降壓變電所的電氣設備的選擇案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u12638降壓變電所的電氣設備的選擇案例綜述 1142471.1電氣設備的選擇的一般條件 126021.1.1按照正常工作條件選擇額定電壓和額定電流 1305221.1.2按短路條件校驗熱穩定和動穩定 210741.2斷路器的選擇 369131.2.1斷路器的選擇要求 3120021.2.2110kV側斷路器的選擇 4302111.3隔離開關的選擇 8136401.3.1隔離開關的要求及安裝位置 888791.4互感器的選擇 11238801.4.1電流互感器的選擇要求 11224701.4.2電流互感器的選擇計算 1244491.4.3電壓互感器的選擇 14126751.5母線的選擇 16209151.5.1母線的選擇要求 16309891.5.2母線選擇計算 1736271.5.3主要電氣設備選擇匯總 2111486-12本設計選擇的主要設備匯總 21選擇電氣設備是本設計的重要內容，電氣設備的正確選擇是主配電和高壓配電安全經濟運行的重要前提之一，在選擇電氣設備時，設備的安全性要適合工程的實際情況積極可靠地利用新技術，盡可能注意節能投資，選擇合適的電氣設備為前提，基于項目的實際情況。本設計主要選擇的電氣設備是斷路器，隔離開關，電流電壓互感器，等一次設備。1.1電氣設備的選擇的一般條件很多電氣設備需要滿足共同選擇校驗項目。也就是說，在正常的動作條件下選擇額定電壓和額定電流，在短路條件下進行校驗。1.1.1按照正常工作條件選擇額定電壓和額定電流電壓的選擇：電氣設備的選擇中，該設備額定電壓要大于所在電網的額定電壓。（1.1）電流的選擇：在實際環境溫度下，電氣設備長期允許通過的電流。大于該回路在合理運行方式下的最大持續工作電流。（1.2）（1.3）——取變壓器額定容量按照當地溫度條件校驗：若實際溫度與設備額定溫度不符，則需要進行溫度修正，修正系數如下：（1.4）——導體長期發熱允許的最高溫度——導體額定環境溫度1.1.2按短路條件校驗熱穩定和動穩定熱穩定校驗熱穩定性是指能夠承受無損傷的短路電流的熱效應的電器的能力。即短路時短時發熱最高溫度不超過短時最高允許溫度。動穩定校驗動態穩定性意味著能夠承受由短路電流引起的電動力效應影響的電氣裝置不損壞的能力。即短路沖擊電流最大值或有效值應該小于該電器銘牌的動穩定電流的最大值或有效值。（1.5）短路計算時間計算短路電流的熱效應時所用的短路切除時間等于繼電保護動作時間與相應斷路器的全開段時間之和。斷路器的全開段時間等于段落前的固有分閘時間與燃弧時間之和。1.2斷路器的選擇1.2.1斷路器的選擇要求斷路器最基礎的功能是開斷功能，是一種能夠將正常電路條件的電流關斷、關合，在規定的時間內將異常電路進行關斷的開關裝置，電路斷路器的主要功能是在必要時控制電氣設備或線路。第二個是保護功能，如果電路的任何部分出現故障，則部分故障會立即消除，并且斷路器的選擇要按照額定電流，額定電壓，額定開斷電流，額定關合電流去選擇；然后按熱穩定，動穩定去校驗。