220KV区域降压变电所的设计

1、 毕业指导(论文) 辅助站:电力学校教学辅导站专业:发电厂和电力系统主题:220kV区域降压变电站设计 毕业论文开题报告号码西方人名的第一个字学生编号班公司名称乔布斯(手机)(固体)教师电子邮件教学学校论文标题220kV区域降压变电站的设计分析这个题目的意义。近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电量已成为制约我国经济发展的重要因素，各地正在建设一系列配电装置。变电站规划、设计和运行的根本任务是在国家发展计划的总体规划下，合理开发和利用电力资源，以最少的支出(包括投资和运行费用)，为国民经济各部门和人民生活提供充足、可靠、合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济整体来说，要求变电站的供电能

2、力必须能够满足国民经济发展和人民物质文化生活增长的需要，并有适当的储备。变电站由发电、输电、变电、配电等不同环节以及相应的通信、安全自动化、继电保护和调度自动化系统组成。它的形成和发展经历了规划、设计、建设、生产和运营等不同阶段。每个环节、每个阶段都有自己不同的特点和要求。根据专业的划分和任务的划分，在相关专业系统和阶段要制定相应的专业技术规程和部分技术规定。但是，现代变电站是一个非常庞大、高度自动化的系统，各专业系统和环节之间既相互制约，又在一定条件下相互支持、相互补充。为了适应我国国民经济的快速增长，必须紧密结合我国的实际情况，从电力系统的全局出发，高瞻远瞩，设计出一系列符合我国各地区的供

3、电变电站，以协调各专业系统和各阶段相关的工作，从而获得最佳的综合技术经济效益。论文标题220kV区域降压变电站的设计论文提案颜倩荣摘要第一章概述第二章电气主接线第2.1节主接线的设计原则和要求第2.2节主接线设计方案第2.3节主变压器的选择第2.4节用电设计第三章短路电流的计算第3.1节短路电流计算的目的和规定第3.2节短路电流计算表第四章主要电气设备的选择第4.1节电气设备选择的基本知识第4.2节高压电气设备的选择和校准第4.3节设备选型表结论参考符号描述 本次设计的特点是:为了更好的巩固和吸收专业知识，我们进行了为期九周的毕业设计。本设计是学习电力专业的综合训练。通过三年的学习和两个简单的

4、课程设计，为毕业设计打下了坚实的理论基础。设计题目为“220KV/10KV变电站电气设计”，主要包括电气主接线的设计、短路电流的计算、电气设备的选择、变压器设置的计算等。通过本次设计，巩固了“发电厂变电站电气部分”课程的理论知识，掌握了电气设计的基本方法。培养了独立分析和解决问题的能力，提高了工程设计的工作能力和基本技能。在设计过程中，我们不仅遇到了很多困难，也发现了自身知识结构的薄弱环节。但是，在郭莉萍先生的悉心指导和严格要求下，我们顺利完成了本次设计。在本次设计中，我们参考了电力工程电气设计手册1、2、发电厂电气设备教材、变电操作技能培训教材、发电厂电气部分课程设计参考资料，受益匪浅。我取

5、得了很大的进步，掌握了更多的专业知识。但是由于基础不好，设计上有一些错误。希望老师们指正。摘要本设计是220KV/10KV变电站的设计。重点是培养学生基本的电力系统设计能力，以及三年来所学知识的综合应用。共分七章，第一章是概述，第二章是电气主接线设计，第三章是短路计算，第四章是电气主设备的选择，第五章是电力变压器保护，第六章是中央信号设计，第七章是配电设备的设计和计算书及电气设备主接线图的绘制。该书主要介绍短路计算、设备选择和整定计算。设计图纸是电气主接线图和10KV配电图。通过这次设计，我学到了基本的设计方法，巩固了三年所学的知识，培养了独立分析能力，加深了对变电站的理解。本次设计历时九周，

6、查阅了大量相关资料，并在郭莉萍先生的支持和帮助下，已经基本完成。在此，我表示对老师的忠诚！我的水平有限。请原谅我的缺点。关键词电气主接线短路计算电气设备选择变压器整定计算10KV配电图第一章是概述。大型公共建筑占地十几万平方米到几十万平方米，用电负荷大，对供电的安全性、可靠性和连续性要求高。其供电变电站均与城市供电相结合，并设在公共建筑内，一般在一栋建筑的地下设备层。根据负载容量，供电电压为110kV或10kV，供电容量为数万KVA或数万KVA。主变压器单台容量110kV可达31500kVA，35kV可达10000kVA。当采用110kV双电源时，其主接线为双母线接线，当采用三路电源时，其主接

7、线为扩展桥式接线。10kV双电源常采用单母线分段接线，也有桥式接线。同时，为保证消防等一级负荷的供电可靠性，建筑内应设置柴油发电机供电。在选择电气设备时，应考虑设备的技术先进性、安全性和可靠性。要求设备体积小，节省占地，运行维护工作量少，具有不燃性能。能用燃料油绝缘的电气设备和电缆不能在室内或地下变电站使用，所以110kV高压设备采用SF6绝缘封闭组合电器和SF6绝缘变压器。35kV和10kV开关柜配有真空断路器或SF6断路器、SF6绝缘、阻燃矿物油绝缘或环氧树脂浇注变压器、环氧树脂浇注绝缘消弧线圈和接地变压器。高压和中压电力电缆是交联聚乙烯绝缘电力电缆。由于电气设备布置在地下设备层，设计时应

