【《某110kV变电站一次设计》17000字（论文）】

页摘要本次设计根据原始资料进行兴义天生桥110kV变电站一次设计，通过对原始资料分析计算系统负荷与讨论负荷未来增长趋势，以便选择合适待建变电所主变压器的数量、型号。在出于对考虑供电安全性、可靠性和经济性的前提下对变电所进线出线以及不同电压等级侧负荷分析，确定了110kV、35kV，10kV侧的主接线。最后根据短路电流计算结果和最大持续工作的电流进行断路器、隔离开关、互感器等电气设备选型。关键词:变电站；变压器；电气主接线；短路电流计算；设备选型第1章引言课题背景及研究意义随着经济得快速发展，人们对于电力的需求日益增加，而作为电网的重要组成部分的110kV高压配电网也在快速的变化着。因此我国进行了大量110kV变电站的修建与原有一部分110kV变电站的扩建改造来满足人们日益所需的电力需求。所以对于110kV变电站的设计要求将越来越高，因为只有这样才能满足社会对电力供应可靠性和电能质量等方面的需求，尽最大可能发挥110kV变电站在经济发展中的重要性。而电力系统占重要地位的变电站，不仅负责电压等级转换与电能分配，而且也作为不同等级电网连接的枢纽对电能进行控制分流。因此变电站的安全性稳定性也对电力系统的供电稳定性与安全性有重要影响。1.2待建变电站情况已知待建变电所为110kV变电站，且待设计变电所的电源，由距本地25km的九岭220kV变电站采用双回110kV线路送到本变电所，九岭220kV变电所的容量为1500MVA，系统电抗为X=0.4（以系统容量和系统电压为基准值确定的标幺值）。本期建设110kV出线2回、35kV出线10回，10kV出线8回。确定本变电所的电压等级110/35/10kV，110kV是本变电所的电源电压，35kV、10kV是二次电压。并已知兴义天生桥海拔高度为500米，年雷电日34.2天，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温25℃，土壤电阻率。1.3负荷资料从原始资料可知兴义天生桥110kV变电站35kV与10kV侧负荷。表1.135kV负荷统计表用户名最大负（kW）cos负荷性质回路数铁矿200000.812水泥企业150000.822电子工业园区100000.812表1.210kV负荷统计表用户名最大负（kW）cos负荷性质回路数旅游区20000.8512食品加工厂10000.8512生活区10000.8514旅游集散中心5000.8212其中最大负荷利用小时数：5000h；同时率0.8，线路损耗5％1.4设计任务及要求完成对变压器的台数、容量、型号的选择。完成待设计变电站的主接线方案确定，并进行技术性和经济性比较确定最终的主接线方案。根据电气主接线方案完成待设计变电所的短路电流计算。根据得到的数据完成设备选型。利用天正电气和CAD软件制作待设计变电所电气主接线的CAD图。第2章主变压器选择变电站主变压器的选择与变压器的台数、连接组别、电压等级以及变电站的容量有关。而对于主变压器的确定不仅要根据待设计变电站的原始资料，还要考虑变电站中用户负荷在未来5-10年的增长，电压等级和可靠性、经济性等条件，进行综合性的分析与合理的选择。并且根据待建变电站中负荷性质以及在未来的扩建来选择变压器的容量和台数。2.1负荷计算已知要确定变压器的台数和容量，首先必须要计算各侧的负荷，包括35kV和10V侧的计算负荷ADDINNE.Ref.{1A8CDB07-D095-471B-AE91-46C7C446D0A9}[1]。据公式（2-1）其中——某一电压等级计算负荷——同时率——该电压等级电网的线损率，一般取5%——各用户的负荷和功率因数35kV侧负荷计算从原始资料可知，35kV侧用户中水泥企业为二级负荷，其余为一级负荷。一级负荷：二级负荷：10kV侧负荷计算从原始资料可知，10kV侧用户全部为一级负荷，所以有表2.1负荷统计表电压等级一级负荷(MVA)二级负荷(MVA)小计(MVA)35KV31.515.7547.2510KV4.447104.4471小计39.947115.7551.69712.2变压器台数确定选择原则对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已经构成环网的情况下，或者供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的变电站为保证供电可靠性，一般应装两台相同容量的主变压器。若只有一条电源进线，或变电所可由低压侧电网取得备用电源时，可装一台主变压器。若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可由邻近低压电力网取得备用电源时，可装一台主变压器ADDINNE.Ref.{296DBA5C-790E-4E46-A655-BECF559C9BC6}[2]。变压器台数选择从原始资料可知，待设计变电站属于110kV降压变电站，且确定本变电所的电压等级110/35/10kV，而用户负荷都属于一二级负荷，则可确定该变电站属于有一类负荷的变电站。据规定选择两台变压器时系统的供电可靠性高，所以本次设计选用两台变压器。2.3变压器容量确定确定原则主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的负荷增长情况进行选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器的容量要与城市规划相结合。容量确定根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的60%—70%，并且同时满足系统的一级负荷和二类级负荷ADDINNE.Ref.