電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目：110kV 降壓變電站電氣系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：林俊杰專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：電氣0906 班學(xué)號(hào)：200911914指導(dǎo)教師：羅毅目錄變電站電氣系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書一、概述1、設(shè)計(jì)目的2、設(shè)計(jì)內(nèi)容3、設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1、待建變電站的建設(shè)規(guī)模2、電力系統(tǒng)與待建變電站的連接情況3、待建變電站負(fù)荷三、主變壓器與主接線設(shè)計(jì)1、各電壓等級(jí)的合計(jì)負(fù)載及類型2、主變壓器的選擇四、短路電流計(jì)算1、基準(zhǔn)值的選擇2、一、 概述1、 設(shè)計(jì)目的（ 1） 復(fù)習(xí)和鞏固電氣工程基礎(chǔ)課程所學(xué)知識(shí)。（ 2） 培養(yǎng)和分析解決電力系統(tǒng)問題的能力。（ 3） 學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本原

2、理和設(shè)計(jì)方法。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容本課程設(shè)計(jì)只作電氣系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，不作施工設(shè)計(jì)和土建設(shè)計(jì)。（ 1） 主變壓器選擇：根據(jù)負(fù)荷主變壓器的容量、型式、電壓等級(jí)等。（ 2） 電氣主接線設(shè)計(jì)：可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性。（ 3） 短路電流計(jì)算：電力系統(tǒng)側(cè)按無限大容量系統(tǒng)供電處理； 用于設(shè)備選擇時(shí)， 按變電所最終規(guī)?？紤]； 用于保護(hù)整定計(jì)算時(shí)， 按本期工程考 慮；舉例列出某點(diǎn)短路電流的詳細(xì)計(jì)算過程， 列表給出各點(diǎn)的短路電流計(jì)算結(jié)果Sk、I”、I Ish、Teq （其余點(diǎn)的詳細(xì)計(jì)算過程在附錄中列出）。（ 4 ）選擇主要電氣設(shè)備： 斷路器、隔離開關(guān)、 母線及支撐絕緣子、 限流電抗器、 電流互感器、電壓互感器、高壓熔斷器

3、、消弧線圈。 每類設(shè)備舉例列出一種設(shè)備的 詳細(xì)選擇過程，列表對(duì)比給出選出的所有設(shè)備的參數(shù)及使用條件。（5 ）編寫乂 X變電所電氣部分設(shè)計(jì)”說明書，繪制電氣主接線圖（井2圖紙）3、 設(shè)計(jì)要求（1 ） 通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定電氣主接線；（2 ） 短路電流計(jì)算；（3 ） 主變壓器選擇；（4）斷路器和隔離開關(guān)選擇；（5）導(dǎo)線（母線及出線）選擇；（6）限流電抗器的選擇（必要時(shí)）（7）完成上述設(shè)計(jì)的最低要求；（8）選擇電壓互感器；（9）選擇電流互感器；（10）選擇高壓熔斷器（必要時(shí)）（11）選擇支持絕緣子和穿墻套管;（12）選擇消弧線圈（必要時(shí)）；（13）選擇避雷器。、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1、待建變電站的建設(shè)規(guī)模

4、 變電站類型：110 kV 降壓變電站三個(gè)電壓等:級(jí)：110 kV 、35 kV、10 kV110 kV :近期線路2回；遠(yuǎn)期線路 3回35 kV :近期線路2回；遠(yuǎn)期線路4_回10 kV :近期線路4回；遠(yuǎn)期線路8回2、電力系統(tǒng)與待建變電站的連接情況 變電站在系統(tǒng)中地位：地 變電站 變電站僅采用110 kV的電壓與電力系統(tǒng)相連，為變電站的電源 電力系統(tǒng)至本變電站高壓母線的標(biāo)么電抗（Sd=100MVA ）為:最大運(yùn)行方式時(shí)0.28;最小運(yùn)行方式時(shí)0.35;主運(yùn)行方式時(shí)0.30;上級(jí)變電站后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為2.5s3、待建變電站負(fù)荷110 kV出線：負(fù)荷每回容量 10000 kVA ,cos =

5、 0.9 , Tmax = 4000 h35 kV負(fù)荷每回容量 5000 kVA ,cos = 0.85 , Tmax = 4000 h ;其中，一類負(fù)荷匕回；二類負(fù)荷_2_回 10kV 負(fù)荷每回容量 1500 kW , cos = 0.95 , Tmax = 4200 h ;其中，一類負(fù)荷匕回；二類負(fù)荷_2_回(4) 負(fù)荷同時(shí)率 0.784、環(huán)境條件當(dāng)?shù)啬曜罡邭鉁?0 °C,年最低氣溫-20 °C,最熱月平均最高氣溫 35 °C,年最低氣溫-5 0C o 當(dāng)?shù)睾０胃叨龋?00m雷暴日 15日/年5、其它 變電站地理位置：城郊，距城區(qū)約10km變電站供電范圍：11

