電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計林俊杰

1、電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計題目：110kv降壓變電站電氣系統(tǒng)初步設(shè)計學(xué)生姓名：林俊杰專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣0906班學(xué)號：200911914指導(dǎo)教師：羅毅目錄變電站電氣系統(tǒng)課程設(shè)計說明書一、 概述1、 設(shè)計目的2、 設(shè)計內(nèi)容3、 設(shè)計要求二、 設(shè)計基礎(chǔ)資料1、 待建變電站的建設(shè)規(guī)模2、 電力系統(tǒng)與待建變電站的連接情況3、 待建變電站負(fù)荷三、 主變壓器與主接線設(shè)計1、 各電壓等級的合計負(fù)載及類型2、 主變壓器的選擇四、 短路電流計算1、 基準(zhǔn)值的選擇2、一、 概述1、 設(shè)計目的（1） 復(fù)習(xí)和鞏固電氣工程基礎(chǔ)課程所學(xué)知識。（2） 培養(yǎng)和分析解決電力系統(tǒng)問題的能力。（3） 學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣

2、部分設(shè)計的基本原理和設(shè)計方法。2、 設(shè)計內(nèi)容本課程設(shè)計只作電氣系統(tǒng)的初步設(shè)計，不作施工設(shè)計和土建設(shè)計。（1） 主變壓器選擇：根據(jù)負(fù)荷主變壓器的容量、型式、電壓等級等。（2） 電氣主接線設(shè)計：可靠性、經(jīng)濟性和靈活性。（3） 短路電流計算：電力系統(tǒng)側(cè)按無限大容量系統(tǒng)供電處理；用于設(shè)備選擇時，按變電所最終規(guī)?？紤]；用于保護整定計算時，按本期工程考慮；舉例列出某點短路電流的詳細計算過程，列表給出各點的短路電流計算結(jié)果sk、i”、i、ish、teq（其余點的詳細計算過程在附錄中列出）。（4）選擇主要電氣設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、母線及支撐絕緣子、限流電抗器、電流互感器、電壓互感器、高壓熔斷器、消弧線圈。每

3、類設(shè)備舉例列出一種設(shè)備的詳細選擇過程，列表對比給出選出的所有設(shè)備的參數(shù)及使用條件。（5）編寫“××變電所電氣部分設(shè)計”說明書，繪制電氣主接線圖（2圖紙）3、 設(shè)計要求（1） 通過經(jīng)濟技術(shù)比較，確定電氣主接線；（2） 短路電流計算；（3） 主變壓器選擇；（4） 斷路器和隔離開關(guān)選擇；（5） 導(dǎo)線（母線及出線）選擇；（6） 限流電抗器的選擇（必要時）。（7） 完成上述設(shè)計的最低要求；（8） 選擇電壓互感器；（9） 選擇電流互感器；（10） 選擇高壓熔斷器（必要時）；（11） 選擇支持絕緣子和穿墻套管；（12） 選擇消弧線圈（必要時）；（13） 選擇避雷器。二、 設(shè)計基礎(chǔ)資料1、

4、待建變電站的建設(shè)規(guī)模 變電站類型： 110 kv降壓變電站 三個電壓等級： 110 kv、 35 kv、 10 kv 110 kv：近期線路2回；遠期線路 3回 35 kv：近期線路2回； 遠期線路4 回 10 kv：近期線路4回；遠期線路 8回2、電力系統(tǒng)與待建變電站的連接情況 變電站在系統(tǒng)中地位：地區(qū) 變電站 變電站僅采用 110 kv的電壓與電力系統(tǒng)相連，為變電站的電源 電力系統(tǒng)至本變電站高壓母線的標(biāo)么電抗（sd=100mva）為：最大運行方式時0.28 ；最小運行方式時0.35；主運行方式時0.30; 上級變電站后備保護動作時間為2.5s3、待建變電站負(fù)荷 110 kv出線：負(fù)荷每回容

5、量 10000 kva，cosj0.9，tmax 4000 h 35 kv負(fù)荷每回容量5000 kva，cosj0.85，tmax4000 h；其中，一類負(fù)荷 0回；二類負(fù)荷 2回 10kv負(fù)荷每回容量1500 kw，cosj0.95，tmax 4200 h；其中，一類負(fù)荷 0回；二類負(fù)荷 2回(4)負(fù)荷同時率 0.784、環(huán)境條件 當(dāng)?shù)啬曜罡邭鉁?00c，年最低氣溫-200c，最熱月平均最高氣溫350c，年最低氣溫-50c。 當(dāng)?shù)睾０胃叨龋?00m 雷暴日：15日/年5、其它 變電站地理位置：城郊，距城區(qū)約10km 變電站供電范圍： 110 kv線路：最長100 km，最短50 km； 35

