电气工程及其自动化毕业论文变电站电气部分

华北水利水电大学毕业设计 存档编号 华北水利水电大学 North China University of Water Resources and Electric Power 毕 业 设 计题目 13155变电站 电气部分初步设计 学 院 电力学院 专 业 电气工程及其自动化 姓 名 学 号 200908410 指导教师 完成时间 2013.3.15 教务处制 独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计作者签名： 指导导师签名： 签字日期： 签字日期：毕业设计版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计的规定。特授权华北水利水电大学可以将毕业设计的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。毕业设计作者签名： 导师签名：签字日期： 签字日期：目录中文摘要.I英文摘要.II第一部分 毕业设计说明书1第1章 绪论11.1 变电所概述11.2 变电所的构成11.3 变电所的分类11.4 变电所的主接线方式11.5 变电所设计的必要性1第2章 电气主接线设计32.1 待建变电所的概述32.2 主接线的设计原则32.4 主接线的确定4第3章 主变的选择73.1 主变压器容量的确定73.3 主变压器的备用73.4 主变压器型式的选择73.4.1 相数的确定73.4.2 绕组数的确定83.4.3 接线型式的确定83.4.4 结构型式的选择83.4.5 调压方式的确定83.4.6 冷却方式的选择8第4章 短路电流的计算104.1 短路电流计算的目的104.2 短路计算的方法104.2.1 运算曲线的计算步骤104.2.2 三相短路电流的计算方法104.2.3 对称分量法计算不对称短路电流的计算步骤124.3 短路计算结果13第5章 电气设备的选择145.1 电气设备选择的一般条件145.1.1 按正常工作条件选择145.1.2 按短路情况进行校验155.2 具体设备的选择与校验175.2.1 断路器175.2.2 隔离开关205.2.3 电流互感器225.2.4 电压互感器255.2.5 熔断器的选择275.2.6 母线及架空线路的选择275.2.7 绝缘子和穿墙套管30 5.2.8 避雷器的选择345.2.9消弧线圈的选择355.2.10 10kV出现系统的无功补偿35第6章 继电回路保护设计376.1 主变压器的保护376.1.1 变压器瓦斯保护376.1.2 变压器纵差动保护386.2 变压器的后备保护406.2.1 过电流保护406.2.2 零序电流保护416.2.3 变压器过负荷保护426.3母线保护426.4线路保护42第7章 配电装置的设计437.1 配电装置的要求437.2 配电装置的特点与应用437.2.1 配电装置的特点437.2.2 配电装置的应用447.3 配电装置的设计44第二部分 设计计算书45第8章 短路电流计算458.1 参数的计算458.2 短路点的选定和计算468.2.1 110kV侧k1点各种短路情况下的短路计算468.2.2 35kV侧k2点各种短路情况下的短路计算498.2.3 10kV侧k3点各种短路情况下的短路计算51第9章 导体与电气设备的选择559.1 断路器559.1.1 110kV侧断路器559.1.2 35kV侧断器569.1.3 10kV侧断路器589.2.1 110kV侧隔离开关609.2.2 35kV侧隔离开关619.2.3 10kV侧隔离开关629.3 电流互感器选择的计算649.3.1 110侧电流互感器649.3.235侧电流互感器659.3.3 10kV侧电流互感器679.4 电压互感器689.4.1 110kV侧电压互感器689.4.2 35kV侧电压互感器699.4.3 10kV侧电压互感器699.5 熔断器的选择计算709.5.1 35kV侧熔断器70 9.5.2 10kV侧熔断器709.6 母线与架空线线路的选择计算719.6.1 110kV侧母线719.6.2 35kV侧母线及架空线路729.6.3 10kV侧母线和架空线路769.7 绝缘子809.7.1 110kV侧绝缘子809.7.2 35kV侧绝缘子809.7.2 10kV侧绝缘子819.8 穿墙套管819.8.1 35kV穿墙套管819.8.2 10kV穿墙套管839.9无功补偿的计算85第10章 继电保护的整定8610.1 变压器的主保护8610.2 变压器后备保护8910.2.1 110kV侧复合电压启动过电流保护8910.2.2 10kV侧复合电压闭锁过电流保护9010.3零序过电流保护9010.4过负荷保护的整定91参考文献92致谢93附录94附录1 外文文献94附录2 外文翻译100附录3 任务书104附录4 开题报告107 摘要随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是保证供电的持续性，保证良好的电能质量和保证系统运行的经济性，这些指标往往取决于变电站的合理设计和配置，因此，做好合理的变电所设计至关重要，需要我们认真完成自己任务。