110kV电气一次部分的设计概述

1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：_ _入 学 年 月_姓 名_学 号_专 业_联 系 方 式_学 习 中 心_指 导 教 师_完成时间_年_月_日摘 要本文主要是结合南乐县电网状况及张果屯电区电网现状及存在的问题进行了论述，从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套

2、管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。关键词：110KV变电站、建设前 言 为了适应地方经济发展，解决电力供需矛盾，根据本县国民经济发展的实际，通过对南乐县自然概况、南乐县电网状况、张果屯乡供电区基本概况、电网现状及存在的问题，初步确定了张果屯110KV变电站建设的可行性。第一部分 设计说明书1.概 述1.1 南乐县基本概况南乐县位于河南省东北端，冀、鲁、豫三省交界处，辖9乡3镇，南与清丰县为邻，东与山东莘县隔河相望，西北分别与河北省魏县、大名县接连，境域624平方公里，其中县城面积10平方公里，总人口47万人，属濮阳市管辖。南乐地处平原，物华天宝，交通

3、十分便利，西距京广铁路80公里，东距青岛口岸500公里，106国道（北京-广州）与安济公路（安阳济南）两条公路交汇于此，沟通了南北的经济交流。南乐经济和各项社会事业基础较好，农副产品资源丰富，是全国小麦、玉米、棉花、花生的主要产区。全县有十万亩优质苹果、二十万亩棉花，是优质果、棉生产基地和全国兔肉出口基地。工业有化工、轻工、纺织、电子、酿造、机电、食品、抽纱工艺、草制工艺品打入了国际市场。南乐县农业基础较好，其特点：地势平坦，土壤肥沃，气候温和，水利资源丰富，机械化耕作程度高。南乐的工业在迅速崛起，现有国营企业11家，固定资产5114万元，年产值4498万元。乡镇企业异军突起，已拥有4020家

4、，产品有水泥、双氧水、空气炮、棉纺、造纸等，产值3.9亿元。“三资”企业11家，以化工、酿造、草制品为主，年产值1200万元，创汇80万美元。1.2张果屯乡基本概况张果屯乡位于南乐县的东南部，总面积平方公里，辖个行政村，总人口.万，总耕地面积.万亩。乡政府驻地张果屯距县城公里。2设计依据2.1原始资料要求： 设计变电所在城市近郊，在变电所附近有地区负荷。 确定本变电所的电压等级为1103510kV，110kV是本变电所的电源电压，3kV和10KV是二次电压。 待建变电所的电源，由双回110kV线路送到本变电所：在中压侧35kV母线，送出5回线路；在低压侧10kV母线，送出8回线路，为近区负荷，

5、每回路输送容量4MW，自然功率因数0.7，要求10kV母线功率因数0.9；该变电所的所址，地势平坦，交通方便。 变压器采用两台型号完全相同的有载调压三绕组电力变压器，变压器容量为63000kVA。 待建变电所与电力系统的连接情况如图l图1 待设计变电所与电力系统的连接电路图变电所的设计内容包括： 选择本变电所主变的型号。 设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济综合比较，确定一个较佳方案。 进行必要的短路电流计算。 选择和校验所需的电气设备。 设计和校验母线系统。 进行继电保护的规划设计。 进行防雷保护规划设计。 110kV高压配电装置设计。2.2 设计规模 主变压器容量：

6、 2×63MVA，电压等级110/35/10kV。 110kV出线：出线4回，不设备用出线，电源发电厂2回，连接电力系统2回。 35kV出线：出线5回，不设备用出线。 10kV出线：出线8回，不设备用出线。连接至近区负荷。 无功补偿：装于10kV母线，容量2×10MVar。3 电气主接线3.1 主变压器选择本变电所主变压器容量为2×63MVA，为便于维护管理，两台主变压器选用三相油浸风冷型三绕组铜线有载调压电力变压器，所选型号为SFSZ7-63000/110，电压等级110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/11、10

7、.5、6.6、6.3kV，接线组别YN，yn0，d11；U12=10.5%，U13=17%，U23=6.5%。变压器的选择：型号容量电压组合及分接范围短路阻抗电压空载电流容量比连接组别SFSZ7-63000/11063MVA 高压中压低压高低高中中低1108×1.25%38.52*2.5%6.6,10.5,6.3,1117-1810.56.51.2100/100/50YN.yn0.d113.2 110kV接线 具体对电气主接线的基本要求为：具有适当的可靠性，有较好的灵活性（操作、调度、扩建），简单清晰，便于操作，经济性好。本变电所在110KV电网中，具有很大的重要性，初选主接线方案有

