毕业设计（论文）110KV降压变电所电气部分的设计

1、 摘摘 要要 电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的使用及分配电力，必 须从工程的设计来提高电力系统的安全性、可靠性和运行效率，从而达到降低成本， 提高经济效益的目的。变电站是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直 接影响整个电力网络的安全和电力运行的经济成本，是联系发电厂和用户的中间环 节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电 气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保 护和自动装置方式的确定，对电力系统的安全、可靠、经济运行起着决定的作用。 本设计针对 110kv 降压变电站进行电气部分设计，电压等级 110k

2、v/35kv/10kv；设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路 电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电站防雷等。 设计中依据电力工程设计手册，电气一次部分 、 发电厂、变电站电气部分 ， 电力继电保护原理 中小型变电所实用设计手册 电气设备设计计算手册 交流高压断路器订货技术条件 、 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 、 高 压配电装置设计技术规程等国家和电力行业有关 110kv 变电所设计、标准、规程、 规范及国家有关安全、环保等强制性标准。 关键词：降压关键词：降压 变电站变电站 电气电气 设计设计 目目 录录 第一章第一章绪绪 论论1 第一节第一节选题背

3、景选题背景1 第二节第二节选题意义选题意义1 第三节第三节变电站发展概况变电站发展概况1 第四节第四节设计原始资料设计原始资料2 一、一、变电站的出线变电站的出线2 二、二、负荷情况负荷情况2 三、三、线路长度线路长度2 第二章第二章电气主接线设计及短路电流计算电气主接线设计及短路电流计算3 第一节第一节电气主接线设计及主变压器容量选择电气主接线设计及主变压器容量选择3 一、一、电气主接线方案初选电气主接线方案初选3 二、二、主接线方案比较主接线方案比较3 三、三、主变压器的选择主变压器的选择4 四、四、站用变压器的选择站用变压器的选择5 第二节第二节短路电流计算短路电流计算5 一、一、短路电

4、流的计算目的短路电流的计算目的5 二、二、短路电流计算点的确定短路电流计算点的确定6 三、三、计算步骤计算步骤6 四、四、变压器、线路及电抗器的参数计算变压器、线路及电抗器的参数计算6 五、五、系统网络化简系统网络化简8 六、六、110kv 母线短路点母线短路点 1 k的短路计算的短路计算8 七、七、35kv 母线母线短路点路点 2 k的短路计算的短路计算 10 八、八、10kv 母线短路点母线短路点 3 k的短路计算的短路计算11 九、九、10kv 出线短路点出线短路点 4 k的短路计算的短路计算 12 第三章第三章电气主设备的选择及校验电气主设备的选择及校验14 第一节第一节选择原则及规定

5、选择原则及规定14 一、一、一般原则一般原则14 二、二、校核电器的基本使用条件校核电器的基本使用条件14 三、三、各回路最大持续工作电流各回路最大持续工作电流14 第二节第二节主设备选择及校验主设备选择及校验15 一、一、断路器的选择及校验断路器的选择及校验15 二、二、隔离开关的选择及校验隔离开关的选择及校验18 三、三、电流互感器的选择及校验电流互感器的选择及校验21 四、四、电压互感器的选择电压互感器的选择26 五、五、避雷器的选择及检验避雷器的选择及检验28 六、六、母线的选择及校验母线的选择及校验30 七、七、熔断器的选择熔断器的选择32 第四章第四章主变保护整定计算及防雷接地计算

6、主变保护整定计算及防雷接地计算34 第一节第一节变压器继电保护变压器继电保护34 一、一、变压器差动保护计算变压器差动保护计算34 二、二、变压器过流保护及过负荷保护计算变压器过流保护及过负荷保护计算36 第二节第二节防雷接地计算防雷接地计算37 一、一、防雷计算防雷计算37 二、二、接地计算接地计算39 总总 结结41 致致 谢谢42 参参考考文文献献43 附录附录 a a 主接线方案图主接线方案图44 附录附录 b b 系统正序等值图系统正序等值图46 附录附录 c c 设备选择参照图设备选择参照图47 附录附录 d d 短路电流计算结果表短路电流计算结果表48 附录附录 e e 变电所主

7、体设备型号一览表变电所主体设备型号一览表49 第一章第一章绪绪 论论 第一节第一节 选题背景选题背景 电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的使用及分配电力，必 须从工程的设计来提高电力系统的安全性、可靠性和运行效率，从而达到降低成本， 提高经济效益的目的。变电站是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直 接影响整个电力网络的安全和电力运行的经济成本，是联系发电厂和用户的中间环 节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电 气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保 护和自动装置方式的确定，对电力系统的安全、可靠、经济运行

