110kv变电站电气一次系统

1、110kV变电站电气一次系统设计摘要变电站作为电力系统中的重要组成部分。它是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。它的安全运行直接影响到整个电力系统的安全性与经济性。本论文中设计的是一个降压变电站，在系统中起着汇聚和分配的电能的作用。本文首先分析了任务书上所给的参数，对原始资料进行分析再从可靠性、灵活性、经济性方面考虑确定了五种电气主接线方案，再从中中选择了两种方案进行比较。其次根据变电站的负荷选择了变电站的主变压器容量、台数、型号。再进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各级母线时，其稳态短路电流，冲击电流

2、等值。在根据计算结果、电压等级和最大工作持续电流进行断路器及隔离开关的选择，并将两种方案进行经济比较，得到最优方案，再根据上面的计算结果选择其他的电气设备（包括电力互感器、电压互感器、绝缘子、穿墙套管等）。最后绘制电气主接线图、电气总平面布置图、防雷接地图等图纸。关键词：变电站；主接线；短路电流；电气设备A DESIGN OF ELCTRIC SYSTEM FOR 110KV SUBSTATIONAbstractSubstation，as an important part of Power system.This electricity facility is used to transfo

3、rm the voltage、receiving and distributing the power、control the flow of electricity and adjust the voltage in the power system.It combine the voltage power grid at all levels by transformers. It directly affects the safe operation of the entire power system security and economy.This paper designs a

4、step-down substation, it plays a role of aggregation and distribution of electricity in the system.First, the paper analyzes parameters in the mission statement,then considering the reliability、flexibility and the economy of the Main Electrical Wiring, I get 2 from 5 projects.Second, according to th

5、e load of the substation,I choose the main trasformers,and get its capacity、quantity and the type.Then, compute the short-circuit current,we get steady-state short-circuit current、the impact of current and others when the levels of the generators are three-phase short circuit.according to the result

6、 of the compute、voltages and the maximum continuous operating current,I get the breakers and isolating switches.Compare the economy of the two projects,I get the best one.then by the data we got,choose the other electrical equipment(Including power transformers, voltage transformers, insulators, wal

7、l bushing).Finally, draw the diagram of the main electrical wiring、electrical general layout plan、Lightning protection grounding etc.Key words: Substation;Main Electrical Wiring;Short-circuit current; Electrical equipment II目录摘要IAbstractII目录1第一章 设计内容和要求11.1原始资料11.2设计原则和基本要求11.3设计类容1第二章 电气主接线的选择22.1概

8、述22.1.1运行可靠性22.1.2灵活性22.1.3经济性22.1.4操作应尽可能简单方便32.2主接线的接线方式选择32.3电气主接线初选方案3第三章 变压器选择93.1概述93.2主变压器相数的选择93.3绕组数的选择93.4主变调压方式的选择93.5连接组别的选择103.6主变压器冷却方式的选择103.7主变容量、台数和型式的确定103.7.1主变台数的确定103.7.2主变容量的确定103.7.3主变容量比的确定11第四章 最大工作持续电流和短路电流的计算124.1各回路最大工作持续电流124.2短路电流计算124.2.1短路电流计算的目的124.2.2短路电流计算的一般规定124.

9、2.3短路计算基本假设134.2.4基准值134.2.5短路电流计算的步骤134.3短路电流计算144.3.1变压器个绕组电抗144.3.2系统电抗154.3.3短路电流计算15第五章 电气设备的选择185.1概述185.1.1一般原则185.1.2技术条件185.2断路器的选择195.2.1按开断电流选择195.2.2短路关合电流的选择195.3隔离开关的选择205.4高压熔断器的选择205.4.1按额定电压选择205.4.2按额定电流选择205.5互感器的选择215.5.1电流互感器的选择215.5.2电压互感器的选择225.6母线的选择235.6.1裸导体的选择条件选择和校验235.6.