8、两种：第一种是单母线分段带旁路，第二种是双母线。其示意接线图如下：方案一图方案二图两种方案的比较： 鉴于110KV系统在电网中具有很高的重要性，可靠性与安全性尤为重要，又考虑到双母线扩建方便，故选双母线为110KV系统主接线。3.3 35kV接线项目方案一方案二优点1、单母线带旁路提高了供电的可靠性和灵活性，具有很高的安全性，可以不停电检修任一出口断路器。2、占地面积比第二种方案较少。1、双母线中两组母线可互为备用，具有很高的可靠性与安全性。2、有多种运行方式，调度灵活。 3、扩建方便。缺点1、电网中电厂或变电所出线断路器多为SF6断路器，长时间不需要检修，故不需设旁路。2、不便于扩建， 3、

9、投资较大1、比第一种方案占地大。 2、投资较大。 电压等级为35KV60KV，出线48回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线，为保证断路器检修时不中断对用户供电，单母线分段可增设旁路，但本变电所采用SF6断路器，不需要检修，故不需设旁路。初选两种方案：方案一是单母线分段，方案二是双母线。 方案一图方案二图两种方案的比较：项目方案一方案二技术1、 简单清晰调度灵活2、 不会造成全所停电，保证重要用户的供电1、 供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于试验2、 易误操作经济1、 设备少2、投资小3、 占地少1、 设备多，配电装置复杂2、 投资和占地面机大鉴于电压等级不高，在一定的安全与灵活性的基础

10、上要求较好的经济性，故选用投资较小的方案一。3.4 10kV接线 考虑到10KV电压等级八回出线，不是很高等级的用户负荷，发生故障时短时间内不会对用户造成重大损失，10KV采用投资较低、占地小的单母线分段为主接线。3.5 电气主接线方式综合三个电压等级选用的接线方式，确定以下接线方式为最终备选方式：110kV母线采用双母线，35kV母线采用单母线分段的接线方式，10kV母线采用单母线分段的接线方式。其示意接线图如下：3.6 无功补偿装于10kV母线侧，最终容量按2×10MVar配置，1段、2段分别装设一组。型号为：BFF11/-1000-3W,额定容量:10Mar3.7 中性点设备主

11、变压器110kV侧中性点采用避雷器加保护间隙保护，也可经隔离开关接地。主变压器35kV侧中性点采用避雷器加保护间隙保护。4 短路电流计算短路电流计算包括110kV、35kV和10kV母线出现最大短路电流方式下0秒、1.5秒、2.0秒、3.0秒、4秒和冲击电流的计算。110kV母线的最大短路电流是110KV母线三相短路的情况，35kV母线的最大短路电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况。10kV母线的最大短路电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况。所以短路电流计算是对以上三点进行计算的。在考虑主变并列运行的情况下，短路电流计算结果如下：表1：短路电流计算结果表：短

12、路点0S1.5S2.0S3.0S4.0S冲击电流ish110kV母线侧三相短路电流（kA）4.3804.110_4.143_11.15035kV母线侧三相短路电流（kA）6.264_6.463_6.48115.94510kV母线侧三相短路电流（kA）27.582_26.877_27.83470.2125 主要设备选择5.1 断路器5.1.1 110kV断路器110kV断路器选用LW6-110/1600型SF6断路器，额定电流1600A，额定开断电流40kA ,动稳定电流80 kA，热稳定电流31.4KA（3s）。5.1.2 35kV断路器35kV断路器选用LW16-35/1600型SF6断路器

13、，额定电流1600A，额定开断电流25kA，动稳定电流63kA，热稳定电流25KA（4s）。5.1.3 10kV开关柜和断路器10kV开关柜选用XGN-10型固定式开关柜。柜中配：母线断路器SN10-10III/2000型断路器，额定电流为2000A，额定开断电流43.3kA，动稳定电流130 kA，热稳定电流43.34KA（4s）；出线断路器SN10-10II/1000型断路器，额定电流为1000A，额定开断电流31.5kA，动稳定电流80 kA，热稳定电流31.5KA（2s）5.2隔离开关5.2.1 110kV隔离开关110kV隔离开关选用GW5-110GD型隔离开关。额定电流1000A。

