电气工程设计某kv变电站设计

..;;目录摘要 IAbstract II第1章绪论 11.1原始资料分析 11.1.1设计原始资料 1第2章电气主接线设计 32.1电气主接线的概念及要求 32.2.1电气主接线的概念 32.2.2电气主接线的要求 32.2变压器的选择 32.3电气主接线的形式 42.3.1单母线接线 42.3.2双母线接线 52.3.33/2断路器接线 62.4电气主接线的技术比较 62.4.1方案一 72.4.2方案二 72.4.3两方案经济比较 82.4.4所用电设计 82.5220kV变电站的电气主接线简图 10第3章短路电流计算 113.1短路概述 113.2短路参数计算 113.2.1变压器参数计算 113.2.2系统等效阻抗图 133.2.3短路点的确定及各点短路电流的计算 133.2.410kV馈线侧限流电抗器的选择与校验 163.2.5重新计算10kV并列运行时短路电流 173.3短路电流计算数据表 18第4章主要电气设备的选择 194.1电气设备选择及校验原则 194.2220kV电压等级电气设备选择 204.2.1对220kV侧的分析计算 204.2.2220kV侧断路器的选择与校验 214.2.3220kV隔离开关的选择和校验 234.2.4互感器的作用与特点 244.2.5电流互感器选择与校验 244.2.6电压互感器选择 264.2.7母线的选择与校验 264.3110kV电压等级电气设备选择 274.3.1对110kV侧的分析计算 274.3.2110kV母线侧断路器的选择与校验 284.3.3110kV母线隔离开关的选择和校验 294.3.4电流互感器选择与校验 304.3.5电压互感器选择 314.3.6母线的选择与校验 324.3.7110kV馈线侧断路器的选择与校验 334.3.8110kV馈线侧隔离开关的选择与校验 344.3.9110kV馈线侧线路导线的选择与校验 354.410kV电压等级电气设备选择 364.4.110kV出线电缆的选择与校验 364.4.210kV高压开关柜选择 374.4.310kV电流互感器选择与校验 384.4.410kV电压互感器选择 384.4.510kV馈线无功补偿设备的选择 384.5设备清单 39第5章电气布置 405.1电气布置概述 405.2高压配电装置的选择 405.3本设计电气布置 42结论 44致谢 45参考文献 46第1章绪论1.1原始资料分析1.1.1设计原始资料根据电网规划和厦门市电力负荷发展的需要，拟在厦门岛内新建一座2180MVA220/110/10kV变电所，简称HB变电所。(1)变电所概况所址概况拟建的HB220kV变电所位于仙岳路北面，场地已成形，地形开阔，交通方便，安兜至半兰山220kV线路可就近开断后接入该变电站。气象条件极端最高气温：38.5℃；极端最低气温：2℃；月平均最高气温：28.3℃；月平均最低气温：12.5℃；强风向风速：28m/s；多年平均风速：3.2(2)系统对本变电所技术要求变电所建设规模:远期规模主变台数及容量2×180MVA电压等级220/110/10kV各电压等级进出线回路220kV线路：6回110kV线路：本期出线5回，备用7回10kV线路：20回主变型式：三相三绕组有载调压电力变压器，有载调压范围220±8×1.25%/121/10.5kV主变中性点直接接地(3)电气参数及负荷资料220kV母线穿越功率：800MVA220kV线路最大的输送容量：320MVA110kV母线穿越功率：200MVA110kV线路：每回线最大输送容量25000kVA10kV线路：每回线最大输送容量2500kVA负荷同时率取0.8，考虑有无功补偿设备取=0.95，最大年利用小时数小时/年。所用电率0.12%。分析以上资料，可以初步得出：负荷资料可用于后面计算母线长期工作电流，而所用电率可以用来选择所用变压器。1.1.变电所电气主接线设计。所用电接线设计（结合电气主接线一起考虑）。短路电流计算。220kV、110kV及10kV主要电气设备选择。全所总平面布置图及主接线图。主要电气设备材料汇总表。第2章电气主接线设计2.1电气主接线的概念及要求2.2.1电气主接线的概念在发电厂和变电站中,发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互感器、避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能生产、汇集和分配的电气主回路。这个电气主回路被称为电气主接线。主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节[1]。2.2.2电气主接线的要求电气主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求[7]。主接线应保证对用户供电的必要可靠性：能长期，持续，正常的向用户供电的能力，因此必须考虑设备的备用，并有一定的裕度。主接线必须运行灵活、检修方便；能满足：调度时的灵活性要求，检修时的灵活性要求，扩建时的灵活性要求。主接线应保证投资少，运行费用低。（4）对有扩建的工程还应考虑扩建发展的可能性2.2变压器的选择变压器就是把交流电源按要求升高或降低，应用在电力系统中供输电和配电使用的变压器称为电力变压器。通常电力变压器都是油浸式，铁芯和绕组都浸放在变压器油中，各绕组的端点通过绝缘套管引到油箱的外面，以便与外线路连接。因此，电力变压器主要有五部分组成：铁芯、带绝缘的绕组、变压器油、油箱绝缘套管[20]。一般主变压器的容量根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定，对于有重要负荷的变电所，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70%～80%[1]。因此本次变电所设计是按70%全部负荷来选择变电所装设变压器的单机总装容量为：；即：。因此选用2*180MVA,三相三绕组有载调压变压器,调压范围为：220±8×1.25%/121/10.5kV；接地方式为中性点直接接地。因此选择型号为SFPSZ9-18000/220三相、油浸、风冷、强迫油循环，三绕组铜导线有载调压220kV级变压器。变压器参数如下：型号：SFPSZ9-180000/220生产厂商：山东电力设备厂型