8、考虑设备的通风散热。变压器室、开关设备室、电缆层和电缆井、控制室等的通风。非常重要。配电室和电缆地面最好有自然进风和机械排风，并加大排风量，以利于电气设备的冷却。设计中要考虑建筑和电气设备的防水、防洪、防火、抗震，防止噪音、振动、电磁干扰，甚至要考虑防污染措施。电气设备防火应设置与火灾报警、消防联动的消防设施，电缆敷设应设置防火、防火设施。在人身电气安全方面，应严格遵守相关的电气设计规定，尤其是电力装置接地设计规定的相关规定。第二章电气主接线设计第2.1节主接线的设计原则和要求变电站电气主接线是指变电站的变压器和输电线路如何与电力系统连接，从而完成输配电任务。变电站主接线是电力系统接线的重要组

9、成部分。主接线的确定将直接影响电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，影响变电站电气设备的选择和设备控制方法的制定。2.1.1、主接线设计原则第一座变电站是根据5-10年电网发展计划设计的。有一、二次负荷的变电站宜装两台主变压器，技术经济合理时可装三台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电站，当其中一台主变压器断开时，其他主变压器的容量不应小于总负荷的60%，并应保证用户的第一、二负荷。变电站的主接线应根据变电站在电网中的地位、出线回路数、设备特性和负荷性质来确定。应满足供电可靠、运行灵活、运行维护方便、节省投资、便于扩展的要求。主接线的可靠性应包括运行中一次部分和相应二次部分的可靠性之和。主接

10、线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠性。主接线应满足调度、维护和扩展的灵活性。在满足可靠性和灵活性要求的前提下，主接线应经济合理(即投资少、占地面积小、功率损耗小)。35-110 kV线路有两回及以下时，宜采用桥式、线路变压器组合或线路分支接线。超过两次时，宜采用扩展桥、单母线或单母线分段连接。35-63kV线路数量为8条及以上时，也可采用双母线接线。当110kV线路有6回及以上时，宜采用双母线接线。在单母线、单母线分段或双母线的35-110 kV主接线中，当不允许检修断路器时，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作为旁路断路器的接线。110千伏线路6回及以上，

11、35-63线路8回及以上时，可装设专用旁路断路器。在条件允许的情况下，主变35-110kV回路中的断路器也可接入旁路母线。SF6断路器的主接线不应配备旁路设施。当变电站配有两台主变压器时，6-10 kV侧宜采用单母线分段。当有12个或更多电路时，也可以使用双总线。停电时不允许检修断路器，可设置旁路设施。6-35kV配电设备采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。2.1.2、主接线设计的基本要求主接线的设计应满足供电可靠性、灵活性和经济性的三相基本要求:(1)可靠性供电可靠性是电力系统生产和配电的重要要求，因此对主接线可靠性的研究应满足以下要求:重视国外长期运行的实践经验及其定性分析，主接线可

12、靠性的衡量标准是运行实践。其次，主接线的可靠性很大程度上取决于设备的可靠性，使用可靠性高的电气设备可以简化接线。最后，要考虑所设计的变电站在电力系统中的地位和作用。检修短路断路器时，不应影响系统的供电。当短路断路器或母线故障，母线检修时，尽量减少停运线路的数量和停运时间的长短，尽量保证对重要用户的供电，避免全部停电的可靠性。(2)灵活性主接线应满足调度、维护和扩展的灵活性。首先，调度时应灵活投入和切除发电机、变压器和线路的电源和负荷，以满足紧急运行方式、检修运行方式和特殊运行方式下的系统调度要求。其次，在维护期间，可以方便地关闭断路器、母线等。在不影响电网运行和用户供电的情况下进行安全维护。最

13、后，扩展可以很容易地从初始布线过渡到最终布线。经济在满足可靠性和灵活性要求的前提下，主接线经济合理。首先，省主接线的投资要简单明了，以节省断路器、隔离开关等一次设备的投资，适当限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备。其次，占地面积小的电器主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以节省土地和架线、绝缘子、安装的费用。最后，主变压器的形式、容量、台数的选择要经济合理，功率损耗低，避免两台变压器增加功率损耗。第2.2节主接线设计方案2.2.1、220kV电气接线设计因为这个变电站是为了某个地区的电力系统发展和负荷增长而规划的。那么它的负荷就是区域性负荷。220kV侧电源进线有4路，可采用单母线分段接

14、线；但是，双母线连接一般用于引出线和电源较多、传输和交叉功率较高、可靠性和灵活性较高的场合。以上两种方案如图1.1和图1.2所示。图1.1单母线分段接线图1.2双总线连接图1.1和图1.2所示的方案一和方案二的综合比较见表1-1。表1-1主接线方案比较项目方案方案一单项得分方案二双倍技术不会造成全站停电。灵活调度确保重要用户的电力供应。任何断路器维修时，电路必须停止工作。可靠的电源弹性排班。扩展方便。易于测试。容易误操作经济占地少较少的设备设备多，配电设备复杂。(2)投资和占地大。经综合比较，方案一在经济上优于方案二，但为了保证高压电源进线电源的可靠性，选择了可靠性更好的方案二。2 . 2 .

