营口青花10kV变电所毕业论文设计.doc

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）
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营口青花10kV变电所设计
摘要
本文是对营口青花10kV变电所进行设计，提供设计方案的说明。本设计根据营口青花集团实际供电需求，根据国家电气相关标准、规范以及青花集团建设规划及负荷现状，规模和发展规划结合近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性和发展的可能性。对相应的10kV变电所进行设计,主要包括：对原始设计条件的分析；负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数、容量和型式的选择；变电所的主接线方案的选择；短路计算；二次回路控制方案的确定及继电保护的设计及校验；变电所进出线型号的选择及校验；防雷保护装置的设计；电路图的绘制。在设计中，应用了有关图表、公式进行相关计算，使用了Word、Auto CAD软件进行绘图。在设计和选择设备中，都充分考虑到了可靠性、灵活性和经济性，从多方面体现出了工厂供电的重要性。本设计着力实现安全、可靠地供电，达到优质、节能的目的。

关键词：变电所；负荷计算；短路电流；继电保护；防雷保护

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Abstract
This paper is a design of the Yingkou Qinghua 10kV substation, provide a description of the design scheme. According to the design of Yingkou Qinghua Group's actual demand for electricity supply, according to the national electrical related standards and codes, and Qinghua Group construction planning and load status, scope and development planning combined with short-term construction and long-term development, do a combination of distance and proper consideration of the expansion possible development and the possibility of. Of 10kV substation of design, mainly including: analysis of the original design conditions; load calculation and reactive power compensation; substation main transformer units, capacity and type selection; selection of substation main wiring plan; short circuit calculation; secondary loop control scheme is determined and relay protection design and verification; substation and outgoing line model selection and validation;design of lightning protection device; circuit diagram drawing.In the design, the application of the relevant chart, formula for the calculation, using Word,Auto CAD software for graphics. In the design and selection of equipment, the reliability, flexibility and economy are fully considered, from many aspects, the importance of power supply of the plant is reflected.The design focus on the safe and reliable power supply, to achieve the purpose of quality, energy saving.

Keywords: substation; load calculation; short-circuit current; relay protection; lightning protection

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目录
1 绪论 1
2 负荷计算和无功功率补偿 4
2.1 负荷的计算及分析 4
2.1.1 负荷计算的目的和方法 4
2.1.2 负荷分级及供电要求 4
2.1.3 负荷计算 5
2.2 无功功率补偿 6
3 主接线的选择和短路计算 8
3.1 主接线设计 8
3.1.1 电气主接线的基本知识 8
3.1.2 电气主接线的基本要求 8
3.1.3 变电所主变压器的选择和主接线方案的选择 9
3.2 短路电流计算 10
3.2.1 概述 10
3.2.2 供电电源情况 11
3.2.3 短路计算 12
4 电气设备的选择与校验 16
4.1 高压电器设备选择的一般原则 16
4.1.1 按正常工作条件选择高压电气设备 16
4.1.2 按短路条件校验 18
4.2 电气设备的选择和校验 18
5 二次回路方案选择及继电保护的整定 23
5.1 变电所二次回路控制方案 23
5.2 继电保护的设计及校验 23
5.2.1 概述 23
5.2.2 继电保护的计算 24
6 变电所进出线的选择 28
6.1 10kV高压进线的选择校验 28
6.2 400V低压出线的选择校验 28
7 过电压与防雷保护 29
7.1 过电压的形式 29
7.2 雷电的危害 29
7.3 防雷装置 29
7.3.1 防雷装置的组成 29
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7.3.2 建筑物防雷级别 29
7.3.3 防雷装置计算 30
结论 33
致谢 34
参考文献 35
附录A 36

