110kV降压变电所电气部分初步设计论文.doc

110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 1 页 第一章：毕业设计任务 一、 设计题目：110kV 降压变电所电气部分初步设计 二、设计的原始资料 1、本变电所是按系统规划，为满足地方负荷的需要而建设的终端变电所。 2、该变电所的电压等级为 110/35/10kV，进出线回路数为： 110kV：2 回 35kV：4 回（其中 1 回备用） 10kV：12 回（其中 三回备用） 3、待设计变电所距离 110kV 系统变电所（可视为无限大容量系统） 63.27km。 4、本地区有一总装机容量 12MW 的 35kV 出线的火电厂一座，距待设计 变电所 12km。 5、待设计变电站地理位置示意如下图： 6、气象条件：年最低温度：5 ，年最高温度： 40，年最高日平均 温度：32，地震裂度 6 度以下。 7、负荷资料 （1）正常运行时由 110kV 系统变电所 M 向待设计变电所 N 供电。 （2）35kV 侧负荷： （a） 35kV 侧近期负荷如下表： 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 2 页 序 号 用户名称 用类别 最大负荷（MW ） 1 治炼厂 I 5.5 2 河西变 II 或 15.5 （b）在近期工程完成后，随生产发展，预计远期新增负荷 6MW。 （3）10kV 侧负荷 序 号 用户名称 用类别 最大负荷（ MW） 备 注 1 机械厂 1.3 2 医院 I 0.5 有备用电源 3 河东变 2.5 4 铁路用电 I 0.9 有备用电源 5 化工厂 II 2.0 6 电机厂 II 1.0 7 水泥厂 1.0 8 印染厂 1.2 9 农用电 0.5 （a）近期负荷如下表： （b）远期预计尚有 5MW 的新增负荷 注：（1）35kV 及 10kV 负荷功率因数均取为 cos=0.85 （2）负荷同时率： 35kV： kt=0.9 10kV： kt=0.85 （3）年最大负荷利用小时均取为 TmaX=3500 小时年 （4）网损率取为 A%=5%8% （5）所用电计算负荷 50kW，cos=0.87 三、设计任务 1、进行负荷分析及变电所主变压器容量、台数和型号的选择。 2、进行电气主接线的技术经济比较，确定主接线的最佳方案。 3、计算短路电流，列出短路电流计算结果。 4、主要电气设备的选择。 5、绘制变电所电气平面布置图，并对 110kV、35kV 户外配电装置及 10kV 户内配电装置进行配置。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 3 页 6、选择所用变压器的型号和台数，设计所用电接线。 7、变电站防雷布置的说明。 四、设计成品 1、设计说明书一本。 2、变电所电气主接线图一张。 3、变电所电气总平面布置图一张。 4、短路电流计算及主要设备选择结果表一张。 5、110kV 出线及主变压器间隔断面图一张。 6、主变、线路继电保护及测量仪表配置图及其说明。 7、防雷装置及接地装置配置说明。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 4 页 第二章：负荷分析及计算和主变的选择 一、 负荷计算的目的： 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直 接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电 器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又 将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确 定计算负荷意义重大。 二、负荷分析： 、35kV 侧负荷 近期负荷：P 近 35 = 5.5+15.5 =21MW 远期负荷：P 远 35 = 6 MW 21+6=27MWni1 P35 k(1+k“)27×0.9×(1+0.08)26.24(MW)i Q35P·tgP ·tg(cos1 0.85) 16.26(MVar) 视在功率：（供电容量） Sg35 30.89(MVA)cos85.0246 IN35 0.509(kA) 509(A)NU339 、10kV 侧负荷 近期负荷：P 近 10 = 1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.56 = 10.9MW 远期负荷：P 远 10 = 5 MW 10.9+5=15.9MWni1 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 5 页 P10 k(1+k“)15.9×0.85×(1+0.08)14.596(MW)ni1 Q10P·tgP ·tg(cos1 0.85) 9.05(MVar) 视在功率：（供电容量） Sg10 17.17(MVA)cos85.0964 IN10 0.991(kA) 991(A)NU317 3、所用电供电容量 Sg 所 0.057(MVA)cosP85.0 4、等设计变电所供电总容量 S = Sg35+ Sg10+ Sg 所 = 30.89+17.17+0.05748.12(MVA) P = P35+ P10+ P 所 =26.24+14.596+0.0539.15(MW) 三、主变压器的确定 1、绕组数量的确定 确定原则：在具有三种电压的变电所中，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 %以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需设无功 补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。 