为备用。根据容量选择站用电变压器如下：型号：SL712510；容量为：125(kVA)连接组别号：Yn，yn0 调压范围为：高压：5阻抗电压为(%)：42.3 小结在本章中，根据本变电站的实际情况选择了变电站的主变压器和站用变压器：主变压器为两台SFSZ750000/110型有载调压变压器；站用变压器两台SL712510的变压器。第三章 电气主接线的选择3.1 选择原则电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定与电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电站主接线的最佳方案。3.1.1 主接线设计的基本要求及原则变电站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。 （3）操作应尽可能简单、方便 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。（4）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，使变电站尽快的发挥经济效益。 （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，应考虑到有扩建的可能性。变电站主接线设计原则：（1）变电站的高压侧接线，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。 （2）在6-10kV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。 （3）在35-66kV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。 （4）在110-220kV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。 （5）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。 总之，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。3.1.2 主接线的基本形式和特点主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。在电厂或变电站的进出线较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，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。缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电站。有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线等。3.2 变电站的各侧主接线方案的拟定在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应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：1、断路器检修时，不影响连续供电；2、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；3、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。1、110KV侧主接线方案本站的110KV进出线各为两回，此次设计选用单母线接线。如下图：分析：单母线接线的主要优缺点： 1、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；2、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；3、出线开关检修时，该回路停止工作。单母线接线一般只适用于一台发电机或一台主变压器或出线回路不多的小容量发电厂、变电所中，且1）6-10KV配电装置出线回路数不超过5回。2）35-63KV配电装置出线回路不超过3回。3）110-220KV配电装置出线回路数不超过2回。2、35KV侧主接线方案 A方案：单母线接线，见图3-1，优缺点分析同上；B方案：单母线分段接线，如下图：B方案分析：单母线分断接线的主要优缺点：1、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；2、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；3、当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； 4、任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；5、当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。单母线分断接线时通过在母线某一合适位置处装设断路器后，将母线分段而形成的，如图3-2，为单母线分段接线，QF3称为分段断路器。母线分段后，有条件情况下，对重要（一类用户）可由分别接于两段母线上的两条出线同时供电，当任一组母线故障或检修时，重要用户仍可通过完好段母线同时供电，大大提高了对重要用户的供电连续性。其主要适用于：（1）6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时。（2）35-63KV配电装置出线回路数为4-8回及以上时。（3）110-220KV配电装置出线为3-4回时。结论：B方案一般用于35KV出线为4-8回的装置中。综合比较A、B两方案，并考虑本变电站35KV出线为4回，终期6回，所以选择B方案单母线分段接线为35KV侧主接线方案。 3、10KV侧主接线方案 A方案：单母线分段接线，见图3-2 B方案：双母线接线，见图3-3分析：A方案的主要优缺点：见35KV侧主接线B方案分析。