{管理信息化OA自動化}電氣工程與自動化范文鄭州大學現代遠程教育畢業設計題目：____入學年月______________姓名______________學號______________專業______________聯系方式______________學習中心______________指導教師______________完成時間____年____月____日目錄摘要1關鍵詞1前言2第一部分設計說明書21.概述21.1南樂縣基本概況21.2張果屯鄉基本概況22．設計依據22.1原始資料要求：22.2設計規模33．電氣主接線43.1主變壓器選擇43.2110kV接線43.335kV接線53.410kV接線63.5電氣主接線方式63.6無功補償73.7中性點設備74．短路電流計算75．主要設備選擇85.1斷路器85.2隔離開關85.310kV并聯電容器95.4導體95.5絕緣子105.6互感器106．電氣設備布置及配電裝置116.1電氣總布置116.2配電裝置116.3互感器的配置127．防雷規劃128．繼電保護規劃設計138.1主變壓器保護138.2110kV的保護148.335kV保護148.410kV保護158.5電力電容器組保護15第二部分計算書151．短路電流計算151.1各元件參數計算151.2短路電流計算172．設備選擇212.1110kV斷路器選型和校驗212.2110kV隔離開關選型232.335kV斷路器選型和校驗232.435kV隔離開關選型252.510kV斷路器選型和校驗252.610kV隔離開關選型282.7母線的選擇302.8電流互感器的選擇372.9電壓互感器的選擇413.低壓側10kV無功補償43參考文獻：45致謝46摘要本文主要是結合南樂縣電網狀況及張果屯電區電網現狀及存在的問題進行了論述，從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經濟及可靠性方面考慮，確定了110kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據最大持續工作電流及短路計算的計算結果，對高壓熔斷器，隔離開關，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設計。關鍵詞110KV變電站、建設前言為了適應地方經濟發展，解決電力供需矛盾，根據本縣國民經濟發展的實際，通過對南樂縣自然概況、南樂縣電網狀況、張果屯鄉供電區基本概況、電網現狀及存在的問題，初步確定了張果屯110KV變電站建設的可行性。第一部分設計說明書1.概述1.1南樂縣基本概況南樂縣位于河南省東北端，冀、魯、豫三省交界處，轄9鄉3鎮，南與清豐縣為鄰，東與山東莘縣隔河相望，西北分別與河北省魏縣、大名縣接連，境域624平方公里，其中縣城面積10平方公里，總人口47萬人，屬濮陽市管轄。南樂地處平原，物華天寶，交通十分便利，西距京廣鐵路80公里，東距青島口岸500公里，106國道（北京-廣州）與安濟公路（安陽濟南）兩條公路交匯于此，溝通了南北的經濟交流。南樂經濟和各項社會事業基礎較好，農副產品資源豐富，是全國小麥、玉米、棉花、花生的主要產區。全縣有十萬畝優質蘋果、二十萬畝棉花，是優質果、棉生產基地和全國兔肉出口基地。工業有化工、輕工、紡織、電子、釀造、機電、食品、抽紗工藝、草制工藝品打入了國際市場。南樂縣農業基礎較好，其特點：地勢平坦，土壤肥沃，氣候溫和，水利資源豐富，機械化耕作程度高。南樂的工業在迅速崛起，現有國營企業11家，固定資產5114萬元，年產值4498萬元。鄉鎮企業異軍突起，已擁有4020家，產品有水泥、雙氧水、空氣炮、棉紡、造紙等，產值3.9億元。“三資”企業11家，以化工、釀造、草制品為主，年產值1200萬元，創匯80萬美元。1.2張果屯鄉基本概況張果屯鄉位于南樂縣的東南部，總面積５５平方公里，轄３０個行政村，總人口３.４５萬，總耕地面積４.９５萬畝。鄉政府駐地張果屯距縣城１２公里。2．設計依據2.1原始資料要求：⑴設計變電所在城市近郊，在變電所附近有地區負荷。⑵確定本變電所的電壓等級為110／35／10kV，110kV是本變電所的電源電壓，3kV和10KV是二次電壓。⑶待建變電所的電源，由雙回110kV線路送到本變電所：在中壓側35kV母線，送出5回線路；在低壓側10kV母線，送出8回線路，為近區負荷，每回路輸送容量4MW，自然功率因數0.7，要求10kV母線功率因數0.9；該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。⑷變壓器采用兩臺型號完全相同的有載調壓三繞組電力變壓器，變壓器容量為63000kVA。⑸待建變電所與電力系統的連接情況如圖l圖1待設計變電所與電力系統的連接電路圖變電所的設計內容包括：⑴選擇本變電所主變的型號。⑵設計本變電所的電氣主接線，選出數個電氣主接線方案進行技術經濟綜合比較，確定一個較佳方案。⑶進行必要的短路電流計算。⑷選擇和校驗所需的電氣設備。⑸設計和校驗母線系統。⑹進行繼電保護的規劃設計。⑺進行防雷保護規劃設計。⑻110kV高壓配電裝置設計。2.2設計規模⑴主變壓器容量：2×63MVA，電壓等級11010kV。⑵110kV出線：出線4回，不設備用出線，電源發電廠2回，連接電力系統2回。⑶35kV出線：出線5回，不設備用出線。⑷10kV出線：出線8回，不設備用出線。連接至近區負荷。⑸無功補償：裝于10kV母線，容量2×10MVar。3．電氣主接線3.1主變壓器選擇本變電所主變壓器容量為2×63MVA，為便于維護管理，兩臺主變壓器選用三相油浸風冷型三繞組銅線有載調壓電力變壓器，所選型號為SFSZ7-63000/110，電壓等級110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/11、10.5、6.6、6.3kV，接線組別YN，yn0，d11；U12=10.5%，U13=17%，U23=6.5%。