6、 kv線路：最長60 km，最短20 km； 10 kv低壓饋線：最長 15 km，最短 3 km； 未盡事宜按照設(shè)計常規(guī)假設(shè)。三、 主變壓器與主接線設(shè)計1、 主變壓器的選擇（1） 變壓器臺數(shù)的選擇在大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺變壓器為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電站或復(fù)合較高的變電站，在設(shè)計時應(yīng)該考慮裝設(shè)三臺變壓器的可能性?？紤]到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，含有交大份額的一、二類負(fù)載，故一起工程選擇兩臺主變壓器，并列運行且容量相等?？紤]到地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展較快，遠期增加負(fù)荷較多，負(fù)荷密度迅速增大，故而起工程增加一臺主變壓器。變壓器是變電站主要

7、電氣設(shè)備之一，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。從電工學(xué)中知道，輸電線路中流過的電流越大，損失的功率就越大。所以采用高壓輸電減少線路的功率損耗，故將發(fā)電廠發(fā)出的電力經(jīng)變壓器升壓后輸送，送到供電地區(qū)后經(jīng)降壓變壓器變換成低電壓供用戶使用。（2）變壓器容量的選擇設(shè)計的變電站中，35kv側(cè)負(fù)荷每回容量5000kva,cos=0.85，tmax=4000h；10kv側(cè)負(fù)荷每回容量1500kw，cos=0.95，tmax=4200h。近期系統(tǒng)負(fù)荷總量和類型統(tǒng)計如下：35kv側(cè)的總負(fù)荷s35=5000×2kva=10000kva10kv側(cè)的總負(fù)荷s10=（1500

8、15;4）/0.95kva=6316kva近期的總負(fù)荷 s =0.78×（s35 +s10）=12726kva遠期系統(tǒng)負(fù)荷總量和類型統(tǒng)計如下：35kv側(cè)的總負(fù)荷 s35=5000×4kva=20000kva10kv側(cè)的總負(fù)荷 s10=（1500×8）/0.95kva=12632kva遠期的總負(fù)荷 s =0.78×（s35 +s10）=25453kva擬選用三臺（近期兩臺、遠期增加一臺）sfsl7-10000/110型三繞組變壓器，其容量比為：100/100/50；電壓比為110±2×2.5%/38.5±2×2.5%

9、/11kv；接線方式為yn,y0,d11，阻抗電壓為：uk12%=10.5%,uk13%=18%,uk23%=6.5%。（2） 校驗變壓器的負(fù)荷 近期工程的主變壓器的負(fù)荷率：。 遠期工程的主變壓器的負(fù)荷率：（3）事故情況下變壓器過載能力的校驗三臺主變，停一臺，應(yīng)承擔(dān)全部負(fù)荷的70%80遠期時，三臺主變，停一臺，應(yīng)承擔(dān)全部負(fù)荷的70%80%。此變電站一臺出現(xiàn)故障時承擔(dān)全部負(fù)荷為=2000025453=78.6% 三繞組變壓器各側(cè)容量選擇：要求：各側(cè)容量均應(yīng)15%(遠期)110kv： 選35kv： 選10kv： 選變壓器容量比 接地方式：110kv：直接接地；35kv：不接地；10kv：不接地所以

10、不考慮自耦變壓器2、主接線的選擇設(shè)計原則：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓登記、進出線回數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性要求。主接線的選擇必須要保證向用戶供給符合質(zhì)量的電能，而且能夠適應(yīng)各種的運行方式（包括正常，事故和檢修運行方式）并能夠通過操作來實現(xiàn)運行方式的變化而且在某一基本回路檢修時不影響其它回路的繼續(xù)運行。其次，主接線還應(yīng)該簡明清晰，運行維護方便，在滿足上述要求的前提下，主接線的設(shè)計應(yīng)簡單，投

11、資少，運行管理費用低，一般情況下，應(yīng)考慮節(jié)約電能和有色金屬的消耗量。即考慮安全、可靠、經(jīng)濟性原則，按照以上原則對主接線進行選擇。（1）110kv側(cè)接線的選擇方案一：采用單母分段接線優(yōu)點：接線簡單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟性比較好，在一段母線發(fā)生故障或者檢修的時候另一段仍然可以繼續(xù)運行。由于接線簡單，操作人員發(fā)生誤操作的可能性就要小。缺點：不夠靈活可靠，當(dāng)要一路母線檢修或者出現(xiàn)故障時，該母線上的負(fù)荷會停電。方案二：采用雙母線方式接線優(yōu)點：供電可靠，可以不停電而輪流檢修每一組母線，一組母線故障后能夠通過隔離開關(guān)的輪換操作來迅速恢復(fù)供電。當(dāng)個別線路需要單獨進行試驗時，可將其接至備用母線，不直接影響工作母