14、5.2.2 35kV隔离开关35kV隔离开关选用GN2-35T型隔离开关。额定电流1000A。5.2.3 10kV隔离开关10kV母线隔离开关选用GN10-10T型隔离开关，额定电流3000A。10kV出线隔离开关选用GN6-10T型隔离开关，额定电流1000A。表2：110kV断路器及隔离开关选择结果表表3： 35kV断路器及隔离开关选择结果表表4：10kV母线断路器及隔离开关选择结果表表5：10kV出线断路器及隔离开关选择结果表5.3 10kV并联电容器并联电容器组布置在10kV配电装置附近，选用密集型电容器组成套装置，户外布置。5.4 导体110kV主变进线最大工作电流为347A，导线选

15、用硬母线LF-21Y80/72；主变压器35kV侧最大工作电流电流为为992A，导线选用软导体LGJ-800/70；主变压器10kV侧最大工作电流电流电流为1819A，10kV母线选用硬母线：三条矩形铝导体125*10。表6：母线的选择结果表5.5 绝缘子根据电压等级和安装地点选择绝缘子。表7：绝缘子选择情况：安装地点型号额定电压110kV户外式配电装置ZS-110110kV35kV户外式配电装置SGX-70/3535kV10kV户内式配电装置ZNB-1010kV5.6 互感器互感器既是电力系统中一次系统与二次系统间的联络元件，同时也是隔离元件。他们将一次系统中的高电压、大电流，转变为低电压，

16、小电流，供测量、监视、控制及继电保护使用。互感器的具体作用：（1）将一次系统各级电压均变成100V（或对地100V/）以下的低压，将一次系统各回路电流均变成5A（或1A、0.5A）以下的小电流，以便于测量仪表及继电器的小型化、系统化、标准化。（2）将一次系统和二次系统在电气方面隔离，同时互感器二次侧必须有一点可靠接地，从而保证了二次设备及人员的安全。表8：互感器选择情况列表：6 电气设备布置及配电装置6.1 电气总布置本变电所主变压器，35kV、110kV配电装置，并联电容器组均为户外布置，10kV高压开关柜等电气设备布置在屋内，35kV、110kV均为架空出线，10kV为电缆引至围墙外电杆架

17、空出线。6.2 配电装置6.2.1 110kV配电装置110kV配电装置为户外普通中型布置，采用敞开式电器。70年代以来,管形母线普通中型布置在110KV电力系统配电装置中广泛应用,这种布置本身具有许多优点.因为母线采用铝锰合金管,以棒形支柱绝缘子支撑,其弧垂很小,没有电动力和风力引起的摇摆,可以压缩相间和相对地 的距离,同时又采用了合并构架,从而减少占地面积.6.2.2 35kV配电装置35kV配电装置为户外普通中型布置，采用敞开式电器。6.2.3 10kV配电装置10kV配电装置采用户内布置，为了节省占地面积,减少维护量,检修方便,10KV配电装置采用成套配电装置,本工程采用单层高压开关柜

18、布置,选型为XGN-10固定高压开关柜,它由断路器室、母线室电缆室、和仪表室组成。主变10kV经母线桥直接引入开关柜，开关柜二次电缆均敷设在盘前的电缆沟内，一次电缆穿管敷设至室外电缆沟。10kV并联电容器布置在10kV配电装置的附近。6.3 互感器的配置为电力系统的正常运行，保证供电质量，且在短路故障时能迅速地将故障元件切除，不致造成故障范围扩大，必须通过二次设备以实现测量、监控及保护，二次设备信号由互感器取得。电力系统中必须合理地配置互感器。6.3.1 电压互感器的配置应该根据测量、同期、保护等需要，分别装设相应的互感器：母线工作母线和备用母线都应装设一组三绕组电压互感器，母线如分段，应在各

19、段母线上各装设一组三绕组电压互感器。110kV及以上线路为了节约投资和占地面积，载波通信和电压测量可共用耦合电容，故一般装设电容分压电压互感器。6.3.2 电流互感器的配置 所有支路均应按测量、计能、继电保护要求装设相应的电流互感器。变压器、110kV及以上大接地电力系统各贿赂中，一般应三相均装设电流互感器，以满足测量仪表、保护和自动装置要求，以保证供电可靠性。7 防雷规划变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽，变电所的雷害事故往往导致大面积停电，变电设备(最主要的是电力变压器)的内部绝缘水平往往低于线路绝缘水平，且不具有自动恢复功能，一旦雷电过电压击穿，后果十分严重。所以，变电所必须设