10、2母线及电缆截面的选择235.7支持绝缘子及穿墙套管的选择245.7.1支持绝缘子的选择245.7.2穿墙套管的选择245.8高压熔断器的选择245.9断路器255.9.1母线分段断路器255.9.2出线断路器275.9.3变压器引接线断路器305.10隔离开关的选择305.10.1母线隔离开关305.10.2出线隔离开关325.10.3变压器引接线隔离开关345.11经济比较345.12载流导体的选择355.12.1母线的选择365.12.2出线385.12.3变压器引接线的选择415.13电流互感器的选择415.14电压互感器的选择455.15支柱绝缘子的选择465.16穿墙套管的选择47

11、5.17避雷器选择及防雷接地保护48总结54参考资料55致谢5656第一章 设计内容和要求1.1原始资料1.变电站类型：110kV终端变电站 2.电压等级：110/35/10kV 3.出线情况：110kV:2回；35kV:6回；10kV:8回（电缆） 4.负荷情况： 35kV：最大72MW,最小42MW，Tmax=5200小时，cos=0.9010kV：最大20MW,最小12MW，Tmax=5300小时，cos=0.855.系统情况 110kV母线电压满足常调压要求 110kV母校短路电流标幺值为18（SB=100MW） 35kV线路对端无电源10kV线路对端无电源6.环境条件 最高温度40，

12、最低温度-25，年平均温度20 土壤电阻率 400欧米 当地雷暴日 35日/年1.2设计原则和基本要求设计按照国家要求和有关设计技术规程进行要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少运行费用低。要求如下：（1）.选择主变压器台数、容量、和型式（2）.电气主接线选择（3）.短路电流计算（4）.主要电气设备选择1.3设计类容本次设计为一降压变电站，有三个电压等级110/35/10kV，首先设计出5个电气主接线的原始方案，从中挑选出2个优秀方案，在根据原始数据挑选出主变压器，计算短路电流，给挑选出的2个方案选择主要一次电气设备，比较2个方案的优劣，最后得到最佳方案，完

13、成本次设计。第二章 电气主接线的选择2.1概述现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电所分工完成电力系统的发电、变电和配电任务。电气主接线的形式不仅影响发电厂、变电所本身，也关系到我们的日常生活。因此发电厂和变电所的电气主接线必须满足一下要求：2.1.1运行可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的具体要求：1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电；3）尽量避免变电所全部停运的可靠性

14、。2.1.2灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性：1）为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；2）为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电；3）为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。2.1.3经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理：1）投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，

15、要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器；2）占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。3）电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。2.1.4操作应尽可能简单方便主接线应简单清晰，尽可能使操作步骤简单，便于运行人 员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操 作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，

16、 而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。2.2主接线的接线方式选择电气主接线是根据电力系统和变电所具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线路多时（一般超过四回）为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。而本所各电压等级进出线均超过四回，采用有母线连接。2.3电气主接线初选方案方案一：110kV：单母线分段接线；35kV：单母线分段接线；10kV：单母线分段接线图2-1 电气主接线方案1三个电压等级均使用单母线分段接线，此接线方案可靠性较高，而且比较经济。故可以考虑此方案。方案二：110kV：单母线分段接线；35kV：单母线接线；10k

17、V：双母线接线图2-2 电气主接线方案235kV侧使用单母线接线，其可靠性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，而且调度不方便。故此方案不予考虑。方案三：110kV：单母线分段带旁路母线接线；35kV：单母线分段接线；10kV：双母线接线图2-3 电气主接线方案3110kV侧使用单母线分段带旁路母线接线；35kV侧使用单母线分段接线；10kV侧使用双母线接线，都具有较高的可靠性，但是110kV侧使用单母线分段接线就完全满足可靠性要求，此方案多了一条旁路母线，增加了投资，10kV侧的双母线接线更加不经济。故此方案不予考虑。方案四：110kV：内桥型接线；35kV：单母线分段接