{B7A1BA27-2F9C-441F-9360-BFAE4F4EEB6A}[2]。根据变压器容量确定原则，且考虑到建成后5-10年的负荷增长，按负荷增长率为3%，确定5年后系统负荷容量，据公式（2-2）整个系统负荷容量5年后增长为系统中35KV侧负荷容量5年后增长为系统中10KV侧负荷容量5年后增长为所以，两台主变压器各自承担当一台停运时，另一台则承担70%的负荷，当一台变压器停止运行时另一台变压器运行时要满足一级和二级负荷的供电需要，从负荷计算可知一二级负荷为59.93MVA故选择两台63MVA的主变压器就可以满足负荷要求。2.4变压器相数、绕组数量及连接组别选择确定据变压器相数确定原则对于330kV及以的变电站，一般选用三相式变压器。因为在工程投资、占地面积和配电装置数量以及运行维护等条件的下一台三相式变压器比三台单相变压器更具有优势。但在运输条件，制造条件以及可靠性有限制时，可以选用单相变压器。变压器绕组的形式主要分为双绕组和三绕组两种形式。而从原始资料可以知道待建变电所有110/35/10kV三个电压等级所以变压器选择三绕组变压器。绕组的连接方式分为星型连接和三角型连接。110kV及以上电压变压器绕组都采用星型连接；35kV采用星型连接，其中性点多通过消弧线圈接地；35kV以下电压变压器绕组都采用三角型连接ADDINNE.Ref.{DEBE8AE6-EE80-44E1-8E74-7AC8F8440BA0}[2]。所以待建变电所变压器绕组接线方式为。2.5变压器型号选择从原始资料可以知道待建变电所变压器全部为一、二级负荷，所以在调整电压时，需要进行带负荷调整。所以变压器采取三绕组有载调压变压器，选择型号为SFSZ7-63000/110的变压器，其具体参数如表2-1所示表2-1SFSZ7-63000/110变压器参数变压器型号额定容量MVA额定电压kV阻抗电压%SFSZ7-63000/11063高压中压低压高中高低中低10.51110.510.510.52.6变压器无功补偿可知变压器容性无功补偿容量，可以按主变压器容量的10%-30%配置，典型设计中则是按10%-15%进行配置ADDINNE.Ref.{FD77A906-E286-467E-855F-B7C6028A80B3}[3]。在一般情况中变压器的无功补偿一般补偿在低压侧，所以待建变电所变压器的无功补偿补偿在10kV侧。所以变压器的无功补偿有（2-3）2.7本章小结在变电站中，对于主变压器的选择要进行多方面的选择。不仅是要满足系统的总容量，而当变电站系统中只有两台主变压器时，当一台变压器停运时，另一台变压器要满足全部的负荷所需。在进行型号选择时也要考虑到系统为来扩建的需求。且对于变压器的无功补偿来言，一般是在低压侧进行无功补偿。但在实际情况中无功补偿计算的方法也不同，如含有110/35/10kV三个电压等级的系统，在工程中无功补偿容量的计算先选择变压器，变压器容量的10%-30%配置无功补偿容量。在理论情况下则是分别将110

kV侧功率因数补到0.95以上，35kV侧功率因数补到0.9以上，10kV侧功率因数补到

0.91-0.93ADDINNE.Ref.{539289CA-F7B8-4D59-A748-03F41AAF8FF1}[4]。 第3章电气主接线方式选择第3章电气主接线方式选择3.1电气主接线基本要求可靠性断路器在进行检修时，不能影响对系统供电。在事故状态下尽量缩小停电范围和停电时间。灵活性接线灵活,多运行方式，且不至发生误操作。调度时，可以灵活投入或切除变压器、线路。检修时，可以方便电气设备检修，且不影响系统运行和用户供电。经济性：投资少，损耗低，占地少。可以满足日后扩建的可能性。3.2主接线方案选择由于不同的接线方式所具备的优缺点和适用范围不同ADDINNE.Ref.{126A2F5F-882D-456B-9DCF-2E6D8A6CB25A}[5]，所以可得不同接线方式的优缺点和适用范围对比表3-1。表3-1不同电气主接线对比接线方式优点缺点适用范围单母线接线接线简单，操作方便，投资少(1)可靠性和灵活性较差，当母线和母线隔离开关检修或故障时，各支路停止工作则要求配电装置停电；(2)出线的断路器检修时，该支路要停止供电。用于不重要负荷和中小容量水电站变电站单母线分段接线(1)当母线发生故障时,只切除故障母线，而另一段母线仍继续工作。(2)两段母线看作两个独立的电源,提高供电可靠性。(1)当一段母线故障或检修时，须断开接在该段母线上的所有支路，让它停止工作。(2)任一条支路断路器检修时，该支路必须停止工作。（1）6-10kV的每段母线容量不超过25MW,35kV配电装置的出线回路数4-8回。（2）110kV配电装置出线回路数小于8。单母线分段带旁路接线供电可靠性提高，保证了对重要用户的不间断供电，倒闸操作相对简单（1)增加了设备，从而增大了投资和占地面积。(2)旁路断路器代替回路断路器的倒闸操作复杂，容易产生误操作，酿成事故。（1）用于出线不多，容量不大的中、小型发电厂(2)35-110kV变电站表3-1（续）不同电气主接线对比接线方式优点缺点适用范围双母线接线可靠性高灵活性好便于扩建(1)检修出线断路器时该支路仍然会停电。(2)设备多、配电装置复杂，运行切换电路要用隔离开关，容易引起误操作；投资、占地面积较大。（1）电压为6-10kV短路容量大、有出线电抗器的装置。(2)电压为35-60kV出线超过8回或电源多、负荷大的装置双母线分段接线可靠性与灵敏性比双母线接线法高增加母联断路器和分段断路器数量，投资大（1）电压220kV进出线为10-14回的装置。（2）电压为6-10kV进出线回路数或母线上电源较多、输出功率较大、短路电流较大的装置桥形接线可用于配电装置结构简单，造价低，运行中具有一定可靠灵活性，便于扩建(1)内桥接线正常运行时变压器操作复杂。同时，出现断路器故障或检修时，造成该回路停电