在本变电所中: Sg35S =30.8948.12=0.64 15% Sg10S =17.1748.12=0.36 15% 因此，主变压器选为三绕组变压器。 2、主变压器台数的确定 确定原则： （1）对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变 电所以装设两台变压器为宜。 （2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑 装设三台变压器。 （3）对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压 器容量的 12 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 6 页 比 较 单台变压器 两台变压器 供电安全比 满足要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 电压损耗略大 电压损耗略小 灵活方便性 灵活性差 灵活性好 技 术 指 标 扩建适用性 稍差 好 经济 指标 电力变压器的综合 投资 跟两台变压器相比所需要的 花费要少 花费投资比较多 选择： 由前设计任务书可知、正常运行时，变电所负荷由 110kV 系统供电，考虑到重 要负荷达到 9.9MW。而附近 35kV 火电厂装机容量只有 12MW，为提高负荷供 电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，应采用两台 容量相同的变压器并联运行。 3、变压器容量和型号确定 确定原则： （1）主变压器容量一般按变电所建成后 510 年规划负荷选择，并适当 考虑到远期 1020 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市 规划相结合。 （2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对 于有重要负荷的变电所应考虑，当一台变压器停止运行时，其余变压器容量在 计及过负荷能力后的允许时间内应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电 所，当一台主变停止运行时，其余变压器应能保证全部负荷的 60%70%。 （3）同一个等级的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发， 推行系统化、标准化、简单化、方便灵活化。 确定： （1）变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的 60%，即 =S 60% =28.87(MVA)/BS （2）应保证用户的一级和二级负荷（单台运行时）I、II 类负荷的总和为： 5.5+0.5+0.9+2.0+1.0=9.9MW 还加上负荷的同时率 9.9+0.8=11.64MW 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 7 页 综合（1）（2）并考虑到两台容量之和必须大于 S 、再分析经济问题， 查表得所选择变压器容量 SB= 31.5MVA 查 110kV 三相三绕组电力变压器技术时数据表，选择变压器的型号为 SFSQ731500/110，其参数如下表： 4、绕组连接方式的确定 原则： 我国 110kV 及以上电压、变压器都采用 Y。连接，35kV 采用 Y 连接，其 中性点经消弧线圈接地、35kV 以下电压变压器绕组都采用连接。 根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为 Y。Y 接线。 短路电压 （% ）型 号 额定容量 高压电压 （kV） 中压侧电压 (kV) 低压侧 电压 kV 高中 高低 中低 空载 电流 （% ） SFSQ7-31500/110 31500/31500/31500 110±2×2.5% 38.5±2.5% 10.5 17.5 10.5 6.5 0.8 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 8 页 第三章：变电所主接线的选择 一、 对电气主接线的基本要求 （1）供电可靠性：如何保证可靠地（不断地）向用户供给符合质量的电 能是发电厂和变电站的首要任务，这是第一个基本要求。 （2）灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事 故和检修运行方式）并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回 路检修时，不影响其他回路继续运行，灵活性还应包括将来扩建的可能性。 （3）操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切 换所需的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。 （4）经济性：即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求 的前提下，应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电 器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。 