1、四川理工學院畢業設計某110kV變電站電氣主接線設計學 生：ovoa學 號：09021040421專 業：電氣工程及其自動化 班 級：2009.4指導教師：伊業超 唐玲四川理工學院自動化與電子信息學院二O一三年六月1某110kV變電站主接線設計摘要：論文為110kV變電站主接線設計，根據任務書給定的條件來設計，其主要包括以下內容：在對各種電氣主接線比較后確定本廠的電氣主接線，對主變壓器，廠用變壓器、導體和重要電氣設備進行選擇，然后繪制主接線圖、設備平面布置圖、斷面圖、防雷配置圖和繼電保護規劃配置圖。關鍵詞：主接線；短路計算；設備選擇；防雷保護；繼電保護IA 110 kV Substation

2、Main Electrical Wiring DesignZHANG Jiachun(Sichuan UniVersity of Science and Engineering, Zigong,China,643000)ABSTRACT：Papers for 110kV substation Lord wiring design, To design according to the specification of the giVen conditions, it mainly includes the following contents: after comparing to all k

3、inds of electrical main wiring to determine our factory the main electrical wiring, for the main transformer, transformer factory, conductor and important electrical equipment selection, and then draw the main wiring diagrams, equipment layout, profile, lightning protection configuration diagram and

4、 configuration of relay protection planning.Key words: The Lord wiring; Short circuit calculation; Equipment selection; Lightning protection; Relay protection目 錄摘 要1Abstract1I第1章 引 言11.1 畢業設計目的意義1第2章 原始資料分析2第3章 變電站電氣主接線設計33.1 電氣主接線設計概述33.2 電氣主接線的初步方案選擇設計33.3 電氣主接線的經濟與技術比較73.3.1 技術比較73.3.2 經濟比較73.3.3

5、 主變壓器型式的選擇73.3.4 繞組數的確定73.3.5 繞組變壓器在結構上的基本型式83.3.6 變壓器容量的確定83.4 本章小結9第4章 短路電流計算104.1 短路電流計算概述104.2 短路電流計算過程124.3 本章小結20第5章 變電站導體和電器選擇設計215.1 電氣設備選擇的概述215.2 主電氣設備的選擇和校驗245.2.1 斷路器的選擇245.2.2 隔離開關的選擇275.2.3 電流互感器的選擇和校驗305.2.4 電壓互感器選擇315.2.5 熔斷器的選擇335.3 本章小結34第6章 屋外高壓配電裝置優化設計356.1 高壓配電裝置概述356.2 高壓配電裝置的優

6、化設計376.3 本章小結39第7章 防雷保護規劃設計417.1 變電站過電壓及防護分析417.2 避雷器的配置規劃與選擇417.3 變電站避雷針配置規劃及保護范圍計算427.4 變電站接地設計447.5 本章小結44第8章 繼電保護配置的規劃設計468.1 儀表與繼電保護配置規劃概述468.2 繼電保護配置規劃設計468.3 本章小結49第9章 結束語51致 謝52參考文獻53III第1章 引 言1.1 畢業設計目的意義畢業設計是完成教學計劃、實現培養目標的一個重要教學環節，是全面運用所學基礎理論、專業知識和基本技能，對實際問題進行設計的綜合訓練，是培養學生綜合素質和工程實踐能力的教育過程。

7、對學生的思想品德、工作態度、工作作風和獨立工作能力具有深遠的影響。畢業設計的目的、意義是：（1）鞏固和擴大所學的專業理論知識，并在畢業設計的實踐中得以靈活運用；（2）學習和掌握變電所電氣部分設計的基本方法，樹立正確的設計思想；（3）培養獨立分析和解決實際問題的工作能力及解決實際工程設計的基本技能；（4）學習查閱有關設計手冊、規范及其他參考資料的技能。選擇題目后，先認真審題，然后根據題目的要求，將電力工程設計手冊1及以前的專業課書籍相關內容再次閱讀一遍。第一步，擬定初步的主接線圖，列出可能的主接線形式進行比較，最后確定兩個可能的主接線形式比較，最終確定方案。第二步，經過計算，然后主變壓器和廠用變