（1）額定開斷電流的選擇條件（1.6）（2）額定關合電流的選擇條件（1.7）（3）校驗熱穩定條件（1.8）——短路允許的熱效應——短路產生的熱效應（1.9）——t秒內的熱穩定電流（1.10）——短路開斷計算時間（1.11）（1.12）——熱穩定時間——全開斷時間——后備保護時間——周期分量等值時間校驗動穩定條件——斷路器動穩定電流峰值1.2.2110kV側斷路器的選擇（1）按額定電壓按額定電流按額定開斷電流按額定關合電流根據以上計算數據選擇斷路器型號為戶外少油型SW7-110，具體參數如下表：表6-1SW7-110斷路器具體參數參數 型號SW7-110（戶外少油型）額定電壓/kV110額定電流/A1600額定開斷電流/kA15.8額定關合電流/kA55動穩定電流（峰值）/kA554s熱穩定電流/kA21固有分閘時間/s0.04全開斷時間/s0.07（5）按熱穩定校驗取后備保護時間為5s，依據周期分量等值時間表=4.3。根據以上計算，則滿足熱穩定條件。（6）按動穩定校驗經查該斷路器動具體參數中動穩定電流峰值為55kA，本設計中110kV側短路沖擊電流最大值為13.62kA，則滿足上述動穩定條件。根據熱穩定和動穩定校驗該型號斷路器均能夠滿足選擇條件和校驗條件，故SW7-110戶外少油型斷路器符合本設計110kV側斷路器的選擇。1.2.335kV側斷路器的選擇（1）按額定電壓（2）按額定電流（3）按額定開斷電流（4）按額定關合電流根據以上計算數據選擇斷路器型號為戶外少油型SW2-35，具體參數如下表：表6-2SW2-35斷路器具體參數參數 型號SW2-35（戶外少油型）額定電壓/kV35額定電流/A2000額定開斷電流/kA24.8額定關合電流/kA50動穩定電流（峰值）/kA63.44s熱穩定電流/kA24.8固有分閘時間/s≤0.06全開斷時間/s0.07（5）按熱穩定校驗取后備保護時間為5s，依據周期分量等值時間表=4.37。根據以上計算，則滿足熱穩定條件。按動穩定校驗經查該斷路器動具體參數中穩定電流峰值為63.4kA，本設計中10kV側短路沖擊電流最大值為29.43kA，則滿足上述動穩定條件。根據熱穩定和動穩定校驗該型號斷路器均能夠滿足選擇條件和校驗條件，故SW2-35戶外少油型斷路器符合本設計35kV側斷路器的選擇。1.2.410kV側斷路器的選擇（1）按額定電壓（2）按額定電流（3）按額定開斷電流（4）按額定關合電流根據以上計算數據選擇斷路器型號為戶內少油型SN5-20G，具體參數如下表：表6-3SN5-20G斷路器具體參數參數 型號SN5-20G（戶外少油型）額定電壓/kV20額定電流/A6000額定開斷電流/kA105額定關合電流/kA125動穩定電流（峰值）/kA3005s熱穩定電流/kA120固有分閘時間/s0.15全開斷時間/s0.16（5）按熱穩定校驗取后備保護時間為5s，依據周期分量等值時間表=4.3。根據以上計算，則滿足熱穩定條件。（6）按動穩定校驗經查該斷路器動具體參數中動穩定電流峰值為300kA，本設計中10kV側短路沖擊電流最大值為63.69kA，則滿足上述動穩定條件。根據熱穩定和動穩定校驗該型號斷路器均能夠滿足選擇條件和校驗條件，故SN5-20G戶外少油型斷路器符合本設計10kV側斷路器的選擇。1.3隔離開關的選擇隔離開關是一種主要用于“隔離電源、倒閘操作、用以連通和切斷小電流電路”，無滅弧功能的開關器件。其主要措施是在切斷電源后建立可靠的隔離間隙。即從明確的斷開點隔開修理設備或線路以及電源；操作轉換電路可以用來分離和連接電線的小電流，如總線、連接器頭、短線電纜，電容電流；可用來分合特定容量變壓器的空載勵磁電流；隔離電源，將高壓檢修設備與帶電設備斷開。1.3.1隔離開關的要求及安裝位置隔離開關型號的選擇應根據其安裝地點進行選擇；應具有以下要求：在安裝在斷路器兩側；應有明顯斷開點；變壓器出線或中性點避雷器不得具有隔離開關。