22011010kV变电站一次回路设计

1、山西电力职业技术学院 毕业设计（论文）题 目 220/110/10kV变电站一次回路设计 系 别 电力工程系 专 业 继电保护及其自动化 班 级 继保3807班 姓 名 胡永龙 指导教师 下达日期 2010 年 5 月 30 日设计时间自 年 月 日 至 年 月 日50220/110/10KV降压变电站一次回路设计摘要根据给定的原始资料，此次进行了220/110/10kV变电站的电气设计，其中主要为电气一次设计，没有涉及到二次部分，此次设计的主要目的是将我们大学三年来所学的理论知识与实践相结合，使我们了解一些工程方面的综合知识。这次设计主要包括了电气主接线的确定，主变压器和所用变压器的选择，短

2、路电流的计算，主要电气设备的选择，如断路器，隔离开关，电流、电压互感器等；配电装置的选择。设计中我们涉及到一些方法和软件的应用，如：Visio画图软件的应用，短路电流计算方法的运用，经济分析的运用等。通过此次设计，我们完成了电气一次部分的设计，并对变电站的主要组成及设计过程有了一定的了解。关键词：电气主接线；变压器；短路电流；断路器；电气设备 220 KV transformer substation electricity designAbstractDepended on the primal data, the main electrical wiring of the220/110/1

3、0kV the press substation is designed. The main purpose of this design is that the academic knowledge and practice learned in past three years combine together. We understand many engineering know-how through this course. It basically includes the choice of the main electrical wiring, the selection o

4、f the main transformer and its self-transformer, the calculation of short-circuit electric current, the choice of the main electricity equipments. The main electricity equipments mainly include the circuit breaker, the insulation switch, the electric current transformer and the potential transformer

5、 and so on. We learned some knowledge, such as the application of the computer software, the calculation method of the circuit-short current, economic analysis etc. Through the design of several weeks, we completed the electricity design of the substation, and had certain understanding about the des

6、ign process of the substation.Keyword: the main electrical wiring; transformer; short-circuit electric current; circuit breaker; electrical equipment目录第一章 前言第二章 电气主接线选择-5第一节 方案的拟订-5第二节 主变压器的选择-8第三节 所用电设计-9第三章 短路计算书-10第四章 电气设备的选择-18第一节 断路器和隔离开关的选择-18第二节 10kV侧母线导体的选择-24第三节10kV支柱绝缘子和穿墙套管的选择-27第四节220kV

7、110kV母线电压互感器的选择-30第五节10kV出线电流互感器的选择-31第六节 电流互感器、电压互感器配置方案及防雷保护方案设计-32第七节 主变压器及10kV母线保护配置方案-33结语-35主要参考文献-36翻译-37第一章 前言随着我国现代化的飞速发展，各部门，各行业从事低压电气工作的技术队伍日见庞大。电气技术的发展日新月异，低压电气的安装，运行，维护和管理等迅速地与国际接轨。从电气控制的基本理论来看，电气控制的基本思路是一种逻辑思维，只要符合逻辑控制规律能保证电气安全并满足生产工艺的要求，就可以认为是一种好的设计。如果再选用比较先进的电器元件实现设计功能，那么这种设计就具备一定的先进

8、性和技术进步。一项好的设计，在很大程度上取决于设计者对新型电器的熟悉程度，以及选用电器元件的合理性。 故可以预言在21世纪的新型电气控制技术领域，必定是一个数字化，信息化，网络化的时代。低压电器产品及其应用必将发生一场新的变革，因此，现代意义上的电气（传动）控制系统将与传统的有着本质上的区别与不同。这就要求我们在此次设计当中要灵活应用所涉及到的低压电器产品的性能以及注意的事项。此次设计内容包括变电站电气主接线方案的选择，变压器的选择、所用电源的引接、短路计算及电气设备选择、绘制详细电气主接线图。设计中所涉及到的科目有电路、电力系统分析、发电厂电气部分、高电压、继电保护、等相关知识。我在设计过程