15、 2 110kv电气主接线设计变电站110kV侧和35kV侧由单母线分段连接。10千伏 220千伏配电设备，有5条及以上出线或4条及以上出线，在系统中起重要作用。在单母线、分段单母线或双母线的35kV110kV系统中，当不允许检修断路器时，可设置旁路母线。根据以上分析和组合，保留以下两种可能的接线方案，如图1.3和图1.4所示。图1.3单母线分段带旁的母线连接图1.4双母线与旁路母线的连接图1.3和图1.4所示的方案一和方案二的综合比较见表1-2。表1-2主接线方案对照表项目方案方案一方案二技能技能清晰，易操作，易开发。可靠性和灵活性差旁路断路器也可以代替出线断路器，出线断路器可以不停电检修，

16、保证重要用户的供电。运行可靠，运行方式灵活，事故处理容易，易于扩展。母线断路器可以代替要维修的出线断路器。倒闸操作复杂，容易误操作。经典的帮助设备少，投资少。用母线分段断路器作旁路断路器节省投资。占地大，设备大，投资大。主断路器兼作旁路断路器，节省投资。技术上(可靠性和灵活性)，第二种方案显然是合理的，而经济上，第一种方案占优势。由于该站是一个区域变电站，因此应具有较高的可靠性和灵活性。经过综合分析，决定选择方案二作为设计的最终方案。2 . 2 . 3 35kV电气主接线设计电压等级35kV60kV，出线4 8次。可采用单母线分段接线或双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线

17、分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。但由于设置旁路母线条件的限制(35kV60kV出线多为双回路，停电时可以检修断路器，检修时间较短，约2 3天。)所以，35kV60kV双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。根据以上分析和组合，选择以下两种方案。如图1.5和图1.6所示。图1.5单母线分段带旁母线连接图1.6双母线接线对图1.5和图1.6所示的方案一和方案二进行综合比较。参见表1-3。表1-3主接线方案比较项目方案方案一列表方案二双倍技能技能简单明了，易操作，易开发。可靠性和灵活性差。旁路断路器也可以代替出线断路器，出线断路器可以不停电检修，保证重要用户的供电。可靠的

18、电源灵活调度方便扩展易于测试容易误操作经典的帮助设备少，投资少。(2)采用母线分段断路器作为旁路断路器，节省投资。复杂的设备和配电装置而且投资大。经过比较，这两种方案易于扩展。虽然方案一的可靠性和灵活性不如方案二，但具有良好的经济性。鉴于电压等级较低，可选择投资较低的方案一。第2.3节变压器的选择主变压器的数量和容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电量和运行方式综合考虑确定。主变压器的容量一般根据变电站的规划负荷和建成后5 10年选择，并适当考虑远期负荷发展。对于城市变电站，主变压器容量应结合城市规划。有一次和二次负荷的变电站应安装两台主变压器。当技术经济合理时，可安装两台以上主变压器。如果从

19、中低压侧电网获得有容量的备用电源，可在变电站安装一台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电站，当其中一台主变压器断开时，其他主变压器的容量不应小于总负荷的60%，并应保证用户的第一、二负荷。在三种电压的变电站中，如果通过主变压器各绕组的功率达到变压器容量的15%以上，主变压器应采用三相三绕组变压器。一般110kV及以上的变压器绕组都是YN接线；35kV采用YN接线或D接线。当采用YN接线时，其中性点经消弧线圈或小电阻接地。第2.4节用电设计2.4.1.用电设计要求用电设计应根据运行、维护和建设的需要，兼顾全厂发展规划，积极稳妥地采用经过试验鉴定的新技术、新设备，做到技术先进、经济合理。所用的电

20、气接线应满足正常运行的一般要求，如安全、可靠、灵活、经济、维护方便等。，还应满足以下特殊要求:(1)尽量减少电力系统故障的影响，尽量避免全厂停电事故。(2)充分考虑电厂正常、事故、启动等运行方式下的供电要求，切换操作简单。(3)便于远期扩建的连续施工，公共负荷的供电应与远期规划相结合。(4)电气设计应符合运行、维护和建设的要求，兼顾全院的发展规划，积极稳妥地采用经过试验鉴定的新技术、新设备，使设计达到技术先进、经济合理。(5)选择电气设备形式时，应结合所用配电设备的布局。2.4.2.用电设计原则(1)低压母线全部连接时，一般在这些母线上连接一个或两个电源，这种电源连接方式具有经济性和可靠性高的

21、特点。如果两个电源可以连接到不同电压等级的母线上，就可以保证用电的不间断供电。(2)由主变压器三次绕组连接，所用变压器的高压侧应选择分断能力大的开关设备；否则，应安装限流电抗器。(3)所用电气设备的布局应满足电力生产工艺流程的要求，使设备布局和空间利用合理。(4)为变电站的安全运行和维护创造良好的工作环境，巡视检查道路畅通，设备的布置应满足安全净距和防火、防爆、防潮、防冻、防尘的要求。(5)设备的维护和搬运不会影响运行设备的安全。(6)选择电气设备形式时，应根据配电设备的布置特点选择合适的产品。2.4.3.确定所用变压器的数量和容量。(1)枢纽变电站、总容量为60MVA及以上的变电站、采用水冷

