110KV变电站设计

1、110KV 降压变电站电气系统初步设计 变电站电气系统课程设计说明书 题目 110kV 降压变电站电气系统初步设计 学生姓名 任铁强 指导教师 一、原始资料 1、待建变电站的建设规模 变电站类型： 110 kV 降压变电站 三个电压等级：110 kV 、 35 kV 、 10 kV 110 kV ： 近期进线 2 回，出线 2 回；远期进线 3 回，出线 3 回 35 kV： 出线近期 2 回； 远期 4回 10 kV ：出线近期 4回；远期 8回 2、电力系统与待建变电站的连接情况 变电站在系统中地位： 地区 变电站 变电站仅采用 110 kV 的电压与电力系统相连，为变电站的电源 电力系统

2、至本变电站高压母线的标么电抗(Sd=100MV A )为： 最大运行方式时0.28 ； 最小运行方式时0.35 ； 主运行方式时 0.30 上级变电站后备保护动作时间为 2.5 s 3、待建变电站负荷 110 kV 出线：负荷每回容量 10000 kVA ， cos 0.9，Tmax 4000 h 35 kV 负荷每回容量 5000 kVA ， cos 0.85，Tmax 4000 h； 其中，一类负荷 0 回；二类负荷 2 回 低压负荷每回容量 1500 kW ，cos 0.95， Tmax 4200 h； 其中，一类负荷 0 回；二类负荷 2 回 (4) 负荷同时率 0.78 4、环境条件

3、 当地年最高气温 400C，年最低气温 -200C，最热月平均最高气温 350C，年最低气温 -50C 当地海拔高度：600m 雷暴日：10 日 /年 110KV 降压变电站电气系统初步设计 5、其它 变电站地理位置： 城郊，距城区约 10km 变电站供电范围： 110 kV 线路：最长 100 km ，最短 50 km ； 35 kV 线路：最长 60 km ，最短 20 km； 10 kV 低压馈线：最长 30km ，最短 10km； 未尽事宜按照设计常规假设。 6、设计任务 本课程设计只作电气系统的初步设计，不作施工设计和土建设计。 （1） 设计的最低要求（最高成绩为及格）是： 1、通过

4、经济技术比较，确定电气主接线； 2、短路电流计算； 3、主变压器选择； 4、断路器和隔离开关选择； 5、导线（母线及出线）选择； 6、限流电抗器的选择（必要时） 。 （2） 设计的较高要求（最高成绩为优）是： 1、完成上述设计的最低要求； 2、选择电压互感器； 3、选择电流互感器； 4、选择高压熔断器（必要时） ； 5、选择支持绝缘子和穿墙套管； 6、选择消弧线圈（必要时） ； 7、选择避雷器。 7、设计成果 1、 设计说明书（含计算过程和结果） 2、 电气主接线图（用标准 2 号图纸按照工程制图要求绘制） 8、设计时间 2011年 5月 23日 2011年 6月 10日 110KV 降压变电

5、站电气系统初步设计 二、电气部分设计说明 1、主接线的选择 设计原则：应根据发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用，首先应满足电 力系统可靠运行和经济调度的要求。 根据规划容量、 本期建设规模、 输送电压登记、 进出线回数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性 能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足 可靠性、灵活性和经济性 要 求。 主接线的选择必须要保证向用户供给符合质量的电能，而且能够适应各种的运 行方式（包括正常，事故和检修运行方式）并能够通过操作来实现运行方式的变化 而且在某一基本回路检修时不影响其它回路的继续运行。其次，主接线还应该简明 清晰，运行维

6、护方便，在满足上述要求的前提下，主接线的设计应简单，投资少， 运行管理费用低， 一般情况下， 应考虑节约电能和有色金属的消耗量。 即考虑安全、 可靠、经济性原则，按照以上原则对主接线进行选择。 （ 1） 110kV 侧接线的选择 方案一 ：采用单母分段接线 优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好，在一段母线发生故障或者 检修的时候另一段仍然可以继续运行。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能 性就要小。 缺点：不够灵活可靠，当要一路母线检修或者出现故障时，该母线上的负荷会 停电。 方案二 ：采用双母线方式接线 优点：供电可靠，可以不停电而轮流检修每一组母线，一组母线故障后能够通 过隔离开

7、关的轮换操作来迅速恢复供电。当个别线路需要单独进行试验时，可将其 接至备用母线， 不直接影响工作母线的正常运行。 ）各电源和回路的负荷可以任意的 分配到某一组母线上，可以灵活的调度以适应系统各种运行方式和潮流变化。 缺点：投资较大，由于线路较为复杂，在隔离开关的倒换操作中很容易出现误 操作，还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置，增加投资 比较结论： 经过比较，在保证供电可靠性前提下，就必须适当的增加投资。采 用方案一的供电可靠性太差，一旦发生故障，有可能导致全网停电。故选择 双母线 接线，即保证供电可靠性， 同时投资也有一定的加大， 但是在可以承受的范围之内。 . （ 2） 35kV 侧接线

