目 录
泰安高新区110kv变电站设计 ............................................................................................ i 目 录 ...................................................................................................................................... i 泰安高新区110kv变电站设计 ........................................................................................... I 1 绪论........................................................................................................................................1
选题背景和意义 ............................................................................................................1 变电站进展概述 ............................................................................................................1 设计原始资料 .................................................................................................................1
爱惜 ..........................................................................................................................2 其它原始资料 ........................................................................................................2 负荷数据 .................................................................................................................2
2 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 ...............................................................3
主接线的设计原那么和要求 .....................................................................................3
主接线的设计原那么 ..........................................................................................3 主接线设计的大体要求 .....................................................................................4 主接线的设计 .................................................................................................................5
设计步骤 .................................................................................................................5 初步方案设计 ........................................................................................................5 最优方案确信 ........................................................................................................5
无功补偿设计 .................................................................................................................6
无功补偿的原那么与大体要求 ........................................................................6 无功补偿的原那么 ..............................................................................................6 无功补偿的大体要求 ..........................................................................................6 补偿装置选择及容量确信 .................................................................................6 补偿装置的确信 ...................................................................................................6 补偿装置容量的选择 ..........................................................................................7 主变压器的选择 ............................................................................................................7
主变压器台数的选择 ..........................................................................................8 主变压器型式的选择 ..........................................................................................8 主变压器容量的选择 ..........................................................................................8 主变压器型号的选择 ..........................................................................................9 站用变压器的选择 ..................................................................................................... 11
站用变压器的选择的大体原那么 ................................................................ 11 站用变压器型号的选择 .................................................................................. 11
3 短路电流计算 .................................................................................................................. 11
短路计算的目的、规定与步骤 .............................................................................. 11
短路电流计算的目的 ....................................................................................... 11 短路计算的一样规定 ....................................................................................... 12 计算步骤 .............................................................................................................. 12 变压器的参数计算及短路点的确信 ..................................................................... 12
变压器参数的计算 ................................................................................. 12 短路点的确信 ......................................................................................... 13 各短路点的短路计算 ..................................................................................... 13
短路点d-1的短路计算(110KV母线) .................................................. 13 短路点d-2的短路计算(35KV母线) .................................................... 14 Xf2=Xs+(X1+X2)
3
3
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333
333
34 电气设备选择与校验
................................................................................................................................. 14 电气设备选择的一样规定 ............................................................................. 14
一样原那么 ............................................................................................. 14 有关的几项规定 ..................................................................................... 15 各回路持续工作电流的计算 ......................................................................... 15 高压电气设备选择 ......................................................................................... 16
