1、110kV變電站一次系統項目設計方案1.1 變電所在電力系統的地位電力系統是由發電機，變壓器， 輸電線路，用電負荷組成的網絡，它 包括通過電的或機械的方式連接在網絡中的所有設備。 電力系統中的這些 互聯元件可以分為兩類， 一類是電力元件，它們對電能進行生產（發電機）， 變換（變壓器，整流器，逆變器） ，輸送和分配（電力傳輸線，配電網） ， 消費（負荷）；另一類是控制元件，它們改變系統的運行狀態，如同步發 電機的勵磁調節器，調速器和繼電器等。其中變電所是聯系發電廠和用戶的中間環節， 起著變換和分配電能的 作用。變電所根據它在系統中的地位，可分為下列幾類：（1）樞紐變電所：位于電力系統的樞紐點，連

2、接電力系統高壓和中 壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為 330kV、 500kV 的變電所，稱為樞 紐變電所。全所停電后，將引起系統解列，甚至出現癱瘓。（2）中間變電所： 高壓側以交換潮流為主， 起系統交換功率的作用， 或使長距離輸電線路分段， 一般匯集 2、3 個電源，電壓為 220kV、330kV， 同時又降壓供當地用電， 這樣的變電所起中間環節的作用， 所以叫中間變 電所。全所停電后，將引起區域電網解列。（3）地區變電所：高壓側一般為110kV、220kV,向地區用戶供電為 主的變電所， 這是一個地區或城市的主要變電所。 全所停電后，僅使該地 區中斷供電。（4）終端變電所：在輸電線路的終

3、端，接近負荷點，高壓側電壓為 110kV,經降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電 后，只是用戶中斷供電。1.2 國外變電站運行的現狀與比較目前，根據電壓的高低來確定電力輸送的主要類別。 電壓在 1kv 一下 的電網為低電壓網；3-330kV的為高壓電網；330-1000kV的為超高壓電網； 1000kV以上的為特高壓電網。國的遠距離輸送主要采用 110kV、220kV、 500kV。國外的遠距離輸送有500kV以上，而且1000kV電壓級的線路已投 入運行。變電所是電力系統中接受電能和分配電能并能變換電壓的場所， 是發電廠和電能用戶之間的中間環節， 同時還通過變壓器將電壓等級

4、不同 的電力網聯系起來。變電站是電力系統的一個非常重要的環節，數量大， 其監控性能和投資與電力系統的安全運行和投資效益密不可分。 所以隨著 計算機通信技術和網絡技術的發展， 國際上在 20 世紀 70 年代末研制出變 電站自動系統的雛形， 這些為以后變電站傳統型的改革奠定了基礎。 在這 種形勢下， 我國的電力科技界研制出了基于微處理器的繼電保護裝置、 故 障錄波器、 故障定位裝置、 小電流接地選線裝置等一系列優化一次系統安 全運行的設備監控。 目前在特高壓項目上， 一些設備技術問題是制約發展 的主要組成部分。1.3 選題的目的和意義近十幾年來， 隨著我國國民經濟的快速增長， 用電也成為制約我國

5、經 濟發展的重要因素，各地都在興建一系列的用配電裝置。變電站的規劃、 設計與運行的根本任務， 是在國家發展計劃的統籌規劃下， 合理的開發和 利用動力資源，用最少的支出 （含投資和運行成本 ）為國民經濟各部門與人 民生活提供充足、可靠和質量合格的電能。這里所指的“充足” ，從國 民經濟的總體來說，是要求變電站的供電能力必須能夠滿足國民經濟發展 和與其相適應的人民物質和文化生活增長的需要， 并留有適當的備用。 變 電站由發、送、變、配等不同環節以及相應的通信、安全自動、繼電保護 和調度自動化等系統組成， 它的形成和發展， 又經歷了規劃、設計、 建設 和生產運行等不同階段。各個環節和各個階段都有各自

6、不同的特點和要 求，按照專業劃分和任務分工， 在有關的專業系統和各個有關階段， 都要 制訂相應的專業技術規程和一些技術規定。 為了適應我國國民經濟的快速 增長，需要密切結合我國的實際條件， 從電力系統的全局著眼， 瞻前顧后， 需要設計出一系列的符合我國各個地區的用以供電的變電站， 用以協調各 專業系統和各階段有關的各項工作，以求取得最佳技術經濟的綜合效益。1.4 本設計完成的主要工作本設計是大辛莊變電站 110kV 一次系統設計。其中大辛莊變電站提供 負荷為35kV和6kV兩個電壓等級。設計容包括對原始資料分析、負荷計 算與變電器的選擇、 主接線的設計、高壓電器設備的選擇、短路計算、 變 電所

