电气工程与自动化范文1

1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题题 目：目：_ _ _入入 学学 年年 月月_姓姓 名名_学学 号号_专专 业业_联联 系系 方方 式式_学学 习习 中中 心心_指指 导导 教教 师师_ _完成时间完成时间_年年_月月_日日目目 录录摘 要.1关键词.1前 言.2第一部分 设计说明书.21.概 述.21.1 ZY1 市郊区变电站地理位置如下图.21.2 张果屯乡基本概况.22设计依据.22.1 原始资料要求：.22.2 设计规模.33 电气主接线.43.1 主变压器选择.43.2 110kV 接线.43.3 35kV 接线.53.4 10kV 接线.63.5 电气主接线方式.63.6 无功

2、补偿.73.7 中性点设备.74 短路电流计算.75 主要设备选择.85.1 断路器.85.2 隔离开关.85.3 10kV 并联电容器.95.4 导体.95.5 绝缘子.105.6 互感器.106 电气设备布置及配电装置.116.1 电气总布置.116.2 配电装置.116.3 互感器的配置.127 防雷规划.128继电保护规划设计.138.1 主变压器保护.138.2 110kV 的保护.148.3 35kV 保护.148.4 10kV 保护.158.5 电力电容器组保护.15第二部分 计算书.151 短路电流计算.151.1 各元件参数计算.151.2 短路电流计算.172设备选择.21

3、2.1 110kV 断路器选型和校验.212.2 110kV 隔离开关选型.232.3 35kV 断路器选型和校验.232.4 35kV 隔离开关选型.252.5 10kV 断路器选型和校验.252.6 10kV 隔离开关选型.282.7 母线的选择.302.8 电流互感器的选择.372.9 电压互感器的选择.413. 低压侧 10kV 无功补偿.43参考文献：.45致 谢.46摘摘 要要本文主要是结合市区工业、生活及郊区乡镇工业与农业用户供电电网现状及存在的问题进行了论述，从负荷增长方面阐明了 ZY1 市郊区建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，

4、安全，经济及可靠性方面考虑，确定了 110kV，10kV 以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了 110kV 电气一次部分的设计。关键词关键词110KV变电站、建设、负荷前前 言言 为了适应地方经济发展，解决电力供需矛盾，根据本县国民经济发展的实际，通过对 ZY1 市郊区自然概况、ZY1 市郊区电网状况、市区工业、生活及郊区乡镇工业与农业用户供电区基本概况、电网现状及存在的问题，

5、初步确定了 ZY1 市郊区变电站建设的可行性。第一部分第一部分 设计说明书设计说明书1.1.概概 述述1.1 ZY1 市郊区变电站地理位置如下图1.2 ZY1 市郊区建变电站基本概况ZY1 市郊区变电站市区东南部，总面积 32 平方公里，辖 15 个行政村，总人口 2.8万，总耕地面积.万亩。 1.3 负荷资料表最大负荷(MW)穿越功率(MW)负荷组成（%）电压等级负荷名称近期远景近期远景一级二级功率因数Tmax(h)线长(km)市系线101810市甲线101810备用 110110kV备用 212棉纺厂 12320400.7555003.5棉纺厂 22320400.7555003.5印染厂

6、12430400.7850004.5印染厂 22430400.7850004.5毛纺厂2320400.7550002.5针织厂1220400.7545001.5柴油机厂13425400.840003柴油机厂23425400.840003橡胶厂1230400.7245003市区 11220400.825002市区 21220400.825002食品厂1215300.840001.5备用 12备用 22备用 32备用 42备用 5210kV备用 622 2设计依据设计依据2.1 原始资料 1.电力系统接线简图如图 1 所示。图中有系统电源数据；有电网线路数据以及变电站的初步信息。图 1 电力系统接

7、线简图 注：图中系统容量、系统阻抗均为最大运行方式的数据。 系统最小运行方式时，S1=1300MVA，XS1=0.65；S=150MVA，XSII=0.8。2.2 变电站资料 1.建站目的。本变电站位于 ZY1 市郊区，向市区工业、生活及郊区乡镇工业与农业用户供电，为新建变电站。 2.110kV 母线主接线形式为单母线分段，110kV 出线 2 回,见图 1 中所示； 3.主变压器 2 台，总容量 250MVA，自然油循环风冷，有载调压变压器； 4.10kV 母线主接线形式为单母线分段，10kV 出线 14 回，每回线路长度 5km，导线LGJ-240，负荷 5000kVA。 5. 所址地理位

8、置及环境条件。站址地区海拔高度 200m,地势平坦，地震烈度 6 度。年最高气温40，年最低气温-20，最热月平均最高温度+30，最大复冰厚度10mm，最大风速 25m/s，土壤热阻率t=100cm/W，土壤温度 20，地下水位较低,水质良好，无腐蚀性。2.3 设计任务 1.变电站总体分析； 2.负荷分析计算； 3.主变压器选择； 4.电气主接线设计； 5.短路电流计算； 6.电气设备选择； 7.配电装置及电气总平面布置设计； 8.防雷保护设计(选)。2.4 设计成品 1.设计说明书一份（20-30 页）； 2.图纸 1)电气主接线图(#3 图)； 2)电气总平面布置图(#3 图)； 3)11