断路器的选择与校验 ............................................................................. 16 节隔离开关的选择及校验 ..................................................................... 19 电流互感器的选择及校验 ............................................................................. 21
110KV进线电流互感器的选择及校验 ................................................ 22 变压器110KV侧电流互感器的选择及校验 ....................................... 22 35KV出线电流互感器的选择及校验 .................................................. 23 变压器35KV电流互感器的选择及校验 ............................................. 24 10KV出线电流互感器的选择及校验 .................................................. 24 变压器10KV侧电流互感器的选择及校验 ......................................... 25 电压互感器的选择 ......................................................................................... 25
110KV母线电压互感器的选择 ............................................................ 25 35KV母线电压互感器的选择 .............................................................. 26 10KV电压互感器的选择 ...................................................................... 26
避雷器的选择及查验 ..................................................................................... 26
110KV母线接避雷器的选择及校验 .................................................... 27 35KV母线接避雷器的选择及校验 ...................................................... 27 10KV母线接避雷器的选择及校验 ...................................................... 27 母线及电缆的选择及校验 ............................................................................. 28
110KV母线的选择及校验 .................................................................... 28 35KV母线的选择及校验 ...................................................................... 29 10KV母线的选择及校验 ...................................................................... 30 10KV电缆的选择及校验 ...................................................................... 31 熔断器的选择 ................................................................................................. 32 参考文献 ................................................................................................................. 32
Contents
泰安高新区110kv变电站设计 ................................................................................................. i 目 录 ....................................................................................................................................... i 泰安高新区110kv变电站设计 ................................................................................................. I 1 绪论 ........................................................................................................................................ 1
选题背景和意义 ................................................................................................................ 1 变电站进展概述 ................................................................................................................ 1 设计原始资料 .................................................................................................................... 1
爱惜 ............................................................................................................................ 2 其它原始资料 ............................................................................................................ 2 负荷数据 .................................................................................................................... 2
2 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 ........................................................................ 3
主接线的设计原那么和要求 ............................................................................................ 3
主接线的设计原那么 ................................................................................................ 3 主接线设计的大体要求 ............................................................................................ 4 主接线的设计 .................................................................................................................... 5
设计步骤 .................................................................................................................... 5 初步方案设计 ............................................................................................................ 5 最优方案确信 ............................................................................................................ 5 无功补偿设计 .................................................................................................................... 6
无功补偿的原那么与大体要求 ................................................................................ 6 无功补偿的原那么 .................................................................................................... 6 无功补偿的大体要求 ................................................................................................ 6 补偿装置选择及容量确信 ........................................................................................ 6 补偿装置的确信 ........................................................................................................ 6 补偿装置容量的选择 ................................................................................................ 7 主变压器的选择 ................................................................................................................ 7