8、的选择和 10kV 侧接线的选择 方案一： 采用单母线接线 优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发 生误操作的可能性就要小。 缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路，母线或者母线隔离开关发生故障或者检 修的时候全部回路停止供电，造成很大的经济损失。 方案二 ：选择单母线分段接线 优点：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。对于双回路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，必须断开在此段的所有回路减少了系统的供 110KV 降压变电站电气系统初步设计 电量，并

9、使该回路的用户停电。 方案三： 选择单母分段加旁路母线 优点：供电可靠，可以不停电而轮流检修每一组进出线，一组母线故障后能够 通过隔离开关的轮换操作来迅速恢复供电。当个别线路需要单独进行试验时，可将 其接至备用母线，不直接影响工作母线的正常运行。 缺点：投资大，由于线路较为复杂。在隔离开关的倒换操作中很容易出现误操 作，还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置，增加投资。 比较结论： 由于该两个电压电压等级侧没有一类负荷， 2 回路的二类负荷，选择方案一可 靠性太差，故采用方案二双母线接线。 比较结论： 经过比较，一方面要保证可靠性，另一方面要考虑到投资的多少，所以 35kV 母线采用选择单母分

10、段加旁路母线接线方式，而 10kV 母线采用单母线分段接线方式。 注： 35kV 侧和 10kV 侧的二类负荷均由两个独立电源供电，其来自不同的变电站。 2、主变压器的选择 变压器是变电站主要电气设备之一，其主要功能是升高或降低电压，以利于电 能的合理输送、分配和使用。从电工学中知道，输电线路中流过的电流越大，损失 的功率就越大。所以采用高压输电减少线路的功率损耗，故将发电厂发出的电力经 变压器升压后输送，送到供电地区后经降压变压器变换成低电压供用户使用。 设计的变电所中， 35kV 侧负荷每回容量 3000kVA,cos=0.85，Tmax=3500h；10kV 侧负荷每回容量 800KW

11、，cos=0.95，Tmax=3500h。 近期系统负荷总量和类型统计如下： 35kV 侧的总负荷 S35=50002kVA=10 000 kV A 10kV 侧的总负荷 S10=（15004）/0.95kVA=6 316 kV A 近期的总负荷 S =0.78（ S35 +S10）=12 726 kVA 远期系统负荷总量和类型统计如下： 35kV 侧的总负荷 S35=50004kVA=20 000 kV A 10kV 侧的总负荷 S10=（13008）/0.95kVA=12 632 kV A 远期的总负荷 S = 0.78（ S35 +S10） =25 453 kVA 拟选用三台（近期两台、

12、远期增加一台） SFSL7-10000/110 型三绕组变压器， 其容量比为： 100/100/50 ；电压比为 110 2 2.5%/38.5 2 2.5%/11kV ；接线方 式为 YN,y0,d11 ，阻抗电压为： Uk12%=10.5%,Uk13%=18%,Uk23%=6.5%。 第一期工程的主变压器的负荷率： 12726kVA 63.63 00 。 20000 kVA 25453kVA 30000 kVA 远期工程的主变压器的负荷率： 25453kVA 84.84 00 110KV 降压变电站电气系统初步设计 1) 2) 事故情况下变压器过载能力的校验 三台主变，停一台，应承担全部负

13、荷的70%80% 远期时，三台主变，停一台，应承担全部负荷的70% 80%。此变电站一台 出现故障时承担全部负荷为 20000kVA 78.58 00 25453kVA 三绕组变压器各侧容量选择： 要求：各侧容量均应 15%(远期 ) 选 SN 110kV： 25453 30000 84.84% 35kV： 20000 30000 66.67% 选 SN 10kV： 12632 30000 42.11% 选 0.5SN 变压器容量比 100 100 50 接地方式： 110kV：直接接地； 35kV：不接地； 10kV：不接地 所以不考虑自耦变压器 三、短路电流以及工作电流计算 1、主变压器各

14、侧阻抗的百分值： X 11 100 1.1 10 100 Uk1%=(10.5+18-6.5)/2=11% Uk2 %=(10.5+6.5-18)/2=0 其标幺值： Uk3 %=(18+6.5-10.5)/2=7% (Sd=100 000kVA=100MV A) X X 100 100 0.7 10 各个电压等级基准电流： 1100kv 侧： Id1 Sd 3 Ud1 100MVA 3 115kV 0.502KA 35kv 侧： Id2Sd 100MVA 1.56KA 3 Ud 2 3 37kV 110KV 降压变电站电气系统初步设计 10kv 侧： 5.5KA Id3Sd 100MVA 3