号

SFPSZ9-180000/220

额定容量

180/180/54

MVA

额定电压

（220±8×1.25%）/121/10.5

kV

联结组标号

YNyn0d11

短路阻抗

高-中

14.0%

高-低

50.0%

中-低

36.0%

空载损耗

72

kW

负载损耗

713

kW2.3电气主接线的形式2.3.1单母线接线单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置，另外隔离开关仅用于检修，不作为操作电器，不易发生带负荷拉刀闸事故。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电[1]。（如图2-1）图2-1单母线接线简图改进方案一：单母线分段：可靠性有一定程度的提高，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少。（如图2-2）适用范围[9]：6-10kV配电装置出线6回以上每一分段所接容量小于25MW35-60kV配电装置出线4-8回110-220kV配电装置出线3-4回图2-2单母线分段接线简图改进方案二：单母带旁路：可不停电的检修任意一台出线断路器，但旁路母线不能代替母线工作，旁路系统增加了许多设备，造价昂贵。只有在出线断路器不允许停电检修的情况下，才设置旁母，凡采用多年不需检修的SF6断路器可不设旁母[7]。2.3.2双母线接线双母线接线具有两组母线，通过母线联络线断路器（母联）连接，每一回路都经过线路隔离开关、断路器和两组母线隔离开关分别与两母线连接。双母线接线的特点是[1]：（1）正常工作时，工作母线带电，备用母线不带电，所有电源和出线回路都连接在工作母线上；（2）检修任一组母线都不必停止对用户供电；（3）检修任一台出线断路器可用临时跨条连接，该回路仅需短时停电；（4）检修任一进出线母线隔离开关时，所有其余回路可不停电。双母线接线的优点是比单母线接线，停电机会减少了，必需的停电时间也缩短了，运行的可靠性和灵活性显著提高，且扩建比较方便。缺点就是投资增多了，配电装置复杂。同时在运行中需将隔离开关作为操作电器，容易造成事故[7]。适用范围[9]：6～10kV配电装置短路电流很大，出线需带电抗器；35～60kV配电装置出线回路8回及以上时，或连接电源较多，负荷较大；110～220kV配电装置出线回路5回及以上时，或者出线回路为4回但在系统中地位重要时。双母线分段接线：将工作母线分为两段，可以看为单母线分段和双母线相结合的一种形式，它增加了一台分段断路器和一台母联断路器。双母线分段接线具有单母线分段和双母线两者的特点，有比较高的可靠性和灵活性。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段[7]。适用范围：中小型发电厂的6～10kV发电机电压母线；220kV配电装置进出线回路10～14回时，可在一组母线上分段，进出线回路15回及以上者，两者母线均可分段；330～500kV配电装置出线回路6回及以上时，可采用双母线3分段或4分段。2.3.33/2断路器接线每两回进出线占用3台断路器构成一串，接在两母线之间，因而称为3/2接线，又称为一台半断路器接线。（如图2-3）特点：可靠性高，任何一个元件故障均不影响其他元件运行，母线故障时与其相连的断路器都会跳开，但各回路供电不受影响；调度灵活，正常运行时两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环供电，调度灵活方便；与双母线带旁路相比，它的配电装置结构简单，占地面积少，土建投资少。隔离开关仅做隔离电源用，不易产生误操作[1]。图2-33/2接线简图适用范围：大型发电厂和变电所的超高压配电装置（330～500kV）中，一般进出线数在6回及以上。2.4电气主接线的技术比较2.4.1方案一由设计任务书可知：远期220kV进出线回路为4回，110kV进出线回路为12回，10kV进出线回路为20回。220kV接线方案如下：双母线接线；图2-4双母线接线简图110kV接线方案选定参考《220～500kV变电站设计技术规程》规定，220kV变电所中的110kV配电装置，当出线回路数在6回以下时宜采用单母线或分段单母线接线，6回及以上时，宜采用双母线接线，当110kV出线为7回以上，可采用有专用旁路断路器的双母线带旁路母线接线，另凡采用多年不需检修的SF6断路器可不设旁母[9]。本次设计220kV，110kV断路器均采用SF6断路器，因此110kV主接线选用双母线接线。10kV配电装置电气主接线方案选定为单母线分段接线。单母线分段接线克服了母线不分段的缺点，减少了母线故障或检修时的停电范围。显然，分段数愈好，停电范围愈小，但段数过多，将增多开关设备使配电装置复杂，通常分段数与电源数相等。且一般都使负荷均匀地分配在各段上。本次设计10kV由2台主变供电，故只分为二段，且各段母线上均有10回出线。2.4.2方案二220kV采用双母线分段接线。图2-5双母线分段接线简图110kV主接线选用双母线接线。10kV配电装置电气主接线方案选定为单母线分段接线。