变电所电气部分设计

主变压器的选择、主变台数的选择在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器， 称为主变压器。《35〜110KV变电所设计规范》规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于 60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。正确选择变压器的台数，对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。目前一般的选择原则是：一般用户装设1—2台变压器；为了提高供电可靠性，对于I、R级用户，可设置两台变压器，防止一台主变故障或检修时影响整个变电所的供电，所以本所选用两台主变，互为备用，当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的75%，保证了正常供电。根据原始资料，本所主变压器配置两台。、主变容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后 5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷供电，保证供电可靠性。同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。4、装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的 70%。、主变压器接线形式的选择1、变压器绕组的连接方式变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行。该变电所有二个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35KV亦采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。由于35KV采用星形连接方式与220KV110KV系统的线电压相位角为零度（相位12点），这样当电压为220\110\35KV,高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组加接线方式就不能三角形连接，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形连接的变压器。变压器采用绕组连接方式有D和Y,我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为 YN/d11型。2、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。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。3、调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头， 从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在± 5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达 30%，设置有载调压的原则如下：对于220KV及以上的降压变压器，反在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。对于110KV及以上的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。接于出力变化大的发电厂的主变压器， 或接于时而为送端， 时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。普通型的变压器调压范围小， 仅为± 5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反 （如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在 15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压。4、结论综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，根据计算书中主变容量得出本所宜采用 SZ9-6300/35型三相双绕组有载调压变压器， 其容量以及技术参数如下：3、所选变压器的型号及技术数据见下表：变压器S型号额定容量KVA额定高电压KV额定低电压KV仝载损耗KW负载损耗KW阻抗电压%空载电流％连接组别SZ9-6300/3563003510.57.0438.77.00.9Y/d114.所用变的选择与设计所用变的设计应以设计任务书为依据，结合工程具体的特点设计所用变的接线方式，因变电站在电力系统中所处的地位，设备复杂程度(电压等级和级次，主变压器形式、容量及补偿设备有无等)以及电网特性而定。而所用变压器和所用配电装置的布置，则常结合变电站重要电工构建物的布置来确定。一般有重要负荷的大型变电所， 380/220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。一、用电电源和引接原则如下(1)当变电所有低压母线时；(2)优先考虑由低压母线引接所用电源；(3)所用外电源满足可靠性的要求；(4)即保持相对独立；(5)当本所一次系统发生故障时；(6)不受波及；(7)由主变压器低绕组引接所用电源时；(8)起引接线应十分可靠；(9)避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力；二、所用变接线一般原则(1)一般采用一台工作变压器接一段母线；(2)除去只要求一个所用电源的一般变电所外；(3)其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器；(4)低压10KV母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源；(5)以获得较高的可靠性；所用变设在10kv侧，根据计算，所用电计算容量为121.64kVA,由于需要安装两台工作变压器，其中一台采用备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%所用工作变压器的容量应为85.148KVA故综上可知可选用两台 S9—100/10型所用变压器，变压器绕组的连接方式为Y，yn0。