22、或强迫油循环冷却的主变压器、采用同步摄像机的变电站应配备两台变压器。如果可以从变电站外部引入可靠的备用电源，则可以只安装一台变压器。应安装设备的自动电源输入装置。(2)本设计总容量为60MVA的变电站，安装两台变压器，一用一备，并安装设备电源自动投入装置。当一台变压器发生故障时，另一台变压器会通过空气开关自动接通。所用变压器的选择:数据:使用的变化率为0.6%，PM -变电站的最大计算负荷。S =(0.6%PM)/cos=(0.00670)/0.88=477(KVA)查看发电厂电气部分课程设计的参考资料P58表3-6。选择SJ L1-500其参数如下:模型容量空载电流阻抗(%)接线组SJL1-

23、5002.1四Y/Y0-12两台标准容量的双绕组电力变压器，一台运行，一台备用，连接到10KV母线侧。第三章短路电流的计算第3.1节短路电流计算的目的、规定和步骤短路是电力系统中最常见的故障。所谓短路，是指系统中所有异常相或与地相连的中性点之间的短路。短路的原因:(1)设备绝缘损坏:正常运行时，电力系统各部分的绝缘足以承受电压，并有一定的裕度。但是，电气设备的制造可能存在一些缺陷；在运输、储存和安装过程中，绝缘可能会受到机械损坏；长时间在低电压、过电流下运行的设备绝缘会迅速老化，使电气设备绝缘减弱或损坏，造成带电部分相间或相对地通路。(2)自然条件恶劣，大气过电压(雷击)引起闪络，大风和覆冰引

24、起倒杆和短路。(3)工作人员误操作，如设备检修时接地线未拆除就施加电压，操作人员带负荷拉闸刀等。其他原因在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计是重要环节之一。其计算的目的主要包括以下几个方面:(1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一种接线是否需要采取限制短路电流的措施等。，有必要计算短路电流。(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，同时力求节约资金，需要进行全面的短路电流计算。比如计算某一时刻短路电流的有效值来校核开关柜的分断能力，确定电抗器的电抗值；计算短路后长时间的短路电流有效值，以检查设备的热稳定性；计算短路电流冲击值，以检查设备

25、的动态稳定性。(3)设计室外高压配电设备时，需要根据短路情况校核软线的相间和对地的安全距离。(4)选择继电保护方式和整定计算时，应以各种短路的短路电流为依据。(5)接地装置的设计也要求有短路电流。3.1.1.短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计是重要环节之一。其计算的目的主要包括以下几个方面:在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一种接线是否需要采取限制短路电流的措施，需要计算短路电流。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，同时尽量节约资金，需要进行全面的短路电流计算。比如计算某一时刻短路电流的有效值来校核开关柜的分断能力，确

26、定电抗器的电抗值；计算短路后长时间的短路电流有效值，以检查设备的热稳定性；计算短路电流冲击值，以检查设备的动态稳定性。设计室外高压配电设备时，需要根据短路情况校核软线相间和相对地的安全距离。在选择继电保护方式和整定计算时，应以各种短路中的短路电流为基础。接地装置的设计也要求短路电流。3.1.2.短路电流计算的一般规定(1)计算的基本信息:= 1 * GB3电力系统中的所有电源都在额定负载下运行。= 2 * GB3短路发生在短路电流最大的时刻。= 3 * GB3所有电源的电动势相角相等。= 4 * GB3应考虑对短路电流值有影响的所有组件。(2)连接方式:用于计算短路电流的接线方式应为可能发生最

27、大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式)，不能使用仅在切换过程中可能并联运行的接线方式。(3)计算能力:应根据本项目的设计规划容量进行计算，并考虑电力系统的长远发展规划(一般为项目建成后5-10年)。(4)短路的类型:一般按三相短路计算。(5)短路计算点:在正常接线方式下，通过电气设备的短路电流最大的位置称为短路计算点。带电抗器的6-10 kV出线与辅助支路母线至母线隔离开关之间的引线和套管，短路计算点应取在电抗器之前。在选择其导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器之后。根据上述原则，可以选择各级电压母线和出线作为短路点。3.1.3.短路点的选择变电站分为四个短路计算点，分别在220KV母线

28、侧、10KV母线侧、10KV变压器侧和10KV出线侧。3.1.3.计算步骤(1)选择要计算的短路点。(2)画出等效网络(亚暂态网络)图。= 1 * GB3首先，去掉系统中元件的所有负载支路、线路电容、电抗和电阻。= 2 * GB3选择参考容量Sb和参考电压Ub(一般取各等级的平均额定电压)= 3 * GB3将每个元件的电抗转换成相同参考值的标准值。= 4 * GB3画出等效网络图，对各元件电抗统一编号。(3)简化等值网络:为了计算不同短路点的短路电流值，需要将等值网络简化为以短路点为中心的放射状等值网络，计算各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xif。(4)找出计算电抗Xjs(5)从运行曲线上

29、查出来(各电源供给的短路电流循环分量运行曲线仅达到Xjs=3.5)。(6)计算无限容量(或Xjs3)电源提供的短路电流的周期分量。(7)计算短路电流周期分量的已知值和短路容量。(8)计算短路电流的冲击值。(9)绘制短路电流计算结果表。第3.2节短路电流的计算方法3.2.1.参考值的计算一般来说，短路电流计算只考虑元件(即发电机、变压器、电抗器、线路等)的电抗。)，并采用标准单位值计算。为计算方便，通常取参考电容Sb =100MVA或Sb =1000MVA，参考电压Ub一般为已知值的平均电压。当选择参考电容Sb和参考电压Ub时，基准电流:Ib = Sb/Ub参考:Xb = Ub/Ib公共参考值电