主接线的技术比较，主要比较个方案的供电可靠性和运行灵活性。方案一、二均有较高的可靠性和灵活性，均能满足设计要求。2.4.3两方案经济比较主接线方案经济比较内容：（1）、变电站总投资=变压器综合投资+配电装置综合投资[7]。其中n为配电装置的间隔数；为某间隔的综合投资。方案一，方案二中的110kV，10kV接线方式相同，投资相等，因此只需比较220kV侧的投资。方案一：（万元）（万元）。方案二：（万元）（万元），比较得方案一造价较低。（2）、年运行费用，包括设备折旧费，维修费，电能损耗费。折旧费，对于变压器：；对于配电装置：；即；维修费；电能损耗费，设定当地电价为0.45元/（kW.h）。主变全年电能损耗为。由于方案一，二均采用同一型号的变压器，负荷相等，损耗也相同，所以年运行费用只需比较前两者。方案一：（万）；（万）方案二：（万）；（万）明显方案一的年运行费用低于方案二。在满足可靠性等技术要求的前提下，主接线形式的确定也应该考虑经济性，所以本次设计主接线选择方案一。2.4.4所用电设计根据已知所用电率为0.1%，可以选择所用降压变额定功率必须大于或等于：180*0.1%=180kVA。考虑所用变的暗备用，选择型号：2×315kVA薄绝缘带填料环氧浇注干式变压器SC(B)9-315/10kV系列变压器，生产商：韶关变压器厂。SC(B)9-315/10kV变压器数据见表4-22。表4-2210kV变压器技术参数表额定容量(kVA)额定电压(kV)损耗(kW)短路阻抗(%)空载电流(%)高压低压空载负载315100.40.923.604.01.2所用电接线方式为，单母线使用隔离开关分段。（如图2-6）图2-6所用电接线简图2.5220kV变电站的电气主接线简图主接线简图如下所示：图2-7变电站接线简图第3章短路电流计算3.1短路概述“短路”是电力系统的运行过程中时常发生的故障。短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中性线)之间的连接。短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害，短路故障分为对称短路和不对称短路。其中三相短路造成的危害最严重[1]。所以本次设计中的短路计算均为三相短路情况的计算。为了减少短路对电力系统的危害，可以采取限制短路电流的措施，在线路上加装电抗器，但最主要的措施是快速将发生短路的部分与系统其它部分隔离。短路电流计算，是为了合理选择有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限流的措施。根据本次变电站设计的任务书，计算出系统最大运行方式下的三相短路电流，为母线和电气设备的选择和校验做好准备，若短路电流过大，就要考虑采取限流措施，如加装限流电抗器。短路电流计算的假定条件：认为短路过程中，所有发电机电势的相位及大小都相同；不计磁路饱和；不计变压器励磁电流；系统所有元件之计入电抗；短路为金属性短路且认为三相系统是对称的[2]。3.2短路参数计算3.2.1变压器参数计算在短路电流计算中，一般取容量基准值为100MVA，对各级电压基准值取其平均电压表示为：根据上述公式，故电流基准值和阻抗基准值可算出：主变参数的计算：已知变压器短路电压百分比为：变压器铭牌给出的短路电压百分比都是归算到各绕组中通过变压器额定电流的数值，因此计算电抗时无需归算。从而可得===根据三相三绕变压器阻抗标么值计算公式：于是用标幺值计算各阻抗标么值如下：3.2.2系统等效阻抗图图3-1系统等效电抗图3.2.3短路点的确定及各点短路电流的计算首先，当220kV侧母线发生短路，即在图中的220kV母线d1点发生短路故障时的等效阻抗图如下图3-2所示.图3-2220kV侧母线发生短路时的等效阻抗图由上图分析计算可得：由公式：得，根据前面算得的数据：110kV侧母线发生短路时，其等效阻抗图如图3-3所示.图3-3110kV侧母线发生短路时等效电抗图图中阻抗：即根据得110kV侧短路电流值为：10kV侧短路电流的计算：由于10kV采用了单母线分段接线，所以10kV侧的三相短路情况有以下两种：一是单母线分列运行时的短路电流；二是单母并列运行时的短路电流。即10kV短路电流的计算有两种类型，选择短路电流值较大的作为后面计算和选择的依据。（1）、分列运行图3-410kV单母分列运行等值电路图分析后，计算可得电源到短路点的电抗标么值：，从而得短路电流标么值为由得：（2）、并列运行图3-510kV单母并列运行等值电路图电抗计算：从而得短路电流标么值为由得：3.2.410kV馈线侧限流电抗器的选择与校验由于10kV侧短路电流为36.087kA，冲击电流值为93.695kA，电流过大无法选择设备，故加装限流电抗器。母线的最大工作电流初选型号为XKDGKL-10-1500-4干式空心限流电抗器，参数如下表.表3-1电抗器参数表型号额定电压(kV)额定电流(A)额定电抗(%)单相容量(kVA)额定电感(mH)单相损耗(kw)动稳定电流(kA)4S热稳定电流(kA)XKDGKL-10-1500-41015004646.40.496.69195.6337.53.2.5重新计算10kV并列运行时短路电流系统等值阻抗图：图4-110kV单母并列运行等值电路图从而得短路电流标么值为由得：，电抗器动稳定，热稳定校验：动稳数据比较满足要求；热稳数据比较，满足要求。