變壓器的選擇：型號容量電壓組合及分接范圍短路阻抗電壓空載容量連接組SFSZ7-63高壓中壓低壓高低高中中低電流比別63000MVA1108×38.52*26.6,10.517-10.56.51.2100500.d11/1101.25%.5%,6.3,11183.2110kV接線具體對電氣主接線的基本要求為：具有適當的可靠性，有較好的靈活性（操作、調度、擴建），簡單清晰，便于操作，經濟性好。本變電所在110KV電網中，具有很大的重要性，初選主接線方案有兩種：第一種是單母線分段帶旁路，第二種是雙母線。其示意接線圖如下：方案一圖方案二圖兩種方案的比較：鑒于110KV系統在電網中具有很高的重要性，可靠性與安全性尤為重要，又考慮到雙母線擴建方便，故選雙母線為110KV系統主接線。3.335kV接線電壓等級為35KV～60KV，出線4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線，為保證斷路器檢修時不中斷對用戶供電，單母線分段可增設旁路，但本變電所采用SF6斷路器，不需要檢修，故不需設旁路。初選兩種方案：方案一是單母線分段，方案二是雙母線。方案一圖方案二圖兩種方案的比較：項目方案一方案二1、簡單清晰調度靈活1、供電可靠，調度靈活，技術2、不會造成全所停電，保證重要用擴建方便，便于試驗戶的供電2、易誤操作經濟1、設備少2、投資小3、占地少1、設備多，配電裝置復雜2、投資和占地面機大項目方案一方案二1、單母線帶旁路提高了供電的可靠性和靈活1、雙母線中兩組母線可互為備用，優點性，具有很高的安全性，可以不停電檢修任一出口斷路器。具有很高的可靠性與安全性。2、有多種運行方式，調度靈活。2、占地面積比第二種方案較少。3、擴建方便。1、電網中電廠或變電所出線斷路器多為SF61、比第一種方案占地大。缺點斷路器，長時間不需要檢修，故不需設旁路。2、不便于擴建，2、投資較大。3、投資較大鑒于電壓等級不高，在一定的安全與靈活性的基礎上要求較好的經濟性，故選用投資較小的方案一。3.410kV接線考慮到10KV電壓等級八回出線，不是很高等級的用戶負荷，發生故障時短時間內不會對用戶造成重大損失，10KV采用投資較低、占地小的單母線分段為主接線。3.5電氣主接線方式綜合三個電壓等級選用的接線方式，確定以下接線方式為最終備選方式：110kV母線采用雙母線，35kV母線采用單母線分段的接線方式，10kV母線采用單母線分段的接線方式。其示意接線圖如下：3.6無功補償裝于10kV母線側，最終容量按2×10MVar配置，1段、2段分別裝設一組。型號為：BFF11/-1000-3W,額定容量:10Mar3.7中性點設備主變壓器110kV側中性點采用避雷器加保護間隙保護，也可經隔離開關接地。主變壓器35kV側中性點采用避雷器加保護間隙保護。4．短路電流計算短路電流計算包括110kV、35kV和10kV母線出現最大短路電流方式下0秒、1.5秒、2.0秒、3.0秒、4秒和沖擊電流的計算。110kV母線的最大短路電流是110KV母線三相短路的情況，35kV母線的最大短路電流是分段斷路器閉合運行時分段斷路器一側三相短路的情況。10kV母線的最大短路電流是分段斷路器閉合運行時分段斷路器一側三相短路的情況。所以短路電流計算是對以上三點進行計算的。在考慮主變并列運行的情況下，短路電流計算結果如下：表1：短路電流計算結果表：短路點0S1.5S2.0S3.0S4.0S沖擊電流ish110kV母線側三相短路電流（kA）4.3804.110_______4.143_______11.15035kV母線側三相短路電流（kA）6.264_______6.463_______6.48115.94510kV母線側三相短路電流（kA）27.582________26.877_______27.83470.2125．主要設備選擇5.1斷路器5.1.1110kV斷路器110kV斷路器選用LW6-110/1600型SF6斷路器，額定電流1600A，額定開斷電流40kA,動穩定電流80kA，熱穩定電流31.4KA（3s）。5.1.235kV斷路器35kV斷路器選用LW16-35/1600型SF6斷路器，額定電流1600A，額定開斷電流25kA，動穩定電流63kA，熱穩定電流25KA（4s）。5.1.310kV開關柜和斷路器10kV開關柜選用XGN-10型固定式開關柜。柜中配：母線斷路器SN10-10III/2000型斷路器，額定電流為2000A，額定開斷電流43.3kA，動穩定電流130kA，熱穩定電流43.34KA（4s）；出線斷路器SN10-10II/1000型斷路器，額定電流為1000A，額定開斷電流31.5kA，動穩定電流80kA，熱穩定電流31.5KA（2s）5.2隔離開關5.2.1110kV隔離開關110kV隔離開關選用GW5-110GD型隔離開關。額定電流1000A。5.2.235kV隔離開關35kV隔離開關選用GN2-35T型隔離開關。額定電流1000A。5.2.310kV隔離開關10kV母線隔離開關選用GN10-10T型隔離開關，額定電流3000A。10kV出線隔離開關選用GN6-10T型隔離開關，額定電流1000A。表2：110kV斷路器及隔離開關選擇結果表表3：35kV斷路器及隔離開關選擇結果表電流計算結果項目LW16-GW5-NNIINI〞Ibr——ishixkkA2·s)It2t2×kA2·s)kA2·s)表4：10kV母線斷路器及隔離開關選擇結果表表5：10kV出線斷路器及隔離開關選擇結果表5.310kV并聯電容器并聯電容器組布置在10kV配電裝置附近，選用密集型電容器組成套裝置，戶外布置。