9、中 学会了单独思考及阅读资料，在张玲老师的多次细心的指导下，我们顺利的完成了所有的设计任务。为了对我们大学学习生涯的总结和知识结合的一次检测，我们进行了为期六周的毕业设计，毕业设计是作为培养大学生科学精神和创新能力的重要环节，同时也是培养学生探求真理，提高实践能力和创造能力各面的一个重要环节，因此，为了确保毕业设计的质量，系里从一开始就加强组织领导，建立健全管理模式和监控制度。我们组的成员也高度重视此次毕业设计，以确保毕业设计的质量，确保毕业设计的完成。本设计论文在编写过程中参考和引用了许多专家与学者的论文与著作，以及一些产品的说明书。由于本人所学与资料的局限性，望广大老师和同学不吝赐教。第二

10、章 电气主接线电气主接线的设计是变电所设计的主体，是电力系统原始资料及变电所运行的可靠性，经济性要求密切相关，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选择，配电装置的布置会直接影响，因此，主接线必须结合电力系统，变电所具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术，经济比较合理选择主接线方式。 主接线的设计原则：1考虑变电所的电力系统中的地位和作用。2考虑远期发展规模。3考虑负荷的重要性分级和出线的影响。5考虑备用的有无和大小对主接线的影响。 主接线的基本要求：1可靠性。2灵活性。3经济性来考虑以符合设计要求，国家政策，技术规定为准。结合实际，保证

11、供电在可靠性调动灵活等满足前提条件下来节省投资。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高压的网络，故称一次接线或电气主系统。主接线代表了变电所电气部分结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定有决定性的关系。因此，主接线的正确，合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术，经济论证比较后方可确定。第一节 方案的拟订2.1.1 内桥接线优点：（1） 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。（2） 缺点：1） 变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路

12、器，影响一回路线的暂时停运。2） 桥连接断路器检修时，两个回路需解列运行。3） 出线断路器检修时，线路需较长时期停运。为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条，为了轮流停电检修任何一组隔离开关，在跨条上须加装两组隔离开关。桥接断路器检修时，也可利用此跨条。（3） 适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高情况。2.1.2 单母线接线1） 优点：接线简单清晰，设备少操作方便。便于扩建和采用成套配电设备。2） 缺点：不够灵活可靠，任一元件或故障及检修均需使整个配电装置停电。3） 适用范围：一般只适用于一台发电机或主变的情况。6-10 kV配电装置出现回路数不

13、超过5回。35-63 kV配电装置出现回路数不超过3回。110-220 kV配电装置出现回路数不超过2回2.1.3 单母线分段接线（1）优点：1） 用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。2） 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切断，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2）缺点1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。3）扩建时需两个方向均衡扩建。（3）适用范围：1）610kV配电装置出线路数为6回及以上时。2）3563kV配电装置出线路数为48回及以上时。3

14、）110220kV配电装置出线路数为34回及以上时。2.1.4 单母线分段加旁路1）优点：检修与它相连的任一回路的断路器时，该回路便可以不停电，提高了供电的可靠性。2）缺点：增加了投资。2.1.5 角行接线多角行接线的各断路器互相连接而成逼和环形，是单环形接线。为减少因断路器检修而开环运行的时间，保证角形接线运行可靠性，以采用35角行为宜。并且变压器与出线回路宜对角对称布置。（1）优点： 1）投资省。2）在接线上任一段上发生故障只须切断这一段及其相连的元件。对系统运行影响小。3）闭环运行时可靠性灵活性高。4）误操作少。5）占地面积小。（2）缺点：当进出线断路器检修时，由母联断路器代替旁路断路器

15、。双母线变成单母，破坏双母固定的连接的运行方式，增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。 （3）适用范围：适用于最终进出线为35回的110kV及以上配电装置。不宜用于有再扩建的发电厂、变电所中。主接线设计的基本要求包括可靠性、灵活性、经济性和具体发展和扩建的可能性几个方面。2.1.6 增设旁路母线或旁路隔离开关 为了保证单母分段或双母线的配置装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置检修和调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离开关。1专用旁路断路器。2母连断路器兼作旁路隔断路器。3分段兼旁路断路器。1优点：节约专用旁路断路器和配电装置间隔。2缺点：当进出线断路器检修时，由母联断路

