110KV降壓變電所電氣部分設計說明書

降壓變電所電氣部分設計說明書（本資料僅供參考學習之用）HUSTCEEE設計人員：班級：

學號：設計日期：2003年12月目錄第一章原始資料第二章電氣部分設計說明第三章短路電抗、短路電流的計算一節(jié)二期工程計算二節(jié)一期工程計算第四章電氣設備的選擇一節(jié)斷路器和隔離開關的選擇二節(jié)各級電壓母線的選擇三節(jié)電流互感器的選擇四節(jié)電壓互感器的選擇五節(jié)熔斷器的選擇第一章原始資料1、設計依據(jù)（略）2、所址地理及氣象條件：本110KV變電站是某縣城的新建110KV架空線路供電的終端變電站。最高氣溫40℃，最

低溫度-20℃，最大風速25m/s，海拔600m，最大凍土層厚度0.6m，地震烈度6級。

3、建設規(guī)模：本變電所是通過當?shù)刈冸娬舅?10KV2臺

主變，分兩期建設，第一期工程先上一臺主變，一條110KV進線，遠景規(guī)劃二期再上一臺主變和一條進線。地區(qū)變電所采用SF斷路器，后備保護時間為3.5秒。64、負荷概況：本變電所有10KV和35KV兩種出線，10KV架空線路每回不超過10Km，出線回路數(shù)最終為

8回，本期只興建4回，每回的最大輸送容量為2000kw，負荷功率因數(shù)COSφ=0.8，為一級負荷，兩期合計負荷10000MVA；35KV架空線路每回不超過25Km，出線回路數(shù)共有6回，

本期只興建3回，進期每回輸送能力3200MVA，合計負荷9600MVA。預計二期建成時會全部加大為6000MVA，兩期合計負荷36000MVA，預留2個擴建間隙作為備用。

5、系統(tǒng)情況：系統(tǒng)至本變電所110KV母線的標幺電抗（基準容量S=100MVA）為：最大運行方式：dX=0.25；最小運行方式：sX=0.30；正常運行方式：sX=0.28。6、設計內容：本設計只做電氣一次側部分的初步設計，不做二次設計施工設計和土建設計。主要設計范圍

為：①確定電氣主接線；②確定電氣布置原則；③短路電流計算；④主要電氣設備的選擇第二章電氣部分設計說明：1、主接線本變電所110KV出一臺住變壓器運行，故宜采用外橋式接線。第一期工程暫采用線路—變壓器單元接線，二

期完成整10KV出線有8較多而且直接輸送給重要用戶減小故障和檢修停電帶來的損失雙35KV出線有8比較多戶也比較重要，擬采用單母線分段接線，一期用隔離開關代替斷路器，施工設計時預留將來改用斷路器分段的位置。一期工程主接線見圖附1-1；全部期工程主接線見圖附1-22、主變壓器選擇：首先考慮選擇三繞組變壓器，待兩期工程完工后：35KV側總容量：S=6000×6=36000MVA3510KV側總容量：S=2000/0.8×8=20000MVA10110KV側總容量：S=36000+20000=56000MVA110變壓器各個繞組的負荷百分比為：110KV側：S=31500KvaN35KV側：S=36000Kva，η=36000/（31500×2）=57%f1/2NS，選擇NSN10KV側：S=20000Kva，η=20000/（31500×2）=31.7%p1/2NS，選擇N12SN綜上所述：擬選擇兩臺型號為?31500/110的變壓器，一期上一臺主變，兩期總容量763000MVA。容量比：10010050電壓比：110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11KV接線組號：，，1Y/Y/1211）Yyd??Nn00阻抗電壓：U?）=10.5%；Uk）=18%；Uk=6.5%k）由于35KV側的負荷較將零阻抗置于此側。110KV側中性點直接接地，35KV側中性點

可以不接地或經過消弧線圈接地，10KV側中性點不接地。變壓器負荷率：2000/8×4+3200×3=一期工程主變壓器的負荷率為：62.2%。31500二期工程完成后兩臺主變同時工作時負荷率：=88.9%31500×22000036000+=，此時變壓器嚴重超載，應適量減負荷。一臺停運時：177.8%31500考慮到該縣城將來5:10年的發(fā)展情況，變壓器負荷率一期只設計到60%左右，留有一定

