课程设计110kv变电所设计

1、南京理工大学课程设计题目：110KV河津变电所设计洛阳变河津变第五组小组成员及负责部分侯凌燕（组长1010190104）：电气主接线设计及短路计算张雪梅（1010190114）：导线截面选择钟思汝（1010190115）：隔离开关及断路器的选择聂建高（1010190133）：防雷保护和继电保护的设计李娜（1010190105）：电流互感器及电压互感器的选择陈皓菲（1010190101）：主变压器的选择指导老师：杨伟设计时间：2013年 8月25日至2013年 9月 13日目录第1章 原始资料3第2章 负荷分析8第3章 变压器的选择10第4章 导线选择13第5章 电气主接线18第6章 短路电流的

2、计算251短路电流计算的目的和条件252短路电流的计算步骤和计算结果26第7章 配电装置及电气设备的配置与选择321电气设备选择的一般条件322 设备的选择323 高压配电装置的配置33a高压断路器选择和校验34b隔离开关的选择和校验35c电压互感器的选择37d电流互感器的选择37第8章 继电保护的配置40第9章 防雷保护的配置44结课感受46参考文献46第一章 原始资料110kV 河津变电站设计设计任务书之一随着国民经济发展，河津县工农业生产增长需要，迫切要求供电容量增长，根据省市电业局批文，决定新建河津变电所。一、实测待建的河津变电所各电压级负荷数据，回路数，同时率等见表3。河津变电所每年

3、负荷增长率5%，需考虑五年近期发展规划。二、新建河津变电所受电方案有两种：一是从110KV潼关变受电。电力系统接线图见图1。三、电力系统中各厂、所、输电线等主设备的技术参数见表1、2、5、4。四、其他原始资料：所址：地形地势平坦，土石方开挖较少，土壤电阻率为：1.5104欧·厘米，地处海拔290米，高于百年一遇最高洪水位。该地区气候，平均气温15，最高气温35，最低气温-15。交通：新建河津变电所东侧有一条国家三级公路，进所公路为0.4公里。水源：新建河津变电所附近有河流，供水方便，水量充足。表1发电机主要技术参数厂名机号型号备注潼关火电站郑州火电站新绎火电站系统#14#12#14Q

4、FS-50-2QFS-50-2TQN-50-25050500.80.80.8510.510.510.514.114.114.3表2主变压器主要技术参数厂所名称台数型号容量比短路电压百分比空载电流（%）（%）（%）（%）潼关火电站4-60/1106010.50.85潼关变2-60/11060/60/3017.510.56.50.8洛阳变2-120/220120/120/609.316.510.70.178郑州火电站2-60/1106010.50.8郑州变2-60/11060/60/3017.510.56.50.8新绎火电站4-60/1106010.50.85新绎变2-60/11060/60/30

5、17.510.56.50.80河津变自选表2主变压器主要技术参数厂所名称损耗 (KW)110KV侧备注空载高中中低高低总计最大负荷最小负荷潼关火电站130310是最大负荷的80%潼关变5335025530090+j72洛阳变130.746525827690+j75郑州火电站130310郑州变5335025530085+j68新绎火电站130310新绎变5335025530087+j70表3待建河津变电所各电压级负荷数据电压等级线路编号最大负荷(MW)功率因数负荷级别甲乙丙丁35kVA所201817210.852同时率=0.9=5000小时B所151614160.82C所10101190.82造

6、纸厂111210110.81化工厂20205.56.50.81冶炼厂151614130.85110kV站甲332.52.50.851同时率=0.85=3500小时站乙22532.50.852毛纺厂10.80.91.10.82水泥厂1.210.91.30.82纺织厂0.80.80.80.90.82水厂21.52.530.81待建变电所每年负荷增长率5%，考虑五年近期发展规划。表4主变压器高压侧实际电压发电厂名称110KV侧实际电压潼关火电站115110郑州火电站115110新绎火电站113112系统(洛阳变220KV侧)230220表5线路参数起讫厂所长度(KV)型号备注新新45LGJQ400应

7、校核，可更换新河100河潼90河洛100潼潼40LGJQ300潼洛90LGJQ400洛郑80LGJQ300郑郑42LGJQ400洛系统200LGJQ400设计内容：1.受电方案：洛阳变河津变2.对河津变电所的电气部分进行设计。第二章：负荷分析1、 负荷分析的目的负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投