16、器代替旁路断路器。双母线变成单母，破坏双母固定的连接的运行方式，增加了进出线回路母线隔离2.1.7 初选方案方案一 方案二2.1.8 方案的确定单母线接线一般只能适用于一台发电机或一台主变压器。单母分段接线在10kV侧线路数为6回及以上时可以采用该种接线。本变电压所带负荷主要集中在10kV侧，主要供给化学工业、食品工业、医院及居民小区用电出线有8回。6-10kV配电装置一般不设旁路母线，其原因是供电负荷小，供电距离短，且一般可在网络中取得备用电源。但考虑到该站10kV侧出线回路多，有医院这种重要用户，所以要配制一条旁路母线，所以10kV侧确定采用单母分段加旁路母线。110kV侧出线回路数为3-

17、4回路采用单母分段，本站110kV侧出线为4回，所以也用单母分段接线。由于回路数不多，可不接入旁路母线，110kV确定为单母分段接线。220kV侧本变电站220kV进线有两回，只有采用桥形接线和多角接线，角形接线比桥形多一台断路器，而采用桥形接线。由于线路路长为80km，所以用内线桥接线。最终确定为方案一为所选用的电气主接线图。从该变电所的地理位置来看，其环境温度，海拔高度及雷暴日数一般。所设计过程中不需要再考虑环境对各电器元件影响。由原始资料知道本变电所共有两台主变压器，每台变压器应满足70%的负荷要求，所以首先根据条件选择好主接线回路，再根据各个负荷条件算出短路点的短路电流，根据短路电流选

18、择合适的高压电器设备，并做动稳定，热稳定校验，对于主变压器和10KV母线要做好保护配合，在各个设计中要考虑该所有扩建和改建之处，所以要有一定的预留。第二节 主变压器的选择 2.2.1 主变压器台数的确定 该变电站定为两台主变2.2.2 主变压器相数的选择容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应该选用三相变压器。2.2.3 主变压器的确定（1）主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。（2）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

19、要负荷的变电所，应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，对一般性变电所，当一台主变电器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%（3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发推行系列化，标准化。此变电站的电力负荷为：120+8=128 128*07=89.所选变压器的参数如下表SFPS7-90000-220中压组合（kV）降压结构额定容量kVA高压、中压、低压容量比阻抗电压90000220 110 10.5100/100/50高中14中低8高低24空载损耗kVA短路损耗kVA连接组别130570Y0/Y0

20、/2.2.4 调压方式的确定为了保证变电所的供电质量、电压必须维持在允许范围内。通过变压器的分接开关切换，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，调整范围通常在2*2.5%以内，应视具体工程情况而定。另一种是带负荷切换 ，称为有载调压，调整范围可达30% 。其结构较复杂，价格较贵，只有以下情况下予以选用：（1） 接于出力变化大的发电的主变压器，特别是潮流方向不固定，且要求变压器二组电压维持在一定水平时。（2） 接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工程特点的联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定时。通常发电厂主变压器中很少采

21、用有载调压，因为可以通过调节发电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，一般均采用无激励磁调压，分接变头的选择依据具体情况而定。2.2.5 主变压器的冷却方式主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却；强迫油循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫循环风冷却变压器。该站采用强迫油循环风冷却第三节 所用电设计根据电力工程手册知，所用电设计应按照运行、检修和施工的要求考虑全厂发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，使设计达到经济、合理、保证机组安全、经济地运行。变电所的所用电负荷不大，

22、通常装设两台所用变压器，并装设自动投入装置。第三章 短路电流计算3.1 在变电站的电气设计中，短路电流是一个重要环节。短路电流计算的目的是：（1）电气主接线比选。（2）选择导体和电器。（3）确定中性点接地方式。（4）计算软导体的短路摇摆。（5）确定分裂导线间隔棒的间距。（6）验算接地装置的接触电压和跨步电压。（7）选择继电保护装置和进行整定计算。3.2 基准值的选取Sb=1000MVA Ub=Uav Ib= U220=230kV ，Ub110=115kU , Ub10=10.5kV , Ib220=2.5102kV ,Ub110=5.0204kVUb10=54.986kV3.3 各阻抗标么值的

