毕业设计（论文）110kV变电站一次部分设计

毕 业 设 计 论 文题目：110kV变电站一次部分设计 系 别： 电气与电子工程系专 业： 电气工程及其自动化姓 名： 学 号： 指导教师： 河南城建学院2009年 6 月 日河南城建学院 毕业设计（论文）任 务 书题 目110KV变电站一次部分设计系 别电气与电子工程系专业电气工程及其自动化班级学号学生姓名指导教师发放日期河南城建学院教务处制河南城建学院本科毕业设计（论文）任务书一、主要任务与目标：主要任务：完成110KV变电站一次部分的设计和相关计算，并编写毕业设计说明书。目标：1、培养学生综合运用所学理论知识的能力。2、培养学生分析和解决实际问题的能力。3、培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术文献的能力。二、主要内容与基本要求：主要内容：某郊区变电站，电压等级为110/10KV，站区平均海拔200米，年最高气温+40，最低气温-15，年平均气温14，系统通过一条110KV架空线路向变电站供电，距离15公里，系统最大运行方式下折算至变电站高压侧母线的阻抗标幺值为1.5，S=100MVA.10KV电压等级处连接的负荷有镇区、机械厂、两家纺织厂、农药厂、面粉厂、耐火材料厂、铝厂，它们的最大负荷分别为1000 KW、5000 KW、5000（x2）KW、1000 KW、1000 KW、1000 KW、800KW，功率因数均为0.9，均通过架空线得以供电。基本要求：对该变电站一次部分进行设计，包括：变电所总体分析，负荷分析计算与主变压器选择，无功补偿设计，电气主接线设计，短路电流的计算，主要电气设备选择，防雷保护设计等。三、计划进度：毕业设计从第5周到第16周共12周时间。第5周，熟悉题目，查阅资料，调研。第613周，进行系统设计和计算。第14周，征求现场指导老师的意见，对设计进行改进。第15周，编写整理设计说明书。第16周，答辩。四、主要参考文献：1、牟道槐，发电厂变电站电气部分，重庆大学出版社2、刘介才，工厂供电，机械工业出版社3、应震华，发电厂变电所电气接线和布置，水利水电出版社4、刘宝贵，发电厂变电所电气部分，中国电力出版社指导教师（签名）： 年 月 日教研室审核意见： （建议就任务书的规范性；任务书的主要内容和基本要求的明确具体性；任务书计划进度的合理性；提供的参考文献数量；是否同意下达任务书等方面进行审核。） 教研室主任签名： 年 月 日注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。成绩评定成绩评定说明一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导，教师，由指导教师审阅，写出评语并预评分。二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办法，在参考指导教师预评结果的基础上，评定每个学生的成绩。系对专业答辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,最终确定成绩，并向学生公布。三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。四、具体评分标准和办法见平顶山工学院毕业设计（论文）工作条例中附录2。五、答辩小组评分包括两部分：（1）学生答辩情况的得分和评阅教师评分；（2）指导教师对学生毕业设计（论文）的评分毕业设计（论文）成绩评定班级 姓名 学号综合成绩： 分（折合等级 ）答辩小组组长签字 年 月 日答辩小组评定意见一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。二、评分（按下表要求评定）评分项目答 辩 小 组 评 分评 阅 教 师 评 分合计（40分）完成任务情 况（5分）毕业设计（论文）质量（5分）表达情况（5分）回答问题情 况（5分）质 量（正确性、条理性、创造性、实用性）（10分）成果的技术水平（科学性、系统性）（10分）答辩小组成员签字 年 月 日 毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。4、答辩中要有专人作好答辩记录。指导教师评定意见一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）： 签字： 年 月 日二、对毕业设计（论文）评分按下表要求综合评定。（1）理工科评分表评分项目（分值）工作态度与 纪 律（10分）毕业设计（论文）完成任务情况与水平（工作量与质量）（20分）独 立工作能力（10分）基础理论和基本技能（10分）创 新能 力（10分）合 计（60分）得分（2）文科评分表评分项目（分值）文献阅读与文献综述（10分）外文翻译（10分）论文撰写质量（10分）学习态度（10分）学术水平（20）论证能力与创新（40分） 合 计（100分）得分 指导教师签字： 年 月 日目 录摘要 3第一章 变电所总体分析 5第二章 电气主接线 62.1 110kv电气主接线 72.2 10kv电气主接线 72.3 站用变接线 92.4 远期扩建 10第三章 负荷计算及主变的选择 11 31 负荷计算 11 3.2 主变台数、容量和型式的确定 12第四章 无功补偿及电压调整 1441 无功补偿 1442 电压调整 14第五章 短路电流的计算 16第六章 主要电气设备选择 18 6.1母线的选择 206.2 高压断路器的选择 21 6.3 隔离开关的选择 23 6.4 电流互感器的选择与配置 25 6.5电压互感器的选择与配置 27 6.6 绝缘子和穿墙套管的选择 31第七章 防雷保护的设计327.1 雷电直击的防护 327.2 雷电过电压的防护 337.3雷电侵入波过电压的防护 337.4避雷器的选型 34致谢 35参考文献 36附图1 电气主接线图 37附图2 交流系统接线图38摘 要为满足经济发展的需要，根据有关部门的决定修建1所110kV郊区变电站。