9、0kV 配电装置平面布置图(#3 图)； 4)110kV 进出线间隔断面图(#3 图)； 5)变电站避雷针平面布置及保护范围图(#3 图，选作)。3 3 电气主接线电气主接线3.1 主变压器选择本变电所主变压器容量为 250MVA，为便于维护管理，两台主变压器选用三相油浸风冷型三绕组铜线有载调压电力变压器，所选型号为 SFSZ7-50000/110，电压等级11081.25%/38.522.5%/11、10.5、6.6、6.3kV，接线组别YN，yn0，d11；U12=10.5%，U13=17%，U23=6.5%。变压器的选择：型号容量电压组合及分接范围短路阻抗电压高压中压低压高低高中中低空载

10、电流容量比连接组别SFSZ7-50000/11050MVA 11081.25%38.52*2.5%6.6,10.5,6.3,1117-1810.56.51.2100/100/50YN.yn0.d113.2 110kV 接线 具体对电气主接线的基本要求为：具有适当的可靠性，有较好的灵活性（操作、调度、扩建），简单清晰，便于操作，经济性好。本变电所在 110KV 电网中，具有很大的重要性，根据背景材料要求初选主接线方案是单母线分段带旁路。其示意接线图如下：3.3 35kV 接线 电压等级为 35KV60KV，出线 48 回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线，为保证断路器检修时不中断对用户供

11、电，单母线分段可增设旁路，但本变电所采用 SF6断路器，不需要检修，故不需设旁路。初选两种方案：方案一是单母线分段，方案二是双母线。 项目单母线分段优点1、两母线段可以分裂运行，也可以并列运行。2、重要用户可用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。3、任意母线或隔离开关检修，只停该段，其余段可继续供电，减少了停电范围。缺点1、分段的单母线增加了分段部分的投资和占地面积。2、某段母线故障或检修时，仍有停电情况。3、某回路断路器检修时，该回路停电。4、扩建时需向两端均衡扩建。方案一图方案二图两种方案的比较：项目方案一方案二技术1、简单清晰调度灵活2、不会造成全所停电，保证重要用户的供电1、供电可靠

12、，调度灵活，扩建方便，便于试验2、易误操作经济1、设备少 2、投资小3、占地少1、设备多，配电装置复杂2、投资和占地面机大鉴于电压等级不高，在一定的安全与灵活性的基础上要求较好的经济性，故选用投资较小的方案一。3.4 10kV 接线 考虑到 10KV 电压等级八回出线，不是很高等级的用户负荷，发生故障时短时间内不会对用户造成重大损失，10KV 采用投资较低、占地小的单母线分段为主接线。3.5 电气主接线方式综合三个电压等级选用的接线方式，确定以下接线方式为最终备选方式：110kV 母线采用双母线，35kV 母线采用单母线分段的接线方式，10kV 母线采用单母线分段的接线方式。其示意接线图如下：

13、3.6 无功补偿装于 10kV 母线侧，最终容量按 210MVar 配置，1 段、2 段分别装设一组。型号为：BFF11/-1000-3W,额定容量:10Mar33.7 中性点设备主变压器 110kV 侧中性点采用避雷器加保护间隙保护，也可经隔离开关接地。主变压器 35kV 侧中性点采用避雷器加保护间隙保护。4 4 短路电流计算短路电流计算短路电流计算包括 110kV、35kV 和 10kV 母线出现最大短路电流方式下 0 秒、1.5秒、2.0 秒、3.0 秒、4 秒和冲击电流的计算。110kV 母线的最大短路电流是 110KV 母线三相短路的情况，35kV 母线的最大短路电流是分段断路器闭合

14、运行时分段断路器一侧三相短路的情况。10kV 母线的最大短路电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况。2系统1102000=0.04(=100)2 81035110所以短路电流计算是对以上三点进行计算的。在考虑主变并列运行的情况下，短路电流计算结果如下：表 1：短路电流计算结果表：短路点0S1.5S2.0S3.0S4.0S冲击电流 ish110kV 母线侧三相短路电流（kA）4.3804.110_4.143_11.15035kV 母线侧三相短路电流（kA）6.264_6.463_6.48115.94510kV 母线侧三相短路电流（kA）27.582_26.877_27.83470