15、 Ud 3 3 10.5kV 2、三相短路电流的计算（远期） ： 1）、三台主变同时运行的情况 A K1 点三相短路电流计算 最大运行方式 11 短路电流： I kIdI0.502kA 1.79 kA X * 1 0.28 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 1.79kA 4.56kA 11 短路功率： SkSd100 MVA 357 MVA X * 1 0.28 110KV 降压变电站电气系统初步设计 正常工作时运行方式下： 短路电流： 11 I kIdI0.502kA 1.67kA X * 1 0.30 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 1.67kA 4.27kA

16、 短路功率： 11 SkSd100 MVA 333.3MVA X * 1 0.30 最小运行方式下： 短路电流： 11 I kIdI0.502 kA 1.43kA X * 1 0.35 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 1.43kA 3.66kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 285.7MVA X * 1 0.35 B K2 点三相短路电流计算 最大运行方式 短路电流： 11 I k IdI 1.56kA 2.41kA X * 1 0.28 1.1/ 3 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 2.41kA 6.14kA 短路功率： 11 SkSd100MVA

17、154.64 MVA X * 1 0.28 1.1/ 3 正常工作时运行方式下： 短路电流： 11 I k IdI 1.56kA 2.34kA X * 1 0.30 1.1/ 3 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 2.34kA 5.97kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 150.0 MVA X * 1 0.30 1.1/ 3 110KV 降压变电站电气系统初步设计 最小运行方式下： 短路电流： 11 I k IdI 1.56kA 2.17kA X * 1 0.35 1.1/ 3 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 2.17kA 5.55kA 短路功率： 11

18、 SkSd100 MVA 139.5MVA X * 1 0.35 1.1/ 3 C K3 点三相短路电流计算 最大运行方式 短路电流： 11 I kIdI5.499kA 6.25kA X * 1 0.28 (1.1 0.7)/ 3 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 6.25kA 15.9kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 113.64 MVA X * 1 0.28 (1.1 0.7) / 3 正常工作时运行方式下： 短路电流： 11 I kIdI5.499kA 6.11kA X * 1 0.30 (1.1 0.7) / 3 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55

19、 6.11kA 15.58kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 111.1MVA X * 10.30 (1.1 0.7) / 3 最小运行方式下： 短路电流： 11 I kIdI5.499kA 5.79kA X * 1 0.35 (1.1 0.7)/ 3 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 5.79kA 14.76kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 105.3MVA X * 10.35 (1.1 0.7) / 3 三台变压器同时运行时最大运行方式下的短路电流如下表一所示： 110KV 降压变电站电气系统初步设计 三台变压器同时工作时短路电流 短路点 运行方式 短路

20、容量 短路电流计算值（ kA） （MVA） I k I I sh K1 最大方式 357.0 1.79 1.79 4.56 主运行方式 333.3 1.67 1.67 4.27 最小方式 285.7 1.43 1.43 3.66 K2 最大方式 154.6 2.41 2.41 6.14 主运行方式 150.0 2.34 2.34 5.97 最小方式 139.5 2.17 2.17 5.55 K3 最大方式 113.6 6.25 6.25 15.90 主运行方式 111.1 6.11 6.11 15.58 最小方式 105.3 5.79 5.79 14.76 2）、一台主变停运情况 A K1 点

21、三相短路电流计算 最大运行方式 短路电流： 11 I kIdI0.502kA 1.79 kA X * 10.28 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 1.79kA 4.56kA 短路功率： 11 SkSd100 MVA 357 MVA X*1 0.28 110KV 降压变电站电气系统初步设计 正常工作时运行方式下： 短路电流： 11 I kIdI0.502kA 1.67kA X * 1 0.30 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 1.67kA 4.27kA 短路功率： 11 SkSd100 MVA 333.3MVA X * 1 0.30 最小运行方式下： 短路电流：

22、11 I kIdI0.502 kA 1.43kA X * 1 0.35 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 1.43kA 3.66kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 285.7MVA X * 1 0.35 B K2 点三相短路电流计算 最大运行方式 短路电流： 11 I k IdI 1.56kA 1.88kA X * 1 0.28 1.1/ 2 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 2.41kA 4.79kA 短路功率： 11 SkSd100 MVA 120.5MVA X * 1 0.28 1.1/ 3 正常工作时运行方式下： 短路电流： 11 I k IdI

23、1.56kA 1.84kA X * 1 0.30 1.1/ 2 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 2.34kA 4.69kA 短路功率： 11 SkSd100 MVA 117.6MVA X * 1 0.30 1.1/ 2 110KV 降压变电站电气系统初步设计 最小运行方式下： 短路电流： 11 I k IdI 1.56kA 1.73kA X * 1 0.35 1.1/ 2 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 2.17kA 4.41kA 短路功率： 11 SkSd100 MVA 111.1MVA X * 1 0.35 1.1/ 2 C K3 点三相短路电流计算 最大运

24、行方式 短路电流： 11 I kIdI5.499kA 4.66 kA X * 1 0.28 (1.1 0.7) / 2 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 6.25kA 11.88kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 84.7MVA X * 1 0.28 (1.1 0.7) / 2 正常工作时运行方式下： 短路电流： 11 I kIdI5.499kA 4.58kA X * 1 0.30 (1.1 0.7) / 2 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 6.11kA 11.68kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 83.3MVA X * 1 0.30 (1.