20、置防雷保护。直击雷防护 本变电所采用110KV配电装置构架设避雷针，35KV及10KV配电装置由于绝缘水平不高，雷击构架避雷针时，容易导致绝缘逆闪络（反击），故设置独立避雷针，它又自己专有的支座和接地装置，其接地电阻不超过10欧。入侵雷电过电压波防护 对于入侵波的防护一般采用阀式避雷器，它的作用是限制过电压波的幅值，避雷器的选择：在110KV和35KV电力系统中，选择阀式避雷器中氧化锌避雷器。氧化锌避雷器没有串联放电间隙，主要由氧化锌非线性电阻组装而成，具有良好非线性，且动作迅速，残压低，通容量大，结构简单，可靠性高，维护方便，没有工频续流、灭弧等问题，所以选氧化锌避雷器防护雷电过电压波入侵。

21、由于金属氧化物避雷器没有串联间隙，正常工频相电压长期施加在金属氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不可超过它允许的持续运行电压。10kV电力系统一般采用普通阀型避雷器。表8：避雷器选择如下： 设备名称安装地点型号避雷器110kV母线Y10W5-100/248110kV进线侧Y10W5-100/24835kV母线Y5W-4235kV出线侧Y5W-4210kV母线FS-1010kV出线侧FS-10主变压器中性点FS-40 间隙保护8继电保护规划设计 继电保护泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统，继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运

22、行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的任务是自动、迅速、有选择性地从电力系统切除故障，使故障元件免受继续遭到破坏，保证无故障部分正常运行；反应电气元件的不正常运行。8.1 主变压器保护110kV变电所的电力变压器每组容量在6090000MVA，属于大型变压器是电力系统中的重要电气设备。电力变压器的故障对电力系统和用户影响都很大。因此，必须对大型电力变压器配备完善的保护装置，在出现危及变压器安全的不正常运行状态时，能及早地发出报警信号或切除变压器，防止故障的发生。当变压器发生故障时，能尽快地切除变压器，使故障造成的损失减到最小，使故障后的变压器更容易修复。故安装安全可靠地继电保

23、护装置。本设计采用双主双后的配置方式：差动保护、复合电压闭锁的过电流保护、过负荷保护、零序过电流保护及瓦斯、油温、油位、压力释放等非电量保护。 主保护：差动保护变压器重瓦斯保护后备保护：复合电压闭锁过流保护零序过流保护过负荷保护非电量保护差动保护 适用于6.3MVA及以上的厂用变压器和并联运行的变压器，以及10MVA及以上的厂用备用变压器和单独运行的变压器。它是变压器的主保护。变压器重瓦斯保护 适用于油浸式变压器，它反应油箱内的故障。当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧的断路器。相间短路的后备保护 对降压变压器宜采用过电流保护；当灵敏度不满足要求时，应采用复合电压起动的过电流保护，后备保护

24、均带时限动作于相应的断路器跳。零序过流保护 对中性点自接接地电力网内，外部接地短路引起过电流时，变压器中性点接地运行，应装设零序过流保护。过负荷保护 对于400KVA以上变压器，当数台并列运行时，应根据可能负荷情况安装过负荷保护，8.2 110kV的保护线路保护 装设高频距离保护作为主保护 电流保护作为后备保护 母线保护 完全电流差动母线保护为主保护 过电流保护为后备保护8.3 35kV保护线路保护 装设距离保护作为主保护，电流保护作为后备。三段式过流保护（带方向、电压闭锁）单相接地保护自动重合闸装置母线保护 完全电流差动母线保护为主保护 过电流保护为后备保护 断路器失灵保护8.4 10kV保

25、护线路保护 三段式过流保护单相接地选线自动重合闸装置母线保护 完全电流差动母线保护为主保护 过电流保护为后备保护8.5 电力电容器组保护限时速断保护过流保护电流闭锁失压保护过电压保护为了改善供电质量，提高功率因数，常在变电所低压侧装设并联电容器组，并进行保护。电容器组与断路器之间连线短路各种故障保护，宜装设带延时地过流保护，动作于跳闸。当系统电压及高次谐波引起电容过负荷，故应装设反应母线电压稳升地过电压保护。第二部分 计算书1 短路电流计算1.1 各元件参数计算由题目已知条件，系统接线图见图1：图1 系统连线图发电厂G1、G2、G3、G4电抗计算：取， ， 2×50kM线路等效电抗：

