【S市110kV变电站电气二次初步设计12000字（论文）】

S市110kV变电站电气二次初步设计摘要：本文通过对麻城市的区域考察，通过背景研究发现了变电站建设的重要性，以及麻城市的需求，主要对麻城市110kV的YTH变电站进行了二次初步设计。首先对变电站进行了总体规划，分别对其建设规模、负荷资料进行了具体分析和规划，对变电站中的关键组成部分变压器进行了选型，并确实其建设数量和主要技术参数；同时，对系统的主接线进行了具体分析。其次，对电力系统的电气主接线进行了设计，根据主接线的设计要求，对其进行了具体路线设计和规划，并绘制了主接线原理图；最后，对变电站设计过程中的主要参数进行了计算，对关键元器件进行选用并校核其关键参数；同时重点对继电保护装置进行了设计分析。关键词：变电站二次短路电气设备目录1原始资料分析 41.1变电站总体规划 41.1.1建设规模 41.1.2负荷资料分析 41.1.3变压器的选择及数量确定 41.2系统主接线分析 52电气主接线设计 62.1主接线的设计要求 62.2主接线的具体设计 72.3电气主接线图 83短路电流计算 93.1短路电流计算的重要性 93.2短路点分析 103.3高压侧短路电路相关计算 113.4低压侧短路电路相关计算 124导体及电气设备选择 124.1电气设备选择原则 124.2主要电气设备的选择 134.2.1主变压器的参数校核 134.2.2断路器的选择 144.2.3隔离开关的选择 164.2互感器的选择 174.2.1电压互感器的选择和校验 174.2.2电流互感器的选择和校验 184.3避雷器的选择 195继电保护配置方案及整定计算 205.1变压器的保护配置及整定计算 205.1.1瓦斯保护 205.1.2纵联差动保护 205.1.3零序电流整定计算 215.1.4过负荷整定计算 215.210kV线路整定计算 216总结 22

1原始资料分析1.1变电站总体规划1.1.1建设规模麻城市110kVYTH变电站建设工程，其工程规模主变终期3×50MVA，本期1×50MVA。110kV侧终期采用单母线分段接线，出线4回；本期采用单母线接线，出线2回，利用现有可用的部分线路，结合新建设的部分线路，分别接至白果220kV变电站和木子店110kV变电站。10kV侧终期采用单母线三分段接线，出线36回；本期采用单母线接线，出线12回。1.1.2负荷资料分析根据《麻城市城市总体规划（2012-2030）》中的市域电力工程规划，麻城市预测其市域2020年用电量为22.48亿kWh，2030年用电量为30.40亿kWh，预测其最大电负荷：2020年为608MW、2030年为822MW。变电站规模规划在2030年麻城市总区域内共包括有5座220kV变电站、20座110kV变电站、16座35kV变电站。麻城市YTH变电站主要供电范围为YTH整个区域，通过对该区域的地理位置以及用电情况调查，发现近年来，该区域逐步发展捡拾，建成了各类产业项目，区域内的用电负荷快速增长。结合城市总体电力规划，对区域内的用电负荷进行预测，从而对变电站变电容量进行分析。考虑相邻变电站的负荷能力，通过比较逐年用电量和最高负荷的增长速度，以容载比范围为1.8~2.2考虑得出到2021年、2030年需要110kV变电容量分别为1.68×106kV、2.21×106kV，最大电负荷为38.6MW、74.3MW。本文设计的变电站主变容量以变电站在建成投入使用后，3年内不进行扩建为基本要求，进行主变容量的选择，选择结果为终期建设3×50MVA，本期建设1×50MVA。1.1.3变压器的选择及数量确定主变压器是变电站建立完成投入使用的关键，是整个设计的关键装置，其主要作用是进行功率输出，主要输出对象是电力系统或者是电力使用者，同时主接线形式以及相关电路安排配置都需要先确定主变压器的容量和数量，才能进行相关的形式设计和具体结构配置。