7、的防雷等。2原始資料分析2.1原始資料1 負荷資料表2-1 35kV段負荷電壓35kv等級負中臨機周荷冶清床圍名銀制廠鄉稱河藥鎮紙業負一級40%20%20%20%荷二級30%30%30%級別三級表2-2 6kV段負荷資料電壓6kv等級負軸火棉機周食服鎮荷承車紡械圍品裝中名加站織廠鄉廠廠心稱工鎮廠負荷級別2.2原始資料的分析根據以上的資料，大辛莊變電站的負荷主要屬于一、 二類負荷，所以 在供電可靠性上要加強。在設計各級電壓主接線采用有利于運行， 在維護 時，應保證持續供電。35kV的負荷中有中冶銀河紙業、臨清制藥等重要 的工業負荷，若斷電將造成較大的經濟損失和資源浪費。而6kV的負荷中有各類軸承

8、加工廠、火車站、機械廠等I、U類負荷組成較高的負荷，因 而需要保證供電的可靠性；同時，由于6kV承擔著鎮中區的供電和鄰近的 幾個鎮區的供電，鎮中區的一些用戶如醫院對電力供應的可靠性要求也是 極高的，故而在設計過程中應盡力保證供電的可靠性。3負荷統計和主變壓器的選擇3.1負荷統計要選擇主變壓器的容量，確定變壓器各出線側的最大持續工作電流 首先必須要計算各側的負荷，包括 6kV負荷、35kV負荷由公式Sc =pcos(1 + a % )式中 sC 某電壓等級的計算負荷兄同時系數（35kV取0.9、6kV取0.85 ）a %該電壓等級電網的線損率，一般取 5%P、cos 各用戶的負荷和功率因數負荷數

9、據:表3-1 35kV段負荷數據電壓等級負荷名稱最大負荷MVA負荷組成（%一級二級三級功率因數Tmax線長備注(h)km造紙廠5.040%30%0.920臨清制藥2.040%30%0.92035kV機床廠周圍鄉鎮備用一備用二2.72.720%20%30%0.90.92010表3-2 6kV段負荷數據負荷組成電壓負荷名稱最大負(%功率因數Tmax線長備注等級荷一級二級三級(h)kmMVA軸承加工廠3.340%20%0.8550015棉紡織廠3.340%20%0.8550012周圍鄉鎮2.720%0.7556kV火車站1.3530%30%0.7550008機械廠1.3530%30%0.840003

10、.5服裝廠1.3520%30%0.7245002235kV的負荷計算:PS35 = Kt( n4)(1+ n%)cos n6kV的負荷計算：PSe = Kt(門皿)(1+門)cosn=0.85*(3.3+3.3+1.35)/0.8+(2.7+1.35)/0.75+1.35/0.72*1.05=15.36MVA總的計算負荷：S=13.74+15.36=29.10MVA3.2 主變壓器的選擇1 變電所主變壓器臺數的確定(1)對城市郊區的一次變電站，在中、低壓側已構成環網的情況下， 變電站以裝設兩臺主變壓器為宜。(2)對地區性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設計時應考 慮裝設三臺主變壓器的可能性

11、。考慮到該變電站為一重要地區變電站， 對該地區的用電企業單位關系 緊密， 且在一次主接線中需要考慮采用旁路待主變的方式。 故選用兩臺主 變壓器，并列運行且容量相等。2 主變壓器容量確定的要求(1)主變壓器容量一般按變電站建成后 510年的規劃負荷選擇， 并適當考慮到遠期1020年的負荷發展。( 2 )根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。 對于有重要負荷 的變電站， 應考慮當一臺主變壓器停運時， 其余變壓器容 量在設計及過負荷能力后的允許時間， 應保證用戶的一級和二級負荷： 對 一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的6070%。S=29.10MVA由于上述條件所

12、限制。所以，兩臺主變壓器應各自承擔 14.50MVA當一臺停運時，另一臺則承擔 70%為20.37MVA故可選兩臺 50MVA的主變壓器即可滿足負荷需求。3 主變阻抗及調壓方式選擇(1)主變阻抗的選擇根據 電力工程電氣設計手冊 (電氣一次側部分) ，變壓器的阻抗 實質就是繞組間的漏抗， 阻抗的大小主要取決于變壓器的結構和采用的材 料。從系統穩定和供電電壓質量考慮， 希望主變壓器的阻抗越小越好； 但 阻抗偏小又使系統短路電流增加， 高、低壓電器設備選擇遇到困難； 另外 阻抗的大小要考慮變壓器并聯運行的要求。主變阻抗選擇原則：1各側阻抗值的選擇須從電力系統穩定、潮流 計算、無功分配、繼電保護、短路