26、2×80kM线路等效电抗：变压器电抗计算：系统连线图的电抗图如下： 等效电路图1.2 短路电流计算1.2.1 110kV母线三相短路，短路电流计算当110kV母线发生三相短路，即K1点发生三相短路，原图化简为各电源的计算电抗：查运算曲线可得各时刻短路电流的标么值：， (各时刻短路电流相等)， t=0s时刻 t=1.5s时刻 t=3.0 s时刻 各时刻短路电流有名值： kA kA kAKA1.2.2 35kV母线三相短路，短路电流计算当35kV母线发生三相短路，即K2点发生三相短路，原图化简为：各电源的计算电抗：查运算曲线可得各时刻短路电流的标么值：， (各时刻短路电流相等)， t=0

27、s时刻 t=2.0s时刻 t =4s时刻 各时刻的短路电流的有名值： kA kA kAKA1.2.3 10kV母线三相短路，短路电流计算当10kV母线发生三相短路，即K3点发生三相短路，原图化简为：各电源的计算电抗：查运算曲线可得各时刻短路电流的标么值：， (各时刻短路电流相等)， t=0s时刻 t=2.0s时刻 t =4s时刻 各时刻的短路电流的有名值： kA KakAKA各短路点各时刻短路电流如下：短路点0S1.5S2.0S3.0S4.0S冲击电流ish110kV母线侧三相短路电流（kA）4.3804.110_4.143_11.15035kV母线侧三相短路电流（kA）6.264_6.463

28、_6.48115.94510kV母线侧三相短路电流（kA）27.582_26.877_27.83470.2122设备选择2.1 110kV断路器选型和校验（1）110kV断路器选型初选断路器型号：主变压器110KV侧系统最大长期工作电流由公式：kA根据UN=110 kV，Igmax=0.347 kA 及屋外布置的要求,查表初选型号为LW-110型SF6断路器。其额定技术数据为： UN=110 kV， IN=1600 A， 额定开断电流为： Ibr=40kA，动稳定电流： imax=80 kA，热稳定电流（及时间）： It=31.5 kA（3s），固有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时间：

29、 th=0.04s选后备保护时间：tb2=2.9s短路热稳定计算时间：tk=2.9+0.06+0.04=3.0(s), 断路切断计算时间： t1=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=4.380 kA，ish=11.150 kA（2）110kV断路器设备校验校验开断能力因t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到20%，对It影响很小，可以不考虑）I=4.380 kA40kA满足要求校验动稳定ish=11.150 kA80 kA 满足要求校验热稳定tk=3.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 =51.317 kA2·s31.5

30、2×4=2976.75kA2·s满足要求由以上计算表明，选择LW-110型SF6断路器可满足要求。2.2 110kV 隔离开关选型（1）110kV隔离开关选型由已知条件UN=110 kV，Igmax=347A，初选GW5-110GD 隔离开关其额定参数为：额定电压： UN=110 kV额定电流： IN=1000 A，热稳定电流：It=25kA（4s），动稳定电流：imax=83kA，（2）110kV隔离开关校验校验动稳定ish=11.150 kA83 kA 满足要求校验热稳定tk=3.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 =51.317 kA2·s252

31、15;4=2500kA2·s满足要求由以上计算表明，选择的GW5-110GD 型隔离开关可满足要求。110kV断路器及隔离开关选择结果表2.3 35kV断路器选型和校验（1）35kV断路器选型：初选断路器型号：主变压器35KV侧系统最大长期工作电流由公式：A根据UN=35 kV，Igmax=992A 及屋外布置的要求,查表初选型号为LW16-35型SF6断路器。其额定技术数据为： UN=35 kV， IN=1600 A， 额定开断电流为： Ibr=25kA，动稳定电流： imax=63kA，热稳定电流（及时间）： It=25 kA（4s），固有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时

32、间： th=0.04s选后备保护时间：tb2=3.9s短路热稳定计算时间：tk=3.9+0.06+0.04=4.0(s), 断路切断计算时间： t1=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=6.264 kA，ish=15.945 kA（2）35kV断路器设备校验：校验开断能力因t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到20%，对It影响很小，可以不考虑）I=6.264 kA25kA满足要求校验动稳定ish=15.945 kA63 kA 满足要求 校验热稳定tk=4.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 =166.315 kA2·s

33、252×4=2500kA2·s满足要求由以上计算表明，选择LW16-35型SF6断路器可满足要求。2.4 35kV 隔离开关选型（1）35kV隔离开关选型由已知条件UN=35 kV，Igmax=992A，初选GN2-35T 隔离开关其额定参数为：额定电压： UN=35 kV额定电流： IN=1000 A，热稳定电流：It=27.5kA（5s），动稳定电流：imax=70kA，（2）35kV隔离开关校验校验动稳定ish=15.945kA70 kA 满足要求校验热稳定tk=5.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 =166.315 kA2·s27.52×