15、.2125 5 主要设备选择主要设备选择5.1 断路器5.1.1 110kV 断路器110kV 断路器选用 LW6-110/1600 型 SF6断路器，额定电流 1600A，额定开断电流40kA ,动稳定电流 80 kA，热稳定电流 31.4KA（3s）。5.1.2 35kV 断路器35kV 断路器选用 LW16-35/1600 型 SF6断路器，额定电流 1600A，额定开断电流25kA，动稳定电流 63kA，热稳定电流 25KA（4s）。5.1.3 10kV 开关柜和断路器10kV 开关柜选用 XGN-10 型固定式开关柜。柜中配：母线断路器 SN10-10III/2000型断路器，额定电

16、流为 2000A，额定开断电流 43.3kA，动稳定电流 130 kA，热稳定电流 43.34KA（4s）；出线断路器 SN10-10II/1000 型断路器，额定电流为 1000A，额定开断电流 31.5kA，动稳定电流 80 kA，热稳定电流 31.5KA（2s）5.2 隔离开关5.2.1 110kV 隔离开关110kV 隔离开关选用 GW5-110GD 型隔离开关。额定电流 1000A。5.2.2 35kV 隔离开关35kV 隔离开关选用 GN2-35T 型隔离开关。额定电流 1000A。5.2.3 10kV 隔离开关10kV 母线隔离开关选用 GN10-10T 型隔离开关，额定电流 3

17、000A。10kV 出线隔离开关选用 GN6-10T 型隔离开关，额定电流 1000A。表 2：110kV 断路器及隔离开关选择结果表项目LW-110GW5-110GDUN110(kV)UN110(kV)110(kV)Igmax347(A)IN1600(A)1000(A)I4.380(kA)Ibr40(kA) ish11.150(kA)imax80(kA)83(kA)Qk51(kA2s)It2t31.523=2976.7(kA2s) 2524=2500(kA2s)电流计算结果表 3： 35kV 断路器及隔离开关选择结果表表 4：10kV 母线断路器及隔离开关选择结果表项目ZN28-10/200

18、0GN30-10/2000UN10(kV)UN10(kV)10(kV)Imax1819(A)IN2000(A)1000(A)I27.582(kA)Ibr43.3(kA) ish70.212(kA)imax130(kA)160(kA)Qk2918.7(kA2s)It2t7499.6(kA2s)28125(kA2s)电流计算结果表 5：10kV 出线断路器及隔离开关选择结果表5.3 10kV 并联电容器并联电容器组布置在 10kV 配电装置附近，选用密集型电容器组成套装置，户外布置。5.4 导体110kV 主变进线最大工作电流为 347A，导线选用硬母线 LF-21Y80/72；主变压器 35kV

19、 侧最大工作电流电流为为 992A，导线选用软导体 LGJ-800/70；主变压器项目LW16-35/1600GW5-35/1000UN35(kV)UN35(kV)35(kV)Igmax992(A)IN1600(A)1000(A)I6.264(kA)Ibr25(kA) ish15.945(kA)imax63(kA)70(kA)Qk166(kA2s) It2t2524=2500(kA2s)3781(kA2s)电流计算结果项目SN10-10II/1000GN6-10T/1000UN10(kV)UN10(kV)10(kV)Imax320.7(A)IN1000(A)1000(A)I27.582(kA)

20、Ibr31.5(kA) ish70.212(kA)imax80(kA)75(kA)Qk2918.7(kA2s)It2t3749.7(kA2s)4500(kA2s)电流计算结果10kV 侧最大工作电流电流电流为 1819A，10kV 母线选用硬母线：三条矩形铝导体125*10。表 6：母线的选择结果表S(mm2)放置方式 Iy(A)(33)(106Pa)Igmax(A) Smin(mm2) (106Pa)110kV硬母线 80/70管型铝锰合金 水平放80.0910kV硬母线12510矩形铝排水平放置400070181927981.78335KV软导体800/70132

21、9A(30)992148.23选择结果设备名称计算结果5.5 绝缘子根据电压等级和安装地点选择绝缘子。表 7：绝缘子选择情况：安装地点型号额定电压110kV 户外式配电装置ZS-110110kV35kV 户外式配电装置SGX-70/3535kV10kV 户内式配电装置ZNB-1010kV5.6 互感器互感器既是电力系统中一次系统与二次系统间的联络元件，同时也是隔离元件。他们将一次系统中的高电压、大电流，转变为低电压，小电流，供测量、监视、控制及继电保护使用。互感器的具体作用：（1）将一次系统各级电压均变成 100V（或对地 100V/）3以下的低压，将一次系统各回路电流均变成 5A（或 1A、

22、0.5A）以下的小电流，以便于测量仪表及继电器的小型化、系统化、标准化。（2）将一次系统和二次系统在电气方面隔离，同时互感器二次侧必须有一点可靠接地，从而保证了二次设备及人员的安全。表 8：互感器选择情况列表：设备名称型号YDR-110 0.5/1.0/3P 级YDR-110 0.5/1.0/3P 级JDZX8-35 0.5/1.0/3P 级JSW-10 0.5/1.0/3P 级线路保护LCWB6-110B 5P/5P/1.0/0.5主变保护LCWB6-110B 5P/5P/1.0/0.5LCWB6-110B 5P/5P/1.0/0.5 LCWB-35 5P/5P/1.0/0.5 LCWB-3