通过查阅相关资料，得出以下几点变压器选择要求：（1）根据变电站的设计使用年限、初次设计的容量和最大负荷，要满足未来十年内的电力发展，区域内用电量使用情况。（2）满足输送功率的要求，符合系统的线路设计、载荷大小和相关的运行模式。（3）考虑实际投产使用后各方面的影响因素，主要包括损坏、用电量超负荷和临时故障等，其主要体现在变电站运行过程中，某线路下的主变电压器发生故障，而无法正常运行或是无法使用，其余的主变压器要保证变电站的正常运作，主要变电工作要达到变电站正常运转的百分之八十左右；在线路架设中，如果某一台主要的变压器无法工作，要保证区域内的其他变压器都可正常工作，不受其影响而发生故障或是功率输出大小的改变，满足两种类型的负荷供电需求。即对满足正常运转时的负荷进行计算：S式中，SM——可承受的最大负荷，MVA；N——变电站的主变压器数量，台。为保证所设计的变电站的可靠性以及输送电力的稳定性，选择主变压器为三相两绕组低噪音低损耗油浸式有载调压变压器，型号为SZ11-50000/110，具体参数见表1-1。表1-1主变压器的具体参数工期型号额定容量电压比接线组别终期/本期SZ11-50000/11050MVA110±8×1.25％/10.5kVYN,d111.2系统主接线分析根据麻城市YTH区域的电网现状，结合两个分别要接入的变电站，即白果220kV变电站和木子店110kV变电站，对其接入系统方案进行具体分析。（1）接入白果220kV变电站本文所设计的110kV变电站由220kV白果变电站作为供电电源，本期出线两回接入系统。以钢芯铝绞线为导线，采用分段接线形式，本期单母线接线，规划具体输送线路，并架设光缆接至白果220kV变电站。（2）接入木子店110kV变电站本文所设计的110kV变电站也由110kV白果变电站作为供电电源，本期出线两回，双回设计接入系统。同样以钢芯铝绞线为导线，利用现有的路线，进行路线设计，在线路上架设12芯的光缆到木子店110kV变电站。2电气主接线设计2.1主接线的设计要求电气主接线是整个变电站重要组成部分，整个变电站的运行都依靠主接线的运输和传递，是将各个装置设备连接起来的重要电路。根据主接线的主要作用和重要性对其提出以下几点要求：（1）可靠性可靠性主要指在系统中某个元件或是结构，在指定的条件下可以良好的运用其自身的功能，完成系统中的主要任务，发挥其在系统里的作用。在电气主接线中，其主要要完成电力在各个设备之间的运输工作，为保证整个电力系统的正常运转，电气主接线的设计必须满足可靠性的要求。（2）灵活性在设计方面，灵活性主要包括所设计产品的适应性（即适合于多种情况下使用）和产品的可修改可完善。在电气主接线设计过程中，首先要考虑到设计线路的使用范围、使用环境和线路的适用性，保证线路在不同的环境条件下均可以正常使用，不会发生断开，磨损的情况，保证线路可大范围使用，可以方便快捷的连接各个装置，适用性强。其次，考虑设计的可修改和可完善的情况，当变电站的供电需求增大，或是布局结构的改变，主接线要有足够的灵活性，可在空间范围允许的情况下，进行线路的改变，多接线路进行扩容，或者在某处线路发生故障，可进行更换、维修。（3）经济性经济性是每个设计或是每个产品都需要考虑的实际问题，要在满足所有设计需求的条件下，尽可能的降低成本。在电气主接线方面主要体现在要合理规划线路，尽可能缩短线路；可采用新旧线路共同使用，在线路规划合理的条件下，尽可能使用已有且符合使用要求的旧线路。因此，主接线设计要在满足各项使用要求的前提下，尽可能的减低成本。