8、壓器。第三步，短路計算和做短路計算結果表。第四步，導體和設備的選擇及校驗，做設備清冊。第五步，繼電保護、配電設備和防雷接地的布置。通過這次設計將理論與實踐相結合，更好的理解電氣一次部分的設計原理。通過畢業設計應達到以下要求：熟悉國家能源開發的方針政策和有關技術規程、規定等；樹立設計必須安全、可靠、經濟的觀點；鞏固并充實所學基礎理論和專業知識，能夠靈活應用，解決問題；初步掌握電氣工程專業的設計流程和方法。在指導老師的幫助下，完成工程設計。繪圖等相關設計任務，培養嚴肅、認真、實事求是和刻苦鉆研的作風。1第2章 原始資料分析本次的設計任務是：設計一座110/35/10kV終端變電所的電氣主接線和配電

9、裝置、防雷接地、繼電保護的配置規劃。設計的重點是對變電所電氣主接線的擬定及配電裝置的布置。設計內容包括：1、電氣主接線方案的設計；2、短路計算；3、導體、設備選型；4、設計防雷保護和接地裝置；5、繼電保護的配置規劃；6、按設計方案繪制電氣一次主接線圖；7、寫設計說明書。設計已知的基本條件：設計一座110/35/10kV終端變電所，110kV部分有 110kV進出線2回，電源距離46公里，系統容量5800MVA，最大利用小時5800h，系統電抗1.51，所用電率0.042%。10kV部分有出線18回，供電距離52公里，供電負荷165MW。35kV部分，出線6回，供電距離23公里，供電負荷41MW

10、，其中有一回電纜供電，供電距離4.8公里。功率因數0.77。設計自然條件：變電所在地海拔<1100 米，本地區污穢等級2級，最高氣溫310C，最低氣溫-50C，平均氣溫150C，最大風速 3m/s，其他條件不限。3第3章 變電站電氣主接線設計3.1 電氣主接線設計概述電氣主接線是發電廠、變電所電氣設計的首要部分，是構成電力系統的主要環節,代表了發電廠或變電所電氣部分的主體結構，是電力系統網絡結構的重要組成部分，直接影響電力系統運行的穩定性、靈活性，并對電氣的選擇，配電裝置的布置，繼電保護，自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，主接線的正確合理設計,必須綜合處理各個方面的因素，經

11、過技術、經濟論證比較后方可確定。對電氣主接線的基本要求包括可靠性、靈活性和經濟性三方面。基本原則是以設計任務書為依據,以國家經濟建設的方針、政策、技術規定、標準為準繩，結合工程實際情況,在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維 護方便，盡可能地節省投資，就地取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經濟、美觀的原則。3.2 電氣主接線的初步方案選擇設計一、110kV 側主接線選擇110kV側進線4回，出線2回，共有進出線6回。單母線分段接線：優點：1、用斷路器把母線分段后，對重要用戶可從不同段進行供電；2、任意一段母線故障時，可保證正常母線不間斷供

12、電。缺點：1、當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都在檢修期內停電；2、當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉跨越。3、擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：10110kV配電裝置出線回路數為34回，不適本站。雙分母線接線：優點：1、供電可靠，檢修母線及工作母線發生故障時，能利用備用母線正常工作；2、調度靈活，能適應系統中各種運行方式調度和潮流變化需要；3、擴建方便；4、便于試驗。缺點：1、增加一組母線每回路就需 增加母線隔離開關；2、母線故障或檢修時，容易誤操作；3、出線斷路器檢修時，線路無法供電。適用范圍：10110kV配電裝置出線回路數為5回及以上時，或當10110kV配

13、電裝置，在系統中居于重要地位，出線回路為4回及以上，適用于本站，但可靠性差。雙母線帶旁路接線：優點：1、具有雙母線接線的各種優點；2、檢修出線斷路器時，能夠正常供電。缺點：投資增加。適用范圍：110kV出線在6回及以上，110kV出線在4回及以上，適用于本站，滿足供電可靠性。二、110kV側主接線選擇110kV側進線4回，出線2回，共有進出線6回。單母線分段接線：優點：1、用斷路器把母線分段后，對重要用戶可從不同段進行供電；2、任意一段母線故障時，可保證正常母線不間斷供電。缺點：1、當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都在檢修期內停電；2、當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉

14、跨越。3、擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：10110kV配電裝置出線回路數為34回，不適本站。雙分母線接線：優點：1、供電可靠，檢修母線及工作母線發生故障時，能利用用母線正常工作；2、調度靈活，能適應系統中各種運 行方式調度和潮流變化需要；3、擴建方便；4、便于試驗。缺點：1、增加一組母線每回路就需增加母線隔離開關；2、母線故障或檢修時，容易誤操作；3、出線斷路器檢修時，線路無法供電。適用范圍：10110kV配電裝置出線回路數為5回及以上時，或當10110kV配電裝置，在系統中居于重要地位，出線回路為4回及以上，適用于本站，但可靠性差。雙母線帶旁路接線：優點：1、具有雙母線接線的各種優點