本工程初步设计内容为变电站电气一次部分设计，新建的变电站从一条110kV架空线路受电，其负荷仅有10KV一个电压等级。本设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势，并通过对负荷资料的分析，安全、经济及可靠性方面考虑，确定了110kV、10kV以及站用电的主接线；然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号；再确定无功补偿；最后，根据最大持续工作电流及短路电流计算的计算结果，对母线、高压断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器进行了选型，确定防雷保护，从而完成了110kV电气一次部分的设计。关键词：变电站 主接线 主变压器 短路电流计算 设备选型AbstractFor satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a suburban transformer substation of 110kV.This engineering first step design content is the transformer substation of electric Design. This new transformer substation obtain power from a circuit(110KV) . There is only one low voltage degree in the substation 10KV. Firstly，according to the parameter of system，circuit and all loads provided in the task-book，this design analyze the tendency of loads developping ，consider loadscase and the safety，economic and reliability of the programme，confirm the construction of circuit.Secondly，confirm the main transformers quantity，capacity and types by the area covered and calculating loads ，so do the transformer inside.Then confirm the reactive power compensation.Finally，select the appropriate model of bus，high-voltage circuit breakers, isolating switches, voltage transformer, current transformer according the maximum sustained current and the short-circuit current calculation，confirm the Lightning Protection，and finish a part of 110kV electric at last.Key words：substation ，main connection， main transformer，short-circuit current calculation， equipment selection第一章 变电站总体分析1建设性质及规模： 待设计变电所为一郊区变电所。电压等级：110/10kV进出线回路数：110kV为一回，10kV八回。2所址地理位置及地理、气象条件： 本变电所所址位于某中型城市边缘，所址地势平坦，进出线方便；空气污染轻微；土质为黄沙土壤，土壤电阻率500*M ；所区平均海拔200米，年最高温度+40。C，最低温度-15。C，年平均气温14。C，最热月平均温度+30。C，土壤温度15。C。3、系统情况：系统通过一条110kV架空线路向变电站供电，距离15公里，系统最大运行方式下折算至变电站高压侧母线的阻抗标幺值为1.5，SB=100MVA。 4. 负荷情况：负荷如下表：电压负荷名称最大负荷kWCOS供电方式10kV镇区100009架空机械厂500009架空纺织厂1500009架空纺织厂2500009架空农药厂100009架空面粉厂100009架空耐火材料厂100009架空铝厂80009架空 第二章 电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。1.运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2.具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 3.操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4.经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5.应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。 