2.2主接线的具体设计电气主接线的类型主要有5种：单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线和增设旁路母线接线。（1）110kV电压侧接线根据相关规定和资料的查阅，本文所设计的变电站110kV侧终期采用单母线分段接线，出线4回；本期采用单母线接线，出线2回。单母线接线的主要特点是只有一组母线将各个配电装置连接在一起，各个电源连接通电开关，都会汇集到同一组母线上，如图2-1所示。其主要优点是结构简单、接线方便、实际操作较为便捷，并且在后期如果变电站进行扩建，比较方便线路改造。其主要适用于出线少于2回的110kV~220kV配电系统连接。图2-1单母线接线单母线分段接线是将单母线进行分段，根据设计需要分成几段，每段中包含2个保护开关和1个断路器，与电源相连，主要配置为出线回路，如图2-1所示。其主要特点是可靠性更强，并且进一步提高了供电系统的灵活性。其主要优点是可保障各个供电回路的稳定性，最大化的实现互不干扰，降低牵连的断电情况；当电路系统中某一处发生故障时，保证其余电路均可正常运行，极大程度的提高了电力系统的可用性。图2-2单母线分段接线（2）10kV电压侧接线通过查阅相关资料，结合具体的规定要求由，《电力工程电气设计手册》可得，6~10kV的配电装置通常情况下是屋内布置。根据本文设计的10kV侧的负荷能力和其可靠性要求，，设计10kV侧终期采用单母线三分段接线，出线36回；本期采用单母线接线，出线12回。2.3电气主接线图综上所述，110kV侧终期采用单母线分段接线，出线4回；本期采用单母线接线，出线2回。麻城市110kVYTH变电站电气主接线图，如图2-2所示。图2-2电气主接线图3短路电流计算3.1短路电流计算的重要性每个投入使用的变电站，随着使用时间的增加，所承受的负荷增大，部分电气设备都会产生短路现象，每当短路现象发生时，都会一定程度上的影响各个连接设备的安全性，对整个电气系统的可靠性也产生了不利影响，也会造成更多的电力损耗。经过以上分析，在变电站设计过程中，必须进行短路电流的计算，结合相关计算结果，将其作为一项参数，在设备的选择和电路保护装置的设计计算中，进行合理运用，从而保证系统设计的可用性，进一步确保变电站电力系统的安全运行，也可以提高变电站的供电能力，降低电力损耗。3.2短路点分析本文所设计的110kV的电力系统，根据相关资料选择其短路电流为31.5kA。对其短路点进行分析，短路点如图3-1所示为d1和d2点。短路点分别分布在高压一侧和低压一侧。图3-1短路点分析图对系统的基准值进行计算，具体内容如下：（1）基准容量：一般情况下选择100MVA。（2）基准电压：通常为额定电压的1.05倍，计算公式如下：UU经计算，得出Uj1（110kV的基准电压）为115kV；Uj2（10kV的基准电压）为10.5kV（3）基准电流：结合基准电压进行计算，公式如下：II经计算，得出110kV侧基准电流为0.50kA，10kV侧基准电流为5.49kA。（4）计算各个元件的阻抗标幺值标幺值表示一种没有单位的物理量，某个元件的标幺值是该元件的实际值与其标准值之比，二者单位相同。1）母线的阻抗标幺值设定110kV的线路中，最大的短路电流值为25kA，则得出系统线路的最大阻抗标幺值：X得出其值为0.067。2）主变压器的阻抗标幺值计算公式如下：X得出其值为0.21。（5）主变压器的短路阻抗经相关参数计算，选择变压器的短路阻抗为10.5%。3.3高压侧短路电路相关计算高压侧即为110kV侧的电路，高压侧的短路点经过上述分析，确定在d1点的位置，下面重点计算该侧电路发生短路时总电抗、三相短路电流和短路容量等主要参数。（1）总电抗标幺值总电抗标幺值即为上述计算所得的110kV侧母线的阻抗标幺值，即X计算得，高压侧的总电抗标幺值为0.067。