23、5 5P/5P/1.0/0.5 LMC-10 5P/3P/1.0/0.5 LMC-10 /3P/1.0/0.5安装地点35kV母线10kV母线110kV线路110kV线路110kV母线电压互感器电流互感器110kV母联35kV线路35kV母联10kV母联10kV出线6 6 电气设备布置及配电装置电气设备布置及配电装置6.1 电气总布置本变电所主变压器，35kV、110kV 配电装置，并联电容器组均为户外布置，10kV高压开关柜等电气设备布置在屋内，35kV、110kV 均为架空出线，10kV 为电缆引至围墙外电杆架空出线。6.2 配电装置6.2.1 110kV 配电装置110kV 配电装置为户

24、外普通中型布置，采用敞开式电器。70 年代以来,管形母线普通中型布置在 110KV 电力系统配电装置中广泛应用,这种布置本身具有许多优点.因为母线采用铝锰合金管,以棒形支柱绝缘子支撑,其弧垂很小,没有电动力和风力引起的摇摆,可以压缩相间和相对地 的距离,同时又采用了合并构架,从而减少占地面积.6.2.2 35kV 配电装置35kV 配电装置为户外普通中型布置，采用敞开式电器。6.2.3 10kV 配电装置10kV 配电装置采用户内布置，为了节省占地面积,减少维护量,检修方便,10KV 配电装置采用成套配电装置,本工程采用单层高压开关柜布置,选型为 XGN-10 固定高压开关柜,它由断路器室、母

25、线室电缆室、和仪表室组成。主变 10kV 经母线桥直接引入开关柜，开关柜二次电缆均敷设在盘前的电缆沟内，一次电缆穿管敷设至室外电缆沟。10kV 并联电容器布置在 10kV 配电装置的附近。6.3 互感器的配置为电力系统的正常运行，保证供电质量，且在短路故障时能迅速地将故障元件切除，不致造成故障范围扩大，必须通过二次设备以实现测量、监控及保护，二次设备信号由互感器取得。电力系统中必须合理地配置互感器。6.3.1 电压互感器的配置电压互感器的配置应该根据测量、同期、保护等需要，分别装设相应的互感器：母线工作母线和备用母线都应装设一组三绕组电压互感器，母线如分段，应在各段母线上各装设一组三绕组电压互

26、感器。110kV 及以上线路为了节约投资和占地面积，载波通信和电压测量可共用耦合电容，故一般装设电容分压电压互感器。6.3.2 电流互感器的配置电流互感器的配置 所有支路均应按测量、计能、继电保护要求装设相应的电流互感器。变压器、110kV 及以上大接地电力系统各贿赂中，一般应三相均装设电流互感器，以满足测量仪表、保护和自动装置要求，以保证供电可靠性。7 7 防雷规划防雷规划变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽，变电所的雷害事故往往导致大面积停电，变电设备(最主要的是电力变压器)的内部绝缘水平往往低于线路绝缘水平，且不具有自动恢复功能，一旦雷电过电压击穿，后果十分严重。所以，变电所必须

27、设置防雷保护。直击雷防护 本变电所采用 110KV 配电装置构架设避雷针，35KV 及 10KV 配电装置由于绝缘水平不高，雷击构架避雷针时，容易导致绝缘逆闪络（反击），故设置独立避雷针，它又自己专有的支座和接地装置，其接地电阻不超过 10 欧。入侵雷电过电压波防护 对于入侵波的防护一般采用阀式避雷器，它的作用是限制过电压波的幅值，避雷器的选择：在 110KV 和 35KV 电力系统中，选择阀式避雷器中氧化锌避雷器。氧化锌避雷器没有串联放电间隙，主要由氧化锌非线性电阻组装而成，具有良好非线性，且动作迅速，残压低，通容量大，结构简单，可靠性高，维护方便，没有工频续流、灭弧等问题，所以选氧化锌避雷

28、器防护雷电过电压波入侵。由于金属氧化物避雷器没有串联间隙，正常工频相电压长期施加在金属氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不可超过它允许的持续运行电压。10kV 电力系统一般采用普通阀型避雷器。表 8：避雷器选择如下： 设备名称安装地点型号110kV 母线Y10W5-100/248110kV 进线侧Y10W5-100/24835kV 母线Y5W-4235kV 出线侧Y5W-4210kV 母线FS-1010kV 出线侧FS-10避雷器主变压器中性点FS-40 间隙保护8 8继电保护规划设计继电保护规划设计 继电保护泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统，