B方案的主要优缺点： 1、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；2、检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路；3、工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；4、可利用母联开关代替出线开关；5、便于扩建；6、经济性差。结论：B方案一般适用于10KV出线为6回及以上的装置中。综合比较A、B两方案,虽然本变电站10KV出线为8回，终期14回，但从经济和操作简单考虑，所以选择A方案单母线分段接线为10KV侧主接线方案。3.3 小结本章通过对原始资料的分析及根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。110KV侧采用单母线接线，35KV侧采用单母线分段接线，10KV侧采用单母线分段接线方式。详见附录主接线图。第四章 短路电流计算4.1 短路计算的目的及假设一、短路电流计算的目的1、在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2、在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。4、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5、按接地装置的设计，也需用短路电流。二、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（一般为本期工程建成后5年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而且本设计应考虑并列运行的接线方式。2、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机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4、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。三、短路计算基本假设1、正常工作时，三相系统对称运行；2、所有电源的电动势相位角相同；3、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5、元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；6、系统短路时是金属性短路。4.2 短路电流计算的步骤目前在电力变电站建设工程设计中，计算短路电流的方法通常是采用实用曲线法，其步骤如下：1、选择要计算短路电流的短路点位置；2、按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图；1）在网络图中，首选去掉系统中所有负荷之路，线路电容，各元件电阻；2）选取基准容量 和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）；3）将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；4）由上面的推断绘出等值网络图；3、对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，即转移电抗；4、求其计算电抗；5、由运算曲线查出短路电流的标么值；6、计算有名值和短路容量；7、计算短路电流的冲击值；1）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：有名值：2）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：短路电流冲击值：8、由计算书绘制短路电流计算结果表如下：表4-1 短路电流计算结果短路点基准电压VaV（KV）稳态短路电流有名值IKA短路电流冲击值ish(KA)短路全电流最大有效值Ich(KA)短路容量S( MVA)F11156.5816.759.941253.6F2378.3921.3912.67508.6F310.521.4854.7732.433724.3 小结短路电流是效验导体和电气设备热稳定性的重要条件，短路电流计算结果是选择导体和电气设备的重要参数，同时继电保护的灵敏度也是用它来效验的。所以正确计算短路电流，对整个变电站的设计至关重要，也最能体现出整个变电站设计的经济性。第五章 导体和电气设备的选择5.1 电气设备的选择原则 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。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确地选择电气设备和载流导体。各种电气设备选择的一般程序是：先按正常工作条件选择出设备，然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。 电气设备与载流导体的设计，必须执行国家有关的技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和为今后扩建留有一定的余地。电气设备选择的一般要求包括：1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；2、应按当地环境条件校核；3、应力求技术先进和经济合理；4、选择导体时应尽量减少品种；5、扩建工程应尽量使新老电器型号一致；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。7、按短路条件来校验热稳定和动稳定。8、最大持续工作电流Igmax各回路最大持续工作电流根据公式 = （3-1） 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，取1.05倍Ie =1.05Ie=1.05/则：10kV =1.0533.24/（10）=2.015KA 35kV =1.0530.51 /35=0.528 KA 110kV =1.0550/110= 0.276KA5.2 断路器和隔离开关的选择1、110KV侧断路器和隔离开关的选择:先按额定电压和最大持续电流选择，再校验动热稳定。 