1、 畢業綜合實踐論文姓 名：靳靈銳學 號：10140234系 部：電子電氣工程系專 業：電氣自動化技術班 級：電氣1034題 目：220/110/10kV降壓變電站一次部分設計指導教師：韓亮目 錄第一章 原始資料分析1第二章 電氣主接線設計22.1 電氣主接線設計原則22.1.1 主接線的設計原則22.1.2 主接線的基本要求22.2 方案的擬定2單母線接線22.2.2 單母線分段接線22.2.3 雙母線接線32.2.4 橋形接線32.2.5 可選方案的確定32.3 最佳方案的確定5第三章 主變壓器的選擇63.1 相數和臺數的確定63.2 繞組數的確定63.3 繞組接線方式的確定63.4 調壓方

2、式的確定63.5 冷卻方式的確定63.6 主變壓器容量的確定7第四章 短路電流計算84.1 電力系統短路電流計算條件8基本假定8一般規定8發電廠和變電站中可以采取的限流措施84.2本設計中短路電流的具體計算9電路元件參數的計算94.2.2 短路點的選擇104.3 電抗器的選擇124.3.1 限流電抗器的選擇原則12電抗器的選擇具體過程13第五章 斷路器、隔離開關的選擇165.1 斷路器的選擇165.1.1 斷路器選擇的條件165.1.2 220kV進線斷路器的選擇165.1.3 110kV出線斷路器選擇175.1.4 10kV側斷路器選擇185.2 隔離開關的選擇19隔離開關選擇的條件195.

3、2.2 220kV側隔離開關的選擇205.2.3 110kV側隔離開關的選擇205.2.4 10kV側進線隔離開關選擇215.2.5 斷路器和隔離開關選擇結果表22第六章10kV母線、支持絕緣子、穿墻套管的選擇246.1 10kV母線選擇246.1.1 母線的選擇246.1.2 母線的校驗256.2 10kV支持絕緣子、穿墻套管的選擇256.2.1 10kV支持絕緣子、穿墻套管的選擇原則256.2.2 10kV支持絕緣子、穿墻套管的校驗26第七章 電壓互感器、電流互感器的選擇及配置方案287.1 電壓互感器的選擇28電壓互感器的選擇原則287.1.2 電壓互感器的選擇與檢驗287.2 電流互感

4、器的選擇317.2.1 電流互感器的的選擇原則317.2.2 10kV出線電流互感器的選擇和校驗31第八章 220、110、10kV配電裝置的設計338.1 配電裝置的設計原則與步驟338.1.1 配電裝置的設計原則338.1.2 配電裝置設計的基本步驟338.2 屋外配電裝置338.2.1 屋外配電裝置概述338.2.2 屋外配電裝置的布置原則348.2.3 本設計中采用的屋外配電裝置方案358.3 成套配電裝置358.3.1 成套配電裝置概述358.3.2 本次設計10kV側配電裝置的配置35第九章 防雷保護369.1 防雷保護概述369.2 避雷針及避雷器的選擇379.2.1 避雷針的配

5、置原則379.2.2 避雷器的配置原則379.2.3 獨立避雷針的選擇379.2.4 220kV，110kV避雷器的選擇41第十章 主變壓器及10kV出線保護配置方案4510.1 主變壓器的保護概述4510.2 變電站主變保護的配置原則4510.2.1 主變壓器的主保護4510.2.2 主變壓器的后備保護4510.2.3 過負荷保護4510.2.4 變壓器的零序過流保護4610.3 主變壓器的配置方案4610.4 10kV出線保護配置方案46致 謝48第一章 原始資料分析本次設計中的變電站為地區變電站。變電站220kV側進線有兩回，與距該變電站80km處的上級中間變電站連接。110kV側主要是

6、供給另一終端變電站，且110kV側出線回路為四回。本變電站的所帶負荷主要集中在10kV側，出線有八回，主要供給化學工業、食品工業、醫院及居民小區用電，負荷側所帶負荷等級有1、2、3級，所以可靠性要求高，設計主接線回路要考慮有較高的可靠性。從該變電站的地理位置來看，其環境溫度、海拔高度及雷暴日數一般，所設計過程中不需要再考慮環境對各電器元件的影響，由原始資料知道，本變電站共有兩臺主變壓器，每臺變壓器應滿足70%的負荷要求，所以首先根據條件選擇好主接線回路，再根據各個負荷條件算出各短路點的短路電流，根據短路電流選擇合適的高壓電器設備，并做動穩定、熱穩定校驗，對于主變壓器和10kV母線要做好保護配合