2.1 110kV侧电气主接线 根据设计资料，系统通过一条110kV架空线路向变电站供电，该变电站向郊区供电，且用电负荷都不大，考虑到主接线的经济性，110kV侧可采用线变组接线，如下图所示：线路变压器单元接线2.2 10kV侧电气主接线方案1单母线接线 单母线接线单母线接线具有简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便，且有利于扩建等优点。但可靠性和灵活性较差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所接的电源；与之相接的所有电力装置，在整个检修期间的均需停止工作。一般只使用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况： 610kV配电装置的出线回路数不超过5回； 3563kV配电装置的出线回路数不超过3回； 110220kV配电装置的出线回路数不超过2回。方案2单母线分段接线单母线分段接线其适用范围为： 610kV配电装置的出线回路数为6回及以上时； 3563kV配电装置的出线回路数为48回时； 110220kV配电装置的出线回路数为34回时。方案3双母线接线 双母线接线当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下： 610kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时； 3563kV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时； 110220kV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110220kV配电装置在系统中居于重要地位，出线回路数为4回及以上时。三种方案相比较，考虑到本期只上一台主变，适合采用运行操作方便的方案1。故根据规程，10kV侧可采用方案1单母线接线。 2.3 站用电接线变电站的设计需要考虑站用变的接线。站用变主要承担以下四部分负荷：照明，检修，设备（例如：端子箱的加热，排出SF6废气等等），生活用电。（详见附图2）对于大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变电站远期具有两台主变压器和两段10kV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。由S站1=（2+4+3+4+5+20+10）/（1-10%）53.3（kVA） S站1=（2+4+3+4+5+3+6+10）/（1-10%）41.1（kVA）或，根据所用负荷为变电站总负荷的0.1%0.5%，这里取总负荷的0.3%计算：S站=（1000+5000+5000*2+1000+1000+1000+800）*0.3% =59.4（kVA）再根据现有变压器型号，选“SC9-80”较为合适。一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式，选用一台额定容量为80kVA的站用变压器。接于10kV母线上。2.4 远期扩建该变电站为郊区变电站，目前，系统通过一条110kV架空线路向变电站供电，且用电负荷较小，根据当前国家形势与政策，考虑其远期扩建的可能性如下：若进线增加为两回，则110kV侧可采用桥形接线；若远期计划进线超过两回，可在本期主接线的110kV进线与主变压器之间预留110kV母线及一组开关的位置，远期110kV侧采用单母分段接线。10kV侧均可采用单母分段接线。远期扩建后的最终主接线如附图1所示（为保证供电的可靠性，对于较为重要的用电负荷，例如铝厂等，可在厂内自备柴油发电机，但，不在变电站的设计范围内）。第三章 负荷计算及主变的选择为了最终确定网络结构和主接线的形式，并进一步确定主接线的用电设备，首先应进行负荷计算。这主要是依据：相同性质的电能用户具有相似的用电规律，由于经济发展，人们生活水平提高所带来的用电需求量的增加。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与同时间内实际变动负荷所产生的热效应相等。在供配电系统中，以30min的最大计算负荷作为选择电气设备的依据，并认为只要电气设备能承受该负荷的长期作用，即可在正常情况下长期运行。一般将这个最大计算负荷简称为计算负荷Pc。3.1 负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流，首先必须要计算各侧的负荷：10kV侧负荷和110kV侧负荷。由公式 （2-1）式中 某电压等级的计算负荷同时系数（10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85）%该电压等级电网的线损率，一般取5%P、cos各用户的负荷和功率因数根据10kV侧负荷的计算视在功率，可对主变压器进行选择。而实际工程中这一过程并不需要繁琐的计算，只需按如下式子（1000+5000+5000*2+1000+1000+1000+800）*1.5=29700（kVA）（已将线损等考虑在内）或 （1000+5000+5000*2+1000+1000+1000+800）/0.6=33000（kVA）然后，根据实际中的变压器，选择合适的变压器型号。 3.2 主变台数、容量和型式的确定1.主变台数的确定： 对于枢纽变电站在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。 对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器，以提高供电可靠性。考虑到本次设计的变电站为用电负荷不大的郊区变电站，且目前进线为一回，故，本期可只上一台主变。2.