35KV变电站课程设计.

1、黄河科技学院课程设计（论文）电力系统及电气设备概论课程设计35KV变电站自用电的设计学院：专业：班级：姓名：学号：摘要随着国民经济的快速发展和现代工业建设的不断推进，对电力系统的要求也在不断提高，因此对于电力系统的重要组成部分- 电房的设计也要不断推陈出新，因为只有这样才能满足不断增长的用电负荷要求，以及适应复杂多变的用电环境。对于企业而言，进行技术革新，提高产品的利用率，降低产品的能耗，就显得更加尤为重要。本次毕业设计是35kV变电站自用电设计，主要是针对中原地区的用电需 求，该地区供电电压低，对地方经济的协调发展具有非常重要的意义。本次毕业设计是从工程的角度出发，依照工厂供电系统设计的原则

2、和方法，同时遵循国家的最新标准和设计规范，在分析任务书上规定的负荷资料同时，并结合实际生产的具体情况，综合考虑各个方面的要素，从而确定电气主接线的设计以及主变压器的容量，台数、接线方式以及中性点运行方式。然后在此基础上对系统进行短路点设置，从而进行短路电流计算，并根据其计算结果对断路器、互感器、熔断器等高压电器以及母线、架空线路进行选型和校验。此外还要对整个系统进行接地装置和防雷规划，从而完成电气部分设计。关键词：设计，电气主接线，短路电流计算，设备选型1 绪论1.1 本课题的背景与意义电力工业是国民经济发展的基础工业和先行工业，为国民经济快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平可以说是反映国

3、家经济发展水平的重要标志 之一。电房是电力系统的一个重要组成部分，是电力系统中变换电压、接受和 分配电能、控制电力流向和调整电压的电力设施，是电力系统中电能传输必不可少的环节。建设一个高质量的供电系统，有利于工业的快速发展，可以大大增加产量，提高劳动生产率，改善工人的劳动条件，加强保护措施，有利于实现生 产过程自动化。因此，本课题的设计对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。1.2 本课题的现状与发展电网的研究，国外一些发达国家进行得比中国要早的多，因此其技术也领先于中国。对于这一领域，电力系统变电所综合自动化，是当今社会发展的趋 势。变电所综合自动化系统就是将变电所的继电保护装

4、置、控制装置、测量装 置、信号装置综合为一体，以全微机化的新型二次设备替代机电式的二次设备，用不同的模块化软件实现机电式二次设备的各种功能，用计算机局部网络通信 替代大量信号电缆的连接，通过人机接口设备实现变电所的综合自动化管理、 监视、测量、控制及打印记录等所有功能，以实现功能综合化、结构微机化、 操作监视屏幕化、运行管理智能化。国外变电站综合自动化系统的研究工作始于70年代，在 1975年日本就开始研究用于配电变电站的数字控制，并于1980年开始商品化。之后世界各国越来越重视这方面的研究工作，参与的国家和公司越来越多，如德国西门子公司、AB公 司、AEa司，美国的G公司、西屋公司，法国的阿

5、尔斯通公司等。其中德国西 门子公司于198眸研制成功第一套综合自动化LSA67冻统，此后在德国和欧洲陆 续投运了300多套该系统。在我国，随着经济的蓬勃发展，电网的规模越来越大，电压越来越高，因而要求更多地采用远方集中控制，即采用自动化控制模式，以提高劳动生产率和运行可靠性，这样也直接促进了我国对变电站综合自动化的研究。根据国家电力公司对农村电网建设与改造技术原则的总体要求，电网建设与改造要同调度自动化、 配电自动化、变电所无人值班、无功优化结合起来，以逐步实现电网自动化。近几年来，大规模集成电路技术和通信技术迅猛发展，16位、32位单片机及Pentium微处理器问世，网络技术，现场总线等的出

6、现，使得变电站综合自动化系统的功能不断完善。2 主接线的设计2.1 电气主接线的设计原则在选择电气主接线型式时，应以下列各点作为设计依据：（ 1）发电厂、变电所在电力系统的地位和作用；（ 2）发电厂、变电所的分期和最终建设规模；（ 3）负荷大小和重要性；（ 4）系统备用容量大小；（ 5）系统专业对电气主接线提供的具体资料。2.2 电气主接线的设计要求对于电气主接线的要求，大致有以下几点：（ 1） 可靠性： 主接线的接线形式必须保证供电可靠，这是其最基本的要求。在分析可靠性时要考虑到发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用，用户的负荷性质和类别，设备制造水平等等。可靠性要求有以下几方面： 断路器检