主变压器台数的选择 ................................................................................................ 8 主变压器型式的选择 ................................................................................................ 8 主变压器容量的选择 ................................................................................................ 8 主变压器型号的选择 ................................................................................................ 9 站用变压器的选择 .......................................................................................................... 11
站用变压器的选择的大体原那么 .......................................................................... 11 站用变压器型号的选择 .......................................................................................... 11
3 短路电流计算 ...................................................................................................................... 11
短路计算的目的、规定与步骤 ...................................................................................... 11
短路电流计算的目的 .............................................................................................. 11 短路计算的一样规定 .............................................................................................. 12 计算步骤 .................................................................................................................. 12 变压器的参数计算及短路点的确信 .............................................................................. 12
变压器参数的计算 .................................................................................................. 12 短路点的确信 .......................................................................................................... 13 各短路点的短路计算 ...................................................................................................... 13
短路点d-1的短路计算(110KV母线) .................................................................... 13 短路点d-2的短路计算(35KV母线) ..................................................................... 14
Xf2=Xs+(X1+X2)3333
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33334 电气设备选择与校验 ... 14
电气设备选择的一样规定 .............................................................................................. 14
一样原那么 .............................................................................................................. 14 有关的几项规定 ...................................................................................................... 15 各回路持续工作电流的计算 .......................................................................................... 15 高压电气设备选择 .......................................................................................................... 16
断路器的选择与校验 .............................................................................................. 16 节隔离开关的选择及校验 ...................................................................................... 19 电流互感器的选择及校验 .............................................................................................. 21
110KV进线电流互感器的选择及校验 .................................................................. 22 变压器110KV侧电流互感器的选择及校验 ......................................................... 22 35KV出线电流互感器的选择及校验 ................................................................... 23 变压器35KV电流互感器的选择及校验 .............................................................. 24 10KV出线电流互感器的选择及校验 ................................................................... 24 变压器10KV侧电流互感器的选择及校验 .......................................................... 25 电压互感器的选择 .......................................................................................................... 25
110KV母线电压互感器的选择 .............................................................................. 25 35KV母线电压互感器的选择 ............................................................................... 26 10KV电压互感器的选择 ....................................................................................... 26 避雷器的选择及查验 ...................................................................................................... 26
110KV母线接避雷器的选择及校验 ...................................................................... 27 35KV母线接避雷器的选择及校验 ....................................................................... 27 10KV母线接避雷器的选择及校验 ....................................................................... 27 母线及电缆的选择及校验 .............................................................................................. 28
110KV母线的选择及校验 ...................................................................................... 28 35KV母线的选择及校验 ....................................................................................... 29
10KV母线的选择及校验 ....................................................................................... 30 10KV电缆的选择及校验 ....................................................................................... 31 熔断器的选择 .................................................................................................................. 32 参考文献 .................................................................................................................................. 32
泰安高新区110kv变电站设计
摘要:依照本次设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。代建变电所设有两台主变压器。本变电所所有变压品级为110kV、35kV和10kV三个电压品级。110KV电压品级采纳双母线接线，35KV和10KV电压品级都采纳单母线分段接线。变电所配有10KV无功补偿装置。
该设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、要紧电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压品级配电装置设计。
该设计以《35～110kV高压配电装置设计标准》、《35～110kV变电所设计标准》、《供配电系统设计标准》、《35～110kV变电所设计标准》等标准规程为依据，设计的内容符合国家相关技术政策，所选设备都为符合国家标准先进设备，技术先进、运行稳固且比较经济。 关键词：降压变电站 电气主接线 变压器 设备选型 无功补偿
Design of 110kv substion in taian
