500KV變電站的電氣設備的選擇案例綜述目錄TOC\o"1-1"\h\u244971.1電氣設備選擇原則 179041.2斷路器選型 165231.3隔離開關選型 5265341.4電流互感器選型 8204491.5電壓互感器選型 11145681.6變電站導體選型 1227821.7避雷器選型 16電氣設備的正確選擇將對變電站的平穩運行具有重要意義，這是因為變電站的變電、輸電和配電主要依賴電氣設備完成具體的功能。電氣選擇的正確不僅可以降低變電站投資[13]，還可以保證功能的完整性。本設計中的電氣設備重點考慮國產系列。1.1電氣設備選擇原則首先根據正常工作狀態下的額定電壓、額定電流等，可以選擇出滿足基本使用條件的電氣設備。然后進行校核，主要包括熱穩定性和動穩定性，斷路器還要考慮開斷能力。UN≥IN＞It2t＞ies＞1.2斷路器選型隨著科技的進步，多油或者少油型的斷路器基本已經被淘汰，其原因主要是性能不完善、維護困難，目前主流的斷路器類型是真空斷路器，內部采用SF6絕緣氣體，具有斷流能力強、滅弧能力強、性能穩定、免維護等優點。因此本設計中的斷路器均采用真空斷路器。1.2.1500kV側斷路器選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇。IN3N根據其電壓等級，初選LW6?500/3150型斷路器，其技術數據如表5-1所示：表5-1LW6?500/3150技術數據型號額定電壓額定電流開斷電流極限通過電流熱穩定電流（4s）分閘時間LW6?500/3150500kV3150A50125400.02s（2）熱穩定性和動穩定性校驗。短路電流時間：tbr=0.02st短路電流周期分量的熱效應Qp為：Q由于短路電流切除時間tkQ（3）開斷能力校驗。根據：I其中：I表5-2熱穩定和動穩定計算表項目計算設備熱穩定校驗QI動穩定校驗ii開斷能力校驗II結論：可以滿足要求。1.2.2220kV斷路器選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇。I13Nmax根據其電壓等級，選擇LW6?220/2500型斷路器，其技術參數如表5-3：表5-3LW6?220/2500技術參數型號額定電壓額定電流開斷電流極限通過電流熱穩定電流（4s）分閘時間LW6?220/2500220kV2500A40125400.06s（2）熱穩定性和動穩定性校驗。短路電流時間：tbr=0.06st短路電流周期分量的熱效應Qp為：Q由于短路電流切除時間tkQ（3）開斷能力校驗。根據：I其中：I表5-4熱穩定和動穩定計算表項目計算設備熱穩定校驗QI動穩定校驗ii開斷能力校驗II結論：可以滿足要求。1.2.335kV斷路器選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇。I23N根據其電壓等級，初步選擇LW8?35/2000型斷路器，其技術參數如表5-5所示：表5-5LW8?35/2000技術參數 型號額定電壓額定電流開斷電流極限通過電流熱穩定電流（4s）分閘時間LW8?35/200035kV2000A4010040kA0.06s（2）熱穩定性和動穩定性校驗。短路電流時間：tbr=0.06st短路電流周期分量的熱效應Qp為：Q由于短路電流切除時間tkQ（3）開斷能力校驗。根據：I其中：I表5-6熱穩定和動穩定計算表項目計算設備熱穩定校驗QI動穩定校驗ii開斷能力校驗II結論：可以滿足要求。1.3隔離開關選型隔離開關的作用是創造一個可視化斷口，運行和操作人員可以通過可視化斷口來判斷線路的開斷情況，以保障人身和設備安全。但是隔離開關不能開斷電流，只能在線路斷開的情況下進行操作，因此要注意操作順序和規程，防止引發安全事故[14]。本設計中500kV和220kV隔離開關帶有接地功能，35kV隔離開關不帶接地功能。1.3.1500kV隔離開關選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇：I根據其電壓等級，選擇GW6?500D/2500型隔離開關，其技術數據如表5-7：表5-7GW6?500D/2500技術數據型號額定電壓額定電流極限通過電流熱穩定電流（3s）GW6?500D/2500500kV2500A8040（2）熱穩定性和動穩定性校驗。短路電流時間：tbr=0.02st短路電流周期分量的熱效應Qp為：Q由于短路電流切除時間tkQ表5-8熱穩定和動穩定計算表項目計算設備熱穩定校驗QI動穩定校驗ii結論：可以滿足要求。1.3.2220kV隔離開關選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇：I根據其電壓等級，初選GW6?220D/2500型隔離開關，其技術參數如表5-9：表5-9GW6?220D/2500技術參數型號額定電壓額定電流極限通過電流GW6?220D/2500220kV2500A100（2）熱穩定性和動穩定性校驗。短路電流時間：tbr=0.06st短路電流周期分量的熱效應Qp為：Q由于短路電流切除時間tkQ表5-10熱穩定和動穩定計算表項目計算設備熱穩定校驗QI動穩定校驗ii結論：可以滿足要求。1.3.335kV隔離開關選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇：I根據其電壓等級，初步選擇GW4?35/2000型隔離開關，其技術參數表5-11：表5-11GW4?35/2000技術參數型號額定電壓額定電流極限通過電流熱穩定電流（4s）GW4?35/200035kV2000A10040（2）熱穩定性和動穩定性校驗。短路電流時間：tbr=0.06st短路電流周期分量的熱效應Qp為：Q由于短路電流切除時間tkQ表5-12熱穩定和動穩定計算表項目計算設備熱穩定校驗QI動穩定校驗ii結論：可以滿足要求。