110KV变电所毕业设计(共81页)

精选优质文档-倾情为你奉上序摘要：110KV凤凰变电所是为了解决镇江西部地区严重供应不足、及让老镇江变退役的输变电工程中的一个重要工程。随着计算机时代的到来，微机保护在电力系统中已得到了广泛的应用，本文主要围绕对110kV凤凰变电所的电气部分，依据专业的特点和范畴，对变电所的主变压器选择、电气主接线的设计、主要的电气设备选择、继电保护及自动装置的配置以及变电所过电压保护方案及避雷器的配置作了分析、比较和确定。关键词：110KV变电所 整定计算 设备选型 保护配置 第一章 概述一、 设计依据：本设计根据本人参与基建的凤凰变电所，并查阅相关资料进行设计。二、 基础资料：1、 负荷资料：本变电所为周围地区35KV及10KV电网供电，负荷资料如下：35KV:负 荷 名 称Pmax（KW）cosQmax（Kvar）35KV上党变电所28500.91341.635KV驸马变电所90000.94358.935KV三山变电所56700.92746高发水泥厂40000.83000三山轧钢厂33000.752910 10KV: 负 荷 名 称Pmax（KW）cosQmax（Kvar）城南支线20000.81500城北支线35000.82625城东支线30000.82250城西支线20000.81500展览中心40000.83000丹徒中心医院30000.91452丹徒教育园区20000.9968发展规划期5年，负荷年均增长率5%。 负荷曲线为:35KV上党变电所35KV驸马变电所35KV三山变电所高发水泥厂三山轧钢厂城南支线城北支线 城东支线城西支线展览中心丹徒中心医院丹徒教育园区2、 气象资料：年最高温度40 年最低温度-6 最热月平均最高温度35三、 系统情况概述1、 该110kV降压变电所附近有我供电公司所属两座220KV变电所,分别距离本设计变电所所址35KM和25KM。可从这两座220KV变电所各引入一回110KV进线。待设计变电所应具备向周围15KM区域内的原丹徒县2-3个35KV变电所供电的能力，且应能够带上1-2个35KV用户变电所。再考虑与西侧110KV高资变电所或东侧110KV辛丰变电所的联络线及备用预留，待设计变电所35KV出线数目应在5-8路为宜。总送出容量约在30MVA左右。待设计变电所10KV系统主要承担向谷阳镇及新城地方负荷供电任务，总送出容量约考虑为20MVA左右；对重要负荷必须双电源供电。城市中心区线路一律采取地下电缆敷设。2、 本变电所负荷考虑5年的增长，年均增长率为5%。3、 本变电所在系统中重要性一般，为终端降压变电所，双线双变规模一次到位。第二章 电气主接线一、 各级电压出线数量4、 待设计变电所35KV出线数量统计：原乡镇地方变电所 3路用户变电所 3路联络 1路备用 1路共计 8路说明：35KV用户两个，其中三山钢厂为重要用户，需双回路供电，故共有3路出线供35KV用户。考虑与西侧110KV高资变电所或东侧110KV辛丰变电所的联络线及备用预留，以备转供负荷及扩展。5、 待设计变电所10KV出线数量统计：城区公用配变线路 4路大用户变电所 6路联络 1路备用 1路共计 12路说明：待设计变电所10KV大用户均为重要负荷，故均为双回供电。二、 主接线方案的比较与确定电气主接线是电力系统设计的主要组成部分，它不仅标明了各主要设备的规格、数量，而且反映了各设备的作用、连接方式和回路间相互关系，是变电所电气部分的主体，直接影响着配电装置的布置和继电保护配置选择，对电力系统的运行可靠性、灵活性和经济性起决定作用。我国变电所设计技术规程SDJ2-79规定：“变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方面和节约投资等要求。”变电所电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。1、 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先必须满足这个要求，具体如下：（1） 断路器检修时，不宜影响供电。（2） 断路器、母线故障及母线检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。（3） 尽量避免出现变电所全部停运的情况。2、 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性，具体要求为：（1） 调度灵活，操作简便。应能灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。（2） 检修时应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的运行及对用户的供电。（3） 扩建时，应能容易地从初期过度到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装线路而不互相干扰，并且对一次、二次部分的扩建工作量最少。3、 主接线在满足可靠性和灵活性的要求前提下应做到经济合理，具体要求为：（1） 投资节省。