7、修时，不影响对系统的供电； 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停电回路数和停电时间，并对一级负荷和大部分二级负荷保持不间断供电； 尽量避免发电厂、变电所全部停电的可能性； 大型机组突然停运时，尽可能保持对电力系统的稳定运行。（ 2） 灵活性：电气主接线要能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。对于灵活性的要求有： 调度时，可灵活的投入和切除发电机、变压器及线路，调配电源和负荷，满足系统在各种运行方式的调度； 检修时，可方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，不致影响电力网的运行； 扩建时，容易从初期接线过渡到最终接线，改造工作量较少，尽可能不影响连续供电或停电时间较短。（ 3）

8、 经济性： 电气主接线应该在满足可靠性和灵活性的基础上，再考虑其经济性。经济性的要求如下： 投资省，电气主接线应简单清晰，尽量节省一次、二次设备和控制电缆投资，尽量限制短路电流，选择价格合理的电气设备； 占地面积小，电气主接线的设计要为配电装置的布置创造条件，尽量使占地面积减小； 电能损耗少，经济合理的选择变压器的型式（如双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量和台数，避免因两次变压而增加电能损失。2.3 方案的拟订及比较黄河科技学院课程设计（论文）2.3.1 方案一 单母线接线图2-1单母线接线G电源进线；QF断路器； W母线；QS-隔离开关；QE接地开关； WL-出线只有一组母线的接线称为单母线

9、接线。 在变电所中，其供电电源是变压 器或高压进线回路。单母线接线中母线既可以保证电源并列工作，也可以保 证任何一条出线都可以从电源 G1或G2中获得电能。每条回路中都装有断路 器和隔离开关，可以开断或接通电路。各回路输送功率不一定会相等，应尽 量使负荷均衡地分配到母线上，以减少功率在母线上的传输。优点：接线简单清晰，设备较少，经济性好，操作比较方便，便于扩建 和采用成套配电装置。缺点：可靠性和灵活性较差，当主要电气元件出现故障或进行检修时， 必须断开它所接的电源，所有回路均要停止运行，这样会使整个配电装置停 电。止匕外，单母线接线调度不方便，电源只能并列运行，而不能分列运行，若线路侧发生短路

10、时，有较大的短路电流产生2.3.2 方案二 单母线分段接线图2-2单母线分段接线单母线分段接线对重要用户来说可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。单母线是用分段断路器 QFDS行分段的，为了防止因电源断开 而引起的停电，可以在分段断路器 QFDk安装备用电源自动投入装置，这样 在任一分段的电源断开时，会将 QFD自动接通。优点：供电可靠性较高，单母线分段有两个电源供电。当一段母线发生 故障，分段断路器会自动将故障段切除，而正常段母线则继续供电，这样保 证不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时， 该段母线内停止供电。 若出线为双回路时，常使架空出线呈交

11、叉跨越，使整个母线系统可靠性受到 限制。此外占地面地大，投资较多。2.3.3 方案三 单母线分段带旁路母线接线图2-3单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线常采用以分段断路器兼作旁路断路器的接线。两段母线均可带旁路母线，正常运行时旁路母线 W2不带电，以单母线分段方式进行。当QF1作为旁路断路器运行时，1、2段母线可分别按单母线方式运行，也可以通过隔离开关QS哈并为单母线运行。优点：供电可靠性和灵活性高。增设旁路母线可以在检修出线断路器时不会中断该回路供电。缺点：增设旁路母线，即多装了价格高的断路器和隔离开关，增加了投 资，占地面积大，操作也相对复杂黄河科技学院课程设计(论文)2.3