6、0 kV 線路：最長(zhǎng) 100 km，最短50 km ;35 kV線路：最長(zhǎng) 60 km，最短20 km :10 kV 低壓饋線：最長(zhǎng) 15 km，最短 3km ;未盡事宜按照設(shè)計(jì)常規(guī)假設(shè)。三、主變壓器與主接線設(shè)計(jì)1、主變壓器的選擇（1）變壓器臺(tái)數(shù)的選擇在大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè) 兩臺(tái)變壓器為宜；對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或復(fù)合較高的變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮裝設(shè)三臺(tái)變壓器的可能性。 考慮到該變電站為一重要中間變電站， 與系統(tǒng) 聯(lián)系緊密，含有交大份額的一、二類負(fù)載，故一起工程選擇兩臺(tái)主變壓器，并列 運(yùn)行且容量相等?？紤]到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，遠(yuǎn)期增加負(fù)荷較多，

7、負(fù)荷密度迅速 增大，故而起工程增加一臺(tái)主變壓器。變壓器是變電站主要電氣設(shè)備之一，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。從電工學(xué)中知道，輸電線路中流過的電流越大，損失 的功率就越大。所以采用高壓輸電減少線路的功率損耗，故將發(fā)電廠發(fā)出的電力經(jīng)變壓器升壓后輸送，送到供電地區(qū)后經(jīng)降壓變壓器變換成低電壓供用戶使用。（2）變壓器容量的選擇設(shè)計(jì)的變電站中，35kV 側(cè)負(fù)荷每回容量5000kVA,cos ©=0.85 ,Tmax=4000h ;10kV 側(cè)負(fù)荷每回容量 1500KW ，cos ©=0.95，Tmax =4200h。近期系統(tǒng)負(fù)荷總量和類型統(tǒng)計(jì)如下：35

8、kV側(cè)的總負(fù)荷S35 =5000 X2kVA=10000kVA10kV側(cè)的總負(fù)荷Si0= (1500 X4) /0.95kVA=6316kVA近期的總負(fù)荷S =0.78 X(S35 +S 10) =12726kVA遠(yuǎn)期系統(tǒng)負(fù)荷總量和類型統(tǒng)計(jì)如下：35kV側(cè)的總負(fù)荷S35 =5000 X4kVA=20000kVA10kV側(cè)的總負(fù)荷Si0= (1500 X8) /0.95kVA=12632kVA遠(yuǎn)期的總負(fù)荷S =0.78 X(S35 +S 10) =25453kVA擬選用三臺(tái)(近期兩臺(tái)、遠(yuǎn)期增加一臺(tái))SFSL7-10000/110型三繞組變壓器,其容量比為：100/100/50;電壓比為 110

9、±2 X2.5%/38.5±2 X2.5%/11kV接線 方 式 為 YN,y0,d11阻抗電壓為：Uk12%=10.5%,U k13%=18%,U k23%=6.5% 。(2)校驗(yàn)變壓器的負(fù)荷 近期工程的主變壓器的負(fù)荷率:12726kVA20000kVA63 . 63 00。 遠(yuǎn)期工程的主變壓器的負(fù)荷率:25453kVA30000kVA84.84 00(3) 事故情況下變壓器過載能力的校驗(yàn)三臺(tái)主變，停一臺(tái)，應(yīng)承擔(dān)全部負(fù)荷的 70%80遠(yuǎn)期時(shí)，三臺(tái)主變，停一臺(tái)，應(yīng)承擔(dān)全部負(fù)荷的70%80%。此變電站一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)承擔(dān)全部負(fù)荷為?=曲?？?？三繞組變壓器各側(cè)容量選擇：要求：各

10、側(cè)容量均應(yīng)15%（遠(yuǎn)期）110kV : 25453 30000 84.84%選 Sn35kV :20000 30000 66.67%選 Sn10kV :12632 30000 42.11%選 0.5Sn變壓器容量比100 10050接地方式：110kV :直接接地；35kV :不接地；10kV :不接地所以不考慮自耦變壓器2、主接線的選擇設(shè)計(jì)原則：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用， 首先應(yīng)滿足電力 系統(tǒng)可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓登記、 進(jìn)出線回?cái)?shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備 性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確