8、入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。2、总负荷计算35kv线路P（MW）五年后Q=Ptan（Mvar）五年后A所2025.5312.415.83B所1519.1411.2514.36C所1012.767.59.57造纸厂1114.048.2510.53化工厂2025.531519.14冶炼厂1519.149.311.87总计116.1481.30S35=91+j63.7，五年后

9、S35=116.14+j81.3010kv线路P（MW）五年后Q（Mvar）五年后站甲33.831.862.37站乙22.551.241.58毛纺厂11.280.750.96水泥厂1.21.530.91.15纺织厂0.81.020.60.77水厂22.551.51.91总计12.768.74S10=10+j6.85，五年后S10=12.76+j8.74110kv总负荷：S110=（0.9×S35+0.85×S10）（1+5%）5= 0.9×91+j63.7+0.85×（10+j6.85×155=115.35j80.58第三章 变压器的选择主变压

10、器选择主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。1. 变电所主变压器的选择有以下几点原则：1) 在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于330kV、550kV变电所，经技术经济为合理时，可装设34台主变压器。2) 对于330 kV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均

11、采用三相变压器。500 kV变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。3) 装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事帮停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。4) 具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。5) 与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免

12、在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。6) 500kV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。7) 对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。2、 主变台数的确定由原始资料可知，待建变电站负荷大，出线多，所以考虑初期用两台大容量主变。两台主变压器，可保证供电的可靠性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。随着未来经济的发展，可再投入一台变压器。3、 主变压器容量的确定: 由负荷计算可知：35kv，S35=116.14+j81.30，|S35|=141.77MVA10k

13、v，S10=12.76+j8.74，|S10|=15.47MVA110kv，S110=115.35+j80.58，|S110|=140.95(MVA)考虑到负荷的同时率，则S35=141.77×0.9=127.593MVA S10=15.47×0.85=13.15MVA S110=140.95MVA变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的 60%，即 S”110=75×S110=105.71MVA 7080的容量需求单台变压器运行要满足一级和二级负荷的供电需要 S'110=2015101120153211.20.82=101MVA故，变压

14、器的容量最少为120MVA.4、 相数的选择变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组，其经济性要好得多。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。因此待建变电站采用三相变压器。5、 绕组形式绕组的形式主要有双绕组和三绕组。规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。对深入

15、引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。三绕组变压器通常应用在下列场合：(1) 在发电厂内，除发电机电压外，有两种升高电压与系统连接或向用户供电。(2) 在具有三种电压等级的降压变电站中，需要由高压向中压和低压供电，或高压和重压向低压供电。(3) 在枢纽变电站中，两种不同的电压等级的系统需要相互连接。(4) 在星形-星形接线的变压器中，需要一个三角形连接的第三绕组。容量比：=0.790.5=0.090.5三个电压等级：10010050采用有载调压中性点直接接地，采用Y0Yn0d11 采用降压形式：低 中 高选择：四台SFPSZ

16、T75000110 电压等级：115kv,38.5kv,10.5kv阻抗电压：型号高压中压低压空载短路高中高低中低ISFPSZT7500011011538.510.580.038.522.51381.2第四章 导线的选择导线截面选择：经济电流密度：5000h，J=1.11 3500h，J=1.4110KV，100KM:P'=116.14×0.912.76×0.85=115.38MWQ'=81.3×0.98.74×0.85=80.6MW由变压器SFPSZT75000110可知： P容=80KW=0.08MW , P短=380KW=0.385

17、MW用经验公式求变压器损耗：P=0.015s=0.015×140.95=2.11MWQ=0.06s=0.06×140.95=8.46Mvar则110kv供电线路的计算负荷： P''=P'P=115.382.11=117.49MW Q''=Q'Q=80.68.46=89.06Mvar S"=147.43MVA I=740.16A S=666.8mm2 温度修正系数：K=0.88 选取LGJ63045，I允=1187A 校验：K×I允=1044.56740.16 满足X=0.3735kv： P'=116