7、，在各個設計中要考慮該所所有擴建和改進之處，所以要有一定的預留。在設計主接線時，要綜合考慮到可靠性、穩定性和經濟性，在保證可靠、穩定的同時，我們要考慮在經濟上的效益，對各個元件的選擇要適當，盡量減少費用來保證經濟性。第二章 電氣主接線設計2.1 電氣主接線設計原則電氣主接線的設計是變電站設計的主體，是電力系統原始資料及變電站運行的可靠性、經濟性要求密切相關。主接線的確定對電力系統的安全、穩定、靈活，經濟運行以及變電站電氣設備選擇，配電裝置的布置，會有直接的影響。因此，主接線必須結合電力系統、變電站具體情況，全面分析有關影響因素，正確處理他們之間的關系，經過技術、經濟的比較，合理選擇主接線方式。

8、變電站電氣主接線的可靠性、靈活性和經濟性是一個綜合的概念，不能單獨的強調其中的某一特性，也不能忽略其中的某一特性。但根據變電站在系統中的地位和作用的不同，對變電站電氣主接線的性能要求也有不同的側重。例如系統中的超高壓、大容量樞紐變電站，因停電會對系統和用戶造成重大損失，故對其可靠性要求就特別高；系統中的中小容量中間變電站或終端變電站，因停電對系統和用戶造成的損失較小，這類變電站的數量特別大，故對其主接線的經濟性就要特別重視。 主接線的設計原則（1）考慮變電站在電力系統中的地位和作用。（2）考慮遠期發展規模。（3）考慮負荷的重要性分級和出線回路數多少對主接線的影響。（4）考慮主變壓器臺數對主接線

9、的影響。（5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。 主接線的基本要求（1）可靠性（2）靈活性（3）經濟性考慮以符合設計要求，國家政策，技術規定為準。結合實際，保證供電在可靠調度靈活等滿足前提條件下來節省投資2.2 方案的擬定各接線形式的優缺點及應用范圍單母線接線（1）優點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，便于礦建和采用成套配電裝置。（2）缺點：不夠靈活可靠，任一元件或故障及檢修均需使整個配電裝置停電。（3）適用范圍：一般只適用于一臺發電機或一臺主變壓器的情況。本次設計使用兩臺主變壓器，并且10kV側有醫院等一級負荷，要求供電的可靠性高，所以不能采用単母線接線。 單母線分段接線這種接線除具有

10、單母線接線的簡單、清晰，采用設備少、操作方便、擴建容易等優點外，增加分段斷路器后，提高了可靠性。因此，這種接線的應用范圍也比單母線接線廣。其缺點是當分段斷路器故障時，整個配電裝置會全停；母線和母線隔離開關檢修時，該段母線上連接的元件都要在檢修期間停電。（1）優點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。當一段母線上發生故障時，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。（2）缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段回路的母線都要在檢修期內停電。出線雙回時，常使架空線交叉跨越。擴建時需要向兩個方向均衡擴建。（3）適用范圍：61

11、0kV配電裝置出線回路數為6回及以上，110220kV配電裝置出線回路數為34回。本次設計10kV側配電裝置雖有特殊重要的I、II類用戶化學工業、醫院等，不允許停電檢修斷路器。但由于設備制造水平的提高，高質量的斷路器不斷涌現。因此，斷路器本身需要檢修的幾率不斷減小，而每次檢修時間又非常短，故可使用単母分段接線方式。此外，110kV和220kV側也考慮采用単母分段接線方式。 雙母線接線（1）優點：供電可靠調度靈活擴建方便便于試驗。（2）缺點：增加一組母線和使每回路要增加一組母線隔離開關當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。（3）適用范圍：610kV配電裝置。當短路電流較大，出

12、線需要帶電抗器時。110220kV配電裝置。出線回路數為5回及以上時，或當110220kV配電裝置在系統中占重要地位且出線回路數為4回及以上時。根據本次設計的原始資料，220kV側出線回路數及其配電裝置的重要性都不滿足裝設雙母接線的條件。110kV側可以適當考慮。 橋形接線橋形接線分內橋式或外橋式，前者，橋連斷路器設置在變壓器側，而后者，橋連斷路器則在線路側。（1）內橋形接線優點：高壓斷路器數量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：變壓器的投入和切除較復雜。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運。適用范圍：較小容量的發電廠，變電站且變壓器不經常切換或線路較長，故