5．短路电流的计算概述在电力系统中运行的电器设备， 在其运行中都必须考虑到会发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时最危险的故障是各种形式的短路，它会破坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统中的严重故障，所谓短路，是指一切属于不正常运行的相与相间或相与地间发生通路的情况。产生短路的主要原因是电器设备载流部分的绝缘损坏。 绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也能造成短路事故。在35、10KV的电力系统中，可能发生短路有三相、两相、两相接地和单相接地的故障，其中三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样，仍属对称状态，其他类型的短路是不对称短路。电力系统中常发生的单相短路占大多数，二相短路较少，三相短路就更少了。三相短路虽然很少发生，但其后果最为严重，应引起足够的重视。因此本次采用三相短路来计算短路电流，并检测电气设备的稳定性。、短路电流计算的目的短路问题是电力技术的基本问题之一。短路电流及其电动力效应和分效应，短路时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其短路电流计算的目的主要有以下几方面：①在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确实某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路计算。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。③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，需以各种短路时短路电流为依据。④接地装置的设计，也需要短路电流。、一般规定验算导体和电器动稳定热稳定及电器开断电流，应按本规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 5-10年)。确定短路电流时，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。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动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点对带电抗器的 6-10kV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点，应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。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。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中及自耦变压器回路中的单相、 两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。(4.)短路电流计算方法电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量比较小，而其阻抗较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路情况时，系统母线上的电压变动很小，可以认为电压维持不变，即系统容量为无穷大。所谓无限容量系统是指容量为无限大的电力系统，在该系统中，当发生短路时，母线电业维持不变，短路电流的周期分量不衰减。当然，容量所以们在这里进行短路电流计算方法，以无穷大容量电力系统供电作为前提计算的，其步骤如下：①对各等值网络进行化简，求出计算电抗；②求出短路电流的标么值；③归算到各电压等级求出有名值。(5).短路电流计算条件①短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：<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>系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差 120度电气角度；<4>电力系统中的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；<5>电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50%负荷接在高压母线上， 50%负荷接在系统侧；<6>同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁） ；<7>短路发生在短路电流为最大值的瞬间；<8>不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；<9>除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外， 元件的都略去不计；<10>元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围；<11>输电线路的电容略去不计；<12>用概率统计法制定短路电流运算曲线。②接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不能用仅在切换过程中可能并联运行的接线方式。③计算容量应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。④短路点的种类一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。⑤短路点位置的选择短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运行方式。取最严重的短路情况分别在 10kV侧的母线和35kV侧的母线上发生短路情况（点a和点b发生短路）。则选择这两处做短路计算。图5.1短路点选择图(6)、短路的物理量短路电流的周期分量、非周期分量、短路全电流、短路冲击电流和稳态电流。