短路参数：Ue=110 KV I=I=6.58(kA) ish=16.75(KA) Ich=9.94(kA) Igmax=276(A)110KV侧断路器的选择：查设备手册试选LW14110型六氟化硫断路器。表5-1 LW14110型断路器参数计算数据LW14-110Ue（KV）110Ue（KV）110Igmax(A)276Ie(A)2000I/(KA)6.58Ir(KA)31.5ish (KA)16.75idw(KA)80I2tdz6.582*0.5Ir2t31.52*3动稳定校验：Igmax=276(A)Ie=2000 ish =16.75 (kA) idw =80 kA动稳定校验合格。热稳定校验：Qk=6.5820.5 (kA2S)Q承受=31.523 (kA2S)Q承受Qk热稳定校验合格。110KV侧隔离开关的选择：Ue=110 KV Igmax=276(A)查设备手册试选GW7-110型隔离开关，参数如下：额定电压：Ue=110 KV 额定电流：Ie=600A动稳定电流：Idw=55 kA 5S热稳定电流：14 kA动稳定校验：Igmax=276(A)Ie=600ish =16.75 (kA) idw =55 kA 动稳定校验合格。热稳定校验：Qd=6.5820.5 (kA2S)Q承受=1425 (kA2S) Q承受Qk 热稳定校验合格。2、35KV侧断路器和隔离开关的选择短路参数：I=I=8.39(kA) ish=21.39(KA) Ich=12.67(kA) Igmax=528 (A)35KV侧断路器的选择：查设备手册试选ZW23-35C型断路器。表5-2 ZW23-35C型断路器参数计算数据ZW23-35CU（KV）35Ue（KV）40.5Igmax(A)528Ie(A)1600I/(KA)8.39Ir(KA)25ish (KA)21.39idw(KA)63I2tdz8.392*0.5Ir2t252*4动稳定校验：Igmax=528AIe=1600Aish =21.39KA idw =63kA动稳定校验合格。热稳定校验：Qk=8.3920.5 (kA2S)Q承受=2524 (kA2S)Q承受Qk热稳定校验合格。35KV侧隔离开关的选择：Ue=35 KV Igmax=528(A)查设备手册试选GW14-35（D）型隔离开关，参数如下：额定电压：Ue=35 KV 额定电流：Ie=1250A动稳定电流：Idw=40 kA 2S热稳定电流：16 kA动稳定校验：Igmax=528(A)Ieish =21.39(kA) Idw=40 kA动稳定校验合格。热稳定校验：Qk=8.3920.5 (kA2S)Q承受=1622 (kA2S) Q承受Qk 热稳定校验合格。3、10KV侧断路器和隔离开关的选择短路参数：I=I=21.48(kA) ish=54.77(KA) Ich=32.43(kA) Igmax=2015(A)10KV侧断路器的选择：由于10 KV选用为户内成套设备，根据厂家提供的型号，选空气绝缘金属铠装移开式KYN28型开关柜断路器型号为ZN63A-12/T2500A-31.5其参数如下:额定电压: Ue=12 KV 额定电流: Ie=2500 A四秒热稳定电流: Irw4=31.5 kA 额定短路开断电流：Ikd=31.5 kA额定峰值耐受电流：Imax=Idw=80 kA 额定短路关合电流：80 kA动稳定校验：Igmax=2015AIe=2500Aish =54.77KA Idw=80 kA动稳定校验合格。热稳定校验：Qk=21.4820.5 (kA2S)Q承受= 31.524 (kA2S)Q承受Qk热稳定校验合格。所选断路器满足要求。4、主变中性点隔离开关的选择主变中性点隔离开关选取中性点专用型号:GW8-110型主要参数:额定电压: Ue=110 KV 额定电流: Ie=400 A动稳定电流: Idw=15.5 kA 10S热稳定电流：4.2 kA表5-1 断路器、隔离开关参数表器件/型号安装地点参数额定电压Ue(KV)额定电流Ie(KA)动稳定电流Idw(kA)热稳定电流 (kA)断路器LW14110110 KV11020008031.5，3秒ZW35-12635KV40.516006325，4秒ZN63A-12/T2500A-31.510KV1025008031.5，4秒隔离开关GW7-110110KV侧1106005514，5秒GW14-35（D）35 KV侧3512504016，2秒GW8-110主变中性点11040015.54.2，10秒5.3 互感器的选择电流互感器的选择：1、110kV侧电流互感器Ue=110 KV I=I=6.58(kA) ish=16.75(KA) Ich=9.94(kA) Igmax=276(A)选取：LVQB110，300/5，0.5/D/10P电流互感器参数：1秒热稳定电流：40KA，动稳定电流：100KA动稳定校验：ish =16.75(kA) 100 kA 动稳定校验合格。热稳定校验：Qd=6.5820.5 (kA2S)Q承受=4021 (kA2S) Q承受Qd热稳定校验合格。2、35kV侧电流互感器：Ue=35KV I=I=8.39(kA) ish=21.39(KA) Ich=12.67(kA) Igmax=528 (A)选取：LVQB35，600/5，0.5/D/10P电流互感器参数：短时热稳定电流：31.5KA，动稳定电流：80KA动稳定校验：ish =21.39(kA) 80 kA 动稳定校验合格。热稳定校验：Qd=8.3920.5 (kA2S)Q承受=31.521 (kA2S) Q承受Qd热稳定校验合格。3、10kV侧电流互感器：Ue=10 KV I=I=21.48(kA) ish=54.77(KA) Ich=32.43(kA) Igmax=2015(A)由于10 KV选用为户内成套设备，所以选取和开关柜配套使用的型号：LMZ12/1500/5电流互感器参数：雷电冲击耐受电压（kV），75短时工频耐受电压（kV），42 表5-2电流互感器选型表安装地点型号110kVLVQB11035kVLVQB3510kVLMZ12/1500/5电压互感器的选择：电压互感器的选择应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，对于：1、3-20kV配电装置，宜采用油绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。