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1 绪论
现如今国民经济高速发展，电能在使用中越来越广泛。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能是指电以各种形式做功的能力。电能的种类包含直流电能、交流电能，这些电能均可以相互转换，日常生活中使用的电能主要来自其它方式能量在转换，包含水能，热能，原子能，风能，化学能及光能等。电能也可转换成其它所需能量方式。它能够有线或无线的方式作远距离的传输，电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。电能被普遍应用在动力，照明，冶金，纺织，通讯，广播等每一个领域，是科学技术发展，国民经济奔腾的主要动力。
随着国民经济的发展，配电距离在变长，配电功率在变大，负荷密度在增加，10kV配电网络承担着重大的供配电任务。而变电所在供配电网络中起着接受、变换和分配电能的作用，所以，变电所在供配电网络中处于举足轻重的地位。变电所的设计按照工程特征，规模和发展规划，正确处理近期建设和远期发展关联，远近关联，以近期为主，适当的思考发展的可能。变电所策划应按照负荷性质，用电容量，工程特点，所选地址的环境，地区供电条件和节约电能等因素，合理确定设计方案。配电装配的安放和导体，电器，构造的选择，应符合正常运转，检修，短路和过电压等情形的要求。
一般煤矿的电源进线是6～10kV。当大多数的高压设备为6kV时，供电系统可以将电源电压35kV降至6kV。但是由于利用效率低，通常采用10kV进线电压。由高压配电线将电能发送至每一个车间变电所。每个车间变电所都设有电力变压器，将10kV的高压降至正常的低压用电设备所需的电压，通常为220／380V（220V为三相线路相电压，380V为其线电压）。即使高压用电设备，则由高压配电所直接对其供电。
在10kV变电所设计中，主要完成以下任务：主接线方案的设计与论证；负荷计算及无功功率补偿；短路电流计算；高、低压侧配电系统设计；电气设备的选择与校验；变电所形式的确定及其内部电气平面布置设计；对电力变压器的继电保护；防雷和接地等等。目前，在10kV变电所的设计中，普遍采用金属封闭铠装开关柜设备，将变压器一、二次开关设备全部合为一体。而开关设备的发展是变电所、电力系统发展的先驱。真空开关、SF6断路器、重合器、分段器、自动配电开关、新型熔断器的出现，为变电所向小型化、智能化、免维护、易施工方向发展创造了良好的条件。随着科学技术的发展，变电所综合自动化系统运用的日益广泛，逐步融入了IT技术，借助计算机技术和网络通信技术，对配电网进行在线和离线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自动化。随着微机监控系统和配电自动化技术的应用，变电所内逐步实现了无人值守。这就大大减少了危险场所人为事故发生率，增强了供配电系统的可靠性和稳定性。正确的选取电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运转的主要条件。在进行电气设备选取时必需符合国家有关经济技术战略。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，并且要吻合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。
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电气设备的选择应遵循以下两个原则：
1、按正常工作状态选择。
2、按短路状态校验。
选择设备的基本原则：
1、设备按照主接线形式进行配置。
2、按装位置及系统正常运行情况进行选择，按短路情况进行校验。
3、所选择设备在系统中最恶劣运行方式下仍能可靠工作，运转。
4、同类设备尽可能同一型号，便于设备的维修，定货和相互备用。考虑近期5年发展的要求。
在先进技术不断发展的今天，变电所综合自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代繁琐而复杂的传统控制保护系统。所以综合自动化是变电所发展的总方向。考虑到人工操作与智能化操作的接合，在变电所内做微机保护设计，主要从微机保护的原理，硬、软件组成，微机保护的特点和微机保护可靠性提高的措施等方面做出叙述。此次毕业设计的目的是通过变电所设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实践，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。
本次10kV变电所设计工程为营口市青花集团变电所，此变电所占地面积约为28000平方米，地区地势平坦。年最高气温34℃，年平均气温7℃—9.5℃，年最低气温-16℃，年最热月平均最高气温29℃，年最热月平均气温25.5℃，年雷暴日数28.0。
1.车间组成
（1）机加车间；（2）机修车间；（3）粗加工车间；（4）精加工车间；（5）装配车间；（6）消防车间；（7）仓库；（8）消防水泵；（9）应急照明；（10）防火卷帘；（11）铸造车间；（12）电镀车间；（13）锅炉房；
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图1.1 营口青花10kV变电所平面图
2.工厂负荷情况
该厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4800H，日最大负荷持续时间为8H。该厂消防水泵、应急照明、防火卷帘为一级负荷，铸造车间、电镀车间和锅炉房为二级负荷，机加车间、机修车间、粗加工车间、精加工车间、装配车间、消防车间和仓库为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。