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；4、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50%ft荷接在高压母线上，50%ft荷接在系统侧；5、短路发生在短路电流为最大的一瞬间；6、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；7、原件的计算参数都取额定值，不考虑参数的误差和调整范围；8、输电电缆线的电容略去不计；(7)、短路电流计算的步骤1、在已知短路容量时：Sd=1000MVA选基准容量Si=100MVAUi=Uav=1.05UN2、短路点与系统之间电抗标幺值计算： Xs*=Si/Sd3、变压器电抗标幺值计算： Sb*=(U%/100) (Si/Sd)4、短路电流基准值计算：Ii=Si/(J3Vp)5、短路点周期分量有效标幺值计算： )*=l/ X*6、三相短路电流有效值计算：id(3)=IdIj(3)7、三相短路冲击电流计算：ich=2.55Id⑶(3)8、三相短路最大：ich =1.51Id(3)

9、由于计算设为无限容量系统：暂态短路电流I=I,三相短路稳态电流：I(3)=Id⑼10、短路容量计算：Sd=肥J⑶dUp(8)、各母线短路电流列表根据下图和以上公式计算母线短路电流: /VXA/图5.3短路计算等效电路表母线短路电流列表短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVA(3)I"(3)I(3)I(3)ish(3)Ish⑶SK-17.87.87.819.8911.78500K-26.926.926.9212.7310.45125.796电气设备的选择电气设备选择的一般条件一般原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；应按当地环境条件校核；应力求技术先进和经济合理；与整个工程的建设标准应协调一致；同类设备应尽量减少品种；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，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。1.2技术条件选择的高压电器，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。、 长期工作条件) 电压选用的电器允许最高工作电压Umax^得低于该回路白最高运行电压Ug,即UmaX^Ug)电流选用的电器额定电流 IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流IgIPIN>Ig由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。)机械负荷所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。、短路稳定条件1)校验的一般原则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。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。2）短路的热稳定条件：短路电流在导体和电器中引起的热效应Q为Qk=Qp+Qnp式中Qp为短路电流周期分量引起的热效应（kA2s）;Qnp为短路电流非周期分量引起的热效应（kA2s）12=I^旭It2t>QkQdt一在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA2s）It-t秒内设备允许通过的热稳定电流时间⑸tjs= 继电器保护装置后备保护动作时间（tb）+断路器全分闸时间（tdo）3）短路的动稳定条件：ich<idfIch<Idfich一短路冲击电流峰值（kA）Ich一短路全电流有效值（kA）idf一电器允许的极限通过电流峰值（kA）Idf一电器允许的极限通过电流有效值（kA）（3）、绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。表7.1选择高压电器应校验的项目表项目电压电流断流容量短路电流校验动稳定热稳定断路器负荷开关隔离开关熔断器电抗器电流互感器电压互感器支柱绝缘于母线消弧线圈避雷器表中为应进行校验的项目6.1.3、环境条件(1)、温度按《交流高压电器在长期工作时的发热》(GB-763-74的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40C时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40C(但不高于+60C)时，每增高+1C,建议额定电流减少1.8%;当低于+40C,每降低+1C建议额定电流增加0.5%,但总的增加值不超过额定电流的20%(2)、日照屋外高压电器在日照影响下将产生附加温开。 但高压电器的发热试验是在避免阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的80%£择设备。(3)、风速一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。(4)、冰雪在积雪和覆冰严重的地区，应采取措施防止冰用引起瓷件绝缘对地闪络。(5)、湿度选择电器的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度。(6)、污秽污秽地区内各种污物对电器设备的危害，取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量、比重及距物源的距离和气象条件。(7)、海拔电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000m海拔超过1000m的地区称为高原地区。对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予加强，可选用高原产品或选用外绝缘提高一级产品。、地震地震对电器的影响主要是地震波的频率和地震振动的加速度。环境保护选用电器尚应注意电器对周围环境的影响。1、电磁干扰频率大于10kHz的无线电干扰主要来自电器的电流电压突变和电晕放电。 35kV不考虑。2、噪音为了减少噪音对工作场所和附近居民区的影响所选高压电器在运行中或操作时产生的噪音，在距电器 2m处不应大于下列水平：连续性噪音水平： 85dB非连续性噪音水平： 屋内90dB屋外110dB断路器隔离开关的选择35kv侧高压断路器和隔离开关的选择35kv侧高压断路器的选择断路器的选择， 除满足各项技术条件和环境条件外， 还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在35KV~220KV勺电网一般选用少油断路器、SF6断路器和空气断路器，这里可以选用SE断路器。