25、1 0.7) / 2 最小运行方式下： 短路电流： 11 I kIdI5.499 kA 4.40kA X * 1 0.35 (1.1 0.7) / 2 冲击电流： ish 2.55 I k 2.55 5.79kA 11.22kA 短路功率： 11 SkSd100MVA 80 MVA X * 1 0.35 (1.1 0.7) / 2 停运一台变压器时最大运行方式下的短路电流如下表二所示： 表二： 110KV 降压变电站电气系统初步设计 停运一台变压器是短路电流 短路点 运行方式 短路容量 （MVA） 短路电流计算值（ kA) I k I I sh 最大方式 357.0 1.79 1.79 4.5

26、6 K1 主运行方式 333.3 1.67 1.67 4.26 最小方式 285.7 1.43 1.43 3.65 最大方式 120.5 1.88 1.88 4.79 K2 主运行方式 150.0 1.84 1.84 4.69 最小方式 139.5 1.73 1.73 4.41 最大方式 84.7 4.66 4.66 11.88 K3 主运行方式 83.3 4.58 4.58 11.68 最小方式 80.0 4.4 4.4 11.22 由以上数据可以得出最大运行方式下的短路电流，如下表三所示： 表三： 最大运行方式下的短路电流 短路点 编号 运行方式 短路容量 （MVA） 短路电流计算值（ k

27、A） I k I I sh 110kV母线 K1 停运一台 357.0 1.79 1.79 4.56 三台同时运行 357.0 1.79 1.79 4.56 35kV母线 K2 停运一台 120.5 1.88 1.88 4.79 K2 三台同时运行 154.6 2.41 2.41 6.14 10kV母线 K3 停运一台 84.7 4.66 4.66 11.88 三台同时运行 113.6 6.25 6.25 15.90 3、热稳定计算的等效时间 热稳定计算的等效时间等于三部分等效时间之和，即 继电保护动作时间继电 器固有分闸时间断路器灭弧时 间。系统中各处的热稳定计算的等效时间计算如下： 10k

28、V 出线： 0.5S 0.2S0.05S0.75S 10kV 母联： 1S 0.2S 0.05S 1.25S 主变 10kV 侧： 1.5S 0.2S 0.05S1.75S 35kV 出线： 1.0S 0.15S0.05S1.20S 35kV 母联： 1.5S 0.15S0.05S1.70S 主变 35kV 侧： 2.5S0.15S 0.05S2.70S 110kV 出线： 2S 0.1S 0.05S 2.15S 主变 110kV 侧： 2S0.1S0.05S 2.15S 110kV 进线： 3S 0.1S 0.05S 3.15S 结果统计见表二。 表二：热稳定等效时间（ S）如表四所示 表四

29、： 类别 继电保护动作时间 断路器分断时间 灭弧时间 等效时间 10kV 出线 0.5 0.2 0.05 0.75 10kV 母联 1 0.2 0.05 1.25 主变 10kV 侧 1.5 0.2 0.05 1.75 35kV 出线 1.0 0.15 0.05 1.20 35kV 母联 1.5 0.15 0.05 1.70 110KV 降压变电站电气系统初步设计 主变 35kV 侧 2.5 0.15 0.05 2.70 110kV 出线 2 0.1 0.05 2.15 主变 110kV 侧 2 0.1 0.05 2.15 110kV 进线 3 0.1 0.05 3.15 4、回路的工作电流计

30、算： 主变压器 110KV 侧： I1 1.05 10000kVA 55.1A 3 110KV 主变压器 35KV 侧： I 2 1.05 10000kVA 157.5A 3 38.5KV 主变压器 10KV 侧： I 3 1.05 5000kVA 275.6A 3 11KV 3 110KV 110KV 出线： 10000kVA I552.4A 5 3 110KV 110KV 进线： I4 35KV 出线： I6 10KV 出线： I 1500 kW 7 3 0.95 10KV 91.2A 3 10000 4 5000 8 1500 / 0.95 kVA 328.7 A 5000kVA 82.