主变压器容量的确定： 主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展，对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。 根据变电站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站，应考虑当一台主变压器停运时，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；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080%。根据10kV侧负荷的计算视在功率及实际中变压器的各种型号，本期选择一台容量为31.5MVA的主变压器就可满足负荷需求。3.主变压器型式的确定：1 容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器（因单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量；特殊情况例外）。 变压器三相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。 我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y连接；35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地；35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，根据以上变压器绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般都选用YN，d11常规接线（因全星形接线变压器用于中性点不接地系统时，3次谐波无通路，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响）。3 为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动。通常，发电厂主变压器中很少采用有载调压，因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压；而变电所一般采用有载调压。根据以上原则，选择的主变压器型号及参数如下表所示：型号额定容量（kVA）额定电压（kV）空载电流（%）空载损耗（kW）负载损耗（kW）阻抗电压（%）高压低压SFZ7-31500/11031500110+/-8*1.25%6.3，6.610.5，1142.214810.5第四章 无功补偿及电压调整4.1 无功补偿因本站有不少无功负荷，为了防止无功倒送，也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。本设计中，各用电负荷的功率因数均已达到0.9，故，只需对主变压器进行补偿即可。“在缺乏资料时，对于35110kV变电所，可按主变压器额定容量的10%30%作为所需补偿的最大容性无功量。地区无功缺额较少或距离电源点较近的变电所，取较低值；地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较高值”。根据设计规范第3.7.1条自然功率未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。Qcc=31500*15%=4725（kvar）并联电容补偿成套装置（简称并联补偿成套装置）适用于工频电力系统，以提高功率因数、降低线损、调整电压、稳定系统，从而提高供电质量，充分发挥供发电设备潜力。该装置主要连接在610kV母线上，与负荷并联使用。本设计中，既然只需对主变压器进行补偿，那么，可选择两套并联补偿成套装置TBB310-2400/400装设在10kV母线上进行补偿中压集中补偿。4.2 电压调整当系统的无功功率供应比较充裕时，各变电所的调压问题可以通过选择变压器的分接头来解决。当最大负荷和最小负荷两种情况下的电压变化幅度不很大又不要求逆调压时，适当调整普通变压器的分接头一般就可满足要求；当电压变化幅度比较大或要求逆调压时，宜采用带负荷调压的变压器。在系统无功不足的条件下，不宜采用调整变压器分接头的方法来提高电压。因为当某一地区的电压由于变压器分接头的改变而升高后，该地区所需的无功功率也增大了，这就可能扩大系统的无功缺额，从而导致整个系统的电压水平更加下降。从全局来看，这样做的效果是不好的。在需要附加设备的调压措施中，对无功功率不足的系统，首要问题是增加无功功率电源，因此以采用并联电容器、调相机或静止补偿器为宜。第五章 短路电流的计算1.短路电流的发生短路电流发生的原因主要有：雷击或高电位侵入；绝缘老化或外界机械损伤；误操作（最常见的误操作是带负载拉隔离开关和未拆检修接地线就合闸引起的短路）；动、植物造成的短路。从短路发生的类型来看，单相短路或接地的发生率最高；从短路发生的部位来看，线路（尤其是架空线路）上发生的短路或接地比例最大。我国的中压系统采用中性点不接地系统，主要就是为了避免单相接地造成的停电。2.计算短路电流的必要性短路电流产生力效应和热效应足以使设备受到破坏；短路点附近母线电压严重下降，使接在母线上的其他回路电压严重低于正常工作电压，会影响电气设备的正常工作，甚至可能造成电机烧毁等事故；短路点处可能产生电弧；不对称短路可能在系统中产生复杂的电磁过程，从而产生过电压等新的危害；不对称短路使磁场不平衡，会造成空间电磁污染。所以，计算短路电流就是为了：校验系统设备能否承受可能发生的最严重短路；作为设置短路保护的依据；可通过短路电流大小判断系统电气联系的紧密程度，作为评价各种接线方案的依据之一。3.计算短路电流计算短路电流可采用有名值法和标幺值法。