开关电器的选择及校验原则选择较验①电压Ue>Uni②电流KIeAImax③按断开电流选择，INbr>Ik=Izt④按短路关合电流来选择INcl>Ish=2.55Izt=2.55Lo⑤按热稳定来选择 I：t>Qk注：(Izt=Is=IF).主变35kv侧高压断路器的选择Sn6300kVAUN1=Sn6300kVAUN1=35KVIN1Sn3Uni6300 103.9(A),335流过断路器的最大持续工作电流:Imax1.05103.9109.095(A)U(kV)三相短路电流/KAImax(A)(3)I"(3)I(3)I(3)ish(3)Ish357.87.87.819.8911.78109.095为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》参考资料附表 1-4选if¥LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下LW8-35型户外六氟化硫断路器主要技术参数表型额定最［lb工额定电流额定开额定短动稳定热稳定热稳定电压ue作电压Ie断电流路关合电流（峰电流（峰时间号(kV)(kV)(A)Iekd(kA)电流kA值）值）(S)LW8-353540.51600256363254②开断电流校验:Iekd=25(kA)对〃=7.8(kA)

开断电流校验合格。③动稳定校验：额定开关电流Igmax=109.095(A)<Ie=1600(A)额定峰值耐受电流ish=19.89(kA)<idw=63(kA)动稳定校验合格。(4热稳定校验：短路电流的热效应(kA2S):由《电力工程电气设计手册电气一次部分》表 6—5知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间 0.6S,断路器分匝时间0.03S,则校验热效应计算时间为0.63S(后面热稳定校验时间一样)设继电保护时间 tpr为0.6S,则短路计算时间：tktprtbr=0.6+0.03=0.63(S)查短路电流计算曲线数字表得:匕3.232(KA)匕3.232(KA)K2ItK 3.130(KA)(由于短路电流切除时间tk<1S,导体发热主要由短路电流周期分量和短路电流非周期分量来决定。)Qp2 2I10ItkQp2 2I10Itk212It2tk_2 2__27.8 103.232 3.130120.634.25[(KA)2*S]2 .2 .QnpI Trw_2 27.820.6338.31(KA)2*S]Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]12t 25242500[(KA)2*S]2500[(kA)2S]>42.58[(KA)2*S]It2t>Qk

热稳定校验合格。35KV侧进线断路器及35KV侧桥断路器的最大工彳^条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。⑵35kv侧隔离开关的选择主要计算参数同上为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GW5-35IID(W),其主要技术参数如下：GW5-35IID(W@O鬲离开关参数表型号额定电压KV最高工作电压(kv)额定电流(A)动稳定电流(峰值)(kA)4s热稳定电流(kA)GW5-35IID(W)3540.56305020②动稳定校验：额定开关电流Igmax=109.095(A)<Ie=630(A)额定峰值耐受电流ish=19.89(kA)<idw=50(kA)动稳定校验合格3)热稳定校验:查短路电流计算曲线数字表得:屋3.232(KA)屋3.232(KA)K2ItK 3.130(KA)(由于短路电流切除时间tk<1S,导体发热主要由短路电流周期分量和短路电流非周期分量来决定。)Qp12101t22Qp12101t22It212tk2 __2 27.8 103.232 3.13012 _ 2 _0.634.25[(KA)*S]Qnp12TRW7.820.6338.3Q(KA)2*S]Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]12t 20241600[(KA)2*S]2 2一1600[(kA)2S]>42.58[(KA)*S]It2t>Qk热稳定校验合格35KV侧进线隔离开关及35KV侧桥隔离开关的最大工作条件与主变压器 35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。10kv侧断路器和隔离开关的选择10kv侧断路器的选择Sn6300kVAUni10KVIN1SNIN1SN3Uni6300310363.74(A)流过断路器的最大持续工作电流：Imax1.05363.74381.927(A)(1计算数据表:U(kV)三相短路电流/KAImax(A)(3)I"(3)I(3)I(3)ish(3)Ish106.926.926.9212.7310.45381.927为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》 ，选if¥LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下ZN28-10II系列真空断路器主要技术参数表型号额定电压Ue(kV)最［lb工作电压(kV)额定电流Ie(A)额定开断电流Iekd(kA)额定短路关合电流kA动稳定电流(峰值)热稳定电流(峰值)热稳定时问(S)ZN28-10II10121000205050204选用的断路器额定电压为10kV,最高电压12kV,系统电压10kV满足要求②开断电流校验：Iekd=20(kA)对〃=6.92(kA)开断电流校验合格。③动稳定校验：额定开关电流Igmax=381.927(A)<Ie=1000(A)额定峰值耐受电流ish=12.73(kA)<idw=50kA)动稳定校验合格。(4热稳定校验：查短路电流计算曲线数字表得：1tK, 4.732(KA) ItK 4.630(KA)2(由于短路电流切除时间tk<1S,导体发热主要由短路电流周期分量和短路电流非周期分量来决定。)