主接线应力求简单，合理减少断路器等一次设备的数量。主接线应使继电保护不过于复杂，并能限制短路电流，以减低设备造价。（2） 节约占地。土地是国家宝贵的资源，主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。特别是尽量不要占用良田。（3） 降低电能损失。应通过合理选择变压器种类、容量、数量来避免出现多环节降压而增加电能损失。待设计的110KV变电所共有110KV线路2回，分别由两个220KV变电所供电；35KV出线8回；10KV出线12回。电气主接线的基本形式有单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线、增设旁路接线、桥式接线等。现将这些接线方式的优缺点及适用范围简要叙述如下：单母线接线：优点：简单、投资少、便于维护及扩建； 缺点：可靠性差、灵活性差； 适用：一台主变，很少出线的情况；单母线分段接线：优点：较为简单、投资较少、可靠性与灵活性得到较大提高； 缺点：出线不能全部架空，扩建时须均衡考虑； 适用：两台主变，610KV出线数目12路以上，3563KV出线数目48路的情况；双母线接线：优点：可靠性与灵活性得到很大提高，扩建与试验方便； 缺点：设备投资大，操作复杂；适用：电源与出线数目很多，输送和穿越功率较大，对供电可靠性要求十分严格的变电所。譬如10KV出线短路电流较大需设电抗器时，35KV出线数目超过8回时，110KV出线超过5回时等。双母线分段接线：优点：可靠性与灵活性非常高； 缺点：设备投资等大，操作更复杂； 适用：110KV以上电压等级回路10回以上时，为了限制220KV母线短路电流或系统解列时；增设旁路接线：优点：断路器检修时不中止对外供电，可靠性相应提高； 缺点：增加设备投资； 适用：断路器检修周期较短，替换时间较长时，系统不允许出线停电检修时等情况；桥式接线：优点：断路器数量很少，能满足供电可靠性与灵活性的要求； 缺点：变压器切投操作较复杂，桥回路检修时，两回路解列； 适用：容量不大的变电所，且变压器不经常切换；现就本变电所3个电压等级的主接线方案进行比较选择.（1）110KV系统。 考虑到该级电压系统为两线两变配置,首先想到采用桥式接线。因本变电所为终端变电所,没有穿越功率流经,故采用内桥接线。110KV两回进线作为本变电所的双电源，其中任何一回单独停电均不影响本变电所运行，更不会影响系统，因此也不需要采取线路侧加装跨条之措施来避免线路长期停役。本终端变电所负荷相对稳定，运行过程中不会因负荷频繁变动而投切变压器，也不会因其他运行上的原因投切变压器，因检修试验而投切变压器的时间间隔也很长，所以该接线投切变压器较为复杂的缺点在本变电所中并不突出。桥断路器检修时，两台变压器将分列运行，这在本变电所也是允许的。基于限制短路电流的考虑，有时我们还希望其分列运行。也可以考虑一下单母线分段接线，这种接线增加了母线设施投资，断路器数量也增加到了5台。其操作方便的优点因本变电所投切不频繁的缘故作用不大，且终端变电所的最终规模一般也就是双路电源进线，不需要扩建增加进线间隔。110KV系统显然不能采用可靠性和灵活性均较差的单母线接线方式。由于回路较少和允许线路停役，采用双母线及旁路等方式也显然没有必要。综上所述，内桥接线能满足110KV系统运行可靠、灵活的要求，且比较经济，本变电所实际又能避开内桥接线的缺点。故选择内桥接线作为本变电所110KV系统的主接线方式。（2）35KV系统。本变电所35KV系统进线2路，出线8路，有重要用户需双电源供电。由于存在重要用户，因此可靠性较差的单母线接线不能使用。在将母线分段后，给重要用户供电的双路出线可分别接至两段母线上，可靠性得到了较好的保证，此时我们就可以主要从经济的角度来比较方案。双母线及双母线分段接线设备投资和土建投资均有较大增加，且运行操作中出现较多倒闸操作，比较复杂，容易发生误操作事故。双母线（分段）接线能保证任一段母线检修时维持对所有用户的供电，这对于本变电所来说并无必要。所以单母线分段是比较好的选择。由于35KV系统当前多采取固定式成套配电装置，出线断路器之间不具备迅速互换的能力。而35KV断路器（含回路元件）一旦出现故障，检修时间比较长，对用户供电影响较大，所以应加设旁路母线。为了节约投资，可将旁路断路器与分段断路器合二为一。综上所述，35KV系统采取单母线分段带旁路（旁路兼分段）接线。（）10KV系统。本变电所10KV系统进线2路，出线12路，有重要用户需双电源供电。由于存在重要用户，因此可靠性较差的单母线接线不能使用。在将母线分段后，给重要用户供电的双路出线可分别接至两段母线上，可靠性得到了较好的保证，此时我们就可以主要从经济的角度来比较方案。双母线及双母线分段接线设备投资和土建投资均有较大增加，且运行操作中出现较多倒闸操作，比较复杂，容易发生误操作事故。双母线（分段）接线能保证任一段母线检修时维持对所有用户的供电，这对于本变电所来说并无必要。所以单母线分段是比较好的选择。由于10KV系统当前多采取中置手车式成套配电装置，出线断路器之间具备迅速互换的能力。