12、線的正常運行。）各電源和回路的負(fù)荷可以任意的分配到某一組母線上，可以靈活的調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運行方式和潮流變化。缺點：投資較大，由于線路較為復(fù)雜，在隔離開關(guān)的倒換操作中很容易出現(xiàn)誤操作，還需在隔離開關(guān)與斷路器之間加裝連鎖裝置，增加投資比較結(jié)論：經(jīng)過比較，在保證供電可靠性前提下，就必須適當(dāng)?shù)脑黾油顿Y。采用方案一的供電可靠性太差，一旦發(fā)生故障，有可能導(dǎo)致全網(wǎng)停電。故選擇雙母線接線，即保證供電可靠性，同時投資也有一定的加大，但是在可以承受的范圍之內(nèi)。.（2）35kv側(cè)接線的選擇和10kv側(cè)接線的選擇方案一：采用單母線接線優(yōu)點：接線簡單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟性比較好。由于接線簡單，操作人員發(fā)生誤操作的

13、可能性就要小。缺點：可靠性和靈活性差。當(dāng)電源線路，母線或者母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或者檢修的時候全部回路停止供電，造成很大的經(jīng)濟損失。方案二：選擇單母線分段接線優(yōu)點：母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。對于雙回路線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證重要用戶的供電。缺點：當(dāng)一段母線故障或檢修時，必須斷開在此段的所有回路減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路的用戶停電。方案三：選擇單母分段加旁路母線優(yōu)點：供電可靠，可以不停電而輪流檢修每一組進出線，一組母線故障后能夠通過隔離開關(guān)的輪換操作來迅速恢復(fù)供電。當(dāng)個別線路需要單獨進行試驗時，可將其接至備用

14、母線，不直接影響工作母線的正常運行。缺點：投資大，由于線路較為復(fù)雜。在隔離開關(guān)的倒換操作中很容易出現(xiàn)誤操作，還需在隔離開關(guān)與斷路器之間加裝連鎖裝置，增加投資。比較結(jié)論：由于該兩個電壓電壓等級側(cè)沒有一類負(fù)荷，2回路的二類負(fù)荷，選擇方案一可靠性太差，故采用方案二雙母線接線。 比較結(jié)論：經(jīng)過比較，一方面要保證可靠性，另一方面要考慮到投資的多少，所以35kv母線采用選擇單母分段加旁路母線接線方式，而10kv母線采用單母線分段接線方式。注：35kv側(cè)和10kv側(cè)的二類負(fù)荷均由兩個獨立電源供電，其來自不同的變電站。三、短路電流以及工作電流計算1、主變壓器各側(cè)阻抗的百分值：uk1%=(10.5+18-6.5

15、)/2=11%uk2 %=(10.5+6.5-18)/2=0uk3 %=(18+6.5-10.5)/2=7%其標(biāo)幺值：(sd=100 000kva=100mva)各個電壓等級基準(zhǔn)電流：1100kv側(cè)： 35kv側(cè)：10kv側(cè)：2、三相短路電流的計算（遠期）：（1）、三臺主變同時運行的情況a k1 點三相短路電流計算最大運行方式 正常工作時運行方式下：最小運行方式下：b k2點三相短路電流計算最大運行方式正常工作時運行方式下：最小運行方式下：c k3點三相短路電流計算最大運行方式正常工作時運行方式下：最小運行方式下：三臺變壓器同時運行時最大運行方式下的短路電流如下表一所示：表一：（2）、一臺主變

16、停運情況a k1 點三相短路電流計算最大運行方式 正常工作時運行方式下：最小運行方式下：b k2點三相短路電流計算最大運行方式正常工作時運行方式下：最小運行方式下：c k3點三相短路電流計算最大運行方式正常工作時運行方式下：最小運行方式下：停運一臺變壓器時最大運行方式下的短路電流如下表二所示：表二：由以上數(shù)據(jù)可以得出最大運行方式下的短路電流，如下表三所示：表三：3、熱穩(wěn)定計算的等效時間熱穩(wěn)定計算的等效時間等于三部分等效時間之和，即繼電保護動作時間繼電器固有分閘時間斷路器滅弧時間。系統(tǒng)中各處的熱穩(wěn)定計算的等效時間計算如下：10kv出線：0.5s0.2s0.05s0.75s10kv母聯(lián)：1s0.2

17、s0.05s1.25s主變10kv側(cè)：1.5s0.2s0.05s1.75s35kv出線：1.0s0.15s0.05s1.20s35kv母聯(lián)：1.5s0.15s0.05s1.70s主變35kv側(cè)：2.5s0.15s0.05s2.70s110kv出線：2s0.1s0.05s2.15s主變110kv側(cè)：2s0.1s0.05s2.15s110kv進線：3s0.1s0.05s3.15s結(jié)果統(tǒng)計見表二。表二：熱穩(wěn)定等效時間（s）如表四所示表四：類別繼電保護動作時間斷路器分?jǐn)鄷r間滅弧時間等效時間10kv出線0.50.20.050.7510kv母聯(lián)10.20.051.25主變10kv側(cè)1.50.20.051.