29、继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的任务是自动、迅速、有选择性地从电力系统切除故障，使故障元件免受继续遭到破坏，保证无故障部分正常运行；反应电气元件的不正常运行。8.1 主变压器保护110kV 变电所的电力变压器每组容量在 6090000MVA，属于大型变压器是电力系统中的重要电气设备。电力变压器的故障对电力系统和用户影响都很大。因此，必须对大型电力变压器配备完善的保护装置，在出现危及变压器安全的不正常运行状态时，能及早地发出报警信号或切除变压器，防止故障的发生。当变压器发生故障时，能尽快地切除变压器，使故障造成的

30、损失减到最小，使故障后的变压器更容易修复。故安装安全可靠地继电保护装置。本设计采用双主双后的配置方式：差动保护、复合电压闭锁的过电流保护、过负荷保护、零序过电流保护及瓦斯、油温、油位、压力释放等非电量保护。 主保护：差动保护变压器重瓦斯保护后备保护：复合电压闭锁过流保护零序过流保护过负荷保护非电量保护差动保护 适用于 6.3MVA 及以上的厂用变压器和并联运行的变压器，以及10MVA 及以上的厂用备用变压器和单独运行的变压器。它是变压器的主保护。变压器重瓦斯保护 适用于油浸式变压器，它反应油箱内的故障。当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧的断路器。相间短路的后备保护 对降压变压器宜采用过电

31、流保护；当灵敏度不满足要求时，应采用复合电压起动的过电流保护，后备保护均带时限动作于相应的断路器跳。零序过流保护 对中性点自接接地电力网内，外部接地短路引起过电流时，变压器中性点接地运行，应装设零序过流保护。过负荷保护 对于 400KVA 以上变压器，当数台并列运行时，应根据可能负荷情况安装过负荷保护，8.2 110kV 的保护线路保护 装设高频距离保护作为主保护 电流保护作为后备保护 母线保护 完全电流差动母线保护为主保护 过电流保护为后备保护8.3 35kV 保护线路保护 装设距离保护作为主保护，电流保护作为后备。三段式过流保护（带方向、电压闭锁）单相接地保护自动重合闸装置母线保护 完全电

32、流差动母线保护为主保护 过电流保护为后备保护 断路器失灵保护8.4 10kV 保护线路保护 三段式过流保护单相接地选线自动重合闸装置母线保护 完全电流差动母线保护为主保护 过电流保护为后备保护8.5 电力电容器组保护限时速断保护过流保护电流闭锁失压保护过电压保护为了改善供电质量，提高功率因数，常在变电所低压侧装设并联电容器组，并进行保护。电容器组与断路器之间连线短路各种故障保护，宜装设带延时地过流保护，动作于跳闸。当系统电压及高次谐波引起电容过负荷，故应装设反应母线电压稳升地过电压保护。第二部分第二部分 计算书计算书1 1 短路电流计算短路电流计算1.1 各元件参数计算由题目已知条件，系统接线

33、图见图 1：2系统1102000=0.04(=100)2 81035110图 1 系统连线图发电厂 G1、G2、G3、G4 电抗计算：取， ，MVASB100avBUU529.2385. 020GS， 605. 085. 0201001423. 04321 NBdSSXXXXX75. 02410010018100%8765NdkSSUXXXX250kM 线路等效电抗：1512. 0115100504 . 022109dBiUSlXXX280kM 线路等效电抗：2419. 0115100604 . 0221312ddiUSlXXX变压器电抗计算：5 .105 . 6175 .1021%1kU5

34、. 65 .105 . 61721%2kU0175 . 65 .1021%3kU1667. 0631001005 .10100%11614NBkSSUXX1037. 0631001005 . 6100%21715NBkSSUXX0631001000100% 3NBkSSUXX系统连线图的电抗图如下： 等效电路图1.2 短路电流计算1.2.1 110kV 母线三相短路，短路电流计算当 110kV 母线发生三相短路，即 K1 点发生三相短路，原图化简为336. 0)(514118XXX0756. 092119XX1609. 011122120XXX各电源的计算电抗：219. 31002000160

35、9. 0ScaX3876. 01004529.234118. 0GcaX查运算曲线可得各时刻短路电流的标么值：， (各时刻短路电流相等)219. 3SCaX311.SI， t=0s 时刻 9184. 0GCaX662. 2GIt=1.5s 时刻 09. 2GIt=3.0 s 时刻 16. 2GI各时刻短路电流有名值： kA380. 411534529.23662. 211532000311. 0 I kA110. 411534529.2309. 211532000311. 0)5 . 1(I kA143. 411534529.2316. 211532000311. 0)0 . 3(IKA150

36、.118 . 12 Iish1.2.2 35kV 母线三相短路，短路电流计算当 35kV 母线发生三相短路，即 K2 点发生三相短路，原图化简为：1352. 0)(15142122XXX8930. 0212220222023XXXXXX3490. 0202221222124XXXXXX各电源的计算电抗：98. 61002000.3940. 0SCaX8426. 01004529.238930. 0GCaX查运算曲线可得各时刻短路电流的标么值：， (各时刻短路电流相等)98. 6SCaX1432. 098. 61SI， t=0s 时刻 8426. 0GCaX22. 1GIt=2.0s 时刻 35