12、.4 方案四桥形接线图2-4桥形接线(1)内桥线路的特点：线路操作方便；正常运行时变压器操作复杂； 桥回路故障或检修时全厂分列为两部分，使两个单元间失去联系。内桥接线试用于两回进线两回出线且线路较长，故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。(2)外桥接线的特点：变压器操作方便； 线路投入与切除时，操作复杂； 桥回路故障或检修时全厂分列为两部分，使两个单元之间失去联系。外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较短，故障可能性较小和变压 器需要经常切换，且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。黄河科技学院课程设计（论文）2.4 电气主接线选择2.4.1 负荷等级划分根据用电设备

13、在工业生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失；二级负荷：中断供电将造成设备局部破坏，或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复，或大量产品报废、重要产品大量减产造成较大经济损失；三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷。2.4.2 方案分析对于方案一，单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线均要全部停电，因此不能满足一级负荷供电的要求，故不采纳；对于方案四，桥形接线只适合二进二出的情况，而本工程是四条进线三回出线，因此也并不适合；对于方案二和方案三来说，都可以保证供电的可靠性，方案

14、二适合3560kV主接线时，出线回路小于8回；方案三适合进出线不多，容量不大的中 小型发电厂和电压为35110kV的变电所，均符合主接线设计的要求，相比 之下，方案三的供电可靠性要比方案二高，但由于加设旁路母线也带来了倒闸操作复杂等负面影响，即方案三灵活性要低于方案二。从经济性来讲，方案三多了旁路母线，即多装了断路器和隔离开关，其投资大大超过了方案二，且根据参考文献7可知：当635kV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路母线。黄河科技学院课程设计（论文）因此综合考虑，本设计的主接线为单母线分段形式黄河科技学院课程设计(论文)3变压器的设计3.1 主变压器台数的选择在有一、二级负荷的变电

15、所中，宜装设两台主变压器，当技术经济比较 合理时，可装设两台以上主变压器。若变电所可由中、低压侧电力网取得足 够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。(1)对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下, 变电所以装设两台主变为宜；(2) 一般情况下220kV及以下的变电所装设2台主变压器。本工程的负荷为一级负荷，而且不止一条进线，因此确定本设计选用两 台主变压器。3.2 主变压器容量的选择根据工程上对本变电所供电负荷的资料，最大负荷可达6300kW此外还要考虑到主变压器容量一般按变电所建成后 510年的规划负荷选择。因此可预估10年后满足最大负荷的主变压器容量为:n p(1 + P

16、%)ni=i COS 0(1 + a%)_ 0 9 > 6300 X(l + 6%产0.9(1 + 5%)(3-1)错误！未找到引用源黄河科技学院课程设计（论文）式中：Kt 负荷同时率（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9 、站用负荷取0.85），本设计取0.9；B %-负荷年增长率，本设计取 6%n年限，本设计取10;a%-一电压等级电网的线损率，一般取 5%P各用户的最大负荷；cos功率因数。在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器。如能从变电所外引入一个可靠的低压备用所用电源时，亦可装设一台所用变压器。装

17、有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并保证用户的一、二级负荷。因此本设计中：0.6 X 11846.46kVA=7107.876 kVA变压器的型号为SZ10-8000/35,即额定容量为8000kVA3.3 主变压器型式的选择3.3.1 相数选择容量为300M糜以下机组单元连接的主变压器和 330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。因此本项目35kV电房设计在满足供电可靠性的前提下，为减少投资，故选用三相变压器。3.3.

18、2 绕组数选择国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等变压器，对深入引进负荷中心，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。本设计变电所有35kV、10kV两个电压等级且是一座降压变电所，宜选用双绕组普通式变压器。3.3.3 绕组连接方式选择变压器绕组连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统中采用的绕组连接方式只有“ Y'连接和" D连接，在我国110kV及 以上电压侧，变压器三相绕组都采用“ YNT连接，35kV侧采用“Y”接，其 中性点多通过消弧线圈接地

19、。35kV及以下电压，变压器绕组都采用“ D'连 接。为了考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，根据以上绕组连接方式的原则，本设计选用“ Y, d11”常规连接的变 压器连接组别。3.3.4 调压方式选择为了确保变电所供电量，电压必须维持在允许范围内，这就要求对变压器进行调压。所谓的调压是通过用分接开关切换变压器的分接头，改变变压黄河科技学院课程设计（论文）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：不 带电切换，称为无励磁调压，变压器分接头较少，且必须在停电情况下才能 调节，调整范围通常在士 2M2.5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载

