优秀大学生课程设计：110kv变电站继电保护设计

1、电力系统中的各种设备，由于内部绝缘的老化、损坏或由于工作人员的误操作, 或由于雷电、外力破坏等影响，可能发生故障和不正常运行的情况。常见的故障有三相短路、两相短路、两和对地短路、中性点直接接地系统中的 一相对地短路、电气设备线圈匝间短路等等。各种短路会产生大于额定电流儿倍到 儿十倍的短路电流，同时使电力系统的电压水平下降，电力系统中发生故障时，若 不采取有效措施，不仅对设备、对人员的安全都会产生极大的危害。因此，一旦电 力系统中出现故障时，必须尽快地将故障切除，恢复电力系统的止常运行。继电保 护是用来保护电力系统中的电气设备安全可靠运行的一的任务就是自动、迅速、有 选择性地将系统中的故障切除，

2、或在系统出现不止常运行情况时，发出各种信号。为了保证电气设备的连续供电，故障切除后要尽快地使电气设备再次投入运行 或由其它电源和设备來代替工作。因此，电力系统中除安装大量保护装置外，还需 要装设各种自动装置。它虽属于自动化设备，但与继电保护装置有密切关系。木次设计为llokv变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分， 同时还附图纸加以说明。该变电站有2台主变压器，分为三个电压等级:11orv电 压等级采用单母线运行，35kv侧由线路l31、l32、l33组成环网对变电站供电，10kv 电压等级采用单母线分段对近区负荷供电，本次设计中进行了短路电流计算，主要 设备继电保护选择及校验，确

3、定变压器及llokv、35kv. 10kv线路所需的保护装置 并进行整定计算。第一章绪论第一节系统资料、研究背景随着我国国民经济的持续发展，电网装机容量迅速增长，电力供应紧张状况已暂时得到缓 解。但是由于我国配电网较薄弱，因此仍难以满足川户对供电质量的要求。而变电站是电力系 统组成的一个重要环节，是电力网中线路的连接点，其作用是变换电压、汇集和分配电能。变 电站能否止确运行关系到电力系统的稳定和安全问题，因此对变电站的合理设计就显得十分重 要了。二、系统资料110rv降压变电诂是某一区域的主要电源，担负着区域内各类负荷的供电任务。该站通过 两回llokv输电线路与150km外的容量为1600m

4、va的系统相连，该系统在最大运行方式下的 电抗为0. 2（以系统容最为基准）:在最小运行方式下的电抗为0. 3；第二节 变电站负荷状况统计一、35kv侧负荷情况35kv出线4回、容量为36mva，其中一、二类负荷两回、容量为20mva ；二、10kv侧负荷情况10kv出线6回、容量为10mva,其中一类负荷2回、容量为4. 5mva,二类负荷2回、 容量为3. 7 mva；三、总负荷总容量为46 mva, k中一、二类负荷冇28. 2mva；四、其它10kv 903线为电缆出线，英余出线均为架空线出线，详细数据见表 1-1：表1-135kv、10kv负荷情况表电压等级负荷名称容量(mva)负荷

5、性质（类）距离(km)10kvl10013.511l10022.521.5l1003111l10040.8321.5l10051.22l100613135kvl30191, 210l30271, 210l303102, 310l304102, 35第二章电气主接线方案的确定第一节变压器的选择变压器作为电力系统中电能传输的一个重要环节，其功能主要是实现升压或降压，以利于 电能的合理输送、分配和使用。对变电站主接线的形式及其可靠性与经济性有重要影响。所以, 正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中的一个主耍问题。一、变压器的类型选择变压器类型选择包括确定变压器的相数、调压方式、绕组形

6、式、绝缘及冷却方式、连接组 别等，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。目前，在国内外电网小，330rv及以下的电力系统，主变压器一般采用三相式变压器。因 为单相变压器组相对來讲，投资大、占地多、运行损耗也较人，同时配电装置结构复杂，也增 加了维修工作量。木设计为llokv地区降压变电站，具有三种电压等级，因此考虑采用三绕组变压器。二、变压器的台数与容量选择（一）、确定主变压器数量由于变电站是单侧电源供电，且有一、二类重要负荷，考虑到单台变压器供电难以满足可 靠性的要求。因此 在充分考虑供电可靠性的前提z下，本liokv降压变电站计划装设两台并 联运行的主变压器（可参看附图1的主接线