37、8. 1GI t =4s 时刻 370. 1GI各时刻的短路电流的有名值： kA264. 63734529.23222. 137320001432. 0 I kA210. 63734529.23358. 137320001432. 0)0 . 2(I kA481. 63734529.23370. 137320001432. 0)0 . 4(IKA945.158 . 12 Iish1.2.3 10kV 母线三相短路，短路电流计算当 10kV 母线发生三相短路，即 K3 点发生三相短路，原图化简为：7084. 0212520252026XXXXXX2768. 0202521252127XXXXXX

38、各电源的计算电抗：536. 510020002768. 0SCaX6667. 01004529.237084. 0GCaX查运算曲线可得各时刻短路电流的标么值：， (各时刻短路电流相等)536. 5SCaX1806. 0536. 51SI， t=0s 时刻 6667. 0GCaX492. 1GIt=2.0s 时刻 549. 1GI t =4s 时刻 734. 1GI各时刻的短路电流的有名值： kA582.275 .1034529.23492. 15 .10320001806. 0 I Ka877.275 .1034529.23549. 15 .10320001806. 0)0 . 2(IkA8

39、34.285 .1034529.23734. 15 .10320001806. 0)0 . 4(IKA212.708 . 12 Iish各短路点各时刻短路电流如下：短路点0S1.5S2.0S3.0S4.0S冲击电流 ish110kV 母线侧三相短路电流（kA）4.3804.110_4.143_11.15035kV 母线侧三相短路电流（kA）6.264_6.463_6.48115.94510kV 母线侧三相短路电流（kA）27.582_26.877_27.83470.2122 2设备选择设备选择2.1 110kV 断路器选型和校验（1）110kV 断路器选型初选断路器型号：主变压器 110KV

40、侧系统最大长期工作电流由公式：kA347. 011036305. 1305. 1maxNNgUSI根据 UN=110 kV，Igmax=0.347 kA 及屋外布置的要求,查表初选型号为 LW-110 型SF6断路器。其额定技术数据为： UN=110 kV， IN=1600 A， 额定开断电流为： Ibr=40kA，动稳定电流： imax=80 kA，热稳定电流（及时间）： It=31.5 kA（3s），固有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时间： th=0.04s选后备保护时间：tb2=2.9s短路热稳定计算时间：tk=2.9+0.06+0.04=3.0(s), 断路切断计算时间： t1

41、=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=4.380 kA，ish=11.150 kA（2）110kV 断路器设备校验校验开断能力因 t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到 20%，对 It影响很小，可以不考虑）I=4.380 kA40kA满足要求校验动稳定ish=11.150 kA80 kA 满足要求 校验热稳定tk=3.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 325 . 1210121 0 . 3143. 4110. 410380. 4121222 =51.317 kA2s31.524=2976.75kA2s满足

42、要求由以上计算表明，选择 LW-110 型 SF6断路器可满足要求。2.2 110kV 隔离开关选型（1）110kV 隔离开关选型由已知条件 UN=110 kV，Igmax=347A，初选 GW5-110GD 隔离开关其额定参数为：额定电压： UN=110 kV额定电流： IN=1000 A，热稳定电流：It=25kA（4s），动稳定电流：imax=83kA，（2）110kV 隔离开关校验校验动稳定ish=11.150 kA83 kA 满足要求校验热稳定tk=3.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 325 . 1210121 0 . 3143. 4110. 4103

43、80. 4121222 =51.317 kA2s2524=2500kA2s满足要求由以上计算表明，选择的 GW5-110GD 型隔离开关可满足要求。110kV 断路器及隔离开关选择结果表项目LW-110GW5-110GDUN110(kV)UN110(kV)110(kV)Igmax347(A)IN1600(A)1000(A)I4.380(kA)Ibr40(kA) ish11.150(kA)imax80(kA)83(kA)Qk51(kA2s)It2t31.523=2976.7(kA2s) 2524=2500(kA2s)电流计算结果2.3 35kV 断路器选型和校验（1）35kV 断路器选型：初选断

44、路器型号：主变压器 35KV 侧系统最大长期工作电流由公式：A9925 .3836305. 1305. 1maxNNgUSI根据 UN=35 kV，Igmax=992A 及屋外布置的要求,查表初选型号为 LW16-35 型 SF6断路器。其额定技术数据为： UN=35 kV， IN=1600 A， 额定开断电流为： Ibr=25kA，动稳定电流： imax=63kA，热稳定电流（及时间）： It=25 kA（4s），固有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时间： th=0.04s选后备保护时间：tb2=3.9s短路热稳定计算时间：tk=3.9+0.06+0.04=4.0(s), 断路切断计算