8、起着决定的作用。 目前，110kv、35kv 常规变电站在城农网中仍占有较大的比重，其一次、二次 设备都比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成，一般只具有当地控制 功能，多为有人值班运行方式。随着电网运行自动化系统的提高,变电站综合自动化 系统发挥着越来越强大的作用,少人或无人值守变电站将成为今后变电运行的主流方 式，对原有电站及新建电站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲，我们只有不 断提高自身素质，才能跟得上电力系统的飞速发展，为电力事业的兴盛尽一点微薄 之力。 第二节第二节 选题意义选题意义 变电站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

9、其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用 的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的 母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置 等，有的变电站还有无功补偿设备。 本设计针对变电站进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接 线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电站防雷 等。通过对 110kv 降压变电所电气部分的设计，使我明白其目的在于使我们通过这 次毕业设计，能够得到各方面的充分训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内 在联系的理解，并能灵活的运用。 第三节第三节 变电站发展概况变

10、电站发展概况 随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了越来越广泛 的应用，它集变电站中的控制、保护、测量、中央信号、故障录波等功能于一身， 替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体管保护、集成电路保护。常规控制、 保护装置已逐步从电力系统中退出，取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它 运用了自动控制技术、微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组 成计算机的软硬件设备代替人工,利用变电站中的远动终端设备来完成对站中设备的 遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电站无人值守提供了前提条件。 变电站、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题

11、，在当 今城、农网建设改造中正被广泛采用。 第四节第四节 设计原始资料设计原始资料 一、一、变电站的出线变电站的出线 变电站的电压等级为 110kv/35kv/10kv，设两台主变，变电站最终规模的进出 线回路数为： 110kv：2 回（双电源进线） 35kv：6 回（终端用户） 10kv： 12 回（终端用户） 二、二、负荷情况负荷情况 35kv、10kv 负荷情况见下表。 表 1-1 负荷情况表 电压等级负荷级别最大负荷（mw）合计负荷（mw） i8 ii835kv iii4 20 i7 ii510kv iii4 16 站用电 i0.60.6 三、三、线路长度线路长度 110kv： 架空线

12、，170 公里 35kv： 架空线，76 公里 10kv： 架空线，27 公里 3 第二章第二章电气主接线设计及短路电流计算电气主接线设计及短路电流计算 第一节第一节电气主接线设计及主变压器容量选择电气主接线设计及主变压器容量选择 一、一、电气主接线方案初选电气主接线方案初选 根据 gb50059-9235110kv 变电站设计规范 ，设计任务书中站给资料中要 求，变电站的主接线，应根据变电站在电力网中的地位，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，同时应满足以下条件： 1当能满足运行要求时，变电站高压侧宜采用断路器较少或不用

13、断路器的接线。 235110kv 线路为两回以下时，宜采用桥形，线路变压器组线路分支接线。 3当变电站装有两台主变时，610kv 侧宜采用分段单母线。线路 12 回及以 下时，变电站 10kv 可用双母线；当不许停电检修断路器时，可装设旁路设施。 4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。 根据以上要求初步选择主接线如下： （一）方案一（接线图见：附录 a） 1110kv 侧、35kv 侧和 10kv 侧均采用单母分段的接线方式。 2主变容量及台数的选择：2 台主变容量相同。 （二）方案二（接线图见：附录 a） 1110kv 侧采用

14、桥形接线，35kv 侧和 10kv 侧采用单母分段的接线。 2主变容量及台数的选择：2 台主变容量同方案一。 二、二、主接线方案比较主接线方案比较 综上所述，由于方案二采用桥形接线，使用的断路器比方案一少。主变台数、 型号、参数均相同，同时又不降低用电和供电可靠性，又符合现场实际和设计规程 的要求，从经济角度考虑选择方案二比较合适，达到了工程造价较低，同时考虑了 变电站随着负荷的增加，进行扩建和增容的可能性，因为桥式接线在负荷增加时， 可很方便的改造为单母线分段，以适应负荷增加和供电可靠性的要求。 同时，从技术角度，方案一中断路器 3、断路器 4 之间及母线发生短路，则断 路器 3、断路器 4