3.3短路电流计算数据表为了对后面的电气设备选择和校验以及系统安全的考虑，现对短路电流计算结果列出表3-1如下，单位：kA。通过数据表格，我们可以方便的对各电压等级下的短路电流、次暂态电流、稳定短路电流和三相短路冲击电流有直观的比较，方便后面的设计任务。其中为短路电流，为稳定短路电流，次暂态电流，为冲击电流，，冲击系数取1.8表3-2短路电流计算数据表（单位：kA）短路点电压等级220kV25.23425.23425.23464.235110kV10.16210.16210.16225.86810kV分列19.06719.06719.06748.53710kV并列36.80736.80736.80793.69510kV并列,加装电抗器13.2513.2513.2518.73第4章主要电气设备的选择4.1电气设备选择及校验原则[1]在变电所中，根据电能生产、转换和分配等各环节的需要，配置了各种电气设备。其中直接参与生产、交换、传输、分配和消耗电能的设备称为电气一次设备。为保证工作的可靠性及安全性，必须按正常运行情况选择设备；按短路情况校验设备，即在短路情况下，能满足动稳定和热稳定的要求。同时兼顾今后的发展，选用性能价格比高、技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。(1)按正常工作条件选择设备①按使用环境选择设备：产品制造上分户内型及户外型，户外型设备工作条件较差，选择时要注意。②按正常工作电压选择设备额定电压：选择设备时应使装设地点的电网额定电压小于或等于设备的额定电压，即③按工作电流选择设备额定电流：所选设备的额定电流应大于或等于所在回路的最大长期工作电流，即有关手册给出的各种电器的额定电流，均是按标准环境确定的，当设备实际使用环境不同时，应对其额定电流进行修正。（2）按短路情况进行动稳定和热稳定校验①短路动稳定校验，动稳定条件为式中所在回路的冲击短路电流，；设备允许的动稳定电流（峰值），。②短路热稳定校验，热稳定条件为式中为设备的热稳定电流，t为允许持续时间，即为设备允许承受的热效应；为该回路的短路电流热效应，单位是③为了保证设备在短路时的安全，用于校验动稳定、热稳定和开断能力的短路电流，必须是实际可能通过该设备的最大短路电流。（3）电气设备校验项目在工程设计中，选择各类电气设备和载流导体时，除了上述的基本条件外，还应考虑它们在系统中不同的功能，根据其特殊的工作条件进行校验。表4-1列出了各种电气设备选择时应校验的项目[3]。表4-1选择电气设备时应校验的项目序号项目设备额定电压额定电流额定断流容量短路电流校验动稳定热稳定1断路器是是是是是负荷开关是是是是是隔离开关是是是是2电流互感器是是是是电压互感器是3母线是是是是电缆是是是4限流电抗器是是是是5说明设备额定电压和线路工作电压相符设备额定电流大于工作电压相符断流容量应大于短路容量按三相冲击电流校验按三相稳态短路电流校验4.2220kV电压等级电气设备选择4.2.1对220kV侧的分析计算母线侧由于负荷均分：∴进线侧终期220kV进线4回，故每回线最大负荷为总负荷的1/4，即取∴4.2.2220kV侧断路器的选择与校验高压断路器是电力系统中最重要的开关设备之一。由于断路器具有良好的灭弧性能，因此它不仅能安全的切合负荷电流，而且能在系统发生短路故障时，在保护装置的作用下可靠和迅速地切除短路电流。目前在电力系统中高压断路按灭弧介质的不同可分为油断路器（少油和多油）、空气断路器、断路器、真空断路器等；按安装场所可分为户外式和户内式[1]。断路器的选择内容包括：选择型式：断路器的选择应在全面了解其使用环境的基础上，结合产品的价格和已运行设备的使用情况加以确定。在我国不同电压等级的系统中，选择断路器的大致情况是：电压等级在35kV及以下的可选用户内式少油断路器、真空断路器或断路器；电压等级在110～330kV范围，可选用户外式少油断路器或断路器；500kV电压等级一般选用户外式断路器[7]。因此220kV侧断路器选用断路器，户外型。选择额定电压：；其中；选择额定电流：；故选择断路器型号LW12-220，其断路器技术参数表如表4-2所示.表4-2LW12-220户外高压断路器参数表型号额定电压最高电压额定电流额定频率额定短路开断电流额定短路关合电流(峰值)LW12-220220252315050501253s短时额定耐受电流额定峰值耐受电流气体年漏气率(%)机械寿命(次)断路器总重量(kg/台)生产单位50125﹤11000011000沈阳高压开关校验开断能力：为使断路器安全可靠地切除短路电流，应满足（kA）式中，为断路器的额定开断电流，；为刚分电流（断路器触头刚分瞬间的短路全电流有效值），。其中，t1=继电保护（主保护）时间+断路器固有分闸时间；当t1﹥0.1s时，非周期电流的相对值已衰减到20%以下，对影响可以忽略不计。这样，校核条件即变为根据已知继电保护（主保护）时间为0.1s,断路器固有分闸时间为0.03s，因此，≈，=50故满足开断能力。校验动稳定；，满足动稳定要求。⑥校验热稳定当时，，满足热稳定要求。