本次设计的题目是：设计题目：13155变电站电气部分初步设计，是一所110kV终端变电站，该变电站高压侧110kV与无限大系统相连，中压侧35kV和低压侧10kV相连，中压侧主要为一级负荷，低压侧主要为二三级负荷。设计过程可以通过对该变电站的原始资料分析，首先确定变电所的电气主接线及主变压器型号，然后根据电气主接线进行短路点的选择并进行短路电流计算，根据短路电流计算结果并依据变电所设计规范及原则，并参考有关电力工程设计手册，按照目前电力系统工程的设计的新思路来选择设备，并进行必要的校验。设计的主要内容包括：电气主接线的设计、主变的选择、短路电流的计算、电气设备的选择与校验（电气设备包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线与出线、绝缘子、穿墙套管、避雷器等），配电装置的设计，无功补偿设备的配置及变电所主变的继电保护设计。关键词：变电站；主接线；短路电流；电气设备；继电保护。 AbstractWith the continuous development of the industrial age, people of the power supply of the increasingly high demand, especially to ensure the continuity of power supply, ensure good power quality and ensure the economy of system operation, these indicators are often determined the reasonable design in substation and distribution substation, therefore, do good reasonable design is critical, need we earnestly fulfill its task.This design topic is: Design Title: preliminary design 13155 substation electrical part, is a 110kV terminal substation, high voltage side of the transformer substation 110kV and infinite system is connected to 35kV, medium voltage side and low side 10kV, the pressure side is mainly a load, low voltage side of the main two or three level load.The design process can be analyzed by the original data of the substation, first determine the substation and main transformer main electrical connection of the model, then according to the main electrical wiring for short circuit point selection and calculation of short circuit current, according to short-circuit current calculation based on the substation design standards and principles, and refer to the electric power engineering design manual, to select the device according to the present new ideas in design of power system engineering, and the necessary check.The main elements of the design include: the design of the main electrical wiring, the selection of the main transformer, short-circuit current calculation, electrical equipment selection and validation (electrical equipment includes circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, bus bar and wire, insulator, bushing, lightning arrester), design of power distribution device design of relay protection, substation configuration and wattless power compensation equipment of the main transformer.Keywords: substation; main connection; short-circuit current; electrical equipment; relay protection.IV 第一部分 毕业设计说明书第1章 绪论1.1 变电所概述变电所是电力供应的设施之一，在从发电厂长途输送电力时需要提高电压以降低电流，从而减少传输时耗损，到用户端供电线路之前必须降低电压，再由降压变压器降到用户所需的电压。变电所变换电压并分配用电量，所以要尽可能靠近用电多的地方才有效率用电电压才不会互相影响。1.2 变电所的构成变电所一次设备的构成：变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、架空母线、消弧线圈、并联电抗器、电力电容器、调相机等设备。变电所的电气二次回路由测量仪表、监察装置、信号装置、控制和同步装置、继电保护和自动装置等组成。1.3 变电所的分类按在系统中的地位分类：枢纽变电所、中间变电所、地方变电所、终端变电所；按管理形式分类：有人值班变电所、无人值班变电所；按结构型式分类：屋外变电所、屋内变电所；按地理条件分类：地上变电所、地下变电所。1.4 变电所的主接线方式变电所主接线方式有不分段的单母线接线方式、分段的单母线接线、双母线接线、带旁路的双母线接线等。1.5 变电所设计的必要性变电所是连接发电厂、电网和电力用户的中间环节，主要有汇集和分配电能、控制操作、升降电压等功能。发电厂产生的电能，一般先有电厂的升压变电所升压，经高压输电线路送出，再经变电所若干次降压后，才能供给用户使用。鉴于变电所是电力系统不可缺少的环节，保证变电所经济、可靠的运行，所以一个好的变电所设计也就特别重要。1.6 待建变电所的原始资料1. 变电站为终端降压变电所，电压等级110/35/10kV三级电压。2.两个无限大系统与变电站相连，每个系统有2回110kV架空进线，线路长度两条为100kM。110kV侧平均功率因数cos=0.85，T=4800h。110kV采用中性点直接接地的运行方式。35kV、110kV采用中性点不接地的运行方式。8回35kV出线，出线长为4kM,主要供电给煤矿（一类负荷），最大负荷为41.5MVA，其中重要负荷占60%，最大一回负荷为6MVA，cos=0.85，Tmax=5000h。35kV用户除本所外无别的电源。10回10kV出线，主要给部分工厂和民用（主要为二、三类负荷），最大负荷为18MVA，最小一回负荷为2MVA，cos=0.8，Tmax=4200h。3.变电所地处平原地区，海拔高度100M，年平均气温17CO,最热平均气温35CO，绝对最高气温为40CO，最热月土壤温度18CO。 第2章 电气主接线设计2.1 待建变电所的概述110kV终端变电所主接线模式分析终端变电所又称受端变电所,这类变电所接近负荷中心,电能通过它分配给用户或下级配电所。其原始资料为：1. 变电站为终端降压变电所，电压等级110/35/10kV三级电压。2.两个无限大系统与变电站相连，每个系统有2回110kV架空进线，线路长度两条为100kM。110kV侧平均功率因数cos=0.85，T=4800h。110kV采用中性点直接接地的运行方式。35kV、110kV采用中性点不接地的运行方式。8回35kV出线，出线长为4kM，主要供电给煤矿（一类负荷），最大负荷为41.5MVA，其中重要负荷占60%，最大一回负荷为6MVA，cos=0.85，Tmax=5000h。35kV用户除本所外无别的电源。10回10kV出线，主要给部分工厂和民用（主要为二、三类负荷），最大负荷为18MVA，最小一回负荷为2MVA，cos=0.8，Tmax=4200h。3.变电所地处平原地区，海拔高度100M，年平均气温17CO,最热平均气温35CO，绝对最高气温为40CO，最热月土壤温度18CO。2.2 主接线的设计原则变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。根据35110kV变电所设计规范GB5005992第3.2.1条 变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。