31、5A 3 35KV 10kV 母线分段开关按 10kV 侧的总负荷的 60%计算，分段开关流过的电流： 8 1500KVW I 860% 473.5A 3 0.95 10KV 35kV 母线分段开关按 35kV 侧的总负荷的 60%计算，分段开关流过的电流： I9 4 5000KVA 3 35KV 60% 197.9A 110KV 母线分段开关按总负荷和穿越功率和的 60%，分段开关流过的电流： 10 60% 197.2A 3 10000 4 5000 8 1500 / 0.95KVA 3 110KV 110KV 降压变电站电气系统初步设计 四、设备选择： 1、开关电器的选择： （选择条件来源

32、参见各短路点计算） 高压断路器是变电站的重要设备之一。正常情况下，断路器用来开断和关合电 路；故障时通过继电保护动作来断开故障电路，以保证电力系统安全运行；同时， 断路器又能完成自动重合闸任务，以提高供电可靠性。 为此，对高压断路器要求： 在正常情况下能开断和关合电路。 能开断和关合负载电流， 能开断和关合空 载长线路或电容器组等电容性负荷电流，以及能开断空载变压器或高压电动机等电 感性小负载电流。 在电网发生故障时能将故障从电网上切除。 尽可能缩短断路器故障切除时间， 以减轻电力设备的损坏， 提高电网稳定性。 能配合自动重合闸装置进行单重、综重的动作。 电力系统应在有电压无负荷电流的情况下，

33、应用隔离开关分、合闸电路，达到 安全隔离的目的，因此隔离开关是高压电器中应用最多的一种电器。在选用时应考 虑的主要因素有以下几点： 隔离开关一般不需要专门的灭弧装置。 隔离开关在分闸状态下应有足够大的断口， 同时不论隔离开关高压线端电压 是否正常，均要满足安全隔离的目的。 隔离开关在合闸状态时应能耐受负荷电流和短路电流。 在使用环境方面，户外隔离开关应能耐受大气污染并应考虑温度突变、雨、 雾、覆冰等因素的影响。 在机械结构上，需考虑机械应力、风力、地震力与操作力的联合作用，其中 包括隔离开关高压接线端在三个方面耐受有机械力，以及支持绝缘子的机械强度要 求。此外，对垂直伸缩式隔离开关，还需考虑静

34、触头接触范围的要求。 隔离开关应具备手动、 电动操动机构， 信号及位置指示器与闭锁装置等附属 装置。 隔离开关亦应配备接地刀闸，以保证线路或其他电气设备检修时的安全。 应考虑配电装置尺寸的要求及引线位置与形式来选用合适的隔离开关。 （ 1） 变压器 110KV 侧断路器和隔离开关： 1. 设备选型。 根据设备参数列表， 拟选用 SW3-110G/1200 型断路器， GW 4-110/600 型 隔离开关。该两种型号的断路器和隔离开关的额定电流电压均可以满足要求。 2. 校核动稳定性。断路器：=41kA =4.564kA 隔离开关：=50kA =4.564kA 3. 校核热稳定性。断路器： T

35、=15.824KA2*S =1.793 2 2.15 KA2*S 隔离开关： T=1425KA2*S =1.793 22.15 KA2*S 110KV 降压变电站电气系统初步设计 4. 校核开断能力。 =15.8KA1.793KA 有关参数如表五、六所示： 表五：断路器： SW3-110G/1200 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110KV 额定电流 1200A 55.1A 开断电流 15.8KA 1.793KA 热稳定 15.8 2 4KA2*S 1.793 22.15 KA2*S 动稳定 41KA 4.564KA 操动机构 CD5 XG 表六：隔离开关： GW4-110/

36、600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110KV 额定电流 600A 55.1A 热稳定 22 14 2 5KA2*S 22 1.793 22.15 KA2*S 动稳定 50KA 4.564 KA 操动机构 CS-14 其他参数如下所示： （ 2） 110kV 进线断路器和隔离开关：设备选择如表七，表八 表七 断路器： SW3-110G/1200 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110 KV 额定电流 1200A 328.7/3 =109.3A 开断电流 15.8KA 1.793 KA 热稳定 22 15.8 2 4KA2*S 22 1.793 2 3.15

37、KA2*S 动稳定 41KA 4.564 KA 表八 隔离开关： GW4-110/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110KV 额定电流 600A 328.7/3 =109.3A 热稳定 22 14 2 5KA2*S 22 1.793 2 3.15 KA2*S 动稳定 50KA 4.564 KA 操动机构 CS-14 3） 110kV 出线断路器和隔离开关：设备选择如表九，表十 表九 断路器： SW3-110G/1200 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110KV 额定电流 1200A 52.4A 110KV 降压变电站电气系统初步设计 开断电流 15.8

38、KA 1.793 热稳定 22 15.8 2 4KA2*S 22 1.793 22.15KA2*S 动稳定 41KA 4.564 KA 操动机构 CD 5 XG 表十 隔离开关： GW4-110/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110KV 额定电流 600A 52.4A 热稳定 22 14 2 5KA2*S 22 1.793 22.15KA2*S 动稳定 50KA 4.564 KA 操动机构 CS-14 4) 110kV 母线断路器和隔离开关：设备选择如表十一，表十 二 表十 一 断路器： SW3-110G/1200 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 11