(2)线路投入与切除时，操作复杂。有两台主变压器的双回线路中的变电站。3.2.1110kV侧接线方案选择当有两台主变压器和两回线路时可采用桥式接，桥式接线可分为内桥接线和外桥接线，在随着未来的需求再过渡到单母线分段和双母线接线ADDINNE.Ref.{277D4956-4FC0-405A-A3A0-CA63E80DF83B}[6]。本变电站110kV侧有两回进线，初步拟定方案为桥式接线，即有方案1：内桥接线图3.1内桥接线图接线特点：线路操作方便。线路发生故障时，只有故障线路的断路器跳闸，其他回路正常工作。正常运行时变压器操作复杂。当桥回路故障或检修时两单元之间失去联系，会出现断路器故障。内桥接线使用于两进线两出线，且线路较长、故障可能性较大且变压器运行方式不需要经常切换的变电站。方案2：外桥接线图3.2外桥接线接线特点：变压器操作方便。线路投入与切除时，操作复杂。线路检修或故障时，要断开两台断路器，并使该侧变压器停止运行，恢复变压器工作需要进行倒闸操作，但会造成变压器短时停电。桥回路故障或检修时回路分裂为两部分，使两个单元之间失去联系，同一时间内出线侧断路器故障或检修时，造成该侧变压器停电。外桥接线适用于两进线两出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换，而且线路有穿越功率通过的变电站中。方案比较：两种方案均具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为了节省投资，变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随方案比较：两种方案均具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为了节省投资，变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。且已知长距离输电线路为线路长度超过300km以上，中距离输电线路为线路长度在100km-300km的架空输电线路和不超过100km的电缆线路ADDINNE.Ref.{6FC881AE-9DA2-49C4-B06A-8D5A0295AC99}[7]。结合原始材料可知待设计变电所有两回进线两回出线，线路25km属于短距离输电线路，所以110kV侧采用外桥接线方式。3.2.235kV侧接线方案选择根据已知数据备选以下三种方案方案一：单母线接线图3.335KV单母线接线图优缺点：(1)单母线接线简单、清晰，采用设备少，操作方便，投资少，便于扩建。(2)可靠性和灵活性较差。在母线和母线隔离开关检修或故障时，各支路都停电，某一出线的断路器检修时，该支路要停电。技术性：可靠性差，灵活性差，二次保护比较简单，经济性低。方案二：单母线分段接线图3.435KV单母线分段接线图优缺点：(1)一段母线故障停止工作，另一段母线仍可工作提高了供电可靠性。(2)当一段母线故障时，该母线上所有支路必须断开，停电范围较大。某一支路断路器检修时，该支路必须停电。技术性：可靠性好，灵活性好，二次保护好，经济性较低。方案三：单母线分段带旁路接线图3.535KV单母线分段带旁路接线优缺点：(1)出线断路器故障或检修时可以用旁路断路器代路送电，使线路不停电。(2)配电装置多，占地面积、工程投资多。(3)倒闸操作复杂，容易产生误操作。(4)保护及二次回路接线复杂。技术性：可靠性好，灵活性好，二次保护复杂，经济性高。结论：通过接线方式的优缺点，技术性，经济性比较可知，单母线分段接线方式与单母线接线方式在可靠性和灵活性方面比单母线分段带旁路接线方式好，且维护方便性好。单母线分段接线方式在供电可靠性比单母线接线方式好。单母线分段接线方式与单母分段带旁路接线相比，在可靠性、灵活性和维护方面都差不多，但由于单母分段带旁路接线方式增加了配电装置的设备、占地面积与工程投资。同时从原始资料可知待设计变电所35kV侧出线回路数为10回，且满足单母线分段接线35-65kV出线回路为4-8为宜的要求。所以综合考虑，选择单母线分段接线(方案二)较为合理。3.2.310kV侧接线方案选择根据已知数据备选以下三种方案方案一：单母线接线图3.610KV单母线接线图方案二：单母线分段接线图3.710KV单母线分段接线图方案三：单母线分段带旁路接线图3.810KV单母线分段带旁路接线由于单母线分段接线适用于变电站有两台主变压器的6-10kV配电装置，出线回路为6回以上。且同时从原始资料可知待设计变电所10kV侧出线回路数为8回，所以10kV侧选择单母线分段接线方案。3.4变电站主接线图图3.9变电站主接线图第4章短路电流计算第4章短路电流计算4.1短路电路计算目的和假设4.1.1短路电流计算目的电气设备选择：在电力系统中，电气设备如断路器、隔离开关、母线和电缆等，必须有足够的动稳定性和热稳定性，而短路电流计算结果是作为电气设备的动稳定性和热稳定性的校验的重要依据。继电保护的配置和整定：电力系统中应配置哪些继电保护以及保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障情况进行计算和分析。电气主接线方案的比较和选择