普通變壓器的中性點直接接地時，變壓器通過斷路器接地。有良好的絕緣。隔離開關由于沒有滅弧裝置，不可用開斷電流和短路電流選擇校驗，只有通過額定電壓，額定電流選擇，其次校驗熱穩定和動穩定是否符合本設計。故5通過以下公式條件去計算（1）按額定電壓選擇（2）按額定電流選擇（3）校驗熱穩定按動穩定校驗1.3.2110kV隔離開關的選擇（1）按額定電壓和額定電流選擇由以上計算得知110kV側，額定電壓為110kV。故初步選擇GW5-110Ⅱ型戶外式隔離開關。具體參數如下表，并進行校驗。表6-4GW5-110Ⅱ型戶外式隔離開關具體參數參數 型號GW5-110Ⅱ型（戶外式）額定電壓/kV110額定電流/A630動穩定電流（峰值）/kA1004s熱穩定電流/kA20熱穩定校驗由以上斷路器計算的知。根據以上計算，則滿足熱穩定條件。動穩定校驗經查該隔離開關具體參數中動穩定電流峰值為100kA，本設計中110kV側短路沖擊電流最大值為13.62kA，則滿足上述動穩定條件。故該側選擇GW5-110Ⅱ型戶外式隔離開關均滿足熱穩定校驗和動穩定校驗，所選該型號隔離開關符合本設計110kV側。1.3.335kV側隔離開關的選擇（1）按額定電壓和額定電流選擇由以上計算得知35kV側，額定電壓為35kV。故初步選擇GW5-35ⅡW型戶外式隔離開關。具體參數如下表，并進行校驗。表6-5GW5-35ⅡW型戶外式隔離開關具體參數參數 型號GW5-35ⅡW型（戶外式）額定電壓/kV35額定電流/A1600動穩定電流（峰值）/kA1004s熱穩定電流/kA31.5（2）熱穩定校驗由以上斷路器計算的知。根據以上計算，則滿足熱穩定條件。（3）動穩定校驗經查該隔離開關具體參數中動穩定電流峰值為100kA，本設計中35kV側短路沖擊電流最大值為29.43kA，則滿足上述動穩定條件。故該側選擇GW5-35ⅡW型戶外式隔離開關均滿足熱穩定校驗和動穩定校驗，所選該型號隔離開關符合本設計35kV側。1.3.310kV側隔離開關的選擇（1）按額定電壓和額定電流選擇由以上計算得知10kV側，額定電壓為10kV。故初步選擇GN10-10T型戶內式隔離開關。具體參數如下表，并進行校驗。表6-6GN10-10T型戶內式隔離開關具體參數參數 型號GN10-10T型（戶內式）額定電壓/kV10額定電流/A6000動穩定電流（峰值）/kA2005s熱穩定電流/kA105（2）熱穩定校驗由以上斷路器計算的知。根據以上計算，則滿足熱穩定條件。（3）動穩定校驗經查該隔離開關具體參數中動穩定電流峰值為200kA，本設計中10kV側短路沖擊電流最大值為63.7kA，則滿足上述動穩定條件。故該側選擇GN10-10T型戶內式隔離開關均滿足熱穩定校驗和動穩定校驗，所選該型號隔離開關符合本設計10kV側。1.4互感器的選擇互感器是電流互感和電壓互感器的統稱。能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流，主要功能是將高電壓、大電流轉換為標準低電壓（100V）或標準小電流（5A或1A，均參照額定值），實現測量設備的標準化、小型化、保護設備、自動控制裝置。同時，可以使用變壓器分離高壓系統，確保人員和設備的安全性。1.4.1電流互感器的選擇要求按種類和型式的選擇；由安裝地點分為屋內式和屋外式，安裝方式分支持式和裝入式。