Abstract According to the requirements of the design plan descriptions of the design of 110 kv substation main electrical wiring of the preliminary design, and draw the main electrical wiring diagram. Construction has two main transformer substation. This level of all the transformer substation of 110 kv, 35 kv and 10 kv voltage grade three. 110 kv voltage class adopts double busbar connection, 35 kv and 10 kv voltage level by a single bus section of wiring. Equipped with 10 kv substation reactive power compensation device. The design of the main electrical wiring design, short-circuit current calculation, the main electrical equipment selection and calibration (including circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, bus, fuse, etc.), the voltage level distribution equipment design. The design to the 35 ~ 110 kv high-voltage power distribution equipment design specifications。
Keywords:transformer substation; electrical main wiring; transformer; equipment type selection; reactive-load compensation
1 绪论 选题背景和意义
电力已时人类社会进展的要紧能源，要高效的利用及分派电能，必需设计科学合理的工程来提高电力系统的平安性、稳固性和靠得住性，从而达到降低本钱，节约能源提高经济效益的目的。变电站是电力配电传输系统的核心组成部份，它直接阻碍整个电力网络的平平稳固及其电力运行的经济本钱，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分派电能的作用。电气主接线是发电厂变电所电气部份的主体，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电爱惜和自动装置方式的确信，对电力系统的平安、靠得住、经济运行起着决定的作用。
变电站是电力系统中变换电压、同意和分派电能、操纵电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，聚集电流的母线，计量和操纵用互感器、仪表、继电爱惜装置和防雷爱惜装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。
本设计针对变电站进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路电流的计算、要紧电器设备的选择和校验、继电爱惜及变电站防雷,无功补偿等。通过对110KV降压变电所电气部份的设计，使我明白其目的在于使咱们通过这次毕业设计，能够取得各方面的充分训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的明白得，并能灵活的运用。 变电站进展概述
随着运算机技术的飞速进展，微型运算机技术在电力系统中取得了愈来愈普遍的应用，它集变电站中的操纵、爱惜、测量、中央信号、故障录波等功能于一身，替代了原常规的突出式和插件式电磁爱惜、晶体管爱惜、集成电路爱惜。常规操纵、爱惜装置已慢慢从电力系统中退出，取而代之的那么是这种新型的微机监控方式，它运用了自动操纵技术、微机及网络通信技术，通过功能的从头组合和优化设计，组成运算机的软硬件设备代替人工,利用变电站中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电站无人值守提供了前提条件。变电站、所综合自动化和无人值守是现今电网调度自动化领域中热点的话题，在现今城、农网建设改造中正被普遍采纳。 设计原始资料
待建变电站拟定2～3台变压器。第一次一次性建成投产2台变压器，预留一台变压器的进展空间。本变电站的电压品级别离为110kV、35kV、10kV。 (1) 系统容量为： A系统：S=2000MVA X= B系统：S=1500MVA X= C系统：S=1200MVA X=
(2) 连接方式：
A系统与B系统的距离：150km，导线型号：LGJQ-400 A系统与C系统的距离：160km，导线型号：LGJQ-400 B与C系统无连接关系；
A系统与待建变电站D的距离：130km，导线型号：LGJQ-400 （以上均为单回连接）
B系统与待建变电站D的距离：100km，导线型号：LGJQ-400 C系统与待建变电站D的距离： 85km，导线型号：LGJQ-400 （以上均为双回连接） 爱惜 (1) 变压器
(2) 主爱惜时刻：秒，后备爱惜时刻：秒 (3) 出线断路器
主保护时间：秒，后备保护时间：3秒 其它原始资料 (1) 地形、地质
站址选于山坡上，南面靠丘陵，东、西、北面分别是果树、桑园和农田，地势平坦，地质构造为稳定区。地震基本烈度为6度，土壤电阻率为×10 欧/厘米。 (2) 气象，条件
① 绝对最高温度为40ºC； ② 最高月平均气温为23ºC； ③ 年平均温度为ºC； ④ 风向以东北风为主。 (3)环境保护 站区周围无污染源。 负荷数据
负荷数据
电单位 大江毛纺厂 大江纸厂 皮革厂 红星化工厂 自来水厂 东配电站 西配电站 汽车厂 其他 最大负荷(MW) 功率因数 6 4 6 5 5 6 5 4 0．9 回路数 1 1 1 1 1 1 1 1 2 供电方式 架空 电缆 架空 架空 电缆 架空 架空 架空 电缆 距离(km) 15 5 10 8 4 10 8 14 4 表1-2 待建35kv电压品级负荷数据
用电单位 化肥厂 汽配厂 糖厂 钢铁厂 南配电站 北配电站 备用 最大负荷功率因数 (MW) 18 16 15 10 15 16 2 回路数 1 1 1 1 1 1 供电方式 架空 架空 架空 架空 架空 架空 距离(km) 25 28 30 32 30 30 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路如何与电力系统相连接，从而完
2 变电站电气主接线设计及主变压器的选择
成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部份。主接线的确信，对电力系统的平安、稳固、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电爱惜和操纵方式的拟定将会产生直接的阻碍。 主接线的设计原那么和要求 主接线的设计原那么
(1) 考虑变电站在电力系统的地位和作用
变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的要紧因素。变电站是枢纽变电站、地域变电站、终端变电站、企业变电站仍是分支变电站，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的靠得住性、灵活性、经济性的要求也不同。 (2) 考虑近期和远期的进展规模
变电站主接线设计应依照5~10年电力系统进展计划进行。应依照负荷的大小和散布、负荷增加速度及地域网络情形和潮流散布，并分析各类可能的运行方式，来确信主接线的形式及站连接电源数和出线回数。
(3) 考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的阻碍
对一、二级负荷，必需有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全数一、二级负荷不中断供电；三级负荷一样只需一个电源供电。 (4) 考虑主变台数对主接线的阻碍
变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的阻碍。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电靠得住性高，因此，其对主接线的靠得住性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的靠得住性、灵活性要求低。
(5) 考虑备用量的有无和大小对主接线的阻碍
发、送、变的备用容量是为了保证靠得住的供电，适应负荷突增、设备检修、故障
停运情形下的应急要求。电气主接线的设计要依照备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是不是许诺线路、变压器停运；当线路故障时是不是许诺切除线路、变压器的数量等，都直接阻碍主接线的形式。 主接线设计的大体要求
依照有关规定：变电站电气主接线应依照变电站在电力系统的地位，变电站的计划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确信。并应综合考虑供电靠得住性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。 靠得住性
所谓靠得住性是指主接线能靠得住的工作，以保证对用户不中断的供电，衡量靠得住性的客观标准是运行实践。主接线的靠得住性是由其组成元件（包括一次和二次设备）在运行中靠得住性的综合。因此，主接线的设计，不仅要考虑一次设备对供电靠得住性的阻碍，还要考虑继电爱惜二次设备的故障对供电靠得住性的阻碍。同时，靠得住性并非是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是靠得住的，而对另一些变电站那么可能不是靠得住的。评判主接线靠得住性的标志如下： (1) 断路器检修时是不是阻碍供电；
(2) 线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时刻的长短，和可否保证对重要用户的供电； (3) 变电站全数停电的可能性。 灵活性
主接线的灵活性有以下几方面的要求：
(1) 调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够知足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
(2) 检修平安。可方便的停运断路器、母线及其继电器爱惜设备，进行平安检修，且不阻碍对用户的供电。
(3)扩建方便。随着电力事业的进展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。因此，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，不管一次和二次设备改造量最小。 经济性
靠得住性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线靠得住、灵活，将可能致使投资增加。因此，二者必需综合考虑，在知足技术要求前提下，做到经济合理。
(1)投资省。主接线应简单清楚，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使操纵、爱惜方式只是于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价钱合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推行采纳直降式（110/6～10kV）变电站和以质量靠得住的简易电器代替高压侧断路器。
(2)年运行费小。年运行费包括电能损花费、折旧费和大修费、日常小修保护费。其中电能损耗要紧由变压器引发，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数和幸免两次变压而增加电能损失。