30、量基本标准值Sb(MVA)100Ub(千伏)23010.5Ib(KA)0.255.5第3.3节短路电流计算结果表第四章电气设备的选择和校准而且导线和电器的选择和设计也必须执行国家的有关技术经济政策，应技术先进、经济合理、安全可靠、操作方便，并适当留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。第4.1节电气设备选择的基本知识4.1.1.总则(1)满足正常运行、维护、短路和过电压的要求，并考虑长远发展的需要。(2)根据当地环境条件检查。(3)尽量做到技术先进，经济合理。(4)扩建工程应尽量使新旧电器一致。(5)选择导线时，应尽可能减少品种。(6)选用的新产品应有可靠的试验数据，并有正式的合格鉴定

31、。在特殊情况下，使用没有正式标识的新产品时，应得到上级的批准。4.1.2.几项相关规定导体和电器应按正常运行条件选择，其动、热稳定性按短路条件校核，按环境条件校核。电器的基本使用条件。(1)在正常运行条件下，按每路最大连续工作电流选择。(2)检查导体和电器时，短路电流的有关规定见(短路电流)一节。(3)校核110KV以下导体和电缆的短路热稳定性时，所用的计算时间一般采用后备保护动作。时间加上相应的断路器完全打开时间。110KV及以上的电器和充油电缆的短路电流计算时间一般采用后备保护动作时间加上相应的断路器全开时间。断路器的完全分闸时间包括断路器的固有分闸时间和燃弧时间。(4)当检查短路热稳定性

32、时，导体的最高允许温度可参考P106发电厂电气部分课程设计参考资料表3-1中所列的数值。导体的类型和材料短路时导体的允许工作温度(C0)导体的最高允许工作温度(C0)热稳定系数c值汇流条(铝)2007087(5)检查短路动态稳定性时，硬导体的最大应力大于表中所列数值。表3-2导体和电器的选择材料硬铜硬铝钢铁最大容许应力13710669106157106(6)环境条件。在选择导体和电器时，应根据当地的环境条件进行检查。4.1.3.电器选择的基本要求选择导体和电器时，一般按发电厂电气部分设计第104页表5-7所列项目进行选择和检查。1.技术条件:所选用的高压电器应能在长期工作条件下和过电压、过电流

33、下维持正常运行。长期工作条件:1)电压:所选电器应允许最大工作电压Umax不低于电路的最大工作电压Ug，即UmaxUg2)电流:所选电器的额定电流In应不低于电路在各种可能情况下的连续工作电流Ig，即:InIg短路稳定性条件:验证的一般原则:1)电器选定后，应按最大可能短路电流进行动态稳定性校核。检定用短路电流一般是三相短路时的短路电流。如果发电机出口两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中单相、两相接地短路比三相更严重，则应根据严重情况进行核实。2)受保险丝保护的电器可以不进行热稳定性检查。当熔断器具有有限的电流时，没有必要检查动态稳定性。对于受保险丝保护的电压互感器，可以不检查动态

34、和热稳定性。2.短路的热稳定性条件:It tI tdzit设备允许的热稳定电流(kA)的有效值，单位为t秒T -设备允许的热稳定电流时间用于检查短路热稳定性的计算时间tdz计算如下:tdz=tb+tdTb -继电保护装置后备保护的动作时间Td -断路器的完全打开时间3.短路动态稳定性计算:imaxichich-峰值短路浪涌电流(kA)IMAX电器最大允许通过电流峰值(kA)电压互感器零号零号导致零号第4.2节高压电气设备的选择和校准4.2.1高压断路器的选择断路器选型:除满足各种技术和环境条件外，还要考虑便于安装、调试和运行维护，经过技术经济比较后才能确定。根据我国目前的制造情况，6-220

35、kV电压的电网一般采用无油断路器，110-330 kV电压的电网可采用SF6或空气开关。当封闭母线用于大容量机组时，如有必要安装断路器，宜采用发电机专用断路器。(1)断路器选择的具体技术条件如下:= 1 * GB3电压:ugunug电网工作电压= 2 * GB3电流:ig。最大英寸ig。最大-最大持续工作电流= 3 * GB3分断电流:Ip.tInbrIpt -断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量。断路器的额定开断电流= 4 * GB3动态:ichimaxImax -断路器极限电流的峰值Ich -三相短路电流的冲击值= 5 * GB3热稳定性:I TDZ ITTI -稳态三相短路电流TDZ

36、-短路电流加热的等效时间it断路器的热稳定电流，单位为t秒其中tdz = TZ+0.05乘=I/I和短路电流计算时间T，短路电流循环分量的等效时间可从发电厂电气部分课程设计参考资料图5-1 p112中查得，从而计算出tdz。(具体选型计算见毕业设计计算)4.2.2选择隔离开关隔离开关形式的选择应根据配电设备的布置特点和运行要求，通过综合技术经济比较确定。参数的选择应综合考虑技术条件和环境条件。(1)选择的具体技术条件如下:= 1 * GB3电压:ugunug电网工作电压= 2 * GB3电流:ig。最大英寸ig。最大-最大持续工作电流= 3 * GB3动态:ichimax= 4 * GB3热稳