18、7535kv出線1.00.150.051.2035kv母聯(lián)1.50.150.051.70主變35kv側(cè)2.50.150.052.70110kv出線20.10.052.15主變110kv側(cè)20.10.052.15110kv進線30.10.053.154、回路的工作電流計算：主變壓器110kv側(cè)： 主變壓器35kv側(cè)： 主變壓器10kv側(cè)： 110kv進線： 110kv出線：35kv出線： 10kv出線： 10kv 母線分段開關(guān)按10kv 側(cè)的總負(fù)荷的60%計算，分段開關(guān)流過的電流：35kv 母線分段開關(guān)按35kv 側(cè)的總負(fù)荷的60%計算，分段開關(guān)流過的電流： 110kv母線分段開關(guān)按總負(fù)荷和穿越

19、功率和的60%，分段開關(guān)流過的電流： 四、設(shè)備選擇：1、開關(guān)電器的選擇：（選擇條件來源參見各短路點計算）高壓斷路器是變電站的重要設(shè)備之一。正常情況下，斷路器用來開斷和關(guān)合電路；故障時通過繼電保護動作來斷開故障電路，以保證電力系統(tǒng)安全運行；同時，斷路器又能完成自動重合閘任務(wù)，以提高供電可靠性。為此，對高壓斷路器要求： 在正常情況下能開斷和關(guān)合電路。能開斷和關(guān)合負(fù)載電流，能開斷和關(guān)合空載長線路或電容器組等電容性負(fù)荷電流，以及能開斷空載變壓器或高壓電動機等電感性小負(fù)載電流。 在電網(wǎng)發(fā)生故障時能將故障從電網(wǎng)上切除。盡可能縮短斷路器故障切除時間，以減輕電力設(shè)備的損壞，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。 能配合自動重合閘裝

20、置進行單重、綜重的動作。電力系統(tǒng)應(yīng)在有電壓無負(fù)荷電流的情況下，應(yīng)用隔離開關(guān)分、合閘電路，達到安全隔離的目的，因此隔離開關(guān)是高壓電器中應(yīng)用最多的一種電器。在選用時應(yīng)考慮的主要因素有以下幾點： 隔離開關(guān)一般不需要專門的滅弧裝置。 隔離開關(guān)在分閘狀態(tài)下應(yīng)有足夠大的斷口，同時不論隔離開關(guān)高壓線端電壓是否正常，均要滿足安全隔離的目的。 隔離開關(guān)在合閘狀態(tài)時應(yīng)能耐受負(fù)荷電流和短路電流。 在使用環(huán)境方面，戶外隔離開關(guān)應(yīng)能耐受大氣污染并應(yīng)考慮溫度突變、雨、霧、覆冰等因素的影響。 在機械結(jié)構(gòu)上，需考慮機械應(yīng)力、風(fēng)力、地震力與操作力的聯(lián)合作用，其中包括隔離開關(guān)高壓接線端在三個方面耐受有機械力，以及支持絕緣子的機械

21、強度要求。此外，對垂直伸縮式隔離開關(guān)，還需考慮靜觸頭接觸范圍的要求。 隔離開關(guān)應(yīng)具備手動、電動操動機構(gòu)，信號及位置指示器與閉鎖裝置等附屬裝置。 隔離開關(guān)亦應(yīng)配備接地刀閘，以保證線路或其他電氣設(shè)備檢修時的安全。 應(yīng)考慮配電裝置尺寸的要求及引線位置與形式來選用合適的隔離開關(guān)。（1） 變壓器110kv側(cè)斷路器和隔離開關(guān)： 1. 設(shè)備選型。根據(jù)設(shè)備參數(shù)列表，擬選用sw3-110g/1200 型斷路器， gw4-110/600 型隔離開關(guān)。該兩種型號的斷路器和隔離開關(guān)的額定電流電壓均可以滿足要求。2. 校核動穩(wěn)定性。斷路器：imax=41ka>ish=4.564ka 隔離開關(guān)：imax=50ka&

22、gt;ish=4.564ka3. 校核熱穩(wěn)定性。斷路器：it2×t=15.82×4ka2*s>i t"2×teq=1.7932×2.15ka2*s 隔離開關(guān)：it2×t=142×5ka2*s >i t"2×teq=1.7932×2.15ka2*s4. 校核開斷能力。ibr=15.8ka>1.793ka 有關(guān)參數(shù)如表五、六所示：表五：斷路器：sw3-110g/1200項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv額定電流1200a55.1a開斷電流15.8ka1.793ka熱穩(wěn)

23、定15.82×4ka2*s1.7932×2.15ka2*s動穩(wěn)定41ka4.564ka操動機構(gòu)表六：隔離開關(guān)：gw4-110/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv額定電流600a55.1a熱穩(wěn)定142×5ka2*s1.7932×2.15ka2*s動穩(wěn)定50ka4.564 ka操動機構(gòu)cs-14其他參數(shù)如下所示：（2）110kv進線斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表七，表八表七 斷路器：sw3-110g/1200項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110 kv額定電流1200a328.7/3 =109.3a開斷電流15.8ka1.793 k