18、.14×0.9=104.52MW Q'=81.3×0.9=73.18Mvar S35=0.9×S=0.9×141.77=127.6MVA 变压器损耗：P=0.015×S33=0.015×127.6=1.91MWQ=0.06×S33=0.06×127.6=7.66MW则35kv供电线路的计算负荷： P''=P'P=104.521.91=106.43MW Q''=Q'Q=73.187.66=80.84Mvar S"=133.65MVA I=2004AS=

19、1806 mm210kv： P=12.76×0.85=10.846MW Q=8.74×0.85=7.429Mvar S10=0.85×15.47=13.15MvaPT=0.015×13.14=0.2MWQT=0.06×13.14=0.79Mvar PN=PPT=10.8460.2=11.046MW QN=QQT=7.4290.79=8.219Mvar S=13.77MVA I=757A S=532.14 mm2 KO=0.88 选择：LGJ500135 ，I允=1025A 校验：K·I允=0.88×1028=904.6475

20、7 满足35kv内部线路导线截面积选择及校验：J=1.11A: P=25.53mw I= =450.41 AS=IJ=405.77 mm2 LGJ40020 I=898 A KO·I允=0.88×898=790.24450.41 满足B: P=19.14mw I=358.78 AS=323.23 mm2 LGJ30015 I=735 A 0.88×735=646.8358.78 满足C: P=12,.76mw I=239.19A S=215.49 mm2 LGJ21010 I=577A 0.88×577=507.76239.19 满足造：P=14.04

21、mw I=263.18A S=237.10 mm2 LGJ21010 I=577 A 0.88×577=507.76263.18 满足 化： P=14.04mw I=478.56A S=IJ=431.14 mm2 LGJ40020 I=898 0.88×898=790.24478.56 满足冶：P=19.14 mwI=337.68A S=274.07 mm2 LGJ24030 I=655 0.88×655=576.4337.68 满足 10kv内部导线截面积选择及校验： J=1.4甲：P=3.38mw I=247.76 A S=176.97 mm2 LJ150 I

22、=466A 0.88×466=410.08247.76 满足乙：P=2.55 mw I=164.96 A S=117.83 mm2 LJ95 I=351A 0.88×351=308.88164.96 满足丙：P=1.28mw I=87.98A S=62.84 mm2 LJ50 I=231A 0.88×231=205.9287.98 满足 泥： P=1.53 mw I=105.16A S=75.11 mm2 LJ70 I=291A 0.88×291=256.08105.16 满足纺： P=1.02mw I=70.11 A S=50.08 mm2 LJ50

23、I=2914A 0.88×234=256.0870.11 满足水： P=2.55 mw I=175.27A S=125.19 mm2 LJ120 I=410A 0.88×410=360.04175.27 满足第五章电气主接线电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电气系统的主要部分。电气主接线是由电气设备通过连接线，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、高电压的网络，故又称为一次接线。由于本设计的变电站有三个电压等级，所以在设计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把三个电

24、压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。1. 对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性和经济性三方面1.1可靠性安全可靠是主接线的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。电气主接线的可靠性不是绝对的。所以在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备的制造水平及运行经验等诸多因素。1.2灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：（1） 操作的灵活性 （2） 调度的灵活性（3） 扩建的灵活性1.3经济性在设计主接线时，主

25、要矛盾往往发生在可靠性和经济性之间。通常设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要通过以下几个方面考虑：（1） 节省一次投资。如尽量多采用轻型开关设备等。（2） 占地面积少。由于本变电站占用农田所以要尽量减少用地。（3） 电能损耗小。电能损耗主要来源变压器，所以一定要做好变压器的选择工作。1.4另外主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。2. 电气主接线的基本原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准则，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各种技术要求的前提下，兼顾运行

26、、维护方便，尽可能的节省投资，就地取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。3. 待建变电站的主接线形式3.1 110kV侧方案（一）: 采用单母线接线考虑到110kV侧有两条进线，因而可以选用单母线接线。其优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点是：（1）当母线或母线隔离开关检修或发生故障时，各回路必须在检修和短路时事故来消除之前的全部时间内停止工作，造成经济损失很大。（2）引出线电路中断路器检修时，该回路停止供电。（3）调度不方便，电源只能并列运行，不能分裂运行，并且线路侧发生故障时，有较大的短路电流。方案 （二）：采用单