11、定。 應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì) 性要求。主接線的選擇必須要保證向用戶供給符合質(zhì)量的電能， 而且能夠適應(yīng)各種的運(yùn)行 方式（包括正常，事故和檢修運(yùn)行方式）并能夠通過操作來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的變化 而且在某一基本回路檢修時(shí)不影響其它回路的繼續(xù)運(yùn)行。其次，主接線還應(yīng)該簡(jiǎn)明清晰，運(yùn)行維護(hù)方便，在滿足上述要求的前提下，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單，投資 少，運(yùn)行管理費(fèi)用低，一般情況下，應(yīng)考慮節(jié)約電能和有色金屬的消耗量。即考 慮安全、可靠、經(jīng)濟(jì)性原則，按照以上原則對(duì)主接線進(jìn)行選擇。（1） 110kV 側(cè)接線的選擇 方案一：采用單母分段接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好，在一段母線發(fā)生故障或者檢 修的時(shí)候另

12、一段仍然可以繼續(xù)運(yùn)行。 由于接線簡(jiǎn)單， 操作人員發(fā)生誤操作的可能 性就要小。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠， 當(dāng)要一路母線檢修或者出現(xiàn)故障時(shí)， 該母線上的負(fù)荷會(huì)停 電。方案二：采用雙母線方式接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠， 可以不停電而輪流檢修每一組母線， 一組母線故障后能夠通過 隔離開關(guān)的輪換操作來迅速恢復(fù)供電。 當(dāng)個(gè)別線路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)， 可將其 接至備用母線，不直接影響工作母線的正常運(yùn)行。 ）各電源和回路的負(fù)荷可以任 意的分配到某一組母線上， 可以靈活的調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和潮流變化。缺點(diǎn)：投資較大， 由于線路較為復(fù)雜， 在隔離開關(guān)的倒換操作中很容易出現(xiàn)誤操 作，還需在隔離開關(guān)與斷路器之間加裝連鎖裝置

13、，增加投資 比較結(jié)論：經(jīng)過比較，在保證供電可靠性前提下，就必須適當(dāng)?shù)脑黾油顿Y。采用 方案一的供電可靠性太差， 一旦發(fā)生故障， 有可能導(dǎo)致全網(wǎng)停電。 故選擇雙母線 接線，即保證供電可靠性， 同時(shí)投資也有一定的加大， 但是在可以承受的范圍之 內(nèi)。.（2） 35kV 側(cè)接線的選擇和 10kV 側(cè)接線的選擇 方案一：采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好。由于接線簡(jiǎn)單，操作人員發(fā)生誤操作的可能性就要小。缺點(diǎn)：可靠性和靈活性差。 當(dāng)電源線路， 母線或者母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或者檢 修的時(shí)候全部回路停止供電，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。方案二：選擇單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)：母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母

14、線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小 母線故障影響范圍。 對(duì)于雙回路線路供電的重要用戶， 可將雙回路接于不同的母 線段上，保證重要用戶的供電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)， 必須斷開在此段的所有回路減少了系統(tǒng)的供電 量，并使該回路的用戶停電。方案三：選擇單母分段加旁路母線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠， 可以不停電而輪流檢修每一組進(jìn)出線， 一組母線故障后能夠通 過隔離開關(guān)的輪換操作來迅速恢復(fù)供電。 當(dāng)個(gè)別線路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)， 可將 其接至備用母線，不直接影響工作母線的正常運(yùn)行。缺點(diǎn)：投資大，由于線路較為復(fù)雜。在隔離開關(guān)的倒換操作中很容易出現(xiàn)誤操作， 還需在隔離開關(guān)與斷路器之間加裝連鎖裝置，增加投資。比

15、較結(jié)論：由于該兩個(gè)電壓電壓等級(jí)側(cè)沒有一類負(fù)荷， 2 回路的二類負(fù)荷， 選擇方案一可靠 性太差，故采用方案二雙母線接線。比較結(jié)論： 經(jīng)過比較，一方面要保證可靠性，另一方面要考慮到投資的多少，所以 35kV 母線采用選擇單母分段加旁路母線接線方式， 而 10kV 母線采用單母線分段接線方式。注：35kV側(cè)和10kV側(cè)的二類負(fù)荷均由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，其來自不同的變電站三、短路電流以及工作電流計(jì)算1、主變壓器各側(cè)阻抗的百分值：Uki%=(10.5+18-6.5)/2=11%Uk2 %=(10.5+6.5-18)/2=0其標(biāo)幺值：(Sd=100 000kVA=100MVA)*11100 X】1001.1

16、10X卩0*7100 X-1000.710各個(gè)電壓等級(jí)基準(zhǔn)電流：Uk3 %=(18+6.5-10.5)/2=7%SdId11100kv 側(cè):3 Ud1100MVA.3 115kV0.502 KA35kv 側(cè)：Id2Sd,3 Ud 2100 MVA3 37kV1.56KA10kV 側(cè)：|d3Sd、3 Ud3100MVA.3 10.5kV5.5KA2、三相短路電流的計(jì)算(遠(yuǎn)期)：(1)、三臺(tái)主變同時(shí)運(yùn)行的情況7/0.2&/I1.SJ0.7IDkVA K1點(diǎn)三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式短路電流：I k1IdI10.502kA1.79kAX *10.28沖擊電流：jsh2.551 k2.551