一旦某一回出线断路器出现故障，可以迅速将备用断路器手车换上，对用户供电影响不大。且当前使用的10KV断路器一般检修周期相当长，有的甚至免检修，所以无须加设旁路母线。综上所述，10KV系统采取单母线分段接线。至此，本变电所主接线方式已经选定，列表如下：电压等级接线方式110KV内桥35KV单母线分段带旁路（分段兼旁路）10KV单母线分段第三章 主变压器选择一、 主变压器选择1、 变压器台数的确定。本变电所承担着部分重要负荷的供电任务，应装设两台变压器，保证一台变压器故障或检修时另一台变压器仍能对外供电。为了具备并列运行之条件，应选择容量、型号完全一样的两台变压器。2、 负荷容量的确定将各路出线的负荷曲线进行叠加计算:根据总计表,绘出总负荷曲线:图中,p1p6分别为0.5656,0.6074,0.7069,1,0.9833,0.7972。最大负荷为52239KVA。35KV最大负荷28673KVA,10KV最大负荷23601KVA。3、 变压器容量的确定。（1） 考虑到5年左右的负荷发展，给出的负荷增长率为5%，所以考虑到发展后本变电所负荷为52239*（1+5%）5=66672KVA。其中负荷曲线及负荷构成认为不变。35KV发展负荷为36595KVA，10KV发展负荷为30122KVA。（2） 对于本变电所，应考虑只有一台变压器运行时，保证对重要负荷的供电，或者保证总负荷70%部分的供电。这种保证是考虑了变压器正常过负荷能力的。本变电所重要负荷不到总负荷的70%，故按70%总负荷，即66672*0.7=46670KVA来选择变压器容量。预先考虑到变压器的正常过负荷能力，拟选额定容量为40000KVA，来校验其过负荷能力。这时，各时段变压器的负荷系数为：08 P1=0.5656*0.7*66672/40000=0.66810 P2=0.6074*0.7*66672/40000=0.711016 P3=0.7069*0.7*66672/40000=0.821618 P4=1*0.7*66672/40000=1.1671822 P5=0.9833*0.7*66672/40000= 1.1472224 P6=0.7972*0.7*66672/40000= 0.93欠负荷时的等值负荷系数为：过负荷时间为6小时，查表得该变压器正常过负荷倍数为K2=1.17。该系数大于P4=1.167，故选择额定容量为40000KVA的两台变压器已经可以了。4、 变压器相数：除了超高压的一些变压器以外，变压器一般选择三相产品。5、 绕组及连接方式：本变电所供电用户有35KV、10KV两个电压等级，需采取三绕组变压器。绕组连接方式有Y、两种，我国变压器110KV绕组均采用Y0连接。35KV系统有时需要在中性点装设消弧线圈，故需采取Y连接，引出中性点。10KV绕组一般采用连接。6、 主变压器容量比。110KV侧：取100%；35KV侧： 取100%；10KV侧： 取100%容量比为：40000/40000/40000 KVA7、 变压器阻抗的确定。变压器阻抗即指绕组间的漏抗,其数值大小主要取决于结构和材料。从稳定和供电电压质量考虑，希望阻抗比较小。而阻抗小会使短路电流增加。因此，变压器阻抗的确定必须从系统稳定、功率流向、无功、保护、调压等诸多方面进行综合考虑。就当前变压器制造工艺来说，降压变压器低压、中压、高压三个绕组一般自铁心向外依次排列，因此高、低压绕组之间的阻抗也就最大。8、 变压器调压方式的确定。本变电所负荷变动比较大，为了保证供电可靠性及电压质量，拟选用有载调压变压器，调压绕组为110KV绕组。35KV侧无载调压。9、 变压器的冷却方式。以往110KV变压器往往采取风冷方式解决散热问题，而近年来，片式散热器大量应用，取代管式散热器成为主流，散热效果显著改善，故可以采用自冷方式，简化了变压器辅助系统的设计、安装与维护。10、 综上所述，本设计选择两台主变压器，型号SSZ9-40000/110。相关参数如下：（参阅华鹏变压器厂产品样本）容量：40000KVA； 电压：连接组号：YNynoD11； 总重：79.2吨；运输重：64.8吨；空载损耗：36.6KW； 负载损耗：189KW；空载电流：0.36%； 短路阻抗：HVMV 10.5% MVLV 6.5% HVLV 17.5%轨距：2000毫米。二、 中性点接地方式变压器中性点的接地方式是由电网中性点的接地方式决定的。我国35KV及以下电压等级的电网一般采取中性点不接地方式运行，这是因为中性点不接地时若发生单相接地故障，故障线路的非接地相电压升高为线电压，但系统仍可以维持对用户正常供电，提高了供电可靠性。但对于110KV等较高电压的系统，为了使相绝缘承受线电压而增加的设备投资很大，超过了单相接地维持供电所能带来的效益。且110KV及以上系统如采取中性点不接地，受到接地电弧过电压的威胁较较低电压等级的系统要大。因此我国110KV电网采取中性点直接接地方式，而35KV及以下一般采取不接地方式。在本设计中，两台主变的110KV中性点均经接地专用隔离开关接地。经隔离开关接地是为了便于运行调度灵活选择接地点，控制零序网络的结构。主变35KV中性点不直接接地，但出于限制电弧接地过电压等考虑，在35KV系统单相接地时的接地电流大于10A时，应装设消弧线圈进行补偿。 