15、、断路器 5 分别跳闸，即所有负荷由 1 号主变承担；方案二中当断 路器 3 至变压器绕组内及断路器 2 右侧发生短路，则断路器 2、断路器 3 及变压器 中、低侧分别跳闸，即所有负荷由 1 号主变承担。再如，方案一如母线发生短路， 断路器 4、断路器 5、断路器 3 分别跳闸，2 号主变停止向负荷供电；方案二中内桥 4 断路器 2 侧母线发生短路，断路器 2、断路器 3、2 号主变中、低压侧分别跳闸，停 止向负荷供电。 由以上分析，方案一和方案二在技术上是相当的，而从经济上讲，方案一比方 案二多用了两组断路.两组隔离开关和母线，所以，最终确定方案二为本设计的主接 线。 三、三、主变压器的选择

16、主变压器的选择 1. 运行主变压器的容量应根据电力系统 1020 年的发展规划进行选择。由于 任务书给定的是一个三个电压等级的变电站，而且每个电压等级的负荷均较大，故 采用三绕组变压器 2 台，运行主变压器的容量应根据电力系统 1020 年的发展规划 进行选择。并应考虑变压器正常运行和事故过负荷能力，以变压器正常的过负荷能 力来承担变压器遭受的短时高峰负荷，过负荷值以不缩短变压器的寿命为限。通常 每台变压器容量应当在当一台变压器停用时，另一台容量至少保证对 60%负荷的供 电，并考虑事故过负荷能力选择变压器容量，亦即短路时可承担 100%的负荷。 2. 主变容量选择 sn0.6sm。(sm为变

17、电站最大负荷) 3. 两台主变可方便于运行维护和设备的检修同时能满足站用负荷的供电要 两 台求。 4.主变压器形式的选择： 相数的确定 为了提高电压质量最好选择有载调压变压器。 绕组的确定 本站具有三种电压等级，且通过主变各侧绕组功率均达到该变压器容量的 15% 以上，故选三绕组变压器。 绕组的连接方式 考虑系统的并列同期要求以及三次谐波的影响，本站主变压器绕组连接方式选 用 y0/y/11。 采用“”接线的目的就是为三次谐波电流提供通路，保证主磁通和相电势接近 正弦波，附加损耗和局过热的情况大为改善，同时限制谐波向高压侧转移。 5.主变容量的确定： 考虑变压器有 1.3 倍事故过负荷能力，则

18、 0.6*1.3=78%，即退出一台时，可 以满足 78%的最大负荷。本站主要负荷占 60%，在短路时（2 小时）带全部主要负 荷和一半左右类负荷。在两小时内进行调度，使主要负荷减至正常水平。 sn=0.6pmax/ （2-1）cos =0.6(22+16)/0.92 =24.783mva=24783kva 选 sspsl-25000 型，选择结果如表 2-1： 5 表 2-1 主变压器参数表 损耗(kw)阻抗电压(%) 型号及容量 (kva) 额定电压 高/中/低 (kv) 连接组空 载 短路 高 中 高低 中 低 空载 电流 (%) 运输 重量 (t) 备注 sspsl-25000 110

19、/38.5/11 y0/y/-12- 11 38.214810.517-18 61.0 55.1 四、四、站用变压器的选择站用变压器的选择 由主变压器容量为 25000kva，站用电率为 0.5%，可选用变压器容量。 sn=250000.5%=125kva 选 sjl1160 型，选择结果如表 2-2： 表 2-2 站用变压器参数表 损耗 (kw) 型号及容量 (kva) 低压侧额定电压 (kv) 连接组 空 载 短 路 阻抗电 压(%) 空载电流 (%) 总重 (t) 备 注 sjl11600.4y/y0-12 0.5 2.9430.81 第二节第二节短路电流计算短路电流计算 在发电厂和变电

20、所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计 算的目的主要有以下几个方面： 在选择电气主接线时，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。例如：计算某 一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值； 计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击 值，用以校验设备动稳定。 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全 距离。 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路的短路电流为依据。接 地装置的设计，也需要短路电流。 一、一、短路电流

21、的计算目的短路电流的计算目的 1电气主设备的选择和比较 6 2电气设备和载流导体的选择和校验 3继电保护整定计算 二、二、短路电流计算点的确定短路电流计算点的确定 1确定原则：计算短路电流时，短路点的选择，应使站选择的电气设备和载流 导体通过可能最大的短路电流。 2短路点的确定，根据以上原则，选择了 4 个短路点。 3基准值的选取：sb100mvaub取各侧平均额定电压 三、三、计算步骤计算步骤 1选择计算短路点 2画等值网络（次暂态网络）图 首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂 态电抗 xd” 3选取基准容量 sb 和基准电压 ub（一般取后级的平均电压）