（2）三相短路电路的有效值计算公式如下：I得出周期分量有效值为7.49kV。（3）各部分短路电流三相短路冲击电流，计算公式如下：iI得出冲击电流为19.1kA。三相短路电流最大有效值：I得出最大有效值为11.3kA。（4）三相短路容量S经计算得出结果为1492MVA。3.4低压侧短路电路相关计算低压侧即为10kV侧的电路，低压侧的短路点经过上述分析，选取在d2点的位置。与高压侧相同，进行相关的短路电路主要参数计算（1）总电抗标幺值低压侧总电抗标幺值为上述计算所得的110kV侧母线的阻抗标幺值与主变压器阻抗标幺值之和，即X经计算得，低压侧总电抗标幺值为0.277。（2）三相短路电路的有效值计算公式如下：I得出周期分量有效值为19.85kV。（3）各部分短路电流三相短路冲击电流，计算公式如下：iI得出冲击电流为50.61kA。三相短路电流最大有效值：I得出最大有效值为29.97kA。（4）三相短路容量S经计算得出结果为361MVA。4导体及电气设备选择4.1电气设备选择原则电气设备是整个变电站中最基础的设施，是支撑整个电力系统正常良好运行的的关键，因此电气设备的选择十分重要，在变电站的设计过程中有着举足轻重的地位。在进行变电站电气设备的选择时，要考虑方方面面的影响因素，要根据变电站的不同地理位置，不同气候环境，考虑外部因素对电气设备的影响，要根据变电站的设计承载能力、变电能力，考虑电气设备的使用性能和可靠性能。电气设备的主要选择原则：（1）符合国家电网的技术规范，同时具有可长期使用寿命，保证后续的建设发展；（2）符合设备使用地区的环境和气候要求，对潮湿、干燥、闷热等环境有较强的适应性；（3）进行多套电气设备选择，在满足系统正常运行的状态下，进行多项组合，选择出最优组合，其要具有良好的实用性、可靠性和经济性。（4）所选择的电气设备要与整个工程建设保持一致，相互协调，有良好的适应性和一致性。本文设计的变电站中主要电气设备包括主变压器、断路器、隔离开关和互感器等，下面对这些电气设备进行具体的选择，并对相关元器件进行校验，保证整个电气设备和其组成的系统稳定运行能力。4.2主要电气设备的选择4.2.1主变压器的参数校核主变压器是变电站建设中的核心装置，一般情况下，变压器的选择要考虑变电站负荷情况，当变电站较大，承担两级以上的负荷时，要求装配两台主变压器，保证整个变电站的运行，即便有一台出现问题，无法运作时，其余主变也有可以保障整个系统的正常运作。(1)高压侧（110kV）主变压器具体参数校核1）主变额定电流：I计算得，251A。2）主变持续工作电流：I计算得，高压侧主变持续工作电流为263.6A。3）母线额定电流I计算得母线额定电流与主变额定电流一致，为251A。4）母线持续工作电流I计算得，高压侧母线持续工作电流为263.6A。5）母线侧短路电流I6）母线短路冲击电流i得出结果为19.1kA。7）母线短路热稳性校核根据不同时间节点，进行校核计算，具体计算公式如下：Q取时间t为1s、2s、3s、4s进行结果值计算，结果分别为56.1kA2·s、112.2kA2·s、168.3kA2·s、224.4kA2·s。(1)低压侧（10kV）主变压器具体参数校核1）主变额定电流：I计算得，2749.3A。2）主变持续工作电流：I计算得，低压侧主变持续工作电流为2886.7A。3）母线额定电流I计算得母线额定电流与主变额定电流一致，为2749.3A。4）母线持续工作电流I计算得，高压侧母线持续工作电流为2886.7A。5）母线侧短路电流I6）母线短路冲击电流i得出结果为50.61kA。