15、；2、檢修出線斷路器時，能夠正常供電。缺點：投資增加。適用范圍：110kV出線在6回及以上，110kV出線在4回及以上，適用于本站，滿足供電可靠性。三、35kV側主接線選擇35kV側出線6回，供電負荷41MW。單母線接線：優點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。缺點：不夠靈活可靠，母線任一元件故障或檢修均需使整個配電裝置停電。適用范圍：3563kV配電裝置的出線回路數不超過3回，不適應本站。單母線分段接線：優點：1、用斷路器把母線分段后，對重要用戶可從不同段進行供電；2、任意一段母線故障時，可保證正常母線不間斷供電。缺點：1、當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段

16、母線的回路都在檢修期內停電；2、當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉。適用范圍：3563kV配電裝置的出線回路為48回時。適用于本站，但可靠性較差，擴建困難。雙母線接線優點：1、供電可靠，檢修母線及工作母線發生故障時，能利用備用母線正常工作；2、調度靈活，能適應系統中各種運行方式調度和潮流變化需要；3、 擴建方便；4、便于試驗。缺點：1、增加一組母線每回路就需增加母線隔離開關；2、母線故障或檢修時，容易誤操作；3、出線斷路器檢修時，線路無法供電，適用于本站。四、初步方案的選定1、110kV 側接線：方案：雙母帶旁路接線這種接線增加了旁母、旁路斷路器、旁路隔離開關等，雖然增加投資成本，但供電可

17、靠性提高，出線斷路器故障或檢修時，保證了對該站供電，同時保證了穿越功率對外輸送。方案：雙母線接線，根據電力工程電氣設計手冊1,10kV至110kV配電裝置出線回路數5回或者以上必須選擇雙母線接線規定。而本站110kV側有出線6回，但出線斷路器檢修或故障時，該回路必須停電。2、110kV側接線：方案：雙母帶旁路接線，這種接線增加了旁母、旁路斷路器、旁路隔離開關等，雖然增加投資成本，但供電可靠性提高，出線斷路器故障或檢修時，保證了對該站供電，同時保證了穿越功率對外輸送。方案：雙母分段線接線，據電力工程電氣設計手冊1,10kV至110kV配電裝置出線回路數5回或者以上必須選擇雙母線接線規定。而本11

18、0kV側有出線6回，但出線斷路器檢修或故障時，該回路必須停電。3、35kV側接線：方案：雙母線接線，據電力工程電氣設計手冊1,35kV至63k配電裝置出線回路數超過8回，或連接電源較多，負荷較大時，選擇雙母線接線規定。但出線斷路器檢修或故障時，該回路必須停電。而本站35kV側有出線6回，供電負荷41MW，平均單條線路供電負荷6.833MW，且35kV斷路器檢修時間較短，故選擇雙母線接線。方案與方案相同。4、10kV側接線：方案：單母線分段接線，據電力工程電氣設計手冊，6kV至10kV配電裝置出線回路數為6回及以上，選用單母線分段接線的規定。本站10kV共有出線18回，為提高供電可靠性，在選擇1

19、0kV出線斷路器時，用性能較好的空氣斷路器開關，所以選擇單母線分段接線。方案與方案相同。初步方案主接線一110kV側：雙母線帶旁路接線10kV側：單母線分段接線35kV側：雙母線接線初步方案主接線二110kV側：雙母線分段接線10kV側：單母線分段接線35kV側：雙母線接線所以比較得到最優接線方案為方案主接線一。3.3 電氣主接線的經濟與技術比較3.3.1 技術比較對于110kV側，由于負荷供電要求高，為了保證供電的可靠性和靈活性所以選擇內橋形接線形式。對于35kV電壓側，供電可靠性要求很高，同時全部采用雙回線供電，為滿足供電的可靠性和靈活性，應選擇單母分段接線形式。3.3.2 經濟比較對整個