24、a熱穩(wěn)定15.82×4ka2*s1.7932×3.15ka2*s動穩(wěn)定41ka4.564 ka表八 隔離開關(guān)：gw4-110/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv額定電流600a328.7/3 =109.3a熱穩(wěn)定142×5ka2*s1.7932×3.15ka2*s動穩(wěn)定50ka4.564 ka操動機構(gòu)cs-14（3）110kv出線斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表九，表十表九 斷路器：sw3-110g/1200項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv額定電流1200a52.4a開斷電流15.8ka1.793熱穩(wěn)定15.82

25、5;4ka2*s1.7932×2.15ka2*s動穩(wěn)定41ka4.564 ka操動機構(gòu)表十 隔離開關(guān)：gw4-110/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv額定電流600a52.4a熱穩(wěn)定142×5ka2*s1.7932×2.15ka2*s動穩(wěn)定50ka4.564 ka操動機構(gòu)cs-14（4）110kv母線斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十一，表十二表十一 斷路器：sw3-110g/1200項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv額定電流1200a197.2a開斷電流15.8ka1.793ka熱穩(wěn)定15.82×4ka2*s1.793

26、2×2.15ka2*s動穩(wěn)定41ka4.564 ka操動機構(gòu)表十二 隔離開關(guān)：gw4-110/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110kv110kv額定電流600a197.2a熱穩(wěn)定142×5ka2*s1.7932×2.15ka2*s動穩(wěn)定50ka4.564 ka操動機構(gòu)cs-14（5）主變壓器35kv側(cè)斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十三，表十四表十三 斷路器：sw3-35/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv額定電流600a157.5a開斷電流16.5ka1.21ka熱穩(wěn)定6.62×4ka2*s1.212×2.70ka2*s動穩(wěn)

27、定41ka2.395ka操動機構(gòu)表十四 隔離開關(guān)：gw2-35/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv額定電流600a157.5a熱穩(wěn)定142×5ka2*s1.212×2.70ka2*s動穩(wěn)定50ka2.395ka操動機構(gòu)（6）35kv出線斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十五，表十六表十五 斷路器：sw3-35/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv額定電流600a82.5a開斷電流16.5ka2.41ka熱穩(wěn)定6.62×4ka2*s2.412×1.20ka2*s動穩(wěn)定41ka6.14ka操動機構(gòu)表十六 隔離開關(guān)：gw2-35/60

28、0項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv額定電流600a82.5a熱穩(wěn)定142×5ka2*s2.412×1.20ka2*s動穩(wěn)定50ka6.14ka操動機構(gòu)（7）35kv雙母線連接母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十七，表十八表十七 斷路器：sw3-35/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv額定電流600a197.9a開斷電流16.5ka2.41ka熱穩(wěn)定6.62×4ka2*s2.412×1.7ka2*s動穩(wěn)定41ka6.14ka操動機構(gòu)表十八 隔離開關(guān)：隔離開關(guān)：gw2-35/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35kv35kv額定電

29、流600a197.9a熱穩(wěn)定142×5ka2*s2.412×1.7ka2*s動穩(wěn)定50ka6.14ka操動機構(gòu)（8）主變壓器10kv側(cè)斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十九，表二十表十九 斷路器：sn10-10/1000項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流1000a275.6a開斷電流29ka2.33ka熱穩(wěn)定28.92×4ka2*s2.332×1.75ka2*s動穩(wěn)定74ka5.94ka操動機構(gòu)cd10-1表二十 隔離開關(guān)： gn8-10t/400 操動機構(gòu)：cs6-2項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流400a275.6a

30、熱穩(wěn)定142×5ka2*s2.332×1.75ka2*s動穩(wěn)定40ka5.94ka操動機構(gòu)（9）10kv出線側(cè)斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表二十一，表二十二 表二十一 斷路器： sn8-10/600項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流600a91.2a開斷電流11.6ka6.25ka熱穩(wěn)定11.62×4ka2*s6.252×0.75ka2*s動穩(wěn)定33ka15.90ka表二十二 隔離開關(guān)： gn8-10/1000項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流1000a91.2a熱穩(wěn)定302×5ka2*s6.252×

31、;0.75ka2*s動穩(wěn)定75ka15.90ka操動機構(gòu)cs6-1t（10）10kv分段母線連接：設(shè)備選擇如表二十三，表二十四表二十三 斷路器：sn10-10/10000項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流1000a473.5ka開斷電流29ka6.25ka熱穩(wěn)定292×4ka2*s6.252×1.25ka2*s動穩(wěn)定74ka15.90ka表二十四 隔離開關(guān): gn8-10t/1000項目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10kv10kv額定電流1000a473.5ka熱穩(wěn)定302×5ka2*s6.252×1.25ka2*s動穩(wěn)定75ka15.90