工程上计算短路电流常用标幺值法，这是由于工程上常会遇到各种电气参量，这些参量在量值上可能差异很大，因此对其进行对比分析就比较困难，计算上也甚为不便。标幺制就是工程方法中对“量”进行处理的一个典型体系，总体上讲，它有以下一些优点：易于从量值上比较各种元件的特性参数；便于从量值的角度判断电气设备和系统参数的好坏；在有多个电压等级的电网中，能极大地方便短路电流计算。在线路阻抗中，架空线路的电抗成分远大于电阻成分，可近似认为其阻抗为纯电抗；电缆线路中，电阻和电抗成分大致相当。另外，在中、高压系统中，因短路阻抗以电抗为主，故可认为变压器短路阻抗就是短路电抗；但，对于低压系统，或电缆线路的中压系统，当电阻不能忽略时，就要分别计算短路阻抗中的短路电阻Rk.T*和短路电抗X k.T*。三相短路电流的大小取决于电压大小和短路回路阻抗大小，而短路回路的阻抗是由各种系统元件阻抗构成的，这些元件包括变压器、线路、串联电抗器等。由设计出来的主接线抽象得到的简单电路如下：xdwedsadadadaK（3）110/10kV15km电源本设计中的短路电流计算并未遵循常规。已知“系统最大运行方式下折算至变电站高压侧母线的阻抗标幺值为1.5，SB=100MVA”，主变阻抗的标幺值 X*T=UK（%）/100*SB/SN=（10.5/100）*（100/31.5）0.33则，短路回路的等值阻抗 X*=1.5+0.33=1.83取E*=1，则k点处的短路电流标幺值 I*k=1/ X*=1/1.830.546则，k点处的短路电流为Ik.（3）= I*k*( SB/ UB)=0.546*(100/10)=5.46(kA)流过电压等级的短路电流为 Ik.（3）= Ik.（3）/ k=0.496 (kA)，其中k=110/10 第六章 主要电气设备选择 由于电气设备和载流导体的用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，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，为此，它们的选择都有一个共同的原则。电气设备选择的一般原则为： 应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。 应满足安装地点和当地环境条件校核。 应力求技术先进和经济合理。 同类设备应尽量减少品种。 与整个工程的建设标准协调一致。 选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。校验的一般原则： 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。 用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 短路的热稳定条件 Qdt在计算时间ts内，短路电流的热效应（KA2S）Itt秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA2S）T设备允许通过的热稳定电流时间（s）校验短路热稳定所用的计算时间Ts按下式计算t=td+tkd式中td 继电保护装置动作时间内（S）tkd断路的全分闸时间（s） 动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是：上式中 短路冲击电流幅值及其有效值 允许通过动稳定电流的幅值和有效值 绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必须符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。电气设备的选择应遵循以下两个原则：.按正常工作状态选择；.按短路状态校验。按正常工作状态选择的具体条件：（1）.额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220KV及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15Ue。所以一般可以按照电气设备的额定电压Ue不低于装设地点的电网的额定电压Uew: UeUew（2）.额定电流：所选电气设备的额定电流Ie不得低于装设回路最大持续工作电流Imax: IeImax。计算回路的Imax应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低5时出力保持不变，所以Imax1.05 Iet;母联断路器回路一般可取变压器回路总的Imax；出线回路应该考虑出线最大负荷情况下的Imax。按短路状态校验的具体条件：（1）.热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值：QyQd（2）.动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏：ichidw61 各级电压母线的选择选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容： 、选择母线的材料，结构和排列方式；、选择母线截面的大小；、检验母线短路时的热稳定和动稳定；、对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；、对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。110kV母线一般采用软导体型式。软导体有铝绞线、钢芯铝绞线、耐热铝合金绞线、扩径导线、铝镁硅合金导线、铜绞线等种类，主要用于架空电力线路输送电能及架空避雷线。其中扩径导线一般用于330kV及以上超高压架空输电线路上；铝镁硅合金导线适用于山区和丘陵地带，用于重冰区或大跨越输电线路等。铝绞线及钢芯铝绞线均适用于架空电力线路作为输送电能之用。