35KV侧发生单相接地流过接地点的电容电流： 应装设消弧线圈。主变10KV为三角形接线，无中性点。10KV电网中性点不接地，这两者是吻合的。但也需校验一下单相接地故障电流：10KV侧发生单相接地流过接地点的电容电流： 10KV侧无须装设消弧线圈。三、 补偿装置本设计变电所总负荷的功率因数不高，只有0.85左右，需设置并联电容补偿装置。一般35KV次级变电所及用户变电所均就地设置并联电容补偿装置，本变电所35KV侧可不设。10KV侧需设置并联电容补偿装置。该装置补偿容量确定如下：10KV最大有功及无功为：补偿容量：QC=Pmax(10)(tgj1-tgj2)=19500(tgcos-10.826-tgcos-10.9)=3862kvar将补偿电容器分别接在两段10KV母线上，每段补偿容量为：3862/2=1931KVAR。由此可以确定，本变电所装设两套并联电容器补偿装置，每套额定容量2400KVAR。第四章 短路电流计算一、 短路电流计算的目的。在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个方面：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限制短路电流的措施等，均需要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电流；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；计算短路电流的冲击值，用以校验设备动稳定。3、 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需各种短路电流时的短路电流为依据进行整定和校验。二、 选择短路点。选择短路点目 的运 方备注d1选择DL1或DL3进线1或进线2单独供电。最大运方d2选择DL2或DL3进线1或进线2单独供电。最大运方d3选择GL32路进线同时供电,桥断路器合上，一台主变运行。最大运方d4选择DL42路进线同时供电,桥断路器合上，一台主变运行。最大运方d4校验保护单线单变运行。最小运方d5选择DL52路进线同时供电,桥断路器合上，一台主变运行。最大运方d5校验保护单线单变运行。最小运方d6选择DL62路进线同时供电,桥断路器合上，两台主变并列运行。最大运方d7选择DL72路进线同时供电,桥断路器合上，两台主变并列运行。最大运方D8校验保护双线双变并列运行。最大运方D9校验保护双线双变并列运行。最大运方D8校验保护单线单变运行。最小运方D9校验保护单线单变运行。最小运方三、 绘出系统等值电抗图及参数归算。取功率基准SB=100MVA，电压基准UB=UAV。以下参数除标明单位之外，均为标幺值，不再另作说明。四、 计算D1、D2点短路电流五、 计算D3点短路电流六、 计算D4点短路电流1、 最大运方三相短路2、 最小运方两相短路七、 计算D5点短路电流1、 最大运方三相短路2、 最小运方两相短路八、 计算D6点短路电流九、 计算D7点短路电流十、 D81、 最大运方三相短路10出线设为10KM，电抗标幺值为：2、 最小运方两相短路将短路点移至距线路首端20%处，重新计算短路电流：十一、 D91、 最大运方三相短路35出线设为12KM，电抗标幺值为：2、 最小运方两相短路将短路点移至距线路首端20%处，重新计算短路电流：十二、 计算结果列表短路点运行方式I（KA）ich=（Kch=1.8）KAd1最大运方3.5358.999d2最大运方4.32811.02d3最大运方7.86320.02d4最大运方10.9127.77d4最小运方7.912d5最大运方4.75812.11d5最小运方3.172d6最大运方19.3649.28d7最大运方7.96120.27D8最大运方1.406D8最小运方1.126D8短路点前移3.586D9最大运方2.858D9最小运方1.739D9短路点前移2.724第五章 电气主设备的选择一、 本变电所的一次主要设备配置。电气设备选择是变电所电气设计的主要内容之一，正确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。本设计根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极稳妥地采用新技术，节省投资，选择合适的电器。1、 断路器。断路器的配置在主接线选择时已经确定，现列表如下：电压名称数量 功能备注110KV主变断路器2控制主变110KV桥断路器1控制主变35KV次总断路器235KV系统总受电35KV出线断路器8馈电35KV分段断路器1分段联络兼旁路10KV次总断路器210KV系统总受电10KV出线断路器12馈电10KV分段断路器1分段联络10KV电容断路器2供补偿装置2、 隔离开关。断路器两侧均应装设隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。手车式断路器触头即起到隔离开关作用，不必另设。