27、母线分段带旁路接线断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。为了能使采用单母线分段的配电装置检修断路器时，不中断供电，可增设旁路母线。单母线分段带有专用的旁路断路器的旁路母线接线极大的提高了可靠性，但是这也增加了一台断路器和一条母线的投资。方案（三）：双母线接线优点：（1）供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。（2）扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。

28、（3）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。缺点：（1）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投次大。（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。对于110kV侧来说，因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有较高的可靠性。对比以上三种方案，单母线接线供电可靠性、灵活性最差，不符合变电所的供电可靠性的要求；双母线接线供电可靠性高，但无旁路母线检修断路器时需要停电而且双母线接线复杂，使用设备多、投资较大；采用单母线分段带旁路的电气接线可将 I、II 类负荷的双回电源线不同的

29、分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性；而且带旁路可以在检修断路器时对用户进行供电。故经过综合考虑采用方案（二）。3.2 35kV侧方案（一）: 采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点：可靠性、灵活性差，母线故障时，各出线必须全部停电。方案（二）：单母线分段优点：（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。（2）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的

30、供电量，并使该回路供电的用户停电。方案（三）：采用单母线分段带旁路接线优点 ：（1）可靠性、灵活性高（2）检修线路断路器时仍可向该线路供电缺点：投资大，经济性差单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足I、II 类负荷供电性的要求，故不采纳；将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性；虽然带有旁路断路器的单母线分段也能满足要求，但其投资大、经济性能差，故采用方案（二）单母线分段接线。3.3 10kV侧方案（一）: 采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点：可靠性、

31、灵活性差，母线故障时，各出线必须全部停电。方案（二）：单母线分段优点：(1) 母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。(2) 对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足I、II 类负荷供电性的要求，故不采纳；将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性。故采用方案（二）。11

32、0kV主接线图如下：二、35kV母线接线的选择接线简图如下：三、10kV母线接线选择变电站主接线简图第六章 短路计算第一节 短路电流计算的目的及一般规定一、短路电流计算目的1、选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某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，为了保证各种电器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地安全距离。4、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。二、短路电流计算的一般

33、规定1、验算导体和电器的动、热稳定及电器开断电流所用的短路电流、应按工程的设计手册规划的容量计算、并考虑电力系统510年的发展。2、接线方式应按可能发生最大短路电流和正常接线方式，而不能按切换中可能出现的运行方式。3、选择导体和电器中的短路电流，在电气连接的电网中，应考虑电容补偿装置的充放电电流的影响。4、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时，Id最大的点，对带电抗器的610kV出线应计算两点，电抗器前和电抗器后的Id。短路时，导体和电器的动稳定、热稳定及电器开断电流一般按三相电流验算，若有更严重的按更严重的条件计算。三、短路电流计算方法：实用短路电流计算法运算

34、曲线法假设：正常工作时，三相系统对称运行；所有电源的电动势相位角相同；系统中的同步和异步电机均为理想电机；电力系统中各元件磁路不饱和；短路发生在短路电流为最大值瞬间；不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；除计算短路电流的衰减时间常数外，元件的电阻不考虑；元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数误差和调整范围； 阻抗计算： 火电站发电机阻抗：SB=100MW 新绎火电站：SF=235.29 XG=X=0.06 郑州火电站：SF=125 X=0.11 潼关火电站：SF=250 X=0.06 变压器阻抗： 双绕组：新绎：X= 60MVA·X=0.175 三绕组：75MW变压器 Ud高中=

35、22.5 Ud高低=13 Ud中低=8 X= Ud高中 Ud高低Ud中低=22.5138=13.75 X= Ud高中 Ud中低Ud高低=22.5813=8.75 X= Ud中低 Ud高低Ud高中=81322.5=0.75 X110=0.18 X35=0.12 X10=0.01线路阻抗： 45KM：XA= XA=0.131 42KM: XA=0.12 40KM: XA=0.12 80KM: XA=0.24 90KM: XA=0.26 100KM: XA=0.28 200KM: XA=0.146一、短路电流计算短路点选择短路点选择（只选择六点）1、最大运行方式时，在110kV母线上发生三相短路d1

36、2、最大运行方式时，在35kV母线上发生三相短路d23、最大运行方式时，在10kV母线上发生三相短路d3110KV短路计算： =0.059 =0.066=0.143 =0.06=0.14=0.059 =0.06=0.073 0.143+0.06+0.24=0.443 0.059+0.06+0.26=0.379 =0.204 0.059+0.066+0.28=0.405 0.204+0.14+=0.74 0.073+0.14+=0.26 =0.26XjsXZT=0.26×=1.59属于0.53.45范围+=610.3查运算曲线表可知：t=0.6时， IzA=0.63 次暂态电流I=1.