根据以上的基本要求对主接线进行选择。 二、110kV 侧接线的选择 方案（一）: 采用单母线接线 考虑到 110kV 侧只有两条进线和有两条出线，因而可以选用单母线接线。 其优点：简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。 缺点是：（1）当母线或母线隔离开关检修或发生故障时，各回路必须在 检修和短路时事故来消除之前的全部时间内停止工作，造成经济损失很大。 （2）引出线电路中断路器检修时，该回路停止供电。 方案（二）: 桥形接线 110kV 侧以双回路与系统相连，而变电站最常操作的是切换变压器，而与 系统联接的线路不易发生故障或频繁切换，因此可采用外桥式线，这也有利于 以后变电站的扩建。 优点是：高压电器少，布置简单，造价低，经适当布置可较容易地过渡成 单母线分段或双母线分接线。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 9 页 缺点是：可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。 方案（三）：双母线接线 优点：（1）供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检 修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组 的母线隔离开关时只停该回路。 （2）扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母 线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线 段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。 （3）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单 独接至一组母线上。 缺点：（）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投次大。 （2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为 了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。 对于 110kV 侧来说，因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有 较高的可靠性。 对比以上三种方案，单母线接线供电可靠性、灵活性最差，不符合变电所 的高可靠性的要求；桥形接线比单母线接线供电可靠性高，且有利于以后扩建， 虽然可靠性比双母线接线稍低，但双母线接线复杂，使用设备多、投资较大； 110kv 母线放置较高，且相与直之间距离大，因而各种小动作不能造成故障， 同时母线放在防雷区内，不会遭受雷击，因此桥形接线比较可靠，也能够满足 要求。因此，对于 110kV 侧选用外桥式接线。 二、35kV 侧接线选择 方案（一）：单母线接线 优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。 缺点：可靠性、灵活性差、母线故障时，各出线必须全部停电。 方案（二）：单母线分段 优点：（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继 续工作，缩小母线故障影响范围。 （）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保 证对重要用户的供电。 缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线， 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 10 页 这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。 方案（三）：分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段 优点：有较大的可靠性和灵活性，且检修断路器时合出线不中断供电。 缺点：投资增大、经济性能差。 对比以上三种方案： 单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足 I、II 类负荷供电性的要求，故不采纳；将 I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母 线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠 性；虽然分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段也能满足要求，但其投资大、 经济性能差，故采用方案（二）单母线分段接线。 四、10kV 侧主接线选择 方案（一）：单母线分段 优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出 两个回路，用两个电路供电。 （2）当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线 不间断供电和不致使重要用户停电 。 缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电。 （2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。 （3）扩建时需向两个方向均衡扩建。 