39、0KV 额定电流 1200A 197.2A 开断电流 15.8KA 1.793KA 热稳定 22 15.8 2 4KA2*S 22 1.79322.15KA2*S 动稳定 41KA 4.564 KA 操动机构 CD5 XG 表十 二 隔离开关： GW4-110/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 110KV 110KV 额定电流 600A 197.2A 热稳定 22 14 2 5KA2*S 22 1.793 2 2.15 KA2*S 动稳定 50KA 4.564 KA 操动机构 CS-14 5 )主变压器 35kV 侧断路器和隔离开关：设备选择如表十三，表十四 表十三 断路器： SW3

40、-35/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 35KV 35KV 额定电流 600A 157.5A 开断电流 16.5KA 1.21KA 热稳定 6.6 2 4KA2*S 22 1.21 2 2.70 KA2*S 动稳定 41KA 2.395KA 操动机构 CD3 X 表十四 隔离开关： GW2-35/600 项目 设备参数 使用条件 110KV 降压变电站电气系统初步设计 额定电压 35KV 35KV 额定电流 600A 157.5A 热稳定 1425KA2*S 1.21 2 2.7 0KA2*S 动稳定 50KA 2.395KA 操动机构 CS8 3 6) 35KV 出线断路器和隔离

41、开关 表十五 ：设备选择如表十五，表十六 断路器： SW3-35/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 35KV 35KV 额定电流 600A 82.5A 开断电流 16.5KA 2.41KA 热稳定 6.6 2 4KA2*S 2.41 2 1.20K A2*S 动稳定 41KA 6.14KA 操动机构 CD3 X 表十 六 隔离开关： GW2-35/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 35KV 35KV 额定电流 600A 82.5A 热稳定 22 1425KA2*S 22 2.41 2 1.20K A2*S 动稳定 50KA 6.14KA 操动机构 CS8 3 7) 35KV

42、 双母线连接母联断路器及隔离开关：设备选择如表十七，表十八 表十七 断路器： SW3-35/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 35KV 35KV 额定电流 600A 197.9A 开断电流 16.5KA 2.41KA 热稳定 22 6.6 2 4KA2*S 22 2.41 21.7KA 2*S 动稳定 41KA 6.14KA 操动机构 CD3 X 表十八 隔离开关：隔离开关： GW2-35/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 35KV 35KV 110KV 降压变电站电气系统初步设计 额定电流 600A 197.9A 热稳定 22 1425KA2*S 22 2.41 2 1.

43、7 KA2*S 动稳定 50KA 6.14KA 操动机构 CS 8 3 8 )主变压器 10KV 侧断路器和隔离开关：设备选择如表十九，表二十 表十九 断路器： SN10-10 /1000 项目 设备参数 使用条件 额定电压 10KV 10KV 额定电流 1000A 275.6A 开断电流 29KA 2.33KA 热稳定 22 28.9 2 4KA2*S 22 2.33 2 1.75 KA2*S 动稳定 74KA 5.94KA 操动机构 CD10-1 表二十 隔离开关： GN8-10T/400 操动机构： CS6-2 项目 设备参数 使用条件 额定电压 10KV 10KV 额定电流 400A

44、275.6A 热稳定 22 1425KA2*S 22 2.33 2 1.75 KA2*S 动稳定 40KA 5.94KA 操动机构 CS6 1T 9) 10KV 出线侧断路器和隔离开关：设备选择如表二十一，表二十二 表二十 一 断路器： SN8-10/600 项目 设备参数 使用条件 额定电压 10KV 10KV 额定电流 600A 91.2A 开断电流 11.6KA 6.25KA 热稳定 11.6 2 4KA2*S 6.25 2 0.75 KA2*S 动稳定 33KA 15.90KA 表二十二 隔离开关： GN8-10/1000 项目 设备参数 使用条件 额定电压 10KV 10KV 额定电

45、流 1000A 91.2A 热稳定 22 3025KA2*S 22 6.25 2 0.75 KA2*S 动稳定 75KA 15.90KA 操动机构 CS6-1T 110KV 降压变电站电气系统初步设计 10 ）10KV 分段母线连接：设备选择如表二十三，表二十四 表二十三 断路器： SN10-10 /10000 项目 设备参数 使用条件 额定电压 10KV 10KV 额定电流 1000A 473.5kA 开断电流 29KA 6.25kA 热稳定 2924KA2*S 6.25 2 1.25KA2*S 动稳定 74KA 15.90KA 表二十四 隔离开关 : GN8-10T/1000 项目 设备参

46、数 使用条件 额定电压 10KV 10KV 额定电流 1000A 473.5kA 热稳定 22 3025KA2*S 22 6.25 2 1.25KA2*S 动稳定 75KA 15.90KA 操动机构 CS6-1T 2、导线（硬、软母线及出线）选择： 选择原则：按周围环境温度校正后的允许载流量不小于最大工作电流，只有 长线路才按经济电流密度选择； 校验热稳定性时，按公式 S S min I t ， 取 c 87。 c 在本变电站。 35kV 以及 10kV 母线采用硬母线系统。其余各段线路采用软母线 系统。 （ 1） 10kV 硬母线选择： 选择 60 8mm2的矩形铝排。母线平置，绝缘子间距