13、障率較高的情況。本次設計中，220kV側滿足這個要求，且較經濟。可考慮選用。（2）外橋形接線外橋接線是連接橋斷路器在線路斷路器的外側優點：同內橋形接線。缺點：線路的投入和切除較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺斷路器暫時停運。橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。變壓器側斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運。適用范圍：適用于較小容量的發電廠或變電站，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時，也宜采用外橋接線。 可選方案的確定綜合比較后，本次設計中擬定了三種主接線方式：方案一：220kV、110kV、10kV側均采用単母分段接線，如圖2-1；圖2.1主接線方案一方案

14、二：220kV側采用內橋接線，110kV側采用和10kV側均采用単母分段接線，如圖2-2；圖2.2主接線方案二方案三：220kV側采用內橋接線，110kV側采用雙母接線，10kV側采用単母分段接線，如圖2-3。圖2.3 主接線方案三2.3 最佳方案的確定方案一與方案二比較，在于方案二220kV側采用了內橋接線形式，而方案一則采用了単母分段接線形式，方案二比方案一少用了兩臺斷路器，更經濟，且可靠性上也滿足要求；方案三與方案二比較，在于方案二110kV側采用了単母分段接線形式而方案三則采用了雙母接線形式，由于110kV側出線較少，且是供給另一終端變電站的，采用単母分段和雙母接線方式均可滿足可靠性要

15、求，但采用雙母線接線方式操作復雜，易誤操作，所以二者相比，方案二更佳。綜上所述，方案二為本次設計的最佳電氣主接線形式。第三章 主變壓器的選擇3.1 相數和臺數的確定為保證供電的可靠性，變電站一般應裝設兩臺主變，但一般不超過兩臺主變。當有一個電源或變電站的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設一臺主變。對大型樞紐變電站，根據工程的具體情況，應安裝24臺主變。當變電站裝設兩臺及以上主變時，每臺容量的選擇應按照其中任一臺停用時，其余容量至少能保證所供一級負荷或為變電站全部負荷的6075%。通常一次變電站采用75%,二次變電站采用60%。在220kV的電力系統中，一般都選三相變壓器。因為單相變壓器的投

16、資大、占地多，運行損耗也大。同時配電裝置結構復雜，增加了維修的工作量，只有考慮變壓器制造及運輸條件的限制，考察從廠到變電站之間，變壓器的尺寸是否超過運輸途中隧道、涵洞、橋洞允許通過的限額。若受到限制，則采用單相式代替三相。根據已知條件，所給條件中沒有給出特殊限制條件，所以采用三相變壓器。3.2 繞組數的確定國內電力系統中采用的變壓器按繞組分類有雙繞組普通式，自耦式以及低壓繞組分裂等變壓器形式。根據已知條件該主變有三個電壓等級220/110/10kV。所以采用三繞組變壓器。3.3 繞組接線方式的確定電力系統的繞組接線方式有星形“Y”和三角形“D”兩種。在我國一般規定，110kV及以上電力變壓器三

17、相都采用YN連接，35kV采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV及以下的電力變壓器三相繞組都采用D連接。根據已知條件，所給電壓等級中的220kV、110kV采用YN接線。10kV采用d11接線，所以本變電站三相接線方式為YNyn0d11。3.4 調壓方式的確定為了保障發電廠或變電站供電質量，電壓必須維持在允許范圍內。變壓器的電壓調整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調壓，調壓范圍通常在2×2.5%以內；另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調壓范圍可達30%。設計有載調壓的原則如下：（1）對于220kV及以上的降壓

18、變壓器，僅在電網電壓可能有較大變化的情況下，采用有載調壓方式，一般不宜采用。（2）對于110kV及以下的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調壓方式。（3）接于出力變化大的發電廠的主變壓器，或接于時而為送端，時而為受端母線上的發電廠聯絡變壓器，一般宜采用有載調壓方式。在本設計中，由設計任務書可選用無載調壓方式。3.5 冷卻方式的確定電力變壓器的冷卻方式隨形式和容量的不同而不同，一般有以下及幾種類型：（1）自然風冷卻：一般適用小容量的變壓器，為使熱量發散到空氣中，裝有片狀或管形輻射冷卻器，用以增大油箱的冷卻面積。（2）強迫空氣冷卻：又稱風冷式。容量大于1000kVA變壓器在絕緣允許的油箱