32、ka操動機構(gòu)cs6-1t2、導(dǎo)線（硬、軟母線及出線）選擇：選擇原則：按周圍環(huán)境溫度校正后的允許載流量不小于最大工作電流，只有長線路才按經(jīng)濟電流密度選擇；校驗熱穩(wěn)定性時，按公式在本變電站。35kv 以及10kv 母線采用硬母線系統(tǒng)。其余各段線路采用軟母線系統(tǒng)。（1）10kv硬母線選擇：選擇60×8mm2的矩形鋁排。母線平置，絕緣子間距l(xiāng)=2.5m，相間中心間距s=0.4m。a導(dǎo)體的材料，截面的形狀，敷設(shè)的方式：導(dǎo)體的材料有銅、鋁和鋁合金，銅只用于持續(xù)工作電流大，布置位置狹窄和對鋁有嚴(yán)重腐蝕的場所。根據(jù)設(shè)計書的要求，本變電站的條件比較常規(guī)，所以采用鋁母線可以滿足要求。 矩型母線散熱條件好

33、，便于固定和連接，可以用于電流在4000a 及以下和電壓在35kv 及以下的配電裝置中，所以本電壓等級的母線采用矩形母線。絕緣子間的跨距為2.5m，母線之間的相距為0.4m。b導(dǎo)線截面選擇根據(jù)最大允許載流量來選擇導(dǎo)線的截面：母線的長期持續(xù)工作電流： imax = 8×1500/0.953×10 = 729.3a可以選擇80×6 mm²矩形鋁母線，25時載流量量=1076.4a?？紤]溫度帶來的影響，可以得進行修正： 變電站最熱月平均最氣溫為35。得到修正系數(shù)為：q al為長期發(fā)熱允許溫度，對于鋁導(dǎo)線，取70；q 為實際環(huán)境溫度取變電站最熱月平均最氣溫；q

34、0=25。修正以后的載流量為： = in×k = 1076.4×0.88 = 947.2a>729.3a c校驗熱穩(wěn)定： mm2480mm2 d動穩(wěn)定校驗：導(dǎo)體截面系數(shù)：cm3短路時的最大電動力： 母線排受的最大應(yīng)力：n/cm2 <6860n/ cm2 校驗合格。（2）35kv 硬母線選擇：a導(dǎo)體的材料，截面的形狀，敷設(shè)的方式：矩型母線散熱條件好，便于固定和連接，可以用于電流在4000a 及以下和電壓在35kv 及以下的配電裝置中，所以本電壓等級的母線采用矩形母線。絕緣子間的跨距為2.5m，母線之間的相距為0.4m。b導(dǎo)線截面選擇根據(jù)經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線的截面，

35、同時對導(dǎo)線允許的最大載流量進行校驗：由tmax=4000可得導(dǎo)線的經(jīng)濟電流密度為：j=0.9a/mm²?？傻脤?dǎo)線的經(jīng)濟截面積為sj=imax=312.10.9=346.8 mm²可以選擇60×6 mm²矩形鋁母線，25時載流量量=836a?？紤]溫度帶來的影響，可以得進行修正，修正以后的載流量為：al= in×k = 836×0.88 = 735.7a>312.1ac校驗熱穩(wěn)定： mm2360mm2 d動穩(wěn)定校驗：導(dǎo)體截面系數(shù)：cm3短路時的最大電動力： 母線排受的最大應(yīng)力：n/cm2 <6860n/ cm2 校驗合格。（3

36、）110kv軟母線的選擇a導(dǎo)線截面選擇按照經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線的截面積。同時對導(dǎo)線允許的最大載流量進行校驗。查表可知在最大負(fù)荷利用小時數(shù)在4000h 時，軟母線的經(jīng)濟電流密度為1.22a/mm²。110kv母線的正常工作電流是imax =328.7a故經(jīng)濟截面積：sj=imax=328.71.22=269.4 mm²可以選擇lgj-300型導(dǎo)線，其長期允許載流量為700a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量為616a。大于正常工作電流328.7a?？梢娸d流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm2300mm2滿足要求。（4）110kv進線端導(dǎo)線選擇a導(dǎo)線截

37、面選擇按照經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線的截面積。同時對導(dǎo)線允許的最大載流量進行校驗。查表可知在最大負(fù)荷利用小時數(shù)在4000h 時，110kv進線的經(jīng)濟電流密度為1.22a/mm²。110kv進線的正常工作電流是imax =328.7÷3=109.57a故經(jīng)濟截面積：sj=imax=109.571.22=89.8 mm²可以選擇lgj-95型導(dǎo)線，其長期允許載流量為335a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量為294.8a。大于正常工作電流109.57a。可見載流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm295mm2滿足要求。（5）主變110kv側(cè)軟導(dǎo)線的選

38、擇：a導(dǎo)線截面選擇：主變110kv軟導(dǎo)線的正常工作電流是imax =52.5a故經(jīng)濟截面積：sj=imax=52.51.22=43 mm²可以選擇lgj-50型導(dǎo)線，其長期允許載流量為220a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量為193.6a。大于正常工作電流52.5a?？梢娸d流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm250mm2滿足要求。（6）110kv出線側(cè)軟導(dǎo)線選擇：a導(dǎo)線截面選擇：110kv出線軟導(dǎo)線的正常工作電流是imax =52.5a故經(jīng)濟截面積：sj=imax=52.51.22=43 mm²可以選擇lgj-50型導(dǎo)線，其長期允許載流量為220