47、L=2.5m，相间中心间距 s=0.4m。 A 导体的材料，截面的形状，敷设的方式： 导体的材料有铜、 铝和铝合金， 铜只用于持续工作电流大， 布置位置狭窄和对铝有严重 腐蚀的场所。 根据设计书的要求， 本变电站的条件比较常规， 所以采用铝母线可以满足要求。 矩型母线散热条件好， 便于固定和连接， 可以用于电流在 4000A 及以下和电压在 35kV 及以下的配电装置中，所以本电压等级的母线采用矩形母线。绝缘子间的跨距为2.5m，母 线之间的相距为 0.4m。 B 导线截面选择 根据最大允许载流量来选择导线的截面： 母线的长期持续工作电流： = = 729.3A 可以选择 806 mm2矩形铝

48、母线， 25时载流量量 =1076.4A 考虑温度带来的影响，可以得进行修正： 变电站最热月平均最气温为 35。得到修正系数为： 110KV 降压变电站电气系统初步设计 al0 al0 70 35 70 25 0.88 al为长期发热允许温度，对于铝导线，取70； 为实际环境温度取变电站最热月平均最气温； 0=25。 修正以后的载流量为： = K = 1076.40.88 = 947.2A729.3A C 校验热稳定： Smin I t 6.25KA 1.25 80.3 mm2 480mm2 c 87 D 动稳定校验： b b h 8 8 0.6 3 导体截面系数： W6.4 cm3 66 L

49、 2 2.5 短路时的最大电动力： F 1.73i20.1 1.73 15.920.1 273.4N sh s 0.4 FL 273.4 250 2 2 母线排受的最大应力： max FL 273.4 250 1068.0 N/cm2 312.1A C 校验热稳定： I Smint 3 2.41 103A 1.736.12 mm2360mm2 87 110KV 降压变电站电气系统初步设计 D 动稳定校验： 导体截面系数： W b b h 6 6 0.6 3.6cm3 66 短路时的最大电动力： L 2 2.5 F 1.73i20.1 1.73 6.1520.1 40.9N sh s 0.4 母

50、线排受的最大应力： FL 40.9 250 2 2 max284 N/cm2 6860N/ cm2 校验合格。 10W 10 3.6 3） 110KV 软母线的选择 A 导线截面选择 按照经济电流密度选择导线的截面积。 同时对导线允许的最大载流量进行校验。 查表可 知在最大负荷利用小时数在 4000h 时，软母线的经济电流密度为 1.22A/mm 2。 110kV 母线的正常工作电流是 Imax =328.7A 故经济截面积： = =269.4 mm2 可以选择 LGJ-300 型导线，其长期允许载流量为 700A，引入修正系数 K=0.88 ，得长期 允许载流量为 616A 。大于正常工作电

51、流 328.7A 。可见载流量满足要求。 B 校验热稳定： 热稳定最小面积为： S min I t 1.79 10 A 2.15 30.2 mm 300mm c 87 满足要求。 （ 4） 110kV 进线端导线选择 A 导线截面选择 按照经济电流密度选择导线的截面积。 同时对导线允许的最大载流量进行校验。 查表可 知在最大负荷利用小时数在 4000h 时， 110kV 进线的经济电流密度为 1.22A/mm 2。 110kV 进线的正常工作电流是 Imax =328.7 3=109.57A 故经济截面积： =89.8 mm2 可以选择 LGJ-95 型导线，其长期允许载流量为 335A，引入

52、修正系数 K=0.88 ，得长期允 许载流量为 294.8A 。大于正常工作电流 109.57A 。可见载流量满足要求。 B 校验热稳定： 热稳定最小面积为： 3 I 1.79 10 A 2 2 S min t 3.15 18.3 mm 95mm c 87 2 满足要求。 （ 5）主变 110kV A 导线截面选择： 侧软导线的选择： 主变 110kV 软导线的正常工作电流是 Imax =52.5A 110KV 降压变电站电气系统初步设计 故经济截面积： = =43 mm2 可以选择 LGJ-50 型导线，其长期允许载流量为 220A，引入修正系数 K=0.88 ，得长期允 许载流量为 193

53、.6A 。大于正常工作电流 52.5A 。可见载流量满足要求。 B 校验热稳定： 3 I 1.79 103 A2 2 热稳定最小面积为： S min I t 1.79 10 A 2.15 30.2 mm250mm2 c 87 满足要求。 （ 6） 110kV 出线侧软导线选择： A 导线截面选择： 110kV 出线软导线的正常工作电流是 Imax =52.5A 故经济截面积： = =43 mm2 可以选择 LGJ-50 型导线，其长期允许载流量为 220A，引入修正系数 K=0.88 ，得长期允 许载流量为 193.6A 。大于正常工作电流 52.5A 。可见载流量满足要求。 B 校验热稳定：