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2 负荷计算和无功功率补偿
2.1 负荷的计算及分析
2.1.1 负荷计算的目的和方法
计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电器保护的重要数据。计算负荷确定的是否合理，直接影响电器和导线的选择是否合理。如果计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能消耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以致发生事故，同样给国家造成损失。为此，正确进行负荷计算是供配电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。
负荷计算使用的方法有需要系数法和二项式法：
1.需要系数法：需要系数法与用电设备的类别和工作状态有极大的关系，因此在计算时首先要正确判明用电设备的类别和工作状态，否则将造成错误，这种方法简单，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。
2.二项式法：将负荷分为基本部分和附加部分，后者考虑一定数量大容量设备影响，适用于设备台数较少而容量差别较大的低压分支干线的计算负荷，及其他各类车间和变电所施工设计亦常采用，但二项式法计算一般偏大。[1]
需要系数法是世界各国普遍应用的确定计算负荷的基本方法，而二项式法应用的局限性较大，主要应用于机械加工企业，根据分析，这里采用需要系数法进行本设计的计算。
2.1.2 负荷分级及供电要求
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源。
一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或将在政治上、经济上造成重大损失者，或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。
二级负荷为中断供电将在政治上、经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等，或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等，或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。
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三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。[1]
2.1.3 负荷计算
根据下列公式计算：
有功计算负荷： （2.1）
（为需要系数，为设备容量）
无功计算负荷： （2.2）
（为功率因数的正切值）
视在计算负荷： （2.3）
（为功率因数）
计算电流： （2.4）
（为额定电压）
1.机加车间

2.机修车间

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其他设备计算同上，计算如表2.1：
表2.1 负荷计算总表
编号
车间名称
额定电压（V）
额定电流（A）
（kW）
（kvar）
(kVA)
(A)
1
机加车间
400
143
67.8
66.26
94.8
136.84
2
机修车间
400
169
73.85
83.40
111.4
160.80
3
粗加工车间
400
143
76
55.317
94
135.677
4
精加工车间
400
197
104
76.322
129
186.95
5
装配车间
400
55
24
26.833
36
51.962
6
消防车间
400
91
42.6
42.252
60
86.603
7
仓库
400
13.4
7.2
5.060
8.8
12.702

总计
－
－
375.68
344.78
509.91
735.99
2.2 无功功率补偿

由以上可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.74，而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时的功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：

选BW0.4—12—1型电容器，则要，取15个。
则实际补偿容量为
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装两台主变压器，型号采用S9型，而容量得：