：在发电厂和变电站的主接线设计会遇到以下的情况：当接线方案因为短路电流太大而要选用贵重的电气设备时，会导致方案的投资高，但如果适当改变接线方式或采取某些限制短路电流的措施就可得到可靠又经济的方案。所以在比较和评价主接线方案时，短路电流计算是必不可少的。在设计及以上电压等级的架空输电线路时，要计算短路电流，以确定电力线路对邻近架设的通信线是否存在危险及干扰影响ADDINNE.Ref.{189E3B04-3C3F-4E84-9943-A957B143E522}[2]。4.1.2短路电流计算一般规定验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按在切换过程中可能并列运行的接线方式。选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导部电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。导体和电器的动稳定、热稳定及电器的开断电流一般按三相短路验算ADDINNE.Ref.{77DB4A8D-59B4-4280-9611-9A6C131966DE}[2]。4.1.3短路电流计算基本假设在进行短路电流计算时采用以下的假设和原则ADDINNE.Ref.{42DA4438-52E3-4E2A-B454-52148ABE69FB}[2]正常工作时，三相系统对称运行。所有的电源的电动势相位角相同。短路发生在短路电流为最大值的瞬间。不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。4.2短路电流计算步骤4.2.1系统短路点选取在电力系统中，由于母线上的短路电流很大，所以将短路点选择在各侧的母线上。由于各侧存在母联断开和闭合的情况，但一般情况而言母联闭合时，短路电流最大。所以在本次设计中只考虑母联闭合的情况，故作出短路系统电抗标幺值的等效电路图，如图4-1所示。图4-1短路系统电抗标幺值等效电路图4.2.2基准值选取各个电抗基准值的标幺值在满足基本电气关系的前提下都可以任意选定，当选取基准功率为,基准电压为时，可推导出基准电流和基准电抗。4.2.3元件电抗值计算各元件的电抗标幺值从原始资料可知待设计变电所与九岭220kV变电站相距25km，且采用双回110kV线路送到本变电所，九岭220kV变电所的容量为1500MVA，相应系统电抗为。系统的阻抗计算（4-1）线路总阻抗（4-2）变压器各侧阻抗计算高压侧：中压侧：低压侧：变压器容量为时电抗标幺值计算公式为：（4-3）高压侧电抗标幺值：中压侧电抗标幺值：低压侧电抗标幺值：变压器容量为时电抗有名值计算公式为：（4-4）高压侧电抗有名值：中压侧电抗有名值：低压侧电抗有名值：4.3短路电流计算4.3.1110kV侧短路电流计算系统到110kV侧当K1点发生三相短路可以作出等效电路如图4-2所示图4-2K1点发生三相短路标幺值等效电路图电源至短路点总电抗的标幺值：(4-5)系统电抗：(4-6)在恒定电势源电路的三相短路中当已知系统电抗时，可以通过短路电流周期分量计算曲线数字表查出不同时间段的短路电流ADDINNE.Ref.{0B184738-435C-43AB-B4A5-41446CDEA3C2}[7]。T=0s时，短路电流周期分量有效值：(4-7)短路冲击电流：(4-8)短路电流最大有效值：(4-9)短路容量：(4-10)T=0.1s时，短路电流周期分量有效值：短路冲击电流：短路电流最大有效值：短路容量：T=4s时，短路电流周期分量有效值：短路冲击电流：短路电流最大有效值：短路容量：4.3.235kV侧短路电流计算当K2点发生三相短路可以作出等效电路如图4-3所示图4-3K2点发生三相短路标幺值等效电路图电源至短路点总电抗的标幺值：(4-11)短路电流周期分量有效值：标幺值：有名值:短路冲击电流：短路电流最大有效值：短路容量：4.3.310kV侧短路电流计算当K3点发生三相短路可以作出等值电路如图4-4所示图4-4K3点发生三相短路标幺值等效电路图电源至短路点总电抗的标幺值：短路电流周期分量有效值为标幺值：有名值:短路冲击电流：短路电流最大有效值：短路容量：将得到的数据进行汇总可得表4-1表4-1短路电流计算统计表短路侧有名值(kA)短路冲击电流(kA)短路电流最大有效值(kA)短路容量(MVA)110kV(T=0s)8.02820.4412.121599.064110kV(T=0.1s)8.3421.2312.591661.21110kV(T=4s)9.223.4213.891832.51350kV10.5226.7815.89674.1810kV37.0694.3455.96673.994.4本章小结在短路电流计算中要对短路点进行选择，且一般都为在各侧电压母线上。而且在对短路电流进行计算的时候要判别母线闭合和母线断开的情况。特殊情况下要对两种情况进行计算比较，但一般情况下都是母线闭合的短路电流最大。第5章电器设备选择第5章电器设备选择5.1概述电气设备的选择作为发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。电气设备的正确选择是电气主接线和配电装置是否达到安全、经济运行的重要条件。进行电气设备选择时不仅要满足可靠性，也要满足经济性，而且选择的设备要合适待建变电所和发电厂的自然条件。5.1.1电气设备选择原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。应按当地环境条件校核。应力求技术先进和经济合理。与整个工程的建设标准应协调一致。同类设备尽量同一型号，便于设备的维护，订货和相互备用。5.1.2电气设备选择技术条件电力系统中的各种电气设备，它们的工作条件并不完全一致，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是相同的。即：电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况进行各种校验（如热稳定校验和动稳定校验）。