20、方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設備，電纜，母線及土建費用上，在運行靈活性上35kV、10kV側單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。由以上分析，最優方案可選擇為方案二。3.3.3 主變壓器型式的選擇選擇原則(1）為保證供電可靠性，在變電所中，一般裝設兩臺主變壓器；(2）為滿足運行的靈敏性和可靠性，如有重要負荷的變電所，應選擇兩臺三繞組變壓器，選用三繞組變壓器占的面積小，運行及維護工作量少，價格低于四臺雙繞組變壓器，因此三繞組變壓器的選擇大大優于四臺雙繞組變壓器；(3）裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事故后其余主變壓器的容量應保證該所全部負荷的70%以上，并保證用戶的一

21、級和二級全部負荷的供電。臺數的確定為保證供電可靠性，變電站一般裝設兩臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側電網取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設一臺。本設計變電站有兩回電源進線，且低壓側電源只能由這兩回進線取得，故選擇兩臺主變壓器。相數的確定在330kV及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結構較簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸等條件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術經濟合理時，也可選用單相變壓器。3.3.4 繞組數的確定變壓器繞組連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力

22、系統采用的繞組連接方式只有星形接法和三角形接法，高、中、低三側繞組如何組合要根據具體工程來確定。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用星形接法，35kV也采用星形接法，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用三角形接法。3.3.5 繞組變壓器在結構上的基本型式(1)升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯中壓繞組低壓繞組高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。(2)降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯低壓繞組中壓繞組高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。應根據功率傳輸方向來選擇其結構型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側向中壓側供

23、電為主、向低壓側供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側向低壓側供電為主、向中壓側供電為輔，也可選用升壓型。調壓方式的確定系統110kV母線電壓滿足常調壓要求，且為了保證供電質量，電壓必須維持在允許范圍內，保持電壓的穩定，所以應選擇有載調壓變壓器。3.3.6 變壓器容量的確定1、主變容量的選擇主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規劃負荷選擇，亦要根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。35kV側負荷為41MW，10kV側負荷為25MW，功率因數0.7。當一臺主變壓器故障或檢修時，另一臺主變壓器可承擔7080的負荷保證全變電所的正常供電。查電力工程電氣設計手冊184頁（）型號：容

24、量比：額定電壓：高壓側121kV；中壓側38.5kV；低壓側10.5kV,2、所用變壓器的選定當所內有較低電壓母線時，一般均由這類母線上引接12個所用電源，所用電源引接方式具有經濟性和可靠性較高的特點。本所所用電占用率0.36。所用變壓器容量的確定：查發電廠和變電所電氣部分畢業設計指導附錄1-1，選擇型變壓器，其技術數據如下：型號：額定容量：400kVA額定電壓：高壓10kV；低壓0.4kV損耗：空載0.92kW；負載5.8kW阻抗電壓：空載電流：接線組別：Y,yn03.4 本章小結發電廠、變電站的電氣主接線應滿足供電可靠性、調度靈活、運行檢修方便且具有經濟性和擴建的可靠性等基本要求。設計主接

25、線時，須因地制宜地綜合分析各廠(站)的容量、裝機臺數、負荷性質以及在系統中的地位等條件，依據國家有關政策及技術規范，正確確定主接線形式，合理選擇變壓器的容量和結構型式。在設計過程中，應對原始資料進行詳盡分析，關注電力市場化改革的進程，對草擬的主接線方案進行比較時，始終圍繞著可靠性與經濟性之間的協調，使主接線最終方案保證供電可靠、技術先進，同時又盡可能滿足經濟性的原則。主接線的形式可分為兩大類。其一，是有母線式接線，如單母線接線、雙母線接線、一臺半斷路器接線，三分之四臺斷路器接線及變壓器母線組接線。其二，無母線式接線，如橋形接線、多角形接線、單元接線等。第4章 短路電流計算4.1 短路電流計算概

26、述電力系統的電氣設備，在其運行中都必須考慮到可能發生的各種故障和不正常運行狀態，最常見同時也是最危險的故障是發生各種形式的短路，因為它們會破壞對用戶的正常供電，電氣設備的正常運行。短路是電力系統的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統）發生通路的情況。在三相系統中，可能發生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。其中三相短路是對稱短路，系統各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態，其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統的運行經驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路情況最嚴重，應給予足夠的重視。因

27、此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩定性。一、短路計算的目的1.在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，確定接線方案是否需要采取限制 短路電流的措施等。2.在選擇電氣設備時，為了保證各種電氣設備和導體在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節約資金，這就需要用短路電流進行校驗。3.計算軟導線的短路搖擺。4.在選擇繼電保護裝置和進行整定計算。二、電力系統短路電流計算的條件1.正常工作時，三相系統對稱運行。2.所有電源的電動勢相位角相同。3.系統中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響；轉子結構完全對稱；定子三相繞組空間位