7）母线短路热稳性校核计算公式如下：Q取时间t为1s、2s、3s、4s进行结果值计算，结果分别为394kA2·s、788kA2·s、、1182kA2·s、、21576kA2·s、4.2.2断路器的选择断路器是电气设备中的重要元器件，断路器主要功能是连接入电路中是可以承载电流和控制电路开启闭合，此外，其对电路起一个保护作用，在电路发生异常出现短路现象或者电路中的元器件发生损坏，造成电路过载等情况时，可以自动切断电路，从而保障整个电路的安全性。通过断路器各个型号的比较，以及所设计变电站中各个电路短路情况，在高压侧选择SF-100断路器，主要技术参数如表4-1所示。表4-1高压侧断路器主要参数表型号额定电压kV额定电流A工作电压上限kV额定断流容量kA动稳定电流kA热稳定电流kASF-1001103150145408040SF断路器属于气体绝缘式断路器，其主要特点是使用时效长、体积小巧、便于安装和易于维修，目前大部分的电气设备中采用此类型的断路器。对选择的断路器进行校验，具体过程如下：（1）额定电压断路器的额定电压应大于所要安装电路系统的电压，即U有本文设计参数可得，系统电压U0为110kV，所选取的断路器额定电压为110kV。（2）额定电流已知主变最大持续工作电流Icx为263.6A，断路器的额定电流Ide为3150A，则I（3）额定断开电流已知所设计电路中高压侧的短路电流Is1为7.49kA，所选断路器的额定断开电流Idk为40kA，则得出I（4）短路动稳定断路器的动稳定检验主要是与高压侧短路冲击电流的有效值进行比较，其需要满足I由上述参数可得短路动稳定电流为80kA，高压侧冲击电流为19.1kA。（5）短路热稳定断路器的热稳定主要满足其热承受能力要大于电路中的热量，主要得出以下公式，I已知Irw2为40kA，t取3s，计算得出4800kA2·s、，其结果大于高压侧热稳定计算值224.4kA2·s、综上所述，根据各个电流及稳定性计算，所选择的高压侧断路器均符合要求。在低压侧选择ZN28-12断路器，主要技术参数如表4-2所示。表4-2低压侧断路器主要参数表型号额定电压kV额定电流A工作电压上限kV额定断流容量kA动稳定电流kA热稳定电流kAZN28-121031501231.58040对选择的断路器进行校验，具体过程如下：（1）额定电压断路器的额定电压应大于所要安装电路系统的电压，即U有本文设计参数可得，系统电压U0为10kV，所选取的断路器额定电压为10kV。（2）额定电流已知主变低压侧最大持续工作电流Icxd为439.9A，断路器的额定电流Ide为3150A，则I（3）额定断开电流已知所设计电路中低压侧的短路电流Is2为19.85kA，所选断路器的额定断开电流Idk为31.5kA，则得出I（4）短路动稳定断路器的动稳定检验主要是与高压侧短路冲击电流的有效值进行比较，其需要满足I由上述参数可得短路动稳定电流为80kA，高压侧冲击电流为50.61kA。（5）短路热稳定校核公式：I已知Irw2为40kA，t取3s，计算得出4800kA2·s，其结果大于高压侧热稳定计算值788kA2·s综上所述，根据各个电流及稳定性计算，所选择的断路器均符合要求。4.1.3隔离开关的选择隔离开关在整个电路设计中是必要存在的，其主要作用是隔离电源、闭合开关，可以安装在小型电路路段，控制小电流的接通和断开。隔离开关的主要安装位置包括以下几处：（1）断路器两侧，可将断路器在指定要求下进行所连电路切断，便于断路器的更换或者检修；（2）对于主线上的避雷装置和互感器之间，组合安装一组隔离开关，同样可保证两者之间的电路断开和连接，便于设备元件的检修和调整，同时，可在安装隔离开关的基础上，根据电路的不同需要在安装带有接地刀闸的隔离开关；（3）在一些连接点上的普通变压器也应通过隔离开关与地线连接。根据相关电气设备的选型要求，结合本文所设计的变电站相关参数，电路高压侧选择GW4-126型隔离开关，其主要参数见表4-3。