19、尺寸下，即使有輻射器、散熱裝置仍達不到要求用人工風冷。在輻射器之間加裝數臺電動風扇。（3）強迫油循環水冷卻：一般水源充足的情況下可以采用潛油泵強迫油循環，讓水對油管道進行散熱，散熱效率高，節省材料，減小變壓器尺寸。但對冷卻密封性的要求較高，維護工作量大。（4）強迫油循環風冷卻：同強迫油循環水冷卻原理，只是冷卻方式是用風。大容量變壓器一般采用強迫油循環風冷卻變壓器。（5）強迫油循環導向冷卻：大型變壓器采用較多利用潛油泵將冷卻油壓入線圈之間。線餅之間和鐵芯油道內抽出，然后經風冷卻后循環使用。（6）水內冷變壓器：變壓器繞組由空心導線制成，運行將純水注入空心繞組中，借水循環帶電熱量，其水系統復雜，變壓

20、器價格較高。因為所選變壓器容量為90000kVA且為大型變壓器，所以采用強迫油循環風冷卻變壓器。3.6 主變壓器容量的確定（1）主變壓器容量的確定應根據電力系統510年的發展規劃進行。根據原始資料應滿足70%的負荷要求。（2）主變壓器的最大負荷按下式確定 式中負荷同時系數 綜合用電負荷綜上所述：查表選出變壓器為220kV三相無勵磁變壓器，其具體參數見表3-1表3.1 SFPS-90000/220型電力變壓器參數一覽表型號額定容量(kVA)額定電壓（kV）空載電流（%）空載損耗（kW）負載損耗（kW）阻抗電壓（%）連接組別高中高低中低高中高低中低SFPS-90000/220900000.8110

21、43015238YN,yn0,d11第四章 短路電流計算4.1 電力系統短路電流計算條件基本假定短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則：（1）正常工作時，三相系統對稱運行。（2）所以電源的電動勢相位角相同。（3）系統中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響；轉子結構完全對稱；定子三相繞組空間位置相差電氣角度。（4）電力系統中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發生變化。（5）電力系統中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%負荷接在高壓母線上，50%負荷接在系統側。（6）同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。（7）短路發生

22、在短路電流為最大值的瞬間。（8）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。（9）除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計。（10）元件的計算參數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍（11）輸電線路的電容略去不計。（12）用概率統計法制定短路電流運算曲線。一般規定（1）驗算導體和電器動穩定、熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程的設計規劃容量計算，并考慮電力系統的遠景發展規劃（一般為本期工程建成后510年）。確定短路電流時，應按可能發生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（2）選擇導體和電抗器的短路電流，在電氣連

23、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。 （3）選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 對帶電抗器的610kV出線與廠用分支線回路，除其母線與母線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前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 （4）導體和電器的動穩定、熱穩定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統以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。發電廠和變電站中可以采取的限流措施（1）發電廠中，在發電

24、機電壓母線分段回路中安裝電抗器。 （2）變壓器分列運行。 （3）變電站中，在變壓器回路中裝設分裂電抗器或電抗器。 （4）采用低壓側為分裂繞組的變壓器。 （5）出線上裝設電抗器。4.2本設計中短路電流的具體計算電路元件參數的計算取基準值則 220kV側基準值下的電流為： 110kV側基準值下的電流為：10kV側基準值下的電流為： 元件參數標幺值計算：（1）220kV側等值系統： 220kV進線線路阻抗標幺值：110kV側等值系統： （2）變壓器的參數計算： 短路點的選擇（1）點，220kV橋式斷路器側，如圖4-1：圖4.1 短路點的簡化等效電路則 點短路電流的標幺值為：短路電流的有名值為：（2）

25、點，110kV母線側，如圖4-2：圖4.2 短路點的簡化等效電路則 點短路電流標幺值為：短路電流的有名值為：（3）點，10kV母線側，如圖4.3：圖4.3 短路點的簡化等效電路則 點短路電流標幺值為：短路電流的有名值為：由于算得短路電流值過大選不出斷路器，需裝設電抗器限制短路電流。4.3 電抗器的選擇 限流電抗器的選擇原則常用的限流電抗器，有普通電抗器和分裂電抗器兩種，選擇方法基本相同。（1）額定電壓和額定電流的選擇，電抗器的額定電壓 電抗器安裝處的電網額定電壓電抗器的額定電流最大長期工作電流當分裂電抗器用于變電站主變壓器回路時，取兩臂中負荷電流較大者，當無負荷資料時，一般也按主變壓器額定容量

26、的70%選擇。（2）普通電抗器的電抗百分數的選擇應選擇電抗器的百分電抗為：要求將電抗器接入后的短路電流設定值電源至電抗器后的短路點的總電抗標幺值（為基準電流，為基準電壓）電源至電抗器前的系統電抗標幺值所需電抗器的電抗標幺值（）（3）正常運行時電壓損失校驗電壓損失為：（4）母線殘壓校驗（5）熱穩定和動穩定校驗，電抗器在t秒內允許通過的電流值計算出的短路電流熱效應電抗器的動穩定電流短路沖擊電流電抗器的選擇具體過程（1）初選型號按正常電壓和最大工作電流初選NKL-10-500型電抗器。，取基準值,=10.5kV，=5.5kA（2）選擇電抗值令，計算得：曾選用3%的電抗。計算結果表明不滿足動穩定要求，