17、.79kA4.56kA短路功率：SkSd1100 MVA 357 MVAX*10.28正常工作時(shí)運(yùn)行方式下:短路電流：I k1|dl10.502kA1.67kAX *10.30沖擊電流：jsh2.551k2.551.67kA4.27kA短路功率：Sk1Sd1100 MVA333.3MVAX*i0.30最小運(yùn)行方式下:短路電流：Ik1|dI10.502kA1.43kAX* 10.35沖擊電流：ish 2.55Ik2.551.43kA3.66kA短路功率：Sk1Sd1100MVA285.7MVAX *10.35B K2點(diǎn)三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式短路電流：I k1 IdI11.56kA2.41k

18、AX *10.281.1/3沖擊電流：ish2.55I k2.552.41kA6.14kA短路功率：Sk1 Sd1100MVA154.64MVAX * 10.281.1/3正常工作時(shí)運(yùn)行方式下:短路電流：I k1IdI11.56kA2.34kAX *10.301.1/3沖擊電流：jsh2.55I k2.552.34kA5.97kA短路功率：SkSd1100 MVA150.0MVAX*10.301.1/3最小運(yùn)行方式下:短路電流：I k1X *1|dl0.3511.1/31.56kA2.17kA沖擊電流：jsh2.551k2.552.17kA5.55kA短路功率：Sk1Sd1100 MVA139

19、.5MVAX*i0.351.1/3C K3點(diǎn)三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式短路電流：I k1|dI15.499kA6.25kAX* 10.28(1.10.7)/3沖擊電流：jsh2.55Ik2.556.25kA15.9kA短路功率：Sk1Sd1100MVA113.64MVAX*10.28(1.10.7)/3正常工作時(shí)運(yùn)行方式下:短路電流：I k1 IdI15.499kA6.11kAX* 10.30(1.10.7)/3沖擊電流：jsh2.55I k2.556.11kA15.58kA短路功率：SkSd1100 MVA111.1 MVAX *10.30(1.10.7)/3最小運(yùn)行方式下:短路電流：I

20、k1IdI15.499kA5.79kAX* 10.35(1.10.7)/3沖擊電流：jsh2.551k2.555.79kA14.76kA短路功率：Sk1Sd1100 MVA105.3 MVAX *10.35(1.10.7)/3三臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)最大運(yùn)行方式下的短路電流如下表一所示:表三臺(tái)變壓器同時(shí)工作時(shí)短路電流短路點(diǎn)運(yùn)行方式短路容量(MVA短路電流計(jì)算值(kA)I" kI ooI shK1最大方式357.01.791.794.56主運(yùn)行方式333.31.671.674.27最小方式285.71.431.433.66K2最大方式154.62.412.416.14主運(yùn)行方式150.02

21、.342.345.97最小方式139.52.172.175.55K3最大方式113.66.256.2515.90主運(yùn)行方式111.16.116.1115.58最小方式105.35.795.7914.76(2)、一臺(tái)主變停運(yùn)情況A K1點(diǎn)三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式短路電流：I k1 IdI10.502kA1.79kAX *10.28沖擊電流：jsh2.551 k2.551.79kA4.56kA短路功率：Sk1Sd1100 MVA 357 MVAX*i0.28正常工作時(shí)運(yùn)行方式下:短路電流：I k1 IdI10.502kA1.67kAX *10.30沖擊電流：jsh2.55I k2.551.67

22、kA4.27kA短路功率：SkSd1100 MVA 333.3MVAX*10.30最小運(yùn)行方式下:短路電流：I kIdIX* 110.350.502kA1.43kA沖擊電流：jsh2.55I k2.551.43kA3.66kA短路功率：SkSd1100MVA285.7MVAX *10.35B K2點(diǎn)三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式短路電流：I k1IdI11.56kA1.88kAX *10.281.1/2沖擊電流：jsh2.55I k2.552.41kA4.79kA短路功率：Sk-Sd1100 MVA120.5MVAX*10.281.1/3正常工作時(shí)運(yùn)行方式下:短路電流：I k1X *1|dl11

23、.56kA1.84kA0.301.1/2沖擊電流：jsh2.551k2.552.34kA4.69kA短路功率：Sk1Sd1100MVA117.6MVAX*i0.301.1/2最小運(yùn)行方式下:短路電流：Ik1X *1|dI11.56kA1.73kA0.351.1/2沖擊電流：ish 2.55Ik2.552.17kA4.41kA短路功率：Sk1Sd1100 MVA111.1MVAX*10.351.1/2C K3點(diǎn)三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式短路電流：I k1 IdI15.499kA4.66kAX *10.28(1.10.7)/2沖擊電流：ish2.55I k2.556.25kA11.88kA短路功