故选择户外LW12－220型SF6断路器能满足要求，由上述计可列出下表4-3.表4-3断路器校验结果设备项目LW12－220产品数据计算数据220kV220kV3150A236.19A125kA64.235kA50kA25.234kA4.2.3220kV隔离开关的选择和校验隔离开关是一种具有明显断开间隙，而没有灭弧装置的开关，主要用以保证电气设备的安全检修。由于隔离开关没有灭弧装置，严禁“带负荷拉刀闸”，否则在隔离开关触头间可能形成很强的电弧，会损坏设备并严重危及人身安全[7]。隔离开关的分类按安装地点可分为户外式和户内式两种；按支持瓷柱数目可分为单柱式、双柱式和三柱式；按刀闸运动方向可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动和插入式[7]。（1）根据隔离开关型式选择220kV选用GW4系列户外高压隔离开关。（2）按额定电压和电流选择；其中；故选择隔离开关型号GW4-220W/1600，其技术参数表如表4-4所示.表4-4GW4-220W/1600隔离开关参数表型号额定电压额定电流额定峰值耐受电流3s额定短时耐受电流生产厂家GW4-220W/1600220160012550沈阳高压开关有限公司（3）校验动稳定；，满足动稳定要求。（5）校验热稳定，满足热稳定要求。由以上计算表明选择GW4-220W/1600高压隔离开关能满足要求，列出下表（表4-5）.表4-5隔离开关校验结果设备项目GW4-220W/1600产品数据计算数据220kV220kV1600A236.19A125kA64.2354.2.4互感器的作用与特点[1]互感器包括电压互感器和电流互感器，将一次系统的高电压、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。其具体作用是：（1）将一次系统各级电压均变成100V以下的低电压，将一次系统的电流均变为5A以下的小电流，以便于测量仪表和保护装置标准化、小型化，便于屏内安装。（2）将一次系统与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。根据分析互感器的特点可以知道电流互感器不能开路运行，电压互感器不能短路运行。4.2.5电流互感器选择与校验1、额定电压的选择电流互感器的额定电压应满足：其中电流互感器的额定电压kV；电流互感器安装处的电网电压，220kV。2、额定电流的选择与额定电流比的确定电流互感器一次绕组的额定电流已标准化，应选择比一次回路最大长期工作电流Imax略大一点的标准值。额定电流比也随之确定，。根据已知数据，故选择户外型CT，其参数见下表4-6.表4-6电流互感器参数表型号额定电流比级次组合准确级次10%倍数3s热稳动稳定20电流kA倍数电流kA倍数2×750/50.2S/5P/5P/5P/5P/5P0.20.5P501253、热稳定检验电流互感器热稳定能力常以3s允许通过一次额定电流Ie1的倍数Kr来表示，即：，满足热稳定要求。4、动稳定校验内部动稳定校验：电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值（EQ\A()\R(,2)Ie1）的倍数kd—动稳定电流倍数，表示其内部动稳定能力，应满足：EQ\A()\R(,2)Ie1kd≥EQ\A()\R(,2)Ie1kd=EQ\A()\R(,2)*125>，满足要求。外部动稳定校验：相间电流的相互作用的电动力可能使瓷绝缘电流互感器损坏，按以下公式校验：Fy≥0.5×1.73icy2×EQ\F(L,α)×10-7N由以上计算表明选择电流互感器能满足要求，列出下表.表4-7设备项目产品数据计算数据220kV220kVEQ\A()\R(,2)Ie1kd≥176.75kA64.2354.2.6电压互感器选择电压互感器的选择内容包括：根据安装地点和用途，确定电压互感器的结构类型、接线方式和准确级；确定额定电压比；计算二次负荷，使其不超过准确度的额定容量[1]。选择结构类型、接线方式和准确级。选择额定电压，额定容量。220kV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器，再根据装设地点、用途和互感器的额定容量选用YDR-220户外型PT，其参数见表4-8.表4-8户外型JDQXH6-220电压互感器参数表型号额定电压（kV）二次额定容量（VA）最大容量（VA）一次线圈二次线圈剩余线圈0.2级0.5级3P级JDQXH6-220220/0.1/0.17522030012004.2.7母线的选择与校验在变电站和发电厂，为了汇集、分配和传输电能，常常需要设置母线。变电站屋内和屋外配电装置的主母线、变压器等电气设备与配电装置母线之间的连接导线、各种电器之间的连接导线，统称为母线[1]。母线的选择内容包括：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；对重要的和大电流的母线，校验其共振频率；对于110kV及以上的母线，还应校验能否发生电晕[1]。母线截面的选择有两种方法：（1）按最大长期工作电流选择；（2）按经济电流密度选择。发电厂及变电站主母线按最大长期工作电流选择，出口母线及较长回路的导线，则按经济电流密度选择[1]。