的發(fā)展空間。事故情況下變壓器過載能力的校驗：?31500/110型變壓器的過載能力≤1.5倍S，考慮事故情況下一臺停運時另一臺應該7N能擔負起全部負荷的70%:80%，本設計中：2000036000）70%+×=擔負全部負荷的70%時過載率為：1.243150020000+36000×80%=擔負全部負荷的80%時過載率為：1.4231500可見設計滿足過載條件下的運行，因此本變電站的設計過載能力較強，供電將比較穩(wěn)定。電氣布置：110KV和35KV采用戶外式，10KV采用戶內成套配電裝置。詳細布置本設計略3、短路電流計算：系統(tǒng)按無窮大系統(tǒng)處理，基準容量取100MVA。用于設備選擇時，按最終規(guī)?？紤]，用于

繼電保護整定計算時，按一期工程考慮。詳細見短路電流計算部分。4、主要電氣設備選擇：計算溫度取最熱月份的平均溫度，經濟電流密度取1.5A/mm2盡量選擇同型號的設備便于

維修。詳細見設備選擇部分。第三章短路電抗、短路電流的計算1、短路電流計算（二期）電路圖如圖：3-1（1）主變壓器各側阻抗的百分值1X=（10.5+18-8.5）%=11%；I2

1X=（10.5+6.5-18）%≈0；2

1X=（10.5+6.5-10.5）%=7%211100其標幺值為：0.35X?=×=；X?=0；I10031.5

7100X?=×=0.2210031.5（2）基準電流為：S100110kV側：===0.502IddI

dIU3×115S10035kV側：1.56I=d==U3×37S10010kV側：5.5I=d==U3×10.5（3）在最大運行方式下對三相短路的情況進行計算：k點三相短路的電流為：111I=I=×1.56=3.67；kX?0.425i=k2I=1.8×2×2=；shLDLD11S=S=×100=400MVA。kdX?0.25Ik點三相短路的電流為：211X?=0.25+0.35//0.35=0.425；I=I=×1.56=3.67；kX?0.425i=kI=××=；1110023521.823.679.36S=S=×=MVAX?kd0.425Ik點三相短路的電流為：3X?=（+=；0.250.5350.350.22211I=I=×5.5=10.28kX?0.535i=kI=××=；1110018721.8210.2829.18S=S=×=MVAX?kd0.535（4）熱穩(wěn)定計算的等效時間為：繼電保護動作時間+斷路器固有分閘時間+滅弧時間+非周期

分量熱效應等效時間。由于各級繼電保護動作時間保持一定的時間差10kV線路設定為0.5s，

主變10kV側設定為1.5s，主變35kV側設定為2.5s，35kV線路側設定為1s，主變110kV側設定為3s。熱穩(wěn)定計算的等效時間為：10kV線路側：0.5+0.2+0.05s=0.75s

主變10kV側：1.5+0.2+0.05s=1.75s

主變35kV側：2.5+0.15+0.05s=2.7s35kV線路側：1+.15+0.05s=1.2s

主變110kV側：3+0.1+0.05s=3.15s（5）各個回路正常工作電流：31500主變110kV側：I=1.05×A=173.6A13×11031500主變35kV側：I=1.05×=496A23×38.531500/2主變10kV側：I=1.05×=868A33×10.52000/0.810kV線路側：I==144A43×103150035kV線路側：I==99A53×3535Kv母線分段開關按35Kv側總負荷的60%計算；110Kv外橋回路的穿越功率按31500kVA計算；2、短路電流計算（一期）電路圖如圖：3-2（1）在最大運行方式下對三相短路的情況進行計算：k點三相短路的電流為：111I=I=×1.56=3.67；kX?0.425i=k2I=1.8×2×2=；shLDLD11S=S=×100=400MVAkdX?0.25Ik點三相短路的電流為：2X?=+=0.250.350.611I=I=×1.56=2.6kA；kX?0.6i=k2I=1.8×2×2.6=6.62；11S=S=×100=166.7kX?d0.6Ik點三相短路的電流為：311X?=++=；I=I=×5.5=6.70.250.350.220.82kX?0.82i=kI=××=；1110012221.826.717.1S=S=×=MVAkdX?0.82附表3-1一、二期短路數(shù)據(jù)匯總短路電流計算值（kA）熱穩(wěn)定計算正常工作?4110/600（MVA）I（kA）I∞（kA）（kA）k等效時間（s）電流（A）110kV母線（二期）1400225.13.1535kV母線（二期）22353.673.679.362.710kV母線（二期）318710.2810.2826.181.75主變110kV4400225.1173.6主變35kV5166.72.62.66.62496主變10kV61226.76.717.186810kV線路側714435kV線路側899第四章主要電氣設備的選擇設備選擇原則：設備型號應符合使用環(huán)境和安裝條件的要求；設備的規(guī)格、