5.4導體110kV主變進線最大工作電流為347A，導線選用硬母線LF-21Yφ80/72；主變壓器35kV側最大工作電流電流為為992A，導線選用軟導體LGJ-800/70；主變壓器10kV側最大工作電流電流電流為1819A，10kV母線選用硬母線：三條矩形鋁導體125*10。表6：母線的選擇結果表5.5絕緣子根據電壓等級和安裝地點選擇絕緣子。表7：絕緣子選擇情況：安裝地點型號額定電壓110kV戶外式配電裝置ZS-110110kV35kV戶外式配電裝置SGX-70/3535kV10kV戶內式配電裝置ZNB-1010kV5.6互感器互感器既是電力系統中一次系統與二次系統間的聯絡元件，同時也是隔離元件。他們將一次系統中的高電壓、大電流，轉變為低電壓，小電流，供測量、監視、控制及繼電保護使用?；ジ衅鞯木唧w作用：（1）將一次系統各級電壓均變成100V（或對地100V/）以下的低壓，將一次系統各回路電流均變成5A（或1A、0.5A）以下的小電流，以便于測量儀表及繼電器的小型化、系統化、標準化。（2）將一次系統和二次系統在電氣方面隔離，同時互感器二次側必須有一點可靠接地，從而保證了二次設備及人員的安全。表8：互感器選擇情況列表：6．電氣設備布置及配電裝置6.1電氣總布置本變電所主變壓器，35kV、110kV配電裝置，并聯電容器組均為戶外布置，10kV高壓開關柜等電氣設備布置在屋內，35kV、110kV均為架空出線，10kV為電纜引至圍墻外電桿架空出線。6.2配電裝置6.2.1110kV配電裝置110kV配電裝置為戶外普通中型布置，采用敞開式電器。70年代以來,管形母線普通中型布置在110KV電力系統配電裝置中廣泛應用,這種布置本身具有許多優點.因為母線采用鋁錳合金管,以棒形支柱絕緣子支撐,其弧垂很小,沒有電動力和風力引起的搖擺,可以壓縮相間和相對地的距離,同時又采用了合并構架,從而減少占地面積.6.2.235kV配電裝置35kV配電裝置為戶外普通中型布置，采用敞開式電器。6.2.310kV配電裝置10kV配電裝置采用戶內布置，為了節省占地面積,減少維護量,檢修方便,10KV配電裝置采用成套配電裝置,本工程采用單層高壓開關柜布置,選型為XGN-10固定高壓開關柜,它由斷路器室、母線室電纜室、和儀表室組成。主變10kV經母線橋直接引入開關柜，開關柜二次電纜均敷設在盤前的電纜溝內，一次電纜穿管敷設至室外電纜溝。10kV并聯電容器布置在10kV配電裝置的附近。6.3互感器的配置為電力系統的正常運行，保證供電質量，且在短路故障時能迅速地將故障元件切除，不致造成故障范圍擴大，必須通過二次設備以實現測量、監控及保護，二次設備信號由互感器取得。電力系統中必須合理地配置互感器。6.3.1電壓互感器的配置應該根據測量、同期、保護等需要，分別裝設相應的互感器：母線――工作母線和備用母線都應裝設一組三繞組電壓互感器，母線如分段，應在各段母線上各裝設一組三繞組電壓互感器。110kV及以上線路――為了節約投資和占地面積，載波通信和電壓測量可共用耦合電容，故一般裝設電容分壓電壓互感器。6.3.2電流互感器的配置所有支路均應按測量、計能、繼電保護要求裝設相應的電流互感器。變壓器、110kV及以上大接地電力系統各賄賂中，一般應三相均裝設電流互感器，以滿足測量儀表、保護和自動裝置要求，以保證供電可靠性。7．防雷規劃變電所是多條輸電線路的交匯點和電力系統的樞紐，變電所的雷害事故往往導致大面積停電，變電設備(最主要的是電力變壓器)的內部絕緣水平往往低于線路絕緣水平，且不具有自動恢復功能，一旦雷電過電壓擊穿，后果十分嚴重。所以，變電所必須設置防雷保護。直擊雷防護本變電所采用110KV配電裝置構架設避雷針，35KV及10KV配電裝置由于絕緣水平不高，雷擊構架避雷針時，容易導致絕緣逆閃絡（反擊），故設置獨立避雷針，它又自己專有的支座和接地裝置，其接地電阻不超過10歐。入侵雷電過電壓波防護對于入侵波的防護一般采用閥式避雷器，它的作用是限制過電壓波的幅值，避雷器的選擇：在110KV和35KV電力系統中，選擇閥式避雷器中氧化鋅避雷器。氧化鋅避雷器沒有串聯放電間隙，主要由氧化鋅非線性電阻組裝而成，具有良好非線性，且動作迅速，殘壓低，通容量大，結構簡單，可靠性高，維護方便，沒有工頻續流、滅弧等問題，所以選氧化鋅避雷器防護雷電過電壓波入侵。由于金屬氧化物避雷器沒有串聯間隙，正常工頻相電壓長期施加在金屬氧化物電阻片上，為了保證使用壽命，長期施加于避雷器上的運行電壓不可超過它允許的持續運行電壓。10kV電力系統一般采用普通閥型避雷器。表8：避雷器選擇如下：設備名稱安裝地點型號110kV母線Y10W5-100/248110kV進線側Y10W5-100/248避雷器35kV母線Y5W-4235kV出線側Y5W-4210kV母線FS-1010kV出線側FS-10主變壓器中性點FS-40間隙保護8．繼電保護規劃設計繼電保護泛指繼電保護技術或由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統，繼電保護裝置就是指能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。它的任務是自動、迅速、有選擇性地從電力系統切除故障，使故障元件免受繼續遭到破壞，保證無故障部分正常運行；反應電氣元件的不正常運行。8.1主變壓器保護110kV變電所的電力變壓器每組容量在60~90000MVA，屬于大型變壓器是電力系統中的重要電氣設備。電力變壓器的故障對電力系統和用戶影響都很大。因此，必須對大型電力變壓器配備完善的保護裝置，在出現危及變壓器安全的不正常運行狀態時，能及早地發出報警信號或切除變壓器，防止故障的發生。