所以，比较、，可知最大，为410.23kV·A。
因此，无功补偿变压器的容量应选为500kV·A。

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3 主接线的选择和短路计算
3.1 主接线设计
3.1.1 电气主接线的基本知识
电气主接线是发电厂和变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主节。电气主接线又称为一次接线，是由各种开关电器、变压器、互感器、线路、电抗器、母线等按一定顺序连接而成的接收和分配电能的总电路。电气主接线代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着电气设备选择、配电装置布置、继电保护配置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各方面的因素，经过技术、经济比较后方可确定。用行业标准规定的设备图形符号和文字符号，按电气设备的实际连接顺序绘制而成的连线图，称为电气主接线图。电气主接线图通常画成单线的形式。
主接线可分为有母线接线和无母线接线两类。有母线接线分为单母线接线和双母线接线；无母线接线分为单元式接线、桥式接线和多角形接线。而在中、低压供配电系统中主要采用单母线接线、单元式接线和桥式接线。
3.1.2 电气主接线的基本要求
我国《变电所设计的技术规程》规定：变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，且应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节省投资等要求。
电气主接线的基本要求：
1.安全性：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。
2.可靠性：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。
（1）研究可靠性应注意的问题：
①应重视网内外长期运行的实践经验及其可靠性的运行分析。
②应包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。
③在很大程度上取决于设备的可靠程度。
④考虑待设计发电厂，变电所在电力系统中的地位和作用。
（2）具体要求：
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①断路器检修时，不宜影响对系统的供电。
②断路器或引线检修及引线故障时，尽量减少停远回路和停远时间，并保证对一级负荷及全部及大部分二级负荷的供电。
③尽量避免变电所全停的可能性。
④大机组，超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。
3.灵活性：应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要。
（1）调度时，应可以灵活地投入和切除发电机，变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式及特殊运行方式下的系统调度要求。
（2）检修时，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修而不致影响电力网和对用户的供电。
（3）扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。
4.经济性：在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，尽可能减少一次性投资和年运行费用等
（1）投资省
①主接线要求简单，以节省断路器、隔离开关、电流互感器和电压互感器、避雷器等一次设备。
②要使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。
③要能限制短路电流，以便选择价廉的电器设备和轻型电器。
④如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV及以下终端和分支变电所可用简单接线方式。
（2）占地面积小，主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。
（3）电能损失小，经济合理地选择各种电气，减少电能损失。
（4）具有未来发展和扩建的可能性。[2]
3.1.3 变电所主变压器的选择和主接线方案的选择
1.装设两台主变压器，型号采用S9—500/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担，主变压器的联结组均采用Yyn0。
2.主接线方案如图3.1：
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图3.1 变电所的主接线图
3.2 短路电流计算
3.2.1 概述
1.短路的含义：
短路是电力系统中最常见和最严重的一种故障。所谓短路，是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。
2.短路的原因：
引起短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏。引起绝缘损坏的原因有：各种形式的过电压（如遭到雷击）、绝缘材料的自然老化、遭受机械损伤以及设备运行维护不良等。此外，运行人员由于未遵守安全操作规程而带来的误操作（如带负荷拉刀开关、线路或设备检修后未拆除地线而送电等）、鸟兽跨接在裸露的载流部分以及风、雪、雨、雹等自然现象均会引起短路故障。
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3.短路的后果：
（1）短路电流的热效应：短路电流通过设备将会使发热急剧增加，短路持续时间较长时，可使设备因过热而损坏甚至烧毁。
（2）短路电流的力效应：短路电流将在电气设备中产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏。
（3）影响电气设备的正常运行：短路时系统电压大幅度下降，可使系统中的主要负荷电动机因电磁转矩显著降低而减速或停转，造成产品报废甚至设备损坏。
（4）破坏系统地稳定性：短路将会使系统中的功率分布突然发生变化可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。这是短路故障最严重的后果。
（5）造成电磁干扰：不对称接地短路所产生的不平衡电流，将产生零序不平衡磁通，会对邻近的平行电路（通信线路、铁道信号系统等）产生严重的电磁干扰。[3]
4.短路的类型：
在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路，分别用、、和表示，三相短路是对称性短路，其他类型的短路都是不对称性短路。
5.短路电流的计算方法：
由于电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量要小，而阻抗则较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路时，系统母线上的电压变动很小，可以为电压维持不变，即系统容量为无限大。所以这里进行的短路电流计算方法，以无限大容量电力系统供电作为前提计算。
3.2.2 供电电源情况
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（1）厂房的工作电源一般情况下我们可以从离厂房最近的10km的公共电源线中获取。公共电源线的干线首端和厂房距离大概为10km。采用容量为500MVA，有定时限过电流保护和电流速断保护的高压断路器安装在干线首端。此断路器的定时限过电流保护整定的时间为2s。
（2）一般通过采用高压联络线从最近的用电单位获得备用电源使整个系统满足工厂二级负荷的要求。空线路连接在本设计中需要和工厂的高压侧距离40km，电缆长度为30km，如图3.2所示：
图3.2 厂房供电情况图
3.2.3 短路计算
本设计采用标幺制法进行短路计算。
1.绘制计算电路，如图3.3：
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图3.3 短路计算电路图
线路的计算电流：

查得，
选与20.96接近的LGJ—16型钢芯铝绞线确定短路计算基准值。
2.确定短路计算基准值
设，，即高压侧，低压侧，则：

3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值
（1）电力系统，已知，故
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（2）架空线路，查表得LGJ—16的，而线路长4km，故

（3）电压变压器，查表得，故

因此绘短路计算等效电路如图3.4：
图3.4 短路计算等效电路图
4.计算k-1点（10.5kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。
（1）总电抗标幺值