但铝绞线由于机械强度低，耐腐蚀性能差，故使用范围受到一定限制；钢芯铝绞线强度和载流能力在一定范围内均能满足要求，且施工安装方便，目前在各级电压配电装置及输电线路上得到广泛应用。而110kV母线的工作电流：I=1.05*31500/1103=173.6038（A），故，选用LGJ-50型钢芯铝绞线。10kV母线一般采用硬导体型式。导体通常由铜、铝、铝合金及钢材料制成。铜导体一般在下列情况下才使用：位于化工厂（其排出大量腐蚀性气体对铝质材料有影响者）附近的屋外配电装置；发电机出线端子处位置特别狭窄以及铝排截面太大穿过套管有困难时； 持续工作电流在4000A以上的矩形导体，由于安装有要求且采用其他型式的导体有困难时。载流导体一般使用铝或铝合金材料。我国目前常采用的硬导体型式有矩形、槽形和管形等。单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点，一般适用于工作电流I2000A的回路中。而多片矩形导体集肤效应系数比单片导体的大，所以附加损耗增大，且在工程实用中，多片矩形导体适用于工作电流I4000A的回路。当工作电流为4000A以上时，导体则应选用有利于交流电流分布的槽形或圆管形的成型导体。因10kV母线的工作电流：I=1.05*31500/103=1909.642（A），所以，选择尺寸为120*10（宽*厚/*）的单片矩形铝母线（LMY）。6.2 高压断路器的选择高压断路器是主系统的重要设备之一。它的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备和线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大特点是能断开电器中负荷电流和短路电流。型式选择：本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。选择断路器时应满足以下基本要求： 在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。 在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。 应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。1、110kV断路器的选择考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无油化目标，且由于SF6断路器已成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、额定电流和开断电流可做得很大、开断性能好，适于各种工况开断，断口电压可做得较高，体积小，使用寿命和检修周期长而且使用安全、可靠，运行稳定。(1)额定电压：Ue=110kV (2)额定电流：Ie变电所最大长期工作电流Igmax （考虑变压器事故过负荷的能力40%）(3)根据有关资料选择LW25-110/1250型断路器，参数如下：型号技术参数额定电流I（A）额定开断电流（KA）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)LW25-110/125012502525252、主变10kV侧断路器及分段断路器的选择真空断路器由于其噪音小，无火灾及爆炸危险，体积小、重量轻，触头不易氧化，无污染，可连续多次操作、开断性能好、灭弧迅速，运行维护简单、开距短，灭弧室小巧精确、不需检修，所须的操作功小，动作快，且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以，10KV侧采用真空断路器。（1） 额定电压：Ue=10kV（2） 额定电流：按10KV最大负荷考虑（3） 据有关资料选择断路器如下型号技术参数额定电流I（A）额定开断电流（KA）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)ZN-10/1600-31.5160031.58031.5(2s)3、10kV出线断路器的选择（1） 额定电压：Ue=10kV（2） 额定电流：按负荷最大的10KV出线考虑（3） 根据有关资料选择断路器如下型号技术参数额定电流I（A）额定开断电流（KA）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)ZN-10/6006008.7228.76.3 隔离开关的选择隔离开关是高压开关设备的一种，它无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流及短路电流，需与断路器配套使用，主要是用来隔离电压，进行倒闸操作的，还可以分、合小电流电路。隔离开关和断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故，无须进行开断电流和短路关合电流的校验。选择隔离开关时应满足以下基本要求：. 隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。. 隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。. 隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。. 隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。. 隔离开关的结构简单，动作要可靠。. 带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。