110KV变电所电气部分设计 水利水电专业毕业论文.doc

目录 毕业设计计算书 3 第一篇 110KV 变电所电气一次部分设计 .3 第一章 负荷资料 .3 1.1、工程概况： .3 1.2、气候条件 .3 第二章 变电站主变压器的选择 4 2.1 设计原则 4 2.2 主变容量与台数选择 5 2.2.1 选择计算 5 2.2.2.相数选择 5 2.2.3 绕组数量和连接方式的选择 5 2.2.4 主变阻抗和调压方式选择 6 2.2.5 容量比 .6 2.2.6 冷却方式 .6 2.2.7 电压级选择 .6 2.2.8 全绝缘，半绝缘问题 6 第三章 电气主接线设计 .7 3.1 电气主接线 7 3.1.1 电气主接线设计的基本要求 7 3.1.2 各电压级主接线型式选择 7 3.2 所用电设计 8 3.2.1 所用变电源数量及容量的确定 8 3.2.2 所用电源引接方式 .9 3.3 变压器中性点接地方式和中性点设计 4 9 3.4 无功补偿设计 .10 3.4.1 无功补偿的意义 .10 3.4.2 无功补偿装置的容量确定 .10 3.4.3 并联电容器装置的分组与接线 .10 3.4.4 单台电容器容量与台数的确定 .10 第四章 线路及变压器回路电流 IFmax计算 .10 第五章 短路电流计算 .12 5.1 短路计算目的 .12 1 5.2 短路电流计算的一般规定 .12 5.3 短路电流的计算方法 .13 第六章 电气设备的选择与校验 .15 6.1 本次设计中电器选择的主要任务 .15 6.1.1 导体和绝缘子 .15 6.1.2 电器设备 .15 6.2 选择导体和电器的一般原则 .15 6.3 开关电器选择 .16 6.3.1 断路器型式选择 .16 6.3.2 隔离开关的选择原则 .16 6.3.3 电压互感器的选择原则 16 6.3.4 电流互感器选择原则 .16 6.4 电气设备的选择 .16 第二篇 玉环城关区 110kV 变电所二次设计部分设计 27 第七章 概述 .27 7.1 继电保护装置的作用 927 7.2 电力系统对继电保护的基本要求 10 27 7.3 保护整定时应考虑的问题 .27 7.3.1 选择保护配置及构成方案时的基本原则 .27 7.3.2 系统运行方式的确定 .28 7.3.3 短路点的确定 .28 第八章 玉环城关区 110kV 变电所保护配置方案设计 .28 8.1 主变压器保护配置方案的设计 .28 第九章 变压器差动保护整定与计算 .29 91 差动保护保护范围 29 92 变压器保护的整定计算 11 .29 921 确定保护的动作电流 .29 922 确定保护的二动作电流和差动线圈匝数 30 923 非基本侧工作线圈和平衡线圈匝数选择 .30 总结 30 参考文献 31 致 谢 31 2 毕业设计计算书 第一篇 110KV 变电所电气一次部分设计 第一章 负荷资料 1.1、工程概况： 随着改革开放政策的深放，城市化发展，各工商业用电也在不断的增长。玉环县城 关区工业及居民用电的近些年来增长率每年在 7%左右，而向城关区供电的 110kV 玉环变， 35kV 三潭变均已满负荷运行。在高温季节，居民生活用电大幅增长情况下，几条重载线 路更是雪上加霜，限电拉电现象成了家常便饭，严重影响到居民生活，在这种情况下， 在城关区新建一个 110kV 变电所是当务之急。初步选择所建变电所位于玉环县城关东北 部，南面是工业区，西面是居住区，110kV 进线由北面架空引入，西侧为马路，交通方 便。系统折算到待建变电所 110kV 侧的系统电抗标么值为 0.1（SB=110MVA，UB=Uavn 基 准下） 。 1.2、气候条件 年最高温度 39，最低5，最热月平均温度 34，地温 25。 玉环县城关区工业及居民用电的近些年来增长率每年在 7%左右，而向城关区供电的 110kV 玉环变，35kV 三潭变均已满负荷运行。在高温季节，居民生活用电大幅增长情况 下，几条重载线路更是雪上加霜，限电拉电现象成了家常便饭，严重影响到居民生活， 在这种情况下，在城关区新建一个 110kV 变电所是当务之急。所以本站在系统中占有重 要的地位。 待建变电所 10KV 负荷情况：同时率为 0.9，最大负荷利用小时为 5000 小时，年负 荷增长率为 7%。 