（2）三相短路电流周期分量有效值

（3）其他短路电流

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（4）三相短路容量

5.计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。
（1）总电抗标幺值

（2）三相短路电流周期分量有效值

（3）其他短路电流

（4）三相短路容量

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4 电气设备的选择与校验
4.1 高压电器设备选择的一般原则
为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件有：按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。[4]
由于各种高压电气设备具有不同的性能特点，选择与校验条件不尽相同，高压电气设备的选择与校验项目见表4.1。
表4.1 高压电气设备的选择与校验项目
设备名称
额定电压
额定电流
开断能力
短路电流校验
动稳定
热稳定
断路器
√
√
√
○
○
负荷开关
√
√
√
○
○
隔离开关
√
√
－
○
○
熔断器
√
√
√
－
－
电流互感器
√
√
－
○
○
电压互感器
√
－
－
－
－
支柱绝缘字
√
－
－
○
－
穿墙套管
√
√
－
○
○
母线
－
√
－
○
○
电缆
√
√
－
－
○
注：表中“√”为选择项目，“○”为校验项目。
4.1.1 按正常工作条件选择高压电气设备
1.额定电压和最高工作电压
高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压UN不得低于所接电网的最高运行电压。 一般电气设备允许的最高工作电压可达1.1~1.15UN ，而实际电网的最高运行电压UN.W一般不超过1.1UN，因此在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UN.W的条件选择，即式（4.1）：
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UN ≥UN.W （4.1）
2.额定电流
电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即式（4.2）：
IN ≥Imax （4.2）
计算时有以下几个应注意的问题：
（1）由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.5倍；
（2）若变压器有过负荷运行可能时，Imax应按过负荷确定（1.3~2）倍变压器额定电流）；
（3）母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax；
（4）出线回路的Imax除考虑正常负荷电流（包括线路损耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。
3.按环境工作条件校验
在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境(尤须注意小环境)条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施，例如:当地区海拔超过制造部门的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，一般当海拔在1000~3500m范围内，若海拔比厂家规定值每升高l00m，则电气设备允许最高工作电压要下降1%。当最高工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备，或采用外绝缘提高一级的产品。对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。[4]
当污秽等级超过使用规定时，可选用有利于防污的电瓷产品，当经济上合理时可采用屋内配电装置。
当周围环境温度θ0和电气设备额定环境温度不等时，其长期允许工作电流应乘以修正系数K，即公式（4.3）：
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（4.3）
我国目前生产的电气设备使用的额定环境温度θN=40℃。如周围环境温度θ0高于40℃(但低于60℃)时，其允许电流一般可按每增高1℃，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于40℃时，环境温度每降低1℃，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。
4.1.2 按短路条件校验
1.短路热稳定校验
短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度(或发热效应)应不超过允许值。满足热稳定的条件为式（4.4）：
（4.4）
式中 It —由生产厂给出的电气设备在时间t秒内的热稳定电流。
I∞—短路稳态电流值。 t—与It相对应的时间。
tdz—短路电流热效应等值计算时间。
2.电动力稳定校验
电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为：
（4.5）
或 （4.6）
式中 ich、Ich—短路冲击电流幅值及其有效值；
ies 、Ies——电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
（1）用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不校验热稳定。