1.4電流互感器選型電流互感器的作用是將一次電流通過繞組的變化變為二次電流，以進行計量、監測和測量。1.4.1500kV側電流互感器的選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇：Imax=（2）根據其電壓等級和額定電流，選擇的電流互感器如表5-13所示。表5-13LVQBT型號額定電流比級次組合容量（VA）1s熱穩定倍數動穩定倍數LVQBT1000/50.2/0.5/D2075135（3）選擇互感器連接導線截面。根據容量，可以計算出最大負荷：Z2N則：rre=0.2Ωr計入接觸電阻0.1Ω，則連接導線電阻不得超過：0.8?（0.2+0.1+0.16）=0.34Ω此時對最小截面進行計算：S≥需要選用標準截面積為1.5mm2的銅線，此時可以計算其接線電阻為：r此時，二次側負荷：Z可以滿足允許最大負荷0.8Ω的要求。（4）對熱穩定進行校驗：I（5）對動穩定進行校驗：2結論：滿足校驗要求。1.4.2220kV側電流互感器的選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇：Imax=（2）根據其電壓等級，選擇的電流互感器如表5-14所示。表5-14LCW?220技術參數型號額定電流比級次組合容量（VA）1s熱穩定倍數動穩定倍數LCW?2202500/50.5/D/D/D2075135（3）選擇互感器連接導線截面。根據容量，可以計算出最大負荷：Z則：rr計入接觸電阻0.1Ω，則連接導線電阻不得超過：0.8?（0.2+0.1+0.16）=0.34Ω此時對最小截面進行計算：S≥需要選用標準截面積為1.5mm2的銅線，此時可以計算其接線電阻為：r此時，二次側負荷：Z可以滿足允許最大負荷0.8Ω的要求。（4）對熱穩定進行校驗：（（5）對動穩定進行校驗：2結論：滿足校驗要求。1.4.335kV側電流互感器的選擇及校驗（1）根據最大運行電流選擇：Imax=（2）根據其電壓等級，選擇的電流互感器如表5-15所示。表5-15LZZBJ9?35技術參數型號額定電流比級次組合容量（VA）1s熱穩定倍數動穩定倍數LZZBJ9?352000/50.5/D204090（3）選擇互感器連接導線截面。根據容量，可以計算出最大負荷：Z則：rrer計入接觸電阻0.1Ω，則連接導線電阻不得超過：0.8?（0.2+0.1+0.16）=0.34Ω此時對最小截面進行計算：S≥需要選用標準截面積為2.5mm2的銅線，此時可以計算其接線電阻為：r此時，二次側負荷：Z可以滿足允許最大負荷0.8Ω的要求。（4）對熱穩定進行校驗：I（5）對動穩定進行校驗：2結論：滿足校驗要求。1.5電壓互感器選型電壓互感器的作用是將一次電流通過繞組的變化變為二次電壓，以進行計量、監測和測量。根據接線形式不同，二次電壓一般為0.1/3或者0.1。本設計中500kV和220kV電壓互感器采用戶外式，35kV電壓互感器采用戶內式。1.1.1500kV側電壓互感器的選擇根據電壓等級和使用條件，電壓互感器如表5-16所示。表5-16JVQT?500技術參數型號額定變比額定容量VATY5000.2級0.5級1503001.1.2220kV側電壓互感器的選擇根據設計要求和使用條件，電壓互感器如表5-17所示。表5-17JCC2?220技術參數型號額定變比額定容量VATYD220/2200.2級0.5級1級1002004001.1.335kV側電壓互感器的選擇根據設計要求和使用條件，電壓互感器如表5-18所示。表5-18JDZXF9?35技術參數型號額定變比額定容量VAJDZXF9?3535/0.1/0.1kV0.5級1級3級1202505001.6變電站導體選型導體的主要作用是承載電流，導體的截面積決定了載流量的大小。導體按照形式可以分為軟導體和硬導體，按照材質可以分為鋁導體和銅導體，鋁導體的特點是價格便宜、儲存量大，缺點是載流量較小。1.6.1500kV導體的選擇及校驗應選用管型鋁錳合金，因為管型導體集膚效應系數小，機械強度較高，通常用于110KV及以上配電裝置。（1）對500kV側的最大運行電流進行計算：Imax=根據計算出來的電流，經過查閱設備手冊，導體尺寸D1/D2mm截面積長期允許額定電流集膚效應系數K70/64631mm1413A1.02（2）對熱穩定進行校驗：當環境溫度為35℃時Iθ=因此熱穩定系數C=93 S結論：可以滿足熱穩定要求。1.6.2220kV導體的選擇及校驗仍應選用選用鋁錳合金（1）對220kV側的最大運行電流進行計算：Imax=根據計算出來的電流，經過查閱設備手冊，導體尺寸D1/D2mm截面積長期允許額定電流集膚效應系數K130/1162705mm3511A1.02（2）對熱穩定進行校驗： 當環境溫度為35℃時Iθ=因此熱穩定系數C=95 S結論：可以滿足熱穩定要求。1.6.335kV導體的選擇及校驗選用矩形導體（1）對35kV側的最大運行電流進行計算：Imax根據計算出來的電流，經過查閱載流量表，可以選擇?×b(mm×mm)三條整放K80×82809A1.44（2）對熱穩定進行校驗：當環境溫度為35℃時Iθ=因此熱穩定系數C=95 S結論：可以滿足熱穩定要求。（3）對動穩定進行校驗：導體的自振頻率m=J=f沖擊電流 i單位長度導體所受相間電動力計算f抗彎矩ω=3.3σ母線同相條間應力2b??4b?b查導體形狀系數曲線可得K12=0.462臨界跨距λ=1197L條間襯墊最大跨距LLb應小于Lcr及L1.6.4導體所受的最大彎矩Mmax和應力σ1、母線自重產生的垂直彎矩M1查找跨等距連續梁內力系數表可知，均布負荷最大彎矩系數為0.125。∴M其中q——自重，ljs2、集中荷載產生的垂直彎矩M查表得集中荷載最大彎矩系數為0.188。M其中P——隔離開關觸頭加金具重15Kg。3、最大風速產生的水平彎矩M3,取風速不均勻系數aυ=1,空氣動力系數K風壓

