第一章 电气主接线设计及变压器容量的选择
第1．1节 主变台数和容量的选择 ··············· （1） 第1．2节 主变压器形式的选择 ················· （1） 第1．3节 主接线方案的技术比较 ··············· （2） 第1．4节 站用变压器选择 ····················· （6）
第1．5节 10KV电缆出线电抗器的选择 ·········· （6） 第二章 短路电流计算书
第2．1节 短路电流计算的目的 ················· （7） 第2．2节 短路电流计算的一般规定 ············· （7）
第2．3节 短路电流计算步骤 ··················· （8） 第2．4节 变压器及电抗的参数选择 ············· （9） 第三章 电气设备选型及校验
第3．1节 变电站网络化解 ························ （15） 第3．2节 断路器的选择及校验 ···················· （20） 第3．3节 隔离开关的选择及校验 ·················· （23） 第3．4节 熔断器的选择及校验 ················ （24） 第3．5节 电流互感器的选择及校验 ············ （29） 第3．6节电压互感器的选择及校验 ················· （29） 第3．7节避雷器的选择及校验 ····················· （31） 第3．8节母线和电缆 ························· （33） 设备选择表 ····································· （38） 参考文献 ······································· （39）
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第一章 电气主接线设计及主变压器容量选择
第1．1节 台数和容量的选择
（1）主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。
（2）主变压器容量一般按变电所、建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
（3）在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得跔容量的备用电源时，可装设一台主变压器。
（4）装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。
第1．2节 主变压器型式的选择
（1）110kV及10kV主变压器一般均应选用三相双绕组变压器。
（2）具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三相三绕组变压器。
（3）110kV及以上电压的变压器绕组一般均为YN连接；35kV采用YN连接或D连接，采用YN连接时，其中性点都通过消弧线圈接地。 1.2.1根据以上规定下面为我选的方案 （1）方案一
① 110KV侧、35KV侧和10KV侧均采用单母分段带旁路母线的接线方式。 ② 主变容量及台数的选择：2台主变容量同方案一。 （2） 方案二
① 110KV侧采用桥形接线，35KV侧和10KV侧采用单母分段带旁路母线。 ② 主变容量及台数的选择：2台主变容量同方案一。 （3）方案三
① 110KV侧接线方式：110KV侧采用桥形接线，35KV侧和10KV侧采用双母线。 ② 主变容量及台数的选择：2台主变容量同方案一，而且设备瑾和参数均选为一致，
便于进行经济技术比较。
（4）方案四
① 110KV侧、35KV侧、10KV侧均采用双母线接线方式，两台主变压器。 ② 主变台数的选择：
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1） 运行主变压器的容量应根据电力系统10—20年的发展规划进行选择。由于任务
书给定的是一个三个电压等级的变电站，而且每个电压等级的负荷均较大，故采用三绕组变压器2台，运行主变压器的容量应根据电力系统10—20年的发展规划进行选择。并应考虑变压器正常运行和事故过负荷能力，以变压器正常的过负荷能力来承担变压器遭受的短时高峰负荷，过负荷值以不缩短变压器的寿命为限。通常每台变压器容量应当在当一台变压器停用时，另一台容量至少保证对60%负荷的供电。
2） 主变容量选择Sn＝0.6Sm。(Sm为变电站最大负荷)
3）两台主变可方便于运行维护和设备的检修同时能满足站代负荷的供电要 两台求。 4）．运行方式灵活、可靠、方便。 (3)主变压器形式的选择： ①．相数的确定
为了提高电压质量最好选择有载调压变压器。 ②．绕组的确定
本站具有三种电压等级，且通过主变各侧绕组功率均达到该变压器容量的15%以上，故选三绕组变压器。
③．缓缓的连接方式
考虑系统的并列同期要求以及三次谐波的影响，本站主变压器绕组连接方式选用Y0Y0△－11。
采用“△”接线的目的就是为三次谐波电流提供通路，保证主磁通和相电势接近正弦波，附加损耗和局过热的情况大为改善，同时谐波向高压侧转移。
第2．2节 主接线方案技术比较
综上所述，由于方案四和方案三采用桥形接线，站用的断路器比方安一和方案四少。主变台数、型号、参数均相同，同时又不降低用电和供电可靠性，又符合现场实际和设计规程的要求，从经济角度考虑选择方案四和三比较合适，达到了工程造价较低，同时考虑了变电站随着负荷的增加，进行扩建和增容的可能性，因为桥式接线在负荷增加时，可很方便的改造为单母线分段，以适应负荷增加和供电可靠性的要求。
但是，如果110KV输电线路运行时故障多，跳闸频繁，将影响变电站负荷的可靠性。 从现阶段负荷的可靠性来说，用户对可靠的要求越来越高，已经对电力系统的供电可靠性提出了更高的要求，同时由于供电企业自身的需要增供扩销的内在要求，变电站110KV侧也可设计成双母线或单母分段带旁路母线较合适。因此从现场运行和供电企业自身的需要，经济条件比过去好许多。
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由以下分析，最终初步将方案四和方案三淘汰掉，对方案一和方案二进行详细的经济比较。最终确定一个最优方案进行设计。
第2．3节 主接线方案的经济比较
本节是将方案一和方案二进行经济比较。经济计算是从国民经济整体利益出发，计算电气主接线各比较方案的费用和效益，为选择经济上的最优方案提供依据。
在经济比较中，一般有投资和年运行费用两大项。 1．主变压器的选择 主变容量的确定：
Sn=0.6Pmax/cos =0.6×(80+35)/0.85 =81.176MVA=81176KVA
选SSPSL-90000型，选择结果如表2-1： 表2-1 额定电压 型号及容量(KVA) 高/中/低连接组 (KV) Y0/Y0/SSPSL-90000 110/38.5/11 △-12-11 21.5 90 90 68 17 10.5 6 1.6 25.6 57.5 66.42 空载 损耗(KW) 短路 高中 高低 中低 阻抗电压(%) 空载电运输参考重量价格(t) (万元) 综合投资(万元) 高中 高低 中低 流(%)
2．主变容量比的确定 (1) 35KV侧：
S2n＝80/0.85＝94.118MVA＝94118KVA
S2n94118100%52.5%30% Sn290000(2) 10KV侧：
S3n＝35/0.85＝41.176MVA＝41176KVA
S3n41176100%22.88% Sn290000(3)因35KV侧大于变压器容量的30%，故确定主变容量比为100/100/50。 3．计算方案一与方案二的综合投资Z
(1)方案二的综合投资(110KV侧、35KV侧和10KV侧均要采用双母线接线) ①．主变：66.42×2万元
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②．110KV母线：(102.6-10.16×4)万元 35KV母线：(28.+3.0×4)万元 10KV母线：(15.1+1.9×4)万元 以上各项数字及意义如表2-2所示： 表2-2
进出线数 断路器型号 SW1-110 SW2-35 电压 110 35 10 主变 2 2 2 馈线 6 6 6 单母线分段带旁路 增、减一个 投资 馈路投资 102.6 27.36 7.5 10.16 2.79 0.55 双母线 增、减一个 投资 馈路投资 102.0 28. 15.1 10.16 3.0 1.9
③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(28.+3.0×4)+(15.1+1.9×4)＝257.79万元 (其中，Z0为主体设备的综合投资，包括变压器、开关设备、配电装置等设备的综合投资)