电 压 (kV) 负荷名称 最大负荷 (kW) 回路数 供电方式 每回线长度 (km) Cos 10 苍坑线 1000 1 电缆 1.5 0.8 10 西滩线 1000 1 电缆 1.2 0.85 10 外马线 1000 1 电缆 1.6 0.8 3 10 环宇公司 2500 2 架空 3 0.8 10 清源公司 2500 2 电缆 1.5 0.85 10 太塘线 1500 1 电缆 0.9 0.83 10 塘墩线 1000 1 电缆 1.3 0.83 10 凯凌集团 2000 2 电缆 1.5 0.84 10 鸿泰公司 2500 2 架空 1.6 0.81 10 双环公司 3000 2 电缆 1.3 0.8 10 普竹线 2000 1 电缆 1.5 0.85 10 鳝塘线 1000 1 电缆 1.5 0.85 10 岭脚线 1500 1 电缆 1.7 0.8 10 九山线 1000 1 电缆 2.3 0.8 10 乌岩线 750 1 电缆 1.5 0.79 10 青峰线 800 1 电缆 0.9 0.78 10 海边线 800 1 电缆 1.2 0.8 10 后湾线 750 1 电缆 0.8 0.8 10 环洲钢业 4000 2 架空 3.2 0.78 所用电负荷:70100KVA 第二章 变电站主变压器的选择 2.1 设计原则 参照依据发电厂电气部分2， 电力工程设计手册3， 35110 变电站设 计规范1主变压器的容量，台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的确 定除根据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统 510 年的发展规划，输送功率 大小，馈线回路数，电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选 4 择。主变容量一般应按 510 年规划负荷来选择，根据城市规划，负荷性质电网结构等 综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及 过负荷能力允许时间内，应满足类和类负荷供电，并且考虑当一台主变停运时，其 余变压器容量应能满足全部负荷的 70%80%。与系统具有强联系的枢纽变电站，在一种 电压等级下，主变应不少于两台。 2.2 主变容量与台数选择 2.2.1 选择计算 2.2.1.1 选择条件 1选择条件是两台主变容量总和应大于综合最大计算负荷： nSeSjs(kVA 或 MVA) n=2；Sjs综合最大计算负荷 210kV 侧综合最大计算负荷： Sjs=kt( )(1+%)tCOSPi ni max1 =0.9*(1/0.8+1/0.85+1/0.8+2.5/0.8+2.5/0.85+1.5/0.83+1/0.83+2/0.84+2.5/0.81+3/ 0.8+2/0.85+1/0.85+1.5/0.8+1/0.8+0.75/0.79+0.8/0.78+0.8/0.8+0.7/0.85+40.78)*1.0 5=32.13(MVA) kt-10kV 侧同时系数取 0.9 根据计算结果选择变压器容量为： SeSjs/n=32.13/2=16.065MVA,可选用两台额 定容量为 20MVA 的变压器。 2.2.1.2 校验条件 1校验条件一：(n-1)Se0.7Sjs；当一台最大容量的主变停运时，运行的一台应该 能带 70%的综合最大负荷即：20MVA0.7Sjs =0.7*32.13MVA = 22.5MVA 不满足要求， 所以选 25MVA 变压器满足选择与校验条件。 2.2.2.相数选择 依据电力工程电气设计手册3（电气一次部分）第 52 节“主变形式的选择” 依据的原则：当不受运输条件限制时，在 330kV 及以下的变电所均应选用三相变压器。 依据以上原则：玉环城关区 110kv 变电所应选用三相变压器。 2.2.3 绕组数量和连接方式的选择 1绕组数量选择原则：依据电力工程设计规范3第 2.1.4 条规定，在具有三 种电压等级的变电所中，如通过各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15%以上，主变 压器宜采用三绕组变压器。 2绕组连接方式：依据电力工程设计规范3第 2.2.4 条，变压器绕组的连接 方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有 “Y”和“” 。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国 110kV 及以上电 5 压，变压器绕组都采用“Y”型连接，35kV 亦采用“Y”型。35kV 以下电压变压器绕组 都采用“” 型连接，玉环城关区 110kV 变电所电压等级为 110/10kV，连接方式采用 Y/接线方式。 