34、5=3781.25kA2·s满足要求由以上计算表明，选择的GN2-35T型隔离开关可满足要求。35kV断路器及隔离开关选择结果表2.5 10kV断路器选型和校验2.5.1 10kV母线断路器选型和校验（1）10kV母线断路器选型：初选断路器型号：主变压器10KV侧系统最大长期工作电流由公式：A根据UN=10kV，Igmax=1819A 及屋内布置的要求,查表初选型号为SN10-10II型断路器。其额定技术数据为： UN=10 kV， IN=2000A， 额定开断电流为： Ibr=43.3kA，动稳定电流： imax=130kA，热稳定电流（及时间）： It=43.3 kA（4s），固

35、有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时间： th=0.04s选后备保护时间：tb2=3.9s短路热稳定计算时间：tk=3.9+0.06+0.04=4.0(s), 断路切断计算时间： t1=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=27.582 kA，ish=70.212 kA（2）10kV母线断路器设备校验：校验开断能力因t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到20%，对It影响很小，可以不考虑）I=27.582 kA43.3kA满足要求校验动稳定ish=70.212 kA130 kA 满足要求校验热稳定tk=4.0s1s 所以可不计非周期

36、分量的发热影响 =2918.668 kA2·s43.32×4=7499.56kA2·s满足要求由以上计算表明，选择SN10-10II型断路器可满足要求。2.5.2 10kV出线断路器选型和校验（1）10kV出线断路器选型：初选断路器型号：主变压器10KV侧系统最大长期工作电流由公式：A根据UN=10kV，Igmax=320.7A 及屋内布置的要求,查表初选型号为SN10-10III型断路器。其额定技术数据为： UN=10 kV， IN=1000A， 额定开断电流为： Ibr=31.5kA，动稳定电流： imax=80kA，热稳定电流（及时间）： It=31.5 k

37、A（2s），固有分闸时间： tgf=0.06 s，燃弧时间： th=0.04s选后备保护时间：tb2=1.9s短路热稳定计算时间：tk=1.9+0.06+0.04=2.0(s), 断路切断计算时间： t1=0.06+0.06=0.12(s)电源至短路点的短路电流由前面的短路电流计算结果可得：I=27.582 kA，ish=70.212 kA（2）10kV出线断路器校验：校验开断能力因t1=0.12s0.1s（非周期分量衰减到20%，对It影响很小，可以不考虑）I=27.582 kA31.5kA满足要求校验动稳定ish=70.212 kA80 kA 满足要求校验热稳定tk=2.0s1s 所以可不

38、计非周期分量的发热影响 =1452.5 kA2·s31.52×2=1984.5kA2·s满足要求由以上计算表明，选择SN10-10III型断路器可满足要求。2.6 10kV隔离开关选型2.6.1 10kV 母线隔离开关选型（1）10kV母线隔离开关选型由已知条件UN=10 kV，Igmax=1819A，初选GN10-10T 隔离开关其额定参数为：额定电压： UN=10 kV额定电流： IN=3000 A，热稳定电流：It=75kA（5s），动稳定电流：imax=160kA，（2）10kV母线隔离开关校验校验动稳定ish=70.212kA160 kA 满足要求校验热

39、稳定tk=5.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 =2918.668 kA2·s752×5=28125kA2·s满足要求由以上计算表明，选择的GN10-10T型隔离开关可满足要求。2.6.2 10kV 出线隔离开关选型（1）10kV出线隔离开关选型由已知条件UN=10 kV，Igmax=320.7A，初选GN6-10T 隔离开关其额定参数为：额定电压： UN=10 kV额定电流： IN=1000 A，热稳定电流：It=30kA（5s），动稳定电流：imax=75kA，（2）10kV出线隔离开关校验校验动稳定ish=70.212kA75 kA 满足要求校验热稳

40、定tk=5.0s1s所以可不计非周期分量的发热影响 =2918.668 kA2·s302×5=4500kA2·s满足要求由以上计算表明，选择的GN6-10T型隔离开关可满足要求。 10kV母线断路器及隔离开关选择结果表 10kV出线断路器及隔离开关选择结果表2.7 母线的选择母线选择的内容包括：确定母线的材料、截面形状、布置方式；选择母线的截面积；校验母线的动稳定和热稳定；对于110kV及以上的母线，还应校验能否发生电晕。2.7.1 110kV母线的选择2.7.1.1 母线的材料常用的母线材料有铜、铝和铝合金三种。结合本工程的实际情况，110kV侧母线最大持续工作