④．Z=Z0(1+α/100)=257.79×(1+90/100)=4.801万元 (其中，α为不明显的附加费用比例系数，110KV取90)
(2)方案四的综合投资(110KV侧、35KV侧和10KV侧均采用单母分段带旁路母线接线形式)
①．主变：66.42×2万元
②．110KV母线：(102.6-10.16×4)万元 35KV母线：(27.36+2.79×4)万元 10KV母线：(7.5+0.55×4)万元 以上各项数字及意义如表2-2所示：
③．Z0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(27.36+2.79×4)+(7.5+0.55×4)＝243.02万元 ④．Z=Z0(1+α/100)=243.02×(1+90/100)=461.738万元 (其中，α为不明显的附加费用比例系数，110KV取90) 4．计算方案一与方案二的年运行费用 (1)方案二的年运行费用 △P0=21.5KW
△Q0=I0%·Sn/100=1.6×90000/100=1440KVar △Ps(1-2)=90KW
△Ps(1-3)=90KW
△Ps(2-3)=68KW
△Ps1=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(1-3)-△Ps(2-3))
=1/2(90+90-68) =56kw
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△Ps2=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(2-3)-△Ps(1-3))
=1/2(90+68-90) =34kw
△Ps3=1/2(△Ps(1-3)+△Ps(2-3)-△Ps(1-2))
=1/2(90+68-90) =34kw
△P=△Ps1+△Ps2+△Ps3
=56+34+34 =124kw Ud(1-2)%=17
Ud(1-3)%=10.5
Ud(2-3)%=6
Ud1%= 1/2(Ud(1-2)%+ Ud(1-3)%- Ud(2-3)%)
=1/2(17+10.5-6) =10.75
Ud2%= 1/2(Ud(1-2)%+ Ud(2-3)%- Ud(1-3)%)
=1/2(17+6-10.5) =6.25
Ud3%= 1/2(Ud(2-3)%+ Ud(1-3)%- Ud(1-2)%)
=1/2(6+10.5-17) =-0.25
Ud%= Ud1%+ Ud2%+ Ud3%
=10.75+6.25-0.25 =16.75
△Q= Ud%·Sn/100=16.75×90000/100=15075kWar S1=(35000+80000)/0.85=135294.118KVA S2=80000/0.85=94117.7KVA S3=35000/0.85=41176.47KVA T0=8000h
由Tmax=5000查25页表2-3得 τ＝3500h
由以上数据可算出△A：
2S32S12S2△A=n(△P0+K△Q0)+1/2n(△P+K△Q)×(22)τ
SnSnSnS3n 第5页
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=2(21.5+0.1×1440)×8000+
1(124+0.01×15075) 22135294.118294117.7241176.4712×()
9000090000900002900002=331×8000+407.875×(2.26+1.094+0.209)×3500 =7734405.188KW·h U1=2△A×10-4+u1+u2
=0.06×7734405.188×10-4+0.022×4.801+0.005×4.801 =59.631万元 (2)方案一的年运行费用
因为△A与方案二相同，故这里不做重复计算 U4=2△A×10-4+u1+u2
=0.06×7734405.188×10-4+0.022×461.738+0.005×461.738 =58.873万元
经济比较方案一和方案二的综合投资和年运行费用，方案一都低于方案二，故最终确定方案一为最优方案，进行设计。
第2．4节 站用变压器的选择
由主变压器容量为90000KVA，站用电率为0.5%，可选用变压器容量。 Sn=90000×0.5%=450 KVA
查58页表3-6选SJL1—500型，选择结果如表2-2所示： 表2-2
型号及容量(KVA) 低压侧额定电压(KV) 连接组 SJL1—500 0.4 损耗(KW) 阻抗电压空载电流(%) 总重(t) 轨距(mm) 参考价格(万元) 空载 短路 (%) 4 2.1 1.82 660 0.77 Y/Y0/-12 1.1 7.1 第2．5节 10KV电缆出线电抗器的选择
1．电压：Ug≤Un 所以Ug＝Un 2．电流：Ig.max=
2P/10235=0.475KA
3Uncos3100.8510所以Ug＝10KV Un＝10KV
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第三章 短路电流计算书
在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：
（1） 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
（2） 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
（3） 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。
（4） 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 （5） 接地装置的设计，也需用短路电流。
第2．1节 短路电流计算的目的
第2．2节 短路电流计算的一般规定
（1） 计算的基本情况：
① 电力系统中所有电源均在额定负载下运行。
②所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。
③ 短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。 ④ 所有电源的电动势相位角相等。
⑤ 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
（2）接线方式：
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 （3）计算容量：
应按本工程设计规划容量计算，考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑工程建
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成后5－10年） （4）短路种类：
一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情况的进行校验 （5）短路计算点：
在正常接线方式中，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。 对于带电抗器的6－10KV出线与厂用分支线回路母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取电抗器前。选择其导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。
第2．3节 计算步骤
（1）选择计算短路点
（2）画等值网络（次暂态网络）图
①首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗Xd\"。
②选取基准容量Sb和基准电压Ub(一般取后级的平均电压) ③将各元件电抗换算为同一基准值的标么值 ④给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号 （3）求计算电抗Xjs
（4）由运算曲线查出(各电源供给的短路电流周期分量标幺值运算曲线只作到Xjs=3.5)。
（5）计算短路电流周期分量有名值和标幺值。 （6）计算短路电流冲击值。 （7）计算全电流最大有效值。 （8）计算短路容量。
（9）绘制短路电流计算结果表。
第3．1节 变压器及电抗器的参数计算
3.1.1 变压器参数的计算
1．主变压器参数计算
由表2-1查明，及经济比较时已算出：
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Ud1%=10.75 XB*.1=
Ud2%=6.25 Ud3%=-0.25
Ud1%Sb10.75100=0.119 100Sn10090Ud2%Sb2.75100=0.069 100Sn10090Ud3%Sb0.25100=-0.003 100Sn10090XB*.2=
XB*.3=