20、调压， 变压器分接头较多，且分接头可带负荷调节，调整范围可达30%但其结构较复杂，价格较贵，并且有载调压变压器不能并联运行，因为有载分接开关 的切换不能保证同步工作。根据本设计变压器配置，应选用无载调压。3.3.5 冷却方式选择(1)自然风冷却：一般适用于7500kVA及以下小容量变压器，为使热量 散发到空气中，装有片状或管型辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。(2)强迫空气冷却：容量A 10000kVA的变压器，在绝缘允许的油箱尺 寸下，当有辐射器的散热装置仍达不到要求时，常采用人工风冷。在辐射器 管间加装数台电动风扇，用风吹冷却器，使油迅速冷却，加速热量散出，风 扇的启停可以自动控制，亦可人

21、工操作。(2)强迫油循环水冷却：在单方面加强表面冷却还达不到预期的冷却效 果时，可采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中热量 带走。在水源充足的条件下，采用这种冷却方式散热效率高，有利于节省材 料、减少变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件且对冷却器的密 封性能要求较高。(4)强迫油循环导向风冷却：利用潜油泵将冷油压入线圈之间、 线饼之 间和铁芯的油管中，使铁芯和绕组中的热量直接由具有一定流速的油带走， 二变压器上层热油用潜油泵抽出，经过水冷却器冷却后，再由潜油泵注入变 压器油箱底部，构成变压器的油循环。（ 5） 水内冷变压器：变压器绕组用空心导体制成，在运行中将纯水注入

22、空心绕组中，借助水的不断循环将变压器中热量带走，但水系统比较复杂且变压器价格比较高。本设计变电所主变压器的容量为8000kVA根据上述资料，为使主变的冷却方式既能达到预期的冷却效果，且又简单、经济，因此选用强迫空气冷 却方式。3.4 站用变压器的设计站用变压器的选择主要考虑高压变压器和启动备用变压器的选择，其内容包括变压器的台数、型式、额定电压、容量和阻抗。为了正确选择站用变压器容量，首先应对主要用电设备的容量、数量及运行方式有一定的了解，最后确定变压器的容量。（ 1） 额 定电压 站用电压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压确定，变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和

23、网络的电压相 一致。本变电站的站用变压器接在高压侧，所以选择35/0.4kV 。（ 2） 台数和型式 本次设计选择一台双绕组的站用变压器。（ 3） 容量的确定本次设计的站用电负荷已经给定为45kVA查表可选择变压器型号为：S9 -50/35 ,其参数如下:表3-1站用变压器型式额定容量(kVA)高压(kV)高压调节范围(衿低压(kV)连接组空载损耗(kVV短路损耗(kW短路电压(%)空载电流()5035士50.4丫，yn00.302.036.51.84短路电流的计算4.1短路电流计算的基本假设考虑到现代电力系统的实际情况，要进行准确的短路计算是相当复杂的, 同时对解决大部分实际问题，并不要求十

24、分精确的计算结果。这种近似计算 法在电力工程中被称为短路电流实用计算，其计算结果稍偏大。短路电流实黄河科技学院课程设计(论文)用计算的基本假设如下：(1)正常工作时，三相系统对称运行；(2)电力系统中所有电源的电动势相位、相角相同；(3)电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行；(4)变压器的励磁电流和电阻、架空线的电阻和相对地电容均略去，者B用纯电抗表示；(5)电力系统中各元件的磁路不饱和；(6)不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。4.2短路电流计算过程4.2.1 短路点的设置短路电流计算的主要目的之一是为了选择电气设备并进行相关的校验，本设计是按照三相短路进行短路电流计算。在主接线中可

25、能发生最大短路电流的短路电流计算点有2个，即10kV母线短路(K1点)，35kV母线短路(K2点)。具体如下图所示：图4-1短路点设置图根据工程资料，令：(1)电力系统：S=s；(2)架空线路(即进线1、2):单位电抗值：错误！未找到引用源。， 线路长：L=10km;(3)变压器容量：错误！未找到引用源。，短路阻抗：错误！未找到引 用源。4.2.2 求各元件的电抗标么值选取基准容量错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，基准电压错 误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，令错误！未找到引用源。=100MVA 错误！未找到引用源变压器:=0.9375(4-1)线路:Xl* = 'J 产