24、率：Sk1 Sd1100 MVA84.7 MVAX * 10.28(1.10.7)/2正常工作時(shí)運(yùn)行方式下:短路電流：I k1IdI1c AOQLA4.58kAX *10.30(1.15.499kA0.7)/2沖擊電流：ish2.55Ik2.556.11kA11.68kA短路功率：Sk1Sd183.3MVAX * 10.30(1.1100 MVA0.7)/2最小運(yùn)行方式下:短路電流：I k1|dl15 499kA4.40kAX *10.35(1.1U.YT0.7)/2沖擊電流：jsh2.551k2.555.79kA11.22kA短路功率：Sk1Sd1100 MVA80 MVAX * i0.35

25、(1.10.7)/2停運(yùn)一臺(tái)變壓器時(shí)最大運(yùn)行方式下的短路電流如下表二所示:表二：停運(yùn)一臺(tái)變壓器是短路電流短路點(diǎn)運(yùn)行方式短路容量（MVA短路電流計(jì)算值（kA）I" kI ooI sh最大方式357.01.791.794.56K1主運(yùn)行方式333.31.671.674.26最小方式285.71.431.433.65最大方式120.51.881.884.79K2主運(yùn)行方式150.01.841.844.69最小方式139.51.731.734.41最大方式84.74.664.6611.88K3主運(yùn)行方式83.34.584.5811.68最小方式80.04.44.411.22由以上數(shù)據(jù)可以得出

26、最大運(yùn)行方式下的短路電流，如下表三所示:表三:最大運(yùn)行方式下的短路電流短路點(diǎn)編號(hào)運(yùn)行方式短路容量（MVA短路電流計(jì)算值（kA）I" kI coI sh110kV母 線K1停運(yùn)一臺(tái)357.01.791.794.56三臺(tái)同時(shí)運(yùn)行357.01.791.794.5635kV母 線K2停運(yùn)一臺(tái)120.51.881.884.79 三臺(tái)同時(shí)運(yùn)行154.62.412.416.14 J10kV母 線K3停運(yùn)一臺(tái)84.74.664.6611.88三臺(tái)同時(shí)運(yùn)行113.66.256.2515.903、熱穩(wěn)定計(jì)算的等效時(shí)間熱穩(wěn)定計(jì)算的等效時(shí)間等于三部分等效時(shí)間之和，即繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+繼電器固有分閘時(shí)間+斷路

27、器滅弧時(shí)間。系統(tǒng)中各處的熱穩(wěn)定計(jì)算的等效時(shí)間計(jì)算如下：10kV 出線：0.5S + 0.2S + 0.05S = 0.75S10kV 母聯(lián)：1S + 0.2S + 0.05S = 1.25S主變 10kV 側(cè)：1.5S + 0.2S + 0.05S = 1.75S35kV 出線：1.0S + 0.15S + 0.05S = 1.20S35kV 母聯(lián)：1.5S + 0.15S + 0.05S = 1.70S主變 35kV 側(cè)：2.5S + 0.15S + 0.05S = 2.70S110kV 出線：2S+ 0.1S + 0.05S = 2.15S主變 110kV 側(cè)：2S + 0.1S + 0.

28、05S = 2.15S110kV 進(jìn)線：3S+ 0.1S + 0.05S = 3.15S結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表二。表二：熱穩(wěn)定等效時(shí)間（S）如表四所示表四:類別繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間滅弧時(shí)間等效時(shí)間10kV出線0.50.20.050.7510kV母聯(lián)10.20.051.25主變10kV側(cè)1.50.20.051.7535kV出線1.00.150.051.2035kV母聯(lián)1.50.150.051.70主變35kV側(cè)2.50.150.052.70110kV出線20.10.052.15主變110kV側(cè)20.10.052.15110kV進(jìn)線30.10.053.154、回路的工作電流計(jì)算:主變壓器110KV

29、 側(cè):I110000kVA55.1A1.05<3 110KV主變壓器35KV側(cè):1.0510000kVA157.5A .3 38.5KV主變壓器10KV側(cè):1.055000kVA275.6A.3 11KV110KV進(jìn)線:I4100004 50008 1500/095 kVA 328.7A3 110KV110KV出線:10000kVA3 110KV52.4A35KV出線:5000kVA-3 35 KV82.5A10KV出線:I71500kW91.2A10KV10kV母線分段開關(guān)按10kV側(cè)的總負(fù)荷的60%計(jì)算，分段開關(guān)流過的電流:8 1500 KVW3 0.95 10KV60%473.5A