现220kV母线按最大长期工作电流选择：流过母线的最大工作电流根据《发电厂电气部分》附表，选用截面LGJ-400型矩形钢芯铝绞线且为软母线。导线参数为：其载流量为，；集肤系数，最高允许温度为80℃，按导体平放，其，，计及温度修正：显然，，可满足母线正常发热要求。热稳定校验应满足的动稳定最小截面：其中，查表得C=87计算得满足热稳定要求的母线最小截面为：所选用母线截面，满足热稳定要求。（3）动稳定校验同于220kV母线选用软母线，其机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，故可不必对其动稳定性进行校验。根据设计手册，220kV电压等级线路导线型号大于LGJ-240时，不必校验电晕，所以不验算电晕效应LGJ-400即能满足要求，见表4-9表4-9母线校验结果设备项目LGJ-400产品数据计算数据751.6496.0S≥Smin400mm372.5mm4.3110kV电压等级电气设备选择4.3.1对110kV侧的分析计算母线侧馈线侧：每回线路最大输送容量为25MVA，即4.3.2110kV母线侧断路器的选择与校验110kV母线侧断路器按以下方式选择与校验（同220kV母线断路器选择）（1）、额定电压：（2）、额定电流：，（3）、按开断电流选择：（4）、短路关合电流：根据上述要求，选择断路器型号LW14-110，其断路器技术参数表如表4-10所示.表4-10LW14-110户外高压断路器参数表型号额定电压最高电压额定电流额定频率额定短路开断电流额定短路关合电流(峰值)LW14-110110115200050401004s短时额定耐受电流额定峰值耐受电流气体年漏气率(%)机械寿命(次)额定分闸时间额定合闸时间40100﹤0.530000.03S0.15S（来源于厂家资料）（5）、较验开断能力：为使断路器安全可靠地切除短路电流，应满足（kA）式中，为断路器的额定开断电流，；为刚分电流（断路器触头刚分瞬间的短路全电流有效值），。其中，t1=继电保护（主保护）时间+断路器固有分闸时间；当t1﹥0.1s时，非周期电流的相对值已衰减到20%以下，对影响可以忽略不计。这样，校核条件即变为根据已知继电保护（主保护）时间为0.1s,断路器固有分闸时间为0.03s，因此，≈，=40故满足开断能力。（6）、校验动稳定；，满足动稳定要求。（7）、校验热稳定，满足热稳定要求。故选择户外LW14-110SF6断路器能满足要求，由上述计可列出下表.表4-11断路器校验结果设备项目LW14－110产品数据计算数据110kV110kV2000992.3100kA25.868kA40kA10.162kA4.3.3110kV母线隔离开关的选择和校验（1）、按额定电压选择；（2）、按额定电流选择根据以上数据，初选型号为GW6-110W/1250，其技术参数表如表4-12所示.表4-12GW6-110W/1250隔离开关参数表型号额定电压额定电流额定峰值耐受电流4s额定短时耐受电流生产厂家GW6-110W/125011012508031.5沈阳高压开关有限公司（3）校验动稳定；，满足动稳定要求。（5）校验热稳定，满足热稳定要求。由以上计算表明选择GW6-110W/1250高压隔离开关能满足要求，列出下表.表4-13GW6-110W/1250高压隔离开关校验结果设备项目GW6-110W/1250产品数据计算数据110kV110kV1250992.3A80kA25.868kA4.3.4电流互感器选择与校验1、额定电压电流互感器的额定电压应满足：其中电流互感器的额定电压kV；电流互感器安装处的电网电压，110kV。2、额定电流的选择与额定电流比的确定根据已知数据，故选择户外型CT(大连第一互感器厂)，其参数见下表4-14.表4-14电流互感器参数表型号额定电流比级次组合准确级次10%倍数3s热稳动稳定20电流kA倍数电流kA倍数2×600/50.2S/0.5/5P/5P/5P0.20.5P31.580-115（厂家资料）3、热稳定检验：（同220kV电流互感器校验）要求：，满足热稳定要求。4、动稳定校验：（同220kV电流互感器校验）EQ\A()\R(,2)Ie1kd≥EQ\A()\R(,2)Ie1kd=EQ\A()\R(,2)*100=141.4≥，满足要求。由以上计算表明选择电流互感器能满足要求，列出下表表4-15电流互感器校验结果设备项目产品数据计算数据110kV110kVEQ\A()\R(,2)Ie1kd≥141.4kA25.868kV4.3.5电压互感器选择1、选择结构类型、接线方式和准确级。2、选择额定电压，额定容量。据装设地点、用途和互感器的额定容量选用户外型PT，其参数见表4-16.表4-16户外型电压互感器参数表额定电压比额定输出剩余电压绕组额定输出一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.20.51.03PkVVAVA110/√30.1/√30.1测量绕组100VA，0.2级200VA，0.5级保护绕组150VA，3P级保护绕组250VA，3P级300VA，3P级（测量绕组输出100VA，保护绕组输出150VA）