26、100=0.4 X 1OX 7372= 0.292最大运行方式下电源至短路点的总电抗为：X£. = (X1 + %)(X2+X。=(0292 + 09375)(0292,09375)-0.615(4-3)无限大容量电源：错误！未找到引用源。短路电流周期分量的标么值：1(L6151.626(4-4)短路电流值:黄河科技学院课程设计（论文）(4-5)(4-6)=1I=Sb100=1£26 X -V 3 * 10.5=894kA冲击电流值：S=两点）=2X1,8X8.94=22.75M错误！未找到引用源。式中错误！未找到引用源。为冲击系数，这里取1.8 短路全电流最大有效值：石=

27、吸/1+2值而-。=8.94 X J1+2X(L8-iy=13.5kA短路容量:(4-7)错误！未找到引用源=106 X 1,626(4-8)错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。最小运行方式下电源至短路点的总电抗为：=0292+0.9375二 123(4-9)无限大容量电源：错误！未找到引用源。短路电流周期分量的标么值：E*1123=0.813短路电流值:(4-10)错误！未找到引用源100V3 X 105错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源(4-11 )冲击电流值：I。=比凹一 XL8X 棚(4-12)错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源短路全电流最大有效值：2KhM=WXH-2

28、X（1.8-1）Z(4-13)(4-14)= 6.75kA短路容量:S=耙= 100X0,813813MVA（2）当K2点发生短路时，等值电路图如下:图4-3 K2点等值电路图最大运行方式下电源至短路点的总电抗为：X厂切尻=0292例292错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。（4-15）无限大容量电源： 错误！未找到引用源。短路电流周期分量的标么值：1= * V甚£蠢1_ 0.146=6那（4-16）短路电流值：f（3）_ t（3）t = 1（3）Sb号一%* % k* ,fT_ 瓯100=0.813 X -V3X37错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。（4-17）冲击电流值

29、：ff飙F-XL8X1嘛错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。（4-18）短路全电流最大有效值:I?=国币心-心黄河科技学院课程设计（论文）= 1O.688XV1 + 2X（1.8-1）2二瓜陶(4-19)短路容量：r _ r 1)=180X6,849错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。(4-20)最小运行方式下电源至短路点的总电抗为：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。无限大容量电源： 错误！未找到引用源。短路电流周期分量的标么值：1-0292(4-21 )短路电流值：网_型1 _甫)Sb1 - 1 % - J 亍一 网=3245 Xv 3 X 37100错误！未找到引用源。（4

30、-22）错误！未找到引用源。冲击电流值：=2X1,8X5,064错误！未找到弓I用源。错误！未找到弓用源。（4-23）短路全电流最大有效值：1=世硒R =5.064Xv/l+2X（1.8-iy =7647 kA（4-24） 短路容量：5 =弼 = 100X3245错误！未找到引用源错误！未找到引用源(4-25)5电气设备的选择与校验5.1 电气设备选型的原则由于电气设备及载流导体用途和工作条件的不同，因此它们的选择条件 和校验项目也并不相同。但是其在正常运行和短路时都必须可靠地工作，这 样其选择具有共同的原则：(1)应满足正常运行、短路等各种情况下可靠性的要求并考虑远期发展;(2)应满足使用环

31、境条件的校核；(3)应力求技术先进及经济合理；(4)与工程的建设标准协调相对应。5.2 断路器的选择与校验断路器是电力系统中最重要的开关设备，具具有完善的灭弧装置，能够 熄灭在开断电路时所产生的电弧。因此断路器不仅可以在正常情况下切断高 压电路的空载电流和负载电流，而且可以在系统发生故障时，能够和保护装 置、自动装置相配合，迅速地切除故障电流，以减少停电范围，防止事故扩 大，保证系统安全运行。5.2.1 断路器的选择(1)种类与型式的选择按照断路器采用的灭弧介质及其工作原理不同，可分为油断路器(多油和少油）、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器等。断路器型式的选择，要根据实际工程的具体情况