54、 热稳定最小面积为： S min I t 1.79 10 A 2.15 30.2 mm250mm2 c 87 满足要求。 （ 7） 35kV 出线软导线选择： 按照经济电流密度选择导线的截面积。 同时对导线允许的最大载流量进行校验。 查表可 知在最大负荷利用小时数在 4000h 时，软母线的经济电流密度为 1.22A/mm 2。 A 导线截面选择： 35kV 软出线的正常工作电流是 Imax =78A 故经济截面积： = = =63.9mm2 可以选择 LGJ-70 型导线，其长期允许载流量为 275A，引入修正系数 K=0.88 ，得长期允 许载流量为 242A 。大于正常工作电流 78A

55、。可见载流量满足要求。 B 校验热稳定： 热稳定最小面积为： 3 I 2.41 10 A 2 2 S min t 1.20 30.3 mm 70mm c 87 满足要求。 8 ）主变 35kV 侧软导线： A 导线截面选择： 主变 35kV 软导线的正常工作电流是 Imax =100.0A 110KV 降压变电站电气系统初步设计 故经济截面积： = =81.9mm2 可以选择 LGJ-95 型导线，其长期允许载流量为 335A，引入修正系数 K=0.88 ，得长期允 许载流量为 294.8A 。大于正常工作电流 100A 。可见载流量满足要求。 B 校验热稳定： 热稳定最小面积为： 3 I 2

56、.41 10 A 2 2 Smint 2.7 13.5 mm 95mm c 87 3 满足要求。 （ 9） 10kV 出线软导线选择： 按照经济电流密度选择导线的截面积。 同时对导线允许的最大载流量进行校验。 查表可 知在最大负荷利用小时数在 4200h 时，软母线的经济电流密度为 1.18A/mm 2。 A 导线截面选择： 10kV 软导线的正常工作电流是 Imax =86.8A 故经济截面积： = = =73.6mm2 可以选择 LGJ-95 型导线，其长期允许载流量为 335A，引入修正系数 K=0.88 ，得长期允 许载流量为 294.8A 。 B 校验热稳定： 大于正常工作电流 86

57、.8A 。可见载流量满足要求。 热稳定最小面积为： 3 I 6.25 103 A2 2 S mint 0.75 62.2 mm2 95mm2 c 87 满足要求。 （10 ）10kV 变压器侧软导线选择： A 导线截面选择： 10kV 软导线的正常工作电流是 Imax =274.9A 故经济截面积： = =233.0mm2 可以选择 LGJ-240 型导线，其长期允许载流量为 610A，引入修正系数 K=0.88 ，得长期 允许载流量为 536.8A 。大于正常工作电流 274.9A。可见载流量满足要求。 B 校验热稳定： 热稳定最小面积为： Smin 3 I t 6.25 103 A 1.7

58、5 31.7 c 87 3 22 mm 1.75 验动稳定： 最大电动力： Fmax 1.73l is2h 10 7 1.73 (15.9 103 /3)2 0.6 1.2 10 7 17.2N s 2 0.25 可承受最大力： Fal 750 9.8 0.6 4410N 17.2N 符合要求。 B 10kV 出线穿墙套管的选择： 根据额定电压和额定电流选择进线穿墙套管型号为 CWLB-10/250 型 ,5S 热稳定电流 为 5.5KA, 破坏荷重为 750Kg 。 校验动稳定： 0.75 验动稳定： l0.525 1.2 最大电动力： Fmax 1.73 is2h 10 7 1.73 (1

59、5.9 103) 210 7 151N s2 0.25 可承受最大力： Fal 750 9.8 0.6 4410N 151N 110KV 降压变电站电气系统初步设计 符合要求。 7、消弧线圈的选择： 一般 110kV及以上电网采用中性点直接接地 ,故 110kV系统不装设消弧线圈。 当 35kV 系统发生单相接地时的电容电流为： I35 lohU N 350 （60 35） 350 6.0A 10A 其中， 是 35kV 级电力网具有电的直接联系的架空线长度（km）， 单位为 kA， 也暂时不需要装设消弧线圈。但远景可能需装设，故预留位置。 对于 10kV 线路，发生单相接地时的电容电流为：

60、I10 lohU N 350 （30 10） 350 0.86A 10A 不需要装设消弧线圈。 8、避雷器的选择 避雷器实质上是一种限压器，并联在被保护的设备附近，当线路上传来的电压 超过避雷器的放电电压时，避雷器先行放电，把过电压中的电荷引入地中，限制了 过电压的发展。从而保护了其他电气设备免遭过电压损害。避雷器是用于保护电力 系统中电气设备的绝缘免受沿线传过来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的 损害的设备，是电力系统中重要的保护设备之一。变电站配电装置的 每组母线 上均 应设避雷器，三绕组 变压器低压侧 一相设置一组避雷器，变压器 高低压侧中性点均 装设避雷器。 避雷器的主要技术参数