2.2.4 主变阻抗和调压方式选择 1阻抗选择原则 变压器的阻抗实质是绕组漏抗。漏抗的大小，取决于变压器的结构和采用的材料， 当变压器的电压比和结构型式，材料确定后，其阻抗大小和变压器容量关系不大，以电 力系统稳定和供电电压质量考虑，希望主变的阻抗越小越好，但阻抗偏小会使系统短路 电流增加，高低压设备选择困难。另外，阻抗大小还要考虑 变压器并列运行的要求， 阻抗值的选择还需要从电力系统稳定，潮流方向，无功分配，继电保护，短路电流，系 统内的调压手段和并联运行等方面综合考虑。 综上，选择“降压型”结构的变压器，绕组的排列顺序为自铁芯向外依次为低，中， 高。高低压侧的阻抗最大。 2调压方式的选择 变压器的电压调整是用分接头开关切换变压器分接头，从而改变变压器变比来实现 的。为保证本地区系统的电压质量，变压器选择有载调压的方式，因高压侧调节范围较 大，所以分接头设在高压侧，又因为是三绕组变压器，考虑到中、低压侧电压的需要， 在中压侧也应该设分接头。由于本变压器的高、中压侧不全是中性点直接接地系统，所 以不能选用自耦变压器。 2.2.5 容量比 该变电所为区域性变电所，主要潮流为 10kV 侧，对于这种容量不大的变压器由于 绕组带来的价格变化不大，所以变压器采用容量组合为 100/100/100。 2.2.6 冷却方式 采用三相风冷自然油循环的冷却方式。 2.2.7 电压级选择 变压器一次侧接电源，相当于用电设备，所以与线路额定电压相等；二次侧向负荷 供电，相当于发电机二次侧，电压较额定电压高 10%，低压侧由于一般都采用无功补偿 措施，所以也与线路额定电压一致。电压级选择为 110/10.5kV。 2.2.8 全绝缘，半绝缘问题 在 110kV 及以上的中性点直接接地系统中，为了减小单相接地时的短路电流， 有一部分变压器的中性点采用不接地的方式，因而需要考虑中性点绝缘的保护问题。 110kV 侧采用分级绝缘的经济效益比较显著，并且选用与中性点绝缘等级相当的避雷器 加以保护。10kV 侧为中性点不直接接地系统中的变压器，其中性点都采用全绝缘。 6 查手册P668 表 2-1-43 综合后选择变压器型号为 SFZ725000/110. 表 2-1 为 SFZ725000/110 具体参数一览表 额定电压（kV） 空载电流 （%） 负载损耗 （kw）型号（容量 kVA） 高压 低压 空载损耗 （kW） 连接组别 SFZ7-25000/110 110 10.5 9 0.8% 114 YN，dll 第三章 电气主接线设计 3.1 电气主接线 3.1.1 电气主接线设计的基本要求 电气主接线是变电站电气部分主体结构，是电力系统网络的主要组成部分，它直接 影响运行的可靠性灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制 方式的拟订，都有决定性的关系，对电气主接线的设计的基本要求，应包括可靠性，灵 活性和经济性，以及扩建的可能性，保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求，电气 主接线应适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，主接线的设计应在满足 可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。 3.1.2 各电压级主接线型式选择 表 3-1 110kV 主接线方案比较一览表 方案 项目 方案 内桥接线 方案 外桥接线 优点 高压断路器数量少，四个回 路只需三台断路器。 同方案 I 缺点 变压器的切除和投入较复 杂，需动作两台断路器，影响一 回线路的暂时投运。 桥连断路器检修时，两个 回路需解列运行。 出线断路器检修时，线路 需较长期停运。 线路的切除和投入较复 杂，需动作两台断路器，并有 一台变压器暂时停运。 桥连断路器检修时，两 个回路需解列运行。 变压器侧断路器检修时， 变压器需较长时期停运。 7 适用范围 适用于较小容量的发电厂、 变电所，并且变压器不经常切换 或线路较长、故障率较高的情况。 适用于较小容量的发电厂、 变电所，并且变压器的切换较 频繁或线路较短、故障率较少 的情况。此外，线路有穿越功 率时，也宜采外桥形接线。 此次设计，因待建变电所主供城市负荷，对供电可靠率要求较高，且变电所两条进 线长度分别为 40kM 与 30kM，线路越长故障率越高，线路无穿越功率，变电所的两台变 压器不需要经常切换操作，故采用方案 I：内桥接线。 