表4-3隔离开关主要参数型号额定电压kV额定电流A额定断流容量kA动稳定电流kA热稳定电流kAGW4-1261102000408040（1）额定电压隔离开关的额定电压应大于所要安装电路系统的电压，即U有本文设计参数可得，系统电压U0为110kV，所选取的隔离开关的额定电压为110kV。（2）额定电流已知主变最大持续工作电流Icx为263.6A，隔离开关额定电流Il为2000A，则I（3）额定断开电流已知所设计电路中高压侧的短路电流Is1为19.85kA，所选隔离开关的额定断开电流Ile为40kA，则得出I（4）短路动稳定隔离开关的动稳定电流与高压侧短路冲击电流的有效值进行比较，其需要满足I由上述参数可得短路动稳定电流为80kA，高压侧冲击电流为19.1kA。（5）短路热稳定隔离开关的热稳定校核，主要是其短时间的受热能力要大于电路中的热量，主要得出以下公式，I已知Irw2为40kA，t取3s，计算得出4800kA2·s，其结果大于高压侧热稳定计算值224.4kA2·s综上所述，根据各个电流及稳定性计算，所选择的高压侧隔离开关均符合要求。电路高压侧选择GN30-10D型隔离开关，其主要参数见表4-3。表4-3隔离开关主要参数型号额定电压kV额定电流A额定断流容量kA动稳定电流kA热稳定电流kAGN30-10D11031504010040（1）额定电压隔离开关的额定电压应大于所要安装电路系统的电压，即U有本文设计参数可得，系统电压U0为110kV，所选取的隔离开关的额定电压为110kV。（2）额定电流已知主变最大持续工作电流Icxd为439.9A，隔离开关额定电流Ide为3150A，则I（3）额定断开电流已知所设计电路中高压侧的短路电流Is2为19.85kA，所选隔离开关的额定断开电流Ile为40kA，则得出I（4）短路动稳定隔离开关的动稳定电流与高压侧短路冲击电流的有效值进行比较，其需要满足I由上述参数可得短路动稳定电流为100kA，高压侧冲击电流为50.61kA。（5）短路热稳定通过以下公式进行校核，I已知Irw2为40kA，t取3s，计算得出4800kA2·s，其结果大于低压侧热稳定计算值788kA2·s综上所述，根据各个电流及稳定性计算，所选择的低压侧隔离开关均符合要求。4.2互感器的选择互感器主要包括两个类型，即电压互感器和电流互感器。电压互感器主要作用是进行电压变换，但是其一般情况下主要是给测量仪器和小型的电气设备进行供电，以及提供一种电路保护作用，当电路中发生短路或是机器故障的情况，电压互感器可保护电路系统中的贵重电气设备、电机和变压器。由其作用可发现电压互感器与变压器不同，其容量较小，基本上在1000VA以内。电压互感器主要由2次绕组接入电路，一次并联接入到线路上，二次并联接入到相关电气设备上。电流互感器主要作用是转换电流大小，其是可由一次大电流转为二次小电流，采用电磁感应原理进行测量的装置。电流互感器在电路中有着重要的保护作用，主要可以进行电流变换和隔离保护。4.2.1电压互感器的选择和校验电压互感器的选择主要包括其安装位置、相数、绕组数目和绝缘方式等，一般按地理位置不同分为户内式和户外式，以35kV为分界线，当其容量为35kV以上时，要安装为户外式。其相数主要包括单相和三相，同样容量为35kV以上时，只能设为单相形式。其绕组数主要为双绕组和三绕组，三绕组除普通的两次绕组外，还包括辅助二次绕组，起一个互感器保护作用。绝缘方式包括多种，主要类型有干式、浇注式和油浸式等。（1）高压侧电压互感器的选择经过以上分析并根据相关选择规定，高压侧选择电压互感器为油浸式电容电压互感器，其初级额定电压为110kV，次级额定电压为0.1kV，电压精度准确级选择0.5级，其输出为150MVA。