22、4将各元件电抗换算为同一基准值的标么值 5给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号 6化简等值网络，为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为 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 。 nd x 7求计算电抗。 js x 8由运算曲线查出（各电源供给的短路电流周期分量标么值运算曲线只作到 =3.5） 。 js x 9计算无限大容量（或=3）的电源供给的短路电流周期分量。 js x 10计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 11计算短路电流冲击值。 12计算异步电动机攻击的短路电流。 13绘制短路电流计算结果表。 四、四、变压器、线路及电抗器的参

23、数计算变压器、线路及电抗器的参数计算 （一）（一） 变压器参数的计算变压器参数的计算 xb*.1高压绕组电抗 xb*.2中压绕组电抗 xb*.3低压绕组电抗 ud(1-2)%高压与中压绕组短路电压百分值 7 ud(1-3)%高压与低压绕组短路电压百分值 ud(2-3)%中压与低压绕组短路电压百分值 1主变压器参数计算 由表 2-1 查明，选 sspsl25000 型号参数： ud(1-2)%=10.5 ud(1-3)%=18ud(2-3)%=6.5 ud1%= 1/2(ud(1-2)%+ ud(1-3)%- ud(2-3)%) =1/2(10.5+18-6.5) =11 ud2%= 1/2(u

24、d(1-2)%+ ud(2-3)%- ud(1-3)%) =1/2(10.5+6.5-18) =-0.5 ud3%= 1/2(ud(2-3)%+ ud(1-3)%- ud(1-2)%) =1/2(6.5+18-10.5) =7 xb*.1=0.44 (2-1) 25 100 100 11 100 % 1 n bd s su xb*.2=-0.02 (2-2) 25 100 100 5 . 0 100 % 2 n bd s su xb*.3=-0.28 (2-3) 25 100 100 7 100 % 3 n bd s su 3站用变压器参数计算 由表 2-2 查明：选 sjli160 型号参数

25、： ud%=4 xb*.4=8 (2-4) 16 . 0 100 100 4 100 % n bd s su （二）（二） 线路参数计算线路参数计算 110kv 线路：xl*1 =xol1=168 0.2=0.222 (2-5) 2 b b u s 2 115 100 35kv 线路：xl*2 =xol2=78 0.4=0.236 (2-6) 2 b b u s 2 115 100 10kv 线路：xl*3 =xol3=26 0.4=0.078 (2-7) 2 b b u s 2 115 100 （三）（三） 电抗器的参数计算电抗器的参数计算 8 1出线电抗器电抗标幺值参数计算： in= x*

26、n=173.210 a (2-8) 1003 300 3 max, n n u u 所以取 in=200 a 由表 4-2 查得：ib=5.5 a xk.* = xk=1.565 (2-9) 5 . 10 10 200 105 . 5 100 6 3 b n n b u u i i 2分段电抗器电抗标幺值参数计算： in=200 a xk=10 查表可得：xk.*=2.62 五、五、系统网络化简系统网络化简 依据本变电站选定的接线方式及设备参数，进行网络化简如下： （系统最大运行方式时，归算到 sb100mva 的等值电抗 xs0.5） 图 2-2 六、六、110kv 母线短路点母线短路点的短

27、路计算的短路计算 1 k 网络化简如图 2-3： 9 图 2-3 x *=xs= xl*1=0.222 xjs=xmd= 0.517 (2-10) 100 233 517 . 0 b n s s 因为 xjs=0.517 3 所以查表得： * =1.913 i * =1.655 2 . 0 i * =1.953 i * =1.635 1 i = 0.502 ka (2-11) b i 1153 100 3 b b u s =1.170 ka (2-12) n i b i 100 233 502 . 0 b n s s = * =1.9131.170=2.238 ka (2-13) i i n

28、i = * =1.6651.170=1.947 ka (2-14) 2 . 0 i 2 . 0 i n i = * =1.9531.170= 2.285 ka (2-15) i i n i = * =1.6351.170= 1.913 ka (2-16) 1 i 1 i n i ich=2.55=2.552.238=5.707 ka (2-17) i ioh=1.52=1.522.238=3.402 ka (2-18) i =un=2.238110=426.384 mva (2-19)s3 i3 10 七、七、35kv 母线母线短路点路点的短路计算的短路计算 2 k 图 2-4 图 2-5 网

29、络化简如图 2-4、2-5： x *=x3=xs =0.432 (2-20) 2 02 . 0 44 . 0 0222 2 21 xx xjs=xmd=1.007 100 233 432 . 0 b n s s 因为 xjs=1.007 3 所以查表得： * =0.985 i * =0.910 2 . 0 i * =1.067 i * =1.003 1 i =1.56 ka b i 373 100 3 b b u s = =3.635 ka n i b i 100 233 56. 1 b n s s = * =0.9853.635=3.580 ka i i n i = * =0.9103.63