表 3-2 10kV 主接线方案比较一览表 方案 项目 方案 单母线分段接线 方案 单母线分段带旁母 可靠性 用断路器把母线分段后，对重 要用户可从不同段引出两个回路， 可靠，由于是屋内布置，可采用手 车式断路器，这样可保证进出线检 修时不中断供电 对重要用户可以从不同段引出 两个回路，可靠，且由于有旁路母 线，检修出线断路器，可以不停电， 供电可靠性高 灵活性 当一回线路故障时，分段断路 器自动将故障段隔离，保证正常段 母线不间断供电，不致使重要用户 停电 当一回线路故障时，分段断路 器自动将故障段隔离，保证正常段 母线不间断供电，不致使重要用户 停电 经济性 占地面积小，但小车投资多 占地面积大，多一旁路增加了投资 通过定性分析，进行技术比较，采用方案，屋内布置，且采用手车式开关柜的单 层母线分段方式。 3.2 所用电设计 3.2.1 所用变电源数量及容量的确定 依据电力工程设计手册3第 3-10 节所述：枢纽变电站总容量为 60MVA 及以上 的变电站，装有水冷式或强迫油循环冷却的主变以及装有同步调相机的电站，均装设两 台所用变压器。采用整流操作电源或无人值守的变电站均装设两台所用变，分别装在不 同等级的电源或独立电源上。 容量应根据所用电负荷选择。所用变压器负荷计算采用换算系数法，不常运行及不 经常断续运行的负荷均不列入计算负荷。 综合考虑各种因素，本站装设两台型号相同的所用变压器。 表 3-3 110kV 的所用电力负荷一览表 设备名称 数量 每台容量 性 质 主变风扇 2×16 0.15kw 动力 8 生活消防供水泵 1 5kw 动力 屋内配电装置风机 1 1.1kw 动力 电焊 1 台 7.5kw 动力 生产综合楼空调 2 台 1.25kw 动力 UPS 电源 1 1kw 动力 主控制室交流电源 1 3kw 动力 全所照明 10kw 照明 设备加热器 10 1kw 动力 直流屏 1 10.5kw 动力 根据电力工程电气设计手册 I3 所用变压器负荷采用换算系数法，计算 所 用变压器容量按下式计算： 21PKS 其中 所用动力负荷之和（kW）1P 电热及照明负荷之和（kW）2 k1所用动力负荷换算系数，一般取 0.85 所以： S0.85（0.15×2×16+1×5+7.5+1.1×1+1.25×2+1×1+3×1+10.5×1）+10+10 =30.09+10+10 =50.09 ( MVA) 故选择 S6-50kVA/10kV 的所用变两台。 3.2.2 所用电源引接方式 依据电力工程设计手册3第 3-10 节所述：当所内有较低电压母线时，一般均 由这类母线引接 12 个所用电源。这一所用电源引接具有经济性和可靠性较高的特点， 所以本站所用变电源分别从 10kV 的两段上取得。 3.3 变压器中性点接地方式和中性点设计 4 依据手册第 2-7 节所述：电力网中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的 接地方式。 根据我国电力系统要求，主变压器 110500kV 侧采用中性点直接接地方式。 663kV 电网采用中性点不直接接地方式，但当单相接地故障电容电流大于 30A（610kV）或 10A（2063kV）时，中性点应经消弧线圈接地。装消弧线圈时， 10kV 侧由于是“”型接线无中性点，故须加接地变，将中性点引出，以接消弧线圈， 接地变的容量应大于消弧线圈的容量，一般，应在 610kV 级的每一级母线上安装型号 一样，容量相同的接地变。 接地电容电流计算： 10kV 侧对地电容电流计算： 9 Ic=0.1UeL=0.1*10.5*30=31.5A 超越实际施工的 20A 所以加消弧线圈接地。消弧线圈计算容量为： Q=kIc =1.35*31.5* =257.8kVA3Ue35.10 （补偿系数 k=1.35） 故选用 KD-XH01-315/10.5 消弧线圈 配 kSJD200/80/10 接地变，代替上述所选 择的 50kVA 的所用变。 3.4 无功补偿设计 3.4.1 无功补偿的意义 配电站装设的并联电容器装置的目的主要目的是为了改善电网的功率因数，并联电 容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗 和提高电压。 3.4.2 无功补偿装置的容量确定 无功补偿装置的容量确定原则：依据电力设计技术规范5第 1.0.3 条，电容 器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计，调相调压计算及技术经济比较确定，对 于 35110kV 变电站中电容器装置的总容量，按照无功功率就近平衡的原则或可按主变 容量的 15%考虑。