18、线；10kV：单母线分段接线图4 电气主接线方案4当只有两台变压器和两条线路时，宜采用桥型接线，此方案的经济型较高，而且比较可靠。故可以考虑此方案。方案五：110kV：单母线分段带旁路母线接线；35kV：单母线分段接线；10kV：单母线分段接线图5 电气主接线方案5110kV侧使用单母线分段带旁路母线接线，增加了一条旁路母线的费用，经济型不高。故可以考虑此方案。最后选出方案一和方案四进行进一步比较。第三章 变压器选择3.1概述在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统

19、510年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。3.2主变压器相数的选择当不受运输条件限制时，在330kV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂

20、化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。本次设计的变电所，位于市郊区，负责工农业生产及城乡用电，不受运输的条件限制，故本次设计的变电所选用三相变压器。3.3绕组数的选择在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。3.4主变调压方式的选择为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，110kV及以上网络电压

21、应符合以下标准：1)枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定，可为电网额定电压的11.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定电压的95%。2)电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%100%。调压方式分为两种，不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。3.5连接组别的选择变压器绕组的连接方式必须和

22、系统电压相位一致，否则不能并列运行。3.6主变压器冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，具有节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。综上所述，本设计选择强迫油循环风冷却。3.7主变容量、台数和型式的确定3.7.1主变台数的确定由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是110kV降压变电所，它是以110kV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至35kV及10kV母线上，再将电能分配出去。因此选择主变台数时

23、，要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担60%70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。3.7.2主变容量的确定主变容量一般按变电所建成近期负荷，510年规划负荷选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所最大负荷给定，所以应按最大总负荷来选择主变的容量，根据变电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

24、的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的60%80%，该变电所是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为： 当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧110kV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是110kV侧引进。其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量为：已知35kV侧最大负荷72MW ，, 10kV侧最大负荷

25、为20MW，,由计算可知两台变压器变电所的总装容量为：则 所以，选择两台75MVA的变压器并列运行。3.7.3主变容量比的确定1)35kV侧：2)10kV侧：3)因35kV侧大于变压器容量的30%，故可选主变容量比为100/100/50或100/100/100。在这里应选用100/100/100。综合以上，确定所选变压器型号：SFS-75000/110。第四章 最大工作持续电流和短路电流的计算4.1各回路最大工作持续电流据公式 Igmax = 1.05In = 则： 10kV Igmax = 35kV Igmax = 110kV Igmax = 4.2短路电流计算4.2.1短路电流计算的目的短

26、路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节，其计算目的是：1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。4）按接地装置的设计，也需用短路电流。4.2.2短路电流计算的一般规定1）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（一般为本期工程建成后5

27、10年）。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，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。2）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异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3）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。4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。4.2.3短路计算基本假设1）正常工作时，三相系统对称运行；2）所有电源的电动势相位角相同；3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4）不考虑短路点的电弧阻抗和变

28、压器的励磁电流；5）元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；6）系统短路时是金属性短路。4.2.4基准值高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：基准容量： = 100MVA基准电压：（kV） 10.5 37 1154.2.5短路电流计算的步骤1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；2）给系统制订等值网络图；3）选择短路点；4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：有名值： 5）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：短路电

29、流冲击值： 4.3短路电流计算4.3.1变压器个绕组电抗SFS-75000/110的技术参数表4-1主变压器SFS-75000/110技术数据型 号SFS75000/110容 量75 MVA容 量 比100 /100/50额定电压高压121中压38. 5低压11联结组标号Y0/Y0/-12-11损 耗空载200kW短路480 kW空载电流2.5%阻抗电压高-中20.6%高-低12%中-低7.5 %取基准容量，基准电压为110kV侧：35kV侧： 10kV侧：=0则三绕组变压器电抗分别为：=04.3.2系统电抗系统110kV侧母线短路电流标幺值为18，则110kV侧母线短路电抗为Xd =0.05