37、定性:I TDZ ITT(具体选型计算见毕业设计计算)4.2.3、变压器的选择包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统之间的接触元件，用于向测量仪表和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。变压器的作用:(1)将一次回路的高电压、大电流改为二次回路的标准低电压、小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，结构轻巧廉价，屏幕安装方便。(2)二次设备与高压部分隔离，变压器二次侧接地，保证设备和人的安全。(1)电压互感器的选择= 1 * GB3电压互感器的配置原则:满足测量、保护、同步和自动装置的要求；保证运行方式改变时，保护装置不失压，同步点两侧都能方便的带压。=

38、 2 * GB3母线:电压互感器应安装在6-220kV电压等级的每相主母线的三相上，旁路母线应根据在每个回路出口外侧安装电压互感器的需要确定。= 3 * GB3线路:当需要监视和检测断路器外部是否有电压进行同步自动重合闸时，在该侧安装单相电压互感器。= 4 * GB3主变压器:根据继电保护装置、自动化装置和测量仪表的要求，安装在一相或三相。(2)类型:电压互感器的类型应根据使用条件选择；= 1 * GB36-20kV住宅配电设备一般采用油浸绝缘结构，或树脂浇注绝缘结构的电压互感器。= 2 * GB3对于35-110 kV配电设备，一般采用油浸绝缘结构的电压互感器。= 3 * GB3电容式电压互

39、感器一般用于220KV以上。= 4 * GB3当需要监测一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或带三次绕组的单相电压互感器组。电压互感器三个单相电压互感器连接，一、二次绕组呈星形连接，给仪表供电，继电器接绝缘电压表。对于需要相电压的表计，只有在系统中性点直接接地的情况下才能连接，附加的二次绕组连接成开口三角形，形成零序电压滤波器，向继电器和接地信号(绝缘检查)继电器供电。(3)一次电压u1: 1.1un u1 0.9un对于电压互感器Un的额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动范围，即10% Un。(4)二次电压:电压互感器的二次电压应按下表选择。电压互感器二次额定电压选择

40、表:绕组组主次级绕组附加次级绕组高压侧接入模式连接到线电压连接到相电压用于中性接地用于中性点接地。次级额定电压(v)100100/100100/3(5)精度等级应在哪个精确级上工作，应根据所连接的测量仪表、继电器、自动装置等设备对精确级的要求来确定。电能表准确度不低于0.5，电压测量不低于1，继电保护不低于3。(2)电流互感器的选择根据P71，电力工程电气设计手册1的主要部分电流互感器的配置原则:= 1 * GB3所有装有断路器的回路应装有电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置的要求。= 2 * GB3发电机和变压器的电流互感器、中性点和出线口也应安装在下列没有断路器的地方。= 3

41、* GB3通常，直接接地系统分三个阶段配置。对于间接接地系统，根据具体要求需要两相或三相配置。1)类型:电流互感器的类型应根据环境条件和产品条件来选择。6-20kV配电设备，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及以上的配电设备，一般采用油浸箱式绝缘结构的独立电流互感器。在条件允许的情况下，应尽可能使用套管式电流互感器。2)参数选择:电流互感器二次侧的额定电流为5A和1A。通常，1A用于弱电系统，5A用于强电系统。当配电装置远离控制室时，也可考虑1A。一、额定电流的选择:电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽可能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

42、，过载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。一般可按变压器额定电流的1/3选择。当保护和测量仪器共用一套电流互感器时，只能使用相同的一次电流。一次侧额定电流:I1nIg.masI1n为电流互感器一次侧的额定电流，Ig.mas为安装电流互感器的一次回路的最大工作电流。b .一次侧额定电压:UnUgUg为安装电流互感器的一次回路的工作电压，Un为电流互感器的额定电压。c、准确等级的选择:电流互感器的准确等级与电压互感器相同。要预测接在电流互感器二次回路上的测量仪表的类型和准确度等级的要求，选择准确度等级要求最高的仪表。电能计量用互感器的准

43、确度等级:0.5级功率表应配0.2级变压器；1.0级有功电能表应配有0.5级互感等级；2.0无功功率表还应配有0.5级变压器；2.0级有功电能表和3.0级无功电能表可配1.0级变压器；一般保护用电流互感器可为3级，差动距离和高频保护用电流互感器应为D级，专用电流互感器可用于零序接地保护，保护用电流互感器一般按10%倍数曲线标定计算。d、热稳定性检查:电流互感器的热稳定能力通常以1s允许的一次额定电流I1n来校核:(I1Nkt) I Tdzkt为CT的1s热稳定倍数；E.动态稳定性检查:动态稳定性可通过以下公式进行检查:I1nKdwichi1n电流互感器一次绕组的额定电流(A)ich短路冲击电流

44、的瞬时值(KA)Kdw-1s连续油管动态稳定倍数4.2.4.高压熔断器的选择(1)参数的选择:高压熔断器应根据列出的技术条件进行选择，并根据运行环境条件进行验证。熔断器是最简单的保护电器，用来保护电气设备不受过载电流的影响。屋顶式高压熔断器常用于保护变电站的电力电容器配电线路和配电变压器，而在发电厂则多用于保护电压互感器。(2)选定的技术条件:= 1 * GB3电压:UgUn限流高压熔断器不应在工作电压低于其额定电压的电网中使用，以免过电压损坏电网中的电器，所以应该是Ug=Un。= 2 * GB3截止容量:Ich(或I”)Ikd式中，ich三相短路冲击电流的有效值。ikd-保险丝的断路电流注:

45、保护电压互感器的熔断器只需根据额定电压和分断能力选择，不需要校核额定电流。(具体选型计算见毕业设计计算)4.2.5避雷器的选择避雷器是一种保护电器，用于保护配电变压器、电站、变电站等电气设备的绝缘不受大气过电压或某些操作过电压的影响。大气过电压是由雷击或静电感应引起的；操作过电压一般由磁振荡引起。有两种避雷器:(1)阀式避雷器:按其结构不同，可分为普通阀式避雷器和磁吹阀式避雷器；(2)管式避雷器:利用绝缘管间隙中电弧产生的气体吹灭电弧。用于线路防雷。= 1 * GB3阀式避雷器应根据下列条件选择:A.额定电压:避雷器的额定电压应与系统的额定电压一致。B.灭弧电压:根据使用情况，检查避雷器安装位

46、置可能出现的最大导体对地电压是否等于或小于避雷器的最大允许电压(灭弧电压)；在中性点间接接地的电网中，电压不应低于设备的最高运行线电压。中性点直接接地的电网，应取设备最高运行线电压的80%。(具体选型计算见毕业设计计算)。4.2.6限流电抗器的选择和校准(1)反应器的作用:短路电流直接影响选择和安全运行，电力系统短路电流随着单机容量和总装机容量的增加而增加。在大容量发电厂和电网中，短路电流可以达到很大的值，这给发电厂和变电站中断路器等配电设备的选择带来了困难。为了使配电设备能够承受短路电流的冲击，往往需要提高容量水平，这不仅增加了投资，甚至可能因开断能力不足而无法选择到符合要求的断路器。因此，

47、在发电厂和变电站的接线设计中，往往需要采取限制短路电流和降低短路电流的措施，以便采用更便宜的轻型电器和更小截面的导线。此时，应选择限流电抗器。(2)限流电抗器应根据下列技术条件进行选择:= 1 * GB3电压:UGUnug电网工作电压= 2 * GB3电流:ig。最大英寸ig。最大-最大持续工作电流= 3 * GB3动态稳定性:IchIdw反应堆动态稳定电流ich电抗器后三相短路电流的冲击值= 4 * GB3热稳定性:I2tdzIt2t百分比电抗:根据以下条件选择普通反应器:为了将短路电流限制在要求的值I”，应满足以下要求:xk(%)(Ib/I -x)InUb/ibun100Xk(%)电抗器的

48、百分比电抗值。Ib，Ub参考电流(A)，参考电压(KV)in电抗器的额定电流和额定电压。x， 以Ib和Ub为参考值，计算出所选电抗器前的网络电抗标准值。(3)电抗器的安装:在发电厂中，发电机电压母线的分段回路中安装了一个电抗器。变压器的分裂运行。在变电站中，分裂电抗器或电抗器安装在变压器回路中。低压侧采用分裂绕组变压器。出口管线配有反应器。在这个220/10KV降压变电站中，电抗器安装在10KV母线和出线上。10KV侧装有限流电抗器，其参数为:模型额定电流(a)额定电压(KV)额定电抗(%)稳定性电抗标准单位值NKL-2000年10月3日20001010动态51000(A)1S热稳定性7120

49、0(A)0.2624.2.7.母线的选择电力系统的运行突然改变，产生电力。(1)选择载流导体一般由铝制成，工业上常用的硬母线有矩形、槽形和管形。矩形母线散热好，有一定的机械强度，固定连接方便，但集肤效应系数大。一般只在4000A及以下，35kv及以下的配电设备中使用。槽形母线机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，一般用于4000-8000A配电设备。该管母线集肤效应系数小，机械强度高，可用于有供水通风的大电流母线，可用于8000A以上的母线，另外由于管母线表面光滑，电晕放电电压高，可用于110及配电装置的母线。110kv及以上的高压配电设备，一般采用软导体。使用硬导体时，宜使用铝锰合金管导体。

50、(2)截面选择(1)软母线截面选择:按经济电流密度选择的母线能满足导体的长期发热条件，故按经济电流密度选择:S=Imax/JImax -正常运行期间的最大连续工作电流J -经济电流密度。对应不同种类的导线，不同的最大负荷利用小时Tmax，会有不同的值。硬母线截面的选择:低压配电装置中一般采用硬母线，因此可根据最大连续工作电流选择导体截面积:IgmaxKIyiy对应于特定母线布置和+25环境温度的导线长期允许载流量。k-温度修正系数。(3)热稳定性检查软母线不需要热稳定性检查。硬母线的热稳定性检查:Smin=sqrt(QkKs)/CC -热稳定系数。与导体材料和温度有关。(4)动态稳定性检查软母

51、线不需要动态稳定性校核。硬母线的动态稳定性检查:各种形状的硬母线通常安装在支柱绝缘子上。短路冲击电流产生的电力会使导体弯曲，因此应根据弯曲情况计算导体的应力。10及以上，单圆管母线上产生的应力不可忽略。导体的类型和材料短路时导体的允许工作温度()导体的最高允许工作温度()热稳定系数c值汇流条(铝)2007087多母线的应力计算:当母线由多根线棒组成时，母线上的最大机械应力由相间作用应力xj和同相线棒间的作用力tj组成，因此:max=xj+tj1)多条矩形母线条间应力的计算:由于同相条间距离很近，条件力大，为了降低tj，通常在条间设置垫铁。为了防止同相矩形导体在条间力的作用下弯曲并相互接触，最大