110KV桥式接线中，主变前应装设主变隔离开关，以便本台主变停役时本侧线路继续运行。所用变压器、电压互感器、避雷器等设备前需装设隔离开关，主变110KV中性点需经过隔离开关接地。3、 电压互感器。35KV、10KV各段母线均需装设电压互感器，满足测量、保护、自动装置等要求。110KV电压互感器可以装设在进线侧。4、 电流互感器。所有断路器回路均需装设电流互感器，满足测量、保护、自动装置等要求。主变110KV中性点也需装设电流互感器。110KV电流互感器一般接成三相式，35KV和10KV电流互感器应按照保护监控等要求装设三相式或两相式。另外，电缆出线回路须在电缆首端装设用以测量接地电流的零序电流互感器。5、 避雷器。各电压系统母线应装设避雷器，110Kv避雷器可以结合电压互感器一起装设在进线侧，能够满足与变压器之间的电气距离。35KV、10KV出线为电缆结合架空，一般在室外线路终端塔（杆）上装设避雷器，当电缆长度较长时，应同时在室内开关柜电缆头处设避雷器。二、 断路器的选择1、 110KV断路器 110KV断路器当前一般选择六氟化硫断路器，适应了变电设备无油化的要求，开断能力强，开断时不易发生电弧重燃，有效地遏制了操作过电压。（1） 进线2断路器：考虑一条进线带2台变压器运行，并计及过载30%，得回路可能出现的最大工作电流：短路计算时间：tk=tpr+tin+ta=3.5+0.06+0.04=3.6s其中，ta为断路器燃弧时间，取0.04S；tin为断路器固有分闸时间，取0.06S；tpr为保护动作时间，考虑最不利的情况，故障由远后备保护切除，取为3.5S。短路热容量为：tk>1s，故不计非周期分量。QK=QP=67.433KA2.S断路器的额定电压UN=110KV，一般户外安装，查阅产品样本，选择LW14-110/2000A型断路器，下表列出断路器的有关参数，并与计算数据进行比较。计 算 数 据LW14-110/2000系统额定电压UNS 110(kV)额定电压UN 110(kV) 最大持续工作电流Imax 546(A)额定电流IN 2000(A) 次暂态短路电流 I” 4.328(kA)额定短路开断电流INbr 40(kA) 短路冲击电流ish 11.02(kA) 短路关合电流iNcl 100 (kA) 短路电流热效应QK 67.43（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 6400（kA2.S） 短路冲击电流ish 11.02(kA) 动稳定电流ies 100(kA)由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器LW14-110/2000合格。该断路器采用气动操作机构,压缩空气工作压力1.5Mpa,压缩电机功率2.2KW。SF6气体工作压力0.5 Mpa，每台断路器充入SF6气体10KG。（2） 进线1断路器。该断路器经受的短路电流略小于进线2断路器，可选择与进线1同型的断路器。（3） 桥断路器。虽然流过的最大可能工作电流只有进线断路器的一半，但上面选择的断路器额定电流已经比较小，故可选择与进线1同型的断路器。2、 35KV断路器选择。为适应变电设备无油化的要求，并考虑到35KV配电装置便于做成户内成套装置，要求断路器体积较小，重量较轻，便于安装维修。拟选择真空断路器。（1） 次总断路器。本变电所35KV次总最大工作电流为：D5点短路时，I”=4.758KA，ICH=12.11KA短路计算时间：tk=3.6s短路热容量为：tk>1s，故不计非周期分量。QK=QP=81.5KA2.S查阅产品样本，选择ZN72-35/1250型断路器，下表列出断路器的有关参数，并与计算数据进行比较。计 算 数 据ZN72-35/1250系统额定电压UNS 35(kV)额定电压UN 35(kV) 最大持续工作电流Imax 858(A)额定电流IN 1250(A) 次暂态短路电流 I” 4.758(kA) 额定短路开断电流INbr 25(kA) 短路冲击电流ish 12.11(kA) 短路关合电流iNcl 63 (kA) 短路电流热效应QK 81.5（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 2500（kA2.S) 短路冲击电流ish 12.11(kA) 动稳定电流ies 63(kA)由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器ZN72-35/1250合格。 该断路器采用弹簧操作机构。（2） 分段兼旁路断路器，与次总断路器同型。（3） 出线断路器，因出线电流不会大于次总电流，且1250A已是该型号断路器最小的规格，故仍选ZN72-35/1250。 此时，用D7点短路的数据计算短路热容量：tk>1s，故不计非周期分量。