28、置相差120°電氣角度。4.電力系統中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備阻抗值不隨電流大小發生變化。5.電力系統中所有電源都在額定負荷下運行，其中50負荷接在高壓母線上，50負荷接在系統側。6.同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。7.短路發生在短路電流為最大值的瞬間。8.不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。9.除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計。10.元件的計算參數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。11.輸電線路的的電容略取不計。12.用概率統計法制定短路電流運算曲線。三、計算短路電流的一般規定1.驗算導體和電器的動

29、穩定，熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規劃容量計算，并考慮電力系統510的遠景發展規劃。確定短路電流時，應按可能發生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。2.選擇導體和電器的短路電流，在電氣主接線的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。3.選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時的短路電流為最大的點；對帶電抗器610kV出線，選擇母線至母線隔離開關之間的引線，套管時，短路計算點應取在電抗器之前，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器之后。4.導體和電器的動穩定，熱穩定以

30、及電器的開斷電流，一般按三相短路電流驗算。若中性點直接接地系統及自耦變壓器等回路中的單向，兩相接地短路較三相嚴重時，則應按嚴重的情況計算。四、短路電流計算的方法在本設計中，按設計要求，短路電流計算將計算三相短路電流。對于簡單的電力系統，可以采用網絡變換與化簡計算短路電流。計算時首先作出整個系統的等值電路，然后進行網絡變換與化簡，將網絡化簡成只保留電源節點和短路點。本次設計課題中短路電流計算基本計算步驟如下：1.網絡化簡，得到各電源對短路點的轉移阻抗。2.求各電源的計算電抗（將各轉移阻抗按各發電機額定功率歸算）。3.查運算曲線，得到以發電機額定功率為基準值的各電源送至短路點電流的標么值。4.求（

31、3）中各電流的有名值之和，即為短路點的短路電流。5.在要求提高計算準確度的情況下，可進行有關的修正計算。4.2 短路電流計算過程一、計算電路圖，如圖4-1.圖4-1 計算電路圖二、主要元件的電抗取，電壓基準值為各段的平均額定電壓：115kV、37kV、10.5kV。主變壓器:型號SSPSL1-63000容量比100/100/50額定電壓：高壓側121；中壓側38.5；低壓側10.51、線路:2.系統：三計算短路電流圖4-2 點短路圖1、短路點：經網絡變換后：計算電抗：標幺值：0.416；0.422；0.422有名值：沖擊電流幅值（取1.80）：沖擊電流有效值：短路容量：2、短路點：圖4-3 點

32、短路圖：3、短路點：圖4-4 點短路圖：，按無窮大系統處理。4、短路點：圖4-5 點短路圖：5、短路點：圖4-6 點短路圖：6、短路點：短路電流計算成果，匯總如表4-1所示短路編號點短路平均電壓基準電流分支電抗短路電流值短路電流標幺值1150.5020.12240.4164.17710.6516.307813.9910.55.52.75140.36351.9995.0973.018536.310.55.50.34242.921416.06840.97224.26329210.55.50.21174.723625.9866.24939.229472.36371.560.26933.7135.79

33、214.7698.746371.3371.560.82441.2131.89234.82542.8574121.34.3 本章小結短路是電力系統的嚴重故障。短路沖擊電流、短路電流的最大有效值、短路容量是校驗電氣設備的重要數據。對于簡單的電力系統，可以采用網絡變換與化簡計算短路電流。計算時，首先作出整個系統的等值電路，然后進行網絡變換與化簡，將網絡化簡成只保留電源節點和短路點。要求短路電流，最關鍵的是根據網絡化簡求出電源點對短路點的轉移阻抗或輸入阻抗。第5章 變電站導體和電器選擇設計5.1 電氣設備選擇的概述導體和電器的選擇是變電所設計的主要內容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安

34、全、經濟的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩妥地采用新技術，并注意節約投資，選擇合適的電氣設備。電氣設備的選擇同時必須執行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經濟合理、安全可靠、運行方便和適當的留有發展余地，以滿足電力系統安全經濟運行的需要。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定后選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。1.一般條件（1）驗算導體和電器的短路電流，按下列情況計算除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計。在電氣連