7、方案）。（二）、选定变压器容量变电站冇35kv、10kv两个电压等级用户，35kv、10kv的最大负荷分别为：s35 = 36mva； s10= 10mva；考虑负荷的同吋系数k! = 0. 85；线路损耗为5%,即k2= 1.05；功率因数cos0 = o.8, 则35kv和10kv的综合垠大负荷分别为：s35max = k xk2xs35 =0.85x1.05x36=323 （mva）s10max = k1xk2xs10/cos = 0.85x1.05x10/0.811.156 （mva）一般而言，电网的变电站约有25%的非重要负荷，为满足当一台变压器停用时， 能够保证对60%的负荷供电；

8、此外，为保证变压器在事故时，仍能保证对84%的负荷供电，要 求变压器的过负荷能力达到40%以上。考虑到以上两点因素，每台变压器的容量应如下选择：se =06sm =0.6（s35max+smax）= 0.6x（36 + l li 56） u 28.234 mva按计算可选择每台变压器容量约为30mva,考虑到负荷今后5、10年的发展容量及当前变压 器容量的可选性，选择单台容量为31.5mva的变压器。(三) 、选定变压器由于变电站具有三种电压等级，正常负荷通过变压器各侧绕组的功率分别为57.14%、 15. 87%,均大于15%,故选用三绕组变压器。根据实际情况确定配呂有载调压装置，使变电站

9、系统具有供电可靠、设备少、接线简单、运行安全、灵活性好的优点。查汕浸式变压器技术手册，取sfsz9系列产品为三相汕浸风冷式铜线三绕组低噪音 有载调压电力变压器，型号为sfsz9-31500/110 ,其基本参数如下表21示：表21 变压器参数表额定 容最 (kva)额定 电压(kv)连接组别损耗(kw)阻抗电压()空载电流(%)短路空载31500高中低yn, yno, dll157.532.8高低高_1''1'- 低0. 391103& 510.51810.56.5第二节电气主接线的设计原则电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节

10、。它的 确定主对电力系统冇着非常大的影响。可以说是电力系统的关键组成部分。因此必须通过多方 面的比较，确定合理的主接线方式。一、主接线设计的设计依据()变电站在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电站有系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变电站三种类型。根据所 要建设的变电站的重耍性来对该所进行主接线方式各方面的确定。(-)变电站的分期和最终规模建设变电站根据510年电力系统发展规划进行设计。(三)负荷大小和重要性1、对于一级负荷，必须有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全 部一级负荷不间断供电。2、对于二级负荷，一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部

11、或人部分二级负荷的供电。3、对于三级负荷一般只需一个电源供电。二、主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求(-)可靠性供电町靠性是电力生产荷分配的首耍要求，主接线首先应满足这个耍求。主接线可靠性的具休有以卜儿点：1、断路器检修时，不宜影响对系统的供电；2、断路器或者母线故障一级母线检修时，尽量减少停运的凹路数和停运时间，并要保证 对一级负荷及全部或人部分二级负荷的供电；3、尽量避免变电站全停电的可能性。(二) 灵活性主接线应满足再调度、检修及扩建时的灵活性。1、调度吋，应可以灵活的投入和切除变压辭和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故 运行方式、检修运行方式以及特殊运

12、行方式下的系统调度要求。2、检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响 电网的运行和对用八的供电。3、扩建时，可以容易地从初期接线过渡到终期接线。(三) 经济性是主接线在满足可靠性、灵活性要求得丽提下做到经济合理。1、投资省(1) 主接线力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备;(2) 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆；(3) 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。2、占地面积少主接线设计耍为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积小。3、电能损失少经济合理的选择主变压器的种类、容最、数最，要避

13、免因两次变压而增加电能损失。此外，在系统规划中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电站接入系统的电 压等级一般不超过两种。第三节主接线方案的选择比较查阅电力工程电气设计手册-121p5o,由于在前而的主变压器的选择中选了两台主变, 因此，可以考虑采用桥行接线的方式。桥形接线分为内桥形、外桥形接法两种。而对于35kv、 10kv侧而言，则具有单母线分段及单母线分段兼旁路断路器的接线形式。为保所选定的主接线 方式可靠、灵活又经济，下面就对前述儿种接法的优缺点进行比较，从而敲终确定主接线方式。、llokv侧母线接线形式(-)内桥形接线1、优点：高压断路器数量少，四个冋路只需三台断路器。2、缺