对其进行校验，主要计算如下：1）一次电压回路校核计算U已知电压互感器额定电压Uh1为110kV，高压侧路线中的额定电压U0为110kV，经计算得其满足校核公式。2）二次电压回路校核计算110经计算得二者均满足要求，所以所选择的电压互感器符合要求，可以使用。（2）低压侧电压互感器的选择低压侧选择电压互感器型号为JDZ9-10Q，其初级额定电压为10kV，次级额定电压为0.1kV，电压精度准确级选择0.5级，其输出为150MVA。对其进行校验，主要计算如下：1）一次电压回路校核计算U已知电压互感器额定电压Uh2为10kV，高压侧路线中的额定电压U1为10kV，经计算得其满足校核公式。2）二次电压回路校核计算10经计算得二者均满足要求，所以所选择的电压互感器符合要求，可以使用。4.2.2电流互感器的选择和校验电流互感器主要通过用途、绝缘介质、按照方式和原理进行分类，也通过不同的工作环境和条件需要进行选择。选择电流互感器时，应考虑到电流互感器本身存在的电流数值和相位的差异，即本身存在的误差，再根据所测得的误差值和准确性进行选择。（1）高压侧电流互感器的选择根据电流互感器的选择要求以及电网公司的选型规定，选择干式电流互感器，其主要技术参数见表4-4.表4-4电流互感器主要参数型号额定电压kV电流比准确级次组合动稳定电流kA热稳定电流kALCWB-110110400-800/15P40/0.5S/0.2S100401）额定电压该设备的额定电压应不小于所要安装电路系统中点位置的电压，即U有本文设计参数可得，系统电压U0为110kV，所选取的电流互感器的额定电压为110kV。2）额定电流已知主变最大持续工作电流Icx为263.6A，互感器额定电流Ilq1为400A，则I3）短路动稳定电流互感器的动稳定电流与高压侧短路冲击电流的有效值进行比较，其需要满足I由上述参数可得短路动稳定电流为100kA，高压侧冲击电流为19.1kA。4）短路热稳定电流互感器的热稳定校核，主要是其短时间的受热能力要大于电路中的热量，主要得出以下公式，I已知Idr2为40kA，t取3s，计算得出4800kA2·s，其结果大于高压侧热稳定计算值224.4kA2·s综上所述，根据各个电流及稳定性计算，所选择的高压侧电流互感器均符合要求。（2）低压侧电流互感器的选择根据相关资料的查阅，选干式电流互感器LMZJ-10Q，具体差数见表4-5。表4-5电流互感器主要参数型号额定电压kV电流比准确级次组合动稳定电流kA热稳定电流kALMZJ-10Q104000/110P10/0.5S100401）额定电压与高压侧要求相同，公式如下：U有本文设计参数可得，系统电压U0为10kV，所选取设备的额定电压为10kV。2）额定电流已知主变最大持续工作电流Icxd为439.9A，电流互感器额定电流Ilq2为4000A，则I3）动稳定校验隔离开关的动稳定电流与高压侧短路冲击电流的有效值进行比较，其需要满足I由上述参数可得动稳定电流为100kA，高压侧冲击电流为50.61kA。4）热稳定校验通过以下公式进行校核，I已知Irw2为40kA，t取3s，计算得出4800kA2·s，其结果大于低压侧热稳定计算值788kA2·s综上所述，根据各个电流及稳定性计算，所选择的低压侧电流传感器均符合要求。4.3避雷器的选择避雷器是电路元件中的重要保护装置，是所设计的变电站建设中不可或缺的元件，避雷器的选择主要对其电压有效值进行计算。（1）高压侧避雷器的选择计算其灭弧电压有效值，公式如下：UU经计算得出，避雷器的电压有效值要大于Uby1=101.2kV，故选择YH10W1-108W型号的避雷器，其主要参数见表4-6。