(3)占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置制造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地址，都应采纳三相变压器。 (4)在可能的情形下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。 主接线的设计 设计步骤
电气主接线设计，一样分以下几步：
(1)拟定可行的主接线方案：依照设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出假设干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、和各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，保留2个技术上相当的较好方案。
(2)对2个技术上比较好的方案进行经济计算。
(3)对2个方案进行全面的技术，经济比较，确信最优的主接线方案。 (4)绘制最优方案电气主接线图。 初步方案设计
依照原始资料，此变电站有三个电压品级：110/35/10KV ，故可初选三相三绕组变压器，依照变电站与系统连接的系统图知，变电站有两条进线，为保证供电靠得住性，可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案，初步设计以下两种接线方案供最优方案的选择。 最优方案确信 技术比较
在初步设计的两种方案中，方案一：110KV侧采纳内桥接线；方案二：110KV侧采纳单母分段接线。采纳内桥线接线的优势：① 系统运行、供电靠得住；② 系统调度灵活；③ 系统扩建方便等。采纳单母分段接线的优势：① 接线简单；② 操作方便、设备少等；缺点：① 靠得住性差；② 系统稳固性差。因此，110KV侧采纳双母线接线。
在初步设计的两种方案中，方案一：35KV侧采纳单母分段接线；方案二：35KV侧采纳双母线接线。由原材料可知，问题中未说明负荷的重要程度，因此，35KV侧采纳单母分段接线。 经济比较
对整个方案的分析可知，在配电装置的综合投资，包括操纵设备，电缆，母线及土建费用上，在运行灵活性上35KV、10KV侧单母线形接线比双母线接线有专门大的灵活性。
由以上分析，最优方案可选择为方案一，即110KV侧为采纳双母线接线，35KV侧为单母线形接线，10KV侧为单母分段接线。其接线图见以上方案一。
无功补偿设计
无功电源和有功电源一样是保证系统电能质量和平安供电不可缺少的。据统计，电力系统用户所消耗的无功功率大约是它们所消耗的有功功率的50~100%。另外电力系统中的无功功率损耗也专门大，在变压器内和输电线路上所消耗掉的总无功功率可达用户消耗的总无功功率的75%和25%。因此，需要由系统中各类无功电源供给的无功功率为总有功功率的1~2倍。由无功功率的静态特性可知，无功功率与电压的关系较有功功率与电压的关系更为紧密，从全然上来讲，要维持整个系统的电压水平就必需有足够的无功电源。无功电源不足会使系统电压降低发送变电设备达不到正常出力，电网电能损失增大，故需要无功补偿。 无功补偿的原那么与大体要求 无功补偿的原那么
(1)依照技术规程规定按主变容量的10%～20%进行无功补偿；
(2)分级补偿原那么，按主变无功损耗减去电缆充电功率确信无功补偿的容量；且10KV和110KV侧电压不能低于标称电压；
(3)在轻负荷（2%～30%主变容量计时）时由于电缆充电功率的阻碍，其充电功率与补偿功率近似抵消； 无功补偿的大体要求
(1)电力系统的无功电源与无功负荷，在各类正常及事故运行时，都应实行分层分区、当场平稳的原那么，而且无功电源应具有灵活的调剂能力和必然的检修备用、事故备用。 (2)在正常运行方式时，突然失去一回线路，或一台最大容量的无功补偿设备，或一台最大容量的发电机（包括失磁）以后，系统无功电源事故备用的容量方式及配电方式，应能维持电压稳固和正常供电，幸免显现电压崩溃；在正常检修运行方式时，假设发生上述事故，应许诺采取切除部份负荷或并联电抗器等必要方法，以维持电压稳固。 (3)关于110KV及以上系统的无功补偿，应考虑提高电力系统稳固性的作用。
补偿装置选择及容量确信
补偿装置的确信
(1) 同步伐相机：同步伐相机在额定电压±5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。装有自动励磁调剂装置的同步伐相机，能依照装设地址电压的数值滑腻改变输出或吸收无功功率，进行电压调剂，可是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。
(2) 串联电容补偿装置：在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部份感抗，能够缩短输电线的电气距离，提高静稳固和动稳固度。但对负荷功率因数高（y＞）或导线截面小的线路，由于PR/V分量的比重大，串联补偿的调压成效就很小。
(3) 静电补偿器补偿装置：它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，二者结合起来，再配以适当的调剂装置，就能够够滑腻地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步伐机相相较较，运行保护简单，功率 损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高保护较复杂，一样适用以较高的电压品级500KV变电所中。
(4) 并联电容器补偿装置：并联电容器是无功负荷的要紧电源之一。它具有投资省，装设地址不受自然条件限制，运行简即靠得住等优势，故一样第一考虑装设并联电容器。
由于本次设计的变电站为110KV降压变电站，以补偿的角度来选择，以上四种均能知足要求，可是在经济和检修方面来考虑，第一选择并联和串联补偿装置。而原始资料可知，补偿装置要紧补偿负荷的无功容量及平稳主变损耗。因此选择并联补偿装置。 补偿装置容量的选择
(1)负荷所需补偿的最大容性无功量计算
利用电容器改善功率因数需要补偿的无功量为：
QfmPfm(|tg1||tg2|)11 （2-1） Pfm112cos2cos21PfmQcfo式中：Qfm——负荷所需补偿的最大容性无功量（Kvar） Pfm——母线上的最大有功负荷（KW） 1 ——补偿前的最大功率因数角（） 2 ——补偿后的最小功率因数角（）
Qcf0——由cos1补偿到cos2时，每千瓦有功负荷所需补偿的容性无功值 （Kvar/KW）
那么本站所需补偿的无功值为：MVA（其中功率因数补偿到以上） 由表1-1，1-2无功补偿选择电容器如下表：
表2-1 电容器参数
型号 额定电压（KV） 额定容量（Kvar/KW） BFF11/324003W
11/3 2400 主变压器的选择
在各类电压品级的变电站中，变压器是要紧电气设备之一，其担负着变换网络电压，进行电力传输的重要任务。确信合理的变压器容量是变电所平安靠得住供电和网络经济运行的保证。因此，在确保平安靠得住供电的基础上，确信变压器的经济容量，对提高网络的经济运行素养将具有明显的经济意义。
主变压器台数的选择
为保证供电靠得住性，变电站一样装设两台主变，当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。本设计变电站有两回电源进线，且低压侧电源只能由这两回进线取得，应选择两台主变压器。 主变压器型式的选择 相数的确信
在330kv及以下的变电站中，一样都选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行保护较方便。若是受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器。 绕组数的确信
在有三种电压品级的变电站中，若是变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上，或低压侧尽管无负荷，但需要在该侧装无功补偿设备时，宜采纳三绕组变压器。 绕组连接方式的确信
变压器绕组连接方式必需和系统电压相位一致，不然不能并列运行。电力系统采纳的绕组连接方式只有星接和角接，高、中、低三侧绕组如何组合要依照具体工程来确信。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采纳星接，35KV也采纳星接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采纳角接。 结构型式的选择
三绕组变压器在结构上有两种大体型式:
(1)升压型。升压型的绕组排列为：铁芯—中压绕组—低压绕组—高压绕组，高、中压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。
(2)降压型。降压型的绕组排列为：铁芯—低压绕组—中压绕组—高压绕组，高、低压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。
(3)应依照功率传输方向来选择其结构型式。变电站的三绕组变压器，若是以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，那么选用降压型；若是以高压侧向低压侧供电为主、向中压侧供电为辅，也可选用升压型。 调压方式的确信
变压器的电压调整是用分接开关心换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器分接头较少，且必需在停电情形下才能调剂；有载调压变分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可带负荷调剂，但有载调压变压器不能并联运行，因为有载分接开关的切换不能保证同步工作。依照变电所变压器配置，应选用无载调压变压器。 主变压器容量的选择
变电站主变压器容量一样按建站后5~10年的计划负荷考虑，并按其中一台停历时其余变压器能知足变电站最大负荷Smax的50%~70%（35~110KV变电站为60%），或全数重要负荷（当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时）选择。
即 SN0.6(15%)8Smax(N1)MVA （2-2） 式中 N——变压器主变台数 主变压器型号的选择
Sjs=Ke(∑Pimax/cosφi)（1+α%） Sjs----最大计算负荷（KVA）
Pimax ----每一个用户的最大负荷（KW） Cosφi---功率因数 Ke----同时系数
α%----线损率（取为5%）
全所最大计算负荷：Sjs∑=Ke'∑Sjs（35,10KV） 10KV线路负荷计算
表2-1 10KV负荷计算
用电单位 大江毛纺厂 大江纸厂 皮革厂 自来水厂 红星化工厂 汽制厂 东配电站 西配电站 其他 备用 设备 容量MW 6 4 6 5 5 4 6 5 2 1 1 0 Pc Qc 13 Sc (Mva) 32,47 kd cos tan 计算负荷 计算电流 小计（c1`点负荷） 考虑同期系数 无功补偿 无功补偿后负荷c1点 T1变压器损耗 T1变压器高压侧 T1和T2总计A'点 总计算负荷A点 35KV线路负荷计算 表2-2 35KV负荷计算
用电单位 化肥厂 汽配厂 糖厂 钢铁厂 南配电站 北配电站 备用 小计（c1`点负荷） 考虑同期系数 无功补偿 无功补偿后负荷c1点 T1变压器损耗 T1变压器高压侧 设备容量MW 18 16 15 10 15 16 2 kd 1 cos 1 tg 0 Pc 计算负荷 Qc Sc(Mva) 计算电流（A） 110KV级负荷计算
35KV各负荷与10KV各负荷间的同时系数为 Sjs∑=*（+）=(MVA) 由上述计算结果可知： 10KV侧 PLMAX= 35KV侧 PLMAX=(MVA) 高压侧 PLMIN=*+=
因此变电站最大负荷Smax为： Smax=(MVA)
由以上计算，查《发电厂电气部份》选择主变压器型号如下：
表2-3 主变压器型号及参数
型号及容量(KVA) 高 SSPSL7-90000 中 低 YO/Y0110 11 △-12-11 站用变压器的选择 站用变压器的选择的大体原那么
(1)变压器原、副边额定电压别离与引接点和站用电系统的额定电压相适应； (2)阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内，站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的0.5%；
(3)变压器的容量必需保证站用机械及设备能从电源取得足够的功率。 站用变压器型号的选择