27、故改選NKL-10-500-4型電抗器。其參數如表4-1表4.1 NKL-10-500-4型電抗器參數一覽表型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定電抗（%）通過容量（）無功容量（kvar）一相中當75時損耗（W）穩定性動穩定電流（A）1s熱穩定電流（A）NKL-10-500-4105004115.640003190027000（3）電壓損失和殘壓校驗當所選電抗值大于計算值時，應重算電抗器后短路電流，以供殘壓校驗。為計算短路電流，先計算電抗標幺值為：則 電壓損失和殘壓分別為：又（4）動、熱穩定校驗短路計算時間：可見：電壓損失、殘壓、動穩定和熱穩定均滿足要求。則，10kV側電抗器選擇結果如表4.2

28、表4.2 10kV側電抗器選擇結果表一覽表計算數據NKL-10-500-4型電抗器 10kV 10kV 476A 500A 26.67kA 31.9kA 2.28%<5% 83.7%>60%70%安裝電抗器后各短路點電流如表4.3表4.3 安裝電抗器后各短路點電流一覽表短路點4.477.7451.4010.46（kA）11.4019.74131.0726.67第五章 斷路器、隔離開關的選擇5.1 斷路器的選擇5.1.1 斷路器選擇的條件（1）電壓： 電網工作電壓（2）電流： 最大持續工作電流（3）開斷電流：斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量斷路器額定開斷電流（4）動穩定：斷路

29、器極限通過電流峰值三相短路電流沖擊值（5）熱穩定：穩態三相短路電流短路電流發熱等值時間斷路器t秒熱穩定電流其中， 220kV進線斷路器的選擇(1)選擇選擇斷路器型號參數如表5-1表5.1 LW2-220型斷路器參數一覽表型號額定電壓（kV）額定電流（kA）額定短路開斷電流（kA）額定短路關合電流（kA）額定峰值耐受電流（kA）4s熱穩定電流（kA）全開斷時間（s）LW2-2202202.531.580100400.05(2)熱穩定校驗短路電流計算時間（為全保護時間，為固有分閘時間，它包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間），查表得短路電流周期分量等值時間 滿足熱穩定要求（3）動穩定校驗滿足動穩定

30、要求5.1.3 110kV出線斷路器選擇（1）選擇選擇型斷路器，參數如表5.2表5.2 型斷路器參數一覽表型號額定電壓（kV）額定電流（kA）額定短路開斷電流（kA）額定短路關合電流（kA）額定峰值耐受電流（kA）3s熱穩定電流（kA）全開斷時間（s）1101.63.1531.580100400.05(2)熱穩定校驗 短路電流計算時間（為全保護時間，為固有分閘時間，它包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間），查表得短路電流周期分量等值時間其中 查表得短路電流周期分量等值時間滿足熱穩定要求（3）動穩定校驗滿足動穩定要求。5.1.4 10kV側斷路器選擇（1）選擇選擇ZN4-10C型斷路器，其具體參

31、數如表5.3表5.3 ZN4-10C型斷路器參數一覽表型號額定電壓（kV）額定電流（kA）額定短路開斷電流（kA）額定短路關合電流（kA）額定峰值耐受電流（kA）全開斷時間（s）ZN4-10C100.617.317.329.40.05（2）熱穩定校驗 其中 短路電流計算時間（為全保護時間，為固有分閘時間，它包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間），查表得短路電流周期分量等值時間查表得短路電流周期分量等值時間滿足熱穩定要求（3）動穩定校驗滿足動穩定要求。5.2 隔離開關的選擇5.2.1隔離開關選擇的條件隔離開關形式的選擇應根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術、經濟比較，然后確定。

32、參數的選擇要綜合考慮技術條件和環境條件。選擇的具體技術條件如下：（1）電壓： 電網工作電壓（2）電流： 最大持續工作電流（3）動穩定：（4）熱穩定：5.2.2 220kV側隔離開關的選擇（1）選擇選擇GW4-220型隔離開關，其參數如表5.4表5.4 GW4-220型隔離開關參數一覽表型號額定電壓（kV）額定電流（kA）額定峰值耐受電流（kA）熱穩定電流（kA）GW4-2202201.258031.5（2）熱穩定校驗 其中根據斷路器的選擇知：滿足熱穩定要求（3）動穩定校驗滿足動穩定要求。5.2.3 110kV側隔離開關的選擇（1）選擇選擇GW4-110型隔離開關，其具體參數如表5.5表5.5