方案（二）：单母线分段带旁路 优点：具有单母线分段的全部优点，并在检修断路器时不至于中断对用户 供电。 缺点：与单母线分断的缺点相比少了缺点。 方案（三）：双母线接线 优点：（1）供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检 修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组 的母线隔离开关时只停该回路。 （2）调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上， 能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。 （3）扩建方便可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 11 页 的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段， 不会如单母线分段那样导致交叉跨越。 （4）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单 独接至一组母线上。 缺点：（1）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关。 （2） 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为 了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。 对比以上三种方案，以上三种方案均能满足主接线要求，但采用双母线接 线要多用十二个隔离开关，采用单母线带旁路要多用 2 个断路器，它们的经 济性能较差，单母线分段接线既能满足负荷供电要求又有节省大量资金，是一 种较理想的接线方式。 综合以上三种主接线所选的接线方式，画出主接线图，如电气主接线图所 示。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 12 页 第三章：短路电流的计算 一、计算各回路电抗（取基准功率 Sd = 100MVA Ud=Uav） 根据前所选择变压器各参数得 X1X 2 0.4×63.37× 0.1922avUSd2150 X3X 61/200×(U K12%U K31%U K23%) NdS 1/200×(17.510.56.5) × 5.310 0.341 X4X 71/200×(U K12%U K23%U K31%) NdS 1/200×(17.56.510.5) × 5.310 0.214 X5X 81/200×(U K23%U K31%U K12%) NdS 1/200×(6.510.517.5) × 5.310 0.00790 X9 0.4×12× 0.3552avUSd23710 查火电厂设备有关资料电力系统课程设计及毕业设计参考资料可得 变压器：S N16MVA；U K%8 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 13 页 汽轮机（QF2 122）：S N12MW ；cos 0.8； 0.1133/d X10 × 0.5010%KUNavd108 X11 0.1133× 0.76/dScos/2 因为两台变压器型号完全相同，其中性点电位相等，故等值电路图可化简 为如图所示： X12X 120.1920.096 X13X 320.34120.171 X14X 420.21420.107 X15X 9X 10X 110.3550.50.761.615 二、计算各点短路点的最大短路电流 1、K 点短路时 (1)、对于 110kV 系统电源（无穷大容量） X* X 120.096 I” *I S* 1X * 10.09610.417 短路次暂态电流：I” SI S I” S *Id10.417× 5.23（kA ）1530 短路冲击电流： ish.S2.55 I” S2.55×5.2313.34（kA） (2)、对于火电厂侧电源 X* X 13X 14X 150.1710.1071.6151.893 Xca*X * 1.893× 0.284dNS108./2 查短路电流运算曲线(一) t=0，得 I”*3.8 I”GI” * 3.8× 0.286（kA）avNU353./ 短路冲击电流：i sh.G2.55 I” G2.55×0.286 0.729（kA） (3)、由此可得 K1 点 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 14 页 总次暂态电流：I” I” SI” G5.230.2865.516（kA ） 总冲击电流： ish i sh.Si sh.G13.340.729 14.069（kA） 2、K 2点短路时 (1)、对于 110kV 系统电源（无穷大容量） X* X 12 X 13X 140.0960.1710.1070.374 I” *I S* 1X * 10.3742.674 短路次暂态电流：I” SI S I” S *Id2.674× 4.173（kA ）3710 短路冲击电流： ish.S2.55 I” S2.55×4.17310.641（kA） (2)、对于火电厂侧电源 X* X 151.615 Xca*X * 1.615× 0.242dNS108./2 查短路电流运算曲线(一) t=0，得 I”*4.6 I”GI” * 4.6× 1.076（kA）avNU337./ 短路冲击电流：i sh.G2.55 I” G2.55×1.076 2.744（kA） (3)、由此可得 K2 点 