45、时间： t1=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=6.264 kA，ish=15.945 kA（2）35kV 断路器设备校验：校验开断能力因 t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到 20%，对 It影响很小，可以不考虑）I=6.264 kA25kA满足要求校验动稳定ish=15.945 kA63 kA 满足要求 校验热稳定tk=4.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 420 . 2210121 0 . 4481. 6463. 610264. 6121222 =166.315 kA2s2524=2500kA2s

46、满足要求由以上计算表明，选择 LW16-35 型 SF6断路器可满足要求。2.4 35kV 隔离开关选型（1）35kV 隔离开关选型由已知条件 UN=35 kV，Igmax=992A，初选 GN2-35T 隔离开关其额定参数为：额定电压： UN=35 kV额定电流： IN=1000 A，热稳定电流：It=27.5kA（5s），动稳定电流：imax=70kA，（2）35kV 隔离开关校验校验动稳定ish=15.945kA70 kA 满足要求校验热稳定tk=5.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 420 . 2210121 0 . 4481. 6463. 610264.

47、 6121222 =166.315 kA2s27.525=3781.25kA2s满足要求由以上计算表明，选择的 GN2-35T 型隔离开关可满足要求。35kV 断路器及隔离开关选择结果表2.5 10kV 断路器选型和校验2.5.1 10kV 母线断路器选型和校验（1）10kV 母线断路器选型：项目LW16-35/1600GW5-35/1000UN35(kV)UN35(kV)35(kV)Igmax992(A)IN1600(A)1000(A)I6.264(kA)Ibr25(kA) ish15.945(kA)imax63(kA)70(kA)Qk166(kA2s) It2t2524=2500(kA2s

48、)3781(kA2s)电流计算结果初选断路器型号：主变压器 10KV 侧系统最大长期工作电流由公式：A18195 .10326305. 1305. 1maxNNgUSI根据 UN=10kV，Igmax=1819A 及屋内布置的要求,查表初选型号为 SN10-10II 型断路器。其额定技术数据为： UN=10 kV， IN=2000A， 额定开断电流为： Ibr=43.3kA，动稳定电流： imax=130kA，热稳定电流（及时间）： It=43.3 kA（4s），固有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时间： th=0.04s选后备保护时间：tb2=3.9s短路热稳定计算时间：tk=3.9+

49、0.06+0.04=4.0(s), 断路切断计算时间： t1=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=27.582 kA，ish=70.212 kA（2）10kV 母线断路器设备校验：校验开断能力因 t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到 20%，对 It影响很小，可以不考虑）I=27.582 kA43.3kA满足要求校验动稳定ish=70.212 kA130 kA 满足要求校验热稳定tk=4.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 420 . 2210121 0 . 4834.27781.2610582.27121

50、222 =2918.668 kA2s43.324=7499.56kA2s满足要求由以上计算表明，选择 SN10-10II 型断路器可满足要求。2.5.2 10kV 出线断路器选型和校验（1）10kV 出线断路器选型：初选断路器型号：主变压器 10KV 侧系统最大长期工作电流由公式：A7 .3207 . 05 .103405. 1cos305. 1maxNgUPI根据 UN=10kV，Igmax=320.7A 及屋内布置的要求,查表初选型号为 SN10-10III 型断路器。其额定技术数据为： UN=10 kV， IN=1000A， 额定开断电流为： Ibr=31.5kA，动稳定电流： imax

51、=80kA，热稳定电流（及时间）： It=31.5 kA（2s），固有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时间： th=0.04s选后备保护时间：tb2=1.9s短路热稳定计算时间：tk=1.9+0.06+0.04=2.0(s), 断路切断计算时间： t1=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=27.582 kA，ish=70.212 kA（2）10kV 出线断路器校验：校验开断能力因 t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到 20%，对 It影响很小，可以不考虑）I=27.582 kA31.5kA满足要求校验动稳定ish=70.212

52、kA80 kA 满足要求校验热稳定tk=2.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 0 . 28 .269 .2610582.27121222 =1452.5 kA2s31.522=1984.5kA2s满足要求由以上计算表明，选择 SN10-10III 型断路器可满足要求。2.6 10kV 隔离开关选型2.6.1 10kV 母线隔离开关选型（1）10kV 母线隔离开关选型由已知条件 UN=10 kV，Igmax=1819A，初选 GN10-10T 隔离开关其额定参数为：额定电压： UN=10 kV额定电流： IN=3000 A，热稳定电流：It=75kA（5s），动稳定电流：imax=160

53、kA，（2）10kV 母线隔离开关校验校验动稳定ish=70.212kA160 kA 满足要求校验热稳定tk=5.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 420 . 2210121 0 . 4834.27781.2610582.27121222 =2918.668 kA2s7525=28125kA2s满足要求由以上计算表明，选择的 GN10-10T 型隔离开关可满足要求。kktIIIQ20 . 220 . 1210121 2.6.2 10kV 出线隔离开关选型（1）10kV 出线隔离开关选型由已知条件 UN=10 kV，Igmax=320.7A，初选 GN6-10T 隔