參數(shù)按正常工作條件選擇，并按照最大短路電流進行效驗。

1、開關電器的選擇選擇各個變壓器出口處慮到在出口處短路只有一臺變壓器為短路點供電，

因此計算時使用電路圖3-2，參數(shù)使用附表3-1中的一期數(shù)據(jù)。而在母線和出線處短路時由

兩臺變壓器同時為短路點此計算時用電路圖3-2使用附表3-1中二期的數(shù)據(jù)。110Kv外橋回路的穿越功率按31500kVA計算。由于有穿越功率的存在，110kV外橋會流

I取173.6×2A。過2倍于110kV進線的電流，在選擇110kV外橋斷路器時，N（1）110kV外橋斷路器的選擇：項目設備實際使用要求型號：4?110/1000。U（Kv）110110NI（A）173.6×21000N開斷容量（MVA）4003500開斷電流（KA）218.5熱穩(wěn)KA2S）22×2.72×5

動穩(wěn)定（KA）5.155配合CT6-X操作機構110kV外橋隔離開關的選擇：項目設備實際使用要求型號：4?110/600。U（Kv）110110NI（A）173.6×2600N熱穩(wěn)KA2S）22×2.7142×5

動穩(wěn)定（KA）5.150配合CS14G或CQ2-110操作機構（2）110kV進線斷路器的選擇：110kV進線斷路器的工作情況和外橋斷路器的工作情況基本相同項目設備實際使用要求型號：4110/1000SW?。U（Kv）110110NI（A）173.61000N開斷容量（MVA）4003500開斷電流（KA）218.5熱穩(wěn)KA2S）22×2.72×5

動穩(wěn)定（KA）5.155配合CT6-X操作機構110kV進線隔離開關的選擇：110kV進線隔離開關的工作情況和外橋隔離開關的工作情況相同項目設備實際使用要求型號：4110/600?。U（Kv）110110NI（A）173.6×2600N熱穩(wěn)KA2S）22×2.7142×5

動穩(wěn)定（KA）5.150配合CS14G或CQ2-110操作機構（3）變壓器35kV側斷路器的選擇：項目設備實際使用要求選用型號：U（Kv）3535NI（A）496600N開斷容量（MVA）166.7400開斷電流（KA）2.66.6SW?設備參數(shù)：335/600熱穩(wěn)KA2S）2.62×2.76.62×4

動穩(wěn)定（KA）6.6217配合液壓操作機構變壓器35kV側隔離開關的選擇：項目設備實際使用要求選用型號：4?35/600設備參數(shù)：U（Kv）3535NI（A）496600N熱穩(wěn)KA2S）2.62×2.7142×5

動穩(wěn)定（KA）6.6250配合CS-11操作機構（4）35kV出線斷路器的選擇：項目設備實際使用要求選用型號：U（Kv）3535NI（A）99600N開斷容量（MVA）235400開斷電流（KA）3.676.6SW?設備參數(shù)：335/600熱穩(wěn)KA2S）3.672×2.76.62×4

動穩(wěn)定（KA）9.3617配合液壓操作機構35kV出線隔離開關的選擇：項目設備實際使用要求選用型號：4?35/600設備參數(shù)：U（Kv）3535NI（A）99600N熱穩(wěn)KA2S）3.672×2.7142×5