按正常工作条件选择电气设备额定电压当已知电气设备额定电压：设备铭牌上标出的线电压，最高工作电压：长期运行所允许的最大电压。则有当电网的额定电压为，最高运行电压为，既选择电气设备时，应使所选电气设备最高工作电压不低于电气设备装置点的电网最高运行电压，即一般按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择即可。有。额定电流额定电流：在额定环境温度下，长时间内电气设备所能允许通过的电流。选择电气设备时，所选电气设备额定电不低于所工作回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流且环境条件的影响应考虑电气设备安装地点的环境条件，如温度、海拔高度等。当环境条件超过电气设备的正常使用条件时，应采取相应措施。方案一：海拔修正电气设备的最高工作电压是按一定的海拔高度设计的。如果电气设备布置在规定的海拔高度以上，电气设备的最大工作电压就要降低。海拔高度每增加100m，最大工作电压应降低1%。高于1000m可选高原型产品或外绝缘高一级的产品。方案二：温度修正电器设备的额定环境温度为。如果周围环境温度高于，则设备额定电流要减小。如果周围环境温度低于，则设备额定电流可增大。（5-1）按短路条件校验电气设备短路热稳定校验短路电流通过电气设备时，电气设备各部分温度(或发热效应)应不超过允许值。

短路热稳定的条件：

式中：－短路电流产生的热效应

－电气设备允许通过的热稳定电流

－电气设备允许通过的热稳定电流的持续时间短路电动力稳定校验电动力稳定是指电气设备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。短路动稳定的条件是：或者式中： 、－短路冲击电流的幅值及有效值

、－电气设备允许通过的动稳定电流的幅值和有效值5.2断路器选择开关电器是电力系统的重要设备之一，而断路器最为重要，结构也最复杂。高压断路器是用来在正常情况下接通和断开电路、且在故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备。对断路器的基本要求是：在各种情况下应具有足够的开断能力，尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性。110kV侧断路器选择110kV侧持续最大工作电流为（5-2）其中为变电站总负荷的容量，单位为MVA。110kV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流为根据电流值查附表进行初步的型号选择ADDINNE.Ref.{1F5A21EB-0BCE-4FF1-9331-4B112A5A997B}[8]，选择型号为LW25-126的断路器。其具体参数如表5-1所示表5-1LW25-126型断路器参数型号额定电压(kV)最高工作电压(kV)额定电流(A)额定开断电流(kA)额定短路耐受电流kA(4s)额定峰值耐受电流(kA)额定关合电流(kA)额定合闸时间(s)全开时间(s)LW25-126110126125031.531.580800.10.06从表可知断路器最高工作电压为126kV大于110kV侧额定电压110kV。断路器额定电流大于110kV侧系统的最大持续工作电流。断路器额定开断电流大于110kV侧电压等级下三相短路电流周期分量有效值为。短路电动力稳定校验从表可知断路器稳定峰值耐受电流，短路冲击电流为，可得，即该断路器短路电动力稳定性满足要求。短路热稳定校验热稳定短路计算时间：为继保动作时间和相应断路器的全开断时间之和ADDINNE.Ref.{8930E56B-A466-4C08-9C0E-7589B4558BCA}[5]。(5-3)由于已知选择断路器额定短路耐受电流为，所以假设。由于，故不计非周期分量的热效应所以在时间内断路器允许通过的热稳定电流有效值为：(5-4)时间内110kV侧短路电流热效应值可得，即该断路器热稳定性满足要求。总结上述校验过程可得到校验结果表5-2110kV侧断路器校验结果校验项目计算参数LW25-126校验结果工作电压(kV)系统电压110额定电压110合格最大持续工作电流(A)最大持续工作电流330.28额定电流1250合格额定开断电流(kA)三相短路电流周期分量有效值8.028额定开断电流31.5合格短路电动力稳定校验(kA)短路冲击电流20.44额定峰值耐受电流80合格短路热稳定校验()短路电路热效应338.563696合格35KV侧断路器选择35KV侧持续最大工作电流为其中为35kV侧总负荷的容量，单位为MVA。35KV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流为根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为ZN12-40.5的断路器。其具体参数如表5-3所示表5-3ZN12-40.5型断路器参数型号额定电压(kV)最高工作电压(kV)额定电流(A)额定开断电流(kA)额定短路耐受电流kA(4s)额定峰值耐受电流(kA)额定关合电流(kA)额定合闸时间(s)全开时间(s)ZN12-40.53540.51250252563630.10.06从表可知断路器最高工作电压为40.5kV大于35kV侧系统的额定电压35kV断路器额定电流大于35kV侧系统的最大持续工作电流断路器额定开断电流大于35KV侧电压等级下三相短路电流周期分量有效值为短路电动力稳定校验从表可知断路器稳定峰值耐受电流，短路冲击电流最大值为，可得，即该断路器短路电动力稳定性满足要求。