14、点：(1) 、变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，彩响te线路暂时停运；(2) 、连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行；(3) 、出线断路器检修时，线路要在此期间停运。内桥接线简单，使用设备少(相对于单母分段接线少用两台断路器)，造价低，冇一定的 可靠性与灵活性，易发展。但只适川于容量小的发电厂、变电站，并且变压器不经常切换或线 路较长、故障率较高的情况。(-)外桥接形线1、优点：同内桥形接线2、缺点：(1) 、线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；(2) 、桥连断路器时，两个回路需解列运行。(3) 、变压器侧断路器检修时，变压器需较长时期停运。外桥适用于

15、较小容量的发电厂变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较小 的情况。此外，当线路有穿越功率时，也宜采用外桥形接线方式。综合以上两种接线方式的优缺点，同吋结合目询电网运行当中的经验，参照当询变电站的 普遍的接线形式，决定llokv母线接线方式采用内桥形的接线方式(由于内、外桥形接法所用 的设备数量是一样的，因此就不需再进行经济性的比较了)。二、35kv、1okv侧母线接线形式(-)单母分段接线1、优点：用断路器把母线分段后，对重要用户，可从不同段引出两个回路，两个电源供 电；当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，保证止常段母线不间断供电和不 致使重要用户停电。2、缺点：当一

16、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；当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越；扩建事需要向两个方向均衡扩建。单母分段接线同样具冇接线简单清晰、投资经济、运行操作方便的优点；可靠性也冇一定 的捉高；同时它还适用于10kv配电岀线回路数为6回，35kv出线回路数为4回的变电站。(-)单母分段兼旁路断路器接线单母分段接线简单清晰，运行方便，有了分段断路器兼旁路母线，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，从而提高供电的对靠性。这样不需增设专用旁路断路器, 可以减少投资。综合以上两种接线方式的优缺点，同时结合目前电网运行当屮的经验，单母分段的运行方 式

17、已普遍运用于目前变电站35kv、10kv侧，可靠性、灵活性以得到充分的肯定，因此决定35kv. 10kv母线接线方式采用单母分段的接线方式(由于35kv、10kv (ii线的数量是一定的，所以若采用带旁母的接线方式的话，必定会增加投资，因此在经济性方而，单母分段接线方式要比单 母分段兼旁路断路器的接线方式更能节省投资）。主接线图参见附图1第三章短路电流计算用标么值进行计算，基准容量sj=100mva，基准电压uj用各级的平均额定电压，电抗 标么值计算如下：第一节变压器及线路电抗一、变压器电抗x%2 - 100 x scjt 中51-2 % = 10.5udi.3 % = 18um % - 6.

18、 5scl2 = sc.3 = s；c23 =3l5mva51.2%xasc10.5100=0. 333入*1.2 -100 100 '31.5-udl.3 %s - 100xase18 100 10031.5 -0. 571vud2-3 %x怙3 -100sc6.5100x/_10031.50. 2060. 333+0. 571-0. 20610kv0. 349_ 0. 333+0. 206-0. 571二 2二一0.016通常认为x*2 = 0x*3 + x»2-3 xi-20. 571+0. 206-0. 3332二 0. 222二、线路电抗等值电抗图其中：xo 一一线

19、路每相每公里电抗值，取xo = 0. 4 q./kml线路长度 kmllokv线路:2、3、x* =35kv线路:x*-301x*-3o2x3o3x*-304x（）l301 sjx（）l302 sjxq l303 sjxo 1>30§ s jlokv线路:x*.90lxo l90s j-x"o2xq l902 sjx*-903xp l903 sj0.4x150x100 u0.45311520.4x10x100 “a3720.4x10x100 = 02923720,4x10x100 « 0.2923720.4x5x100 “14637204x1x100 n5u

20、 0.36310.5-0.4x1.5x100 n c/1/1« 0.54410.520.4x1x100 = 0.36310.52x迪嗣二&气站'uj2x” =x°l机梦 sjx丄二x札市政用电 二 :uj2三、系统电抗0.4x2x100 q 72610.520.4x1.5x100 “54410.520.4x1x100 q 36310.52xs* - ss其中:xs为系统电抗；最大运行方式时xs max = 0.2 最小运彳丁方式时xs min二0. 3ss为系统容量1600mvaxcsmaxxcs.minxs.maxsj xsminsj 系统的止序阻抗ss（