由主变压器容量为90000KVA，站用率为%，可选用变压器容量。 Sn=90000×%=450KVA
表2-4 站用变压器型号及参数
额定电压(KV) 损耗(KW) 连接组 空 短路 阻抗电压(%) 空载电流高中 高低 中低 (%) 载 高中 高低 中低 90 90 68 17 6 型号 SJL1-500 低压侧额定电压(KV) 连接组 Y/Y0/-12 损耗(KW) 阻抗电压空载电流空载 短路 (%) 4 (%)
3 短路电流计算
短路计算的目的、规定与步骤 短路电流计算的目的
在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的要紧有以下几方面：
(1)在选择电气主接线时，为了比较各类接线方案，或确信某一接线是不是需要采取限制短路电流的方法等，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形下都能平安、靠得住地工作，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信电抗器的电抗值；计算短路后较长时刻短路电流有效值，用以校验设备的热稳固；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳固。
(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平安距离。
短路计算的一样规定 计算的大体情形
(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刹时。 (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阻碍的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确信短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 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），不能用仅在切换进程中可能并列运行的接线方式。 计算步骤
(1)选择计算短路点。 (2)画等值网络图。
①第一去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。
②选取基准容量Sb和基准电压Ub（一样取各级的平均电压）。 ③将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。 ④绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。
(3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需将等值网络别离化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd。
(4)求计算电抗Xjs。
(5)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=）。 ①计算无穷大容量（或Xjs≥3）的电源供给的短路电流周期分量。 ②计算短路电流周期分量出名值和短路容量。 变压器的参数计算及短路点的确信 变压器参数的计算
基准值的选取：Sb100MVA，Ub取各侧平均额定电压 (1)主变压器参数计算
由表查明可知：U12%=17 U13%= U23%=6 U1%=(U12%+U13%-U23%)=+17-6)=
U2%=(U12%+U23%-U13%)=+6-17)=<0因此U2%=0 U3%=(U13%+U23%-U12%)=(17+=
电抗标幺值为：X1=U1%/100*SB/SN=100*100/90= X2=U2%/100*SB/SN=-0/100*100/90=0
X3=U3%/100*SB/SN=100*100/90= (2)站用变压器参数计算 由表查明：Ud%4
X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*100/=8 (3)电抗器电抗标幺值计算 XS=XNIb/IN·UN/Ub= 短路点的确信
此变电站设计中，电压品级有四个，在选择的短路点中，其中110KV进线处短路与变压器高压侧短路，短路电流相同，因此在此电压品级下只需选择一个短路点；在另外三个电压品级下，同理也只需各选一个短路点。
依据本变电站选定的主接线方式、设备参数和短路点选择，网络等值图如下：
810·100310.5·= 10010.50.5
图3-1 短路等值图
各短路点的短路计算
短路点d-1的短路计算(110KV母线)
网络化简为：
图3-2 d-1点短路等值图
Xf1=Xs＝X0l（Sj/U j2）＝ Xjs1=Xf1×Sn/Sb=×1000/100= 因为Xjs1=>3
因此I\"*=I∞*=*= 1/Xjs1=1/=
Ib=Sb/(3×Ub)=100/(3×115)=(KA)
In=Ib×Sn/Sb =×1000/100=(KA) I\"= I∞==I\"*In=I∞*In=*In=×=(KA) ich=×I\"=×=(KA) ich=×I\"=×=(KA)
S\"=3×I\"×Un=3××110=(MVA) 短路点d-2的短路计算(35KV母线)
网络化简为：
图3-3 d-2点短路等值图
Xf2=Xs+(X1+X2)3333
3
3
33
33334 电气设备选择与校验
导体和电器的选择是变电所设计的要紧内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到平安、经济的重要条件。 电气设备选择的一样规定 一样原那么
应知足正常运行、检修、短路和过电压情形下的要求，并考虑远景进展的需要。
表3-1 短路电流计算结果表
短 基 路 值 点 电 编 压 基 支 支 额 0S短路电稳态短路短路电流 短 值 路 路 定 流周期分电 名 计 电 电 抗 Xjs 全 电 流 有 效 值 短 路 容 量 S(MVA)电流 有 名 值 路 电 流 冲 击 量 幺 名 幺 名 幺 值 值 值 值 值 流 称 算 流 标 有 标 有 标 Ib(kA)号 Ub(kV) I(kA)I* I(kA)I0.2* I0.2(kA)值 Ioh(kA)I Ich(kA) 公式 d-1 d-2 d-3 d-4 Sb 3Ub IbSnSb I*In I*In 3IUnI0.2*In I I 115 37 110kv 35kv 10kv 55 有关的几项规定
导体和电器应按正常运行情形选择，按短路条件验算其动、热稳固，并按环境条校核电器的大体利用条件。
(1)在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。
表4-1 各回路持续工作电流
回路名称 变压器回路 馈电回路 注： Pn,Un,In等都为设备本身的额定值。 各回路持续工作电流的计算
各回路持续工作电流计算结果见表4-2。
表4-2 各回路持续工作电流结果表
计算公式 Igmax==3Un Igmax=Pn/3Uncosφ 回路名称 110KV母线 110KV进线 35KV母线 化肥厂（两回） 汽配厂（两回） 35KV出线 糖厂 钢铁厂 南配电站 北配电站 备用 10KV母线 大江毛纺（两回） 大江纸厂 皮革厂 自来水厂 10KV出线 红星化工厂 汽制厂 东配电站 西配电站 计算公式及结果 ===1.05Sn3Un1.0590= 31102P/22(3580)/2= 3Uncos31100.851.05Sn3Un1.0590= 335=S/3Uncosφ=18/(3×37×= =S/3Uncosφ=16/(3×37×= =S/3Uncosφ=15/(3×37×= =S/3Uncosφ=10/(3×37×= =S/3Uncosφ=15/(3×37×= =S/3Uncosφ=16/(3×37×= =S/3Uncosφ=2/(3×37×1)= =1.05Sn3Un1.0590= 310=S/3Uncosφ=6/(3××= =S/3Uncosφ=4/(3××= =S/3Uncosφ=6/(3××= =S/3Uncosφ=5/(3××= =S/3Uncosφ=5/(3××= =S/3Uncosφ=4/(3××= =S/3Uncosφ=6/(3××= =S/3Uncosφ=5/(3××= 其他（两回） =S/3Uncosφ=(3××= 备用 母线
高压电气设备选择 断路器的选择与校验
=S/3Uncosφ=2/(3××1)= =1.05Sn3Un1.050.5= 30.38断路器型式的选择，除需知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保护，并经技术经济比较后才能确信。依照我国当前制造情形，电压6－220kV的电网一样选用少油断路器， 断路器选择的具体技术条件如下： (1) 电压：
Ug(电网工作电压)≤Un （4-1）
(2) 电流：
Ig.max(最大持续工作电流)≤In （4-2）
(3) 开断电流：
Idt≤Ikd （4-3）
式中：Idt——断路器实际开断时刻t秒的短路电流周期分量； Ikd ——断路器的额定开断电流。 (4) 动稳固：
ich≤imax （4-4）
式中：ich——断路器极限通过电流峰值； imax——三相短路电流冲击值。 (5) 热稳固：
I∞2tdz≤It2t （4-5）
式中：I∞——稳态三相短路电流； 其中：tdztz0.052，由等值时刻t,从而计算出tdz。 断路器的选择
依照如下条件选择断路器： 电压：Ug(电网工作电压)Un
电流：Igmax(最大持续工作电流)In，各回路的Igmax见表4-2。
各断路器的选择结果见下表：
表4-3 断路器的型号及参数
性能指标 位置 变压器110KV侧 变压器35KV侧 型号 额定 电压 额定 额定断电流 开电流动稳定电 流热稳定 固有电 流 分闸（s） OFPI-110 HB35 110 36 1250 1250 25 80 80 (3) 25(3) < 合闸 时间（s）
I和短路电流计算时刻t，查短路电流周期分量I（KV） （A） （KA） （KA） （KA） 时间 35KV出线侧 变压器10KV侧 10KV出线侧 站用 HB35 HB-10 ZN4-10C 36 10 10 1250 1250 600 25 40 80 100 25(3) (3) (4) DW5-400 380-400 400 其中：OFPI-110号断路器见《发电厂电气部份》第491页； HB35号断路器见《发电厂电气部份》第490页； HB-10号断路器见《发电厂电气部份》第489页；
ZN4-10C号断路器见《电力工程电气设备手册—电气一次部份》第649页。 断路器的校验
(1) 校验110KV侧断路器
① 开断电流：Idt≤Ikd