13、電流、系統的調壓手段和并聯運行等方 面進行綜合考慮；2、對普通三繞組變，目前有“升壓型”和“降壓型” 兩種，“升壓型”繞組排列順序為自鐵芯向外為中、低、高。所以高、中 側阻抗最大；“降壓型”依次為低、中、高，所以高、低壓側阻抗最大。所以，選擇“降壓型”結構的變壓器，繞組的排列順序為自鐵芯向外 依次為低，中，咼。咼，低壓側的阻抗最大。（2）調壓方式的選擇為保證供電所或發電廠的供電質量， 電壓必須維持在允許的圍，調壓 方式有兩種，一種稱為無激磁調壓，調整圍在土2X 2.5%以；另一種成為有載調壓，調整圍達30%其結構復雜，價格昂貴，在下例情況下選用： 接于時而為送端，時而為受端，具有可逆工作特點的

14、聯絡變壓器，為保證 用電質量，要求母線電壓恒定時，且隨著各方面的發展，為了保證電壓質 量及提高變壓器分接頭質量。所以選用有載調壓。4變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變壓器各側繞組的功率均達 到該變壓器容量的15%上或低壓側雖無負荷，但在變電站需裝設無功補 償設備時，主變壓器采用三繞組。而有載調壓較容易穩定電壓，減少電壓 波動所以選擇有載調壓方式，且規程上規定 對電力系統一般要求6kV及 以下變電站采用一級有載調壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓 器。我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用 丫連接；35kV采用丫連接， 其中性點多通過消弧線圈接地。35kV以下

15、電壓變壓器繞組都采用 連接。 故主變參數如下：表 33 SFSZ9-50000/110 主要參數型號電壓組合及分接圍高壓中壓低壓阻抗電壓高-中高-低中-低空載 電流連接 組SFSZ9-50 110 ± 838.5 ±6.310.5186.5000/110 X 1.25%5%0.86 YNyn0,d114電氣主接線的設計4.1主接線的設計原則現代電力系統是一個巨大的、嚴密的整體。各類發電廠、變電站分工 完成整個電力系統的發電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響 到發電廠、變電站和電力系統本身，同時也影響到工農業生產和人民日常 生活。因此，發電廠、變電站主接線必須滿足以下

16、基本要求。1 運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數目的多 少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2 具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調 度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障 停電時間最短、影響圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安 全。3. 操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人 員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而 發生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要， 而且也會 給運行造成不便或造成不

17、必要的停電。4. 經濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運 行費用小，占地面積最少，使其盡地發揮經濟效益。5. 應具有擴建的可能性由于我國工農業的高速發展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接 線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統中的地位、 環境、負荷的性質、出線數目的多少、電網的結構等。4.2 110kV電氣主接線大辛莊電站是該區電力系統發展而建， 主要是針對該區用電，所以其 負荷屬于地區性負荷。變電站110kV側和6kV側，均可設單母線分段接線。 在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV110kV系統中，當不允許停

18、 電檢修斷路器時，可設置旁路母線。根據以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖4-1及圖4-2所示。圖4-1單母線分段帶旁母接線b4L丄W3圖4-2雙母線帶旁路母線接線對圖4-1及圖4-2所示方案I、U綜合比較，見表4-1表4-1主接線方案比較表項目萬案方案I方案n簡單清晰、操作方運行可靠、運行方技便、易于發展式靈活、便于事故術可靠性、靈活性差處理、易擴建旁路斷路器還可以母聯斷路器可代替代替出線斷路器，需檢修的出線斷路進行不停電檢修出器工作線斷路器，保證重倒閘操作復雜，容要用戶供電易誤操作經設備少、投資小占地大、設備多、濟用母線分段斷路器投資大兼作旁路斷路器節母聯斷路器兼作旁在技術上（可

19、靠性、靈活性）第U種方案明顯合理，在經濟上則方案 I占優勢。鑒于此站為地區變電站應具有較高的可靠性和靈活性。 經綜合 分析，決定選第U種方案為設計的最終方案。4.3 35kV電氣主接線電壓等級為35kV、，出線為48回，可采用單母線分段接線，也可 采用雙母線接線。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電， 采用單母線分 段接線和雙母線接線時，可增設旁路母線。但由于設置旁路母線的條件所 限（35kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約 為23天。）所以，35kV采用雙母線接線時，不宜設置旁路母線，有條 件時可設置旁路隔離開關。據上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。同樣有如圖4-3及圖