第3.2.2条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。第3.2.3条 35110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。3563kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。第3.2.4条 在采用单母线、分段单母线或双母线的35110kV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当110kV线路为6回及以上，3563kV线路为8回及以上时，可装设专用的旁路断路器。主变压器35110kV回路中的断路器，有条件时亦可接入旁路母线。采用SF6断路器的主接线不宜设旁路设施。第3.2.5条 当变电所装有两台主变压器时，610kV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 当635kV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。第3.2.6条 当需限制变电所610kV线路的短路电流时，可采用下列措施之一：一、变压器分列运行；二、采用高阻抗变压器；三、在变压器回路中装设电抗器。第3.2.7条 接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关。对接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。2.3 负荷等级对供电可靠性的要求一级负荷要保证不间断供电，对二级负荷如果有可能也要保证不间断供电。不间断供电可以从两个方面考虑：主接线型式和电源个数。待建变电所35kV侧主要为一级负荷，10kV侧主要为二三级负荷，这就要求主接线35kV的供电可靠性高，10kv侧供电可靠性相对较低些。2.4 主接线的确定根据35110kV变电所设计规范GB5005992，确定主接线的方案为：1.110kV侧主接线设计的方案：双母线接线；2.35kV侧主接线设计的方案：(1)双母线接线(2)分段单母线接线；3.10kV侧主接线设计的方案：分段单母线接线。由此确定的主接线方案有两种，主接线图如下：方案一的主接线为： 图2.1待建变电所方案一的主接线方案二的主接线为：图2.2待建变电所方案二的主接线各种接线方式的优缺点：(1)分段单母线接线优点：可以提供单母线运行、各段并列运行、各段分列运行等运行方式，且便于分段检修母线，减小母线故障的影响范围。当任一段母线故障时，继电保护装置可使分段断路跳闸，保证正常母线段继续运行。若分段断路器平时断开，则当任一段母线失去电源时，可由备用电源自动投入装置使分段断路器合闸，继续保持该母线段的运行。缺点：是在一段母线故障检修期间，该段母线上的所有回路均需停电；任一断路器检修时，所在回路也将停电。(2)双母线接线优点：运行方式灵活。可以采用将电源和出线均衡地分配在两组母线上，母联断路器合闸的双母线同时运行方式；也可以采用任意一组母线工作，另一组母线备用，母联断路器分闸的单母线运行方式，所在回路均不中断工作。检修母线时不中断供电。只需将欲检修母线上的所有回路通过倒闸操作均换接至另一线上，即可不中断供电的进行检修。当任一组母线故障时，也只需将接于该母线上的所有回路均换至另一组母线，即可迅速地全面恢复供电。检修任一回路母线隔离开关时，只中断该回路。这时，可将其他回路均换到另一组母线继续运行，然后停电检修该母线隔离开关。如果允许对隔离开关带电检修，则该回路也可不停电。检修任一线路断路器时，可用母联断路代替其工作。缺点:变更运行方式时，需利用隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作，从而导致设备或人身事故。检修任一回路断路器时，该回路仍需停电或短时停电。增加了大量的母线隔离开关母线的长度，装置结构较为复杂，占地面积与投资都增多。综上及原始资料考虑：110kV侧选双母线接线，35kV侧选双母线接线，10kV侧选单母线分段，即选用方案一。第3章 主变的选择3.1 主变压器容量的确定变电所主变压器的容量一般按变电所建成后510年的规划负荷考虑，并按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷Smax的60%70%（35110kV变电所为60%，220500kV变电所为70%）或全部重要负荷（当、类负荷超过上述比例时）选择，即 SN(0.60.7)Smax/(n-1) (MVA)式中 n变电所主变压器的台数。考虑n年(一般510年)的负荷的发展规划 SN=（1+2%）n(0.60.7)Smax/(n-1)3.2 主变压器台数的确定为了保证供电的可靠性，变电所一般装设2台主变压器；枢纽变电所装设24台；地方性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台。