Idt=(KA) Ikd=(KA) Idt ich=(KA) imax=80(KA) ich β\"=I\"/I∞==1 t=2+=(s) 查《发电厂电气部份课程设计参考资料》第112页 得：tz=(s) tdz=tz+β\"=+=(s) I∞2tdz=×=（KA）2s] It2t=×= [（KA）2s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此断路器知足各项要求。 (2) 校验变压器35KV侧断路器 ① 开断电流：Idt≤Ikd Idt=(KA) Ikd=25(KA) Idt ich=(KA) imax=80(KA) ich 查《发电厂电气部份课程设计参考资料》第112页 得：tz=(s) tdz=tz+β\"=+=(s) I∞2tdz=×=[（KA）2s] It2t=252×= [（KA）2s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此断路器知足各项要求。 (3) 校验35KV出线侧断路器 此断路器与35KV变压器侧断路器型号相同，且短路电流与校验35KV变压器侧断路器为同一短路电流，那么：校验进程与校验35KV变压器侧断路器相同。 (4) 校验变压器10KV侧断路器 ① 开断电流：Idt≤Ikd Idt=(KA) Ikd=40(KA) Idt ich=(KA) imax=100(KA) ich β\"=I\"/I∞==1 t=2+=(s) 查《发电厂电气部份课程设计参考资料》第112页 得：tz=(s) tdz=tz+β\"=+=(s) I∞2tdz=162×=[（KA）2s] Itt=×=3898 [（KA）s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此断路器知足各项要求。 节隔离开关的选择及校验 隔离开关是高压开关的一种，因为没有专门的灭弧装置，因此不能切断负荷电流和短路电流。可是它有明显的断开点，能够有效的隔离电源，通常与断路器配合利用。 隔离开关型式的选择，其技术条件与断路器相同，应依照配电装置的布置特点和利用要求等因素进行综合的技术经济比较，然后确信。其选择的技术条件与断路器选择的技术 2 2 条件相同。 隔离开关的选择 依照如下条件选择隔离开关： 电压：Ug(电网工作电压)Un 电流：Igmax(最大持续工作电流)In，各回路的Igmax见表4-2。 各隔离开关的选择结果见下表： 表4-4 隔离开关的型号及参数 开关编号 110KV侧 35KV变压器侧 35KV出线侧 型号 GW2-110 GW4-35 GW8-35 额定电压(KV) 110 35 35 额定电流(A) 600 1000 400 动稳定电流(KA) 50 80 15 热稳定电流(s)(KA) 14(5) (4) (5) 其中：GW2-110型号隔离开关见《发电厂电气部份课程设计参考资料》第165页； GW4-35型号隔离开关见《发电厂电气部份课程设计参考资料》第165页； GW8-35型号隔离开关见《发电厂电气部份课程设计参考资料》第165页; 隔离开关的校验 (1)110KV侧隔离开关的校验 ① 动稳固：ich≤imax ich=(KA) imax=50(KA) ich 由校验断路器可知：I∞2tdz=×=[（KA）2s] It2t=142×5=980 [（KA）2s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此隔离开关知足各项要求。 (2)35KV变压器侧隔离开关的校验 ① 动稳固：ich≤imax ich=(KA) imax=80(KA) ich 由校验断路器可知：I∞2tdz=×=[（KA）2s] It2t=×4= [（KA）2s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此隔离开关知足各项要求。 (3)35KV出线侧隔离开关的校验 ① 动稳固：ich≤imax ich=(KA) imax=34(KA) ich 由校验断路器可知：I∞2tdz=×=[（KA）2s] It2t=×5= [（KA）2s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此隔离开关知足各项要求。 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依照利用环境条件和产品情形选择。关于6~20KV屋内配电装置，可采纳瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器，关于35KV及以上配电装置，一样用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器，有条件时，应尽可能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，一样弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离操纵室较远时，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可能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正确工作，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许诺的不平稳电流选择，一样情形下，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。 当爱惜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： 功电度表应配用级互感器；级有功电度表应配用级互感级；级无功电度表也应配用级互感器；级有功电度表及级无功电度表，可配用级级互感器；一样爱惜用的电流互感器可选用3级，差动距离及高频爱惜用的电流互感器宜选用D级，零序接地爱惜可釆用专用的电流互感器，爱惜用电流互感器一样按10%倍数曲线进行校验计算。 (c) 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。 (d) 热稳固校验: 电流互感器热稳固能力常以1s许诺通过一次额定电流I1n来校验： (I1n×Kt)²≥I∞²tdz， Kt为CT的1s热稳固倍数； (e) 动稳固校验： 内部动稳固可用下式校验： 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动稳固倍数 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4-2得：=＝710A 选LCWD－110－(2×50)～(2×600)/5型，如下表所示： 表4-5 LCWD－110－(2×50)～(2×600)/5型 型号 额定电级次组准确级流比(A) 合 (2×LCWD-1150)～(2D1D2 0.50 ×600)/5 因为I1n=(2×50)～(2×600)A (3) 动稳固：ich≤2ImKdw 因为2ImKdw=2×(2×600)×60=14000A 因此ich<2ImKdw (4)．热稳固：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz= (ImKt)2=［(2××34］2= 因此I∞²tdz<(ImKt)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4-2得：=＝496A 选LCW－110－(50～100)～(300～600)/5型，如下表所示： 表4-6 LCW－110－(50～100)～(300～600)/5型 ich=602A = 710A 所以 < I1n 34 60 130 500 次 二次负荷(Ω)级 1s热稳动稳定定倍数 倍数 重量(kg) 油 总重 二次负荷型号 额定电流级次准确比(A) 组合 级次 (Ω) 级 1级 10%倍数 1s热稳动稳定二次负倍定倍数 倍数 荷(Ω) 数 15 75 150 重量(kg) 油 总重 (50-100)LCW-110 ～(300-600)/5 因为I1n=300～600A 1 1 125 500 = 496A 所以 < I1n (3) 动稳固：ich≤2ImKdw 因为2ImKdw=2×300×150= 因此ich<2ImKdw (4) 热稳固：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz= (ImKt)2=［～×75］2=～2025 因此I∞²tdz<(ImKt)2 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 =++++++==1466A 选LCWD－35－15～1500/5型，如下表所示： 表4-7 LCWD－35－15～1500/5型 型号 额定电流比(A) 级次组准确二次负荷(Ω) 1s热稳定倍动稳定倍10%倍数 合 度 级 1级 数 数 3级 D D = 1466A 3 3 35 65 150 Un=35KV 所以Ug= Un ich=602A (2) 一次回路电流：查表4-2得： LCWD-35 15～1500/5 因为I1n=15～1500A (3) 动稳固：ich≤2ImKdw 所以 < I1n 因为2ImKdw=2×(15～1500)×150=～ 因此ich<2ImKdw (4) 热稳固：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz= ich=1716A (ImKt)2=［(15～1500)×65］2=×105～×109A 因此I∞²tdz<(ImKt)2 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 所以Ug= Un (2) 一次回路电流：查表4-2得：=＝1475A 选LCWD－35－15～1500/5型，如下表所示： 表4-8 LCWD－35－15～1500/5型 型号 额定电流比(A) 级次组准确二次负荷(Ω) 1s热稳定倍动稳定倍10%倍数 合 度 级 1级 数 数 3级 D D = 1475A 3 3 35 65 150 LCWD-35 15～1500/5 因为I1n=15～1500A (3) 动稳固：ich≤2ImKdw 所以 < I1n 因为2ImKdw=2×15×150= ich=1716A 因此ich<2ImKdw (4) 热稳固：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz= (ImKt)2=［(15～1500)×65］2=×105～×109A 因此I∞²tdz<(ImKt)2 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4-2得：=＝2073A 选LBJ－10－2000～6000/5型，如下表所示： 表4-9 LBJ－10－2000～6000/5型 型号 额定电流比级次组准确二次负荷(Ω) (A) 2000～6000/5 合 D1 1/D D/D 1 D 1s热稳定 动稳定 10%倍数 度 级 1级 3级 倍数 倍数 <10 <10 ≥15 50 LBJ-10 90 因为I1n=2000～6000A (3) 动稳固：ich≤2ImKdw =2073A 所以 < I1n 因为2ImKdw=2×(2000～6000)×90=×105～×105A ich=15147A 因此ich<2ImKdw (4) 热稳固：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz= (ImKt)2=(2000×50)2=×1010A 因此I∞²tdz<(ImKt)2 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 (2) 一次回路电流：查表4-2得：=＝5456A 选LBJ－10－2000～6000/5型，如下表所示： 表4-10 LBJ－10－2000～6000/5型 型号 额定电流比级次组准确二次负荷(Ω) (A) 2000～6000/5 合 D1 1/D D/D 1 D 1s热稳定 动稳定 10%倍数 度 级 1级 3级 倍数 倍数 <10 <10 ≥15 50 LBJ-10 90 因为I1n=2000～6000A (3) 动稳固：ich≤2ImKdw =5456A 所以 < I1n 因为2ImKdw=2×2000×90=×105A ich=41280A 因此ich<2ImKdw (4) 热稳固：I∞²tdz≤(ImKt)2 由断路器校验时已算出I∞²tdz= (ImKt)2=(2000×50)2=×1010～9×1010A 因此I∞²tdz<(ImKt)2 电压互感器的选择 电压互感器的型式应依照利用条件选择：6－20KV屋内配电装置，一样釆用油浸绝缘结构，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，一样釆用油浸绝缘结构的电压互感器，220KV以上，一样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，继电器和绝缘电压表，关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，组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。 