30、35kV母線分段開關(guān)按35kV側(cè)的總負(fù)荷的60%計(jì)算，分段開關(guān)流過的電流：I9 4 5000KVA 60% 197.9AJ3 35KV110KV母線分段開關(guān)按總負(fù)荷和穿越功率和的 60%，分段開關(guān)流過的電流：3 100004 50008 1500/0.95KVA1 1060%197.2A.3 110KV四、設(shè)備選擇：1、開關(guān)電器的選擇：（選擇條件來源參見各短路點(diǎn)計(jì)算）高壓斷路器是變電站的重要設(shè)備之一。正常情況下，斷路器用來開斷和關(guān)合電 路；故障時(shí)通過繼電保護(hù)動(dòng)作來斷開故障電路，以保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行；同時(shí)， 斷路器又能完成自動(dòng)重合閘任務(wù)，以提高供電可靠性。為此，對(duì)高壓斷路器要求： 在正常情況下

31、能開斷和關(guān)合電路。能開斷和關(guān)合負(fù)載電流， 能開斷和關(guān)合空載長(zhǎng)線路或電容器組等電容性負(fù)荷電流，以及能開斷空載變壓器或高壓電動(dòng)機(jī)等電 感性小負(fù)載電流。 在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)能將故障從電網(wǎng)上切除。盡可能縮短斷路器故障切除時(shí)間，以減輕電力設(shè)備的損壞，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。 能配合自動(dòng)重合閘裝置進(jìn)行單重、綜重的動(dòng)作。電力系統(tǒng)應(yīng)在有電壓無負(fù)荷電流的情況下，應(yīng)用隔離開關(guān)分、合閘電路，達(dá)到 安全隔離的目的，因此隔離開關(guān)是高壓電器中應(yīng)用最多的一種電器。在選用時(shí)應(yīng)考 慮的主要因素有以下幾點(diǎn)： 隔離開關(guān)一般不需要專門的滅弧裝置。 隔離開關(guān)在分閘狀態(tài)下應(yīng)有足夠大的斷口， 同時(shí)不論隔離開關(guān)高壓線端電壓 是否正常，均要滿足安全隔離

32、的目的。 隔離開關(guān)在合閘狀態(tài)時(shí)應(yīng)能耐受負(fù)荷電流和短路電流。 在使用環(huán)境方面，戶外隔離開關(guān)應(yīng)能耐受大氣污染并應(yīng)考慮溫度突變、雨、 霧、覆冰等因素的影響。 在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，需考慮機(jī)械應(yīng)力、風(fēng)力、地震力與操作力的聯(lián)合作用，其中 包括隔離開關(guān)高壓接線端在三個(gè)方面耐受有機(jī)械力，以及支持絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度要 求。此外，對(duì)垂直伸縮式隔離開關(guān)，還需考慮靜觸頭接觸范圍的要求。 隔離開關(guān)應(yīng)具備手動(dòng)、 電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)， 信號(hào)及位置指示器與閉鎖裝置等附屬 裝置。 隔離開關(guān)亦應(yīng)配備接地刀閘，以保證線路或其他電氣設(shè)備檢修時(shí)的安全。 應(yīng)考慮配電裝置尺寸的要求及引線位置與形式來選用合適的隔離開關(guān)。（1 ） 變壓器 110KV 側(cè)斷

33、路器和隔離開關(guān)：1. 設(shè)備選型。根據(jù)設(shè)備參數(shù)列表， 擬選用 SW3-110G/1200 型斷路器， GW 4-110/600 型隔離開關(guān)。該兩種型號(hào)的斷路器和隔離開關(guān)的額定電流電壓均可以滿足要求。2. 校核動(dòng)穩(wěn)定性。斷路器：i max =41kA> ish=4.564kA隔離開關(guān)：i max =50kA> i sh =4564kA3. 校核熱穩(wěn)定性。斷路器：I 2 XT=15.8 2 X4KA 2*S> I "2 XTeq =1.793 2 X2.15KA 2*S隔離開關(guān)：I 2XT=14 2 X5KA 2*S > l"2 XTeq =1.793 2

34、 X2.15KA 2*S4. 校核開斷能力。I Br=15.8KA>1.793KA有關(guān)參數(shù)如表五、六所示:表五：斷路器：SW3-110G/1200項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110KV額定電流1200A55.1A開斷電流15.8KA1.793KA熱穩(wěn)定15.8 2 X4KA 2*S1.793 2 X2.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定41KA4.564KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)cd5 xg表六：隔離開關(guān)：GW 4-110/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110KV額定電流600A55.1A熱穩(wěn)定142 X5KA2*S1.793 2 X2.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定50KA4.564 KA操動(dòng)機(jī)