額定電壓選擇額度電流選擇初步選擇完成后應進行熱穩定和動穩定的校驗，校驗需要用到的公式如下：（1）熱穩定校驗公式（1.13）——電流互感器一次側額定電流——電流互感器1s的熱穩定倍數動穩定校驗公式（1.14）——動穩定電流倍數1.4.2電流互感器的選擇計算（1）110kV側電流互感器的選擇由以上計算得知110kV側，額定電壓為110kV。故初步選擇LB-110型支持式電流互感器。具體參數如下表，并進行校驗。表6-7LB-110型支持式電流互感器具體參數參數 型號LB-110型（支持式）額定電流比/A2×600/5準確級次0.51s熱穩定倍數75動穩定倍數178熱穩定校驗：由以上計算知道短路電流產生的熱效應，則滿足上述熱穩定條件。動穩定校驗：由以上計算知道沖擊電流最大值，則滿足上述動穩定條件。故選擇LB-110型支持式電流互感器通過熱穩定和動穩定兩個方面的校驗均符合本設計110kV側電流互感器的選擇要求。（2）35kV側電流互感器的選擇由以上計算得知35kV側，額定電壓為35kV。故初步選擇LB6-35型支持式電流互感器。具體參數如下表，并進行校驗。表6-8LB6-35型支持式電流互感器具體參數參數 型號LB6-35型（支持式）額定電流比/A2000/5準確級次0.21s熱穩定倍數40動穩定倍數75熱穩定校驗：由以上計算知道短路電流產生的熱效應，則滿足上述熱穩定條件。動穩定校驗：由以上計算知道沖擊電流最大值，則滿足上述動穩定條件。故選擇LB6-35型支持式電流互感器通過熱穩定和動穩定兩個方面的校驗均符合本設計35kV側電流互感器的選擇要求。（3）10kV側電流互感器的選擇由以上計算得知10kV側，額定電壓為10kV。故初步選擇LAJ-10型穿墻式電流互感器。具體參數如下表，并進行校驗。表6-9LAJ-10型穿墻式電流互感器具體參數參數 型號LAJ-10型（穿墻式）額定電流比/A6000/5準確級次0.5/D1s熱穩定倍數50動穩定倍數90熱穩定校驗：由以上計算知道短路電流產生的熱效應，則滿足上述熱穩定條件。動穩定校驗：由以上計算知道沖擊電流最大值，則滿足上述動穩定條件。故選擇LAJ-10型穿墻式電流互感器通過熱穩定和動穩定兩個方面的校驗均符合本設計10kV側電流互感器的選擇要求。1.4.3電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇要求同電流互感器，電壓互感器二次側的等效阻抗無窮大，一般認為開路。（1）110kV側電壓互感器的選擇根據要求依據《電力工程電氣設備手冊》選擇JCDF-110（WB）型電壓互感器，為單相油浸式絕緣結構的電壓互感器。表6-10JCDF-110（WB）型電壓互感器具體參數參數 型號JCDF-110型最大容量/VA2000初級繞組額定電壓/kV110/次級繞組額定電壓/kV0.1/輔助繞組額定電壓/kV0.1二次負荷0.5級/VA150（2）35kV側電壓互感器的選擇根據要求依據《電力工程電氣設備手冊》選擇JDX-35型電壓互感器，為油浸式帶輔助繞組電壓互感器。表6-11JDX-35型電壓互感器具體參數參數 型號JDX-35型最大容量/VA2000一次電壓/kV35/計量繞組電壓/kV110/準確級0.2保護繞組電壓/kV0.1/準確級0.5剩余電壓繞組電壓/kV0.1/3準確級3（3）10kV側電壓互感器的選擇根據要求依據《電力工程電氣設備手冊》選擇JSJW-10型電壓互感器，為單相磁箱式電壓互感器。