30、64.3.3短路电流计算等值网络图(1)d1点短路时，等值网络为：短路电流标幺值：暂态短路电流有名值：冲击电流： 全电流最大有效值：短路容量：(2) d2点短路时，等值网络为:短路电流标幺值：暂态短路电流有名值：冲击电流： 全电流最大有效值：短路容量：(3) d3点短路时，等值网络为:短路电流标幺值：暂态短路电流有名值：冲击电流： 全电流最大有效值：短路容量：第五章 电气设备的选择5.1概述导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约

31、投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。5.1.1一般原则1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；2）应按当地环境条件校核；3）应力求技术先进和经济合理；4）选择导体时应尽量减少品种；5）扩建工程应尽量使新老电器的型号一致；6）选用的新品，均应具有可靠的试验数据，

32、并经正式鉴定合格。5.1.2技术条件1）按正常工作条件选择导体和电气A电压：所选电器和电缆允许最高工作电压不得低于回路所接电网的最高运行电压即 一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在110KV及以下时为1.15，而实际电网运行的一般不超过1.1。B.电流：导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度Q 0下，导体和电器的长期允许电流应不小于该回路的最大持续工作电流即 由于变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的 = 1.05（为电器额定电流）。C.按当地环境条件校核：当周围环境温度和导体额定环境温度不等时，其长期允许电流 可按下式修正， 基中为温度修正系数;为最高工作温度;

33、为额定载流量基准下的环境温度（）; 为实际环境温度；对应于所选截面、环境温度为+25时，长期允许载流量（A）2）按短路情况校验电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，一般校验取三相短路时的短路电流，如用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定，用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。A.短路热稳定校验满足热稳定条件为： 验算热稳定所用的计算时间：B.短路的动稳定校验满足动稳定条件为：5.2断路器的选择变电所中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在某所电气主接线中，还担任改变主接线的运

34、行方式的任务，故障时，断路器通常与继电保护配合使用，断开短路电流，切除故障线路，保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性。高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35220kV一般采用SF6断路器。真空断路器只适应于10kV电压等级，10kV采用真空断路器。5.2.1按开断电流选择高压断路器的额定开断电流应不小于其触头开始分离瞬间的短路电流即最大持续工作电流即：5.2.2短路关合电流的选择在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头间在

35、未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电流时，不可避免地接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流，为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器额定关合电流 不应小于短路电流最大冲击值。5.3隔离开关的选择隔离开关，配制在主接线上时，保证了线路及设备检修形成明显的断口，与带电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵循倒闸操作顺序。隔离开关的配置：1）断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显的断口，与电源侧隔离；2）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；3）接在母线上的避雷器和电压互

36、感器宜合用一组隔离开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母上宜装设12组接地刀闸或接地器。63kV及以上断路器两侧的隔离开关和线路的隔离开关，宜装设接地刀闸。应尽量选用一侧或两侧带接地刀闸的隔离开关；4）按在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关；5）当馈电线的用户侧设有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关，但如费用不大，为了防止雷电产生的过电压，也可以装设。5.4高压熔断器的选择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和短路电流的损害。屋内型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，也可常用于保护电压互感器。5.4.1按额定电压选择对一

37、般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网额定电压。另外对于充填石英砂有限流作用的熔断器，只能用于等于其额定电压电网中。5.4.2按额定电流选择1）熔管额定电流选择：为了保证熔断器壳不致损坏，高压熔断器的熔管额定电流应大于熔化的额定电流。2）熔体额定电流选择：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路可按下式选择5.5互感器的选择互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，其作用有：1）将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化

38、、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装。2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。电流互感器的特点：1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流完全取决于被测量电路的负荷，而与二次电流大小无关；2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。电压互感器的特点：1）容量很小，类似于一台小容量变压器，但结构上需要有较高的安全系数；2）二次侧所接测量仪表和继电器电压线圈阻抗很大，互感器近似于空载状态运行，即开路状态。互感器的配置：1）为满足测量和保护装置的需要，在变压器、出线、母线分段及