39、a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量為193.6a。大于正常工作電流52.5a。可見載流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm250mm2滿足要求。（7）35kv 出線軟導(dǎo)線選擇：按照經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線的截面積。同時對導(dǎo)線允許的最大載流量進行校驗。查表可知在最大負(fù)荷利用小時數(shù)在4000h 時，軟母線的經(jīng)濟電流密度為1.22a/mm²。a導(dǎo)線截面選擇：35kv軟出線的正常工作電流是imax =78a故經(jīng)濟截面積：sj=imax=781.22=63.9mm²可以選擇lgj-70型導(dǎo)線，其長期允許載流量為275a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量

40、為242a。大于正常工作電流78a?？梢娸d流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm270mm2滿足要求。（8）主變35kv 側(cè)軟導(dǎo)線：a導(dǎo)線截面選擇：主變35kv軟導(dǎo)線的正常工作電流是imax =100.0a故經(jīng)濟截面積：sj=imax=100.01.22=81.9mm²可以選擇lgj-95型導(dǎo)線，其長期允許載流量為335a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量為294.8a。大于正常工作電流100a?？梢娸d流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm295mm2滿足要求。（9）10kv 出線軟導(dǎo)線選擇：按照經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線的截面積。同時對導(dǎo)線允許的最大

41、載流量進行校驗。查表可知在最大負(fù)荷利用小時數(shù)在4200h 時，軟母線的經(jīng)濟電流密度為1.18a/mm²。a導(dǎo)線截面選擇：10kv軟導(dǎo)線的正常工作電流是imax =86.8a故經(jīng)濟截面積：sj=imax=86.81.18=73.6mm²可以選擇lgj-95型導(dǎo)線，其長期允許載流量為335a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量為294.8a。大于正常工作電流86.8a?？梢娸d流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm295mm2滿足要求。（10）10kv變壓器側(cè)軟導(dǎo)線選擇：a導(dǎo)線截面選擇：10kv軟導(dǎo)線的正常工作電流是imax =274.9a故經(jīng)濟截面積：sj

42、=imax=274.91.18=233.0mm²可以選擇lgj-240型導(dǎo)線，其長期允許載流量為610a，引入修正系數(shù)k=0.88，得長期允許載流量為536.8a。大于正常工作電流274.9a?？梢娸d流量滿足要求。b校驗熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定最小面積為： mm2240mm2滿足要求。表二十五 軟導(dǎo)線選擇3、電流互感器選擇：在高壓電網(wǎng)中，為了測量和繼電保護的需要應(yīng)用互感器。互感器的作用是： 把高電壓和大電流按比例轉(zhuǎn)換成低電壓和小電流，以便提供測量和繼電保護所需參數(shù)。 把電網(wǎng)處于高電壓的部分和處在低壓的測量儀表和繼電保護裝置隔離開，以保證人員和設(shè)備的安全。（1）110kv主變壓器側(cè)電流互感器其正

43、常工作電流為55.1a選用：lcwd-110型電流互感器，電流比ki=150a/5a,級次0.5/5p/5p, 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為75，動穩(wěn)定倍數(shù)為150，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（2）110kv 母聯(lián)處電流互感器的選擇其正常工作電流為197.2a選用：lcwd-110型電流互感器，電流比ki=250a/5a,級次d1/d2 /0.5, 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為75，動穩(wěn)定倍數(shù)為150，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（3）110kv 進線處電流互感器的選擇：其正常工作電流為109.7a選用：lcwd-110型電流互感器，電流比ki=200

44、a/5a,級次d1/d2 /0.5, 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為75，動穩(wěn)定倍數(shù)為150，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（4）110kv 出線處電流互感器的選擇：其正常工作電流為52.4a選用：lcwd-110型電流互感器，電流比ki=150a/5a,級次d1/d2 /0.5, 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為75，動穩(wěn)定倍數(shù)為150，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（5）35kv主變壓器側(cè)電流互感器其正常工作電流為163.8a選用：lcwd-35型電流互感器，電流比ki=250a/5a,級次d/0.5, 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為65，動穩(wěn)定倍數(shù)為150，熱

45、穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（6）35kv 母聯(lián)斷路器用電流互感器：其正常工作電流為197.9a選用：lcwd-35型電流互感器，電流比ki=250a/5a,級次d/0.5, 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為65，動穩(wěn)定倍數(shù)為150，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（7）35kv出線處電流互感器：其正常工作電流為82.5a選用：lcwd-35型電流互感器，電流比ki=100a/5a,級次d/0.5, 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為65，動穩(wěn)定倍數(shù)為150，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（8）10kv主變壓器側(cè)電流互感器：其正常工作電流為275.6a