3.3 主变压器的备用变压器是一种静止电器，实践证明它的工作比较可靠，事故率很低，每10年左右大修一次（可安排在低负荷季节进行），所以可不考虑设置专用的备用变压器。但大容量单相变压器组是否需要设置备用相，应根据系统要求，经过技术经济比较后确定。3.4 主变压器型式的选择主变压器型式选择包括变压器的相数、绕组数、绕组接线组别、结构型式、调压方式、冷却方式的选择。3.4.1 相数的确定330kV及以下的变电所一般都选用三相式变压器。500kV及以上变电所应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等，技术经济比较后确定采用三相还是单相变压器。若选用单相变压器组，可考虑系统和设备的情况，装设1台备用变压器。3.4.2 绕组数的确定只有两种电压的变电所采用双绕组变压器。有三种电压的变电所可采用双绕组或三绕组变压器（包括自耦变压器）。如变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器容量的15%及以上，或低压侧虽无负荷，但需要在该侧装设无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器当变压器。否则绕组未能充分利用，反而不如选择两台双绕组变压器合理。需要与110kV及以上的两个中性点直接接地系统相连接时，可优先选用自耦变压器。3.4.3 接线型式的确定我国电力变压器的三绕组所采用的连接方式为：110kV及以上电压侧均为“YN”，即有中性点引出并直接接地；35kV作为高中压侧时都可能采用“Y”，其中性点不接地或经消弧线圈接地，作为低压侧时可能用“Y”或“D”；35kV一下电压侧（不含0.4kV及以下）一般为“D”，也有“Y”的方式。3.4.4 结构型式的选择变电所的三绕组变压器，如果高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅，则选择“降压型”；如果高压侧向低压侧供电为主，向中压侧供电为辅，也可选“升压型”。3.4.5 调压方式的确定变压器的调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。变压器调压方式分为无载调压和有载调压，其中无载调压分接头较少，调压范围只有10%，且必须在停电的情况下才能调节；有载调压分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可在带负荷的情况下进行调节，但其结构复杂，价格昂贵，适合于110kV变电所的电力潮流变化大和电压偏移大的主变压器。3.4.6 冷却方式的选择(1)自然风冷却适合于额定容量在10000kVA及以下。(2)强迫空气冷却适合于额定容量在8000kVA及以上。(3)强迫油循环风冷却适合于额定容量在40000kVA及以上,国内很少使用。(4)强迫油循环水冷却适合于额定容量在120000kVA及以上。(5)强迫油循环导向冷却。(6)水内冷。SMax=（41.5+18）60%=35.7 （MVA）SN=35.7(1+2%)5=39.416 （MVA）根据上述原则选择：2台主变压器、选用三相式变压器、三绕组变压器选择“降压型”、无载调压、强迫空气冷却，且不设置专用的备用变压器。 表3.1 所选主变压器参数型号额定 容量(kVA)额定电压连接组损耗（KW)空载电流（%）阻抗电压（%）高压中压低压空载短路高中高低中低SFS7-40000/1104000012122.5%3522.5%10.5YN,yn0,d1154.52100.910.517186.5变电所的所用变压器的容量按变电所主变容量的0.5%1%来选SN=SN1%=400kVA表3.2 所选所用变压器型号额定容量（kVA）额定电压（kV）链接组损耗（KW）空载电流（%）阻抗电压(%)高压低压空载短路S9-400/10400105%0.4Y,yn00.844.201.44第4章 短路电流的计算4.1 短路电流计算的目的(1)电气主接线的比较与选择。(2)选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求。(3)为继电保护的设计及调试提供依据。(4)评价并确定网络方案。研究限制短路电流的措施。(5)分析计算送电线路对通讯设施的影响。4.2 短路计算的方法三相短路是常用运算曲线法，不对称短路用对称分量法。4.2.1 运算曲线的计算步骤(1)选择计算短路点。(2)绘出等值网络，并将各元件电抗统一编号。(3)化简等值网络：将等值网络化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xif 。(4)求计算电抗Xijs（即各电源的转移电抗按该电源发电机的额定功率归算）。