32、，应在全面了解其使用 环境的基础上，结合产品的价格和运行设备的使用情况加以确定。对于断路 器型式的选择，一般可按下表所列原则进行选型。表5-1断路器选择条件安装使用场合可选择的主要型式需注意的技术特点配电装置35kV 及以下少油断路器真空断路器多油断路器用量大，注意经济实用性，多用于 屋内或成套高压开关柜内，米用多油或 老型号少油断路器需注意产品质量和重 合闸影响。电缆线路开断应无重燃35kV-220kV少油断路器SF6断路器空气断路器开断220kV空载长线时，过电压水 平不应超过允许值，开断无重燃，有时 断路器的两侧为互不联系的电源330kV及以上少油断路器SF6断路器空气断路器当采用单相重

33、合闸或综合重合闸 时，断路器应能分项操作，考虑适应多 种开断的要求，断路器要能在定程度 上限制操作过电压，开断无重燃，分合 闸时间要短，技术条件要求较轻的场合 可用少油型综合考虑，本设计选择真空断路器(2)额定电压选择：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：断路器的工作电压；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：电网工作电压。本工程:错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=35kV(3)额定电流选择：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：断路器的额定电流；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：最大

34、持续工作电流。35kV侧高压断路器的最大长期工作电流计算如下：控制8000kVA变压器的断路器：8000=1,05 X -V3X35错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源(5-1)控制母线分段的断路器，其最大长期工作电流一般为该母线上最大一台发电机或一组变压器的持续工作电流，因此：2 X 8000=1.05 X =(5-2)V3X35错误！未找到引用源(4)开断电流的选择：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：断路器的额定开断电流, 即在额定电压下能保证正常开断的最大短路电流；黄河科技学院课程设计（论文）错误！未找到引用源。：断路器实际开断时间t秒

35、的短路电流周期分量。本工程：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=10.688kA(5)短路关合电流的选择：错误！未找到引用源。错误！未找到引用 源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：断路器的额定关合电流；错误！未找到引用源。：三相短路电流的冲击值。本工程： 错误！未找 到引用源。错误！未找到引用源。27.203kA。通过以上数据的分析，可选择型号为ZW7-40.5的真空断路器，其具体参 数见下表：表5-2断路器的型式型号额定电压(kV)额定电流(A)额定开断电流(kA)额定短时耐受电流(kA)额定峰值耐受电流(kA)额定关合电流(kA)分闸时间(ms)合闸时间(ms)ZW7-40

36、.540.5 220031.5kA31.5(4S)8080206520755.2.2 断路器的校验(1)断路器短路热稳定校验校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用 下，其金属导电部分的温度不应超过材料的最高允许值。热稳定的计算时间：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。= 3+0,04+0.04-（5-3）式中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。后备保护动作时间，本设计取3秒；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。断路器固有分闸时间，本设计取0.04秒；错误！未找到引用源。 断路器开断电弧持续时间，本设计取0.04秒。周期分量热效应：Qk 二"沁 =

37、10.688: X 3.08 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。（5-4）由于错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。>1s,故不计非周期分量热效应，短路电流引起的热效应 错误！未找到引用源。断路器：错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。因此错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，即符合要求。黄河科技学院课程设计(论文)（2）断路器的动稳定校验动稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力。断路器额定峰值耐受电流：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 二80kA,而冲击电流：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=27.203kA 因此错误！未找到引用源。，即符合要求。5

38、.3 隔离开关选择与校验隔离开关是高压开关的一种，主要用于隔离电源、起着安全保护的作用。 因为没有专门的灭弧装置，所以不能切断负荷电流和短路电流。但是它有明 显的断开点，可以有效的隔离电源，通常与断路器配合使用。隔离开关型式的选择，其技术条件与断路器相同，应根据配电装置的布 置特点和使用要求等因素进行综合的技术经济比较，然后确定。其选择的技 术条件与断路器选择的技术条件相同。5.3.1 隔离开关的选择表5-3隔离开关的型式型号额定电压（kV）额定电流（A）极限通过电流峰值（kA）热稳定电流（kA）操动机构型号GW4-40.5940.512505020 (4S)CS17G5.3.2 隔离开关的校