33、GW4-110型隔離開關參數一覽表型號額定電壓（kV）額定電流（kA）額定峰值耐受電流（kA）熱穩定電流（kA）GW4-1101100.635020（2）熱穩定校驗 其中根據斷路器的選擇知：滿足熱穩定要求（3）動穩定校驗滿足動穩定要求。5.2.4 10kV側進線隔離開關選擇（1）選擇選擇GN1-10/600型隔離開關，其具體參數如表5.6表5.6 GN1-10/600型隔離開關參數一覽表型號額定電壓（kV）額定電流（kA）額定峰值耐受電流（kA）熱穩定電流（kA）GN1-10/600100.66020（2）熱穩定校驗 其中 根據斷路器的選擇知：滿足熱穩定要求（3）動穩定校驗滿足動穩定要求。5.

34、2.5 斷路器和隔離開關選擇結果表表5.7 220kV側的斷路器、隔離開關選擇結果一覽表 計算數據LW2-220型斷路器GW4-220型隔離開關220kV220 kV220kV353A2500 A1250A4.47kA31.5 kA11.40kA100 kA80kA62.94 表5.8 110kV側的斷路器、隔離開關選擇結果一覽表計算數據型斷路器GW4-110型隔離開關110kV110 kV110kV600A16003150 A630A7.74kA31.5 kA19.74kA100 kA50kA152.76 表5.9 10kV側的斷路器、隔離開關選擇結果一覽表計算數據ZN4-10C型斷路器GN

35、1-10/600型隔離開關10kV10 kV10kV0.46kA0.6k A0.6kA10.46kA17.3 kA26.67kA29.4kA60kA87.53 第六章10kV母線、支持絕緣子、穿墻套管的選擇6.1 10kV母線選擇 母線的選擇（1）型式：截流導體一般采用鋁質材料，回路正常工作電流在4000A及以下時，一般選用矩形導體，在40008000A時，一般選用槽行導體，110kV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導線，當采用硬導體時，易用鋁錳合金管形導體。（2）按最大持續工作電流選擇導體截面積，即：式中 相應于某一母線布置方式和環境溫度為+25時的導體長期允許載流量;溫度正系數。（3） 按經

36、濟電流密度選擇。在選擇導體截面時，除配電裝置的匯流母線，廠用電動機的電纜等外，長度在20m以上的導體其截面一般按經濟電流密度選擇，即：(mm)。式中 導體的經濟電流密度，按此條件選擇的導體截面應盡量接近經濟計算截面,當無合適規格導體時允許小于。（4）按熱穩定校驗：按上述情況選擇的導體截面，還應校驗其在短路條件下的熱穩定。母線校驗的公式為：(mm)。式中 根據穩定的導體最小允許截面,mm; 熱穩定系數； 穩態短路電流,kA； 短路電流等值時間。（5）動態穩定校驗：。 母線允許應力（硬鋁為69×10，硬銅為157×10）； 作用在母線上的最大計算應力。 對于輸出電線路應校驗線路

37、電壓損失，對于發電廠，變電站內的導體，由于相對距離較短，電壓損失不嚴重，可不校驗。綜上選擇矩形鋁導體。 母線的校驗（1）查表矩形鋁導體長期允許載流量和集膚效應系數，選用單條100mm×6.3mm矩形鋁導體，平方允許電流1363A；集膚效應系數=1.04，當環境溫度為+35時，查表裸導體載流量在不同海拔高度和環境溫度下的綜合校正系數K=0.88，則： （2）熱穩定校驗： 查表不同工作溫度下裸導體的值，得：=99 滿足熱穩定要求。（3）動穩定校驗： 對于單條導體及一組中的各條導體，固有頻率在35135Hz范圍以外即可避免產生危險的共振。可見，對該母線可不計共振影響，沖擊系數取K=1.85

38、。則：母線相間應力計算如下：6.2 10kV支持絕緣子、穿墻套管的選擇6.2.1 10kV支持絕緣子、穿墻套管的選擇原則（1）型式選擇 根據裝置地點環境，選擇屋內屋外或防污式及滿足使用要求的產品型式，一般屋內采用聯合聯裝多校式。（2）額定電壓選擇：（3）穿墻套管的額定電流選擇與窗口尺寸配合 根據所選鋁導體尺寸（100mm×6.3mm）c6.3mm100mm圖6.1 所選鋁導體尺寸（100mm×6.3mm）算得：（取）綜上選CM-10-90的母線式穿墻套管，參數如下表：表6.1 CM-10-90相關參數D型號額定電壓（kV）泄露距離（mm）外形尺寸（mm）抗彎強度（kN）質量