(5)由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量的标幺值。(6)计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量的标幺值。(7)计算短路电流周期分量的有名值。(8)计算短路电流冲击值。(9)计算异步电机供给的短路电流。(10)绘制短路电流计算结果表。4.2.2 三相短路电流的计算方法一、等值网络的绘制1.网络模型的确定计算短路电流所用的的网络模型为简化模型，即忽略负荷电流；除1kV以下的低压电网外，元件的电阻都略去不计；输电线路的电纳及变压器的电纳也略去不计；发电机用次暂态电抗表示；认为各发电机电势模值为1，相角为0；无限大功率电源电压频率恒定，内阻抗为0。2.网络参数的计算短路电流的计算通常采用标幺值近似计算。二、化简等值网络采用网络化简法将等值网络逐步化简，求出各电源与短路点之间的转移阻抗。在工程计算时，为尽一步化简网络，减少工作量，常将短路电流变化规律相同或相近的电源归并为一个等值电源。归并的原则是距短路点电气距离大致相等的同类型发电机可以合并；至短路点电气距离较远，Xijs1的同类型或不同类型的发电机也可以合并；直接接于短路点的发电机一般予于单独计算，无限大容量的电源应单独计算。三、三相短路电流周期分量起始值的计算网络化简到最简即只有一个等效元件，元件的一端是等值电源，另一端就是短路点，短路电流的标幺值为 I*=Ei /Xijs式中 Ei等值电源的次暂态等效电势。在简化计算时，取E=1则 I*=1/Xijs短路电流的有名值为I=IB*I*(KA)四、三相短路电流周期分量任意时刻值的计算进行网络化简时，求出各等值电源与短路之间的转移电抗X，再将其换算成以等值电源为基准的标幺值，即为该电源的计算电抗X。 Xijs=XifSN/SB式中 SN第i个等值电源的额定容量。1.无限大容量电源当供电电源为无限大的电源或计算电抗3.45时，则可以认为周期分量不衰减，此时 I0*=I*=1/Xijs2.有限大容量电源当供电源为有限容量时，其周期分量是随时间衰减的。根据计算电抗查运算曲线可以得到任意时刻短路电流的周期分量。3.总的短路电流周期分量的有效值最后将得到的各电源在某一时刻供出的短路电流的标幺值转算成有名值，然后相加，便得到短路点某一时刻的三相短路电流的周期分量，即 式中 有限大容量电源供给的短路电流周期分量标幺值； 无限大容量电源供给的短路电流周期分量标幺值； 短路点秒短路周期性分量的有效值（kA）。4.2.3 对称分量法计算不对称短路电流的计算步骤(1)选择计算短路点；(2)绘出正序、负序、零序网络，计算出的正序、负序、零序总电抗；(3)利用下边结论计算出各种不对称短路情况下的短路电流：If(1)=Uf|0|/(z(1)+z)If=MIf(1)表4.1 各种短路时的z和M值短路种类zM三相短路单向短路两相短路两相短路接地0z(2) +（z(0) +3zf）z(2) + zf13因此有 4.3 短路计算结果(系统的等值电路图如下： 图 2.1 系统的等值电路图短路电流计算结果： 表4.2 对称短路电流计算结果短路编号短路位置短路电流 （kA）冲击电流（kA） 基准电压 （kV） K1110kV母线 6.606 16.845 115 K2 35kV母线 7.538 19.222 37 K3 10kV母线 19.091 48.682 10.5 表4.3 不对称短路计算结果短路类型110kV侧母线35kV侧母线10kV侧母线单相短路接地电流（kA） 5.748 0 0两相短路电流（kA） 5.721 6.592 16.534两相短路接地电流（kA） 5.452 6.592 16.534第5章 电气设备的选择5.1 电气设备选择的一般条件5.1.1 按正常工作条件选择1.按额定电压选择所选电气设备的允许最高工作电压Ualm不得低于所在电网的最高运行电压Usm UalmUsm对于电缆和一般电器 UNUNS对裸导体承受电压的能力由绝缘子及安全净距离保证，无额定电压选择问题。电气设备安装地点的海拔对绝缘 介质强度有影响。设备外绝缘强度将随海拔的升高而降低，导致设备允许的最高工作电压Ualm下降。当海拔在10004000m时，一般按海拔每增100m，U下降1%予以修正。当Ualm不能满足要求时，应选用高原型产品或外绝缘提高一级的产品，对现有110kV及以下的设备，由于其外绝缘有较大裕度，可在海拔2000m以下使用。2. 按额定电流选择电气设备的额定电流IN是指在额定环境条件下，电气设备的长期允许电流，我国规定电气设备的一般额定环境条件为：额定环境温度N,裸导体和电缆的N为25，断路器、隔离开关、穿墙套管、电流互感器、电压互感器、电抗器等电器的N为40；海拔高度不超过1000m。当实际环境条件不同于额定环境条件时，电气设备的长期允许电流Ial应作修正。