表4-6避雷器的主要参数型号额定电压kV灭弧电压kV电压幅值kVYH10W1-108W110126268（2）低压侧避雷器的选择计算其灭弧电压有效值，公式如下：UU经计算得出，避雷器的电压有效值要大于Uby2=9.2kV，故选择YH5WZ-17型号的避雷器，其主要参数见表4-6。表4-6避雷器的主要参数型号额定电压kV灭弧电压kV电压幅值kVYH5WZ-1710126455继电保护配置方案及整定计算继电保护是电路系统中的重要组成部分，其极大的提高了电路的安全性和可靠性。继电保护主要是将被保护的路线或者是某些情况下电路中发生突变转变为可接受的信息量，逐步累积，当到达某一个设定值时，内部的逻辑控制环节就会发生作用，反馈出电路保护信息。继电保护装置主要包括逻辑部分、测量部分和执行部分，主要流程就是一些故障参量发生，被测量部分检测到，并慢慢累积，当达到继电保护内部系统所设定的参数值时，信号传递到系统的逻辑控制部分，由逻辑控制部分作出判断，反馈到执行机构，使继电保护装置及时作出反应，起到电路保护的作用。5.1变压器的保护配置及整定计算变压器是整个设计系统中起到决定性作用的元件，所以对其进行保护十分重要。5.1.1瓦斯保护瓦斯保护其主要可监测到反应变压器里面的故障，在发生重大故障时，会出现跳闸，进行断电保护。通常情况下，瓦斯保护是油浸式变压器的主要保护手段之一，当油箱内部发生短路现象时，在短路电流和相关电荷故障作用下，箱内温度急剧上升，对于内部的一些相关绝缘材料会被高温影响发生分解，产生气体，向上流动。一般情况下，整定容积在250ml~300ml之间时，采用重瓦斯跳闸装置，其整定主要是依据箱内油的流速，常用的重瓦斯是QJ型瓦斯继电器。气体保护主要是依靠气体继电器，其主要工作原理是当油箱内发生小范围的故障时，该继电器将这些故障汇集到其自身上部，从而油面被迫下降，继电器中的开口杯在油压和顶部气体的作用力下，同步下降，当开口杯上固定的磁铁随开口杯下降到设定位置时，此处将发出轻瓦斯信号。综上，瓦斯保护很大程度上保护了变压器的内部，但同时要需要外部的相关器件进行差动保护，两者协同配合，保证电路中各元件的正常工作。5.1.2纵联差动保护差动保护也是保护变压器的关键部分，其主要特点是可以随时快速的切断发生短路位置的电路，一般情况下，差动保护的动作时限取0s。差动保护的整定过程如下：（1）躲过变压器的电流，公式如下：I本文设计中Ira=165.50A，计算得出Icd1为214.94A（2）躲过发生故障时，不平衡电流，对其进行相关计算：II一般情况下K1取1.3，其为可靠系数。Iscmax为发生故障时过变压器的最大短路电流的周期分量，取11.3kA。经上述计算得出Iphmax为2.26kA，不平衡电流Icd2为2.94kA。（3）躲过二次回路断线时差动回路电流，公式如下：I根据设计的变压器最大负荷电流，可得出差动回路电流为298.53A。通过上述计算，整定值选取上述三个中的最大值，取Icd=2.94kA。5.1.3零序电流整定计算将现有路段的动作电流与相邻路段的电流相配合进行整定，公式如下：i式中，K2——安全系数，取1.2；Kf——零序电流分支系数；i0xnI/II——相邻元件零序电流Ⅰ段的动作电流。5.1.4过负荷整定计算通过三相对称变压器，过负荷保护可作用于单电流继电器和一相电流。对其电流定值进行计算，公式如下：i经计算得出，iid为204A，将其进行二次折算，参数300/5可得，折算结果为3.4A。5.210kV线路整定计算本文设计了10kV侧线路保护，其为保护阶段的第一时间保护措施，因此对其进行相关的整定计算。（1）动作电流的整定以0s为整定时限，其动作电流主要满足要求是要躲过外部故障时最大短路电流，即I已知可靠系数K1为1.3，最大短路电流IEmax为21.4kA，则得出动作电流为27.8kA。