23、计算（1）系统阻抗 （2）线路阻抗XL*= （3）变压器阻抗各绕组电抗标么值为：，3.4 短路点的选取 根据一台主变运行和两台主变运行来选取 选取点见下图（1） d1短路时等值电路简化过程如下 （2） d2短路时（3）d3短路时与d2短路时相同（4）d4短路时（5） d5短路时的短路电流与d4短路时相同（6）d6短路时=0.6017*54.986=33.0842kA(7） d7短路时短路电流的计算与d6短路时相同(8） d8短路时（9） d2短路时短路电流一览表电压等级（kV）短路点短路电流标么值（kA）短路电流基准值（kA）短路电流有名值（kA）220d11.80862.51024.5399

24、d21.63754.1104d31.63754.1104110d41.42425.2047.1495d51.42427.1495d91.63298.197910d60.601754.98633.0842d70.601733.0842d80.906649.851d88.95736.1387由短路电流计算表可以看出10kV侧短路电流太大，需加电抗器来限制短路电流3.5 母联电抗器的选择与校验（1） 额定电压和额定电流的选择UNUNS IN Imax UNS =10kV Imax=当无负荷资料时，一般也按主变压路额定容量的70%选择取基准容Sb=1000MVA 基准电压 Ub =10.5kV，于是基

25、准电流Ib =54.986kA Imax=339.48A由上可知，所选电抗器的额定电压从电力工程电气设备手册查得可选用NKSL-10-400-6型限流电抗器，具体参数见表2-2 表2-2限流电抗器参数 型号额定电压（kV）额定电流电抗百分值额定电感（动稳定电流（kA）热稳定电流（kA）NKSL-10-400-610kV400A6%2.7571721.65(2) 电抗器的校验 1）动稳定的校验 所选6%的电抗器按基准条件折算 2）相当于在d8处安装限流电抗器，在原等值电路中串联一电抗。等值网络图 简化如下： 短路点前的总阻抗 3）冲击电流 满足动稳要求（2） 热稳定校验1） 效验电器的热稳定和开

26、断能力时，必须合理的确定短路计算时间，验算热稳定的计算时间为继电保护动作时间 和相应断路器的全开断时间之和，既 而试中断路器全开断时间后备保护动作时间断路器固有分闸时间2） 断路器开断时电弧持续时间，对少油断路器为0.04-0.06s查电力工程电器设备手册可得SP6 断路器时=0.045，=0.065则=0.04+0.06=0.1s又由原始资料知10kV出线的后备保护的动作时间0.5s，即=+= 0.5+0.1=0.63） 因为1S所以与要考虑非周期效应。4） 短路电流作用的假想时间tj是短路电流周期是作用的假想时间tjz与非周期分量的假想时间tjf之和，既=+ 1 短路电流非周期分量作用的假

27、想时间tjf可由下式近似求得：tjf=0.05因为是无穷大系统，短路后次暂态电流和稳态电流近似相等。所以由公式可知2 短路电流周期分量作用的假想时间可用图示所示求得因所以在变电所设计图4-2可查的=+=.0.05+0.5=0.55s可得 满足热稳定要求5） 电压损失和残压校验已知=0。85 所以sin=0.53因为现在电厂出线电抗器回路一般均设置速断保护，所以残压可用校检。由上面动稳定校检，热稳定校检，电压损失和残压校检可知所选电抗器均可满足要求，因此最终选定电抗器为NkSL104006,它能在10kV侧发生故障时限制短路的流值。第四章 电气设备选择高压电气的选择的主要任务是满足变电站及输配电