當變壓器發生故障時，能盡快地切除變壓器，使故障造成的損失減到最小，使故障后的變壓器更容易修復。故安裝安全可靠地繼電保護裝置。本設計采用雙主雙后的配置方式：差動保護、復合電壓閉鎖的過電流保護、過負荷保護、零序過電流保護及瓦斯、油溫、油位、、壓力釋放等非電量保護。主保護：差動保護變壓器重瓦斯保護后備保護：復合電壓閉鎖過流保護零序過流保護過負荷保護非電量保護差動保護適用于6.3MVA及以上的廠用變壓器和并聯運行的變壓器，以及10MVA及以上的廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器。它是變壓器的主保護。變壓器重瓦斯保護適用于油浸式變壓器，它反應油箱內的故障。當產生大量瓦斯時，應動作于斷開變壓器各側的斷路器。相間短路的后備保護對降壓變壓器宜采用過電流保護；當靈敏度不滿足要求時，應采用復合電壓起動的過電流保護，后備保護均帶時限動作于相應的斷路器跳。零序過流保護對中性點自接接地電力網內，外部接地短路引起過電流時，變壓器中性點接地運行，應裝設零序過流保護。過負荷保護對于400KVA以上變壓器，當數臺并列運行時，應根據可能負荷情況安裝過負荷保護，8.2110kV的保護線路保護裝設高頻距離保護作為主保護電流保護作為后備保護母線保護完全電流差動母線保護為主保護過電流保護為后備保護8.335kV保護線路保護裝設距離保護作為主保護，電流保護作為后備。三段式過流保護（帶方向、電壓閉鎖）單相接地保護自動重合閘裝置母線保護完全電流差動母線保護為主保護過電流保護為后備保護斷路器失靈保護8.410kV保護線路保護三段式過流保護單相接地選線自動重合閘裝置母線保護完全電流差動母線保護為主保護過電流保護為后備保護8.5電力電容器組保護限時速斷保護過流保護電流閉鎖失壓保護過電壓保護為了改善供電質量，提高功率因數，常在變電所低壓側裝設并聯電容器組，并進行保護。電容器組與斷路器之間連線短路各種故障保護，宜裝設帶延時地過流保護，動作于跳閘。當系統電壓及高次諧波引起電容過負荷，故應裝設反應母線電壓穩升地過電壓保護。第二部分計算書1．短路電流計算1.1各元件參數計算由題目已知條件，系統接線圖見圖1：圖1系統連線圖發電廠G1、G2、G3、G4電抗計算：取，，，2×50kM線路等效電抗：2×80kM線路等效電抗：變壓器電抗計算：系統連線圖的電抗圖如下：等效電路圖1.2短路電流計算1.2.1110kV母線三相短路，短路電流計算當110kV母線發生三相短路，即K1點發生三相短路，原圖化簡為各電源的計算電抗：查運算曲線可得各時刻短路電流的標么值：，(各時刻短路電流相等)，t=0s時刻t=1.5s時刻t=3.0s時刻各時刻短路電流有名值：kAkAkAKA1.2.235kV母線三相短路，短路電流計算當35kV母線發生三相短路，即K2點發生三相短路，原圖化簡為：各電源的計算電抗：查運算曲線可得各時刻短路電流的標么值：，(各時刻短路電流相等)，t=0s時刻t=2.0s時刻t=4s時刻各時刻的短路電流的有名值：kAkAkAKA1.2.310kV母線三相短路，短路電流計算當10kV母線發生三相短路，即K3點發生三相短路，原圖化簡為：各電源的計算電抗：查運算曲線可得各時刻短路電流的標么值：，(各時刻短路電流相等)，t=0s時刻t=2.0s時刻t=4s時刻各時刻的短路電流的有名值：kAKakAKA各短路點各時刻短路電流如下：短路點0S1.5S2.0S3.0S4.0S沖擊電流ish110kV母線側三相短路電流（kA）4.3804.110_______4.143_______11.15035kV母線側三相短路電流（kA）6.264_______6.463________6.48115.94510kV母線側三相短路電流（kA）27.582________26.877________27.83470.2122．設備選擇2.1110kV斷路器選型和校驗（1）110kV斷路器選型初選斷路器型號：主變壓器110KV側系統最大長期工作電流由公式：kA根據UN=110kV，Igmax=0.347kA及屋外布置的要求,查表初選型號為LW-110型SF6斷路器。其額定技術數據為：UN=110kV，IN=1600A，額定開斷電流為：Ibr=40kA，動穩定電流：imax=80kA，熱穩定電流（及時間）：It=31.5kA（3s），固有分閘時間：tgf=0.06s，燃弧時間：th=0.04s選后備保護時間：tb2=2.9s短路熱穩定計算時間：tk=2.9+0.06+0.04=3.0(s),斷路切斷計算時間：t1=0.06+0.06=0.12(s)電源至短路點的短路電流由前面的短路電流計算結果可得：I〞=4.380kA，ish=11.150kA（2）110kV斷路器設備校驗①校驗開斷能力因t1=0.12s＞0.1s（非周期分量衰減到20%，對It影響很小，可以不考慮）∴I〞=4.380kA＜40kA∴滿足要求②校驗動穩定ish=11.150kA＜80kA∴滿足要求③校驗熱穩定tk=3.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=51.317kA2·s＜31.52×4=2976.75kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇LW-110型SF6斷路器可滿足要求。2.2110kV隔離開關選型（1）110kV隔離開關選型由已知條件UN=110kV，Igmax=347A，初選GW5-110GD隔離開關其額定參數為：額定電壓：UN=110kV額定電流：IN=1000A，熱穩定電流：It=25kA（4s），動穩定電流：imax=83kA，（2）110kV隔離開關校驗①校驗動穩定ish=11.150kA＜83kA∴滿足要求②校驗熱穩定tk=3.