2、35kV配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。3、110kV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。根据上述条件，选择如下：110kV：母线选单相、串级式、户外式电压互感器。35kV：母线选单相、户外式电压互感器。10kV：母线成套设备配套电压互感器。表53 电压互感器选择表 安装 型号 额定电压/KV 各级次额定容量/VA地点 原线圈 副线圈 辅助线圈 0.5级 1级 3级110kV母线 JCC2-110 110/ 0.1/ 0.1 500 1000 35kV母线 JDJJ-35 35/ 0.1/ 0.1/3 150 250 60010kV母线 JDZJ-10 10/ 0.1/ 0.1/3 50 80 2005.4 母线的选择1、110kV侧母线110kV侧母线原始资料已经给出：LGJ185/110，现进行校验。本次设计的110kV侧的电源进线为两回,一回最大可输送50000KVA负荷,最大持续工作电流按最大负荷的1.05倍电流计算： Igmax=1.05S/1.732110=276 (A)。查设备手册表选择LGJ185/110钢芯铝绞线，在最高允许温度+70度的长期载流量为539A，满足最大工作电流的要求。其参数如下： 计算半径196毫米，计算截面22783平方毫米，户外载流量553A。校验110KV母线选单根的软导线，其综合矫正系数按海拔100米，环境温度35。则K=094。电流的校验 ： Kie=094553=519.82Igmax=347.2A ，则电流校验满足要求。热稳定校验 ： Smin=(Idt/C) =(6.58103/87) S=227.83 mm2 ，热稳定满足要求。2、35kV侧母线Ue=35KV I=I=8.39(kA) ish=21.39(KA) Ich=12.67(kA) Igmax=528 (A)根据设计要求，本变电站35KV本期出线为四回，构架为室外安装，因此，35KV母线应选软导体为宜，其截面应按最大持续工作电流选择，并按d2(3) 短路进行动热稳定校验。经查设备手册表选择LGJ210/110钢芯铝绞线，在最高允许温度+70度的长期载流量为577A，满足最大工作电流的要求。其参数如下： 计算半径20.38毫米，户外载流量577A。校验110KV母线选单根的软导线，其综合矫正系数按海拔100米，环境温度35。则K=094。电流的校验 ： Kie=094577=542.38Igmax=528A ，则电流校验满足要求。热稳定校验 ： Smin=(Idt/C) =(8.39103/87) S允 ，热稳定满足要求。3、10KV侧导线的选择：Ue=10 KV I=I=21.48(kA) ish=54.77(KA) Ich=32.43(kA) Igmax=2015(A) 根据设计要求，本变电所10KV的最终回路较多，因此10KV母线应选硬导体为宜，其截面应按最大持续工作电流选择，并按d3(3)点短路条件进行，动稳定和热稳定的校验。经查有关资料得：试选用双片1008矩形铝母线平放时，长期允许载流量为2298A，取综合校正系数K=0.94，则实际载流量IXR =20890.94=2160.12AIgmax=2015A校验d3(3)点短路时的动稳定：取L=1m,a=0.25m,ich=54.77KA，则作用在母线上的最大计算应按公式：max=1.73L2 iCH2/aW=1.73iCH2l2/aw10-8= 1.73(54.77103)2 1/ 0.250.1671010-3(12510-3)2 10-8=9.202106Pa上式中=1，即振动系数取1。W为截面系数，W=0.167bh2 b=10 mm，h=125mm查有关资料得：硬铝线的最大应力=69106Pa 即：允max故满足稳定的要求。校验在d3(3)点，短路时的热稳定系数C=87设变压器主保护动作时间为0.05S，断路器合分闸时间为0.15S。则短路电流计算时间t=0.05+0.15=0.2S，= 1查短路电流周期分量发热等值时间曲线得 tz=0.19s则td2=tz+0.05=0.24S所选铝母线的截面为2(1008)=1600mm2Smin=127.3 mm2故满足热稳定的要求。5.5 高压熔断器的选择变电站35kV电压互感器和10kV电压互感器以及站用变压器都用高压熔断器保护电气设备免受过载和短路电流的损害及用来保护电压互感器。按额定电压和开断电流进行选取：IgmaxI熔丝I底座所变最大持续工作电流Igmax=(1.05125)/( 1.73210)=7.7(A)1) 所用变压器高压侧熔断器属成套设备选用RN1-10型熔断器进行保护.2) 35kV电压互感器选取RW9-35型高压熔断器。3) 10kV电压互感器属成套设备，选取RN2-10型高压熔断器。 表59 高压熔断器选择结果表 型号 安装 额定电压 额定电流 最大分断 备注 地点 /KV /KA 电流 RW9-35 35kVYH 35 0.5 60 保护电压互感器RN2-10 10kVYH 10 0.5 50 保护电压互感器RN1-10 站用变压器 10 0.5 12 供线路短路或过流保护用5.6无功补偿装置的选择1、补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。2、无功补偿装置类型的选择（1）无功补偿装置的类型 无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。 目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。（2）常用的三种补偿装置的比较及选择 这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。同步调相机： 同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器：静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。但此设备造价太高，不在本设计中不宜采用。电力电容器：电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无