Qpi2 101t22Qpi2 101t22It212tk6.922104.73224.6302120.6324.47[(KA)2*S]Qnp12TRW6.9220.6330.17[(KA)2*S]Qk=Qp+Qnp=54.632 2 212t 20241600[(KA)2*S]1600[(kA)2S]>54.63[(KA)2*S]It2t>Qk热稳定校验合格。10kv侧隔离开关的选择主要计算参数同上为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GN19-10/1250,其主要技术参数如下：GW5-35IID(Wffl隔离开关参数表型号额定电压KV最高工作电压(kv)额定电流(A)动稳定电流(峰值)(kA)4s热稳定电流(kA)GN19-10/12501011.5125010040②动稳定校验：额定开关电流Ig-381.927(A)<Ie=1250(A)额定峰值耐受电流ish=12.73(kA)<idw=100kA)动稳定校验合格。3)热稳定校验:查短路电流计算曲线数字表得:ItItK1.732(KA)ItK7.630(KA)（由于短路电流切除时间tk（由于短路电流切除时间tk<1S,导体发热主要由短路电流周期分量和短路电流非周期分量来决定。）周期分量来决定。）Is4.732(KA)It4.630(KA)（由于短路电流切除时间tIs4.732(KA)It4.630(KA)（由于短路电流切除时间tk<1S,导体发热主要由短路电流周期分量和短路电流非周期分量来决定。）,2 2 ,2I 10I周期分量来决定。）,2 2 ,2I 10Itk ItkQP_2 _2 26.92 104.732 4.630120.6324.47[(KA)2*S]2 2QnpI2 2QnpITrw6.9220.6330.17](KA)2*S]Qk=Qp+Qnp=54.6312t 40223200[(KA)2*S]3200[(kA)2S]>54.63[(KA)2*S]It2t>Qk热稳定校验合格。

互感器的选择电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件:型式：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 6~20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式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。35kv侧电流互感器的选择1)、主变35KV侧电流互感器的选择.一次回路电压：Un>Uns=35kv⑵.一次回路电流：I⑵.一次回路电流：InISn43Un36300 43353138.564A由此可得，初选LCZ-35Q型电流互感器，其参数如下表:额定电流比准确级次1S热稳定倍数动稳定倍数2600/50.5Kr651nKd1411n.动稳定校验：ishT2l1NKes<21nKd 720.138628255.266葭19.89满足动稳定要求。.热稳定校验：It3.232(KA) ItK 3.130(ka)K2 K(由于短路电流切除时间tk<1S,导体发热主要由短路电流周期分量和短路电流非周期分量来决定。)

TOC\o"1-5"\h\ztk2tk 7.82103.23223.1302 2Qp tk 0.634.25[(KA)*S]12 12Qnp12TRW7.820.6338.3Q(KA)2*S]Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]2 2 212t 6521422^(KA)2*S]4225[(kA)2S]>42.58[(KA)2*S]热稳定校验合格0综上所述，所选LCZ-35Q两足要求。10KV侧的电流互感器的选择(1).一次回路电压：Un>Uns=10kv(2).二次回路电流：In(2).二次回路电流：InISn 63003Un.3104 A—363.74A3根据以上两项，同样选择户外独立式电流互感器LZZQB6-10其参数如下表:额定电流比准确级次1S热稳定倍数动稳定倍额定电流比准确级次1S热稳定倍数动稳定倍数600/50.5.10P44.580电流互感器技术参数⑶.动稳定校验：ishV2I1NKes<2I1nKD<20.36378041.14ich12.73KA满足要求;(4).热稳定校验：(4).热稳定校验:ItK4.732(KA)ItK4.630(KA)(由于短路电流切除时间tItK4.732(KA)ItK4.630(KA)(由于短路电流切除时间tk<1S,导体发热主要由短路电流周期分量和短路电流非周期分量来决定。),2 2 .2I10ItItk kQp 2——p 12tk 2 2 _26.92 104.732 4.63012一一一 2一0.6324.47[(KA)*S]2 2QnpITRW6.9220.6330.17](KA)2*S]Qk=Qp+Qnp=54.632 2 212t 6521422^(KA)2*S]2 2 __4225[(kA)2S]>54.63[(KA)*S]热稳定校验合格。综上所述，所选的电流互感器LZZQB6-10两足动热稳定性要求。6.3.2电压互感器的选择型式：6~20KVg内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV~110K\E电装置一般采用油浸式结构的电压互感器。(1)主变35KV侧电压互感器Un>Uns=35KV选择油浸式电压互感器 初级绕组35 次级绕组O.1选才?JDJJ2-35型电压互感器型号额定电压一次绕组二次绕组三次绕组JDJJ2-3535000/V3100/<3100/3(2)主变10KV侧电压互感器UnAUns=10KV选择油浸式电压互感器 初级绕组10次级绕组O.1选才?JSJW-10型电压互感器型号额定电压一次绕组二次绕组三次绕组JSJW-1010000100100/3线路的选择及校验母线导体选择的一般要求一般要求裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验：(1)工作电流；(2)经济电流密度；(3)电晕；(4)动稳定或机械强度；(5)热稳定。裸导体尚应按下列使用环境条件校验：(1)环境温度；(2)日照；(3)风速；(4)海拔高度。2按回路持续工作电流IxuIgIg一导体回路持续工作电流，单位为A;Ixu一相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量，单位为Ao3按经济电流密度选择一般母线较长，负荷较大，在综合考虑减少母线的电能损耗。减少投资和节约有色