30、5=3.308 ka 2 . 0 i 2 . 0 i n i = * =1.0673.635=3.879 ka i i n i = * =1.0033.635=3.646 ka 1 i 1 i n i 11 ich=2.55=2.553.580=9.129 ka i ioh=1.52=1.523.580=5.442 ka i =un=3.58035=217.020 mvas3 i3 八、八、10kv 母线短路点母线短路点的短路计算的短路计算 3 k 图 2-6 图 2-7 网络化简如图 2-6、2-7： x *=x4= (2-21) 311331 31131 )( xxxxxx xxxxx x

31、 d d s = 28 . 0 44 . 0 62 . 2 28 . 0 44 . 0 )28 . 0 44 . 0 )(62 . 2 28 . 0 44 . 0 ( 222 . 0 =0.814 xjs=xmd=1.897 100 233 814 . 0 b n s s 因为 xjs=0.517 3 所以查表得： * =0.540 i * =0.511 2 . 0 i * =0.550 i * =0.550 1 i 12 =5.499 ka b i 5 . 103 100 3 b b u s = =12.812 ka n i b i 100 233 499 . 5 b n s s = * =

32、0.54012.812=2.238 ka i i n i = * =0.51112.812=6.547 ka 2 . 0 i 2 . 0 i n i = * =0.55012.812=7.047 ka i i n i = * =0.55012.812=7.047 ka 1 i 1 i n i ich=2.55=2.556.918=17.641 ka i ioh=1.52=1.526.918=10.515 ka i =un=6.91810=119.820 mvas3 i3 九、九、10kv 出线短路点出线短路点的短路计算的短路计算 4 k 网络化简如图 2-8、2-9： 图 2-8 图 2-9

33、x *=x4= (2-22) 2 311331 31131 )( d d d s x xxxxxx xxxxx x 13 =565 . 1 28 . 0 44 . 0 62 . 2 28 . 0 44 . 0 )28 . 0 44 . 0 )(62 . 2 28 . 0 44 . 0 ( 222 . 0 =2.379 xjs=xmd=5.443 100 233 379 . 2 b n s s 因为 xjs=0.517 3 所以 *=*=*=*= =0.180 i 2 . 0 i i 1 i js x 1 544 . 5 1 in= ib=4.95ka 100 90 5 . 5 b n s s

34、i= i= i0.2=in= i*in= i0.2*in=0.0724.95=0.355ka i =5.499 ka b i 5 . 103 100 3 b b u s = =12.812 ka n i b i 100 233 499 . 5 b n s s = * =0.18012.812=2.331 ka i 2 . 0 i i 1 i i n i ich=2.55=2.552.331=5.893 ka i ioh=1.52=1.522.331=3.513 ka i =un=2.33110=40.027 mvas3 i3 14 第三章第三章电气主设备的选择及校验电气主设备的选择及校验 第一

35、节第一节选择原则及规定选择原则及规定 一、一、一般原则一般原则 1应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑发展。 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与整个工程的建设标准应协调一致。 5同类设备应尽量减少品种。 6选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格，在特殊情况下， 用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。 二、二、校核电器的基本使用条件校核电器的基本使用条件 1在正常运行条件下，各回路的持续工作电流 ig.max； 2按短路电流的有关规定来验算导体和电器设备； 3验算 110kv 以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用主保护的 动作

36、时间加相应的断路器全分闸时间，断路器全分闸时间和电弧燃烧。 三、三、各回路最大持续工作电流各回路最大持续工作电流 表 3-1 最大持续工作电流表 回路名称计算公式及结果 110kv 母线 ig.max=0.138 ka 1103 2505 . 1 3 05 . 1 n n u s 110kv 进线 ig.max=0.108 ka 92 . 0 1103 2/ )8035( cos3 2/ n u p 35kv 母线 ig.max=0.433 ka 353 2505 . 1 3 05 . 1 n n u s 35kv 出线 ig.max=0.108 ka 92. 0353 6 cos3 n u

37、p 10kv 母线 ig.max=1.516 ka 103 2505 . 1 3 05 . 1 n n u s 10kv 出线 ig.max=0.188 ka 92 . 0 1103 3 cos3 n u p 15 第二节第二节主设备选择及校验主设备选择及校验 一、一、断路器的选择及校验断路器的选择及校验 断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调 试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压 6220kv 的电网一般选用少油断路器，电压 110330kv 电网，可选用 sf6或空气 断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用