動穩(wěn)定（KA）9.3650配合CS-11操作機構（5）35kV母線分段斷路器的選擇：考慮35Kv母線分段開關按35Kv側總負荷的60%計算。項目設備實際使用要求選用型號：U（Kv）3535NI（A）297.6（496×0.6）600N開斷容量（MVA）235400開斷電流（KA）3.676.6SW?設備參數(shù)：335/600熱穩(wěn)KA2S）3.672×2.76.62×4

動穩(wěn)定（KA）9.3617配合液壓操作機構35kV母線分段隔離開關的選擇：

?設備參數(shù)：項目設備實際使用要求選用型號：435/600U（Kv）3535NI（A）297.6（496×0.6）600N熱穩(wěn)KA2S）3.672×2.7142×5

動穩(wěn)定（KA）9.3650配合CS-11操作機構（6）10kV變壓器出線開關柜的選擇：項目設備實際使用要求選用GFG-1型開關柜，斷路器選擇

SN3?10/2000型。設備參數(shù)：U（Kv）1010NI（A）8682000N開斷容量（MVA）122500開斷電流（KA）6.729熱穩(wěn)KA2S）6.72×1.75302×5

動穩(wěn)定（KA）17.137配合CD3操作機構10Kv線路出線開關柜的選擇：項目設備實際使用要求選用GG-7型開關柜，斷路器選擇

?型。設備參數(shù)：310U（Kv）1010NI（A）1442000N開斷容量（MVA）187500開斷電流（KA）10.2829熱穩(wěn)KA2S）10.282×1.75302×5

動穩(wěn)定（KA）26.1837配合CD-10I，CS-13操作機構（7）10Kv母線聯(lián)結斷路器的選擇：10Kv母線聯(lián)結開關按10Kv側總負荷的100%計算。項目設備實際使用要求選用GFG-1型開關柜，斷路器選擇

SN?型。設備參數(shù)：310/2000U（Kv）1010NI（A）8682000N開斷容量（MVA）122500開斷電流（KA）6.729熱穩(wěn)KA2S）6.72×1.75302×5

動穩(wěn)定（KA）17.137配合CD3操作機構10Kv母線隔離開關的選擇：項目設備實際使用要求選用型號：GN8?T/1000設備參數(shù)：U（Kv）1010NI（A）8681000N熱穩(wěn)KA2S）6.72×2.7302×5

動穩(wěn)定（KA）17.1752、導線（硬、軟母線及出線）選擇本變電站規(guī)模中等鋁制矩形引出線采用鋼芯鋁導線。按照周圍環(huán)境最高溫度情況選擇導線的載流量不小于最大工作電流，長線I路按照經濟電流密度選擇；②熱穩(wěn)定校驗按照公式：S≥S=∞t校驗，取C=97。iC（1）主變壓器10Kv側引出線：

正常工作電流：I=868A；N短路電流：I=10.28KA；k熱穩(wěn)定計算等效時間：t=1.75si選用60×10鋁制矩形母線，單條豎放，布置如圖：

相間距取0.4m，支持絕緣子間距取2m查表知40℃時1935868I=A≥AaI∞10.27×103熱穩(wěn)定校驗：S=t=1.75=140≤60×10=600，穩(wěn)定。22iC97

動穩(wěn)定校驗：bh10×6022母線截面系數(shù)：W===1000=3366母線在短路時受到的最大的電動力：2l7221??F=i××10N/m=1.73××17.1×10=252.3N/ms0.4母線排受到的最大的應力：5047N/cm2σ=Fl=252.3×200=≤鋁母線排的允許應力W10700kg/cm=6860kg/cm，符合動穩(wěn)定要求。22（2）10Kv高壓開關柜硬母線：10Kv高壓開關柜硬母線也選用60×10鋁制矩形母線。