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=51.317kA2·s＜252×4=2500kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇的GW5-110GD型隔離開關可滿足要求。110kV斷路器及隔離開關選擇結果表2.335kV斷路器選型和校驗（1）35kV斷路器選型：初選斷路器型號：主變壓器35KV側系統最大長期工作電流由公式：A根據UN=35kV，Igmax=992A及屋外布置的要求,查表初選型號為LW16-35型SF6斷路器。其額定技術數據為：UN=35kV，IN=1600A，額定開斷電流為：Ibr=25kA，動穩定電流：imax=63kA，熱穩定電流（及時間）：It=25kA（4s），固有分閘時間：tgf=0.06s，燃弧時間：th=0.04s選后備保護時間：tb2=3.9s短路熱穩定計算時間：tk=3.9+0.06+0.04=4.0(s),斷路切斷計算時間：t1=0.06+0.06=0.12(s)電源至短路點的短路電流由前面的短路電流計算結果可得：I〞=6.264kA，ish=15.945kA（2）35kV斷路器設備校驗：①校驗開斷能力因t1=0.12s＞0.1s（非周期分量衰減到20%，對It影響很小，可以不考慮）∴I〞=6.264kA＜25kA∴滿足要求②校驗動穩定ish=15.945kA＜63kA∴滿足要求③校驗熱穩定tk=4.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=166.315kA2·s＜252×4=2500kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇LW16-35型SF6斷路器可滿足要求。2.435kV隔離開關選型（1）35kV隔離開關選型由已知條件UN=35kV，Igmax=992A，初選GN2-35T隔離開關其額定參數為：額定電壓：UN=35kV額定電流：IN=1000A，熱穩定電流：It=27.5kA（5s），動穩定電流：imax=70kA，（2）35kV隔離開關校驗①校驗動穩定ish=15.945kA＜70kA∴滿足要求②校驗熱穩定tk=5.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=166.315kA2·s＜27.52×5=3781.25kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇的GN2-35T型隔離開關可滿足要求。35kV斷路器及隔離開關選擇結果表電流計算結果項目16-5-NN多年企業管理咨詢經驗，專注為企業和個人提供精品管理方案，企業診斷IIN方案，制度參考模板等歡迎您下載，均可自由編輯I〞Ibr——

ishikkA2·s)It2t2×kA2·s)kA2·s)2.510kV斷路器選型和校驗2.5.110kV母線斷路器選型和校驗（1）10kV母線斷路器選型：初選斷路器型號：主變壓器10KV側系統最大長期工作電流由公式：A根據UN=10kV，Igmax=1819A及屋內布置的要求,查表初選型號為SN10-10II型斷路器。其額定技術數據為：UN=10kV，IN=2000A，額定開斷電流為：Ibr=43.3kA，動穩定電流：imax=130kA，熱穩定電流（及時間）：It=43.3kA（4s），固有分閘時間：tgf=0.06s，燃弧時間：th=0.04s選后備保護時間：tb2=3.9s短路熱穩定計算時間：tk=3.9+0.06+0.04=4.0(s),斷路切斷計算時間：t1=0.06+0.06=0.12(s)電源至短路點的短路電流由前面的短路電流計算結果可得：I〞=27.582kA，ish=70.212kA（2）10kV母線斷路器設備校驗：①校驗開斷能力因t1=0.12s＞0.1s（非周期分量衰減到20%，對It影響很小，可以不考慮）∴I〞=27.582kA＜43.3kA∴滿足要求②校驗動穩定ish=70.212kA＜130kA∴滿足要求③校驗熱穩定tk=4.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=2918.668kA2·s＜43.32×4=7499.56kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇SN10-10II型斷路器可滿足要求。2.5.210kV出線斷路器選型和校驗（1）10kV出線斷路器選型：初選斷路器型號：主變壓器10KV側系統最大長期工作電流由公式：A根據UN=10kV，Igmax=320.7A及屋內布置的要求,查表初選型號為SN10-10III型斷路器。其額定技術數據為：UN=10kV，IN=1000A，額定開斷電流為：Ibr=31.5kA，動穩定電流：imax=80kA，熱穩定電流（及時間）：It=31.5kA（2s），固有分閘時間：tgf=0.06s，燃弧時間：th=0.04s選后備保護時間：tb2=1.9s短路熱穩定計算時間：tk=1.9+0.06+0.04=2.0(s),斷路切斷計算時間：t1=0.06+0.06=0.12(s)電源至短路點的短路電流由前面的短路電流計算結果可得：I〞=27.582kA，ish=70.212kA（2）10kV出線斷路器校驗：①校驗開斷能力因t1=0.12s＞0.1s（非周期分量衰減到20%，對It影響很小，可以不考慮）∴I〞=27.582kA＜31.5kA∴滿足要求②校驗動穩定ish=70.212kA＜80kA∴滿足要求③校驗熱穩定tk=2.