2．站用变压器参数计算 由表2-2查明：Ud%=4 XB*.4=
Ud%Sb4100=8 100Sn1000.53．电抗器电抗标幺值计算 XK.*= X*N
IbUN8100310.510=0.836(或查书页表3-10) INUb1000.510.5第3．2节 变电站网络化简
依据本变电站选定的接线方式及设备参数，进行网络化简如下： （系统最大运行方式时，归算到Sb＝100MVA的等值电抗Xs＝0.5）
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3.2.1 短路点d-1的短路计算(110母线)
网络化简如图3-2所示：
X=Xs=0.5
Xjs=Xmd
Sn1000=5 0.5Sb100因为Xjs=5>3
\"\"所以IZ=I=I∞*=
1=1/5=0.2 XjsIb=
Sb100=0.502 3Ub3115Sn90=0.452KA 0.502Sb100第10页
In= Ib
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I″= I∞= I0.2=I\"In= I∞*In= I0.2*In=0.2×0.452=0.090kA ich=2.55I″=2.55×0.090=0.231 kA ioh=1.52I″=1.52×0.090=0.137 kA S″=3I″Un=3×0.090×110=17.147MVA 3.2.2 短路点d-2的短路计算(35KV母线)
网络化简如图3-3所示：
X4=X1+X2=0.119+0.069=0.188 X4′=X1′+X2′=0.119+0.069=0.188 X5=X4∥X4′=0.188/2=0.094 X6=Xs+X5=0.5+0.094=0.594 因为Xjs=5.94>3
所以I\"\"Z=I=I∞*=
1X=1/5.94=0.168 jsIb=
Sb1003U37=1.56 b3In= Ib
Sn90S1.56=1.404KA b100I″= I∞= I0.2=I\"In= I∞*In= I0.2*In=0.168×1.404=0.236kA ich=2.55I″=2.55×0.236=0.603 kA ioh=1.52I″=1.52×0.236=0.359 kA
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S″=3I″Un=3×0.236×35=14.307MVA
3.2.3 短路点d-3计算与短路点d-2计算完全相同，结果也完全相同，故这里不做重复计算。(35KV出线)
3.2.4 短路点d-4的短路计算(10KV母线)
网络化简如图3-7所示 X7=X1+X3=0.119-0.003=0.116 X8=X1′+X3′=0.119-0.003=0.116 X9=X7∥X8=0.116/2=0.058 X10=Xs+X9=0.5+0.058=0.558 Xjs=X10
Sn1000=5.59 0.559Sb100因为Xjs=5.59＞3
\"\"所以IZ=I=I∞*=
1=1/5.59=0.179 XjsIb=
Sb100=5.5 3Ub310.5In= Ib
Sn90=4.95KA 5.5Sb100I″= I∞= I0.2=I\"In= I∞*In= I0.2*In=0.179×4.95=0.886kA
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ich=2.55I″=2.55×0.886=2.29 kA ioh=1.52I″=1.52×0.886=1.347 kA S″=3I″Un=3×0.886×10=15.346MVA 3.2.5 短路点d-5的短路计算(10KV出线)
网络化简只需在图3-10上加电抗器的电抗标幺值即可，如图3-12所示：
X11=X10+Xk=0.558+0.836=1.394 Xjs=X11
Sn1000=13.94 1.395Sb100因为Xjs=13.94＞3
\"\"所以IZ=I=I∞*=
1=1/13.94=0.072 XjsIn= Ib
Sn90=4.95KA 5.5Sb100I″= I∞= I0.2=I\"In= I∞*In= I0.2*In=0.072×4.95=0.355kA ich=2.55I″=2.55×0.355=0.905 kA ioh=1.52I″=1.52×0.355=0.540 kA
″″
S=3IUn=3×0.355×10=6.149MVA
3.2.6 短路点d-6的短路计算：
网络化简只需在图3-10上加站用变电的电抗标幺值即可，如图3-14所示： X17=X15+Xz=0.558+8=8.558 Xjs=X17
Sn1000=85.58 8.558Sb100因为Xjs=85.58＞3
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\"\"所以IZ=I=I∞*=
1=1/85.58=0.012 XjsIb=
Sb100=144.34KA 3Ub30.4Sn90=129.904KA 144.34Sb100In= Ib
I″= I∞= I0.2=I\"In= I∞*In= I0.2*In=0.012×129.904=1.559kA ich=2.55I″=2.55×1.559=3.975 kA ioh=1.52I=1.52×1.559=2.370 kA S″=3I″Un=3×1.559×0.4=1.080MVA
″
3-3 短路电流计算结果表
短 路 点 编 号 基 值 电 压 Ub(kV) 基 值 电 流 Ib(kA) 支 路 计 算 额定电流电 In(kA) 抗 Xjs (标幺值) 0s短路电流 周期分量 标 幺 值 \"I* 有 名 值 \"I (kA) 稳态短路电流 标 幺 值 I∞* 有 名 值 I∞ (kA) 0.2s短路电流 标 幺 值 I0.2* 有 短路电流冲名 击值ich(kA) 值 I0.2 (kA) 全电流最大短路容量 有效值〞S(MVA) Ioh(kA) 支路 名称 公式 d-1 d-2 d-3 115 37 37 Sb 3Ub 5 5.94 5.94 IbSn Sb 0.2 I*In \" 0.2 I∞*In I0.2* In 2.55~2.7 I\" 1.52~1.62 \"I 0.137 0.359 0.359 3 IUn \"0.502 110kv 1.56 1.56 35kv 35kv 0.452 0.090 0.090 0.2 0.090 0.231 17.147 14.307 14.307 1.404 0.168 0.236 0.168 0.236 0.168 0.236 0.603 1.404 0.168 0.236 0.168 0.236 0.168 0.236 0.603 第14页
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d-4 d-5 d-6 10.5 10.5 0.4 5.5 5.5 10kv 5.59 4.95 0.179 0.886 0.179 0.886 0.179 0.886 2.259 4.95 0.072 0.355 0.072 0.355 0.072 0.355 0.905 1.347 0.540 2.370 15.346 6.149 1.080 10kv 13.95 144.34 0.4kv 85.59 129.904 0.012 1.559 0.012 1.559 0.012 1.559 3.975 第15页
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第四章 电气主设备的选择及校验
第4．1节 各回路最大持续工作电流一览表
表4-1 回路名称 110KV母线 Ig.max=1.05Sn3Un计算公式及结果 1.0590=0.496KA 3110110KV进线 Ig.max=2P/22(3580)/2=0.710KA 3Uncos31100.8535KV母线 Ig.max=1.05Sn3Un1.0590=1.475KA 33535KV出线 Ig.max=2P/10280/10=0.311KA 3Uncos3350.851.05Sn3Un1.0590=5.456KA 31010KV母线 Ig.max=10KV出线 Ig.max=2P/10235/10=0.475KA 3Uncos3100.851.05Sn3Un1.050.5=0.798KA 30.380.4KV母线 Ig.max=第4．2节 断路器的选择及校验
第3．1节 高压断路器的选择
断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6－220kV的电网一般选用少油断路器，电压110－330kV电网，可选 用SF6或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。
断路器服选择的具体技术条件如下：