21、标么值）图如下:0.3 xloo1600-= 0.019j 1t 0.0132 <0.453r , jllokv 7r -1-0.453-±-. dl 5 j0.3490.34980.00035kv60.222cl3 勺 10kv70.222_9_0.000d2系统的正序阻抗图（标幺值）k山点三相短路时短路点总电抗系统最人运行方式:汨 0.013 + 警“24系统最小运行方式：xz= 0.019 +0.453 = 0.4722、12点三相短路时短路点总电抗系统最大运行方式:x汙 0.013 +黑空 + = =0.414- 2 2系统最小运行方式：xe= 0.019 +0.453

22、 + 0.349 = 0.8213、d3点三相短路时短路点总电抗0 453 + 0 349 + 0 222系统最人运行方式：x严0.013 + 5什十匕丁7十5/么=0吁25系统最小运行方式:xz= 0.019 +0.453 +0.349+ 0.222= 1.043四、电源计算电抗煎路电流是由系统供给，可将系统看作一台等值发电机，故须将某准容量改为1600mva,电源对短路点的计算阻抗为：x =0冷_ sj1、di点三相短路时短路点计算总电抗系统最大运行方式：xjs二警系统最小运行方式：xjs = 嘗2、12点三相短路时短路点计算总电抗024x1600 q qa=3.84 1000.472x1

23、600 =7.552100系统最大运行方式:xjs二等0.414x1600=6.624系统最小运行方式:xjs =筈 =3、在点三相短路时短路点计算总电抗1000.821xl600=3.i36100系统最人运行方式：xjs = x'sssj0.525x1600=8 4系统最小运行方式：xjs二等1001.043x1600=6.688第四章 电气设备选择与校验第一节 断路器的选择与校验冃前，使川得最多的是少油断路器、六氟化硫断路器和空气断路器。按授新趋势：变电站 内开关应无油化，根据六氟化硫断路器、空气断路器在实际应川中表现出的稳定性、町靠性，llokv和35kv断路器选川六氟化硫断路器

24、、10kv断路器选川真空断路器。一、断路器使用的技术条件：1、电压 ugwue其中ug电网工作电压；uc断路器额定电压；2、电流 igmaxw】n其小 加心一最人工作电流；in断路器额定电流;3、开断电流其中【dt w【nbridt -一断路器开断最大暂态知路电流； inbr -一-断路器的额定开断电流:4、热稳定 英中tdzfootdzwhtl稳态三相短路电流；it 一一断路器t秒热稳定电流； 一一短路电流发热等值时间；5、动稳定英中ish wimaxish一一通过断路器的冲击电流； imax 一一断路器极限通过电流峰值；二、断路器的选择与校验(_)、llokv 断路器：1、110kv断路器

25、的工作条件如表4-1所示。表4-111 okv断路器工作条件序号项口内容符号单位数值备注1电网工作电圧ugkv1102最大t作电流igmaxa2203开断电流(最大暂态短路电流)idtka6. 2014动稳定(短路冲击电流)ishka15.8135热稳定(稳态三相短路电流)uka6. 2016短路电流发热等值时间td刁s1. 7td2= tz+o. 05 p 2b ”二 r/ l = i假设流过保护动作时间为2秒，断路器跳闸时间为0.03秒，t =2. 03秒，查阅发电厂电 气部分课程设计参考资料4pu2图5-1假想时间曲线图，得短路电流周期分最发热等值时间 tz =1.65 秒;tdz二 t

26、z+ 0. 05 0 $ = 1.65 + 0. 05x1 = 1. 7 秒2、查40. 5kv550kv六氟化硫断路器51p15,选lw6-126i型sf&断路器,其设备参数 如下表4 2 ：额定 电压 (kv)最高 工作 电压 (kv)额定 电流 (ka)额定短路 开断电流 (有效值)(ka)额定峰 值耐受 电流 (ka)额定短时耐 受电流(有效值)3s(ka)合闸 时间 (ms)w分闸 时间 (ms)w110126315031. 51255090303、显然 ucmug, in=3150a>imax=220a, inbr=31. 5ka>idl = 6. 201kao

27、4、热稳定校验i； * tdz = 6. 2012x 1.7 = 65. 369 ka2.si冷 t= 502 x3 = 7500ka2.si2oo * tdz <r* t满足热稳定要求5、动稳定校验ieh=125 ka> ishi = 15. 813 ka,显然满足动稳定要求。就技术参数而言，以上所选sf6断路器完全能满足110kv断路器的工作条件，再加上该断 路器为国产优质品牌，它具有优良的开断性能，安装调试简单等特点，因此选择lw6-126i型 sf6断路器作为木站的llokv侧用断路器。(二)、35kv断路器:1、35kv断路器的工作条件如表4-3所示。_ ,/23.77、