表6-12JSJW-10型電壓互感器具體參數參數 型號JSJW-10型最大容量/VA960初級繞組額定電壓/kV10次級繞組額定電壓/kV0.1輔助繞組額定電壓/kV0.1/3二次負荷0.5級額定容量/VA120二次負荷1級額定容量/VA200二次負荷3級額定容量/VA4801.5母線的選擇1.5.1母線的選擇要求母線選擇是電力系統動力傳輸的重要課題。電力系統的主布線需要總線來集中和分散電力。在發電站、變電所和輸電線路中，導體包括裸導體、總線和電源線纜。由于不同的電壓和要求，所使用的導體的種類也不同。按導體材料、類型與布置方式選擇導體材料主要是鋁和銅，銅的電阻小，鋁的電阻大于銅，銅耐腐蝕性比鋁強但是銅價格昂貴，相較于鋁。所以一般在重要的地方使用銅線。常用導線截面形式有矩形、槽型、管型。根據《電力系統設計手冊》選擇相應的母線型號。導體截面的選擇按照長期發熱允許電流的選擇根據公式：（1.15）——所選導體長期允許電流——實際環境溫度綜合修正系數按照經濟電流密度選擇一般是長度在20m以上的導體，其截面按經濟電流密度選擇。其公式如下：（1.16）J——經濟電流密度S——經濟截面積熱穩定校驗計算出導體短路前的工作溫度，根據溫度查熱穩定系數C，再計算出滿足熱穩定的導體最小截面積。其公式如下：（1.17）——分別對應允許的最高溫度和實際溫度（1.18）——集膚效應系數硬導體動穩定校驗無論導體形狀如何，需計算單位長度導體所受相間電動力，但矩形導體與雙槽型導體計算相間電動力不同。其次計算導體最大相間計算應力。需要滿足最大計算應力不大于導體最大允許應力。即：（1.19）矩形導體（1.20）（1.21）——相間距離——動態應力系數——支柱絕緣子跨距——導體的截面系數雙槽型導體（1.22）（1.23）——襯墊跨距——槽型導體高度1.5.2母線選擇計算（1）110kV側母線選擇計算由以上知道，經查表得知J=0.9，按照經濟電流密度選擇；根據以上初步選擇兩組軟導體LGJ-300/100型鋼芯鋁絞線。查閱《電力工程電氣設備手冊》按照該型鋁線具體參數進行校驗。已知110kV側導體最大持續電流為0.44kA，經查該型號長期允許電流為0.69kA，由式（1.4）進行環境溫度校正，實際溫度取38℃，最高允許溫度為+70℃，基準溫度為25℃。由式（1.15）熱穩定校驗：由式（1.17）計算出導體短路前的工作溫度；經查表根據不同工作溫度下裸導體的熱穩定系數由得到C=99，集膚效應系數。且已知短路電流熱效應，則由式（1.18）計算滿足熱穩定的導體最小截面積。則由上述計算滿足熱穩定的導體最小截面積小于所選導體實際截面積690，則滿足熱穩定。（2）35kV側母線選擇計算按照導體長期發熱允許電流選擇；實際溫度取38℃，最高允許溫度為+70℃，由以上知道，k=0.84。根據以上初步選擇矩形硬鋁導體單條LMY-125×8型，平放時長期允許電流為1920A。查閱《電力工程電氣設備手冊》按照該型鋁線具體參數進行校驗。熱穩定校驗：由式（1.17）計算出導體短路前的工作溫度；經查不同工作溫度下裸導體的熱穩定系數由得到C=96，集膚效應系數。且已知短路電流熱效應，則由式（1.18）計算滿足熱穩定的導體最小截面積。則由上述計算滿足熱穩定的導體最小截面積小于所選導體實際截面積1000，則滿足熱穩定。動穩定校驗該側為雙母線接線，故還應計算同相條間計算應力。按照每相為兩條計算相間電動力由式（1.20）其；由單條平放截面系數公式為：（1.24）b——導體短邊長度h——導體長邊長度計算相間應力由式（1.21）計算同相條間計算應