35、構(gòu)CS-14其他參數(shù)如下所示:(2) 110kV進(jìn)線斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表七，表八表七 斷路器：SW3-110G/1200項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110 KV額定電流1200A328.7/3 =109.3A開斷電流15.8KA1.793 KA熱穩(wěn)定15.82X4KA2*S1.793 2 X3.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定41KA4.564 KA表八 隔離開關(guān)：GW 4-110/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110KV額定電流600A328.7/3 =109.3A熱穩(wěn)定142 X5KA2*S1.793 2 X3.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定50KA4.564 KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)

36、CS-14(3) 110kV出線斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表九，表十表九 斷路器：SW3-110G/1200項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110KV額定電流1200A52.4A開斷電流15.8KA1.793熱穩(wěn)定15.82X4KA2*S1.793 2 X2.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定41KA4.564 KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)cd5 xg表十 隔離開關(guān)：GW 4-110/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110KV額定電流600A52.4A熱穩(wěn)定142 X5KA2*S1.793 2 X2.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定50KA4.564 KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS-14(4) 110kV母線斷路器和隔離開關(guān)

37、：設(shè)備選擇如表一，表十二表 一 斷路器：SW3-110G/1200項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110KV額定電流1200A197.2A開斷電流15.8KA1.793KA熱穩(wěn)定15.82X4KA2*S1.793 2 X2.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定41KA4.564 KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CD5 XG表十二 隔離開關(guān)：GW 4-110/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓110KV110KV額定電流600A197.2A熱穩(wěn)定14 2 X5KA2*S1.793 2 X2.15KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定50KA4.564 KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS-14(5 )主變壓器35kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十三，表十四表

38、十三斷路器：SW 3-35/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35KV35KV額定電流600A157.5A開斷電流16.5KA1.21KA熱穩(wěn)定6.62X4KA2*S1.21 2X2.70KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定41KA2.395KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)cd3 X表十四 隔離開關(guān)：GW 2 -35/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35KV35KV額定電流600A157.5A熱穩(wěn)定142X5KA2*S1.21 2X2.70KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定50KA2.395KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS8 3(6) 35KV出線斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十五，表十六表十五斷路器：SW 3-35/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35KV

39、35KV額定電流600A82.5A開斷電流16.5KA2.41KA熱穩(wěn)定6.6 2 X4KA 2*S2.41 2X1.20KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定41KA6.14KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)cd3 X表十六 隔離開關(guān)：GW 2 -35/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35KV35KV額定電流600A82.5A2.41 2X熱穩(wěn)定142X5KA2*S1.20KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定50KA6.14KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS8 3(7) 35KV雙母線連接母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十七,表十八表十七斷路器：SW 3-35/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35KV35KV額定電流600A197.9A開斷電流16.5KA2.4

40、1KA熱穩(wěn)定6.62 X4KA2*S2.41 2 X1.7KA2*S動(dòng)穩(wěn)定41KA6.14KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)cd3 X表十八 隔離開關(guān)：隔離開關(guān)：GW 2-35/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓35KV35KV額定電流600A197.9A熱穩(wěn)定142 X5KA 2*S2.41 2 X1.7KA2*S動(dòng)穩(wěn)定50KA6.14KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS 83(8 )主變壓器10KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表十九，表二十表十九 斷路器：snio-io n /1000項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10KV10KV額定電流1000A275.6A開斷電流29KA2.33KA熱穩(wěn)定28.9 2X4KA2*S2.33 2

41、X1.75KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定74KA5.94KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CD10-1表二十 隔離開關(guān)：GN8-10T/400操動(dòng)機(jī)構(gòu)：CS6-2項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10KV10KV額定電流400A275.6A熱穩(wěn)定142 X5KA 2*S2.33 2X1.75KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定40KA5.94KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS6 仃(9) 10KV出線側(cè)斷路器和隔離開關(guān)：設(shè)備選擇如表二一，表二十二表二-一 斷路器：SN 8-10/600項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10KV10KV額定電流600A91.2A開斷電流11.6KA6.25KA熱穩(wěn)定11.6 2X4KA2*S6.25 2X0.75KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定33KA15

42、.90KA表二十二 隔離開關(guān)：GN 8-10/1000項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10KV10KV額定電流1000A91.2A熱穩(wěn)定302 X5KA 2*S6.25 2X0.75KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定75KA15.90KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS6-1T(10 ) 10KV分段母線連接：設(shè)備選擇如表二十三，表二十四表二十三 斷路器：sn io-io n /10000項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)使用條件額定電壓10KV10KV額定電流1000A473.5kA開斷電流29KA6.25kA熱穩(wěn)定292 X4KA 2*S6.25 2X1.25KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定74KA15.90KA表二十四 隔離開關(guān)：GN 8-10T/1000項(xiàng)目設(shè)