28、其中 3 = = = 1人 3.77假设流过保护动作吋间为3秒，断路器跳闸吋间为0. 08秒，1-0. 08+3=3. 08秒，查发 电厂电气部分课程设计参考资料4pu2图51假想时间iii线图，得短路电流周期分量发热等值时间tz =2. 5秒； tdz二 tz+ 0.050 2 = 2. 5 + 0.05x 1 = 2. 55 秒表4-335kv断路器工作条件序号项目内容符号单位数值备注1电网工作电压ugkv352最大工作电流igmaxa5303开断电流(最大暂态短路电流)idtka3. 774动稳定(短路冲击电流)】shka9.6145热稳定(稳态三相短路电流)looka3. 776短路电

29、流发热等值时间tdzs2. 55tdz=tz+o 05 022、查40. 5kv550kv六氟化硫断路器p5选lw8-40. 5型八外sf&断路器，其技术参数如下表44：额定 电压 (kv)最高 工作 电压 (kv)额定 电流 (ka)额定开断电 流(有效值)(ka)额定动稳 定电流峰值(ka)热稳定电流(有效值)4s(ka)固有分 闸时间(ms)w合闸 时间 (ms)w3540. 516002563250. 060. 1配用ct10型弹簧操纵机构。3、显然 uemug, in=1600a>llnax=530 a, inbr=25ka>idt=3.77 ka4、热稳定校验i

30、；* tdz = 3. 772x2. 55 = 36. 24 ka2.s*t = 252 x 4 = 25 00 ka2.si2oc * t<jz < i?* t 满足热稳定要求5、动稳定校验ieh=63 ka> ish2=9.614 ka,显然满足动稳定要求。根据35kv断路器的工作条件和lw8-40. 5型户外sf&断路器的主要技术数据，选用lw8 -40. 5型户外sf6断路器完全满足技术条件的要求。(三)、10kv断路器：1、10kv断路器的工作条件如表4-5所示。表4一5 10kv断路器工作条件序号项目内容符号单位数值备注1电网工作电压kv102最大工作电流

31、igmaxa6443开断电流(最大暂态短路电流)idtka10. 5584动稳定（短路冲击电流）ishka26. 9235热稳定（稳态三相短路电流）kka10. 5586短路电流发热等值时间tdzs2. 08tdz=t2+o. 05 3 2卩=/m / ioc = 1假设流过保护动作时间为2秒，断路器跳闸时间为0.08秒，t =0. 08+3-2. 08秒，查发 电厂电气部分课程设计参考资料4pii2图5-1假想吋间曲线图，得煎路电流周期分量发热 等值时间"1.7秒； tdz= tz+ 0.05萨 二 1.7 + ° 05x1 = 1.75 秒2、查unigoar 550型

32、铠装式金属封闭开关设备61p8.选则vmaxf-12型真空断路器作 为本站10kv馈线开关柜用断路器，该真空断路器主要技术数据如表4-6所示表4-6 vmaxf-12型户内高压真空断路器的主要技术数据序号项目内容符号单位数值备注1额定电压uekv102最高丁作电圧uemaxkv12.63额定电流ina12504额定开断电流ikdka255极限通过电流峰值1maxka636短路电流热稳定值itka257短路电流热稳定值ts38分闸时间tms409合闸时间tms6010雳电冲击耐受电压（全波）kv803、显然 uc$ug, in=1250a>imax=644 a, inbr=25ka>

33、idl=10.558 ka4、热稳定校验i2 * tdz = 10. 5582x1. 75 = 195. 075 kait2*t = 252x3 = 1875 kai2. *如<it2* t满足热稳定要求5、动稳定校验ieh=63 ka> ish3=26. 923 ka,显然满足动稳定要求。6、查ttnigear 550型铠装式金属封闭开关设备p&.选则vmaxfm-12型真空断路器作 为本站10rv主变进线柜及母联分断柜用断路辭，该真空断路器主要技术数据如表4-7所示表4-7 vmaxfm-12型户内高压真空断路器的主要技术数据序号项ri内容符号单位数值备注1额定电压5k