金属的情况下，应以经济电流密度选择母线截面。可按下式计算，即Ip / 、Sj— (7-6)j其中Sj―经济截面，单位为mr^Ip一回路持续工作电流，单位为A;j—经济电流密度，单位为A/mm2。线路的选择根据设计经验，一般10kv及以下高压线路和低动力线路，因其负荷电流较大，所以一般按照发热条件选择截面，再校验其电压损耗和机械强度.低压照明线路，因其对电压水平要求较高，所以一般先按照允许电压损耗条件来选择截面 ，然后校验其发热条件和机械强度.对长距离、大电流及35kv以上的高压线路则往往先按经济电流密度选择截面，再校验其他条件。35kv架空线线路参数：EPi=1789+5817=7606(kw) EQi=898+2834=3732(kvar)P30=EPi-Kp=6465.1(kw)Q30=EQi-Kq=354504(kvar)S=依">+双工％产(KP=0.85,Kq=0.95)S30=S=7285.54(KVACOS(|)=531=0.89I303UNI303UN3UNCOS=120.2(A)其中：P30 三相线路最大负荷功率，kw；UN——线路额定电压，V；Cos ———负荷的功率因数。已知h1ax=4000h根据我国规定的导线和电缆经济电流密度jec查得铝合金架空线jec=1.15(mm2)则得出经济截面：Ac=^30-=104.5(mni)查表得标准截面为120mmjec由于是在本电站是设计在有一定海拔，雷电日较多的黄土上，根据输配电设备手册应该选用LGJ型钢芯铝绞线

LGJ-120型钢芯铝绞线在30c时的允许载流量Iai=357(A)>I30=120.2A,因止匕满足发热条件。再查架空线裸导线的最小截面积参数表可以得知 35kv铝及铝合金的最小截面积Amax=35mrn,钢芯铝线的最小截面积Amax=25mn2i。因此，所选的LGJ-120型钢芯铝绞线也满足机械强度要求。查表得到参数：r1=0.27Q/kmX1=0.40Q/km4J；x12V0.2720.402=0.4825Q/kmZ=z1?l=0.4825x7x2=6.756QZZB1ZZB16.75613.96=0.48410kv母线选择10kV母线长期工作电流Imax(2Sn)/<13Un=26300/(^310)=727.48A选用LM*12010型立放矩形铝母线，，长期允许电流为1680A，母线平放时乘以0.95,则允许电流为1596A满足要求。动稳定校验10kV母线固定间距取l=2000mm相间距取a=300mm#线短路冲击电流ish=10.45kA,计算母线受到的电动力，即TOC\o"1-5"\h\z-212 2 2000 2 .1332.88N(1kgf=9.81N)F1.76ifh-1021.7634.02912^000102=135.87kgf1332.88N(1kgf=9.81N)a 300计算母线受的弯曲力矩，mFl135.87200M 2717.4kgf?cm10 10母线水平放置，截面为1006mm则b=6mmh=100mm计算截面系数，即2 2 _W0.167bh0.1670.610 10.02计算母线最大应力，即M2717.4WM2717.4W10.02271.20kgf/cm271.209.81104Pa2660.4104Pa小于规定的铝母线极限应力6860104,满足动稳定要求热稳定要求最小截面Smin Smin C」a103曹。2103 35.57mm2热稳定要求最小截面 Smin35.75mm2，选择的 LMY—12010型矩形母线截面大于热稳定最小截面要求35.75mm,故满足要求.结论：35kv侧架空线选择LGJ-120型钢芯铝绞线10kv母线选择LGJ-185型钢芯铝绞线10kv侧电缆选择YLV-185型电缆中性线（N线）截面的选择：按A）＞0.5A（|）,选择70mm95mm（A6=Ac）保护线（PE线）截面的选择：Ape}A（|），故选择120mm185mm配电装置的选择配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建成的总体装置。其作用是正常运行情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此，配电装置应满足下述基本要求。保证运行可靠； 2便于操作、巡视和检修； 3保证工作人员的安全； 4力求提高经济性；5具有扩建的可能。配电装置按电气设备的装设地点不同，可以分为屋内和屋外配电装置；按其组装方式，又可分为装配式和成套式。35kV屋外配电装置本设计的35kV配电装置采用户外半高型布置，变压器户外布置。屋外配电装置将所有电气设备和母线都装设在露天的基础、支架或构架上。屋外配电装置的结构形式，除与电气主接线、电压等级和电气设备类型有密切关系外，还与地形地势有关。根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置，其占地面积比普通中型较少 30%。半高型配电装置介于高型和中型之间，具有两者的优点，除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，运行维护仍较方便。10kV高压开关柜本设计10kV侧采用高压开关柜的配电装置。按照电气主接线的标准配置或用户的具体要求，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在全封闭或半封闭的金属壳（柜）体内，形成标准模块，由制造厂按主接线成套供应，各模块现场装配而成的配电装置称为成套配电装置。成套配电装置分为低压配电屏（或开关柜）、高压开关柜和SF6全封闭组合电器三类。选用XGN2-10型固定式开关柜，该型开关柜用于3kV、6kV、10kV三相交流50Hz系统中作为接受和分配电能之用，特别适用于频繁操作的场合。开关柜符合国家标准GB3906—1991《3—35kV交流金属封闭式开关设备》及国际电工委员会标准IEC298的要求，并且有“五防”闭锁功能一防止误分、误合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂地线，防止带地线合闸、防止误入带电间隔。表7.9XGN2-10型固定式开关柜的技术参数XGN2-10系统额定电压10kV电压10kV最高工作电压11.5kV额定电流2000—3150A长期工作电流363.74A额定开断电流40kA短路电流周期分量6.92kA额定动稳定电流100kA短路冲击电流最大值12.73kA额定热稳定电流40kA热稳TE30.34[(kA)2S]热稳定时间4s操作方式电磁式、弹簧储能式一一7无功补偿(1)无功补偿概述电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%Z上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。