1）电压：Ug≤ Un Ug---电网工作电压 2）电流：Ig.max≤ In Ig.max---最大持续工作电流
第16页
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3）开断电流：Ip.t≤ Inbr
Ipt--- 断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量 Inbr---断路器额定开断电流 4）动稳定： ich≤ imax
imax---断路器极限通过电流峰值 ich--- 三相短路电流冲击值 5）热稳定：I∞²tdz≤It²t I∞--- 稳态三相短路电流 tdz --- 短路电流发热等值时间 It--- 断路器t秒热稳定电流
其中tdz=tz+0.05β\"²由β\" =I\" /I∞和短路电流计算时间t，可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112，图5－1查出短路电流周期分量等值时间 ，从而可计算出tdz。 4.2.1 断路器101、102、110、111、112的选择及校验。
1．电压：因为Ug=110KV
Un=110KV
所以Ug= Un
2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.496KA＝496A
查书158页表5-26，选出断路器型号为SW4－110－1000型如下表： 型号 电压额定断断开容量极限通过电热稳定电流(KA) 重合性能 (KV) 额定电流开 (MVA) 流(KA) 合闸时固有分闸(A) 电流间(s) 时间(s) 电流休止重合时额最额定 重新* 最大 有效 1S 2S 3S 4S (KA) 定 大 时间(s) 间(s) 1000 18.4 3500 3000 55 32 32 15.8 21 14.8 0.25 0.06 0.3 0.4 SW4-110 110 126 因为In=1000A 所以Ig.max < In 3．开断电流：Idt≤Ikd 因为Idt=0.090KA 4．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.231KA 5．热稳定：I∞²tdz≤It²t
imax=55KA
所以ich 所以Idt I\"0.0901 I0.090\"t=2+0.06=2.06s(t为后备保护动作时间和断路器固有分闸时间之和) 第17页 XX大学电力学院毕业设计 查书112页图5-1得，tz=1.85s>1s 所以tdz=tz=1.85 因为I∞²tdz=0.0902×1.85=0.015 所以I∞²tdz 1．电压：因为Ug=110KV Un=110KV 所以Ug= Un It²t=322×1=1024 2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.710KA＝710A 查书158页表5-26，选出断路器型号为SW4－110－1000型。 故Ig.max < In，此断路器型号与断路器101型号一样，故这里不做重复检验。 4.2.3 断路器030、031、032、033、034的选择及检验 1．电压：因为Ug=35KV Un=35KV 所以Ug= Un 2．电流：查表4-1得：Ig.max=1.475KA＝147.5A 查书158页表5-26，选出断路器型号为SW2－35－1500(小车式)型，如下表： 型号 电压额定断开极限通过电流(KA) 4s热稳定(KV) 额定电额定断开 合闸时固有分闸时容量电流间(s) 间(s) 额最流(A) 电流(KA) (MVA) 最大 (KA) 有效 定 大 24.8 1500 63.4 39.2 24.8 0.4 0.06 SW2-35(小车式) 35 40.5 1500 因为In=1000A 所以Ig.max < In 3．开断电流：Idt≤Ikd 因为Idt=0.236KA 4．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.603KA 5．热稳定：I∞²tdz≤It²t imax=63.4KA 所以ich 所以Idt I\"0.2361 I0.236\"t=2.5+0.06=2.56s 由\"和t查书112页图5-1得，tz=2.25s>1s 所以tdz=tz=2.25s 第18页 XX大学电力学院毕业设计 因为I∞²tdz=0.2362×2.25=0.125 所以I∞²tdz 1．电压：因为Ug=35KV It²t=24.82×4=2460.16 Un=35KV 所以Ug= Un 2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.311KA＝311A 查书158页表5-26，选出断路器型号为SW3－35－600型，如下表： 断开容量极限通过电流额定断重合性能 (MVA) (KA) 额定电流开 4s热稳定电流合闸时间固有分闸时型号 (A) 电流(KA) (s) 间(s) 电流休止时重合时间额定 重新* 最大 有效 (KA) 间(s) (s) SW3-35 600 6.6 1500 17 9.8 6.6 0.12 0.06 0.5 0.12 因为In=600A Ig.max=311A 所以Ig.max < In 3．开断电流：Idt≤Ikd 因为Idt=0.236KA 4．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.603KA 5．热稳定：I∞²tdz≤It²t imax=17KA 所以ich 所以Idt I0.236\"t=2.5+0.06=2.56s 由\"和t查书112页图5-1得，tz=2.25s>1s 所以tdz=tz=2.25s 因为I∞²tdz=0.2362×2.25=0.125 所以I∞²tdz 1．电压：因为Ug=10KV Un=10KV 所以Ug= Un It²t=6.62×4=177.24 2．电流：查表4-1得：Ig.max=5.456KA＝5456A 查书156页表5-25，选出断路器型号为SN4－10G－6000型，如下表： 型号 SN4-10G 额定电压(KV) 10 额定电流(A) 6000 额定断开 额定断开容量电流(KA) (MVA) 105 1800 极限通过电流(KA) 最大 有效 300 173 热稳定电流合闸时间固有分闸时(KA) (s) 间(s) 1s 5s 10s 173 120 85 0.65 0.15 因为In=6000A Ig.max=5456A 所以Ig.max < In 第19页 XX大学电力学院毕业设计 3．开断电流：Idt≤Ikd 因为Idt=0.886KA 4．动稳定：ich≤imax 因为ich =2.259KA 5．热稳定：I∞²tdz≤It²t imax=300KA 所以ich 所以Idt I0.886\"t=3+0.15=3.15s 查书112页图5-1得，tz=2.6s>1s 故tdz=tz=2.6s 因为I∞²tdz=0.8862×2.6=2.041 所以I∞²tdz 1．电压：因为Ug=10KV Un=10KV 所以Ug= Un It²t=1732×1=29929 2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.475KA＝475A 查书156页表5-25，选出断路器型号为SN1－10－600型，如下表所示： 型号 SN1-10 额定电压(KV) 10 额定电流(A) 600 额定断开 额定断开容量电流(KA) (MVA) 11.6 200 极限通过电流(KA) 最大 有效 52 30 热稳定电流合闸时间固有分闸时(KA) (s) 间(s) 1s 5s 10s 30 20 14 0.23 0.1 因为In=600A Ig.max=475A 所以Ig.max < In 3．开断电流：Idt≤Ikd 因为Idt=0.355KA 4．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.905KA 5．热稳定：I∞²tdz≤It²t imax=52KA 所以ich 所以Idt I4.170\"t=3+0.1=3.1s 查书112页图5-1得，tz=2.55s>1s 故tdz=tz=2.55s 因为I∞²tdz=0.3552×2.55=0.321 所以I∞²tdz It²t=302×1=900 XX大学电力学院毕业设计 4.2.7 站用变开关001、002的选择： 1．