短路热稳定校验热稳定短路计算时间：为继保动作时间和相应断路器的全开断时间之和。由于已知选择断路器额定短路耐受电流为，所以假设。由于，故不计非周期分量的热效应所以在时间内断路器允许通过的热稳定电流有效值为时间内35kV侧短路电流热效应值可得，即该断路器热稳定性满足要求。总结上述校验过程可得到校验结果表5-435kV侧断路器校验结果校验项目计算参数LW25-126校验结果工作电压(kV)系统电压35额定电压35合格最大持续工作电流(A)最大持续工作电流948.817额定电流1250合格额定开断电流(kA)三相短路电流周期分量有效值10.52额定开断电流25合格短路电动力稳定校验(kA)短路冲击电流26.78额定峰值耐受电流63合格短路热稳定校验()短路电路热效应442.68162500合格10KV侧断路器选择10KV侧持续最大工作电流为其中为10kV侧总负荷的容量，单位为MVA。10KV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为ZN12-12的断路器。其具体参数如表5-5所示表5-5ZN12-12型断路器参数型号额定电压(kV)最高工作电压(kV)额定电流(A)额定开断电流(kA)额定短路耐受电流kA(4s)额定峰值耐受电流(kA)额定关合电流(kA)额定合闸时间(s)全开时间(s)ZN12-121012160040401001000.060.03从表可知断路器最高工作电压为12kV大于10kV侧系统的额定电压10kV断路器额定电流大于10kV侧系统的最大持续工作电流断路器额定开断电流大于10KV侧电压等级下三相短路电流周期分量有效值为短路电动力稳定校验从表可知断路器稳定峰值耐受电流，短路冲击电流最大值为，可得，即该断路器短路电动力稳定性满足要求。短路热稳定校验热稳定短路计算时间：为继保动作时间和相应断路器的全开断时间之和。由于已知选择断路器额定短路耐受电流为，所以假设。由于，故不计非周期分量的热效应所以在时间内断路器允许通过的热稳定电流有效值为时间内110kV侧短路电流热效应值可得，即该断路器热稳定性满足要求。总结上述校验过程可得到校验结果表5-610kV侧断路器校验结果校验项目计算参数ZN12-12校验结果工作电压kV系统电压10额定电压工作电压kV系统电压最大持续工作电流A最大持续工作电流312.81额定电流最大持续工作电流A最大持续工作电流额定开断电流kA三相短路电流周期分量有效值37.06额定开断电流额定开断电流kA三相短路电流周期分量有效值短路电动力稳定校验kA短路冲击电流94.34额定峰值耐受电流短路电动力稳定校验kA短路冲击电流短路热稳定校验短路电路热效应5493.77446400合格5.3隔离开关选择在电力系统中隔离开关起到以下作用ADDINNE.Ref.{98B74C94-7E66-44DF-A32E-4B04AA081F95}[5]隔离电压保证装置中检修工作的安全，在需要检修的部分和其它带电电部分之间，用隔离开关构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔。倒闸操作投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，进行电路的切换操作。分、合小电流隔离开关没有灭弧装置，不能开断或闭合负荷电流和短路电流但具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力。110kV侧隔离开关选择110kV侧持续最大工作电流为其中为变电站总负荷的容量，单位为MVA。110kV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流为根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为GW4-110D/630的隔离开关。其具体参数如表5-7所示表5-7GW4-110D/630型隔离开关参数型号额定电压（kV）最高工作电压（kV）额定电流（kA）热稳定电流kA（4s）动稳定电流（kA）GW4-110D/6301101266302050从表可知隔离开关最高工作电压为126kV大于110kV侧系统的额定电压110kV。隔离开关额定电流大于110kV侧系统的最大持续工作电流。短路电动力稳定校验从表可知隔离开关稳定峰值耐受电流，短路冲击电流最大值为，可得，即该隔离开关短路电动力稳定性满足要求。短路热稳定校验热稳定短路计算时间：为继保动作时间和相应断路器的全开断时间之和。由于已知选择断路器额定短路耐受电流为，所以假设。由于，故不计非周期分量的热效应所以在时间内隔离开关允许通过的热稳定电流有效值为时间内110kV侧短路电流热效应值可得，即该断路器热稳定性满足要求。总结上述校验过程可得到隔离开关校验结果表5-8GW5-110D/630型隔离开关参数表校验项目计算参数GW5-110D/630校验结果工作电压(kV)系统电压110额定电压110合格最大持续工作电流(A)最大持续工作电流312.81额定电流630合格表5-8（续）GW5-110D/630型隔离开关参数表校验项目计算参数GW5-110D/630校验结果短路电动力稳定校验(kA)短路冲击电流20.44额定峰值耐受电流50合格短路热稳定验()短路电路热效应338.561600合格35KV侧隔离开关选择35KV侧持续最大工作电流为其中为35kV侧总负荷的容量，单位为MVA。35KV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流为根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为GN16-35G/1250的隔离开关。