39、（kg）CM-10-9010戶內4802001645220904-184-M10200115415.8選擇2L-10/4G的戶內聯合膠裝支持絕緣子表6.2 ZL-10/4的相關參數型號額定電壓(kV)外形尺寸（mm）適用海拔高度（m）機械破壞負荷（kN）質量（kg）DZL-10/410160724470M102-12112181301000446.2.2 10kV支持絕緣子、穿墻套管的校驗圖6.2絕緣子受力示意圖母線型穿墻套管無需熱穩定校驗。動穩定校驗如下：（1）絕緣子： （2）穿墻套管： 第七章 電壓互感器、電流互感器的選擇及配置方案7.1 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇原則35110kV

40、的配電裝置，一般采用油浸式絕緣結構的電壓互感器，220kV以上的一般采用電容式電壓互感器。當需要和監視一次回路單相接地時，應采用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器，電壓互感器三個單相電壓互感器接線，主二次繞組連線成星形以供電給測量表計，繼電器以及絕緣電壓表，對于要求相電壓的測量表計，只有在系統中性點直接接地時才能接入，附加的二次繞組結成開口三角形，構成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。（1）一次電壓：，為電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓波動范圍，即±10%。（2）二次電壓：電壓互感器二次電壓應根據情況，按下表選用所需的二次

41、額定電壓。表7.1 電壓互感器二次額定電壓繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統中用于中性點不接地或經消弧線圈接地系統中二次額定電壓（V）100100（3）準確等級電壓互感器的準確度在二次負荷下的準確級用于電度表準確度不低于0.5級，用于電壓測量不應低于1級，用于繼電保護不應低于3級。（4）二次負荷是相應于在測量儀表所要求的最高準確級下，電壓互感器的額定容量。是二次負荷，它與測量儀表的類型，數量和接入電壓互感器的接線方式有關，電壓互感器的三相負荷經常是不平衡的，所以通常用最大一相的負荷和電壓互感器一相的額定容量相比較。 電壓互感器的選擇與檢驗11

42、0kV母線上電壓互感器除供測量儀表外，還用于交流電網絕緣監視。查表選用三只單相JCC2-110的串級式瓷絕緣的電壓互感器，選用1級的準確級，三相總的額定容量為500VA，接線為YN,yn,d0。表 7.2 JCC2-110D的技術數據型號額定電壓二次繞組1額定容量二次繞組2額定容量最大容量一次繞組二次繞組輔助繞組(VA)(VA)(VA)0.20.513JCC2-1100.150010002000表7.3 電壓互感器各相負荷分配（不完全星形負荷部分）儀表名稱及型號每線圈消耗功率(VA)儀表電壓線圈儀表數目AB相BC相有功功率表（46D1-W型）0.610.92531.88.31.88.3無功功率

43、表（46D1-VAR型）0.5110.50.5有功電能表（DS1型）1.50.3863.43.4頻率表（46L1-H2型）1,2111.2電壓表（46L1-V型）0.3110.3總計6.98.36.08.3根據上表可求出不完全星形部分負荷為：(VA) ， ，由于每相上尚有絕緣監視電壓表PV，故A相負荷可計算如下：同理，可求出B相負荷為，顯而易見，B相負荷較大，故應按B相總負荷進行校驗。故所選JCC2-110型電壓互感器滿足要求。同樣，220kV電壓互感器查表選用三只單相TYD220/-0.005成套式電容式的電壓互感器，選用1級準確級，三相總的額定容量為300(VA)，接線為YN，yn,d0。

44、表7.4 TYD220/-0.005 技術數據型號額定電壓（kV）二次負荷分壓電容量質量（kg）初級繞組次級繞組剩余電壓繞組0.5級1.0級3.0級TYD220/-0.005220/0.1/0.11503000.005800表 7.5 電壓互感器各相負荷分配（不完全星形負荷部分）儀表名稱及型號每線圈消耗功率(VA)儀表電壓線圈儀表數目AB相BC相有功功率表（46D1-W型）0.610.92531.85.61.85.6無功功率表（46D1-VAR型）0.5110.50.5有功電能表（DS1型）1.50.3842.32.3頻率表（46L1-H2型）1,2111.2電壓表（46L1-V型）0.311