28、线路正常和故障状态下，工作所需的合理电器，以保证系统的安全可靠。经济的运行条件在高压电器选择的主要问题有以下几点：1高压电器应该满足工作状态下的电压和电流要求。2高压电器应该满足安装地点和使用环境条件要求。3高压电器应该满足在短路条件下的热稳定和动稳定的要求。4高压电器应考虑操作的频繁程度和断开符合的性质。第一节 断路器和隔离开关的选择4.1.1 种类形式选择及参数选择条件（1）对10k以下的断路器选用户内型，尽量选用真空断路器。对10kV以上的电压尽量选用断路器，不采用少油或多油断路器。 断路器的选择 额定电压选择 额定电流选择 开断电流选择 短路关合电流选择 热稳定校验 动稳定校验 （3）

29、 隔离开关的型式较多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式，双柱式和三柱式。它对配电装置和占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置特点和使用以隔离开关的选择 额定电压选择 额定电流检验 热稳定校验 动稳定检验 4.1.2 10kV母线断路器，隔离开关的选择（1）额定电压的选择 （2） 稳定电流的选择 （3）开断电流的选择 （4）短路关合电流的选择 其动稳定电流为22kA，4s热稳定电流为8.7A，其合闸时间小于0.15s ，固有分闸时间小于0.05s,选用隔离开关型号为GN6-10T/600，其动稳定电流为52kA，5s热稳定电流为20kA。校验电器的热稳定和开断

30、能力时，必须合理的确定短路计算时间，验算热稳定的计算时间tk为继电保护动作时间tpr 和相应断路器的全开断时间tpr 之和。tk=tpr +tab 而 tab=tin +ta式中tab断路器全开断时间tpr后备保护动作时间tin断路器固有分闸时间ta断路器断时电弧持续时间，对少油断路器为0.04-0.06s查电力工程电气设备手册可符选用SF6断路器时ta=0.04s tin=0.06s 则 tab=tin +ta=0.04+0.06=0.1s又由原始资料知10kW出线的后备保护的动作时间0.5s，即tpr=0.5stk=tpr+tab=0.5+0.1=0.6stk 1s ，所以需考虑非周期效应

31、。短路电流作用的假想时间 tj是短路电流周期作用的假想时间 tj2与非周期分量的假想时间 tjf之和 短路电流非周期分查作用的假想时间tjf可由下式近似求得tjf=0.05（5）热稳定校验由前面可知tk=0.5+0.1=0.6s 又=1利用tj2=f(,tk),可知tj2=0.5s tjf=0.05=0.05stj=tj2+tjf=0.5+0.05=0.55s满足热稳定要求隔离开关选择满足热稳定要求（6）动稳定校验 iosishish=15.6622kA 断路器的选择满足动稳定要求ish=15.6652kA 隔离开关的选择满足动稳定要求。10kV母线内断路器和隔离开关的选择见表，并计算数据进行

32、比较断路器，隔离开关选择结果表计算数据ZN3-10/600-150GN6-10T/600UNS10(kV)UN 10(kV)UN 10(kV)Imax461.88(A)IN 10(kV)IN 600(A)I6.14(kA)Inbr 600(A)ish15.66(kA)Inel 8.72(kA)I2ti20.73I2t8.72*4=302.76 I2tIsh15.66(kA)ies 22(kA)ies 52(kA)4.1.310kV出线断路器，隔离开关的选择 （1）额定电压的选择 （2）额定电流的选择 一条出线不可能通过所有的传输功率，因此带负荷时取10kV的传输功率的70%3 开断电流的选择

33、4短路关合电流的选择 为方便定货，安装方便，10kV出线断路器仍选用ZN3-101600-150型，隔离开关选用GN6-10T/400型，其动稳定电流为40kV，5s热稳定电流为14kA其动热稳定校验都合格。4.1.4 110出线断路器，隔离开关的选择。（1）额定电压选择=110kV =110kV（2）额定电流的选择 （3）开断电流的选择 （4）短路关合电流的选择 选用110kV高压六氟化硫断路器，初步选定其型号为L7-110，其动稳定电流为80kA，3s热稳定电流为31.5kA,其固有分闸时间40ms,分闸时间135ms,选用隔离开关的型号为GW5-110GDW,其动稳定电流为50kA,5s