20、4-4所示。圖4-3單母線分段帶旁母接線圖4-4雙母線接線對圖4-3及圖4-4所示方案I、U綜合比較。見表4-2表4-2主接線方案比較項目方案萬案I單方案n雙技簡單清晰、操作方便、供電可靠術易于發展調度靈活可靠性、靈活性差擴建方便旁路斷路器還可以代替便于試驗出線斷路器，進行不停電易誤操作檢修出線斷路器，保證重要用戶供電經設備少、投資小設備多、配電裝置復雜濟用母線分段斷路器兼作投資和占地面大旁路斷路器節省投資經比較兩種方案都具有易擴建這一特性。 雖然方案I可靠性、靈活性 不如方案U,但其具有良好的經濟性。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案I。4.4 6kV電氣主接線610kV配電裝置出線回路

21、數目為6回及以上時，可采用單母線分段 接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大， 要求可靠性和靈活性較高的場合。上述兩種方案如圖4-5及圖4-6所示。 I II I T圖4-5單母線分段接線圖4-6雙母線對圖4-5及圖4-6所示方案I、U綜合比較，見表4-3表4-3主接線方案比較項目方案方案I單分方案n雙技術不會造成全所停電供電可靠調度靈活調度靈活保證對重要用戶的擴建方便供電便于試驗任一斷路器檢修，該誤操作回路必須停止工作經濟占地少設備多、配電裝置復雜設備少資和占地面大經過綜合比較方案I在經濟性上比方案U好， 且調度靈活也可保證供 電的可靠性。故選用方案I。最后可以得出，

22、35kv采用單母分段帶旁母的接線，10kv采用單母分 段的接線。5短路電流計算5.1短路電流的基本概念在供電系統中，出現次數比較多的嚴重故障是短路。 供配電系統中的 短路，是指相導體之間或相導體與地之間不通過負載阻抗而發生的電氣連 接。短路的原因和種類產生短路的主要原因是電氣設備截流部分絕緣損壞所致。絕緣損壞是由于絕緣老化、過電壓、機械損傷等造成。其它如操作人員帶負荷拉閘或 者檢修后未拆除接地線就送電等誤操作；鳥獸在裸露的截流部分上跨越以 及風雪等自然現象也能引起短路。在三相供電系統中可能發生的主要短路類型有三相短路、兩相短路、 兩相接地短路和單相接地短路等。 第一種短路稱為對稱短路，后三種通

23、稱 為不對稱短路。一切不對稱短路的計算，在采用對稱分量法后，都可以歸 納為對稱短路的計算。就上述幾種短路故障而言，出現單相短路故障的幾率最大，三相短路 故障的幾率最小。但在配電系統中，三相短路的后果最為嚴重，因而以此 驗算電器設備的能力。計算短路電流的意義短路是電力系統中常發生的故障，短路電流會直接影響電器的安全， 危害電力系統的安全運行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電 流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會增加投資，甚至會因開斷電 流不滿足而選擇不到合適的高壓電器， 為了能合理選擇輕型電器，在主接 線設計時，應考慮限制 的措施，進而需要計算 。短路電流計算是選擇和檢驗電氣設備的前

24、提和基礎， 也是載流導體選 擇和二次設備保護的基礎。為了使所選電器具有足夠的可靠性、經濟性、 靈活性并在一定的時期滿足電力系統發展的需要， 應對不同點的短路電流 進行校驗。進行短路計算的基本假設供電系統短路的物理過程是很復雜的， 影響因素很多。 為了簡化分析 和計算，采取一些合理的假設以滿足工程計算的要求。 通常采取以下基本 假設：1、忽略磁路的飽和與磁滯現象，認為系統中的各元件參數為恒定。2、忽略各元件的電阻。高壓電網的各種電氣元件，其電阻一般都比 電抗小得多。在計算短路電流時，即使 R=0.33X,略去電阻所求得的短路 電流僅增大 5%，這在工程上是允許的。 但電纜線路或小截面架空線路當

25、R 大于0.33X，電阻不能忽略。此外，在計算暫態過程的時間常數時，電阻 不能忽略。3、忽略短路點的過渡電阻。過渡電阻是指相與相之間短接所經過的 電阻，如被外來物體短接時， 外來物的電阻、 接地短路的接地電阻、 電弧 短路的電弧電阻等。 一般情況下， 都以金屬性短路對待， 只是在某些繼電 保護的計算中才考慮過渡電阻。4、除不對稱故障處出現局部不對稱外，實際的電力系統通常都可以 當做三相對稱。以上各點的假設， 根據它們各自的適用條件， 所以要具體問題具體分 析。5.2 短路電流計算的規定驗算導體的穩定性和電器的動穩定熱穩定以及電器開斷電流的能力， 應按本設計的設計規劃容量來計算，并考慮到電力系統

26、的 5-10 發展規劃 （一般應按本工程的建成之后的 5-10 年）。在確定短路電流時應按可能 發生的短路電流的正常接線方式， 而不應按照僅在切換時過程中的可能的 并列運行方式的接線方式。選擇導體和電器時所用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮 具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。選擇導體和電器時，對不帶電抗的回路的計算短路點，應選擇在正 常接線方式時短路電流最大的地點，對帶電抗器610kv出線與廠用分支 回路，除其母線與隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇 在電抗器之前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。導體和電器的動穩定， 熱穩定以及電器