35、接網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。在變電所中，如果接有同步調相機時，應將其視為附加電源，短路電流的計算方法與發電機相同。對不帶電抗器回路的計算短路點應選擇在正常方式是短路電流為最大的地點。（2）驗算導體和110kV以下電纜短路熱穩定時，所用的計算時間，一般用主保護的動作時間加相應的斷路器全分閘時間。如主保護有死區時，則采用能對該處死區起作用的后備保護動作時間，并采用相應處短路電流值。（3）導體和電器的動穩定。動穩定以及電器的開斷電流，可按三相短路驗算。若發電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統，自耦變壓器等回路的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則

36、應按嚴重的情況驗算。導體是各種電器之間的連接（包括母線和線路），大都采用矩形或圓形截面的裸導線，它們的作用電匯聚、分配和傳送電能。它們在運行中有很大的功率通過，在短路時有巨大的短路電流通過，要承受短路電流的熱和力效應和沖擊。因此必須經過計算、分 析比較，合理選用材料、截面形狀和截面積，以達到安全、經濟運行的要求。導體分為軟導體和硬導體，導體的的選擇一般按下列各項選擇和校驗：（1）導體材料、類型和敷設方式；（2）導體截面；（3）電暈；（4）熱穩定；（5）動穩定。各種電氣設備的功能盡管不同，但都在供電系統中工作所以在選擇時必然有相同的基本要求。在正常工作時必需保證工作安全可靠，運行維護方便時，投資

37、經濟合理。在短路情況下，能滿足動穩定和熱穩定要求。2.按正常工作條件，選擇時要根據以下幾個方面A.環境產品制造上分戶內型和戶外型，戶外型設備工作條件較差，選擇時要注意。此外，還應考慮防腐蝕、防爆、防塵、防火等要求。B.電壓選擇設備時應使裝設地點和電路額定電壓小于或等于設備的額定電壓，即： （5-1）C.電流電氣設備銘牌上給出的額定電流是指周圍空氣溫度為時電氣設備長期允許通過的電流，選擇設備或載流導體時應滿足以下條件：。式中該設備銘牌上標出的額定電流。該設備或載流導體長期通過的最大工作電流。目前我國規定電器產品的=40，如果電氣設備或載流導體所處的周圍環境溫度是時，則設備或載流導體允許通過電流可

38、修為 （5-2）式中、分別為設備或載流導體的在長期工作時允許溫度和實際環境溫度。D.按斷流能力選擇設備的額定開斷電流或斷流容量不應小于設備分斷瞬間的短路電流有效值或短路容量，即： （5-3）E應與整個工程的建設標準協調一致，盡量使新老電器型號一致。F選擇導線時應盡量減少品種。G選新產品應積極謹慎，新產品應由可靠的試驗數據，并經主管部門鑒定合格。3.按短路情況下進行電動力穩定和熱穩定的校驗a.按短路情況下的電動力穩定，即以制造廠的最大試驗電流幅值與短路電流的沖擊電流相比，且 （5-4）式中：額定動穩定電流幅值有效值，用來表征斷路器和承受短路電流電動力的能力，用來選擇斷路器時的動穩定校驗。沖擊電流

39、幅值有效值。b.短路情況下的熱穩定熱穩定應滿足： （5-5）式中：為短路電流產生的熱效應；、分別為電氣設備允許通過的熱穩定電流和時間。熱穩定電流是斷路器能承受短路電流熱效應的能力。按照國家標準規定，斷路器通過熱穩定電流在4s時間內,溫度不超過允許發熱溫度,且無觸頭熔解和妨礙其正常工作的現象,則認為斷路器是熱穩定的。對電流互感器則滿足下面的熱穩定關系： （5-6）或 （5-7）式中kt由產品目錄給定的熱穩定倍數；IN1·TA電流互感器一次側額定電流；t由產品目錄給定的熱穩定時間；短路電流的假想時間； 熱效應通常分為短路電流交流分量有關的熱效應。5.2 主電氣設備的選擇和校驗5.2.1

40、斷路器的選擇斷路器是變電所的主要電氣設備之一。正常運行時；用它來倒換運行方式，把設備或線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當設備或線路發生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，能起保護作用。其最大特點是能斷開電路中負荷電流和短路電流，由于它具有專門的滅弧裝置，因此用它來接通和切斷電路。斷路器的選擇必須滿足以下五個條件：1.額定電壓：；2.額定電流：；3.額定開斷電流：；4.熱穩定校驗：；5.極限電流：；110kV進線斷路器的選擇：LW11110 斷路器表5-1 LW11110 斷路器選型參數對比表計算值選擇值110kV 母線橋及旁路橋斷路器選擇：LW11110 斷路器表5-2