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=1452.5kA2·s＜31.52×2=1984.5kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇SN10-10III型斷路器可滿足要求。2.610kV隔離開關選型2.6.110kV母線隔離開關選型（1）10kV母線隔離開關選型由已知條件UN=10kV，Igmax=1819A，初選GN10-10T隔離開關其額定參數為：額定電壓：UN=10kV額定電流：IN=3000A，熱穩定電流：It=75kA（5s），動穩定電流：imax=160kA，（2）10kV母線隔離開關校驗①校驗動穩定ish=70.212kA＜160kA∴滿足要求②校驗熱穩定tk=5.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=2918.668kA2·s＜752×5=28125kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇的GN10-10T型隔離開關可滿足要求。2.6.210kV出線隔離開關選型（1）10kV出線隔離開關選型由已知條件UN=10kV，Igmax=320.7A，初選GN6-10T隔離開關其額定參數為：額定電壓：UN=10kV額定電流：IN=1000A，熱穩定電流：It=30kA（5s），動穩定電流：imax=75kA，（2）10kV出線隔離開關校驗①校驗動穩定ish=70.212kA＜75kA∴滿足要求②校驗熱穩定tk=5.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=2918.668kA2·s＜302×5=4500kA2·s∴滿足要求由以上計算表明，選擇的GN6-10T型隔離開關可滿足要求。10kV母線斷路器及隔離開關選擇結果表10kV出線斷路器及隔離開關選擇結果表2.7母線的選擇母線選擇的內容包括：①確定母線的材料、截面形狀、布置方式；②選擇母線的截面積；③校驗母線的動穩定和熱穩定；④對于110kV及以上的母線，還應校驗能否發生電暈。2.7.1110kV母線的選擇2.7.1.1母線的材料常用的母線材料有銅、鋁和鋁合金三種。結合本工程的實際情況，110kV側母線最大持續工作電流Igmax=347kA，母線的持續工作電流不大，布置尺寸不受限制，母線周圍污穢等級不高，又因鋁相對于銅易加工，安裝方便，價格便宜。所以選擇鋁錳合金作為母線材料。2.7.1.2母線的結構母線的結構和截面形狀決定于母線的工作特點。為了有利于散熱和保證短路時母線的動穩定，本工程110kV母線選擇硬裸母線，管型母線的集膚效應系數最小，機械強度也比較高。因此本工程選用鋁錳合金管型母線作為110kV母線。2.7.1.3母線的布置形式考慮到母線的散熱，機械強度與母線的載流量，以及配電裝置布置尺寸。選用三相水平布置（母線豎放）方式。這種布置方式散熱性好，母線在流量大。2.7.1.4校驗母線的電暈問題電暈起始電壓公式：三相導體水平布置，取三相導體布置方式系數k=0.96；管型母線，取導體表面狀況系數=0.98；好天氣，取天氣系數=0.8；海拔在1000米以下，取空氣相對密度δ=1；導體半徑為r=4cm，三相導體的相間距離為200cm。(《發電廠電氣部分》表8－3)得：Ucr=49.3×0.96×0.98×0.8×1×4(200/4)=252.162kVkV＜Ucr∴本母線選擇滿足防止電暈的要求。2.7.1.5母線截面積選擇母線的選擇有兩種方式，第一種按長期工作電流選擇，第二種按經濟電流密度選擇，一般年平均負荷較大，回路較長的導線用第二種方式選擇?？紤]到本變電所年平均負荷較大，選用按經濟電流密度的選擇方式。母線材料定為鋁錳合金，最大負荷年利用小時Tmax=6500h，查表得出經濟電流密度J=0.64。∴由母線經濟截面積公式得：Se=347A/0.64=533.8mm2∴母線半徑公式；13.04mm，直徑φ=13.04×2=26.08mm所以選用LF-21Yφ80/72作為母線。2.7.1.6母線的熱穩定校驗短路切除時間tk=2.9+0.06+0.04=3.0(s)，0.5tk=1.5(s)短路全電流效應tk=3.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=51.317kA2·s查《發電廠電氣部分》表3－2：短路前，材料的長期發熱允許溫度70℃代替短路前導體的實際溫度θω故θω＝70℃，查表得C=87按照熱穩定要求的母線最小截面積公式：=92.80(mm2)所選用母線截面S=945mm2>>92.80mm2滿足熱穩定要求。2.7.1.7母線的動穩定校驗在三相短路沖擊電流作用下，中間相母線所受的最大電動力，由式:(N)式中ish——三相短路沖擊電流，kA；L——兩支持絕緣子間的每一段母線長度，即跨距，m；a——相鄰兩相導體的匯總中心距離，m；由上式可得，單位長度三相母線受到的相間電動力（設Kx=1.0）為：=0.173×(1/2)×11.1502=10.75(N/m)查《電氣工程設計手冊》得：=所以在單位長度電動力的作用下，母線受到的最大相間應力：PaPa<70Pa∴所選母線完全滿足動穩定要求7.2.235kV母線選擇35KV母線得長期最大工作電流Igmax＝992AUN=35kV，初選母線型號：型號標稱截面載流量LGJ800/70（mm2）1410A（70℃）⑴正常發熱要求校驗：選擇實際溫度：30℃Igmax＝992A<滿足正常發熱要求⑵母線熱穩定校驗℃查《發電廠電氣部分》表3－2得：熱穩定系數C=87滿足要求。由于選擇的是軟導體，故不必校驗母線的動穩定性，母線的直徑大于發生電暈情況的直徑，所以不必電暈校驗。