依据上述原则，玉环城关区变电所无功补偿的容量为： Q=2×25000×15%=2×3750（kvar） 3.4.3 并联电容器装置的分组与接线 分组原则：并联电容器装置的分组主要由系统专业根据电压波的负荷变化，谐波含 量等因数确定。负荷变动不大时，可按主变台数分组，手动投切。 并联电容器装置的接线：电容器接线方式有星型和三角型两种方式，本设计选择双 “Y”型。电容器组每组内部接线采用先并后串方式，该接线方式优点在于当一台故障 电容器用熔断器退出运行后，对该相容量的变化和故障电容器并联的电容器承受的工作 电压的变化影响较小，同时，RP 的选择只考虑与单台电容器相配合。 3.4.4 单台电容器容量与台数的确定 总容量： Qc=2*Se *15%=2*25*15%=7500kvar （Se 是单台变压器的容量） 选单个电容器型号与容量为：BWF10.5501 电容器总台数：N=7500/50=150 个 将电容器分两组和三相位分别安装在 10kV 的两段母线上， 每相电容器的台数为： n=150/2*3=25（台） 10 第四章 线路及变压器回路电流 IFmax 计算 （一）10kV 出线(根据公式 IFmax= ,求得 IFmax)cos305.1NUP 1、苍坑线：IFmax= =75.78A8.0135. 2、西滩线：IFmax= =71.32A5 3、外马线：IFmax= =75.78A8.013. 4、环宇公司：IFmax= =189.44A.25. 5、清源公司：IFmax= =178.52A85.013. 6、太塘线：IFmax= =109.56A 7、塘墩线：IFmax= =73.04A83.015. 8、凯凌集团：IFmax= =144.33A4.2 9、鸿泰公司：IFmax= =187.10A81.035. 10、双环公司：IFmax= =227.33A 11、普竹线：IFmax= =142.66A85.0132. 12、鳝塘线：IFmax= =71.32A 13、岭脚线：IFmax= =113.72A8.0135. 11 14、九山线：IFmax= =75.81A8.0135. 15、乌岩线：IFmax= =57.57A79 17、青峰线：IFmax= =53.88A.01385. 18、海边线: IFmax= =60.60A8 19、后湾线:IFmax= =56.82A.01375. 20、环洲钢业:IFmax= =310.88A78.4 （二）10kV 主变出线: IFmax= = 2020.79AUeST34.11025. 3 （三）110kV 进线（考虑一线供两变）: IFmax= = 183.70AeT 3 第五章 短路电流计算 5.1 短路计算目的 短路是电力系统中常发生的故障，短路电流 直接影响电器的安全，危害主接线的dI 运行，假如短路电流较大，为了使电器能承受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。 这不仅会增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的高压电器，为了能合理 选择轻型电器，在主接线设计时，应考虑限制 的措施，既而需要计算dIdI 12 83.16015.0%* ejdTSUX 5.2 短路电流计算的一般规定 1验算导体的稳定性和电器的动稳定热稳定以及电器开断电流的能力，应按本次 设计的设计规划容量来计算，并考虑到电力系统的 5-10 年发展规划（一般应按本工程 的建成之后的 5-10 年） 。在确定短路电流时应按可能发生的短路电流的正常接线方式， 而不应按照仅在切换时过程中的可能的并列运行方式的接线方式。 2选择导体和电器时所用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作 用的异步电动机的影响和电容器补偿装置放电电流的影响。 3选择导体和电器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应选择在正常接线方 式时短路电流最大的地点，对带电抗器 6-10kV 出线与厂用分支回路，除母线与隔离开 关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器之前外，其余导体和电器的计 算短路点一般选择在电抗器后。 4导体和电器的动稳定，热稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路 验算。