27、的開斷電流， 一般按三相短路 驗算。若發電機的出口的兩相短路或中性點直接接地系統及自耦變壓器等 回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。5.3 本次設計中短路電流的計算各回路電抗的計算計算各回路電抗：（取基準功率 Sd 100MVA ， Ud Uar ）圖5-1短路計算圖= 0.425徑1152根據前面所選變壓器各參數得：Sd ?1Sn 100= 0.075X2 = 2(Uk12%+Uk13%nUk23%)2(10.5+18 n6.5)100 c 150100=0.221I?®2% USnUk13%)g?11001(10.5+6.5 n18)100c 1501

28、00= 0.01X41(Uk13%+Uk23 % Uk12 % )Sn 100(18 )100 150100=0.14計算各短路點的短路電流在配電系統中，當發生三相短路時，后果最嚴重。因而以此驗算電器 設備的能力。在高壓電路發生三相短路時，一般可取Ksh= 1.8 ,因此ish = 2.55 I Ish = 1.51 I 1. K1點短路時，對于110K V系統電源（無窮大容量）K1圖5-2 K1點短路時網絡簡化圖X；ld10.075100.31156.73 KAIsh1 1.52 I1.526.7310.23 KA2. K2點短路時,111100X1 X2X3 d0.0750.2203 38

29、.5ish22.551"2.555.113.005KA1 sh21.52I"1.525.17.752KA5.1KAIk23110KV35KV圖5-3 K2點短路時網絡簡化圖3. K3點短路時6KV圖5-4 K3點短路時網絡簡化圖Ik33Id :8.41KAX1 X2 X4 X50.075 0.22 0.14 0.66 <3 6.3ish3 2.55I 2.55 8.41 21.45KAI sh3 1.52 I " 1.52 8.41 12.78 KA6 電氣設備選擇和校驗6.1 電氣設備選擇和校驗原則電氣設備選擇原則由于電氣設備和載流導體得用途及工作條件各異

30、 , 因此它們的選擇校 驗項目和方法也都完全不相同。 但是，電氣設備和載留導體在正常運行和 短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。 電氣設備選擇的一般原則為：1. 應滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景發展。2. 應滿足安裝地點和當地環境條件校核。3. 應力求技術先進和經濟合理。4. 同類設備應盡量減少品種。5. 與整個工程的建設標準協調一致。6. 選用的新產品均應具有可靠的試驗數據并經正式簽訂合格的特殊 情況下選用未經正式鑒定的新產品應經上級批準。技術條件：選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。1. 電壓選用的電器允

31、許最高工作電壓 Uma>不得低于該回路的最高運行電壓Ug,即，Uma>Uk2. 電流選用的電器額定電流 I e 不得低于 所在回路在各種可能運行方式下的持續工作 電流 Ig ，即 I e>Ig電氣設備校驗的一般原則1. 電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動熱穩定校驗， 校 驗的短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。2. 用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩定。3. 短路的熱穩定條件2I rt QdQdt在計算時間ts，短路電流的熱效應（KXS）It t 秒設備允許通過的熱穩定電流有效值（ KA2S）T設備允許通過的熱穩定電流時間（s）校驗短路熱穩定所用的計算時間 Ts按下式計

32、算t=t d+tkd式中t d繼電保護裝置動作時間（S）tkd斷路的全分閘時間（s）4. 動穩定校驗 電動力穩定是導體和電器承受短時電流機械效應的能力，稱動穩定滿足動穩定的條件是：i ch i dw I ch I dw上式中 ich I ch 短路沖擊電流幅值及其有效值i dwI dw允許通過動穩定電流的幅值和有效值5. 絕緣水平：在工作電壓的作用下， 電器的外絕緣應保證必要的可靠性。 接口的絕 緣水平應按電網中出現的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。由于變壓器短時過載能力很大， 雙回路出線的工作電流變化幅度也較 大，故其計算工作電流應根據實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力， 所

33、以在選擇其額定電流時， 應滿足各 種可能方式下回路持續工作電流的要求。6.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇原則 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用， 是高壓電路中最重 要的電器設備。 本次在選擇斷路器， 考慮了產品的系列化， 既盡可能采用 同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。選擇斷路器時應滿足以下基本要求：1. 在合閘運行時應為良導體， 不但能長期通過負荷電流， 即使通過短 路電流，也應該具有足夠的熱穩定性和動穩定性。2. 在跳閘狀態下應具有良好的絕緣性。3. 應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。4. 應有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體