其具体参数如表5-9所示表5-9GN16-35G/1250型隔离开关参数型号额定电压（kV）最高工作电压（kV）额定电流（kA）热稳定电流kA（4s）动稳定电流（kA）GN16-35G/1250353712502563表可知隔离开关最高工作电压为40.5kV大于35kV侧系统的额定电压35kV隔离开关额定电流大于35kV侧系统的最大持续工作电流短路电动力稳定校验从表可知隔离开关稳定峰值耐受电流，短路冲击电流最大值为，可得，即该隔离开关短路电动力稳定性满足要求。短路热稳定校验热稳定短路计算时间：为继保动作时间和相应断路器的全开断时间之和。由于已知选择断路器额定短路耐受电流为，所以假设。由于，故不计非周期分量的热效应所以在时间内隔离开关允许通过的热稳定电流有效值为时间内35kV侧短路电流热效应值可得，即该隔离开关热稳定性满足要求。总结上述校验过程可得到隔离开关校验结果表5-10GN16-35G/1250型隔离开关参数表校验项目计算参数GN16-35G/1250校验结果工作电压(kV)系统电压35额定电压35合格最大持续工作电流(A)最大持续工作电流948.817额定电流1250合格短路电动力稳定校验(kA)短路冲击电流26.78额定峰值耐受电流63合格短路热稳定校验()短路电路热效应442.68162500合格10KV侧隔离开关选择10KV侧持续最大工作电流为其中为10kV侧总负荷的容量，单位为MVA。10KV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流为根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为GN22-10/1000的隔离开关。其具体参数如表5-11所示表5-11GN22-10/2000型隔离开关参数型号额定电压（kV）最高工作电压（kV）额定电流（kA）热稳定电流kA（4s）动稳定电流（kA）GN22-10/10001010.5200040100从表可知隔离开关最高工作电压为12kV大于10kV侧系统的额定电压10kV隔离开关额定电流大于10kV侧系统的最大持续工作电流短路电动力稳定校验从表可知隔离开关稳定峰值耐受电流，短路冲击电流最大值为，可得，即该隔离开关短路电动力稳定性满足要求。短路热稳定校验热稳定短路计算时间：为继保动作时间和相应断路器的全开断时间之和。由于已知选择断路器额定短路耐受电流为，所以假设。由于，故不计非周期分量的热效应所以在时间内隔离开关允许通过的热稳定电流有效值为时间内110kV侧短路电流热效应值可得，即该隔离开关热稳定性满足要求。总结上述校验过程可得到隔离开关校验结果表5-12GN22-10/2000型隔离开关参数表校验项目计算参数GN16-35G/1250校验结果工作电压(kV)系统电压10额定电压10合格最大持续工作电流(A)最大持续工作电流312.81额定电流2000合格短路电动力稳定校验(kA)短路冲击电流94.34额定峰值耐受电流100合格短路热稳定校验()短路电路热效应5493.77446400合格5.4互感器选择5.4.1概述互感器是作为变换电压、电流的电气设备，其主要功能分别为反映一次系统的工作状态和向二次系统提供电压、电流信号。前者在电力系统中作为电压互感器，后者作为电流互感器。而互感器包括电流互感器和电压互感器两类。电流互感器是将大电流转换为规定的小电流；电压互感器是将高电压变成规定的低电压。在电力系统中采用互感器的目的，一是为了将一二次回路隔离，以提高安全性，二是将互感器供电的二次设备进行小型化、标准化，从而给工作人员进行运行维护提供方便。5.4.2电压互感器选择110kV侧电压互感器选择电压互感器一次回路额定电压要满足：()按照一般情况，户外110kV一般采用串级式电磁式电压互感器准确度相式选择单相式根据上述条件110kV侧电压互感器选择JCC1-110TH,其具体参数如下表表5-13JCC1-110TH型电压互感器参数型号额定变比准确等级下额定容量kV最大容量MVAJCC1-110TH一级三级2000500100035kV侧电压互感器选择电压互感器一次回路额定电压要满足：()按照一般情况，户外110kV一般采用串级式电磁式电压互感器准确度相式选择单相式根据上述条件35kV侧电压互感器选择JDX6-35,其具体参数如下表表5-15JSJW-10型电压互感器参数表型号额定变比准确等级下额定容量kV最大容量MVAJDX6-350.5级1级2级100015025050010kV侧电压互感器选择电压互感器一次回路额定电压要满足：()按照一般情况，户外110kV一般采用串级式电磁式电压互感器准确度相式选择单相式根据上述条件10kV侧电压互感器选择JSJW-10,其具体参数如下表表5-15JSJW-10型电压互感器参数表型号额定变比准确等级下额定容量kV最大容量MVAJSJW-100.5级1级2级9601202004805.4.3电流互感器选择110kV侧电流互感器选择110kV侧持续最大工作电流为其中为110kV侧总负荷的容量，单位为MVA。110kV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流最大值为110kV侧为户外配电装置110kV侧的额定电压为根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为LB7-110W型电流互感器。参数如表5-16。表5-16LB7-110W型电流互感器参数型号额定电流（A）级别组合额定输出电流（kV）1s动稳定电流kA1s热稳定试验电流kALB7-110W0.5/5P/5P/5P5111545动稳定校验对于电流互感器动稳定校验应满足ADDINNE.Ref.