46、選用：laj-10型電流互感器，電流比ki=350a/5a,級次0.5/5p , 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為50，動穩(wěn)定倍數(shù)為90，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（9）10kv 分段聯(lián)斷路器處電流互感器的選擇：其正常工作電流為473.5a選用：laj-10型電流互感器，電流比ki=600a/5a,級次0.5/5p , 采用星形接法。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為50，動穩(wěn)定倍數(shù)為90，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件（10）10kv 出線處電流互感器的選擇其正常工作電流為91.2a選用：laj-10型電流互感器，電流比ki=150a/5a,級次0.5/5p , 采用星形接法

47、。其熱穩(wěn)定倍數(shù)為120，動穩(wěn)定倍數(shù)為215，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的計算校驗結(jié)果如下： 可見滿足條件電流互感器的選擇如下表表二十六所示：表二十六：4、電壓互感器的選擇:為保證測量的準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的90%110%之間；且要保證不超過設(shè)計要求準(zhǔn)確度等級的額定二次負(fù)荷。110kv側(cè)母線選用jcc110型單相、串級式三繞組戶外式電壓互感器，額定電壓比為，共三臺。35kv側(cè)母線上選用jdjj-35型電壓互感器，額定電壓比為可供絕緣監(jiān)視使用。10kv側(cè)母線上選用的是jsjw-10型電壓互感器，額定電壓比為可供絕緣監(jiān)視用，隨配套開關(guān)柜安裝。5、高壓熔斷器選擇：高壓熔斷器是最簡單

48、的保護設(shè)備，高壓熔斷器在電網(wǎng)中作為供電元件的過電流保護，當(dāng)過電流流過時，元件本身發(fā)熱熔斷借滅弧介質(zhì)的作用使電路開斷，達到保護電力線路和電氣設(shè)備的目的。高壓熔斷器有熔斷絲管、接觸導(dǎo)電部分。支持絕緣子、底板四部分組成。它可以分為限流式熔斷器和跌落式熔斷器兩類。熔件的額定電流要大于工作電流，且留有充足裕度以躲過變壓器勵磁涌流的影響。校驗斷流容量的時候，應(yīng)不小于短路容量。限流式熔斷器的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相符。為了保護10kv側(cè)的電壓互感器，采用rn3-10/100,額定電壓10kv，斷流容量上限200mva，實際短路容量為113.6mva；為了保護35kv側(cè)的電壓互感器，采用rw2-35/2,

49、額定電壓35kv，斷流容量上限1000mva，實際短路容量為154.6mva。 6、支持絕緣子和穿墻套管選擇（1）支撐絕緣子的選擇一般情況下屋外絕緣子采用棒式支柱絕緣子，只有在屋外支柱絕緣子需要倒裝時才使用懸式絕緣子。因此本變電站采用棒式絕緣子。 支撐絕緣子的選擇過程： 1.型式的選擇。本站采用棒式絕緣子 2.按額定電壓選擇。支撐絕緣子的額定電壓應(yīng)該大于或者等于電網(wǎng)的額定電壓。 3.校驗支撐絕緣子的動穩(wěn)定。在校驗時要考慮導(dǎo)體和絕緣子的自重以及短路電動力的復(fù)合作用。屋外支撐絕緣子還要考慮風(fēng)以及冰雪的附加作用。a 110kv 側(cè)支撐絕緣子的選擇根據(jù)額定電壓選擇zs-110/300 型，可以承受的機

50、械負(fù)荷為300kg。高度為1060mm， 校驗動穩(wěn)定： 符合要求。b 35kv 側(cè)支撐絕緣子的選擇根據(jù)額定電壓選擇zs-35/400 型，可以承受的機械負(fù)荷為400kg。高度為400mm， 校驗動穩(wěn)定：符合要求。c 10kv 側(cè)支撐絕緣子的選擇根據(jù)額定電壓選擇zs-10/500 型，可以承受的機械負(fù)荷為500kg。高度為210mm，校驗動穩(wěn)定：符合要求。（2）穿墻套管的選擇：選擇的原則： 按照額定電壓和額定電流選擇穿墻套管。穿墻套管的額定電壓應(yīng)大于等于電網(wǎng)的額定電壓。穿墻套管的額定電流應(yīng)該大于回路最大持續(xù)電流。對穿墻套管的熱穩(wěn)定進行校驗：穿墻套管所耐受的短路電流的熱效應(yīng)應(yīng)大于或等于短路電流通過套管所、產(chǎn)生的熱效應(yīng)。還要對穿墻套管的動穩(wěn)定進行校驗。a 10kv 進線穿墻套管的選擇：根據(jù)額定電壓和額定電流選擇進線穿墻套管型號為cwlb-10/1000，5s 熱穩(wěn)定電流20ka，破壞荷重為750kg。 校驗熱穩(wěn)定：202×5>2.12×1.75驗動穩(wěn)定：符合要求。b 10kv 出線穿墻套管的選擇：根據(jù)額定電壓和額定電流選擇進線穿墻套管型號為cwlb-10/250 型,5s 熱穩(wěn)定電流為5.5k