2.7.310kV母線的選擇母線選擇的內容包括：①確定母線的材料、截面形狀、布置方式；②選擇母線的截面積；③校驗母線的動穩定和熱穩定；10kV母線的選擇2.7.3.1母線的材料常用的母線材料有銅、鋁和鋁合金三種。結合本工程的實際情況，10kV側母線最大持續工作電流Igmax=1819A，母線的持續工作電流不大，布置尺寸不受限制，母線周圍污穢等級不高，又因鋁相對于銅易加工，安裝方便，價格便宜。所以選擇鋁作為母線材料。2.7.3.2母線的結構母線的結構和截面形狀決定于母線的工作特點。為了有利于散熱和保證短路時母線的動穩定，本工程10kV母線選擇硬質裸母線，矩形母線的散熱條件好，利于保證動穩定，且便于安裝。因此本工程選用鋁制矩形母線作為10kV母線。2.7.3.3母線的布置形式考慮到母線的散熱，機械強度與母線的載流量，以及配電裝置布置尺寸。選用三相水平布置（母線豎放）方式。這種布置方式散熱性好，母線在流量大。本工程10KV母線選擇，不必電暈校驗。2.7.3.4母線截面積選擇母線的選擇有兩種方式，第一種按長期工作電流選擇，第二種按經濟電流密度選擇，一般年平均負荷較大，回路較長的導線用第二種方式選擇?？紤]到本變電所年平均負荷較大，選用按經濟電流密度的選擇方式。母線材料定為鋁，最大負荷年利用小時Tmax=6500h，查表得出經濟電流密度J=0.65?！嘤赡妇€經濟截面積公式得：Se=1819A/0.65=2798.5mm2故截面選擇:三條125×10矩形母線。2.7.3.5母線的熱穩定校驗短路切除時間：tk=3.9+0.06+0.04=4.0(s)，短路全電流效應tk=4.0s＞1s所以可不計非周期分量的發熱影響=2918.668kA2·s查有關手冊得：三條矩形導體豎放℃查《發電廠電氣部分》表3－2：＝48℃，查表得C=95按照熱穩定要求的母線最小截面積公式：=762.96mm2＜3×125×10＝3750mm2所選用母線截面滿足熱穩定要求。2.7.3.6母線的動穩定校驗（1）在三相短路沖擊電流作用下，中間相母線單位長度所受的最大電動力，由式:(N)式中：ish——三相短路沖擊電流，kA；L——兩支持絕緣子間的每一段母線長度，即跨距，m；a——相鄰兩相導體的匯總中心距離，m由上式可得，單位長度三相母線受到的相間電動力（設Kx=1.0）為：在單位長度電動力的作用下，中間相受到的最大相間應力：Pa（2）邊相單位長度受到的條間動力為：在單位長度電動力的作用下，邊相受到的最大相間應力：查《電氣設計手冊一次》Pa339表8－4可查得：故選：Ls=0.05故∴所選母線完全滿足動穩定要求母線的選擇結果表2.7.4絕緣子選擇（1）110kV絕緣子選擇結合本工程的實際情況，110kV配電裝置布置在室外，所以選用110kV室外支柱式絕緣子。選型號為ZS-110。型號額定電壓絕緣子高度機械破壞負荷ZS-110110kV1200mm1500Kg絕緣子校驗：作用在絕緣子上的電動力為：選Lca=1.2m即:F<<0.6Fp故選擇ZS-110滿足要求。（2）35kV絕緣子選擇結合本工程的實際情況，35kV配電裝置布置在室外，所以選用35kV室外懸掛式絕緣子。選型號為SGX-70/35。型號額定電壓機械破壞負荷SGX-70/3535kV70kg絕緣子串數：－泄漏比距－每片絕緣子的泄漏距離本絕緣子選三片。（3）10kV絕緣子選擇結合本工程的實際情況，10kV配電裝置布置在室內，所以選用10kV室內支柱式絕緣子。選型號為ZNB-10。型號額定電壓抗彎機械破壞負荷ZNB-1010kV750kg絕緣子校驗：作用在絕緣子上的電動力為：選Lca=1.2m支柱絕緣子的抗彎破壞強度Fde是作用在絕緣子高度H給定的，而電動力是作用在導體截面中心線H1上，折算到絕緣子帽的計算數為H1/H，則應滿足：查《電氣設計手冊一次》表6－41可得：＝1.24所以：Fde＝1.24*511.7＝634.5N故選擇ZNB-10滿足要求。2.8電流互感器的選擇電流互感器既是電力系統中一次系統與二次系統間的聯絡元件，同時也是隔離元件。他們將一次系統中的高電壓、大電流，轉變為低電壓，小電流，供測量、監視、控制及繼電保護使用。互感器的具體作用：（1）將一次系統各級電壓均變成100V（或對地100V/）以下的低壓，將一次系統各回路電流均變成5A（或1A、0.5A）以下的小電流，以便于測量儀表及繼電器的小型化、系統化、標準化。（2）將一次系統和二次系統在電氣方面隔離，同時互感器二次側必須有一點可靠接地，從而保證了二次設備及人員的安全。2.8.1110kV電流互感器的選擇2.8.1.1110kV電流互感器的結構類型和準確度本工程110kV配電裝置為屋外布置，相應選擇戶外式電流互感器。電流互感器的準確級由電流互感器的二次負荷的性質決定，本工程中二次負荷用于一般的電能計量，選用準確度級別為0.5級；用于功率表和電流表的測量，選1.0級；用于繼電保護裝置選擇5P級。2.8.1.2110kV電流互感器額定電壓的選擇110kV電流互感器的電壓選為110kV。110kV電流互感器初選型號為LCWB6-110B5P1.0/0.5/型號額定電壓額定電流比1s熱穩定動穩定LCWB6-110B110kV(2×75～2×電流KA倍數電流KA倍數600)/52*11-2*30752*2.8-2*761302.8.1.3額定電流的選擇及額定電流比的確定電流互感器一次繞組的額定電流I1N已經標準化，應選擇比一次回路最大長期電流Igmax略大一點的標準值，當I1N確定之后，電流互感器的額定電流比也隨之確定:KL=I1N/5依本工程的實際情況，選擇電流互感器的額定電流比為(2×75～2×600)/52.8.1.4熱穩定校驗電流互感器的熱穩定校驗，應滿足以下條件：(I1NKt)2≥Qk(2×50×75)2=1.266×108kA2·s≥51.317kA2·s∴所選電流互感器滿足熱穩定要求2.8.1.5動穩定校驗電流互感器相間互相作用的電動力有可能使瓷絕緣的電流互感器損壞，所以要對外部動穩定進行校驗（用沖擊電流與動穩定電流比較）。