41、电流Igmax=347 kA，母线的持续工作电流不大，布置尺寸不受限制，母线周围污秽等级不高，又因铝相对于铜易加工，安装方便，价格便宜。所以选择铝锰合金作为母线材料。2.7.1.2 母线的结构母线的结构和截面形状决定于母线的工作特点。为了有利于散热和保证短路时母线的动稳定，本工程110kV母线选择硬裸母线，管型母线的集肤效应系数最小，机械强度也比较高。因此本工程选用铝锰合金管型母线作为110kV母线。2.7.1.3 母线的布置形式考虑到母线的散热，机械强度与母线的载流量，以及配电装置布置尺寸。选用三相水平布置（母线竖放）方式。这种布置方式散热性好，母线在流量大。2.7.1.4 校验母线的电晕问

42、题电晕起始电压公式：三相导体水平布置，取三相导体布置方式系数k=0.96；管型母线，取导体表面状况系数=0.98；好天气，取天气系数=0.8；海拔在1000米以下，取空气相对密度=1；导体半径为r=4cm，三相导体的相间距离为200cm。(发电厂电气部分表83)得：Ucr=49.3×0.96×0.98×0.8×1×4(200/4)=252.162 kV kVUcr本母线选择满足防止电晕的要求。2.7.1.5 母线截面积选择母线的选择有两种方式，第一种按长期工作电流选择，第二种按经济电流密度选择，一般年平均负荷较大，回路较长的导线用第二种方式选择

43、。考虑到本变电所年平均负荷较大，选用按经济电流密度的选择方式。母线材料定为铝锰合金，最大负荷年利用小时Tmax=6500 h，查表得出经济电流密度J=0.64。由母线经济截面积公式得：Se=347A/0.64=533.8mm2母线半径公式；13.04mm，直径=13.04×2=26.08mm所以选用LF-21Y80/72作为母线。2.7.1.6 母线的热稳定校验短路切除时间tk=2.9+0.06+0.04=3.0(s) ， 0.5 tk =1.5(s)短路全电流效应tk =3.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 =51.317 kA2·s 查发电厂电气部分表32：短路

44、前，材料的长期发热允许温度70代替短路前导体的实际温度故70，查表得C=87按照热稳定要求的母线最小截面积公式：=92.80 (mm2)所选用母线截面S=945mm2>>92.80mm2满足热稳定要求。2.7.1.7 母线的动稳定校验在三相短路冲击电流作用下，中间相母线所受的最大电动力，由式 :(N) 式中 ish三相短路冲击电流，kA；L两支持绝缘子间的每一段母线长度，即跨距，m；a相邻两相导体的汇总中心距离，m；由上式可得，单位长度三相母线受到的相间电动力（设Kx=1.0）为：=0.173×(1/2)×11.1502=10.75(N/m) 查电气工程设计手册

45、得：=所以在单位长度电动力的作用下，母线受到的最大相间应力： Pa Pa<70 Pa 所选母线完全满足动稳定要求7.2.2 35kV母线选择 35KV母线得长期最大工作电流Igmax992A UN=35kV，初选母线型号：型号标称截面载流量LGJ800/70（mm2）1410A（70）正常发热要求校验：选择实际温度：30Igmax992A<满足正常发热要求母线热稳定校验查发电厂电气部分表32得：热稳定系数C=87满足要求。由于选择的是软导体，故不必校验母线的动稳定性，母线的直径大于发生电晕情况的直径，所以不必电晕校验。2.7.3 10kV母线的选择母线选择的内容包括：确定母线的材料

46、、截面形状、布置方式；选择母线的截面积；校验母线的动稳定和热稳定；10kV母线的选择2.7.3.1 母线的材料常用的母线材料有铜、铝和铝合金三种。结合本工程的实际情况，10kV侧母线最大持续工作电流Igmax=1819A，母线的持续工作电流不大，布置尺寸不受限制，母线周围污秽等级不高，又因铝相对于铜易加工，安装方便，价格便宜。所以选择铝作为母线材料。2.7.3.2 母线的结构母线的结构和截面形状决定于母线的工作特点。为了有利于散热和保证短路时母线的动稳定，本工程10kV母线选择硬质裸母线，矩形母线的散热条件好，利于保证动稳定，且便于安装。因此本工程选用铝制矩形母线作为10kV母线。2.7.3.