电压：因为Ug=380V Un=380V 所以Ug= Un 2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.798KA＝798A 查书168页表5-38，选出断路器型号为DW5－1000－1500型，如下表所示： 型号 DW5-1000-1500 额定电压(V) 触头额定电流(A) 380 1000－1500 脱扣器类别 过电流、失压分励 4.2.8 各断路器型号一览表 10KV、35KV、110KV少没式断路器 型号 电压额定断断开容量极限通过电热稳定电流重合性能 (KV) 额定电(MVA) 流(KA) (KA) 开 合闸时固有分闸间(s) 时间(s) 电流休止重合时额最流(A) 电流额定 重新* 最大 有效 1S 4S 5S 10S (KA) 定 大 时间(s) 间(s) 110 126 1000 35 40.5 1500 35 10 10 600 6000 600 18.4 3500 3000 24.8 1500 6.6 400 55 63.4 17 300 52 32 32 39.2 9.8 173 30 21 14.8 0.25 0.4 0.12 0.65 0.23 0.06 0.06 0.06 0.15 0.1 0.3 0.5 0.4 0.12 SW4-110 SW2-35(小车式) SW3-35 SN4-10G SN1-10 24.8 6.6 10.5 1800 11.6 200 120 85 20 14 第4．3节隔离开关的选择及校验 隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行比较然后确定。 参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。 4.3.1隔离开关101-1、101-3、102-2、102-3、110-1、110-2、111-1、111-3、112-2、112-3的选择及检验 1．电压：因为Ug=110KV Un=110KV 所以Ug= Un 2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.496KA＝496A 查书165页表5-33，选出GW2－110－600型，如下表所示： 第21页 XX大学电力学院毕业设计 型号 GW2－110 额定电压(KV) 额定电流(A) 动稳定电流(KA) 热稳定电流(s)(KA) 110 600 50 14(5) 因为In=600A Ig.max=496A 所以Ig.max < In 3．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.231KA 4．热稳定：I∞²tdz≤It²t 前面校验断路器时已算出I∞²tdz=0.015 It²t=142×5=980 所以I∞²tdz 1．电压：因为Ug=110KV Un=110KV 所以Ug= Un imax=50KA 所以ich 查书165页表5-33，选出GW4－110－1000型，如下表所示： 型号 GW4－110 额定电压(KV) 额定电流(A) 动稳定电流(KA) 热稳定电流(s)(KA) 110 1000 80 14(5) 因为In=1000A Ig.max=710A 所以Ig.max < In 3．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.231KA 4．热稳定：I∞²tdz≤It²t 前面校验断路器时已算出I∞²tdz=0.015 It²t=23.72×4=94.8 所以I∞²tdz 1．电压：因为Ug=35KV Un=35KV 所以Ug= Un imax=80KA 所以ich 查书165页表5-33，选出GW4－35－2000型，如下表所示： 型号 GW4－35 额定电压(KV) 额定电流(A) 动稳定电流(KA) 热稳定电流(s)(KA) 35 2000 104 46(4) 因为In=2000A Ig.max=1475A 所以Ig.max < In 3．动稳定：ich≤imax 第22页 XX大学电力学院毕业设计 因为ich =0.603KA 4．热稳定：I∞²tdz≤It²t imax=104KA 所以ich 1．电压：因为Ug=35KV Un=35KV 所以Ug= Un 2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.311KA＝311A 查书165页表5-33，选出GW2－35－600型，如下表所示： 型号 GW2－35 额定电压(KV) 额定电流(A) 动稳定电流(KA) 热稳定电流(s)(KA) 35 600 50 14(5) 因为In=600A Ig.max=311A 所以Ig.max < In 3．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.603KA 4．热稳定：I∞²tdz≤It²t 前面校验断路器时已算出I∞²tdz=0.128 It²t=142×5=980 所以I∞²tdz 1．电压：因为Ug=10KV Un=10KV 所以Ug= Un imax=50KA 所以ich 查书1页表5-32，选出GN10－10T－6000型，如下表所示： 型号 GN10－10T 额定电压(KV) 额定电流(A) 动稳定电流(KA) 热稳定电流(s)(KA) 10 6000 200 105(5) 因为In=6000A Ig.max=5456A 所以Ig.max < In 3．动稳定：ich≤imax 因为ich =2.259KA 4．热稳定：I∞²tdz≤It²t 前面校验断路器时已算出I∞²tdz=2.080 It²t=1052×5=55125 所以I∞²tdz imax=200KA 所以ich 4.3.6 隔离开关011-1、011-3、011-4、014-2、014-3、014-4、015-1、015-3、015-4、016-2、016-3、016-4的选择及校验 1．电压：因为Ug=10KV Un=10KV 所以Ug= Un 2．电流：查表4-1得：Ig.max=0.475KA＝475A 查书1页表5-32，选出GN1－10－600型，如下表所示： 型号 GN1－10 额定电压(KV) 额定电流(A) 动稳定电流(KA) 热稳定电流(s)(KA) 10 600 60 20(5) 因为In=600A Ig.max=475A 所以Ig.max < In 3．动稳定：ich≤imax 因为ich =0.905KA 4．热稳定：I∞²tdz≤It²t 前面校验断路器时已算出I∞²tdz=0.321 It²t=202×5=2000 所以I∞²tdz 型号 GW2－110 GW4－110 GW4－35 GW2－35 GN10－10T GN1－10 额定电压(KV) 额定电流(A) 动稳定电流(KA) 热稳定电流(s)(KA) 110 110 35 35 10 10 600 1000 2000 600 6000 600 50 80 104 50 200 60 14(5) 14(5) 46(4) 14(5) 105(5) 20(5) imax=60KA 所以ich 1．参数的选择：高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。 2．熔体的选择： （1）熔体的额定电流应按高压熔断器的保护熔断特性选择，应满足保护的可靠性、选择性和灵敏度的要求。 （2）保护35kV及以下电力变压器的高压熔断器熔体的额定电流可按下式选择 第24页 XX大学电力学院毕业设计 InR=kIbgm,k=1.1~1.3，Ibgm：电力变压器回路最大工作电流。 （3）保护电力电容器的高压熔断器额定电流按下式选择InR=kInC,InC：电力电容器回路的额定电流。 （4）保护电压互感器的熔断器，只需按额定电流和断流容量选择，不必校验额定电流。 保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压和断流容量选择。查书166页表5-35，35KV和10KV熔断器如下表所示： 系列型号 额定电压(KV) 额定电流(A) 断流容量(MVA) RN2 RW9-35 10 35 0.5 0.5 1000 2000 备注 保护户内电压互感器 保护户外电压互感器 校验：1．10KV母线短路容量S″＝15.346MVA＜SD＝1000MVA 2．35KV母线短路容量S″＝14.307MVA＜SD＝2000MVA 第4．4节 电流互感器的选择及校验 1．电流互感器的选择 电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6~20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器，对于35KV及以上配电装置，一般用油浸箱式绝缘结构的式电流互感器，有条件时，应尽量釆用套管式电流互感器。 电流互感器的二次侧额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用1A。 A)一次额定电流的选择： 当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有适当的指示。 电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。 