34、热稳定电流为14kA. 热稳定校验 tk=tpr+tin+ta 其中tpr=3s,tin=0.04,ta=0.04s 则tk=3+0.04+0.04=3.08s利用ti2=f(k)查曲线可知.tj2=2.65s断路器的选择满足热稳定要求隔离开关的选择满足热稳定要求动稳定校验=20.9kA1) 选择的断路器满足动稳定要求选择的隔断开关满足动稳定要求110kV出线断路器,隔离开关的选择结果表,并与计算数据进行比较110kV出线断路器,隔离开关的选择结果表计算数据LW11-110GW5-110GDW可见所选的断路器,隔离开关合格4.1.5 220kV进线断路器,隔离开关的选择(1)额定电压的选择UN

35、UNS UNS=220kV UN220(2)额定电流的选择ZNIMAX (3)开断电流选择 =53 53(4)短路开关电流选择选用220kV高压六氟化硫断路器，初步选定其型号为LW-220，其动稳定电流为100kV，热稳定电流为40kV，其固有分闸时间为0.04S。额定自段时间为0.06S，额定闭合时间为0.1S。选用隔离开关型号为GW-220DW，其动稳定电流为55kA，4S热稳定电流为16kA（5）热稳定校验利用 查曲线可知 2.6s 1）选用的断路器满足要求2）选用的隔离开关满足热稳定要求。（6）动稳定校验 1） 选择的断路器满足动稳定要求2） 选择的隔离开关满足动稳定要求220kV进线

36、断路器，隔离开关的选择，并与计算数据进行比较。断路器，隔离开关的选择比较结果表计算数据LW-220GW7-220GDW第二节10kV侧母线导体的选择 4.2.1 裸导体一般按下列各项选择和校验：导体材料类型和敷设方式； 导体截面； 电晕； 热稳定； 动稳定； 共振导体导体类型 载流导体一般使用铝式或铝合金材料。铝线的成型导体一般为矩形，槽形和管型。矩形导体一般只用于35kV及以下。电流在400A以下的中。 单片矩形导体具有集肤效应系数小，散热条件好，安装简单，连接方便等优点，一般适用于工作电流I2000A的回路中。多片矩形导体集肤效应系数比单片导体的大，附加损耗会增大，在工程实用中多片矩形导体

37、适用于工作电流I4000A的回路。 本变电站10kV侧选用铝材料矩形导体。导体截面的选择 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 ) ， 传输容量大，长度在70米以上的导体，如发电机，变电器的连接导体，其截面一般按经济疏密度选择，而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期允许发4.2.2 热电流来选择。 由原始资料可知本变电站10kV侧负荷有化学工业，食品工业，医院及居民小区。综合考虑这些负荷性质，查电力工程电气设备手册可确定年负荷利用小时数为4500h,其小于5000h，因此导体截面按长期发热允许电流来选。按下式式中导体所在回路中

38、最大持续工作电流；在额定环境温度=+25导体允许电流；K 实际环境温度和海拔有关的综合修正系数当导体允许最高温度+70和不计日照时，k值可用下式计算其中导体长期发热允许最高温度； 导体额定环境温度和安装地点环境温度。屋内矩形导体最高允许温度为70，导体额定环境温度为=25，变电站年最高气温为=40由前边计算知10kV侧回路最大持续工作电流为，查发电厂电气部分中附录/选用单条平放50mm*5mm矩形导体，平放允许带暖流为637A，集肤效应系数， 满足电流校验要求。4.2.3 导体热稳定校验（1）裸导体的热稳定校验公式为：根据热稳定确定的导体最小允许截面C热稳定系数（2）导体正常最高工作温度根据原