总次暂态电流：I” I” SI” G4.1731.0775.25（kA ） 总冲击电流： ish i sh.Si sh.G10.6412.746 13.387（kA） 3、K 3点短路时 (1)、对于 110kV 系统电源（无穷大容量） X* X 12X 130.0960.1710.267 I” *I S* 1X * 10.2673.745 短路次暂态电流：I” SI S I” S *Id3.745× 20.59（kA ）5.103 短路冲击电流： ish.S2.55 I” S2.55×20.5952.505（kA） (2)、对于火电厂侧电源 X* X 14X 150.1071.6151.722 Xca*X * 1.722× 0.258dNS108./2 查短路电流运算曲线(一) t=0，得 I”*4.2 I”GI” * 4.2× 3.464（kA）avNU35.3/ 短路冲击电流：i sh.G2.55 I” G2.55×3.464 8.833（kA） 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 15 页 (3)、由此可得 K3 点 总次暂态电流：I” I” SI” G20.5952.50573.096（kA ） 总冲击电流： ish i sh.Si sh.G3.4648.833 12.297（kA） 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 16 页 第四章：配电装置及电气设备的配置与选择 一、 高压配电装置的配置 （一）、高压配电装置的设计原则与要求 1、总的原则 高压配电装置的设计必须认真贯彻国家技术经济政策，遵循上级颁布的有 关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修， 施工方面的要求，合理制定布置方案和使用设备，积极慎重地选用亲布置新设 备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新做到技术先进，经济合理运行 可靠、维护方便。 火力发电厂及变电所的配置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境 条件，因地制宜，节约用地并结合运行检修和安装要求通过技术经济比较予以 确定，在确定配电装置形式时，必需满足下列 4 点要求。 A、节约用地 B、运行安全和操作巡视方便。 C、便于检修和安装。 D、节约材料、降低造价。 2、设计要求 A、满足安全净距要求。 B、施工、运行和检修要求。 C、噪声的允许标准及限制措施。 D、静电感应的场强水平和限制措施。 E、电晕条件无线电干扰的特性和控制。 （二）、高压配电装置的配置。 1、35 kV、 110 kV 配电装置采用屋外普通中型配电装置，其优点是：布 置比较清晰，不易误操作；运行可靠，施工和维修都比较方便；构架高度较低， 所用钢材较少，造价低；经过多年实践已积累了丰富的经验。 2、10 kV 配电装置，采用单层屋内成套配电装置，即用制造厂成套供 应的高压开关柜，高压开关柜为单列独立式布置、电气主接线为单母线分段接 线，共有 12 组出线。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 17 页 二、高压断路器的选择 (一) 、高压断路器的配置与选择 1、高压断路器的配置 （1）、110kV 侧由于采用外桥式接线，故选用三台断路器。 （2）、35 kV、110 kV 侧的变压器至每一条母线均分别安装一台断路器； 母线分段也各安装一台断路器。 （3）、35 kV、110 kV 侧每条出线均安装一台断路器。 2、高压断路器按下列条件进行选择和校验 （1）、选择高压断路器的类型，按目前我国断路器的生产情况，少油断 路器的构造简单、价格便宜、维护工作量少，6 220kV 一般选用少油断路器。 （2）、根据安装地点选择户外式或户内式。 （3）、断路器的额定电压不少于装设电所所在电网的额定电压。 （4）、断路器的额定电流不少于通过断路器的最大持续电流。 （5）、校核断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流大于或 等于断路器触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择，当 断路器的额定开断电流比系统的短路电流大得多的时，为了简化计算也可用次 暂态短路电流进行选择。 （6）、按短路关合电流选择，应满足条件是：断路器额定关合电流不少 于短路冲击电流 ish ，一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。 （7）、动稳定校验应满足的条件是：短路冲击电流应小于断路器的动稳 定电流，一般在产品目录是给出的极限过电流峰值。 （8）、热稳定校验应满足的条件是：短路的热效应小于断路器在 tK 时间 内的允许热效应。 （9）、根据对断路器操作控制要求、选择与断路器配用的操作机构。 按上述原则选择和校验断路器 （二）、110kV 侧断路器的选择 1、该回路为 110 kV 电压等级，故可选用少油断路器。 2、断路器安装在户外，故选户外式断路器。 3、回路额定电压 Ue110kV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 18 页 断路器的最大持续电流 ImaX=1.05× 0.253（kA ）1532.48 4、为方便运行管理及维护，选取 3 台 110kV 少油断路器为同一型号产品， 初选为 SW3-110G 少油断路器，其主要技术参数如下： 5 、对所 选的断 路器进 行校验 （ 1）断流能力校验 因为三相短路电流大于两相短路电流，所以选三相短路电流进行校验，断 路器的额定开断电流比系统短路电流大得多，可用次暂态短，选择断路器短路 电流时应考虑在断路器两侧发生短路时通过断路器的短路电流，选较大者进行 校验。