电缆式零序电流互感器窗中应能通过一次回路的所有电缆。 当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。 B)准确级的选择： 与仪表连接接分流器、变送器、互感器、中间互感器不 低于以下要求： 用于电能测量的互感器准确级： 第25页 XX大学电力学院毕业设计 0.5功电度表应配用0.2级互感器；1.0级有功电度表应配用0.5级互感级；2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器；2.0级有功电度表及3.0级无功电度表，可配用1.0级级互感器；一般保护用的电流互感器可选用3级，差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级，零序接地保护可釆用专用的电流互感器，保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。 A)一次侧额定电压： Un≥Ug Ug为电流互感器安装处一次回路的工作电压，Un为电流互感器额定电压。 B) 热稳定校验: 电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流I1n来校验 ： (I1n×Kt)²≥I∞²tdz， Kt为CT的1s热稳定倍数； C)动稳定校验： 内部动稳定可用下式校验： 2I1nKdw≥ich I1n--- 电流互感器的一次绕组额定电流（A） ich--- 短路冲击电流的瞬时值（KA） Kdw---CT的1s动稳定倍数 4.4.1 110KV进线电流互感器的选择及校验 1．一次回路电压：因为Ug=110KV Un=110KV 所以Ug= Un 2．一次回路电流：查表4-1得：Ig.max=0.710KA＝710A 查书195页表，选LCWD－110－(2×50)～(2×600)/5型，如下表所示： 型号 额定电流比(A) 级次组合 准确级次 二次负荷1s热稳定动稳定倍(Ω)0.5级 1.2 倍数 34 数 60 重量(kg) 油 130 总重 500 价格(元) (2×50)～LCWD-110 (2×600)/5 D1D20.5 0.5 4300 因为I1n=(2×50)～(2×600)A 3．动稳定：ich≤2ImKdw 因为2ImKdw=2×(2×600)×60=14000A 所以ich<2ImKdw 4．热稳定：I∞²tdz≤(ImKt)2 第26页 Ig.max= 710A 所以Ig.max < I1n ich=231A XX大学电力学院毕业设计 由断路器校验时已算出I∞²tdz=0.015 (ImKt)2=［(2×0.6)×34］2=16. 所以I∞²tdz<(ImKt)2 4.4.2 变压器110KV侧电流互感器的选择及校验 1．一次回路电压：因为Ug=110KV Un=110KV 所以Ug= Un 2．一次回路电流：查表4-1得：Ig.max=0.496KA＝496A 查书194页表，选LCW－110－(50～100)～(300～600)/5型，如下表所示： 型号 额定电流级次准确比(A) 二次负荷(Ω) 10%倍数 二次负荷(Ω) 1.2 1s热稳动稳定倍数 重量(kg) 油 总重 价格(元) 组合 级次 0.5级 1级 0.5 1 1.2 2.4 1.2 倍数 定倍数 15 (50-100)～LCW-110 0.5/1 (300-600)/5 75 150 125 500 4300 因为I1n=300～600A Ig.max= 496A 所以Ig.max < I1n 3．动稳定：ich≤2ImKdw 因为2ImKdw=2×(300～600)×150=63639.6～127279.2A 所以ich<2ImKdw 4．热稳定：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz=0.015 (ImKt)2=［(0.3～0.6)×75］2=506.25～2025 所以I∞²tdz<(ImKt)2 4.4.3 35KV出线电流互感器的选择及校验 1．一次回路电压：因为Ug=35KV Un=35KV 所以Ug= Un ich=231A 2．一次回路电流：查表4-1得：Ig.max=0.311KA＝311A 查书193页表5-51，选LCWDL－35－15～600/5型，如下表所示： 型号 额定电流级次准确比(A) 二次负荷10%倍数 倍数 15 1s热稳动稳定定倍数 75 倍数 135 重量(kg) 油 总重 26 130 组合 级次 (Ω)0.5级 二次负荷(Ω) 0.5 2 LCWDL-35 15～600/5 0.5/D 0.5/D 因为I1n=15～600A Ig.max= 311A 所以Ig.max < I1n 3．动稳定：ich≤2ImKdw 第27页 XX大学电力学院毕业设计 因为2ImKdw=2×(15～600)×135=2863.78～114551.292A 所以ich<2ImKdw 4．热稳定：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz=0.128 (ImKt)2=［(0.015～0.6)×75］2=1.266～2025 所以I∞²tdz<(ImKt)2 4.4.4 变压器35KV电流互感器的选择及校验 1．一次回路电压：因为Ug=35KV Un=35KV ich=359A 所以Ug= Un 2．一次回路电流：查表4-1得：Ig.max=1.475KA＝1475A 查书242页表7，选LCWD－35－15～1500/5型，如下表所示： 型号 额定电流比(A) 级次组合 准确度 0.5 D 二次负荷(Ω) 0.5级 1级 3级 1.2 3 0.8 3 10%倍数 1s热稳定倍数 动稳定倍数 LCWD-35 15～1500/5 0.5/D 35 65 150 因为I1n=15～1500A Ig.max= 1475A 所以Ig.max < I1n 3．动稳定：ich≤2ImKdw 因为2ImKdw=2×(15～1500)×150=3181.981～318198.051A ich=359A 所以ich<2ImKdw 4．热稳定：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz=0.128 (ImKt)2=［(15～1500)×65］2=9.5×105～9.5×109A 所以I∞²tdz<(ImKt)2 4.4.5 10KV出线电流互感器的选择及校验 1．一次回路电压：因为Ug=10KV Un=10KV 所以Ug= Un 2．一次回路电流：查表4-1得：Ig.max=0.475KA＝475A 查书186页表5-46，选LA－10－500/5型，如下表所示： 型号 二次负荷(Ω) 额定电流比(A) 级次组合 准确度 0.5级 1级 3级 0.5/3 LA-10 500/5 及 1/3 0.5 1 3 0.4 0.4 第28页 0.6 10%倍数 <10 <10 ≥10 60 110 210 1s热稳定 倍数 动稳定 倍数 参考价格(元) XX大学电力学院毕业设计 因为I1n=500A Ig.max= 475A 所以Ig.max < I1n 3．动稳定：ich≤2ImKdw 因为2ImKdw=2×500×110=77781.75A 所以ich<2ImKdw 4．热稳定：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz=0.292 (ImKt)2=［500×60］2=900 所以I∞²tdz<(ImKt)2 4.4.6 变压器10KV侧电流互感器的选择及校验 1．一次回路电压：因为Ug=10KV Un=10KV 所以Ug= Un ich=359A 2．一次回路电流：查表4-1得：Ig.max=5.456KA＝5456A 查书187页表5-46，选LBJ－10－2000～6000/5型，如下表所示： 二次负荷(Ω) 型号 额定电流比(A) 级次组合 准确度 0.5级 1级 0.5/D1 LBJ-10 2000～6000/5 1/D D/D 0.5 1 D 2.4 2.4 3级 4.0 10%倍数 <10 <10 ≥15 50 90 240 1s热稳定 倍数 动稳定 倍数 参考价格(元) 因为I1n=2000～6000A 3．动稳定：ich≤2ImKdw 因为2ImKdw=2×(2000～6000)×90=2.546×105～7.637×105A ich=2259A 所以ich<2ImKdw 4．