39、验由断路器选型可知短路电流引起的热效应：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。隔离开关：lJt = 202X4= 1600(kA)2 S因此错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，即符合要求。(2)隔离开关的动稳定校验隔离开关额定峰值耐受电流： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用 源。=50*而冲击电流：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=27.203kA 因此错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，即符合要求。5.4 高压熔断器的选择和校验熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害， 高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在 电厂中

40、多用于保护电压互感器。(1)额定电压选择：% - %(2)额定电流的选择：%力膈式中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。熔断器的额定电流；流。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源熔体的额定电根据上述条件，高压熔断器初选结果见下表:表5-4高压熔断器的型式型号额定电压(kV)额定电流(A)断流容量(MVA)备注RW10-35/0.5350.52000保护电压互感器(3)开断电流校验对于没有限流作用的熔断器选择时用冲击电流有效值 错误！未找到引用 源。错误！未找到引用源。 校验，对于有限流作用的熔断器选择时，因为在 电流过最大值之前已截断，故可不计非周期分量的影响，而采用 错误！未找 到引

41、用源。错误！未找到引用源。 校验。_ S一二田200035"错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。(5-5)故符合要求。5.5 电压互感器的选择和校验电压互感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造型式、准确度以及按副边负载选择。而副边负荷是在确定二次回路方案以后方可计算。故互感器初选型式如下表所示：表5-5电压互感器的型式型号额定电压(kV)副绕组1额定容量(VA)最大容量(VA)备注原绕组副绕组辅助 绕组0.513JDN6-35350.11502505001000进线用JDXF-3535/J30.1/<30.1/31502505001000母线用由于电压互感器与电网并联，当

42、系统发生短路时，互感器本身并不遭受 短路电流的作用，因此不需要进行动稳定和热稳定的校验。5.6 电流互感器的选择和校验5.6.1 电流互感器的选择(1)结构类型选择根据配电装置的类型相应选择户内或户外式的电流互感器，一般情况下,35kV以下为户内式，而35kV及以上电压等级为户外式或装入式(装入到变 压器或断路器的套管内)。(2)额定电压和额定电流的选择额定电压选择：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：电流互感器的额定电压；黄河科技学院课程设计(论文)错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：电网的额定电压等级。额定电流选择：错误！未找到引用源。错

43、误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：电流互感器的一次额定 电流；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。：回路的最大工作电流。(3)电流互感器准确级和额定容量的选择为了保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不得低于所供测量仪表的 准确级。为了保证互感器的准确级，互感器二次侧所接负荷 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。应不大于该准确级所规定的额定容量 错误！未找到引 用源。错误！未找到引用源。，即：错误！未找到引用源。错误！未找到引 用源。电流互感器初选的型号见下表：表5-6电流互感器的型式型号技术参数电流比级次组合KdKLRLRB-35400/50.2S/0.5/

44、10P13575/1sLRLRB-35300/50.2S/0.5/10P13575/1s5.6.2 电流互感器的校验短路电流引起的热效应：Qk = 351.84(kA)S电流互感器热效应：错误！未找到引用源。=300A;错误！未找到引用源。=75; t=1s错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。X 1=506.25错误！未找到引用源。(5-6)可得：错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。故符合要求。(2)动稳定校验短路电流冲击值：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=27.203(kA)电流互感器动稳定：K=135;错误！未找到引用源。=300A;错误！未找到引用源。错误！未找到引

45、用源。可得：错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。故符合要求。同理可知，所选电流互感器均符合要求黄河科技学院课程设计（论文）5.7 母线及架空线的选择和校验5.7.1 母线的选择与校验5.7.1.1 母线的选择（按长期发热允许电流选择）本设计为屋外配电装置，故母线初选采用钢芯铝绞线LGJ的软母线。主母线上最大持续工作电流不超过两台主变压器的最大工作电流，因此母 线最大持续电流：2XS=1。5 X前2 X 8000=1力5 X -V3X35=277144错误！未找到引用源。（5-7）按最大持续工作电流选择查设备手册选 LGJ型钢芯铝绞线，其标称截面为 240/30错误！未找到引用源。，LGJ