34、v102最高工作电压uemaxkv12.63额定电流ina31504额定开断电流ikdka31.55极限通过电流峰值1maxka806短路电流热稳定值itka31.57短路电流热稳定值ts38分闸时间tms409合闸时间tms6010雳电冲击耐受电压(全波)kv953、显然 u&ug, in = 3150a>imax=644a, inbr=31. 5ka>idl= 10. 558 ka4、热稳定校验poo * tdz = 10. 5582x1.75 = 195. 075 kait2*t 二 31.52x3 二 2977 kai2. * tdz <lt2* t满足热稳定

35、要求5、动稳定校验ieh=80 ka> ish3=26. 923 ka,显然满足动稳定要求。以上所选开关柜用真空断路器为国外优质詁牌。该断路辭技术参数完全满足断路器的工作 要求，同时还具冇可靠性好、经济性高、分断能力强等等特点，因此选择该系列的断路器作为 本站10kv开关柜用断路器。第二节隔离开关的选择与校验、隔离开关使用的技术条件1、电压2、电流动稳定4、热稳定ugwueigmaxw】n ishwkfax iootdzwlh二、隔离开关的选择与校验()、110kv隔离开关1、110kv隔离开关的工作条件如表4-7所示。表4-8110kv隔离开关工作条件序号项目内容符号单位数值备注1电网

36、工作电压ugkv1102最人工作电流igmaxa2203最大暂态短路电流idtka6. 2014动稳定电流】shka15.8135热稳定电流ka6. 2012、5户外高压隔离开关选型手册7p2-15选gw4-126tid/1250型，其设备参数如 卜表4一9：额定 电压 (kv)最高工作 电压 (kv)额定 电流 (ka)额定动稳定电流峰 值 (ka)额定热稳定 电流(有效值)4s(ka)峰值耐受电 流(接地开关)(ka)短时耐受电 流(接地开 关)(ka) 2sno12612508031.52510双接地开关，配用cj6-1型电动操动机构。根据llokv隔离开关的工作条件和gw4-126ii

37、d/1250型高压隔离开关的主要技术数据,选用gw4-12611d/1250型髙压隔离开关完全满足技术条件要求。(二)、35kv隔离开关1、35kv隔离开关的工作条件如表4-9所表4-10 35kv隔离开关工作条件序号项h内容符号单位数值备注1电网工作电压ugkv352最人工作电流igmaxa5303最人何态短路电流idtka3. 774动稳定电流ishka9.6145热稳定电流iska3. 772、查户外高压隔离开关选型手册7p2-15选gw4-40.5ii d/1250型，其设备参数如 卜表4 11：额定 电压 (kv)最高 工作 电压 (kv)额定 电流 (ka)额定动稳 定电流峰值(k

38、a)额定短时耐受 电流(有效值)4s(ka)峰值耐受屯 流(接地开关)(ka)短时耐受 电流(接地 开关xka) 2s3540.512506331.5258双接地开关，配用cj6-2型人力操动机构。根据35kv隔离开关的工作条件和gw4 40. 5ttd/1250型高压隔离开关的主要技术数据,选用gw4-40. 511d/1250型高压隔离开关完全满足技术条件要求。(三)、10kv隔离开关由于本站所配置的lokv开关柜采用小置式（即手车式）开关柜，不另配隔离开关，因此不 需进行1orv用隔离开关的选择。第三节母线及电缆的选择与校验一、母线的选择与校验由于llokv和35kv配电装置为户外形式，

39、因此在选择母线时，可以根据电力设计手册中 的选择原则采用常规的钢芯铝绞线形式。（一）、按最大工作电流选择导线截面s1、llokv 母线:总综合负荷为s35zmax + s（）zmax - 32. 13+11. 156=43. 286mva,母线最大工作电流为iy为环境温度为+25°c时导体长期允许载流量，查阅电力工程电气设计手册-12p411 , 考虑今后负荷增长的需要，决定选择导线：lgj120作为llokv母线.该母线在导体最高允许 温度+70°c时iy二408a,在导体最高允许温度+80°c吋iy二417a,心为温度修正系数，在导体最 高允许温度+80

40、76;c、实际环境温度为+40°c>海拔高度1000米及以下时，ke二0.83,ko* iy = 0.83x417= 346 ako* iy >igniax=250a因此所选择的导线截面能够满足llokv母线最人工作电流的要求。2、35kv 母线：综合负荷为s35 zmax = 32. 13mva，母线最大工作电流为iy为环境温度为+25°c时导体长期允许载流量，查阅电力工程电气设计手册-121p4ip 同时兼顾考虑今示负荷增长的需要，决定选取导线：lgj-300作为35kv母线，该母线在导体 最高允许温度+70°c时iy二735a,在导体最髙允许温度