41、LW11110 斷路器選型參數對比表計算值選擇值110kV 出線斷路器的選擇:LW11110 斷路器表5-3 LW11110 斷路器選型參數對比表計算值選擇值35kV 側主變壓器斷路器的選擇：LW835表5-4 LW8-35 斷路器選型參數對比表計算值選擇值35kV 母聯斷路器：LW835表5-4 LW8-35 斷路器選型參數對比表計算值選擇值40kA35kV 出線斷路器的選擇：LW835表5-5 LW8-35 斷路器選型參數對比表計算值選擇值10kV 側主變壓器斷路器的選擇 ：3AF-10表5-6 3AF-10斷路器選型參數對比表計算值選擇值10kV 母線分段斷路器的選擇 ：3AF-10表5

42、-7 3AF-10斷路器選型參數對比表計算值選擇值2197A10kV 架空出線斷路器的選擇:3AF-10表5-8 3AF-10斷路器選型參數對比表計算值選擇值10kV 電纜出線斷路器的選擇:3AF-10表5-9 3AF-10斷路器選型參數對比表計算值選擇值I Nor5.2.2 隔離開關的選擇隔離開關是發電廠和變電所中常用的電器，它要與斷路器配套使用。隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。用作設備停運后隔離電源電壓，以確保安全等作用。在選擇隔離開關時間可延用相應斷路器的計算數據。斷路器的選擇必須滿足以下四個條件：1、額定電壓：；2、額定電流：； 3、熱穩定校驗：；4、極限電流

43、：；110kV進線隔離開關的選擇:表5-10 隔離開關選型參數對比表計算值選擇值148A110kV母線隔離開關的選擇:表5-11 隔離開關選型參數對計算值選擇值592A1000A110kV 主變隔離開關的選擇:表5-12 隔離開關選型參數對比表計算值選擇值35kV主變側及母線隔離開關的選擇: 表5-13 隔離開關選型參數對計算值選擇值35kV 出線隔離開關的選擇: 表5-14 隔離開關選型參數對計算值選擇值4.825kA10kV主變側隔離開關的選擇：表5-15 隔離開關選型參數對計算值選擇值1383.710kV母線側隔離開關的選擇：表5-16 隔離開關選型參數對計算值選擇值10kV 裸導體出線

44、隔離開關的選擇：表5-17 隔離開關選型參數對計算值選擇值10kV電纜出線隔離開關的選擇：表5-18 隔離開關選型參數對計算值選擇值5.2.3 電流互感器的選擇和校驗凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器。電流互感器應按下列原則配置。每條支路的電源均應裝設足夠數量的電流互感器，供該支路測量、保護使用。變壓器出線配置一組電流互感器供變壓器差動使用，相數、變比、接線方式與變壓器的要求相符合。 動保護的元件，應在元件各端口配置電流互感器，各端口屬于同一電壓級時，互感器變比應相同，接線方式相同。一般應將保護與測量用的電流互感器分開，盡可能將電能計量儀表互感器與一般測量用互感器分開，前者必須使用0.5級互

45、感器，并應使正常工作電流在電流互感器額定電流的左右。保護用互感器的安裝位置應盡量擴大保護范圍，盡量消除主保護的不保護區。正常工作條件，應考慮參數一次回路電壓、一次回路電流、二次回路電流、二次側負荷、暫態特性、準確度等級、機械荷載等；短路穩定性應考慮動穩定倍數及熱穩定倍數；承受過電壓能力應考慮絕緣水平及泄露比距。表5-19 電流互感器選擇結果位置型號額定電流比級次組合二次負荷1s熱穩定電流倍數動穩定 倍數0.5級1級D級110kV進線側LCWD-1102×150/5D/11.2751501.2110kV母聯LCWD-1102×600/5D/11.275150110kV主變側L

46、CWD-1102×400/5D/11.27515035kV主變側LCWD-35800/5D/0.5227513535kV母聯LCWD-35800/5D/0.5227513535kV出線側LCWD-35150/5D/0.5227513510kV主變側LDZL-101500/5D/0.51.21.665901.210kV分段LDZL-101500/5D/0.51.21.665901.210kV出線LAJ-10200/5D/0.5112.412021510kV電纜LJ-Z電纜式零序電流互感器校驗10kV饋線電流互感器：其中0.5級供測量用，額定負荷為1，D級供繼電保護用額定負荷，如圖所示。