34、積小、 重量輕、安裝維護方便。考慮到可靠性和經濟性， 方便運行維護和實現變電站設備的無由化目 標，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發展前途的斷路器。 故在110KV側采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、 體積小、 使用壽命和檢修周期長而且使用可靠， 不存在不安全問題。 真空 斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命 和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃 弧時間短、且于開斷電源大小無關，熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快，開 斷近區故障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。因而被大量使用于 35KV及以下的電壓等級中。所

35、以，35KV側和6KV側采用真空斷路器。110kv側高壓斷路器的選擇和校驗根據斷路器安裝在戶外，且斷路器的額定電壓 Ue 110KV ,所以可 選擇的斷路器為六氟化硫斷路器，型號為型號為LW25-,其主要參數如下：表6-1 LW25-126主要參數型號額定額定額定開動穩定4S熱固有分合閘電壓電流斷電流電流穩定電閘時間時間(KV（A）(KA(KA流（KALW25-31504080400.150.12斷路器的校驗：通過斷路器的最大持續電流為Imax 1.0529.100.1534，由以v'3 115上參數，斷路器額定電流大于最大持續電流，滿足要求。動穩定性校驗：選擇動穩定性校驗電流時，需選

36、擇最大的短路電流，所以選擇三相短 路電流進行校驗。依據電流大小，斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定 關合電流，即動穩定電流80KA流過斷路器的沖擊電流17.162KA所以所 選斷路器的短路關合電流滿足要求，因而動穩定也滿足要求。熱穩定校驗：設后備保護動作時間為1.9s，所選斷路器的分閘時間為0.15s，選擇 熄弧時間為0.03s，則短路持續電流時間t 1.9 0.15 0.03 2.08s短路熱效應：Qk I "2t 6.73 22.0894.2 KA 2 .s所選斷路器允許的熱效應I2t 402 4 6400KA2.s，即他冷魅,熱 穩定也滿足要求，以上各種參數校驗均滿足要求，故選

37、擇 LW25-126斷路 器。35K V側斷路器的選擇該側的斷路器要滿足的基本要求：1、戶外型斷路器；2、斷路器的額 定電壓要大于等于35kV; 3、斷路器的額定電流要大于通過斷路器的最大持續電流Imax1.0513.7438.5 、.30.2163。選擇的斷路器型號為ZN23-35,其基本參數如下:表6-2 ZN23-35主要參數型號額定額定額定開動穩定電流（ka）固有分合閘電壓電流斷電流閘時間時間（KV）（a）（kA）ZN23-3535160025630.150.12斷路器校驗:ZN23-35的額定開斷電流大于斷路電流5.1KA，所以斷流能力滿足要 求。動穩定性校驗：斷路器的動穩定電流是6

38、3kV,流過斷路器沖擊電流是13.005kV，所 以所選斷路器的短路關合電流滿足要求，因而動穩定也滿足要求。熱穩定性校驗：設后備保護動作時間為1.9s，所選斷路器的分閘時間為0.15s，選 擇熄弧時間為0.03s，則短路持續電流時間t 1.9 0.15 0.03 2.08s短路熱效應：Qk l"2t 5.12 2.0854.1KA2.s。所選斷路器允許的熱效應I 2t 25242500KA2s即比較大小，熱穩定也滿足要求，以上各種參數校驗均滿足要求，故 選擇ZN23-35斷路器。6KV側斷路器的選擇該側斷路器滿足的基本要求：1、戶外型斷路器；2、選擇的斷路器的 額定電壓Ue 6KV

39、； 3、額定電流大于通過斷路器的最大持續電流Imax 1.0515.361.4780，所以6kv段選擇的斷路器型號為6.3 V3ZN28A-10,其基本參數如下：表6-3 ZN28A-10主要參數型號額定額定額定開動穩定4S熱穩固有分合閘電壓電流斷電流電 流定電流閘時間時間(KV（A）(KA（KA）（KA）ZN28A-1010125031.54031.50.150.12斷路器校驗:通過斷路器的短路電流Ik 8.41KA，所選斷路器的額定開斷電流為31.5KA，故斷流能力滿足要求。動穩定性校驗：動穩定電流為40KV流過斷路器的沖擊電流為21.45KA，所以所選 斷路器的短路關合電流滿足要求，因而

40、動穩定也滿足要求。熱穩定性校驗：設后備保護動作時間為1.9s，所選斷路器的分閘時間為0.15s，選 擇熄弧時間為0.03s，則短路持續電流時間t 1.9 0.15 0.032.08s短路熱效應:"2 2 2Qk I 2t 8.412 2.08147.11KA2.s所選斷路器允許的熱效應l2t 31.52 4 3969KA2.s ,即，熱穩定也滿足要求，以上各種參數校驗均滿足要求，故選擇 ZN28A-10斷路 器。6.3隔離開關的選擇隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘 操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關時應滿足以下基本要求：1. 隔離開關分開后應具有