41、+80°c吋iy=742a, ko同上。iq* 1疔 0.83x742= 615 a2产iy >1脚&二530因此所选择的导线截面能够满足35kv母线的最人工作电流的要3、10kv 母线：由于10kv配电装置放置于配电室内，即10kv配电装置为户内式，因此，根据设计原 则，决定10kv母线的选择采用硕母线的形式，考虑到导电性能及目前电网公司规程的要求， 决定10kv硬母线所用素材为硬铜母线。根据选择原则igmax wiq* iy ；根据両而的计算得:igmax = 644a ,查阅电力工程电气设计手册-121p333：选用单 条平放50x5矩形铜导体的长期允许载流虽iy

42、 =839 a , k« = 0. 83 ,则有ke* iy = 839x0. 83 = 696 ake* iy > igmax由以上计算数据可以看出，所选的10kv硬铜母线能够满足最人t作电流的要求。(二) 、热稳定校验查阅电力工程电气设计手册tp337,可知，要看所选择的母线是否合适，就要看 它的热稳定是否符合要求。而母线的热稳定的校验可通过如下公式来进行：s» smin上式屮，s导体的截流面积(mm2)；qd短路电流的热效应(a2*s)；1-稳态三相短路电流(ka)；tdz用路电流发热等值时间；c与导体材料及发热温度有关的系数，其直如表4-12所示电力 匸程电气

43、设计手册t2p337表7必导体材料短路吋允许最高温度c铜300171铝及铝猛合金20087钢(不和电器直接连接时)40067钢(和电气直接连接时)30060由于hokv. 35kv母线采用的是钢芯铝绞线，所以在进行母线热稳定校验时，可以依据 上表，选择系数c的值为87；而10kv母线为硬铜母线，根据上表，选择系数c的值为171。 下面就对所选的llokv、35kv及10kv母线进行热稳定校验：1、llokv 母线s n smin由前而第三章第一节、第四章第一节的计算及表4-12可知l = 5.814 ka； tdz=l. 7； c 二 87 所以llokv母线的截流而积最小应为:6.201x1

44、03xv1?7 9z93mm287c刊知 s0kv选即所选的llokv母线能够热稳左的要求。2、35kv母线s n sminc由前而第三章第一节、第四章第一节的计算及表4-12可知u 二 3. 77ka； tdz=2. 55； c = 87所以35kv母线的截流面积最小应为：smin87严=177x103x7235 u 6933mm2co7可知百>s .35kv 选min即所选的35kv母线能够热稳定的要求。3、10kv母线2s>s =_【8 tz = i°°jtz_ min - c - c c根据前面第三章第一节、第四章第一节的计算及表4-12可知ix = 1

45、0. 558ka； tdz=l. 75； c = 171所以10kv母线的截流面积最小应为：171smin =毕=10.55惴仆82mm2 可知sgkv选-smin对于10kv硬母线，由于英固定安装于10kv户内，因此还需校验英动稳定是否满足要求。 查阅电力工程电气设计手册-12338,可知硬铜母线的允许应力应大于作用在母线上的应力，即込 “max竟产 10 ' pa其中：by母线材料的允许应力，硬铜by = 140x106 pa；作用在母线上的最人应力;ich短路冲击电流，根据前面的计算可知id =26.923 ka；(7- 支持绝缘了间的跨距。l=1.2m；w 截而积系数，木次计算

46、取0.167bh2；b母线厚度(m)；h母线宽度(m)；a母线相间距，木次计算去0.25m；0震动系数，取；0=1lxl.22crmax = 1.73x26.9232xio-8将以上参数输入上式中，得：0.25 x 0.167 x 0.005 x0.052u 34.6x10& pa山以上的计算可以看出硬铜的允许应力：cfy = 140x106 pa > o-max= 34.6x1 o6 pa所以所选的硬铜母线能够满足动稳怎的要求。二、10kv电缆的选择与校验山于变电站10kv馈线903为电缆岀线，因此应该対改岀线电缆进行选择及校验。(-)电缆的选择1 >按额定电压选择应满足