热稳定：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz=2.080 (ImKt)2=［(2000～6000)×50］2=1.0×1010～9×1010A 所以I∞²tdz<(ImKt)2 Ig.max=5456A 所以Ig.max < I1n 第29页 XX大学电力学院毕业设计 4.4.7 电流互感器型号一览表 型号 额定电 流比(A) (2×50)～(2×600)/5 (50-100)～(300-600)/5 15～600/5 15～1500/5 级次 组合 准确 二次负荷(Ω) 10%倍数 1s热稳定 动稳定 参考价 倍数 34 75 倍数 60 150 格(元) 4300 4300 度 0.5级 1级 3级 D级 二次负荷(Ω) 倍数 0.5 0.5 1 0.5 D 0.5 D 0.5 1 3 0.5 1 D 1.2 1.2 2 1.2 0.4 2.4 2.4 1.2 3 4.0 1.2 2 15 15 35 <10 <10 ≥10 <10 <10 ≥15 50 90 240 60 110 210 LCWD-110 LCW-110 D1D20.50.5/1 LCWDL-35 LCWD-35 0.5/D 0.5/D 0.5/3 75 65 135 150 0.8 3 0.4 2.4 0.6 LA-10 500/5 及 1/3 0.5/D1 LBJ-10 2000～6000/5 1/D D/D 第4．5节 电压互感器的选择 2．电压互感器的选择 电压互感器的型式应根据使用条件选择：6－20KV屋内配电装置，一般釆用油浸绝缘结构，也可釆用树脂绕注绝缘结构的电压互感器。 35－110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器，220KV以上，一般釆用电容式电压互感器。 当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有第三绕组的单相电压互感器组。电压互感器三个单相电压互感器接线，主二次绕级连接成星形，以供电给测量表计，继电器以及绝缘电压表，对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时才能接入，附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压滤过器供电给继电器和接地信号（绝缘检查）继电器。 4.5.1 110KV母线电压互感器的选择 1．一次电压U1：1.1Un>U1>0.9Un 2．二次电压U2n：U2n=100/3 3．准确等级：1级 由以上查书185页表5-44，选择JCC－110型，如下表所示： 第30页 U1=110KV Un=110KV XX大学电力学院毕业设计 在下列准确等级 型式 额定变比 下额定容量(VA) 1级 单相 (屋外式) JCC-110 3级 1000 最大容量(VA) 连接组 1100003100100 3500 2000 1/1/1-12-12 4.5.2 35KV母线电压互感器的选择 1．一次电压U1：1.1Un>U1>0.9Un 2．二次电压U2n：U2n=100 3．准确等级：1级 由以上查书185页表5-44，选择JDJ－35型，如下表所示： 在下列准确等级 型式 额定变比 0.5级 单相 (屋外式) JDJ-35 35000/100 150 下额定容量(VA) 1级 3级 600 1200 最大容量(VA) U1=35KV Un=35KV 250 4.5.3 10KV电压互感器的选择 1．一次电压U1：1.1Un>U1>0.9Un 2．二次电压U2n：U2n=100 3．准确等级：1级 由以上查书185页表5-44，选择JDZ－10型，如下表所示： 在下列准确等级 型式 额定变比 0.5级 单相 (屋外式) JDZ-10 10000/100 80 下额定容量(VA) 1级 3级 300 500 最大容量(VA) U1=10KV Un=10KV 150 4.5.4 电压互感器一览表 在下列准确等级 型式 额定变比 0.5级 单相 (屋外式) JCC-110 JDJ-35 下额定容量(VA) 1级 500 3级 1000 600 2000 1200 最大容量(VA) 1100003100100 3 150 35000/100 第31页 250 XX大学电力学院毕业设计 JDZ-10 10000/100 80 150 300 500 第4．6节 避雷器的选择及检验 避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器，电站和变电所等电器设备的绝缘免受大气过电压或某些操作过电压的危害。大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是由于电力系统的运行情况发生突变而产生电磁振荡所致。 避雷器有两种：（1）阀型避雷器 按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器：（2）管型避雷器，利用绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电 弧吹灭。用于线路作为防雷保护。 1．阀型避雷器应按下列条件选择： （1）额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。 （2）灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压（灭弧电压）；在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。在中性点直接接地的电网中应取设备最高运行线电压的80% 4.6.1 110KV母线接避雷器的选择及校验 由Ug=110KV查书201页表5-56，选FZ-110型，如下表所示： 型号 FZ-110 组合方式 4×FZ-30J 额定电压(KV) 110 灭弧电压(KV) 100 工频放电电压(KV) 不小于 224 不大于 268 检验：(1)灭弧电压：Umi≥kUxg 因为kUxg=1×110/3=63.509KV Umi> kUxg (2)工频放电电压下限：Ugfx≥3.5Uxg 因为Ugfx=224KV 所以Ugfx>3.5Uxg 4.6.2 35KV母线接避雷器的选择及校验 由Ug=35KV查书201页表5-56，选FZ-35型，如下表所示： 第32页 Umi=100KV 3.5Uxg=3.5×110/3=222.28KV XX大学电力学院毕业设计 型号 FZ-35 组合方式 2×FZ-15 额定电压(KV) 35 灭弧电压(KV) 41 工频放电电压(KV) 不小于 84 不大于 104 检验：(1)灭弧电压：Umi≥kUxg 因为kUxg=1×35/3=20.207KV Umi> kUxg (2)工频放电电压下限：Ugfx≥3.5Uxg 因为Ugfx=84KV 所以Ugfx>3.5Uxg 4.6.3 10KV母线接避雷器的选择及校验 由Ug=10KV查书201页表5-56，选FZ-10型，如下表所示： 型号 FZ-10 组合方式 单独元件 额定电压(KV) 10 灭弧电压(KV) 12.7 工频放电电压(KV) 不小于 26 不大于 31 Umi=4.1KV 3.5Uxg=3.5×35/3=70.725KV 检验：(1)灭弧电压：Umi≥kUxg 因为Uxg=10/3=5.774KV Umi> Uxg (2)工频放电电压下限：Ugfx≥3.5Uxg 因为Ugfx=26KV 所以Ugfx>3.5Uxg 4.6.4 避雷器型号一览表 型号 FZ-110 FZ-35 FZ-10 组合方式 4×FZ-30J 2×FZ-15 单独元件 额定电压(KV) 110 35 10 灭弧电压(KV) 100 41 12.7 工频放电电压(KV) 不小于 224 84 26 不大于 268 104 31 Umi=12.7KV 3.5Uxg=3.5×10/3=20.207KV 第4．7节 母线及电缆的选择及校验 导线截面的选择按下列技术条件选择：（1）工作电流；（2）经济电流密度；（3）电晕；（4）动稳定和机械强度；（5）热稳定 4.7.1 110KV母线的选择及校验 第33页 XX大学电力学院毕业设计 1．110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。 2．按经济电流密度选择母线截面： 查表4-1得，Ig.max=0.196KA=496A。 查书145页表5-8，按Tmax=5000h/a 可得经济电流密度J=1.15A/mm2 则母线经济截面为Sj= Ig.max/J=496/1.15=431.304mm2 查书141页表5-13，选LGJQ-500型，如下表所示： 导 线 型 号 导 体 最 高 允 许 温 度 ℃ 长期允许截流量(A) +70 945 +80 932 LGJQ-500 它在Qy=70℃,Q0=25℃时，Iy=945A 而Ig.max＝945A，故Iy≥Ig.max 所以所选导线截面过大，因此，根据Ig.max重新选择导线截面，如下表所示： 导 线 型 号 导 体 最 高 允 许 温 度 ℃ 长期允许截流量(A) +70 510 +80 531 LGJ-185 LGJ-185，在Qy=70℃,Q0=25℃时，Iy=510A 查书144页表5-17，综合校正系数K0＝0.96 K0Iy=0.96×510=4.6A 所以Ig.max< K0Iy 3．