41、明顯的斷開點，易于鑒別設備是否與電網隔 開。2. 隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃 絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。3. 隔離開關應具有足夠的熱穩定性、動穩定性、機械強度和絕緣強度。4. 隔離開關在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度， 以盡可能降低操作時的過電壓。5. 隔離開關的結構簡單，動作要可靠。6. 帶有接地刀閘的隔離開關，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的 正確操作。110K V側隔離開關的選擇該斷選擇的隔離開關滿足的條件是：1、為保證電氣設備和母線的檢 修安全，選擇隔離開關帶接地刀閘，該隔離開關安裝在戶外，故選擇戶外 型。2、隔離開

42、關的額定電壓U大于110KV 3、隔離開關的額定電流大于流過斷路器的最大持續電流Imax 1.0529.10.3 115GW* 110D型接地高壓隔離開關，其主要參數如下：0.1534。因此選擇表64GW-110D主要參數型號額定電 額定電 最大工作 極限通過 4S熱穩定 接地刀壓（KV） 流（A）電壓（KV 電流（KA） 電流（KA）閘（A）有 峰效 值值GWt 110D11012503255102000隔離開關的校驗：動穩定性校驗：短路時通過該隔離開關的短路沖擊電流17.16KA，所選擇的隔離開關的動穩定電流即極限通過電流的峰值 55KA因此動穩定滿足要求。 熱穩定性校驗：該隔離開關允許的

43、熱效應Ir2t 102 4 400KA2 .s短路時熱效應Qk l"2t 6.732 2.08 94.2KA2.s 即 400 94.2，熱穩定滿足要求。經過以上校驗，所選隔離開關滿足要求，故確定選用GW4 110D型高壓隔離開關，該隔離開關CS6型杠桿操作機構。35K V側隔離開關的選擇該段隔離開關的基本要求：1、為了保證電氣設備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關帶接地刀閘，該隔離開關安裝在戶外，故選擇戶外型。2、隔離開關的額定電壓U 35KV。3、隔離開關的額定電流大于流過斷 路器的最大持續電流Imax 1.0513.740.2163 KA38.5 J3因此選擇GW5 35D型

44、接地高壓隔離開關，其主要參數如下：表6-5 GW5-35D主要參數型號額定電壓（KV）額定電流（A）最大工作電壓（KV）極限通過電流2S熱穩定電流（KA）接地刀閘（A）（KA）有效值峰值GW5 35D3563040.52850202000隔離開關的校驗:動穩定性校驗：短路時通過該隔離開關的短路沖擊電流 ish 13.005KA，所選擇的隔 離開關的動穩定電流即極限通過電流的峰值 50KA即idwish，因此動穩定 滿足要求。熱穩定性校驗：該隔離開關允許的熱效應Ir2t 202 2 800KA2.s短路時的熱效應Qk l"2t 5.12 2.08 54.1KA2.s 即 800 54.

45、1，熱穩定滿足要求。經過以上校驗，所選隔離開關滿足要求，故確定選用GW5 35D型高 壓隔離開關，該隔離開關配用手動式杠桿操作機構。6KV側隔離開關的選擇該段隔離開關基本要求：1、為了保證電氣設備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關帶接地刀閘，該隔離開關安裝在戶外，故選擇戶外型。2、隔離開關的額定電壓U 6KV。3、隔離開關的額定電流大于流過斷路器的最大持續電流Imax 1.0515.361.4780 KA6.3 V3因此選擇GN19 10型接地高壓隔離開關，其主要參數如下：表6-6 GN19 10主要參數型號額定電壓KV額定電流A允許的熱效應KA2s動穩定電流KAGN19 101012503

46、200100隔離開關的校驗:動穩定性校驗：短路時通過該隔離開關的短路沖擊電流 ish 21.45KA，所選擇的隔 離開關的動穩定電流為100KA，因此動穩定滿足要求。熱穩定校驗：該隔離開關允許的熱效應為3200KA2.s短路時的熱效應Qk l"2t 8.412 2.08 147.11KA2.s，即 3200 147.11，熱穩定滿足要求。經過以上校驗，所選隔離開關滿足要求，故確定選用GN19-10型高壓隔離開關，該隔離開關配用手動式杠桿操作機構。6.4各級電壓母線、絕緣子和穿墻套管的選擇各級電壓母線的選擇選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應考慮如下容：1. 選擇母線的材料，結構和排列方