54、离开关其额定参数为：额定电压： UN=10 kV额定电流： IN=1000 A，热稳定电流：It=30kA（5s），动稳定电流：imax=75kA，（2）10kV 出线隔离开关校验校验动稳定ish=70.212kA75 kA 满足要求校验热稳定tk=5.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 420 . 2210121 0 . 4834.27781.2610582.27121222 =2918.668 kA2s3025=4500kA2s满足要求由以上计算表明，选择的 GN6-10T 型隔离开关可满足要求。 10kV 母线断路器及隔离开关选择结果表项目ZN28-10/20

55、00GN30-10/2000UN10(kV)UN10(kV)10(kV)Imax1819(A)IN2000(A)1000(A)I27.582(kA)Ibr43.3(kA) ish70.212(kA)imax130(kA)160(kA)Qk2918.7(kA2s)It2t7499.6(kA2s)28125(kA2s)电流计算结果 10kV 出线断路器及隔离开关选择结果表项目ZN28-10/2000GN30-10/2000UN10(kV)UN10(kV)10(kV)Imax320.7(A)IN1000(A)1000(A)I27.582(kA)Ibr31.5(kA) ish70.212(kA)ima

56、x80(kA)75(kA)Qk2918.7(kA2s)It2t3749.7(kA2s)4500(kA2s)电流计算结果2.7 母线的选择母线选择的内容包括：确定母线的材料、截面形状、布置方式；选择母线的截面积；校验母线的动稳定和热稳定；对于 110kV 及以上的母线，还应校验能否发生电晕。2.7.1 110kV 母线的选择母线的选择2.7.1.1 母线的材料常用的母线材料有铜、铝和铝合金三种。结合本工程的实际情况，110kV 侧母线最大持续工作电流 Igmax=347 kA，母线的持续工作电流不大，布置尺寸不受限制，母线周围污秽等级不高，又因铝相对于铜易加工，安装方便，价格便宜。所以选择铝锰合

57、金作为母线材料。2.7.1.2 母线的结构母线的结构母线的结构和截面形状决定于母线的工作特点。为了有利于散热和保证短路时母线的动稳定，本工程 110kV 母线选择硬裸母线，管型母线的集肤效应系数最小，机械强度也比较高。因此本工程选用铝锰合金管型母线作为 110kV 母线。2.7.1.3 母线的布置形式母线的布置形式考虑到母线的散热，机械强度与母线的载流量，以及配电装置布置尺寸。选用三相水平布置（母线竖放）方式。这种布置方式散热性好，母线在流量大。2.7.1.4 校验母线的电晕问题校验母线的电晕问题电晕起始电压公式：rDrmkmUmcrlg3 .4921三相导体水平布置，取三相导体布置方式系数

58、k=0.96；管型母线，取导体表面状况系数=0.98；1m好天气，取天气系数=0.8；2m海拔在 1000 米以下，取空气相对密度 =1；导体半径为 r=4cm，三相导体的相间距离为 200cm。(发电厂电气部分表 83)得：Ucr=49.30.960.980.814(200/4)=252.162 kV kVUcr11063.533NU本母线选择满足防止电晕的要求。2.7.1.5 母线截面积选择母线截面积选择母线的选择有两种方式，第一种按长期工作电流选择，第二种按经济电流密度选择，一般年平均负荷较大，回路较长的导线用第二种方式选择。考虑到本变电所年平均负荷较大，选用按经济电流密度的选择方式。母

59、线材料定为铝锰合金，最大负荷年利用小时 Tmax=6500 h，查表得出经济电流密度 J=0.64。由母线经济截面积公式得：Se=347A/0.64=533.8mm2母线半径公式；13.04mm，直径 =13.042=26.08mmeSr所以选用 LF-21Y80/72 作为母线。2.7.1.6 母线的热稳定校验母线的热稳定校验短路切除时间tk=2.9+0.06+0.04=3.0(s) ， 0.5 tk =1.5(s)短路全电流效应tk =3.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响kktIIIQ20 . 325 . 1210121 0 . 3143. 4110. 410380. 412122

60、2 =51.317 kA2s 查发电厂电气部分表 32：短路前，材料的长期发热允许温度 70代替短路前导体的实际温度 故 70，查表得 C=87按照热稳定要求的母线最小截面积公式：)(12minmmQKCSkf27. 110317.5197116fkKQC=92.80 (mm2)所选用母线截面 S=945mm292.80mm2满足热稳定要求。2.7.1.7 母线的动稳定校验母线的动稳定校验在三相短路冲击电流作用下，中间相母线所受的最大电动力，由式 :(N) aLiKFshx2173. 0式中 ish三相短路冲击电流，kA；L两支持绝缘子间的每一段母线长度，即跨距，m；a相邻两相导体的汇总中心距