按电晕电压校验：Ulj=Ug Ulj=84K·mr·δ·r(1+ S1850.301)lg rr R= =7.674mm=0.7674cm k=1 mr=0.87 0.301)lg rr 0.30170)×lg 0.76740.20.7674α=0.7m=70cm δ=0.2 临界电压：Ulj=84K·mr·δ·r(1+ =84×1×0.87×0.2×0.7674×(1+ 第34页 XX大学电力学院毕业设计 =133.724 (式中，r为导线半径；k为三相导线等边三角布置时为1；mr为导线表面粗糙系数；多股导线mr=0.87～0.83；δ为空气相对密度，δ=0.2) 所以Ulj=133.724KV>Ug=110KV 4.7.2 35KV母线的选择及校验 1．按经济电流密度选择母线截面 35KV最大持续工作电流查表4-1得，Ig.max=1.475KA=1475A 按Tmax=5000h/a，查145页表5-18，可得经济电流密度J=1.15A/mm2 则母线经济截面为： S= Ig.max/J=1475/1.15=1282 mm2 查矩形铝导体长期允许截流量表142页表5-14，应选(80×8)型双条铝母线 它在Qy=70℃,Q0=25℃，平放布置时Iy=1858A 因实际环境温度Q=Q0=25℃，查144页表5-17，综合修正系数K=1.00 故KIy=1858A> Ig.max=1475A，可满足长期发热要求。 I2．热稳定校验：S≥Smin=tdz(mm2) Ctdz为主保护动作时间加断路器全分闸时间 即tdz=0.5+0.06=0.56s 查书106页表5-2，其中热稳定系数C=87，满足热稳定要求的最小截面为: I236Smin=tdz=0.56=2.03(mm2) C87可见，前面所选母线截面S=2(80×8)=1280(mm2)≥Smin=2.03 mm2 能满足短路热稳定要求。 3．动稳定校验 (1)相间作用应力。 查146页表5-19知平放双矩形母线的截面系数: W=0.333bh2=0.333(8×10-3) (8×10-3)2=17.049×10-6m3。 振动系数的确定查书142页表5-14 ri=0.2h=0.2×0.80=0.231cm；L=1.2m；ε=1.55×104。 0.231103rifm=1122ε=112·×1.55×104=278.724Hz≠35～155 Hz 21.2L 所以β=1 L211.22-8-32所以σф=1.73ich×10=1.73×(0.603×10)·×10-8=7.59×106Pa 6W0.717.04910(2)计算条间作用应力 第35页 XX大学电力学院毕业设计 由 ab168==0.091，b/h=8/80=0.1 hb808查书149页图5-10，矩形母线形状系数K12=0.43，同相母线条间作用力为: 11-832 fs=2.5K12ich×10=2.5×0.43×(0.603×10)8103×10-8=4885(N/m) bLs.max=h 2b(p)fs28103(691067.59106)=(8×10)=0.359m 4885-3 由上式求得衬垫临界跨距为： 3h348010Lc=b4=0.510m 1003810fs4885应按Ls.max=0.359m来确定衬垫跨距。 l1.2因绝缘子跨距l=1.2m，=3，(符号［］表示对计算结果取整数) l0.359s.max故宜在每跨中加装三个衬垫，即应选取的衬垫跨距Ls=1.2/(3+1)=0.3(m)时， 可保证满足动稳定要求。 4.7.3 10KV母线的选择及校验 1．按经济电流密度选择母线截面 查表4-1得，Ig.max=5.456KA=5456A>4000A，因此选槽形母线。 按Tmax=5000h/a，查145页表5-18，可得经济电流密度J=1.15A/mm2 则母线经济截面为： S= Ig.max/J=5456/1.15=4744 mm2 查书143页表5-15，选双槽导体截面4880 mm2，它在Qy=70℃,Q0=25℃时， Iy=6600A，查书144页表5-17，综合修正系数K=1.00 故KIy=6600A> Ig.max=5456A，可满足长期发热条件。 I2．热稳定校验：S≥Smin=tdz Ctdz为主保护动作时间加断路器固有分闸时间 即tdz=0.5+0.15=0.65s 查书106页表5-2，其中热稳定系数C=87，满足热稳定要求的最小截面为: I8860.65=8.211(mm2) Smin=tdz=87C可见，前面所选母线截面S=4880mm2=≥Smin=8.211mm2 能满足短路热稳定要求。 3．动稳定校验：σmax≤σy 其中σmax≤σф+σs。 第36页 XX大学电力学院毕业设计 振动系数的确定查书142页表5-14，ry=2.4 2.4103fm=1122ε=112·×1.55×104=23.3Hz≠30～60 Hz 2L1.2ry 所以β=1 L211.22-8-32σф=1.73ich×10=1.73×(2.259×10)·×10-8=3.36×106Pa 6W0.717.04910L20.32s-9-32 σs=4.16ich×10=4.16×(2.259×10)·×10-9=4.37×106Pa 17525hWyσmax=σф+σs=3.36×106+4.37×106=8×106Pa 而σy=69××106Pa 所以，σmax<σy，满足动稳定要求。 4.7.4 10KV电缆的选择及校验 （1）型式：应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式 1．按额定电压：因为Ug=10KV Un=10KV 所以Ug= Un 2．按最大持续工作电流选择电缆截面积 查表4-1得，Ig.max=0.475KA=475A 查书244页表11，25℃时允许截流量495A tdz为主保护动作时间加断路器固有分闸时间 时，电缆截面为185mm2 因为Tm=80℃ k= T2=25℃ T1=25℃ TMT28025=1 TMT18025Iy=495A kIy=1×495=495A，故Ig.max>Iy I3．热稳定校验：S≥Smin=tdz C查书106页表5-2，得C=95，查表3-1得I∞=355A tdz为主保护动作时间加断路器固有分闸时间 即tdz=0.5+0.1=0.6s I3550.6=2.5(mm2) Smin=tdz= C95因而，S=185mm2≥Smin=2.5 mm2 能够满足短路热稳定要求。 第37页 XX大学电力学院毕业设计 第38页 XX大学电力学院毕业设计 变电所主体设备型号一览表 设备名称 安装处 110KV母线侧 110KV进线 断路器 35KV母线侧 35KV出线 10KV母线侧 10KV出线 110KV母线侧 110KV进线 隔离开关 35KV母线侧 35KV出线 10KV母线侧 10KV出线 110KV母线 母线及电缆 35KV母线 10KV母线 10KV电缆 110KV进线 变压器110KV侧 电流互感器 35KV出线 变压器35KV侧 10KV出线 变压器10KV侧 110KV母线 电压互感器 35KV母线 10KV母线 110KV PT上接避雷器 避雷器 35KV PT上接避雷器 10KV PT上接避雷器 熔断器 35KV PT上接熔断器 10KV PT上接熔断器 型号 SW4-110-1000 SW4-110-1000 SW4-35-2000 SW3-35-600 SN4-10G-6000 SN1-10-600 GW2-110-600 GW4-110-1000 GW4-35-2000 GW2-35-600 GN10-10T-6000 GN1-10-600 LGJ-185 （80×8）双条矩形铝母线 4880mm2双槽铝导线 185 mm2普通三芯铝导线 LCWD-110-（2×50）~（2×600）/5 LCW-110（50~100）~（300~600）/5 LCWDL-35-15~600/5 LCWD-35-15~1500/5 LA-10-500/5 LBJ-10-2000~6000/5 JCC-110（单相） JDJ-35（单相） JDZ-10（单相） FZ-110 FZ-35 FZ-10 RW9-35 RW2-35 第39页 XX大学电力学院毕业设计 参 考 文 献 [1] 发电厂电气部分课程设计参考资料,，中国电力出版社，黄纯华编，1987年。 [2] 发电厂、变电站电气部分，重庆大学出版社，牟道槐主编，1996年。 [3] 发电厂变电所电气部分，水利电力出版社，郑州工学院，郑州电力学校合编，1994 年 [4] 电力工程设计手册，上海人民出版社，西北、东北电力设计院编，1972年。 [5] 电力工程设计手册，电气一次部分，水利电力出版社，水利电力部西北电力设计院编， 19年。 [6] 电力系统，重庆大学出版社，华智明、张瑞林主编，1997年。 第40页
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