39、所有断路器回路中均装设电流互感器；2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，如：发电机和变压器的中性点；3）对直接接地系统，一般按三相配制。对三相直接接地系统，依其要求按两相或三相配制；4）6110kV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器；5）当需要监视和检测线路有关电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。5.5.1电流互感器的选择1)电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，使一次电流与在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。2)电流互感器10%误差曲线：是对保护级（BlQ）电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。

40、对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级，而当其通过故障电流时则希望早已饱和，以便保护仪表不受短路电流的损害，保护级电流互感器主要在系统短路时工作，因此准确级要求不高，在可能出现短路电流范围内误差限制不超过-10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。3) 为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷应不大于该准确级所规定的额定容量。4)按一次回路额定电压和电流选择:电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右以保证测量仪表的最佳工作，电流互感器的

41、一次额定电压和电流选择必须满足：和，为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流。5)种类和型式的选择:选择电流互感器种类和形式时，应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，再根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（穿墙、支持式、装入式等）来选择。6）热稳定检验: 电流互感器热稳定能力常以允许通过一次额定电流的倍数来表示，即：7）动稳定校验：电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值（）的倍数（动稳定电流倍数）表示其内部动稳定能力，故动稳定可用下式校验：5.5.2电压互感器的选择1）电压互感器的准确级和容量电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数

42、为额定值时，电压误差最大值。由于电压互感器本身有励磁电流和内阻抗，导致测量结果的大小和相位有误差，而电压互感器的误差与负荷有关，所以用一台电压互感器对于不同的准确级有不同的容量，通常额定容量是指对应于最高准确级的容量。2）按一次回路电压选择为了保证电压互感器安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（1.10.9）范围内变动。3）按二次回路电压选择电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求，电压互感器二次侧额定电压可按下表4-1选择。表4-1电压互感器的选择方式接 线 型 式电网电压,kV型 式二次绕组电压,V接成开口三角形辅助绕组电压IV一台PT不完全符

43、形接线方式335单相式100无此绕组Yo/ Yo/110J500J单相式100/100360单相式100/100/3315三相五柱式100100/34）电压互感器及型式的选择电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择，在635kV屋内配电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110220kV配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。5.6母线的选择母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。敞露母线一般按导体材料、

44、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。5.6.1裸导体的选择条件选择和校验1）型式：载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机，变压器出线端部，以及对铝有较严重腐蚀场所，可选用铜质材料的硬裸导体。回路正常工作电流在400A及以下时，一般选用矩形导体。在4008000A时，一般选用槽形导体。2）配电装置中软导线的选择，应根据环境条件和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导体的截面和导体的结构型式。3）当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择导线的截面积，对110kV及以下配电装置，电晕对选择导体一般不起决定作用，故可采用负荷电流选择导

45、体截面。5.6.2母线及电缆截面的选择除配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择外，其余导体截面，一般按经济电流密度选择。1）按导体长期发热允许电流选择，导体能在电路中最大持续工作电流 应不大于导体长期发热的允许电流。2）按经济电流密度选择，按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数将有一个年计算费用最低的电流密度经济电流密度（J），导体的经济截面可由下式：3）热稳定校验：按上述情况选择的导体截面，还应校验其在短路条件下的热稳定。Smin= 热稳定系数 稳态短路电流（kA） 短路等值时间(s)5.7支持绝缘子及穿墙套管的选择5.7

46、.1支持绝缘子的选择1）型式选择根据装置地点、环境，选择屋内、屋外或防污式及满足使用要求的产品型式。一般屋外采用联合胶装多棱式，屋外采用棒式，需要倒装时，采用悬挂式。2）额定电压选择无论支持绝缘子或套管均要负荷产品额定电压大于或等于所在电网电压要求。5.7.2穿墙套管的选择1）穿墙套管的额定电流选择与窗口尺寸配合。2）具有倒替的穿墙套管额定电流应大于或等于回路中最大持续工作电流。5.8高压熔断器的选择选择高压熔断器作用为保护电压互感器，所以只需按工作电压和开端能力两项进行选择。1）工作电压：2）断流容量：其中，：ts短路容量（MVA），：设备额定断流容量（MVA）5.9断路器5.9.1母线分段