QK=QP=228.16KA2.S列表比较：计 算 数 据ZN72-35/1250系统额定电压UNS 35(kV)额定电压UN 35(kV) 最大持续工作电流Imax <858(A)额定电流IN 1250(A) 次暂态短路电流 I” 7.961(kA) 额定短路开断电流INbr 25(kA) 短路冲击电流ish 20.27(kA) 短路关合电流iNcl 63 (kA) 短路电流热效应QK 228.16（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 2500（kA2.S) 短路冲击电流ish 20.27(kA) 动稳定电流ies 63(kA)由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器ZN72-35/1250合格。3、 10KV断路器选择10KV现多用中置式手车开关柜，配真空开关。该装置体积紧凑，密封性好，故障几率低，互换性极佳，已得到实际运行考验，取得较好的效果。（1） 次总断路器。本变电所10KV次总最大工作电流为：D4点短路时，I”=10.91KA，ICH=27.77KA短路计算时间：tk=3.6s短路热容量为：tk>1s，故不计非周期分量。QK=QP=428.5KA2.S查阅产品样本，选择VD4-12/3150型断路器，下表列出断路器的有关参数，并与计算数据进行比较。计 算 数 据VD4-12/3150系统额定电压UNS 10(kV)额定电压UN 12(kV) 最大持续工作电流Imax 2859(A)额定电流IN 3150(A) 次暂态短路电流 I” 10.91(kA) 额定短路开断电流INbr 31.5(kA) 短路冲击电流ish 27.77(kA) 短路关合电流iNcl 80(kA) 短路电流热效应QK 428.5（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 3969（kA2.S) 短路冲击电流ish 27.77(kA) 动稳定电流ies 80(kA)由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器VD4-12/3150合格。 该断路器采用弹簧操作机构。（2） 分段断路器。与次总断路器同型。（3） 出线断路器。10KV出线最大容量目前为5000KVA，考虑到发展为：5000*（1+1.05）5=6381KVA，D6点短路时，I”=19.36KA，ICH=49.28KA短路计算时间：tk=3.6s短路热容量为：tk>1s，故不计非周期分量。QK=QP=1349KA2.S故选择VD4-12/1250。列表比较：计 算 数 据VD4-12/1250系统额定电压UNS 10(kV)额定电压UN 12(kV) 最大持续工作电流Imax 368(A)额定电流IN 1250(A) 次暂态短路电流 I” 19.36(kA) 额定短路开断电流INbr 25(kA) 短路冲击电流ish 49.28(kA) 短路关合电流iNcl 80 (kA) 短路电流热效应QK 1349（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 2500（kA2.S) 短路冲击电流ish 49.28(kA) 动稳定电流ies 80(kA)由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器VD4-12/1250合格。三、 隔离开关的选择1、 110KV隔离开关（1） 进线及桥断路器两侧隔离开关。利用断路器选择时的数据：UN=110KV；IMAX=546A；I”=4.328KA；ISH=11.02KA；QK=67.43KA2S。110KV装置户外布置，选择GW4-110/1250型隔离开关，将其主要参数与计算数据列表比较如下：计 算 数 据GW4-110/1250系统额定电压UNS 110(kV)额定电压UN 110(kV) 最大持续工作电流Imax 546(A)额定电流IN 1250(A) 短路电流热效应QK 67.43（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 3969（kA2.S） 短路冲击电流ish 11.02(kA) 动稳定电流ies 80(kA)该隔离开关根据需要配置不同的接地方式。主刀选择CJ9电动操作机构，地刀选用CS14G手动操作机构。（2） 主变隔离开关。利用D3点短路时的数据：UN=110KV；IMAX=273A；I”=7.863KA；ISH=20.02KA；QK=222.6KA2S。为统一型号，选择与（1）同型，列表比较：计 算 数 据GW4-110/1250系统额定电压UNS 110(kV)额定电压UN 110(kV) 最大持续工作电流Imax 273(A)额定电流IN 1250(A) 短路电流热效应QK 222.6（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 3969（kA2.S） 短路冲击电流ish 20.02(kA) 动稳定电流ies 80(kA)2、 35KV隔离开关（1） 次总及分段隔离开关。