若发电机的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的单相， 两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。 5.3 短路电流的计算方法 对电力系统网络的短路电流计算，我国电力部门曾长期采用从运算曲线法来计算任 意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数， 逐个计算在不同阻抗下，某时刻 t 的短路电流，然后取所有这些短路电流的平均值，作 为运算曲线在某时刻 t 和计算电抗 Xjs 情况下的短路电流值。运算曲线包括两种方法， 即同一变化法和个别变化法。本设计按照同一变化法计算。 为选择 10110KV 配电装置的电器和导体，需计算在最大运行方式下流过电气设备 的短路电流，选两个短路点，如图： 1.0X d 9.T 2 设系统为无限大容量： ，选 eSMVAj10jpU 变压器的电抗标幺值： KV55.G 13 电力系统的电抗标幺值： 0.1101djSX 当系统中 点短路时： 1dKVUjp37 I=I Z A02.53*.0Kich8.152I67.*MVASd0 2、当系统中 点短路时 2 KUjp5.1 =X2 015.832.0TKAIZ96.5.1.ich89652I0MVAS37105.1 =0.695X2 2d 短路点 名称 短路参数 G G 14 )(KAI)(5.0IZ)(1KAIZ)(4IZ)(KAich)(Ich)(MVAS1d 5.02 5.02 5.02 5.02 12.80 7.63 10002 5.96 5.96 5.96 5.96 15.198 9.06 108.37 第六章 电气设备的选择与校验 6.1 本次设计中电器选择的主要任务 6.1.1 导体和绝缘子 导体的选择主要有：各电压级的汇流母线，主变引下线，出线以及各电压级的绝 缘子。 6.1.2 电器设备 电器设备包括各电压级的出线断路器，分段断路器，以及相应的隔离开关，熔断 器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管，高压开关柜的选择及其一次 接线的编号。 6.2 选择导体和电器的一般原则 根据导体和电器选择技术规定6SDGJ14-86 第 1.1.2 条规定： 应力求技术先进，安全适用，经济合理。 应满足正常运行，检修，短路，过电压情况下的要求，并考虑远景发展。 应按当地环境条件校验。 选择的导体品种不宜过多。 应与整个工程建设标准协调一致。 选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠的实验数据，并经主管单位鉴定合格。 15 依据导体和电器选择技术规定6 第 2.1.6 条 除配电装置的汇流母线外，较长导体的截面应按经济电流密度选择。 第 2.1.3 条 载流导体应选择铝质材料。 6.3 开关电器选择 6.3.1 断路器型式选择 按照电力工程设计手册3高压断路器选择规定：断路器型式的选择除满足 各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较 后确定选择断路器。 综合考虑， 110kV 选用 SF6 断路器，10kV 侧选用真空断路器。 6.3.2 隔离开关的选择原则 种类和型式的选择：隔离开关电网型式很多，按安装地点的不同可分为屋内式和 屋外式，按绝缘支柱数目可分为单柱式和双柱式。它对配电装置的占地面积有很大影 响，选型时应根据配电装置的特点和使用要求以及经济技术条件确定。 6.3.3 电压互感器的选择原则 依据电力工程设计手册3对电压互感器配置的规定：电压互感器的配置与 数量，接线方式有关，并应满足测量，保护周期和自动装置的要求，电压互感器应能 在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。6220kV 电 压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否选用装设电压互感器， 应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。当需要监视和检测线路有无电 压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。 6.3.4 电流互感器选择原则 根据导体和电器选择设计技术规定6第 9.0.3 条： 3-20kV 屋内配电装置的 电流互感器，应根据安装使用条件及产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。 