45、0.3總計5.85.64.95.6根據上表可求出不完全星形部分負荷為：(VA) ， ，由于每相上尚有絕緣監視電壓表PV，故A相負荷可計算如下：同理，可求出B相負荷為，顯而易見，B相負荷較大，故應按B相總負荷進行校驗。故所選TYD220/-0.005型電壓互感器滿足要求。7.2 電流互感器的選擇 電流互感器的的選擇原則（1） 型式：電流互感器的型式應根據使用環境條件和產品情況選擇。對于620kV的屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。（2） 一次回路電壓：。 為電流互感器安裝處一次回路工作電壓，為電流互感器額定電壓。（3）一次回路電流：。 為電流互感器安裝處一次回路最大工

46、作電流，為電流互感器原邊額定電壓。當電流互感器使用地點，環境，溫度不等到于+40時進行修正。修正的方法與斷路器的修正方法相同。（4）準確等級：電流互感器準確等級的確定與電壓互感器相同，需先知電流互感器二次回路接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求最高的表計來選擇。（5）動穩定：內部動穩定：式中電流互感器動穩定倍數，它等于電流互感器極限通過電流峰值與一次繞組額定電流峰值之比，即：。（6）熱穩定： 為電流互感器的1秒熱穩定倍數。7.2.2 10kV出線電流互感器的選擇和校驗選擇LA-10的電流互感器表7.6 LA-10電流互感器相關參數型號額定電流比（A）次級組合準確等級二次負荷10

47、%倍數（倍）1秒熱穩定倍數（倍）動穩定倍數（倍）0.1級1級3級D級LA-10500/50.5/3及1/30.50.4106011010.41030.610（1）型式：采用樹脂澆注絕緣結構。（2）電壓：電流：（3）校驗：電壓：。 電流： 動穩定： 熱穩定： 滿足。7.3 全變電站電流、電壓互感器的配置方案（見附圖）第八章 220、110、10kV配電裝置的設計8.1 配電裝置的設計原則與步驟8.1.1 配電裝置的設計原則配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經濟政策，遵循有關規程、規范及技術規定，并根據電力系統、自然環境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設備，積極慎重地采用

48、新布置、新設備、新材料、新結構，使配電裝置設計不斷創新，做到技術先進、經濟合理、運行可靠和維護方便。發電廠和變電站的配電裝置型式選擇，應考慮所在地區的地理情況及環境條件，因地制宜，節約用地，并結合運行、檢修和安裝要求，通過技術經濟比較予以確定。在確定配電裝置型式時必須滿足以下要求：節約用地；運行安全和操作巡視方便；便于檢修和安裝；節約材料，降低造價。8.1.2 配電裝置設計的基本步驟（1）選擇配電裝置的型式。選擇時應考慮配電裝置的電壓等級、電氣設備的型式、出線多少和方式、有無電抗器、地形、環境條件等因素。（2）配電裝置的型式確定后，接著擬定配電裝置的配置圖。（3）按照所選電氣設備的外形尺寸、運

49、輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設計有關技術規程的規定，并參考各種配電裝置的典型設和手冊，設計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。8.2 屋外配電裝置8.2.1 屋外配電裝置概述（1）屋外配電裝置的分類及特點屋外配電裝置將所有電氣設備和母線都裝設在露天的基礎、支架或構架上。屋外配電裝置的結構形式，除與電氣主接線、電壓等級和電氣設備類型有密切關系外，還與地形地勢有關。根據電氣設備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置、半高型配電裝置。中型配電裝置是將所有電氣設備都安裝在同一水平面內，并裝在一定高度的基礎上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作人員能在地面上安全

50、活動；母線所在的水平面稍高于電氣設備所在的水平面，母線和電氣設備均不能上、下重疊布置。中型配電裝置按照隔離開關的布置方式，可分為普通中型配電裝置和分相中型配電裝置。所謂分相中型配電裝置系指隔離開關時分相布置在母線的正下方，其余的均與普通中型配電裝置相同。中型配電裝置的優點是：布置比較清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和維護方便，造價較省，并有多年的運行經驗；缺點是：占地面積過大。高型配電裝置時將一組母線及隔離開關與另一組母線及隔離開關上下重疊布置的配電裝置。按其結構的不同，可分為單框架雙列式、雙框架單列式和三框架雙列式三種類型。高型配電裝置的優點是：可以節省占地面積50%左右；缺點是：耗用鋼材較多，造價較高，操作和維護條件較差。半高型配電裝置時將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關上下重疊布置，其占地面積比普通中型減少30%。半高型配電裝置介于高型和中型之間