利用35KV次总及分段断路器选择所用数据：选择GN27-35/1250隔离开关，列表比较：计 算 数 据GN27-35/1250系统额定电压UNS 35(kV)额定电压UN 35(kV) 最大持续工作电流Imax 858(A)额定电流IN 1250(A) 短路电流热效应QK 81.5（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 2500（kA2.S) 短路冲击电流ish 12.11(kA) 动稳定电流ies 63(kA)该断路器采用CS6型手动操作机构。（2） 出线隔离开关。35KV出线最大容量10000KVA，电流165A，可以选择GN27-35/630隔离开关。利用35KV出线断路器选择所用数据，列表比较：计 算 数 据GN27-35/630系统额定电压UNS 35(kV)额定电压UN 35(kV) 最大持续工作电流Imax 165(A)额定电流IN 630(A) 短路电流热效应QK 228.16（KA2.S） 4S热稳定容量It2t 1600（kA2.S） 短路冲击电流ish 20.27(kA) 动稳定电流ies 50(kA)该断路器采用CS6型手动操作机构。3、 10KV采用手车式开关柜，无隔离开关。四、 电流互感器选择1、 110KV电流互感器的选择：本变电所装设110KV电流互感器三组（每组三只），户外安装，油浸绝缘。三组选择型号规格完全相同的产品，统一化配置。一次主回路电流额定为209A（一台变压器）或420A（两台变压器）。为保证回路电流过载20%时电流互感器的准确性，电流互感器的额定一次电流宜为回路额定电流的1.3倍1.4倍，故选为2*300A，通过外露连接板连接方式的转换，可根据需要置于300A或600A。二次电流一般选为5A。110KV电流互感器一般有三个以上的二次绕组，分别供电给计量、测量、保护用，准确次级依次为0.2级、0.5级、10P级。各级负荷及容量为：计量绕组：负荷为电能表，容量不大于0.5VA；测量绕组及保护绕组，负荷综合于综合自动化单元，容量不大于1VA。最大负荷1.5VA。查阅产品样本，初选110KV电流互感器型号为：LB6-110，2*300/5，10P/10P/0.5/0.2，二次额定负荷S2=50VA，ZN2=1.2，动稳定倍数KES=130，热稳定倍数KT=75。现在选择电流互感器二次连接导线截面：互感器二次额定阻抗：ZN2=1.2最大相负荷电阻：电流互感器与测控装置相距估为100m，接线为完全星形，连接计算长度：选用截面为2.5mm2的铜线。校验稳定性，采用D2点短路数据：ISH =11.02KA，QK= 67.433KA2.S热稳定校验：内部动稳定校验：外部动稳定校验：式中，a为电流互感器相间距离，110KV为1.2M；lm为计算长度，等于电流互感器出线端子至下一个支撑瓷瓶距离的一半。2、 35KV电流互感器的选择35KV次总、出线等各回路均需装设电流互感器，其一次电流可根据各自回路的额定电流选择，结果为：次总、分段选为1000/5，上党变电所出线选为150/5。驸马变电所出线选为300/5。三山变电所及高发水泥、三山钢厂出线选为200/5。备用及联络回路选择为200/5。根据户内开关柜内安装的特点，查阅产品样本，选择LZZBJ7-35型，其型号含义为支柱式、浇注式、带保护级、加强型电流互感器。清洁无油，便于安装维护。绕组情况：次总：计量/测量/保护/保护，准确次级：0.2S/0.5/10P/10P；出线及分段：计量/测量/保护，准确次级：0.2S/0.5/10P；4S热稳定电流31.5KA，动稳定电流80KA。用D7点短路来校验稳定性：I”=7.961KA，ICH=20.27KA热稳定校验：内部动稳定校验：本电流互感器为浇注式，无须校验外部动稳定。35KV电流互感器的二次负荷情况基本同110KV分析，导线截面2.5MM2。3、 10KV电流互感器的选择。（1） 10KV次总回路电流互感器：该回路正常工作电流达到2200A，支柱式电流互感器已经很少做到这么大电流的规格，故选择母线式产品：LMZB7-10，电流比3000/5，绕组准确次级0.2/0.5/10P/10P；这种电流互感器本身不带一次绕组，无须进行稳定性校验，二次回路导线选择同上。（2） 10KV分段回路电流互感器选择同次总回路。（3） 10KV出线回路电流互感器：城南、城西、教育园区、共四路出线回路电流互感器变比选为300/5，另八路出线回路电流互感器变比为400/5。选择电流互感器型号为：LZZB7-10，0.2/0.5/10P，4S热稳定电流31.5KA，动稳定电流80KA。选择D6点短路数据校验：I”=19.36KA，ICH=49.38KA热稳定校验：内部动稳定校验：该电流互感器为浇注式，无须校验外部动稳定。10KV电流互感器的二次负荷情况基本同35KV分析，导线截面2.5MM2。五、 电压互感器选择本变电所各电压侧、各段母线均设置一组电压互感器。为了满足系统测量、保护及自动化装置的各种要求，接线方式采用完全星形接线，每相一只电压互感器。二次绕组一般为三个，即两个主二次绕组，一个辅二次绕组，满足计量、测量、保护的需要。1、 110KV电压互感器：考虑以下二次负荷：电能表：1.5VA；综合自动化装置：0.5VA，合计2VA。