（厂家资料）4.3.6母线的选择与校验发电厂及变电站主母线按最大长期工作电流选择，出口母线及较长回路的导线，则按经济电流密度选择[1]。现110kV母线按最大长期工作电流选择：流过母线的最大工作电流根据《发电厂电气部分》附表，选用截面LGJ-500/35型矩形钢芯铝绞线且为软母线。导线参数为：载流量为，；集肤系数，外径30mm,最高允许温度为80℃。按导体平放，其，，计及温度修正：,(不满足)重新按经济电流密度校验，导体的经济截面可由下式：J取1.24A/mm2选择LGJ-630/55，按导体平放，其，显然，，可满足母线正常发热要求。热稳定校验应满足的动稳定最小截面：其中，查表得C=87计算得满足热稳定要求的母线最小截面为：所选用母线截面，满足热稳定要求。（3）动稳定校验同于110kV母线选用软母线，其机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，故可不必对其动稳定性进行校验。根据设计手册，110kV电压等级线路导线型号大于LGJ-50时，不必校验电晕，所以不验算电晕效应LGJ-630/55即能满足要求表4-17110kV母线校验结果设备项目LGJ-630/45产品数据计算数据1013.6992.3AS≥Smin630mm149.1mm4.3.7110kV馈线侧断路器的选择与校验110kV母线侧断路器按以下方式选择与校验（1）、额定电压：（2）、额定电流：，（3）、按开断电流选择：（4）、短路关合电流：根据上述要求，选择断路器型号少油户外高压断路器，其技术参数表如表4-18所示.表4-18户外高压断路器参数表型号额定电压最高电压额定电流额定频率额定开断电流额定短路关合电流(峰值)LW14-11011011512005015.8414s短时额定耐受电流耐受电流固有分闸时间固有合闸时间`15.8410.07S0.4S（厂家资料）（5）、验开断能力：为使断路器安全可靠地切除短路电流，应满足（kA）式中，为断路器的额定开断电流，；为刚分电流（断路器触头刚分瞬间的短路全电流有效值），。其中，t1=继电保护（主保护）时间+断路器固有分闸时间；当t1﹥0.1s时，非周期电流的相对值已衰减到20%以下，对影响可以忽略不计。这样，校核条件即变为根据已知继电保护（主保护）时间为0.1s,断路器固有分闸时间为0.03s，因此，≈，=15.8(kA)故满足开断能力。（6）、校验动稳定；，满足动稳定要求。（7）、校验热稳定，满足热稳定要求。故选择户外SF6断路器能满足要求，由上述计可列出下表：表4-19断路器校验结果设备项目产品数据计算数据110kV110kV项目产品数据计算数据1200131.241kA25.868kA15.8kA10.162kA4.3.8110kV馈线侧隔离开关的选择与校验（1）、按额定电压选择；（2）、按额定电流选择根据以上数据，初选型号为GW4-110W/1000，其技术参数表如表4-12所示表4-20GW6-110W/1250隔离开关参数表型号额定电压额定电流额定峰值耐受电流4s额定短时耐受电流生产厂家GW4-110W/100011010008025沈阳高压开关有限公司（3）校验动稳定；，满足动稳定要求。（5）校验热稳定，满足热稳定要求。