46、钢芯铝绞线规格及长期允许载流量如下表所 示：表5-7母线的型式LGJ-240/30钢芯铝 绞线参数标准载面积（mm2）导线结构计算截面积（mm2)铝线钢芯根数直径根数直径铝线钢芯总计240/3243.6072.40244.231.275.096796外径(mm2)直流电 阻不大 于（Q /km）计算拉断力（N）计舁重量（kg/km）交货长度不小于（m）长期允许载流量（A）70C80 C21.600.118175620922.22000655662温度修正系数：70-34一170- 25错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。（5-8）式中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。导体长期发热允

47、许最高温度；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。导体额定环境温度和安装地点实际环境温度。LGJ-240 母线：除二蜥 X 655 = 582网二Cum政5.7.1.2 母线的校验（1）电晕电压校验黄河科技学院课程设计（论文）35kV及以下线路，导线表面电场强度小，通常不会产生电晕，因此不考 虑电晕损耗。（2）机械强度校验钢芯铝绞线按机械强度的最小截面为 25mm，所以导线截面远大于此值, 满足安全要求。（3）热稳定校验按热稳定校验的导体最小截面为：I1 QkK,S皿=蚌片丽c式中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。集肤效应系数;热稳定系数，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。叫+

48、&H）旨*cd,277142=34 f（70 - 34）7错误！未找到引用源。错误！未找到引用源(5-9)查表可得C=97,因此:己 min错误！未找到引用源。=200,96 < 240mm故符合要求。5.7.2 35kV架空线路的选择与校验5.7.2.1 35kV 架空线路的选择（按经济电流密度选择）正常时每回线供一台变压器则：二些1Mx 一两L05 X 8000V3X 35=津57A错误！未找到引用源。（5-11）根据资料年最大负荷利用小时数Tmax 5500小时，由下表可得J=0.9错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。表5-8导线和电缆的经济电流密度（错误！未找到引用源

49、。错误！未找到引用源。）线路类型导线材质最大负荷年利用小时数（h）3000以内3000-50005000以上架空线路铜3.002.251.75铝1.651.150.90电缆线路铜2.502.522.00铝1.921.731.54经济截面积:r _ laxLi138.570.9错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。(5-12)根据计算出来的错误！未找到引用源。查母线规格表选择接近 错误！未找 到引用源。的标准截面积，一般在电站侧考虑节省投资，选择比 错误！未找到 引用源。稍小的标准截面积，而在配电网侧选择偏大的截面。因此本设计选取LGJ-150/25mm错误！未找到引用源。其规格及长期允许载流

50、量如下表所示:表5-9架空线的型式LGJ-240/30钢芯铝 绞线参数标准载面积（mm2）导线结构计算截面积（mm ）铝线钢芯根数直径根数直径铝线钢芯总计150/25262.7072.10148.8624.25173.1外径(mm2)直流电阻不大于（Q/km）计算拉断力（N）计算重 量（kg/k mm父货长度小小于（m长期允许载流量（A）70C80 c黄河科技学院课程设计(论文)17.100.193954110501.020004784875.7.2.2 35kV 架空线路的校验(按最大长期工作电流校验)(1)发热条件的校验错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。(5-13)故符合要求。(2)

51、允许电压损失校验电压损失：,TTn/ l73ImL(rcoscp + xsin(p)(5-14)式中：U、L-线路工作电压和长度；错误！未找到引用源。-功率因数；r 、x-单位长度的电阻与电抗。因此：173 X 13857 X 10(0210 X 0.9 + 0387 X 0436)/4U% = 245%<5%35000故符合要求。(3)热稳定校验按热稳定校验的导体最小截面为:错误！未找到引用源=错误！未找到引用源黄河科技学院课程设计（论文）V5.0642 X 1 X 10s97=52.206<150错误！未找到引用源（5-15）故符合要求。5.8 电气设备选型汇总根据上述几个章节的分析，现将所选电气设备的型号与校验参数进行汇总比较，具体数据如下表所示：表5-10电气设备选型校验对照表电气设备热稳定 错误！ 未找到引用源。动和7E(kA)开断能力（kA）导体最小截面（错误！未找到引用源。）允许电压损失351.8427.20327.203200.9652.2065%断路器39691600-隔离开关8050-高压熔-57.143-电压互感器-一-电流互感器506.2557.276-一-母线-