38、发电机专用断 路器。 （一）（一） 母线断路器母线断路器 110 的选择及校验的选择及校验 1电压：因为 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=0.138ka138a 选出断路器型号为 sw41101000 型，如表 3-2： 表 3-2 110kv 母线断路器参数表 电压电压 (kv) 断开容量断开容量 (mva) 极限通过电极限通过电 流流(ka) 热稳定电流热稳定电流 (ka) 重合性能重合性能 型号型号 额额 定定 最最 大大 额定电额定电 流流(a) 额定断额定断 开开 电流电流 (ka) 额定额定 重新重新*最大最大 有效有效

39、2s 3s 4s 5s 合闸时合闸时 间间(s) 固有分闸固有分闸 时间时间(s)电流休止电流休止 时间时间(s) 重合时重合时 间间(s) sw4-110 110 126100018.43500 30005532.210.250.060.30.4 因为 in=1000aig.max=138a 所以 ig.max in 3开断电流：idtikd (3-1) 因为 idt=2.238kaikd=18.4ka所以 idtikd 4动稳定：ichimax (3-2) 因为 ich =5.707kaimax=55ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9792=1.89

40、8 (3-5) 因为 i tdz=2.28521.898=9.910 itt=2125=2205 所以 i tdzitt 经以上校验此断路器满足各项要求。 （二）（二） 110kv 进线断路器进线断路器 111、112 的选择及校验的选择及校验 16 1电压：因为 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=0.108ka108a 选出断路器型号为 sw41101000 型。 故 ig.max in，此断路器型号与断路器 110 型号一样，故这里不做重复检验。 （三）（三） 35kv 母线断路器母线断路器 130、131、132 的选择及校验的选

41、择及校验 1电压：因为 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=0.433ka433a 选出断路器型号为 zw2-35600 型，如表 3-3： 表 3-3 35kv 母线断路器参数表 电压 (kv) 动稳定电流 (ka) 型号 额定 额定 电流 (a) 额定断 开 电流 (ka) 峰值 4s 热 稳定电 流 (ka) 合闸 时间 (s) 固有分 闸时间 (s) zw2-35 35 6006.6176.60.060.12 因为 in=600aig.max=433a 所以 ig.max in 3开断电流：idtikd 因为 idt=3.580kai

42、kd=6.6ka所以 idtikd 4动稳定：ichimax 因为 ich =9.129kaimax=17ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9232=1.893 因为 i tdz=3.87921.893=28.483itt=6.624=128 所以 i tdzitt 经以上校验此断路器满足各项要求。 （四）（四） 35kv 出线断路器出线断路器 133 的选择及校验的选择及校验 1电压：因为 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=0.108ka108a 选出断路器型号为 zn35630 型 17 故 ig.

43、max in，此断路器型号与断路器 130 型号一样，故这里不做重复检验 （五）（五） 10kv 母线断路器母线断路器 120、121、122、的选择及校验、的选择及校验 1电压：因为 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=1.516ka1516a 选出断路器型号为 zn12-10-2000 型，如表 3-4： 表 3-4 10kv 母线断路器参数表 极限通过电 流(ka) 热稳定电流 (ka) 型号 额定 电压 (kv) 额定电 流(a) 额定断 开 电流 (ka) 额定断开 容量 (mva)峰值1s4s 5s 合闸时 间(s) 固有分闸 时

44、间(s) zn12-10102000501800125173 120 850.0650.075 因为 in=2000aig.max=1516a所以 ig.max in 3开断电流：idtikd 因为 idt=6.918kaikd=50ka所以 idtikd 4动稳定：ichimax 因为 ich =17.641kaimax=125ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.050.9822=1.898 因为 i tdz=7.04721.898=94.255itt=31.524=3969 所以 i tdzitt 经以上校验此断路器满足各项要求。 （六）（六） 10kv 出线断

45、路器出线断路器 123 的选择及校验的选择及校验 1电压：因为 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=0.475ka475a 选出断路器型号为 zn1810630 型，如表 3-5： 表 3-5 10kv 出线断路器参数表 极限通过电 流(ka) 热稳定电流 (ka)型号 额定 电压 (kv) 额定电 流(a) 额定断 开电流 (ka) 额定断开 容量 (mva)峰值2s3s 4s 合闸时 间(s) 固有分闸 时间(s) 18 zn18-1012630205052200.070.06 因为 in=630aig.max=188a所以 ig.max