经综合修正的长期允许电流I不得低于所在的回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流I即 I=KINImax（A）式中 K综合修正系数； Imax电气设备所在回路的最大持续工作电流。对于裸导体和电缆 K=对于电器 4060时，K=1-（-40)0.018；040时，K=1+（40-)0.005；0时，K=1.2。式中 实际环境温度（裸导体在屋外取最热月平均最高温度，屋内取通风设计温度，无资料可查时可取最热月平均温度加5,；电器在屋外取年最高温度，屋内取通风设计温度，无资料可查时可取最热月平均最高温度加5)； al裸导体或电缆正常最高允许温度，。电缆芯的与电缆结构有关，其值在5090之间。3.环境条件对设备选择的影响(1)温度和湿度一般高压电气设备可在温度为20，相对湿度为90的环境下长期正常运行。当环境的相对湿度超过标准时，应选用型号后带有“TH”字样的湿热带型产品。污染情况：安装在污染严重，有腐蚀性物质烟气粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或设备布置在室内。(2)海拔高度一般电气设备的使用条件为不超过1000m。当用在高原地区时，由于气压较低，设备的外绝缘水平将相应降低。因此，设备应选用高原型产品或用外绝缘提高一级的产品。现行电压等级为110kV及以下的设备，其外绝缘都有一定的裕度，实际上均可使用在海拔不超过2000m的地区。(3)安装地点配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备应选户外式。此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。5.1.2 按短路情况进行校验1.短路电流的计算条件为使所选电器设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内能适应系统发展的需要，作为校验用的短路电流应按下述条件确定。(1)容量和接线。容量应按本工程设计的最终容量计算，并考虑电力系统的远景发展（一般为本工程建成后510年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在接线过程中可能并列运行的方式。(2)短路的种类。导体和电器的动、热稳定及电器的开断电流，一般按三相短路校验；若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自藕变压器等回路中单相、两相接地短路较三相短路严重，则热稳定按严重情况校验。(3)短路计算点。应选择通过校验对象（电气设备）的短路电流为最大的那些点作为短路计算点。2.短路计算时间校验电气设备的动稳定和开断能力时，必须合理地确定短路计算时间。(1)校验热稳t。即计算短路电流热效应Q的时间Kprabpr（ina）（）式中pr后备继电保护动作时间，s；ab断路器全开断时间，s；in断路器固有分闸时间，s；a断路器开断时的电弧持续时间，s。一般K取4s。(2)校验开断电器开断能力的短路计算时间tbr。 brpr1in（s）式中 pr1主继电保护动作时间,s。3.热稳定和动稳定校验(1)短路热稳定校验通常制造厂直接给出设备的热稳定电流（有效值）及允许持续时间t。热稳定条件为式中设备允许承受的热效应，;所在回路的短路电流热效应，。(2)短路动稳定校验制造厂一般直接给出设备的动稳定峰值电流，动稳定条件为式中所在回路的冲击短路电流，kA； 设备允许的动稳定电流（峰值），kA。5.2 具体设备的选择与校验 本设计要求选择的设备有断路器、隔离开关、互感器、熔断器、绝缘子、避雷器以及母线等。根据电气设备选择的一般原则，按照正常运行情况选择设备，按短路情况校验设备。同时兼顾今后的发展，选用性价比高，运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。5.2.1 断路器1.种类和型式的选择10kV侧可选少油、真空、SF6断路器；35kV侧可选多油、少油、真空、SF6断路器；110kV侧可选少油、空气、SF6断路器；2.额定电压和电流选择 ，式中 、分别为电气设备和电网的额定电压，kV 、分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流，A3.校验开断电流 式中 断路器的额定开断电流，kA 断路器实际开断瞬间的短路电流周期分量，kA当断路器的较系统短路电流大很多时，简化计算时可用进行选择，为短路电流值。4.校验动稳定和热稳定 ，式中 短路电流产生的热效应； 、t电气设备允许通过的热稳定电流和时间。 短路冲击电流幅值； 电气设备允许通过的动稳定电流幅值。110kV侧断路器110kV侧变压器回路、母线联络回路： 表 5.1 计算数据(kV)(A) (kA)(kA) （KA2S）110kV侧母线1102206.60616.854174.557 表 5.2 技术参数型号 (kV)(A)(kA)(kA)()LW-1