39、始资料本变电站最高气温+40，根据公式可知：查发电厂电气部分知63.5时铝导体对应的值为89.6由前面计算知，满足热稳定校验导体动稳定校验（3）导体应力。硬铝的最大允许应力为（4）导体应力计算短路冲击电流单位长度导体所受相间应力式中a相间距离，取为0.25m ）导体所受最大弯矩为M式中导体长柱绝缘子间的跨距，取为1.2m导体截面系数为式中b矩形导体宽度为5mm h矩形导体高度为50mm导体最大相间计算应力 满足动稳定校验要求第三节10kV支柱绝缘子和穿墙套管的选择4.3.1 支持绝缘子和穿墙陶管的选择1 形式选择据装置地点，环境选择屋内，屋外和防污式及满足使用要求的产品形式，一般屋内采用联合胶

40、状多棱式，屋外采用棒式，需要倒装时采用悬挂式。2 额定电压选择无论支持绝缘子或套管均应符合产品额定电压大于或等于所在电网电压的要求，320kV屋外支持绝缘子和套管。当有冰雪和污秽时，宜选用高级的产品。4.3.2 支柱绝缘子的选择支柱绝缘子按额定电压和类型选择，进行短路时动稳定的校验。(1）支柱绝缘子的额定电压UN应大于所在电网的额定电压UNS ，即母线额定电压为10kV，则UN10kV(2）型式用于屋内时，一般采用胶合装的多棱支柱绝缘子。用于屋外时，一般采用棒式支柱绝缘子。根据安装在屋内的要求，查电力工程电气设备手册，选用户内联合版装支柱绝缘子。ZL-1014型，其参数见表绝缘子参数型号额定电

41、（kV）绝缘子高度（mm）机械破负荷（kN）ZL-1014101604动稳定校验FC0.6Fde式中Fde绝缘子抗弯破坏负荷（kV）FC短路时作用在绝缘子帽上的计算作用力其中式中lc，计算跨距（m），为绝缘子相邻的跨距。 l1, l2 对于套管（套管长度）。a相间距离，为0.25mH1=H+B+h/2It式中，H1绝缘子底部到导体水平中心的高度（mmb导体支持器下片厚度，一般竖放矩形导体b=18mm，开放矩形导体及槽形导体b=12mmh导体高度绝缘子帽绝缘子2绝缘子受力示意图d c满足动稳定要求。FC短路时作用在绝缘子帽上的计算作用力其中母线额定电压为10kV，则UN10kV(2）型式用于屋内

42、时，一般采用胶合装的多棱支柱绝缘子。用于屋外时，一般采用棒式支柱绝缘子。根据安装在屋内的要求，查电力工程电气设备手册，选用户内联合版装支柱绝缘子。ZL-1014型，其参数见表绝缘子参数型号额定电（kV）绝缘子高度（mm）机械破负荷（kN）ZL-1014101604动稳定校验FC0.6Fde式中Fde绝缘子抗弯破坏负荷（kV）式中，计算跨距（m），为绝缘子相邻的跨距。 l1, l2 对于套管（套管长度）。a相间距离，为0.25mH1=H+B+h/2It式中lc，H1绝缘子底部到导体水平中心的高度（mm）式中套管在t秒内允许通过的热稳定电流（A）即2tjIt2t2tj=6.13872*0.55=2

43、0.726(kA)2*S铝导体 的热稳定电流为60kAIt2t=602*5=18000(kA)2*S1800020.726满足动稳定要求。4.3.3 穿墙套管的选择高压穿墙套管简介适用与635kV系统为瓷绝缘的穿墙套管，分为普通型和高原型两类。普通型分户外、户内式两种，用于海拔1000m 及以下的地区。根据导电材料的不同，35kV及以下穿墙套管 又有铜导体和铝导体，圆行导体和距行导体之分。一般情况下铜导体多为圆形导体，铝导体多为距行导体。根据结构形式，又可以分为带导体和不带导体式两种。母线穿墙套管为不带导体式穿墙套管。其两端有帽，两块铝合金板用螺钉固定在端帽上，用户根据实际选用的母线型式和规格