外部動穩定應滿足：kA∴所選電流互感器滿足動穩定要求∴選擇LCWB6-110B5P1.0/0.5電流互感器是合乎要求的。2.8.235kV電流互感器的選擇2.8.2.135kV電流互感器的結構類型和準確度本工程35kV配電裝置為屋外布置，相應選擇戶外式電流互感器。電流互感器的準確級由電流互感器的二次負荷的性質決定，本工程中二次負荷用于一般的電能計量，所以選用準確度級別為0.5級；用于功率表和電流表的測量，選1.0級；用于繼電保護裝置選擇5P級。2.8.2.235kV電流互感器額定電壓的選擇35kV電流互感器的電壓為35kV。35kV電流互感器初選型號為LCWB-355P1.0/0.5型號額定電壓額定電流比1s熱穩定動穩定倍數LCWB-3535kV（20～電流KA倍數2000）/51.3－1.6651002.8.2.3額定電流的選擇及額定電流比的確定電流互感器一次繞組的額定電流I1N已經標準化，應選擇比一次回路最大長期電流Igmax略大一點的標準值，當I1N確定之后，電流互感器的額定電流比也隨之確定：KL=I1N/5依本工程的實際情況，選擇的電流互感器的額定電流比為（20～2000）/5。2.8.2.4熱穩定校驗電流互感器的熱穩定校驗，應滿足以下條件：(I1NKt)2≥Qk(1×65)2=4225kA2·s≥163.2kA2·s∴所選電流互感器滿足熱穩定要求2.8.2.5動穩定校驗電流互感器相間互相作用的電動力有可能使瓷絕緣的電流互感器損壞，所以要對外部動穩定進行校驗（用沖擊電流與動穩定電流比較）。外部動穩定應滿足：∴所選電流互感器滿足動穩定要求∴選擇LCWB6-355P1.0/0.5電流互感器是合乎要求的。2.8.310kV電流互感器的選擇2.8.3.110kV電流互感器的結構類型和準確度本工程10kV配電裝置為屋內布置，相應選擇戶內式電流互感器。電流互感器的準確級由電流互感器的二次負荷的性質決定，本工程中二次負荷用于一般的電能計量，所以選用準確度級別為0.5級；用于功率表和電流表的測量，選1.0級；用于繼電保護裝置選擇5P級。2.8.3.210kV電流互感器額定電壓的選擇10kV電流互感器的電壓選為10kV。10kV電流互感器初選型號為LMC-10型號額定電壓額定電流比1s熱穩定倍數動穩定倍數LMC-1010KV（2000、3000）/5751302.8.3.3額定電流的選擇及額定電流比的確定電流互感器一次繞組的額定電流I1N已經標準化，應選擇比一次回路最大長期電流Igmax略大一點的標準值，當I1N確定之后，電流互感器的額定電流比也隨之確定:KL=I1N/5依本工程的實際情況，選擇的電流互感器的額定電流比為（2000，3000）/52.8.3.4熱穩定校驗電流互感器的熱穩定校驗，應滿足以下條件：(I1NKt)2≥Qk(2×75)2=22500kA2·s≥163.2kA2·s∴所選電流互感器滿足熱穩定要求2.8.3.5動穩定校驗電流互感器相間互相作用的電動力有可能使瓷絕緣的電流互感器損壞，所以要對外部動穩定進行校驗（用沖擊電流與動穩定電流比較）。外部動穩定應滿足：∴所選電流互感器滿足動穩定要求∴選擇LMC-105P1.0/0.5電流互感器是合乎要求的。2.9電壓互感器的選擇電壓互感器是將高電壓變成低電壓的設備，用于二次監測和測量。電壓互感器的選擇內容包括：根據安裝地點和用途，確定電壓互感器的結構類型、接線方式和準確級；確定額定電壓比；計算電壓互感器的二次負荷，使其不超過相應準確度的額定容量。2.9.1110kV電壓互感器的選擇2.9.1.1選擇結構類型、接線方式和準確等級根據配電裝置類型，110kV電壓互感器選擇戶外式電容分壓式結構電壓互感器。選擇有三個單相三繞組電壓互感器構成Y0接線。電壓互感器的準確級要根據二次負荷的需要選擇，用于電能計量的采用0.5級電壓互感器；功率表和繼電器采用1.0級；一般的測量表計（如電壓表）配用3.0級。2.9.1.2選擇額定電壓電壓互感器一次繞組的額定電壓應與安裝出電網額定電壓相同，即為110kV。110kV采用直接接地的大接地電流系統，所以二次測開口三角繞組額定電壓應選擇100V。2.9.1.3選擇容量電壓互感器的型號和準確級確定以后，與此準確級相對應的額定容量即已確定。經查表得：二次側額定容量：150VA(0.5級)；220VA（1級）；440VA（3級）所以，110kV電壓互感器選擇型號為YDR-1100.5/1.0/3P級型號一次繞組二次繞組輔助繞組最大容量YDR-110110/0.1/0.11200VA2.9.235kV電壓互感器的選擇2.9.2.1選擇結構類型、接線方式和準確等級根據配電裝置類型，35kV電壓互感器選擇戶外式環氧樹脂澆注絕緣結構電壓互感器。選擇有三個單相三繞組電壓互感器構成Y0接線。電壓互感器的準確級要根據二次負荷的需要選擇，用于電能計量的采用0.5級電壓互感器；功率表和繼電器采用1.0級；一般的測量表計（如電壓表）配用3.0級。2.9.2.2選擇額定電壓電壓互感器一次繞組的額定電壓應與安裝出電網額定電壓相同，即為35kV。35kV采用不直接接地的小接地電流系統，所以二次測開口三角繞組額定電壓應選擇100V/3。2.9.2.3選擇容量電壓互感器的型號和準確級確定以后，與此準確級相對應的額定容量即已確定。經查表得：二次側額定容量：90VA(0.5級)；180VA（1級）；600VA（3級）所以，35kV電壓互感器選擇型號為JDZX8-350.5/1.0/3P級型號額定電壓比0.5級容量1.0級容量3級容量JDZX8-3590KA