电力系统中的无功电源由三部分组成：1发电机可能发出的无功功率(一般为有功功率的40%〜50%2无功功率补偿装置(并联电容器和同步调相机)输出无功功率。3110kV及以上电压线路的充电功率。电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。电压低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。电压下降到额定电压值的60%〜70%\用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁。所以进行无功补偿是非常有必要的。(2)无功补偿的计算补偿前cos1=0.86,求补偿后达到0.9。因此可以如下计算：设需要补偿XMva的无功… P'则 cos2=—— (3-2)=0.9 7606 =0.9V176062~~（3732X）2解得X=48.25MVar(3)无功补偿装置无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。 并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行， 它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性,降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。并联电容器装置的分组分组原则①对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。②配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。③终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过 2.5%。分组方式并联电容器的分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、带总断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中等容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的要求，而且还要满足开断短路的要求，这种分组方式应用较多，因此采用等容量分组方式。并联电容器装置的接线并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种。 经常采用的还有由星形派生出的双星形，在某种场合下，也有采用由三角形派生出的双三角形。从《电力工程电气设计手册》 (一次部分) 502页表 9—17可比较得出，应采用 Y形接线，因为这种接线适用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清晰。并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方式。选用 BFM1—1500—3型号的高压并联电容器 2台额定电压 11kV。额定容量 500kVar。

8防雷保护的规划在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性 ，还有大气过电压，就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。(1)型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。(2)额定电压的选择:Un=Uns=35kv因此选FZ-35避雷器，其参数如下表6-1:避雷器参数型号额定电压(kv)灭弧电压后效值(kv)工频放电电压后效值(KM冲击放电电峰值(1.5/20s)不大于(KS8/20s冲击残压不大于(KM不小于不大于FCZ-220413438298168134表6-1(3)灭弧电压校验:最高工作允许电压： Um1.15UN1.15最高工作允许电压： Um1.15UN1.153540.25KV直接接地:UmhCdUm0.840.2532.2KV,满足要求。(4)工频放电电压校验:下限值:Ugfxk下限值:Ugfxk0Uxg340.25、323.24KV上限值:上限值:Uqfs1.2Uqfx1.223.2427.87KV<98KVgls glx上、下限值均满足要求。(5)残压校验：UbckbhUmh2.352232.2107Kg134KV满足要求(6)冲击放电电压校验： U，o7==ie=107KW168KV满足要求。所以，所选FZ-35型避雷器满足要求。10KV侧避雷器的选择和校验(1)型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器(2)额定电压的选择：Un=Uns=10kv因此选FS8-10避雷器，其参数如下表6-2:避雷器参数型号额定电压(kv)灭弧电压后效值(kv)工频放电电压后效值(KM冲击放电电峰值(1.5/20s)不大于(KS8/20s冲击残压不大于(KM不小于不大于FS8-1012.7106263162.550表6-2(3)灭弧电压校验:最高工作允许电压： Um1.15Un1.151011.5KV直接接地：UmhCdUm0.811.59.2KV，满足要求(4)工频放电电压校验:下限值:Ugfxk°下限值:Ugfxk°Uxg11.5.319.92KV上限化 Ugfs1.2Ugfx1.219.9223.90Kg31KV上、下限值均满足要求。(5)残压校验：UbckbhUmh2.35229.230.57KV<50KV满足要求(6)冲击放电电压校验： ，梆=8=30.57KV<62.5KV,满足要求。所以，所选FS8-10型避雷器满足要求。第三篇计算书一、主变容量的计算1、根据任务书提供的资料，主变容量的计算如下：EPi=1789+5817=7606(kw)EQi=898+2834=3732(kvar)S(P)2(Q)2=,7606237322=8472.25kVA????S所用=Zj ????????=20/0.88+5.8/0.85+2 •(11/0.79)+10.5/0.5+14.6/0.8+14+11==121.64(kVA)S总=8472.25+121.64=8593.89(kVA)Sn=70%S=6015.723(kvA)根据计算结果应选择SZ9-6300/35型变压器二.所用变容量S所=121.64kVASn所=70%吩=85.148kVA根据计算结果应选择S9-100/