47、ugmaxwuc ;由于馈线903为10rv出线电缆，其电压等级为10kv,因此所选的电缆电压等级也应该为 10kv电缆。查阅电缆图表手册8p5,决定选择软化点高、热变形小、在高温下机械强度 高、抗老化能力性能好等特点的交联聚乙烯电缆作为903馈线的出线电缆，芯数为三芯，材质 为铜芯；同时903馈线电缆采用直埋的方式。2、按最大持续工作电流选择电缆截面s丿应满足igmax w k*iy ；式中：k-温度修正系数，由相关资料查得，环境温度为+40°c,缆芯工作温度为+65°c时，k =0. 791igmax= 57.7 as；m.ax _v5 ue _ 73x10査阅电缆图表

48、手册p&4，同时考虑到今后负荷增长的需要，选择三芯交联聚乙烯电 缆的截而积为50 mm2e该电缆的长期允许载流量在空气中敷设时,二231 a,在土中直埋敷设 时 iy =217 a,k*iy =0. 791x217=171. 6ak*iy > igmax所以选用50mn?芯的okv三芯交联聚乙烯电缆能够满足要求。(-)电缆的校验1、按经济电流密度校验参考«110kv降压变电站设计指导，对所选的电缆经济电流密度是否满足要求，可以通过 如下的公式来进行校验：s. -i&j minj j式中：j经济电流密度，同样参考llokv降压变电站设计指导，假设馈线903的最大负

49、荷利用小时为5000小时以上，则其经济电流密度达到3 (a/mm2 )；而所选电缆的经济电流密度sm犷埠匚課小mm?sj - minj所选用50nim2的三芯交联聚乙烯电缆其截面能够满足经济电流密度的要求。2、热稳定校验参考liokv降压变电站设计指导，对所选的电缆热稳定是否满足要求，可以通过如卜.的 公式来进行校验：由前面笫三章笫一节、第四章笫一节的计算及表4-12可知u = 10.558ka； c =171参考llokv降压变电站设计指导，在本次设计当中，由于所选的电缆截而比较大，因此 在进行电缆的热稳定校验时，只考虑速动保护动作，设断路器跳闸时间为0.1、保护动作时间 为 0. 1； t

50、 二 0. 1+ 0. 1 =0.2 秒，卩二1,查相关资料得：tz = 0. 17秒， tdz= tz+ 0. 05p2= 0.22 秒；将以上各项数据代入校验公式得：10.558x103x<22mu 29mm2可知 s903 > smin9o3因此所选缆芯截而满足热稳定校验的耍求。3、按允许电压降校验参考llokv降压变电站设计指导，对所选的电缆热稳定是否满足要求，可以通过如下的 公式来进行校验：v3lmax/?lxl00au% =< 5%ues其中： p电阻率，取p二0. 029qmm2 /m ；u% = 0.5% <5%7x57.7x0.029x1x10010x

51、103x50根据以上的计算结果，町知所选的电缆能够满足允许压降校验的要求。第四节 电流互感器的选择与校验一、电流互感器的选择原则电流互感器用于交流电力系统屮，由于电力系统中的二次保护、测量、计量等设备的额定 多电流很小，仅为儿安培左右，因此，电流互感器的二次额定电压比较小，分别为1a或者5a。 一般情况下，弱电系统用1a,强电系统用5a,在本次设计当中，我们选择二次额定电流为5a 的电流互感器。查阅电力工程电气设计手册-12卩247,电流互感器的选择按如卜表所列技术条件进行 选择，同时也应按卜表使用环境和条件进行校验。表4一12电流互感器的参数选择项目参数技术条件止常工作条件一次回路电压，一次

52、回路电流、二次回路电流、二次 侧负荷、准确度等级短路稳定性动稳定倍数、热稳定倍数承受过电压能力绝缘水平、泄鉤比距动稳定校验是对产品本身带有一-次冋路导体的电流互感器进行校验，对于母线从窗口穿过 l无固定办的电流互感器可不用进行动稳定校验。热稳定校验则是验算电流互感器承受短路电 流发热的能力。(1)动稳定校验电流互感器的动稳定性通常以额定动稳定电流或动稳定倍数kd表示，校验公式如下所 示：k. >k. =4xl03 d js v2iie其中：kd动稳定倍数，由制造部门提供；k.短路吋动稳定倍数；ich 短路冲击电流的瞬时值(ka)；ile电流互感器的一次绕组额定电流(a)(2)热稳定校验制造部门在产品型录中一般给出t=ls或t=5s的额定短时热稳定电流或热稳定电流倍数kr,校验可按如下式进行：kr>k'. =2/9zhxio3 r 2 i由以上公式nj以推出热稳定校验的另一公式 qcj > qd英中制造部门提供的热