（2）采用限流熔断器保护的设备，可不校验动稳定。
（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定。
4.2 电气设备的选择和校验
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1.断路器
高压断路器是变电所主要电气设备之一，其选择的好坏，不但直接影响变电所的正常状态下运行，而且也影响在故障条件下是否能可靠地分断。断路器的选择根据额定电压、额定电流、装置种类、构造型式、开断电流或开断容量各技术参数，并且进行动稳定和热稳定校验。
（1）按额定电压选择
断路器的额定电压，应不小于所在电网的额定电压，即式（4.7）：
UN ≥ UN.W （4.7）
式中 UN—断路器的额定电压，KV；
UN.W —电网的额定电压，KV。
（2）按额定电流选择
断路器的额定电流IN应不小于回路的持续工作电流，即式（4.8）：
IN ≥ Ica （4.8）
式中 IN—断路器额定电流，A；
Ica—回路持续工作电流，A。
（3）按配电装置种类选择
装置的种类指断路器安装的场所。装设在屋内的应选屋内型，装设在屋外的，应选屋外型。
（4）按构造型式选择
在相同技术参数的条件下，有各种型式的断路器，如多油断路器、少油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器等。要根据配电装置的工作条件和要求，结合各断路器的特点来选用。
少油断路器的特点是油量少、重量轻，不用采取特殊的防火防爆措施。且其尺寸小、占地面积小，造价低。因此，凡是在技术上能满足要求的场合应优先采用。但少油断路器由于油量少，在低温下易于凝冻，故不适宜严寒地区低温下运行。也不适于多次重合的场合。
空气断路器是无油不会起火，而且其动作速度快，断路时间短，断流容量大，适用于多次重合的场合。但是，其结构复杂，附有一套压缩空气装置，价值高。因此，只在要求动作速度快，多次重合的情况下，才选用空气断路器。
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六氟化硫断路器的特点灭弧性能好，在密封不好的情况下，在断路器周围环境中易于沉积SF6气体，并需进行充气。
在设计时，具体问题要具体分析，根据上述条件，选用技术上合理而又经济的断路器为宜。
2.隔离开关
隔离开关应按其额定电压、额定电流及使用的环境条件选择出合适的规格和型号，然后按短路电流的动、热稳定性进行校验。
按环境条件选择隔离开关时，可根据安装地点和环境选择户内式、户外式、普通型或防污型等类型，防污型用于污染比较严重的地方。隔离开关按构造可分为三柱式、双柱式和V型结构，工况企业35KV变电所户外多选用V型结构。此外，隔离开关还有带接地刀闸和不带接地刀闸两种，带接地刀闸的一般用于变电所进线。在选择隔离开关的同时还必须选择配套的操作机构。
隔离开关的选择，除了不校验开断能力外，其余与断路器的选择相同，因为隔离开关与断路器串联在回路中，网络出现短路故障时，对隔离开关的影响完全取决于断路器的开断时间，故计算数据与断路器选择时的计算数据完全相同。
3.电流互感器
根据使用环境和安装条件确定电流互感器的类型，然后按正常工作条件及短路参数确定其规格。选择步骤如下：
（1）额定电压的选择
电流互感器的额定电压应大于或等于电网的额定电压，同断路器额定电压的选择。
（2）一次额定电流的选择
电流互感器原边额定电流I1N应大于等于1.2~1.5倍最大长时工作电流Ica，即
I1N >(1.2~1.5)Ica
(3)、确定准确等级
电流互感器的准确度级别有0.2，0.5,1.0，3.0，10等级。测量和计量仪表使用的电流互感器为0.2级，只为电流、电压测量用的电流互感器允许使用1.0级，对非重要的测量允许使用3.0级。
（4）动稳定校验
电流互感器满足动稳定的条件是式（4.9）：
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（4.9）
式中 Kes----动稳定倍数，由产品目录查出；
iim-----三相短路冲击电流，Ka
（5）热稳定校验
电流互感器满足热稳定的条件是式（4.10）：
（4.10）
式中 Kts---对应于t的热稳定倍数，由产品目录查出；
t-----给定的热稳定时间，一般为1s；
Iss---三项稳态短路电流有效值，A；
tf----短路电流的家乡作用时间，s。
4、母线
（1）母线材料及形状的选择
母线材料一般采用铝导体，对于35kv及以上的户外母线常采用钢芯铝导线，而6kv及以下的母线一般采用矩形母线。
（2）母线截面的选择
①按最大长时工作电流选择
母线的长时允许电流应大于或等于通过母线的最大长时工作电流，即式（4.11）：
（4.11）
式中 Ip—母线的长时允许电流，A
Ica---通过母线的最大长时工作电流，A
Kso----温度校正系数。
②按短路热稳定条件校验为式（4.12）：
（4.12）
式中 Amin---母线的最小热稳定截面，mm2
ISS-----通过母线的最大三相短路电流稳定值，A;
Ksk----集肤效应系数
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C------导体的热稳定系数
③母线的动稳定校验
三相短路时，位于同一平面的三相平行母线中产生的最大电动力为式（4.13）：
（4.13）
式中 F---三相短路时，作用在母线一个跨距上的最大电动力，N
---三相短路电流的冲击值，A
L-----母线跨距，cm
a------两母线间中心线间的距离，cm
Ks-----母线的形状系数
综上，并查书得出电气设备选择结果如表4.2：
表4.2 电气设备选择结果
名称
型号
隔离开关
GN-10
断路器
SN10-10Ⅱ
电流互感器
LQZ-10/150/5
母线
LMY-（63*6