35kV 及以上配电装置的电流互感器，宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器， 在有条件时，应采用套管式电流互感器。根据电力工程电气设计手册3规定电 流互感器配置原则是：凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。发电机和变压器的 中性点，发电机和变压器的出口，桥型接线的跨条上等也装设电流互感器。对直接接 地系统，按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相装配。 16 6.4 电气设备的选择 电气装置中的电气设备和载流导体，在正常运行和短路时，都必须可靠地工作。 为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确的选择电气设备和载流导体。 各种电气设备和载流导体的选择分为两大类： 一类是各种设备选择的一般条件，也是基本条件，即按正常工作条件进行选择按 短路状态校验其动稳定和热稳定。 另一类是根据各种设备的特点要求，分别满足的特殊条件。 经短路电流计算所得各电压级母线侧短路电流如下表： 电压 短路电流(kA) 冲击电流 '5.2Iish （kA） 热效应 (4s)KQ)(2SkA 负荷电流(A) 110KV 5.02 12.68 100.80 183.70 10KV 5.96 15.198 142.09 2020.79 (一)110kV 侧(选择设备时，均按 110kV 侧流过的最大负荷电流选型，按最大短路 电流校验)。 1、软导线(110kV 各电气元件相互联结用) 按最大负荷电流选择： 因 IFmax=183.70A 实际工作温度为 40，温度校正系数 K=0.81，所以选用 LGJ- 240/30 导线。查有关资料得 LGJ-240/30 钢芯铅绞线铅芯截面为 244.29mm2。 AIAKI Fall 70.1835.30681.0max40 校验： 因选用导线为 LGJ-240/30 导线，截面大于 LGJ-70/20，所以不需进行电晕电压 校验。 热稳定校验 Qk =QP+Qnp QP= (I2+10I2tk/2+I2tk)12kt =tk.I2=4×10.242=419.43(kA2.s) 因 110kV 后备保护整定时间为 4S，故 tk1.导体发热主要由周期分量来决定。 此情况下，可以不计非周期分量的影响，即 Qnp 不计。 Qk=419.4(kA2.s) CIalFf 02240mx0 6.43)5.0718)(4()( 17 查教材图 4-6 Ai=0.5×1016J/(m2) Af= 419.4×106+5×1015AQikS211209.4 =1.202×1016J/(m4) 查教材图 4-6 Qf=170°200（铝导体最高允许温度）校验合格 软导线不需动稳定校验。因此，选用 LGJ-240/30 型导线。 2、高压断路器(进线及桥断路器) 高压断路器选用 3AP1FG-145kV/3150-40 型。 计 算 数 据 3AP1FG-145kV/3150-40 型参数 工作电压 110kV 额定电压 145kV 最大负荷电流 183.70A 额定电流 3150A 短路电流 5.02kA 额定短路开断电流 40kA 冲击电流 12.68kA 额定短路关合电流 100kA 热效应 (4S)kQ100.80 )( 2SKAtI2 6400 )( 2SKA 冲击电流 12.68kA 额定峰值耐受电流 100kA 所以满足要求。 操作机构选用弹簧储能操作机构，控制电压 V：DC250。电动机电压为 V：AC240V，50HZ。 故选用 3AP1FG-145kV/3150-40 型断路器三台。 3、隔离开关 线路使用的隔离开关及变压器进线的隔离开关。 选择类型：GW4-110DW/1250A 31.5kA 80kA 计 算 数 据 GW4-110DW/1250 31.5KA 80kA 工作电压 110kV 额定电压 110kV 工作电流 183.70A 额定电流 1250A 热效应 (4S)kQ100.80 SKA2)(tI23969 SKA2)( 冲击电流 12.68kA 动稳定电流 80kA 所以满足要求。 操作机构选用 CJ6-180 型电动机操作机构。 故选用 GW4-126DW/1250A 31.5kA 80kA 型隔离开关。 