44、进行开口。 当套管在周围环境低于40oC及符合套管长期最高允许发热温度的情况下使用时，允许其电流长期过负荷，但不应大于额定电流的20%。 具有导体的穿墙套管额定电流应大于或等于回路中最大持续工作电流。当环境温度 =4060oC， 导体的ul 取85 oC。IN应按式修正 穿墙套管应按额定电压，额定电流和类型选择，按短路条件校验热稳定（1） 选择1） 穿墙套管的额定电压VN 应大于所在电网的额定电压UNS,即UNUNS, 母线额定电压为10kV则UN10kV2） 穿墙套管的额定电流IN 应大于等于回路中最大持续工作电流Imax,即ImaxkIN式中k为温度修正系数，当环境温度4060时，导体的a

45、l取85按下式计算461.88461.88/0.866=533.35(A)3）类型一般情况下，采用铝导体穿墙套管CL-10-600型，其参数见表。穿墙套管参数型号额定电压（kV）额定电流（A）套管长度（mm）抗弯强度（kN）CL-10-600106005304校验1）热稳定校验式中套管在t秒内允许通过的热稳定电流（A）即2tjIt2t2tj=6.13872*0.55=20.726(kA)2*s铝导体 的热稳定电流为60kAIt2t=602*5=18000(kA)2*s1800020.726满足热稳定校验要求2）动稳定校验FmaxH1/H0.6Fde计算跨距lc=(l+lca)/2=(1.2+0

46、.53)/2=0.865(m)套管受力 Fc= FmaxH1/H=173*10-7*(15.6537*103)2*0.865/0.25=146.67(N)0.6*4000=2400(N)满足动稳定校验要求第四节 220kV 110kV母线电压互感器的选择（1） 电压互感器应按下列技术条件选择1）为了确保电压互感器安全和在规定的准确等级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压UNS 应在（0.81.2）UN1 范围内变动，即应满足下列条件：0.8UN1UNS 1.2UN1110 kV母线电压互感器一次回路电压应满足：88kVVN1 132kV220kV母线电压互感器一次回路电压应满足：176kVU

47、NS2 264kV（2） 二次回路电压的选择电压互感器的二次侧额定应满足保护和测量使用标准仪表的要求。查发电厂电气部分，各选用三台单相三绕组电压互感器接线形式。二次绕组电压为 , 接成开口三角形的辅助绕组电压为100V。（3） 种类和型式选择电压互感器的种类和型式应根据装设地点和使用条件选择。据此220kV，110kV母线电压互感器均采用串级绝缘瓷箱式结构的电压互感器。（4） 准确级选择电压互感器用于电度计量不应低于0.5级，用于电压测量不应低于1级，用于继电保护不应低于1级。故220kV，110kV均选用0.5级。（5） 接线形式选择220kV 110kV均采用YN ，Yn ，d0 接线或Y

48、N ，Yn ，d0 接先（二次星形，绕组中性点直接接地，而采用b相接地）综上所述，查电力工程电气设备手册，选用电压互感器型号分别为：JCC6110，JCC5220 具体参数见表38电压互感器参数表型号最大容量（VA）额定电压（kV）初级绕组次级绕组剩余电压绕组JV6-110200001JV5-220200001二次负荷剩余电压绕组实验电压（kV）0.2级0.5级3P1级3级输出准确级1min工频雷电冲击全波3003005003003P2004801503003005003003P395950第五节 10kV出线电流互感器的选择4.5.1 电流互感器是应按下列技术条件选择（1）一次回路额定电压和

49、电流应满足 式中，电流互感器一次额定电压和电流。为了确保所供仪表的精确度，互感器的有一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。，（2）二次额定电流的选择电流互感器的二次额定电流有5A和1A两种，一般的弱电系统用1A，强电系统用5A。当配电装置距离控制较远时，为能使电流互感器能的带二次负荷或减小电缆截面，提高精确级，应尽量采用1A。（3）种类和型式的选择在选择互感器时，应根据安装地点（如屋内，屋外）和安装方式（比如穿墙式，支持式，装入式等）选择其型式。6-10kV屋内配电装置，可采用瓷剧院结构或树脂液注绝缘结构。综上，10kV出线电流互感器选用屋内支柱式。(4)准确级的选择为了保证测量仪表的准确级，互感器的准确级不得低于所供测量仪