47、式；2. 母線截面的大小；3. 驗母線短路時的熱穩定和動穩定；4.35kV 以上母線，應檢驗它在當地睛天氣象條件下是否發生電暈；5. 于重要母線和大電流母線，由于電力網母線振動，為避免共振，應 校驗母線自振頻率。110kV母線一般采用軟導體型式。LGJQ-150的加強型鋼芯鋁絞線可選 為變電站的母線選擇。根據設計要求，35KV母線應選硬導體為宜。LGJ-185型鋼芯鋁絞線 即滿足熱穩定要求，同時也大于可不校驗電暈的最小導體 LGJ- 70,故不 進行電暈校驗。本變電所6V的最終回路較多，因此6kv應選硬導體為宜。故所選LGJ -150 型鋼芯鋁絞線滿足熱穩定要求， 則同時也大于可不校驗電暈的最

48、小 導體LGJ 70,故不進行電暈校驗。絕緣子和穿墻套管的選擇 在變電站的各級電壓配電裝置中， 高壓電器的連接、 固定和絕緣， 是 由導電體、 絕緣子和金具來實現的。 所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強度 和機械強度，耐熱、耐潮濕。選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離， 并能在雨天阻斷水流， 以 保證絕緣子在惡劣的氣候環境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋穿過墻壁和天花板以及從屋向屋外穿墻時使 用，635KV為瓷絕緣，60220KV為油浸紙絕緣電容式。6.5 電壓互感器和電流互感器的選擇電壓互感器的選擇一. 參數選擇1. 技術條件（1）正常工作條件一一一次回路電壓，一次回路電流，二次負荷，準確度等

49、級，機械負荷（2）承受過電壓能力一一絕緣水平，泄露比距。二. 環境條件環境溫度，最大風速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。三. 型式選擇1.620kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構，在高壓開關柜中或在布 置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結構。當需要零序電壓是，一般 采用三相五住電壓互感器。2.35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器。電站的每組母線上均安裝電壓互感器，電壓互感器應按工作電壓來選 擇：一般電壓互感器一次繞組所接電網的電壓 Uns應在（0.81.2 ） Uni圍 變動，即應滿足：0.8Uni Uns 1.2Uni，本設計中 根據主變的參 數選擇的電壓互感器的型號為

50、：110KV電壓互感器選擇JCC1-110, 35KV電 壓互感器選擇JDJJ2-35，6KV電壓互感器選擇JDZJ-6。下面以JDJJ2-35為例，該互感器用于35KV 50HZ輸電線路作電壓測 量和接地保護用。JDJJ2-35為接地電壓互感器，該二型產品均由器身、 儲油柜、高低壓引出瓷套、二次接線盒、變壓器油等組成，系油紙絕緣結 構。一次、二次線圈為寶塔結構，鐵芯由冷軋硅鋼片疊成殼式，整個器身 固定在箱蓋上，置于變壓器油中。該互感器參數為：表6-7 JDJJ2-35 主要參數型號額定額定二 二次繞組額定輸出（VA）額定絕緣水油總重一次次電壓平（KV重 Kg0.20.5 3P 極電壓（KV）

51、Kg限（KV）輸出JDJJ2-35 350.175150500100040.5/95/18535115 根據變電站的設計要求，選擇準確級為 0.5級的。電流互感器的選擇一. 參數選擇1. 技術條件（1）正常工作條件一一一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側負荷，準確度等級，（2）短路穩定性動穩定倍數，熱穩定倍數（3）承受過電壓能力絕緣水平，泄露比2. 環境條件環境溫度，最大風速，相對濕度。二. 型式選擇35kV以下的屋配電裝置的電流互感器，根據安裝使用條件及產品情 況，采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結構的獨立式電流互感器， 在有

52、條件時，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應優先采用套管電流互 感器，以節約投資，減少占地。斷路器的回路均應裝設電流互感器， 其數量符合測量儀表、保護和自 動裝置的要求。（1）110KV電流互感器的選擇，根據前面110KV母線的電 壓等級和最大短路電流選擇電流互感器的型號為：LB7-110W變比選擇300/5。（ 2）35KV電流互感器的選擇型號為 LRB-35,變比選擇300/5。（ 3） 6KV電流互感器的選擇型號為LZZJ-10，變比選擇為600/5。110KV電流互 感器參數如下：表6-8 LZZJ-10主要參數型號額定工作電壓額定最大電壓頻率額定一次電流額定二次電流1S短時電流動穩定電流LB7-110W100 /、亍KV126KV50HZ300-600A5A45KA115KA6.6電抗器的選擇和高壓熔斷器的選擇1. 電抗器幾乎沒有過負荷的能力，所以主變壓器或出線回路的電抗 器，應按回路最大工作電流選擇，而不能用正常工作電流選擇。2. 變電站母線分段回路的電抗器應滿足用戶的一級負荷