由短路电流计算可知，系统提供的短路电流较大，故选 I =5.23kA 进行 校验。 所选断路器的额定开断电流 I。= 15.8kA I =5.23kA，则断流能力满足要 求。 （2）短路关合电流的校验 所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为 41kA，流过断路器的冲击 电流为 13.34kA，则短路关合电流满足要求，因为其动稳定的校验参数与关合 电流参数一样，因而动稳定也满足要求。 （3）热稳定校验 设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.07s，选择熄弧 时间 t =0.03S。则短路持续时间 t =1.9+0.07+0.03 =2s。 因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时间大于 1s 而忽略不计， 则 短路热效应 Qk = I”2t =5.232×2=54.71kA2.s 允许热效应 Ir2t = 15.82× 4 = 998.56kA2.s Ir2tQ k 热稳定满足要求。 以上各参数经校验均满足要求，故选用 SW3- 110G 型少油断路器。 （4）断路器配用 CD5-XG 型电磁操作机构。 （三）、 35kV 侧断路器的选择 1、该回路为 35 kV 电压等级，故可选用少油断路器 2、断路器安装在户外，故选用户外式断路器 型号 额定 电压 kV 额定 电流 A 最高 工作 电压 kV 额定 开断 电流 kV 动稳 定电流 kA 4S 热稳 定电流 kA 自动重 名闸无 电流间 隔时间 S 固有分 闸时间 S 合闸 时间 S Sw3-110G 110 1200 126 15.8 41 15.8 0.5 0.07 0.43 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 19 页 3、回路电压 35 kV，因此选用额定电压 Ue35kV的断路器，且其额定电 流大于通过断路器的最大持续电流 Imax=1.05× 506.12（A）37089 4、为方便运行管理及维护，选同一型号产品，初选 SW235 II /1500 型沙 油断路器其参数如下： 极限通过电流 型号 额定 电压 kV 额定 电流 A 最大工 作电压 kV 额定开 断电流 kA 极限开 断电流 额定断流 容量 kVA 有效值 峰值 4S 热 稳定 电流 kA 固有 分闸 时间 s SW235II/1500 35 1500 40.5 24.8 24.8 1500 36.6 63.4 24.8 0.06 5、对所选的断路器进行校验 （1）断流能力的校核 流过断路器的短路电流 IK =4.173+1.076=5.249 kA。所选断路器的额定开断 电流 I =24.8kV I K，即断路器的断流能力满足要求。 （2）动稳定校验 所选断路器的动稳定电流等于极限通过电流峰值 idw=63.4kA,流过断路器的 冲击电流 ish=10.641+2.744=13.385kAi dw，则动稳定满足要求。 （3）热稳定校验 设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.06s，选择熄弧 时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。 以前述的方法算得 Qz=5.2492×1.99=59.204 kA2s 因为短路持续时间 1s，非周期分量忽略不计， 即 Qk=Qz=54.83 kA2s 允许热效应 Ir2t=24.82×4=2460.16kA2sQ k 所以热稳定满足要求。 从以上校验可知断路器满足使用要求，故确定选用 SW235 II/1500 型少 油断路器。 （4）断路器配用 CD3XG II 型弹簧操作机构。 （四）、10 kV 侧断路器的选择 1、该回路为 10kV 电压等级，故可选用少油断路器。 2、该断路器安装在户内，故选用户内式断路器。 3、回路额定电压为 10kV，因此必须选择额定电压 Ue 10 kV 的断路器， 且其额定电流不小于流过断路器的最大持续电流 Imax=1.05× 991.34（A）5.107 4、初选 SN10-10 III/2000-40 少油断路器，主要数据如下： 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 20 页 型号 额定 电压 kV 额定 电流 kA 额定开断 流电 kA 动稳定 电流 kA 4S 热稳 定电流 kA 固有分 闸时间 s SN10-10 III/2000-40 10 2.0 40 125 40 0.07 5、对所选的断路器进行校验 （1）断流能力的校验 流过断路器的短路电流 IK =20.59+3.464=24.054 kA。所选断路器的额定开 断电流 I =40kV I K，即断路器的断流能力满足要求。 （2）动稳定校验 所选断路器的动稳定电流为 125kA， 流过断路器的冲击电流 ish = 52.505 +8.833 =61.388kA 则动稳定满足要求。 （3）热稳定校验 设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.0s，选择熄弧 时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.0+0.03 =s。 