110KV母线电压互感器的选择 (1) 一次电压U1：>U1> (3) 准确品级：1级 选择JCC－110型，如下表所示： U1=110KV Un=110KV (2) 二次电压U2n：U2n=100/3 表4-11 JCC－110型 在下列准确等级 型式 单相 (屋外式) 额定变比 下额定容量(VA) 1级 3级 1000 最大容量(VA) 2000 连接组 1/1/1-12-12 JCC-110 110000100100 33U1=35KV 500 35KV母线电压互感器的选择 (1) 一次电压U1：>U1> (2) 二次电压U2n：U2n=100 (3) 准确品级：1级 选择JDJ－35型，如下表所示： 表4-12 JDJ－35型 在下列准确等级 Un=35KV 型式 单相 (屋外式) 额定变比 下额定容量(VA) 级 1级 250 3级 600 最大容量(VA) 1200 JDJ-35 35000/100 150 10KV电压互感器的选择 (1) 一次电压U1：>U1> (2) 二次电压U2n：U2n=100 (3) 准确品级：1级 选择JDZ－10型，如下表所示： 表4-13 JDZ－10型 在下列准确等级 U1=10KV Un=10KV 型式 单相 (屋外式) 额定变比 下额定容量(VA) 级 1级 150 3级 300 最大容量(VA) 500 JDZ-10 10000/100 80 避雷器的选择及查验 避雷器是一种爱惜电器，用来爱惜配电变压器，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；操作过电压一样是由于电力系统的运行情形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，又分为一般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。用于线路作为防雷爱惜。 1)．阀型避雷器应按以下条件选择： （1）额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。 电压，是不是等于或小于避雷器的最大允许电压（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% 110KV母线接避雷器的选择及校验 选FZ-110型，如下表所示： 表4-14 FZ-110型 型号 FZ-110 查验：(1)灭弧电压：Umi≥kUxg 因为kUxg=1×110/3= Umi> kUxg (2)工频放电电压下限：Ugfx≥ 因为Ugfx=224KV 因此Ugfx> 35KV母线接避雷器的选择及校验 选FZ-35型，如下表所示： 表4-15 FZ-35型 型号 FZ-35 查验：(1)灭弧电压：Umi≥kUxg 因为kUxg=1×35/3= Umi> kUxg (2)工频放电电压下限：Ugfx≥ 因为Ugfx=84KV 因此Ugfx> 10KV母线接避雷器的选择及校验 选FZ-10型，如下表所示： 表4-16 FZ-10型 型号 组合方式 额定电压灭弧电压工频放电电压(KV) =×35/3= Umi= 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 =×110/3= Umi=100KV 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 （2）灭弧电压：依照利用情形，校验避雷器安装地址可能显现的最大的导线对地 (KV) (KV) 不小于 不大于 FZ-10 单独元件 10 26 31 查验：(1)灭弧电压：Umi≥kUxg 因为Uxg=10/3= Umi= Umi> Uxg (2)工频放电电压下限：Ugfx≥ 因为Ugfx=26KV =×10/3= 因此Ugfx> 母线及电缆的选择及校验 导线截面的选择按以下技术条件选择：（1）工作电流；（2）经济电流密度；电晕；（4）动稳固和机械强度；（5）热稳固 110KV母线的选择及校验 (1) 110KV及以上高压配电装置，一样采纳软导线。 (2) 按经济电流密度选择母线截面： 得 ==496A。 按Tmax=5000h/a 可得经济电流密度J=mm2 那么母线经济截面为Sj= J=496/= 选LGJQ-500型，如下表所示： 表4-17 LGJQ-500型 长期允许截流量(A) 导 导 体 线 最 型 高 允 号 许 温 度 ℃ +70 +80 LGJQ-500 945 932 它在Qy=70℃,Q0=25℃时，Iy=945A 而＝945A，故Iy≥ 因此所选导线截面过大，因此，依照从头选择导线截面， 如下表所示： 表4-18 LGJ-185型 长期允许截流量(A) 导 导 体线 型 号 最 高 允 许 温 度 ℃ +70 +80 LGJ-185 510 531 3）（ LGJ-185，在Qy=70℃,Q0=25℃时，Iy=510A 综合校正系数K0＝ K0Iy=×510= 因此< K0Iy (3)．按电晕电压校验：Ulj=Ug Ulj=84K·mr·δ·r(1+R= S1850.301 )lg rr == k=1 mr= δ= α==70cm 临界电压：Ulj=84K·mr·δ·r(1+ =84×1××××(1+= 式中，r——导线半径； 0.301 )lg rr 700.301)×lg 0.76740.8920.7674 K——三相导线等边三角布置时为1； Mr——导线表面粗糙系数；多股导线mr=～； δ——空气相对密度，δ=。 因此Ulj=>Ug=110KV 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，==1475A 按Tmax=5000h/a，可得经济电流密度J=mm2 那么母线经济截面为： S= J=1475/=1282 mm2 查矩形铝导体长期许诺截流量，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℃，综合修正系数K= 故KIy=1858A> =1475A，可知足长期发烧要求。 (2) 热稳固校验：S≥Smin= I2 tdz(mm) Ctdz为主爱惜动作时刻加断路器全分闸时刻 即tdz=+= 其中热稳固系数C=87，知足热稳固要求的最小截面为: Smin= I2362 tdz=0.56=(mm) C87可见，前面所选母线截面S=2(80×8)=1280(mm2)≥Smin= mm2 能知足短路热稳固要求。 (3) 动稳固校验 (a)相间作用应力。 知平放双矩形母线的截面系数: W==(8×10-3) (8×10-3)2=×10-6m3。 振动系数的确信 ri==×=；L=；ε=×104。 0.231103ri4fm=1122ε=112·××10=≠35～155 Hz 21.2L因此β=1 11.22L2-8-32-86因此σф=×10=××10)·×10=×10Pa 60.717.04910W (b)计算条间作用应力 由 ab168==，b/h=8/80= hb808矩形母线形状系数K12=，同相母线条间作使劲为: 11-832 fs=×10=×××10)8103×10-8=4885(N/m) b=h 2b(p)fs28103(691067.59106)=(8×10)= 4885-3 由上式求得衬垫临界跨距为： 3h3480101003810Lc=b4= fs4885应按=来确信衬垫跨距。 l1.2因绝缘子跨距l=，=3，(符号［］表示对计算结果取整数) ls.max0.359故宜在每跨中加装三个衬垫，即应选取的衬垫跨距Ls=(3+1)=(m)时， 可保证知足动稳固要求。 10KV母线的选择及校验 (1) 按经济电流密度选择母线截面 ==5456A>4000A，因此选槽形母线。 按Tmax=5000h/a，可得经济电流密度J=mm2 那么母线经济截面为： S= J=5456/=4744 mm2 选双槽导体截面4880 mm2，它在Qy=70℃,Q0=25℃时， Iy=6600A，综合修正系数K= 故KIy=6600A> =5456A，可知足长期发烧条件。 (2) 热稳固校验：S≥Smin= Itdz Ctdz为主爱惜动作时刻加断路器固有分闸时刻 即tdz=+= 其中热稳固系数C=87，知足热稳固要求的最小截面为: Smin= I8862 tdz=0.65=(mm) C87可见，前面所选母线截面S=4880mm2=≥Smin= 能知足短路热稳固要求。 (3) 动稳固校验：σmax≤σy 其中σmax≤σф+σs。 振动系数的确信，ry= 2.4103fm=1122ε=112·××104=≠30～60 Hz 21.2Lry因此β=1 11.22L2-8-32σф=×10=××10)·×10-8=×106Pa 60.717.04910WL20.32-9-32sσs=×10=××10)·×10-9=×106Pa 17525hWyσmax=σф+σs=×106+×106=8×106Pa 而σy=69××106Pa 因此，σmax<σy，知足动稳固要求。 10KV电缆的选择及校验 应依照敷设环境及利用条件选择电缆型式 (1) 按额定电压：因为Ug=10KV ==475A 25℃时许诺截流量495A tdz为主爱惜动作时刻加断路器固有分闸时刻 时，电缆截面为185mm2 因为Tm=80℃ k= T2=25℃ T1=25℃ Iy=495A Un=10KV 所以Ug= Un (2) 按最大持续工作电流选择电缆截面积 TMT28025=1 TMT18025kIy=1×495=495A，故>Iy (3) 热稳固校验：S≥Smin= 得C=95，得I∞=355A Itdz C tdz为主爱惜动作时刻加断路器固有分闸时刻 即tdz=+= I3552 tdz=0.6=(mm) C95 因此，S=185mm2≥Smin= mm2 Smin= 能够知足短路热稳固要求。 熔断器的选择 (1) 参数的选择：高压熔断器应按所列技术条件选择，并按利用环境条件校验。熔断器是最简单的爱惜电器，它用来爱惜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经常使用于爱惜电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于爱惜电压互感器。 (2) 熔体的选择： (a) 熔体的额定电流应按高压熔断器的爱惜熔断特性选择，应知足爱惜的靠得住性、 选择性和灵敏度的要求。 (b) 爱惜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 InR=kIbgm,k=~，Ibgm：电力变压器回路最大工作电流。 (c) 爱惜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。 (d) 爱惜电压互感器的熔断器，只需按额定电流和断流容量选择，没必要校验额定电 流。爱惜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： 表4-19 35KV和10KV熔断器 系列型号 RN2 RW9-35 校验：(1) 10KV母线短路容量S″＝＜SD＝1000MVA (2) 35KV母线短路容量S″＝＜SD＝2000MVA 额定电压(KV) 10 35 额定电流(A) 断流容量(MVA) 1000 2000 备注 保护户内电压互感器 保护户外电压互感器 参考文献 [1] 建筑电气杂志社，全国建筑电气设计情报网资深理事专家委员会.建筑电气经常使用法律及标准 选编.北京：中国电力出版社，2002 [2] 电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设计手册.北京：中国电力出版社，2005 [3] 电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设计手册.北京：中国电力出版社，2006 [4] 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册.北京：水利电力出版社，2009 [5] 中华人民共和国机械工业部.机械工厂电力设计标准.北京：机械工业出版社，2007 [6] 全国电气图形符号标准化技术委员会.国家标准电气制图.北京：中国标准出版社，2004 [7] 中国航空工业计划设计院.工业与民用配电设计手册.北京：水利电力出版社，2004 [8] 刘介材.工厂供电.北京：机械工业出版社，1999 [9] 刘介材.工厂供用电利用手册.北京：机械工业出版社，2001 [10] 俞丽华，朱桐城.电气照明.上海：同济大学出版社，2000 [11] 胡乃定.民用建筑电气技术设计.北京：清华大学出版社，2003 [12] 唐志平.工厂供配电.北京：电子工业出版社，2002 [13] 王仁祥.经常使用低压电器原理及其操纵技术.北京：机械工业出版社，2001 [14] 方富淇.配电网自动化.北京：中国电力出版社，2000 [15] 黄纯华.发电厂电气部份课程设计参考资料.北京：中国电力出版社，2007 [16] 牟道槐.发电厂、变电站电气部份.重庆：重庆大学出版社，2006 [17] 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