單條豎放，布置如圖。相間距取0.25m，支持絕緣子間距取1m。熱穩(wěn)定校驗同上。動穩(wěn)定校驗：bh106022×母線截面系數(shù)：W1000===3=366母線短路時受到的最大的電動力：2l7121??F=1.73×i××10N/m=1.73××26.18×10=475N/ms0.25母線排受到的最大的應力：σ=Fl=475×100=≤鋁母線排的允許應力4750N/700kg/cm=6860kg/cm符合動222W10穩(wěn)定要求。（3）主變壓器35Kv母線：主變壓器35Kv母線采用硬母線正常工作電流：I=496A；N短路電流：I=3.67KA；k熱穩(wěn)定計算等效時間：t=2.7si選用60×6鋁制矩形母線，單條平放，布置如圖：

相間距取0.4m，支持絕緣子間距取2m查表知40℃時I1=680A≥496AaI2.610∞×3熱穩(wěn)定校驗：S=t=2.7=44，穩(wěn)定。2iC97

動穩(wěn)定校驗：bh60×622母線截面系數(shù)：W===3600=3.63366母線在短路時受到的最大的電動力：2l7221F1.73i10N/m1.739.361075.78N/m=×××?=×××?=s0.4母線排受到的最大的應力：N/cm2σ=Fl=75.78×200=≤W10×3.6700kg/cm=6860kg/cm，符合動穩(wěn)定要求。22鋁母線排的允許應力（4）主變壓器35Kv引出線：主變壓器35Kv引出線采用鋼芯鋁導經濟電流密利用時間Txd）在3000:5000之間，取J=1.15A/mm2。n正常工作電流：I=496A；N經濟截面：4963102S===IgJ1.15nI∞2.6×103熱穩(wěn)定校驗：S=t=2.7=442iC97選用鋼芯鋁導線型號為：LGJ-400（5）110Kv母線110Kv母線采用鋼芯鋁導線，采用經濟電流密度選擇。預計最大負荷利用時間3000:5000之間，取J=1.15A/mm2。n正常工作電流：I=357.2A；NI經濟截面：357.23102S=g==J1.15nI∞2×103熱穩(wěn)定校驗：S=t=3.15=362iC97選用鋼芯鋁導線型號為：LGJ-300T）在（6）110Kv進線10Kv母線采鋼芯鋁導經濟電流密利用時間在3000:5000T之間，取J=1.15A/mm2。n正常工作電流：I=173.6A；N經濟截面：173.61512S=g==IJ1.15nI∞2×103熱穩(wěn)定校驗：S=t=3.15=362iC97選用鋼芯鋁導線型號為：LGJ-150（7）35Kv線路35Kv線路采用鋼芯鋁導線，采用經濟電流密度選擇。預計最大負荷利用時間3000:5000之間，取J=1.15A/mm2。n正常工作電流：I=99A；N經濟截面：T）在I∞×3.67103熱穩(wěn)定校驗：S=t=2.7=62.22iC97選用鋼芯鋁導線型號為：LGJ-95（8）10Kv線路10Kv線路采用鋼芯鋁導線，采用經濟電流密度選擇。預計最大負荷利用時間3000:5000之間，取J=1.15A/mm2。n正常工作電流：I=144A；N經濟截面：144125.22S=g==IJ1.15nI∞10.28×103熱穩(wěn)定校驗：S=t=1.75=1402iC97選用鋼芯鋁導線型號為：LGJ-150T）在3、電流互感器的選擇：（1）主變110Kv側電流互感器主變110Kv側電流互感器采用戶外式、多匝油浸瓷絕緣的高壓電流互感器，獨立按裝。根據(jù)

線路要求選擇型號為：LCWDL-110，K=200A/5A，級次0.5/5p/5p，熱穩(wěn)定系數(shù)75，動穩(wěn)i定系數(shù)135。此處互感器需要進行熱穩(wěn)定校驗，和動穩(wěn)定校驗。

熱穩(wěn)定校驗按照公式：（KI2≥Q。tN1K此處（75×2002=22.5×107≥20002×3.15動穩(wěn)定校驗按照公式：2IK≥iN1sh此處：2×200×135=38184≥5.1×103（2）主變35Kv側電流互感器主變35Kv側電流互感器采用戶外式、多匝油浸瓷絕緣獨立按裝。根據(jù)線路要求選擇型號為：LCWDL-35，K=600A/5A，級次0.5/5p，熱穩(wěn)定系數(shù)75，動穩(wěn)定系數(shù)i135。