47、断路器110kV侧：选定断路器型号为SW4-110表5-1断路器型号为SW4-110的技术参数型号电压，kV额定电流，A额定断开电流，kA动稳定电流（峰值），kA5s时热稳定电流，kA额定最大SW4-110110126100018.45521（1）电压：（2）电流：Igmax = 0.57kA（3）开断电流：（4）动稳定：则满足动稳定；（5）热稳定：则满足热稳定。35kV侧：选定断路器型号为SW2-35表5-2断路器型号为SW2-35的技术数据型号电压，kV额定电流，A额定断开电流，kA动稳定电流（峰值），kA4s热稳定电流，kA额定最大SW2-353540.5150024.863.424.8

48、（1）电压：（2）电流：Igmax = 1.39kA（3） 开断电流：（4）动稳定：则满足动稳定；（5）热稳定：则满足热稳定。10kV侧：高压开关柜GFC-10表5-3 高压开关柜GFC-10的技术参数型号型式布置方式断路器型号额定电流额定断流容量MVA3kV6kV10kVGFC-10手车封闭式靠墙SN4-10G50001800表5-3 断路器SN4-10G的技术参数型号额定电压，kV额定电流，A额定断开电流，kA动稳定电流（峰值），kA5s热稳定电流，kASN4-10G105000105300120（1）电压：Ug =10kV10kV = UN（2）电流：Igmax = 1.43kA（3）开

49、断电流：（4）动稳定：则满足动稳定；（5）热稳定：tdz =tz+0.05=4.4+0.05=4.45s则满足热稳定。5.9.2出线断路器110kV侧：选定断路器型号为SW4-110表5-4断路器型号为SW4-110的技术参数型号电压，kV额定电流，A额定断开电流，kA动稳定电流（峰值），kA5s时热稳定电流，kA额定最大SW4-110110126100018.45521（1）电压：（2）电流：Igmax = 0.57/2 = 0.285kA（3）开断电流：（4）动稳定：则满足动稳定；（5）热稳定：则满足热稳定。35kV侧：选定断路器型号为SW2-35表5-5 断路器型号为SW2-35的技术数

50、据型号电压，kV额定电流，A额定断开电流，kA动稳定电流（峰值），kA4s热稳定电流，kA额定最大SW2-353540.5150024.863.424.8（1）电压：(2）电流：Igmax = 1.39/6 = 0.232kA(3）开断电流：(4）动稳定：则满足动稳定；(5）热稳定：则满足热稳定。10kV侧：选用断路器SN1-10表5-6 断路器型号为SW2-35的技术数据型号额定电压，kV额定电流，A额定断开电流，kA动稳定电流（峰值），kA5s热稳定电流，kASN1-101040011.65220（1）电压：Ug =10kV10kV = UN（2）电流：Igmax = 1.425/8 =

51、0.178kA（3）开断电流：（4）动稳定：则满足动稳定；（5）热稳定：则满足热稳定。5.9.3变压器引接线断路器110kV侧：同110k母线断路器35kV侧：同35母线断路器10kV侧：同110k母线断路器5.10隔离开关的选择5.10.1母线隔离开关110kV侧：选择GW5-110G表5-7 GW5-110G技术参数型号额定电压（kV）额定电流（kA）动稳定电流（kA）热稳定电流（s）（kA）GW5-110G11010008325（4）（1）电压：（2）电流：Igmax = 0.57kA（3）动稳定：则满足动稳定；（4）热稳定：则满足热稳定。35kV侧：选择GW4-35表5-8 GW4-35技术参数型号额定电压（kV）额定电流（kA）动稳定电流（k