37、93（KA)t=4s IzA=0.67 则I=2.053（KA)等值系统侧对110KA母线短路电流：IB=I=0.502 Is=3.85 IA(0.6)=1.93+0.502×3.85=3.86(KA)IA(4)=2.0530.502×3.85=3.99(KA)35KV短路：由110KV短路等值电路可知：=0.15 0.26+0.095+=0.56短路计算：XjsXZT=0.56×=3.413.45由运动曲线可知：t=0.6时， IzA=0.19 次暂态电流I=0.19×=1.745（KA) T=4s IzA=0.19等值系统侧对35KA母线短路电流：

38、Is=1.79 IB=1.5 Is×IB=1.79×1.5=2.68则Ia=1.742.68=4.42（KA)10KV短路：由以上可知： (1)=0.095 0.26+0.095+0.26×=0.45短路计算：XjsXZT=0.45×=2.753.45运算曲线可知：t=0.6时，I=9.06（KA) Iz=0.27等值系统侧对10KA母线短路电流： Is=2.22 IB=5.5 Is×IB=2.22×5.5=12.2则Ia=9.0612.2=21.26（KA)第七章：配电装置及电气设备的配置与选择导体和电气设备选择的一般条件导体和电气

39、设备选择是电气设计的主要内容之一。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。电器设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来效验热稳定和动稳定。正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。1.1 一般原则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、选择导体时应尽量减少品种；4、应力求技术先进和经济合理； 5

40、、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1.2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。1.2.1长期工作条件（一）电压选用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UmaxUg（二）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，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。所选用

41、电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。1.2.2 短路稳定条件（一）校验的一般原则（1） 电器在选定后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三相短路时的短路电流。（2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定。2（3）短路的热稳定条件IttQd2式中 Qdt在计算时间tjs秒内，短路电流的热效应（kA s）It t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）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tjs按下式计算：tjs=tb+td式中 tb继电保护装置后备保护动作时间（s）td断路器全分闸时间（s）（4） 短路动稳定条件i

42、chidfIchIdf式中 ich短路冲击电流峰值（kA）idf短路全电流有效值（kA）Ich电器允许的极限通过电流峰值（kA）Idf电器允许的极限通过电流有效值（kA）a断路器的选择高压断路器是变电所主要电气设备之一，其选择的好坏，不但直接影响变电所的正常运行，而且也影响在故障条件下是否能可靠地分断。断路器的选择根据额定电压、额定电流、装置种类、构造型式、开断电流或开断容量各技术参数，并进行动稳定或热稳定的校验。1、断路器种类和型式的选择高压断路器按下列条件进行选择和校验（一）选择高压断路器的类型，按目前我国能源部要求断路器的生产要逐步走向无油化，因此6 220kV要选用SF6断路器。（二）

43、根据安装地点选择户外式或户内式。（三）断路器的额定电流不小于通过断路器的最大持续电流。（四）断路器的额定电压不小于变电所所在电网的额定电压。（五）校核断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流大于或等于断路器触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择，当断路器的额定开断电流比系统的短路电流大得多的时，为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选择。（六）热稳定校验应满足的条件是：短路的热效应小于断路器在 tK 时间内的允许热效应。（七）动稳定校验应满足的条件是：短路冲击电流应小于断路器的动稳定电流，一般在产品目录是给出的极限过电流峰值。（八）按短路关合电流选择，应满足条件是：断路器额