52、允许的焊盘间距-临界间距Lcr可由下式确定:Lcr = B4 h/fb4b，h-矩形导体的宽度和高度。-系数，铜:两条1774，三条1355；铝；两个是1003，三个是1197。Fb -同相所有母线之间单位长度的力当同相为2:FB = 2k 12(0.5 ish)2 * 10-7/2b = 2.5k 12 I2 sh * 10-8/b(n/m)K12，K13-1，2和1，3条的截面形状系数。当有三条同相时，边缘条受力最大。FB = fb1-2+fb1-3 = 8(K12+k13)i2sh * 10-9/b(牛顿/米)K12，K13-1，2和1，3条的截面形状系数。所选焊盘跨度应满足LbLcrb

53、=fbL2b/(2b2h)2)母线相间应力的计算ph=fphL2/10Wfph单位长度导体上的相间电动力导线支柱绝缘子之间的l档距。W -垂直于作用力方向轴线的导体对的截面系数。应根据以下条件进行选择和验证A.类型:应根据敷设环境和使用条件选择电缆类型。B.根据额定电压:Ug.maxUnC.根据最大连续工作电流选择电缆截面s:IgmaxKiyK=sqrt(Tm-T2)/(Tm-T1)K -温度修正系数。TM-电缆芯线的最高工作温度。t1-对应于额定载流量的参考环境温度。T2-实际环境温度。iy当所选电缆段的环境温度为+25oC时，电缆的长期允许载流量(A)设备选型表10KV(住宅)电气设备选型

54、结果清单:位置名字模型技术条件变压器低压侧最低含油断路器SN4-10G-4000额定电流:5000A；额定电流:105kA；1S热稳定电流173kA；极限电流:300kA，固有开启时间:0.15秒隔离开关GN10-10T-4000额定电压:10kV；额定电流:4000A；5S热稳定电流:85kA；稳定电流:160kA电流互感器LBJ-10-6000额定电流比6000/5A；精确等级:0.5；1S热稳定倍数:50；动态倍数:90侧总线最低含油断路器SN4-10G-5000额定电流:5000A；额定电流:105kA；1S热稳定电流173kA；极限电流:300kA，固有开启时间:0.15秒阀式避雷器

55、FZ-10额定电压:10kV灭弧电压:12.7KV工频放电电压:不低于26KV；不超过31KV串联电抗器NKL-2000年10月稳:51000 A；1S热稳定性:71200A限流熔丝RN2-10截止容量:1000MVA；额定电流:0.5A电流互感器LBJ-10-6000额定电流比6000/5A；精确等级:0.5；1S热稳定倍数:50；动态倍数:90三相电压互感器JSJW-10精度等级为0.5；最大容量:1200VA；额定变比:10000/100/100/3无功补偿10BWF10.5-100-1采用两组10KV并联电力电容器。公共汽车3根12510的矩形导线额定电压:10kV二手面使用的变压器S

56、JL1-500低压侧电压:0.4(kv)；阻抗4(%)；组:Y/Y0-12；空载电流2.1%；空载1.1:(kW)；短路:7.1千瓦真空断路器锌18-10额定电流:630A；额定短路分断电流:25KA；短路闭合电流:63KA；峰值耐受电流:63KA；短期耐受电流:25KA；短路持续时间:3S隔离开关GN1-10-200额定电压:10kV；额定电流:200 A；5S热稳定电流:10kA；稳定电流:25kA电流互感器LAJ-10-40额定电流比40/5A；精确等级:0.5；1S热稳定倍数:120；动态稳定倍数:215出口侧真空断路器锌18-10额定电流:630A；额定短路分断电流:25KA；短路闭

57、合电流:63KA；峰值耐受电流:63KA；短期耐受电流:25KA；短路持续时间:3S隔离开关GN1-10-200额定电压:10kV；额定电流:200 A；5S热稳定电流:10kA；稳定电流:25kA电流互感器LAJ-10-200额定电流比200/5A；精确等级:0.5；1S热稳定倍数:50；动态倍数:90串联电抗器NKL-10-150-3移动:9750A；1S热稳定性:9200A电缆ZLQ2-10ZLQ2油浸电力电缆在芯线截面为370mm225 C: 150A埋地时的允许载流量。220KV(室外)电气设备选型结果列表:位置名字模型技术条件侧总线sf6断路器LW-220额定电压:220KV；额定开断电流:40kA；合闸电流100kA；3S热稳定电流40kA；极限电流:100kA，固有断开时间:0.4s隔离开关GW4-220D-600额定电压:220kV；额定电流:600A；4热稳定电流:15.8kA；稳定电流:50kA磁阀避雷器FCZ-220J额定电压:220kV；灭弧电压:200KV；工频放电电压:不低于448KV；不大:536KV独立电流互感器液晶显示器220额定电流比4300/5a；精确等级:测量:0.5级；1S热稳定倍数:35；动态稳定倍数:65电容式电压互感器YDR-220精度等级为0.5；最大容