{E1B1037E-396B-4542-9D6E-435E0A0FFBA0}[5]：(5-5)-电流互感器动稳定倍数-计算侧电压为短路冲击电流即又因为,所以有符合要求。热稳定校验电流互感器热稳定校验应满足ADDINNE.Ref.{A753C1E0-467D-4FED-8D39-82FC3C79AC94}[5]：(5-6)-短路电流在短路作用时间内的热效应-电流互感器热稳定倍数，即电流互感器1s热稳定电流与一次线圈额定电流的比值又因为，综合上述校验过程LB7-110W型电流互感器符合要求。35KV侧电流互感器选择35KV侧持续最大工作电流为其中为35kV侧总负荷的容量，单位为MVA。35KV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流最大值为35KV侧为户内配电装置35KV侧的额定电压为根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为LABN-35W型电流互感器。参数如表5-17。表5-17LABN-35W2型电流互感器参数型号额定电流（A）级别组合额定输出电流（kV）1s动稳定电流kA1s热稳定试验电流kALABN-35W210000.5/10P514216.5稳定校验又因为,所以有符合要求。热稳定校验又因为综合上述校验过程LABN-35W2型电流互感器符合要求。10KV侧电流互感器选择10KV侧持续最大工作电流为其中为10kV侧总负荷的容量，单位为MVA。10KV侧三相短路电流周期分量有效值为,短路冲击电流最大值为10KV侧为户内配电装置10KV侧的额定电压为根据电流值查附表进行初步的型号选择，选择型号为LBJ-10W型电流互感器，参数如表5-18。表5-18LBJ-10W型电流互感器参数型号额定电流（A）级别组合1s动稳定电流kA1s热稳定试验电流kALBJ-10W10000.5/D9050动稳定校验又因为,所以有符合要求。热稳定校验又因为综合上述校验过程LBJ-10W型电流互感器符合要求。5.5母线及其电缆选择5.5.1母线选择35kV侧母线选择35KV侧持续最大工作电流为其中为35kV侧总负荷的容量，单位为MVA。线缆的截面按长期发热允许电流选择导体的截面，查表ADDINNE.Ref.{A0D5FCED-1C82-4C5B-94D0-66EA3B919E7F}[5]选取2条mm的矩形铝线，并进行平放，平放时,,查温度系数表可知，当温度为时，导线温度系数为。所以据公式（5-7）则存在。动稳定校验由于硬母线动稳定校验要满足算式（5-8）式中指母线材料的最大允许的应力。单位为，而已知硬铝母线LMY的最大允许应力；为母线发生三相短路时的冲击电流产生的最大计算应力ADDINNE.Ref.{60524379-89AD-4843-A1A1-65B54BD079C4}[9]。最大允许应力计算公式为（5-9）式中为母线通过三相短路电流时受到的弯曲力矩，为母线截面系数。（5-10）式中是三相短路时，中间相受到最大的计算电动力；为导线相邻支持点间的距离，为系数，当母线档数为1-2档时为8，大于2时为10。（5-11）母线截面系数计算公式为(5-12)式中为导线截面水平宽度，为母线截面垂直宽度。单位都为（m）。设相间距，绝缘子跨距为，母线短路电流母线通过三相短路电流时受到的弯曲力矩母线截面系数因为，所以选取的母线满足动稳定性ADDINNE.Ref.{CB47F618-D1D9-4B46-AD67-DE081B48859E}[10]。热稳定校验假设选取母线的保护时间为，又根据35kV选择的断路器ZN12-40.5进行查表得到该断路器全断时间为。短路持续时间：所以短路电流的周期分量热效应：因为t<1s,所以非周期分量热效应：正常运行时导体温度：查表可得据公式(5-13)因为存在，满足热稳定要求，所以选择2条LMY-mm的矩形铝母线。10kV侧母线选择10KV侧持续最大工作电流为其中为10kV侧总负荷的容量，单位为MVA。线缆的截面按长期发热允许电流选择导体的截面，查表后，选取2条mm的矩形铝线，并进行平放，平放时,,查温度系数表可知，当温度为时，导线温度系数为。所以据公式则存在。动稳定校验设相间距，绝缘子跨距为，母线短路电流母线通过三相短路电流时受到的弯曲力矩母线截面系数因为，所以选取的母线满足动稳定性。热稳定校验假设选取母线的保护时间为，又根据10kV选择的断路器ZN12-12进行查表得到该断路器全断时间为。短路持续时间：所以短路电流的周期分量热效应：因为t<1s,所以非周期分量热效应：正常运行时导体温度：查表可得因为存在，满足热稳定要求，所以选择2条LMY-mm的矩形铝母线。5.5.2电缆选择电缆选择按额定电压、导体截面及允许的电压降等进行选择和校验。对于35kV

及以下，电缆采用三相铝芯电缆；110kV

及以上采用单相充油电缆；直埋地下的电缆，一般选用钢带铠装电缆ADDINNE.Ref.{D436994E-0494-4A65-9C2B-3FF31F1002D7}[11]。35kV侧铁矿电缆的选择额定电压选择：按持续最大工作电流和经济电流密度选择电缆截面S。是变电站35kV侧电缆出线最大负荷容量，单位为MVA。又从原始数据已知铁矿电缆的出线回路数为2，所以单条电缆出线所承担的最大持续电流为根据原始资料可知，本变电站最大负荷利用小时数为5000h,查表得出经济电流密度。根据以上数据查表，选用35kV，的普通黏性浸渍纸绝缘电力电缆。每根电缆，时，。，环境温度为时，查表得电缆的载流量的修正系数为。当电缆间取200mm时查表得二根并排修正系统为，土壤热阻修正系数。允许载流量：由于,满足长期发热要求热温度校验假设选取母线