44、定关合电流不少于短路冲击电流ish，一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。断路器： 110KV：用次暂态短路电流进行选择：I=1.93(KA) OFPI-110 热稳定电流 I(3s)=31.5KA 校验：tk=tpr+tin tpr：主保护动作时间 tin：断路器固有分闸时间 设后备时间为1.9s tin=0.03 tk=1.9+0.03=1.93s Qk=I2tk=1.932×1.93=7.19Ir2t=31.52×3=2976.75Qk满足35KV：I=1.74（KA) ZN-35 I(4s）=8(KA) tin=0.06 校验：tk=1.9+0.06=1.96（s

45、） Qk=I2tk=1.742×1.96=5.93 Irt2=82×4=256Qk 满足10KV: I=9.06(KA) LW3=12 I(4s）=16（KA)校验：tk=1.9+0.04=1.94s Qk=I2tk=9.062×1.94=159.24Ir2t=162×4=1024Qk满足b隔离开关选择隔离开关也是发电厂变电站中常用的开关电器。它需要与断路器配合使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流的情况下，分、合电路。其主要功能为：隔离电压、倒闸操作、分、合小电流。2.2.1、隔离开关

46、的配置（一）、接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。（二）、断路器的两侧均应配置隔离开关，以便进出线不停电检修。（三）、中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地。根据以上配置原则来配置隔离开关，变电所隔离开关的配置详见主接线图。2.2.2、隔离开关按下列条件进行选择和校验（一）根据配电装置布置的特点，选择隔离开关的类型。（二）根据安装地点选用户外或户内式。（三）隔离开关的额定电压应大于装设电路的电大持续工作电流。（四）隔离开关的额定电压应大于装充电路的最大持续工作电流。（五）动稳定校验应满足条件为： idw ish（六）热稳定校验应满足条件为：Ir2t Qk（七）根据对隔离

47、开关控制操作的要求，选择配用操作机构，隔离开关一般采用手动操作机构户内 8000A以上隔离开关，户外 220 kV高位布置的隔离开关和 330 kV隔离开关宜用电动操作机构，当有压缩空气系统时，也可采用手动操作机构隔离开关：用最大持续工作电流进行选择110KV：Iw·max=×1150.712KA GW5-110D I4S20KA IN1000A I1.93KA校验 : It2t252×42500 Qk=1.932×414.9Ir2t 满足35KV：Iw·max=×38.3=1.91（KA) GW5-35（D） IN=2000 I(4

48、S)=40(KA)校验 Qk=1.732×4=14.64 It2t=402×4=6400Qk 满足10KV:Iw·max=×10.5=0.72(KA) G N24-10D IN=1000A I(4S)=31.5KA校验 Qk=0.722×4=2.07 It2t=31.52×4=3969Qk 满足c电压互感器选择电压互感器选择的一般原则：一、 按技术条件选择电压互感器正常工作条件时，按一次回路电压，二次电压，二次负荷，准确度等级，机械负荷条件选择。电压互感器承受过电压能力。按绝缘水平、泄露爬电比距条件选择。环境条件按环境温度、污秽等级、

49、海拔高度等条件选择，二、形式选择1.10kv配电装置一般采用游侵绝缘结构；在高压开关柜中，可采用树脂浇铸绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五柱电压互感器。2.35110kv配电装置一般采用油侵绝缘结构电磁式电压互感器。目前采用电容式电压互感器，实现无油化运行，减少电磁谐振。3.按在110kv及以上线路侧的电压互感器，当线路装有载波通信时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。电压互感器 110KV ：JDC6-110 35KV:JDX7-35 10KV:JSJW-10d电流互感器的选择选择的电流互感器应满足变电所中电器设备的继电保护、自动装置、测量仪表及电能计量的要求。一、额

50、定电压的选择选择电流互感器一次回路允许最高工作电压应大于或等于该回路的最高运行电压，既式中 电流互感器最高电压，单位。回路工作电压，几系统称标准电压，单位。二、动稳定的校验电流互感器可按式校验式中：电流互感器允许通过的最大动稳定电流系统短路冲击电流三、热稳定校验电流互感器短路时热稳定电流应大于或等于系统短路时的短时热稳定电流。电流互感器：110KV：由前面计算可知：Q=I2 txImKt）2 Iw·max=712根据INIwmax原则， 初选 LB1-110 800/5电流线圈的电阻：rarre=0.08()计及接触电阻后：rarrert=0.08+0.1=0.18()ralZN2（rarrert）=