43、備參數(shù)使用條件額定電壓10KV10KV額定電流1000A473.5kA熱穩(wěn)定302 X5KA 2*S6.25 2X1.25KA 2*S動(dòng)穩(wěn)定75KA15.90KA操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS6-1T2、導(dǎo)線(硬、軟母線及出線)選擇：選擇原則：按周圍環(huán)境溫度校正后的允許載流量不小于最大工作電流，只有長(zhǎng)線路才按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇；校驗(yàn)熱穩(wěn)定性時(shí)，按公式 S Smin 1 t，取C=87。c在本變電站。35kV以及10kV母線采用硬母線系統(tǒng)。其余各段線路采用軟母 線系統(tǒng)。(1) 10kV硬母線選擇：選擇60 X8mm 2的矩形鋁排。母線平置，絕緣子間距L=2.5m，相間中心間距s=0.4m。A導(dǎo)體的材料，截面的形狀，

44、敷設(shè)的方式：導(dǎo)體的材料有銅、鋁和鋁合金，銅只用于持續(xù)工作電流大，布置位置狹窄和對(duì)鋁有嚴(yán)重 腐蝕的場(chǎng)所。根據(jù)設(shè)計(jì)書的要求，本變電站的條件比較常規(guī)，所以采用鋁母線可以滿足要求。矩型母線散熱條件好，便于固定和連接，可以用于電流在4000A及以下和電壓在35kV 及以下的配電裝置中，所以本電壓等級(jí)的母線采用矩形母線。絕緣子間的跨距為2.5m，母線之間的相距為 0.4m。B導(dǎo)線截面選擇根據(jù)最大允許載流量來選擇導(dǎo)線的截面：母線的長(zhǎng)期持續(xù)工作電流： Imax = 8燈500 /0.95 = 729.3A v3 X10可以選擇80 X6 mm 2矩形鋁母線，25 C時(shí)載流量量I =1076.4A考慮溫度帶來的

45、影響，可以得進(jìn)行修正：變電站最熱月平均最氣溫為 35 C。得到修正系數(shù)為:70 3570 250.88al為長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度，對(duì)于鋁導(dǎo)線，取70 C；為實(shí)際環(huán)境溫度取變電站最熱月平均最氣溫；修正以后的載流量為:0=25 C。I = In XK = 1076.4 X0.88 = 947.2A>729.3AalI LS min 一 : tC校驗(yàn)熱穩(wěn)定:6.25KA80.3 mm 2v 480mm 287D動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):導(dǎo)體截面系數(shù)：W8 8 0.666.4 cmF 1.73i?-0.11.7322 515 9 0.1273.4Nshs0.4FL273.4250max1068.0 N/cm 2

46、<6860N/ cm 2 校驗(yàn)10W106.4短路時(shí)的最大電動(dòng)力:母線排受的最大應(yīng)力:合格。(2) 35kV 硬母線選擇:A導(dǎo)體的材料，截面的形狀，敷設(shè)的方式:矩型母線散熱條件好，便于固定和連接，可以用于電流在4000A及以下和電壓在35kV 及以下的配電裝置中，所以本電壓等級(jí)的母線采用矩形母線。絕緣子間的跨距為2.5m，母線之間的相距為 0.4m。B導(dǎo)線截面選擇根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面，同時(shí)對(duì)導(dǎo)線允許的最大載流量進(jìn)行校驗(yàn):由Tmax=4000可得導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度為：J=0.9A/mm 2。Imax 312.1可得導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積為 SJ=-0"9 = 346.8 mm

47、 2可以選擇60 X6 mm2矩形鋁母線，25 C時(shí)載流量量I =836A。考慮溫度帶來的影響，可以得進(jìn)行修正，修正以后的載流量為：1 al= IN X = 836 X。88 = 735>312"C校驗(yàn)熱穩(wěn)定:I2 4i 10 A S min 1Jt x1' 1.7 36.12 mm 2v 360mm 2c87D動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):曰侏舗面玄沏 A/b bh 66 0.63導(dǎo)體截面系數(shù)：W3.6 cm66短路時(shí)的最大電動(dòng)力：F1.73i2-0.12 51.73 6 1 52 0.140.9Nshs0.4母線排受的最大應(yīng)力：FLmax40.9250284 N/cm 2 <6860N/ cm 2 校驗(yàn)合格。10W103.6(3) 110KV軟母線的選擇A導(dǎo)線截面選擇按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面積。同時(shí)對(duì)導(dǎo)線允許的最大載流量進(jìn)行校驗(yàn)。查表可知在最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)在4000h時(shí)，軟母線的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.22A/mm 2。110kV 母線的正常工作電