47、3 母线的布置形式考虑到母线的散热，机械强度与母线的载流量，以及配电装置布置尺寸。选用三相水平布置（母线竖放）方式。这种布置方式散热性好，母线在流量大。本工程10KV母线选择，不必电晕校验。2.7.3.4母线截面积选择母线的选择有两种方式，第一种按长期工作电流选择，第二种按经济电流密度选择，一般年平均负荷较大，回路较长的导线用第二种方式选择。考虑到本变电所年平均负荷较大，选用按经济电流密度的选择方式。母线材料定为铝，最大负荷年利用小时Tmax=6500 h，查表得出经济电流密度J=0.65。由母线经济截面积公式得：Se=1819A/0.65=2798.5 mm2故截面选择:三条125×

48、;10矩形母线。2.7.3.5 母线的热稳定校验短路切除时间：tk=3.9+0.06+0.04=4.0(s) ， 短路全电流效应 tk =4.0s1s 所以可不计非周期分量的发热影响 =2918.668 kA2·s 查有关手册得：三条矩形导体竖放 查发电厂电气部分表32：48，查表得C=95按照热稳定要求的母线最小截面积公式：=762.96mm23×125×103750mm2所选用母线截面满足热稳定要求。2.7.3.6 母线的动稳定校验（1）在三相短路冲击电流作用下，中间相母线单位长度所受的最大电动力，由式 :(N) 式中 ：ish三相短路冲击电流，kA；L两支持

49、绝缘子间的每一段母线长度，即跨距，m；a相邻两相导体的汇总中心距离，m由上式可得，单位长度三相母线受到的相间电动力（设Kx=1.0）为：在单位长度电动力的作用下，中间相受到的最大相间应力： Pa （2）边相单位长度受到的条间动力为： 在单位长度电动力的作用下，边相受到的最大相间应力： 查电气设计手册一次Pa339表84可查得：故选：Ls=0.05故所选母线完全满足动稳定要求 母线的选择结果表2.7.4绝缘子选择（1） 110kV绝缘子选择 结合本工程的实际情况，110kV配电装置布置在室外，所以选用110kV室外支柱式绝缘子。选型号为ZS-110。型号额定电压绝缘子高度机械破坏负荷ZS-110

50、110kV1200mm1500Kg绝缘子校验：作用在绝缘子上的电动力为：选Lca=1.2m即:F<<0.6Fp故选择ZS-110满足要求。（2） 35kV绝缘子选择 结合本工程的实际情况，35kV配电装置布置在室外，所以选用35kV室外悬挂式绝缘子。选型号为SGX-70/35。型号额定电压机械破坏负荷SGX-70/3535kV70kg绝缘子串数： 泄漏比距 每片绝缘子的泄漏距离本绝缘子选三片。 （3） 10kV绝缘子选择 结合本工程的实际情况，10kV配电装置布置在室内，所以选用10kV室内支柱式绝缘子。选型号为ZNB-10。型号额定电压抗弯机械破坏负荷ZNB-1010kV750k

51、g绝缘子校验：作用在绝缘子上的电动力为：选Lca=1.2m支柱绝缘子的抗弯破坏强度Fde是作用在绝缘子高度H给定的，而电动力是作用在导体截面中心线H1上，折算到绝缘子帽的计算数为H1/H，则应满足：查电气设计手册一次表641可得：1.24所以：Fde1.24*511.7634.5N故选择ZNB-10满足要求。2.8 电流互感器的选择电流互感器既是电力系统中一次系统与二次系统间的联络元件，同时也是隔离元件。他们将一次系统中的高电压、大电流，转变为低电压，小电流，供测量、监视、控制及继电保护使用。互感器的具体作用：（1）将一次系统各级电压均变成100V（或对地100V/）以下的低压，将一次系统各回

52、路电流均变成5A（或1A、0.5A）以下的小电流，以便于测量仪表及继电器的小型化、系统化、标准化。（2）将一次系统和二次系统在电气方面隔离，同时互感器二次侧必须有一点可靠接地，从而保证了二次设备及人员的安全。2.8.1 110kV电流互感器的选择2.8.1.1 110kV电流互感器的结构类型和准确度本工程110kV配电装置为屋外布置，相应选择户外式电流互感器。电流互感器的准确级由电流互感器的二次负荷的性质决定，本工程中二次负荷用于一般的电能计量，选用准确度级别为0.5级；用于功率表和电流表的测量，选1.0级；用于继电保护装置选择5P级。2.8.1.2 110kV电流互感器额定电压的选择110kV电流互感器的电压选为110kV。110kV电流互感器初选型号为