47、A相負荷為：有功電度表電流線圈；無功電度表電流線圈；安培表的電流線圈，總負荷為，以A相負荷為最大。設導線電阻為則允許連接線的最大電阻為：設導線為銅材料: ，長度L為50m,不完全星形接線系數時，則連接導線的截面S為：取銅線的截面：熱穩定校驗：內部動穩定：外部動穩定：絕緣瓷帽的允許荷重750N，當相間距離a=40cm,L=100cm時所選LAJ10 電流互感器完全滿足內部和外部動穩定的要求。5.2.4 電壓互感器選擇電壓互感器的配置原則是：應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求；在運行方式改變時，保證裝置不失壓、同期點兩側都能滿方便地取壓。通常如下配置：6220kV電壓級的每組主母線的三相應裝設

48、電壓互感器，旁路母線則視各回路出線外側裝設電壓互感器的需要而確定。需要監視和檢測線路斷路器外側有無電壓，供同期和自動重合閘使用，該側裝一臺單相電壓互感器，用與100%定子接地保護。電機一般在出口處裝兩組，一組（/Y接線）用于自動調整勵磁裝置，一組供測量儀表、同期和繼電保護保護使用。正常工作條件，應考慮參數一次回路電壓、二次電壓、二次負荷、準確度等級、機械荷載等；承受過電壓能力，應考慮絕緣水平與泄露比距。由于電壓互感器是與電路并聯聯接的，當系統發生短路時，互感器本身兩側裝有斷路器，并不受短路電流的作用，因此不需校驗動穩定與熱穩定。查發電廠和變電所電氣部分畢業設計指導附表1-42選擇110kV、3

49、5kV、10kV的電壓互感器的型式，一次電壓、二次電壓、準確度等級和二次負荷如下：表5-20 電壓互感器選擇結果安裝地點型號數量最大容量額定電壓VA副繞組容量VA接線組原邊副邊輔助0.513110kV母線JCC-1106200050010001/1/1-12-1235kV母線JDJJ-35612001502506001/1/1-12-1210kV母線JSJW-102960100.1120200480對JSJW-10型電壓互感器的準確度等級和二次負荷進行校驗：10kV母線上裝有兩臺三芯五柱型電壓互感器，每臺承擔6條饋線，每回引出線上接有功和無功電度表電壓線圈，要求0.5級的電壓互感器。母線上裝有

50、接于 BC 相的電壓表和接入相對地的絕緣監視電壓表。查發電廠和變電所電氣部分畢業設計指導附表 5-42 得：1T1V型電壓表線圈吸收的有功功率為4.5W，有功和無功電度表電壓線圈吸收的視在功率1.75VA,，則電壓互感器每相副繞組所供給的電功率按表541中的公式計算：可見b相供給的伏安數量最大，但仍小于 0.5 級下 JSJW-10 型電壓互感器付繞組的容量，即:所選JSJW-10 型三芯五柱電壓互感器合格。5.2.5 熔斷器的選擇變電所35kV電壓互感器和10kV電壓互感器以及所用變壓器都用高壓熔斷器進行保護，不需裝設斷路器。保護電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇。查附表1-3

51、4，35kV電壓互感器所用高壓熔斷器應選RW9-35型，額定電壓 35kV，斷流容量為 2000MVA。10kV電壓互感器所用高壓熔斷所用高壓熔斷器應選RN2-10型，額定電壓 10kV，斷流容量為 1000MVA。所用變壓器用 RN1-10 型高壓熔器進行保護：RW9-35熔斷器附加限流電阻選RD1-35，其技術參數：,熔件額定電流，R=396。表5-20 高壓熔斷器選擇結果安裝地點型號額定電壓kV額定電流A斷流容量MVA切斷極限電流kA最大分段斷流kA備注所用變壓器10302008.612供電力線路短路或過流保護用10kV電壓互感器100.5100050保護戶內電壓互感器35kV電壓互感器350.5200060保護戶外電壓互感器5.3 本章小結電氣設備的選擇條件包括兩大部分：一是電氣設備所必須滿足的基本條件，即按正常工作條件（最高工作電壓和最大持續工作電流）選擇，并按短路狀態校驗動、熱穩定；二是根據不同電氣設備的特點而提出的選擇和校驗項目。高壓斷路器的滅弧原理是利用電弧電流每半周過零自然熄滅的特點，加強去游離使滅弧介質強度恢復速度大于系統恢復電壓上升速度，使電弧不再重燃。由于需要開斷和關合短路電流，因此應校驗斷路器的額定開