46、 in 3开断电流：idtikd 因为 idt=2.311kaikd=20ka所以 idtikd 4动稳定：ichimax 因为 ich =5.893kaimax=50ka所以 ich1s 故 tdz=tz+0.05=1.85+0.0512=1.9 因为 i tdz=2.31121.9=10.147itt=2024=1600 所以 i tdzitt 经以上校验此断路器满足各项要求。 二、二、隔离开关的选择及校验隔离开关的选择及校验 隔离开关是高压开关的一种，因为没有专门的灭弧装置，所以不能切断负荷电 流和短路电流。但是它有明显的断开点，可以有效的隔离电源，通常与断路器配合 使用。隔离开关型式的

47、选择，其技术条件与断路器相同，应根据配电装置的布置特 点和使用要求等因素进行综合的技术经济比较，然后确定。 对隔离开关的要求： 有明显的断开点。为了确切的鉴别电器是否已经与电网隔离，隔离开关应具 有可以直接看见的断口。 断开点应有可靠的绝缘。隔离开关的断开点的动静触头之间，必须有足够的 绝缘距离，使其在过电压或相间闪络情况下，也不会被击穿而危及工作人员的安全。 具有足够的动稳定性和热稳定性。隔离开关在运行中，经常受到短路电流的 作用，必须能够承受短路电流热效应和电动力冲击，尤其是不能因电动力作用而自 动断开，否则将引起严重事故。 结构得意动作可靠。户外隔离开关在冻冰的环境里，也能可靠的分、合闸

48、 工作刀闸与接地刀闸联锁。带有接地刀闸的隔离开关必须有联锁机构，以保 证在合接地之前，必须先断开工作刀闸；在合工和刀闸之前，必须先断开接地刀闸。 （一）（一） 隔离开关隔离开关 110-1、110-2 的选择及检验的选择及检验 19 1电压：因为 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=138a 选出 gw2110600 型，如表 3-6： 表 3-6 110kv 隔离开关参数表 型号额定电压(kv)额定电流(a)动稳定电流(ka)热稳定电流(s)(ka) gw211 0 1106005014(5) 因为 in=600aig.max=138a

49、所以 ig.max in 3动稳定：ichimax 因为 ich =5.707kaimax=50ka所以 ichimax 4热稳定：i tdzitt 前面校验断路器时已算出 i tdz =9.910 itt=1425=980 所以 i tdz itt 经以上校验此隔离开关满足各项要求。 （二）（二） 隔离开关隔离开关 111-1、111-2、111-3、112-2、114-1、113-3 的选择及校验。的选择及校验。 1电压：因为 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=108a 选出 gw2110600 型 故 ig.max i ，此隔离开

50、关型号与隔离开关 110-1 型号一样，故这里不做重复检 n 验 （三）（三） 隔离开关隔离开关 130-1、130-2、131-1、131-2、132-1、132-2 的选择及检验的选择及检验 1电压：因为 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=1.475ka433a 选出 gw235600 型，如表 3-7： 表 3-7 35kv 隔离开关参数表 型号额定电压(kv)额定电流(a)动稳定电流(ka)热稳定电流(s)(ka) gw235356005014(5) 因为 in=600aig.max=433a所以 ig.max in 3动稳定：ic

51、himax 因为 ich =9.129kaimax=50ka所以 ichimax 20 4热稳定：i tdzitt 前面校验断路器时已算出 i tdz =28.439 itt=1425=980 所以 i tdz itt 经以上校验此隔离开关满足各项要求。 （四）（四） 隔离开关隔离开关 133-1、133-2 的选择及校验的选择及校验 1电压：因为 ug=35kvun=35kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=108a 选出 gw835400 型，如表 3-8： 表 3-8 35kv 隔离开关参数表 型号额定电压(kv)额定电流(a)动稳定电流(ka)热稳定电流(s)

52、(ka) gw83535400155.6(5) 因为 in=400aig.max=108a所以 ig.max in 3动稳定：ichimax 因为 ich =9.129kaimax=15ka所以 ichimax 4热稳定：i tdzitt 前面校验断路器时已算出 i tdz =28.483 itt=5.625=156.8 所以 i tdz itt 经以上校验此隔离开关满足各项要求。 （五）（五） 隔离开关隔离开关 120-1、120-2、121-1、121-2、122-1、122-2 的选择及校验的选择及校验 1电压：因为 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1

53、得：ig.max=1516a 选出 gn1102000 型，如表 3-9： 表 3-9 10kv 隔离开关参数表 型号额定电压(kv)额定电流(a)动稳定电流(ka)热稳定电流(s)(ka) gn1101020008536(10) 因为 in=2000aig.max=1516a所以 ig.max in 3动稳定：ichimax 因为 ich =17.641kaimax=85ka所以 ichimax 21 4热稳定：i tditt 前面校验断路器时已算出 i tdz=94.255 itt=36210=12960 所以 i tdzitt 经以上校验此隔离开关满足各项要求。 （六）（六） 隔离开关隔