f=M∴母線承受最大彎矩為M承受最大應力為σ其中ω=33.8cm1.7避雷器選型1.7.1500kV避雷器的選擇1.站用避雷器選擇。（1）按額定電壓選擇U0.75（2）按持續運行電壓選擇。U=550/選擇設備：Y10W1?420/930表5-21Y10W1?420/930技術數據避雷器額定

系統額定

持續運行

操作沖擊電壓殘壓陡波沖擊電壓

雷電沖擊

420kV540kV318kV816kV1075kV960kV2.校驗（1）對雷電沖擊電壓殘壓進行校驗U=故滿足要求。（2）對操作沖擊電壓殘壓進行校驗U=故滿足要求。（3）對陡波沖擊電壓殘壓進行校驗U=故可以滿足要求。3、中性點避雷器選擇。（1）按額定電壓選擇U（2）按持續運行電壓選擇。U=0.1×550=55kV選擇YH1.5W5?132/320W表5-22YH1.5W5?132/320W技術數據避雷器額定

持續運行

操作沖擊電壓

雷電沖擊電壓

132kV105.6kV272kV320kV4.中性點避雷器校驗（1）500kV中性點雷電全波和截波耐受電壓為325kV＞320kV故滿足要求。（2）按操作沖擊電壓校驗U=故滿足要求1.7.2220kV避雷器的選擇1.站用避雷器選擇。（1）按額定電壓選擇U0.75（2）持續運行電壓選擇。U=252/選擇設備：YH10WZ?192/500表5