由以上计算表明选择GW4-110W/1000高压隔离开关能满足要求，列出下表表4-21高压隔离开关校验结果设备项目GW4-110W/1000产品数据计算数据110kV110kV1000131.280kA25.868kA4.3.9110kV馈线侧线路导线的选择与校验按经济电流密度选择，导体的经济截面可由下式：J取1.24A/mm2选择LGJ-95，按导体平放，其，计及温度修正：显然，，可满足母线正常发热要求。热稳定校验应满足的动稳定最小截面：其中，查表得C=87计算得满足热稳定要求的母线最小截面为：，不满足要求，所以重选型号为LGJ-185型参数：满足热稳、动稳要求。根据设计手册，110kV电压等级线路导线型号大于LGJ-50时，不必校验电晕，所以不验算电晕效应表4-22110kV母线校验结果设备项目LGJ-185产品数据计算数据℃308.1131.2S≥Smin185mm150.9mm4.410kV电压等级电气设备选择4.4.110kV出线电缆的选择与校验最大负荷持续工作电流根据此侧Tmax＝4000h/y及经济电流密度表，选择经济电流密度J=0.88A/则导体的经济截面按以上计算和设计任务要求可选择10kv普通粘性浸渍纸绝缘三芯铝电力电缆型号为ZLQ2-240,缆芯截面为240，载流量为285A.正常允许最高温度为60℃，r=0.238Ω/km，x=0.077Ω/km。按长期发热允许电流校验电缆载流量的校正系数为=1.09（取土壤的温度为20℃），当电缆间距取300mm时,查表得=1，=1。则单根直埋电缆允许载流量为==A>144.3A满足设计要求热稳定校验<满足导线的最小截面的要求。电压降校验<5满足要求。可见，选用单根ZLQ2-240电缆能够满足要求。4.4.210kV高压开关柜选择GBC-12手车式高压开关柜系三相交流50Hz单母线系统的户内成套装置，作为接受和分配10kV的网络电能之用。本型开关柜具有防止误操作断路器、防止带负荷推拉手车、防止带电挂接地线、防止带接地线送电和防止误入带电间隔（简称“五防”）的功能。参数如下表4-23.表4-23GBC-12手车式高压开关柜序号项目单位数据1额定电压kV102最高工作电压kV123额定电流A12504额定开断电流kA255最大关合电流（峰值）kA636额定动稳定电流（峰值）kA6374秒热稳定电流（有效值）kA258额定绝缘水平1分钟工频kV80冲击1859动荷重向上kV约500向下约50010主母线规格（铜、铝）mm100×1011外形尺寸主柜mm1818×2000×2900柜后小室1818×850×290012其中手车重kg630（厂家资料）4.4.310kV电流互感器选择与校验根据要求：初选LA-10型电流互感器，参数如表4-11表4-24LA-10型电流互感器型号额定电流比级次组合准确级次10%倍数1s热稳动稳定10电流kA倍数电流kA倍数600/50.50.55090（厂家资料）热稳定检验电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流Ie1的倍数Kr来表示，即：，满足热稳定要求。4、动稳定校验Ie1kd≥Ie1kd=EQ\A()\R(,2)*90=127.3≥，满足要求。4.4.410kV电压互感器选择电压互感器选择型号：JDZJ-10，其参数如下表4-25.表4-25JDZJ-10电压互感器型号额定变比（kV）二次额定容量（VA）最大容量（VA）一次线圈二次线圈0.5级1级3级400JDZJ-10508020