1、110kV隔离开关的选择 (1)额定电压：Ue=110kV (2)额定电流：Ie变电所最大长期工作电流Igmax （考虑变压器事故过负荷的能力40%）(3)根据有关资料选择GW4-110DW型隔离开关,参数如下：型号技术参数额定电流I（A）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)GW4-110DW63050202、主变10kV侧断路器及10KV分段断路器两侧隔离开关的选择（1）额定电压：Ue=10kV（2）额定电流：按10KV最大负荷考虑(3)根据有关资料选择隔离开关如下型号技术参数额定电流I（A）极限通过电流 Igf (kA)10秒热稳定电流(kA)GN1-10/2000200085363、10kV出线断路器两侧隔离开关及10KV母线PT隔离开关的选择（1）额定电压：Ue=10kV（2）额定电流：按负荷最大的10KV出线考虑(3)根据有关资料选择隔离开关如下型号技术参数额定电流I（A）极限通过电流 Igf (kA)5秒热稳定电流(kA)GN1-10/60060060206.4 电流互感器的选择和配置总的说明：、根据电流互感器装置处电压等级确定额定电压、根据Ie=Igmax110%确定CT一次额定电压、根据互感器CT用途，确定其级次组别及接线方式、110kV线路侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形 110kV桥开关一侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形，另一侧设置差动一组CT，接成三相星形 10kV主变出口处设置差动、计量、测量及电流保护三组CT，接成三相星形 10kV负荷出线处设置计量、测量及电流保护二组CT，接成二相星形、选定型号，根据短路情况校验热稳定及动稳定一.参数选择1.技术条件（1） 正常工作条件一次回路电流，一次回路电压，二次回路电流，二次回路电压，二次侧负荷，准确度等级，（2） 短路稳定性动稳定倍数，热稳定倍数（3） 承受过电压能力绝缘水平，泄露比2.环境条件环境温度，最大风速，相对湿度。二.型式选择选择电流互感器时，应根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）选择其型式。选用母线型电流互感器时应注意校核窗口尺寸。当一次电流较小（在400A及以下）时，宜优先采用一次绕组多匝式，以提高准确度；当采用弱电控制系统或配电装置（例如超高压配电装置）距离控制室较远时，为能减小电缆截面，提高带二次负荷能力及准确级，二次额定电流应尽量采用1A。而强电系统用5A。35kV以下的屋内配电装置的电流互感器，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以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，如回路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占地。110KV侧CT的选择根据设计手册35KV及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器常用L(C)系列。出线侧CT采用户外式，用于表计测量和保护装置的需要准确度。当电流互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电流的1/3左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标。根据 选择型号为LCWB6-110W型 10KV侧CT的选择根据典型设计，10KV侧电流互感器宜选用干式电流互感器，其参数如下：名称型式额定电压（kV）额定电流（A）（4秒）热稳定电流(kA)动稳定电流峰值(kA)电流互感器（进线回路）干式10200040100电流互感器（出线回路）50031.580三.CT的配置 为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依具体情况按二相或三相配置； 保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的死区来设置。如有两组电流互感器，应尽可能设置在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中； 为了防止电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧，即尽可能不在紧靠母线侧装设电流互感器； 为了减轻内部故障对发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。 6.5 电压互感器的选择和配置总的说明：1、根据电压互感器装置处电压等级确定电压2、根据用途及负荷确定准确度、二次电压、二次负荷量及联接方式一.参数选择1.技术条件(1) 正常工作条件一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械负荷(2) 承受过电压能力绝缘水平，泄露比距。2.环境条件环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。二.型式选择1.种类和型式选择。应根据装设地点和使用条件进行选择电压互感器的种类和型式。 在635kV屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式电压互感器；110220kV配电装置特别是母线上装设的电压互感器，通常采用串级式电磁式电压互感器；当容量和准确级满足要求时，通常多在出线上采用电容式电压互感器； 三相式电压互感器投资省，但仅20kV以下才有三相式产品。三相五柱式