则 Qd = Qz= 24.0542×2 = 1157.19 kA2.s 允许热效应 Ir2t = 402 ×4 = 1600 kA2.s 由于短路时间大于 1 s ,非周期分量可忽略不计 则 Qd =Qz= 1157.19kA2.s ，由于 Ir2t Qr ，所以热稳定满足要求 从以上校验可知该断路器满足要求，所以确定选用 SN10-10III/2000-40 少 油断路器。 4、该断路器配用 CD10III 型操作机构。 三、隔离开关的选择 (一) 、隔离开关的配置与选择 1、隔离开关的配置 （1）、接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。 （2）、断路器的两侧均应配置隔离开关，以便进出线不停电检修。 （3）、中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地。 根据以上配置原则来配置隔离开关，变电所隔离开关的配置详见主接线图。 2、隔离开关按下列条件进行选择和校验 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 21 页 （1）、根据配电装置布置的特点，选择隔离开关的类型。 （2）、根据安装地点选用户外或户内式。 （3）、隔离开关的额定电压应大于装设电路的电大持续工作电流。 （4）、隔离开关的额定电压应大于装充电路的最大持续工作电流。 （5）、动稳定校验应满足条件为： idw ish （6）、热稳定校验应满足条件为：Ir 2t Q k （7）、根据对隔离开关控制操作的要求，选择配用操作机构，隔离开关 一般采用手动操作机构户内 8000A 以上隔离开关，户外 220 kV 高位布置的隔 离开关和 330 kV 隔离开关宜用电动操作机构，当有压缩空气系统时，也可采 用手动操作机构。 （二）、110kV 侧隔离开关的选择 1、根据配电装置的要求，选择隔离开关带接地刀闸。 2、该隔离开关安装在户外，故选择户外式。 3、该回路额定电压为 110kV，因此所选的隔离开关额定电压 Ue 110kV，且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流 ImaX=1.05× 0.253（kA）15.48 4、初 GW4110D 型单接地高压隔离开关其主要技术参数如下： 极限通过电流 kA 型 号 额定 电压 kV 额定 电流 kA 最大工作 电压 kV 接地 刀闸 A 有效值 峰值 4S 热稳 定电流 kA 备注 GW4-110D 110 1250 126 2000 32 55 10 双接地 5、校验所选的隔离开关 （1）动稳定校验 动稳定电流等于极限通过电流峰值即 idw = 55kA 流过该断路器的短路冲击电流 ish = 13.34 kA.s 即 idw ish 动稳定要求满足。 （2）热稳定校验 断路器允许热效应 Ir2t =102×4 =408 kA2.s 短路热效应 QK = 54.71kA2.s Ir2t Q K 热稳定满足要求。 经以上校验可知，所选隔离开关满足要求，故确定选用 GW4 110D 型高 压隔离开关。 （3）该隔离开关配用 Cs14GF 手动操作机构。 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 22 页 （三）、35kV 侧的隔离开关的选择。 1、根据配电装置特点，选择隔离开关带接地刀闸。 2、该隔离开关安装在户外，帮选用户外式。 3、该回额定电压为 35kV，帮选择隔离开关的额定电压 Ue35KV,且其额 定电流必须大于流过隔离开关的最大持续电流 Imax = 1.05× 506.12 （A）7089 4、初选 GW435（D ）型高压隔离开关，其主要技术数据如下： 型 号 额定电压 额定电流 最大工作电压 极限通电流峰 值 2S 热稳定电流 单 位 KV A KV KA KA GW4-35（D ） 35 630 40.5 50 20 5、校验所选择的隔离开关 （1）动稳定校验 动稳定电流等于极限通过电流峰值，即 idw = 50kA， 短路冲击电流 ish =13.385kA idw ish， 动稳定满足要求。 （2）热稳定校验 隔离开关允许热效应 I2rt = 202×2 = 800KA2s 短路 热效应 QK = 54.83KA2·s I2rtQ K 热稳定满足要求。 从以上校验可知，所选该隔离开关满足要求，所以确定选用 GW435D， 型高压隔离天关。 （3）该隔离开关配用 手动操作机构 （四）10kV 侧隔离开关的选择 1、根据配电装置特点，隔离开关选择不带接地刀闸。 2、隔离开关安装在户内，故选用户内式。 3、该回路的宝宝电压为 10kV 所选隔离开关的额定电压 Ue10kV，额定电 流大于流过隔离开关的最大持续电流 Imax = 1.05× 991.34（A ）5.1037 4、初选 GN210 /200085 型隔离开关，其主要技术数据如下： 型 号 额定电压 额定电流 允许热效应 Ir2t 动稳定电流 110kV 降压变电所电气部分初步设计论文 第 23 页 单 位 kV kA kA2s kA GN210/200085 10 2000 73005 85 5、校验所选的隔离开关。 （1）动稳定校验 所选隔离开关的动稳定电流 85kA 短路冲击电流 ish = 61.388kA idw ish , 动稳定满足要求。 （2）热稳定校验 断路器允许热效应 I2rt = 73005KA2S 短路热效应 Qd =1157.19KA2S I2rtQ d 热稳定满足要求. 从以上校验可知,所选隔离开关满足要求,故确定选用 GN210/200085 型 隔离开关。 （1） 该隔离开关配用 CS62J 型手动操作机构。 四、导线的选择 本设计的 110kV、