54、离开关 123-1、123-2 的选择及校验的选择及校验 1电压：因为 ug=10kvun=10kv所以 ug= un 2电流：查表 3-1 得：ig.max=188a 选出 gn110200 型，如表 3-10： 表 3-10 10kv 隔离开关参数表 型号额定电压(kv)额定电流(a)动稳定电流(ka)热稳定电流(s)(ka) gw110102002510(5) 因为 in=400aig.max=188a所以 ig.max in 3动稳定：ichimax 因为 ich =5.893kaimax=25ka所以 ichimax 4热稳定：i tdzitt 前面校验断路器时已算出 i td=10

55、.147 itt=1025=500 所以 i tditt 经以上校验此隔离开关满足各项要求。 三、三、电流互感器的选择及校验电流互感器的选择及校验 互感器是发电厂和变电所的主要设备之一，它是变换电压、电流的电气设备， 它的主要功能是向二次系统提供电压、电流信号以反应一次系统的工作状况，前者 称为电压互感器，后者称为电流互感器。 1互感器的作用： 对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，保证工作人员的安 全。 由于互感器原、副绕组除接地点外无其它电路上的联系，因此二次系统的对地 电位与一次系统无关，只依赖于接地点与二次绕组其它各点的电位差，在正常运行 情况下处于低压的状态，方便于维护、

56、检修与调试。 互感器副绕组接地的目的在于当发生原、副绕组击穿时降低二次系统的对地电 位，接地电阻愈小，对地电位愈低，从而保证人身安全，因此将其称为保护接地。 三相电压互感器原绕组接成星形后中性点接地，其目的在于使原、副绕组的每 一相均反应电网各相的对地电压从而反应接地短路故障，因此将该接地称为工作接 22 地。 将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，使测量仪表和继电器 小型化和标准化；使二次设备的绝缘水平可按低电压设计，从而结构轻巧，价格便 宜；使所有二次设备能用低电压、小电流控制电缆联接，实现用小截面电缆进行远 距离测量与控制，并使屏内布线简单，安装方便。 取得零序电流、电压分量供

57、反应接地故障的继电保护装置使用。 2电流互感器的配置原则 （1)每条支路的电源侧均应装设足够数量的电流互感器，供该支路的测量、保 护使用。此原则同于开关电器的配置原则，因此往往有断路器与电流互感器紧邻布 置。配置的电流互感器应满足下列要求： a、一般应将保护与测量用的电流互感器分开； b、尽可能将电能计量仪表互感器与一般测量用互感器分开，前者必须使用 0.5 级互感器，并应使正常工作电流在电流互感器额定电流的 2/3 左右； c、保护用互感器的安装位置应尽量扩大保护范围，尽量消除主保护的不保护区； d、大接地电流系统一般三相配置以反映单相接地的故障；小电流接地系统发电 机、变压器支路也应三相配

58、置以便监视不对称程度，其余支路一般配置于 a、c 两 相。 （2)发电机出口配置一组电流互感器供发电机自动调节励磁装置使用，相数、 变比、接线方式与自动调节励磁装置的要求相符。 （3)配备差动保护的元件，应在元件各端口配置电流互感器，当各端口属于同 一电压级时，互感器变比应相同，接线方式相同 3电流互感器的选择 电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于 620kv 屋内配 电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于 35kv 及以上 配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量 采用套管式电流互感器。 电流互感器的二次侧额定电流有5a

59、和1a两种，一般弱电系统用1a，强电系统 用5a，当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用1a。 （1）一次额定电流的选择： 当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常工作电 流大1/3左右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有适当的指示。 电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电 流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。 23 电缆式零序电流互感器窗中应能通过一次回路的所有电缆。 当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。 （2)准确级的选择： 与仪表连接接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于以

60、下要求： 用于电能测量的互感器准确级： 0.5 功电度表应配用 0.2 级互感器；1.0 级有功电度表应配用 0.5 级互感级；2.0 级无功电度表也应配用 0.5 级互感器；2.0 级有功电度表及 3.0 级无功电度表，可配 用 1.0 级级互感器；一般保护用的电流互感器可选用 3 级，差动距离及高频保护用 的电流互感器宜选用 d 级，零序接地保护可釆用专用的电流互感器，保护用电流互 感器一般按 10%倍数曲线进行校验计算。 （一）（一） 110kv 进线电流互感器的选择及校验进线电流互感器的选择及校验 1一次回路电压：因为 ug=110kvun=110kv所以 ug= un 2一次回路电流