双接地二组，单接地八组。 主变中性点隔离开关的选择。 因已计算知: kAI02.5， kAish68.123.05.2 18 (4S)=AIF23.6170.83maxkQ80.1402.5SKA2)(KVUe 选用 GW13-63W/630A-16 型隔离开关两组。 计 算 结 果 GW13-63W/630-16kA 工作电压 63kV 额定电压 63kV 工作电流 61.23A 额定电流 630A 热效应 (4S)kQ100.80 SkA2)(tI2102 SkA2)( 冲击电流 12.68kA 动稳定电流 55kA 所以满足要求。 操作机构选用 CJ6-90 型电动机操作机构。 故选用 GW13-63W/630-16 型隔离开关两组。 4、电流互感器。 线路使用的电流互感器。 选用 LB7-110W2 2×600/5 5P30/5P30/0.5/0.2s 计 算 结 果 LB7-110W2 2×600/5 工作电压 110kV 额定电压 110kV 工作电流 183.70A 额定电流 600A 热效应 (4S)kQ100.80 SKA2)(热效应 (4S)kQ441 SKA2)( 冲击电流 12.68kA 动稳定电流 54.9kA 所以满足要求。 准确度等级选为 5P30/5P30/0.5/0.2s，二次连接导线截面取 4mm2。 桥回路上使用 CT 选择类型为 LB7-110W2 2×600/5 5P30/5P30/0.5/0.2s 变压器使用的 CT 选择如下： a、装入式 CT： LRD-110-B200600/50 3 只 LR-110-0.5 300/5 6 只 b、中性点处 CT：LRD-35-B 100300/510 5、电压互感器 19 110kV 母线上使用的电压互感器选用 TYD- 1.03.102.3/10H 型电压互感器 接线方式为 /0Y 准确度等级为 0.5 级,相应的 KVASe1502 6、110kV 侧汇流线母线选择。 (一) 110kV 侧汇流线母线选择 本次设计 110kV 配电装置,为减小占地面积,使构架简明布置清晰,采用管形母线, 并使用铝合金管母。 导线截面按长期发热允许电流的最小截面选择: 根据有关资料,初选 LF21-100/90 Ial=KIaln=0.81×2350=1903.5(A) 型号 截面 载流量(70) 截面系数(W) 惯性半径 惯性矩 J LF21100/90 1491mm2 2350A 33.8cm3 3.36cm 169cm4 校验: a.对于 110kV ，外径 100 大于 20,不进行电晕校验 b.热稳定检验: Qk=Qp+Qnp 因 110kV 后备保护整定时间为 4S，故 tk1.导体发热主要由周期分量来决定。 此情况下，可以不计非周期分量的影响，即 Qnp 不计。 Qk= Qp=42×10.83= 173.28(kA2.s) CIalFf 02240mx0 9.4)5.190378(4()( 查教材表 4-6 C=97 管形母线集肤系数 KS=1 Smin= = = mm2)(ifskAQCks/ 0.17/8.6 结果 Smia=223.301491 满足热稳定要求 c.动稳定校验: 动稳定 园形导体形状系数 Kf=1 跨度 L=6.6 相间距 a=2 20 fmax=1.73Kfi2sh. ×10-7 a1 =1.73×1×(12.68)2×(1/2)×10-7×106 =13.91(N) M= = =75.74(N·m)8 .2maxLf91.362 相= = =2.24×106Pa WM610.3745 铝材料的容许应力 al= 70×106Pa 相M 计算结果 相=2.24×106Pa al=70×106Pa 相al 动稳定合格 因所计算出母线所受力为 2.24×106Pa 远小于材料许用应力，故 110KV 母线选用 LF21-100/90 铝锰合金管。 (二) 10kV 侧汇流线母线选择 1、汇流母线(主变至 10kV 总柜及母分回路中部分连络线) (1)按最大负荷电流(10kV 侧) ，选用两片矩形铜导体 TMY-AIF79.20max 2×(120×10)三相母线水平布置，母线在绝缘子上平放，查得 40时载流量为 3090A，集肤效应系数 。4.1SK (2)热稳定校验： CI oalFali 83.523097.)47(0)(2mx00 查教材表 4-6 得 C=171 226min 4014.10172.0.25 mmCKQSS 所以校验合格。 （3）动稳定校验。 相间应力计算 L=1.2m,a=0.25m 21 72max1073.1aiKf