由于110KV电压等级较高，电磁式电压互感器体积大、成本高，故考虑选用结构简单、重量轻、成本小的电容式电压互感器，由于二次负荷小，故其准确性可以保证。选择型号为WVL110-10产品，额定负荷100VA，二次电压，准确次级0.2/0.5/6P。2、 35KV电压互感器：35KV电压互感器的二次负荷为：电能表：5*1.5=7.5VA；综合自动化装置：5*0.5=2.5VA；共计10VA。选择三只型号为JDZX9-35的电压互感器，准确次级0.2/0.5/6P，额定输出容量250VA，二次电压。3、 10KV电压互感器：10KV电压互感器的二次负荷为：电能表：7*1.5=10.5VA；综合自动化装置：7*0.5=3.5VA；共计14VA。选择三只型号为JDZX9-10的电压互感器，准确次级0.2/0.5/6P，额定输出容量300VA，二次电压。六、 汇流导体选择：1、 110KV导体选择：110KV户外配电装置采用软导线完成设备间的连接。首先按照最大工作电流选择：选择LGJ-300/40，其在最高工作温度70，环境温度25的情况下，额定载流量为746A，当计及环境温度40时，其载流量修正为746*0.81=604A，也能满足。正常运行时导体温度：查表得热稳定系数C=95。利用D3点短路数据QK=222.6KA2S。该母线满足热稳定性的要求。所选导线截面大于70MM2无须校验电晕。2、 35KV母线选择：（1） 按长期发热允许电流选择截面：选择TMY-60*6母线，其在最高工作温度70，环境温度25的情况下，额定载流量为1156A，当计及环境温度40时，其载流量修正为1156*0.81=936A，也能满足。 （2） 热稳定校验：正常运行时导体温度：查表得热稳定系数C=181。利用D5点短路数据QK=QP=81.5KA2.S该母线满足热稳定性的要求。（3） 动稳定校验：3、 10KV母线选择：（1） 按长期发热允许电流选择截面：选择2*TMY-100*10母线竖放，其在最高工作温度70，环境温度25的情况下，额定载流量为3551A，当计及环境温度40时，其载流量修正为3282*0.81=2876A，也能满足。 （2） 热稳定校验：正常运行时导体温度：查表得热稳定系数C=179。利用D4点短路数据QK=QP=428.5KA2.S该母线满足热稳定性的要求。（3） 动稳定校验：I”=10.91KA，ICH=27.77KA；七、 支柱绝缘子选择：在本工程中，主变出口必须设置一段母线桥，现对这段母线桥的支柱瓷瓶进行选择：1、 35KV支柱瓷瓶：根据母线额定电压和装置地点，选择ZS-35/400型支柱绝缘子，其机械破坏负荷为400KG，绝缘子高度H=400mm。动稳定校验满足要求。2、 10KV支柱瓷瓶：根据母线额定电压和装置地点，选择ZS-10/400型支柱绝缘子，其机械破坏负荷为400KG，绝缘子高度H=210mm。动稳定校验满足要求。八、 电力电缆的选择：1、 35KV次总电缆：按照长期额定电流选择：选择YJV-1*300双拼，额定电流2*650=1300A。考虑到环境温度修正（由25调整至40）系数0.85，及穿管敷设校正系数0.85，允许电流为1300*0.85*0.85=939A。满足要求。热稳定校验：利用D5点短路数据QK=QP=81.5KA2.S所选电缆满足要求。2、 10KV次总电缆：按照长期额定电流选择：选择YJV-1*630四拼，额定电流4*990=3960A。考虑到环境温度修正（由25调整至40）系数0.85，及穿管敷设校正系数0.85，允许电流为3960*0.85*0.85=2861A。满足要求。热稳定校验：利用D4点短路数据QK=QP=428.5KA2.S所选电缆满足要求。3、 35KV出线电缆：按照长期额定电流选择：选择YJV-1*95，额定电流377A。考虑到环境温度修正（由25调整至40）系数0.85，及穿管敷设校正系数0.85，允许电流为377*0.85*0.85=272A。满足要求。热稳定校验：利用D7点短路数据QK=QP=228.16KA2.S所选1*95电缆不满足要求。重选1*120电缆（额定电流433A），重复上述计算：故1*120电缆是满足要求的。以上按照负荷最大的出线选择了出线电缆，为了统一起见，其他出线均使用此规格。4、 10KV出线电缆：按照长期额定电流选择：选择YJV-3*240，额定电流587A。考虑到环境温度修正（由25调整至40）系数0.85，及穿管敷设校正系数0.85，允许电流为587*0.85*0.85=424A。满足要求。热稳定校验：利用D6点短路数据QK=QP=1349KA2.S所选3*240电缆不满足要求。重选3*300电缆（额定电流605A），重复上述计算：所以，3*300电缆能够满足要求。九、 10KV并联电容器装置的选择：1、 接线方式确定：电容器采用Y形接线，如图所示：2、 电容器选择：选择单台容量为100KVAR的BFM11/3-100-1W型电容器，台数为2400/100=24台。3、 为了降低电容器组的涌流倍数，本装置设串联电抗器，型号为CKSGQ-108/11/3-6%。4、 按照电容器运行的规定，装设接地