110kv变电站电气一次部分大学本科毕业论文.doc

山东科技大学学士学位论文 摘要

摘 要

根据设计任务书的要求，本次设计为 110kV 变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为 110kV、35kV 和 10kV 三个电压等级。各个电压等级分别采用单母线分段接线、单母线分段带旁母接线和单母线分段接线。
本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等）以及防雷保护的配置。
本设计以《35～110kV 变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35～110kV高压配电装置设计规范》等规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。

关键词：电气主接线、主变压器、短路电流、互感器、避雷器

ABSTRACT

According to the requirements of the design plan, the design of the preliminary design of a part of the electrical 110kv substation, and draw the main electrical wiring diagram and other drawings. The transformer substation is equipped with two main transformers, the station main wiring is divided into 110kv, 35kv and 10kv three voltage levels. Each voltage grade respectively by single bus line, sectionalized single bus with bypass bus wiring and single bus.
The design for the main electrical wiring design, short-circuit current calculation, the main electrical equipment selection and validation(including circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, bus and so on) and lightning protection configuration.
This design is based on the “35~110kv substation design code”, “code for design of power supply system”, “35~110kv high voltage power distribution equipment design standards” and other regulations as the basis, design content in conformity with the relevant technical and economic policies of the state, the new type products selected equipment are recommended by the state, advanced technology, operation reliable, economic and reasonable.

Keywords：The main electrical wiring，The main transformer，Short circuit current，mutual inductor，lightning protector
山东科技大学学士学位论文 目录

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2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
目 录

第1章 绪论 1
1.1 变电站的作用 1
1.2 我国变电站及其设计的发展趋势 2
1.3 变电站设计的主要原则和分类 6
1.4 选题目的及意义 7
1.5 设计思路及工作方法 7
第2章 设计说明 8
2.1 环境条件 8
2.2 电力系统情况 8
2.3 设计任务 8
第3章 电气主接线的设计 9
3.1 电气主接线概述 9
3.2 110KV侧主接线的设计 10
3.3 35kV侧主接线的设计 11
3.4 10kV侧主接线的设计 12
第4章 主变压器的选择 13
4.1 负荷分析 13
4.2 主变压器的确定 14
第5章 短路电流的计算 16
5.1 短路电流计算的目的 16
5.2 短路电流计算的一般规定 16
5.3 短路电流的计算结果 17
第6章 主要电气设备的选择 19
6.1 电器选择的一般条件 19
6.2 高压断路器及隔离开关的选择 20
6.3 母线的选择 23
6.4 绝缘子和穿墙套管的选择 25
6.5 电流互感器的选择 27
6.6 电压互感器的选择 28
6.7 熔断器的选择 30
6.8 避雷器的选择 31
第7章 防雷保护设计 33
7.1 变电站的防雷保护特点 33
7.2 变电站直击雷保护 33
7.3 侵入波过电压防护 33
7.4 进线段保护 34
7.5 三绕组变压器和变压器中性点的防雷保护 34
总 结 35
参考文献 36
致 谢 38
外文资料及译文 39
附录Ⅰ 短路电流计算书 51
Ⅰ.1 计算变压器电抗 51
Ⅰ.2 系统等值网络图 52
Ⅰ.3 短路计算点的选择 52
Ⅰ.4 短路电流的计算 52
附录Ⅱ 电气设备选型计算书 57
Ⅱ.1 断路器及隔离开关选择 57
Ⅱ.2 母线选择 64
Ⅱ.3 绝缘子和穿墙套管的选择 69
Ⅱ.4 电流互感器的选择 71
Ⅱ.5 高压熔断器的选择 74
Ⅱ.6 避雷器的选择 75
Ⅱ.7 电容电流的计算[2] 76
Ⅱ.8 消弧线圈的选择 76
附录Ⅲ 电气主接线图 78

山东科技大学学士学位论文 绪论
第1章 绪论
1.1 变电站的作用
电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。
变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：
（1） 枢纽变电站；位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330—500kV的变电站，成为枢纽，全所停电后，将引起系统解列，甚至出项瘫痪。
（2） 中间变电站：高压侧以交换潮流为主，其系统变换功的作用。或使长距离输电线路分段，一般汇聚2—3个电源，电压为220—330kV，同时又降压供当地供电，这样的变电站起中间环节的作用，所以叫中间变电站。全所停电后，将引起区域电网解列。
（3） 地区变电站：高压侧一般为110—220kV，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全所停电后，仅使该地区中断供电。
（4） 终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧的电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全所停电后，只是用户受到损失。
电力系统供电要求：
（1） 保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持续供电的要求。
（2） 保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%，给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。
（3） 保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3 ，而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。
1.2 我国变电站及其设计的发展趋势
1.2.1 我国变电站的发展趋势
近年来，在我国在经济技术领域中取得了快速发展，特别是计算机网络技术和通信技术的发展，为我国变电站的发展起到了强有力的推动作用，越来越多的新技术新产品应用到变电站方面，具体来说，使我国变电站设计呈现以下发展趋势：
1. 智能化
智能化变电站的发展是随着高压高精度的智能仪器的出现而逐渐发展的，特别是计算机高速通信网络在实时系统中的开发和应用，使变电站的所有信息采集、传输实现的智能化处理提供的强大的物质和理论基础。智能化主要体现在以下几个方面：
　　紧密联结全网。
　　支撑智能电网。
　　高电压等级的智能化变电站满足特高压输电网架的要求。
　 中低压智能化变电站允许分布式电源的接入。
　　远程可视化。
　　装备与设施标准化设计，模块化安装。
　　另外，为了加强对变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管理水平，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统，这促使了电力综合监控的网络化发展。以IP数字视频方式，能够对各变电站/所的有关数据、环境参量、图像进行监控和监视，实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，并及时对发生的情况做出反应，适应许多地区变电站的需要。
不过我国目前还没用完全实现真正意义山的智能化一次设备，一次设备的智能化仍然需要通过一定的二次设备俩转化实现，一般采用智能终端的模式。目前在国内进行的数字化变电站项目，虽然大多数采用此种方式，但是普遍没有对开关内部的二次回路进行集成化改造，智能终端与开关整合度较低，还有很大的发展空间。
2. 数字化
通过采用现代化的精密仪器仪表，以及实时性较高的通信网络，因此在此基础上出现了数字化变电站，数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。
3. 装配化
装配式变电站采用全预制装配结构的建筑形式，大幅缩短了设计及建设周期，减少了变电站占地面积，节约了土地资源。随着国网公司“两型一化”的推广，装配式变电站在全国各地均成功试点，成为今后变电站建设的一种新型模式。
1.2.2 我国变电站设计的发展趋势
依据我国的国情，以及我国多年来积累的关于变电站设计的实践和经验，可以看出我国变电站设计的发展趋势有以下几个方面。我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高;而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。
1、变电站接线方案趋于简单化
　　随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线简化趋于可能。例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修，更换部件费时很短。为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。
2、大量采用新的电气一次设备
近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、新型设备不断出现，设备趋于无油化，采用SF6气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产GIS向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用面不断扩大，许多城网建设工程、用户工程都考虑采用GIS配电装置。变电站设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。　　
这些户外高压和超高压组合电器共同特点是以SF6断路器为核心，与其它高压电气设备进行组合，形式繁多。这些设备运行可靠性高、节省占地面积和空间、施工安装简单、运行维护方便，价格介于常规电气设备与GIS之间，是电气设备今后发展的一个方向，符合我国目前的国情和技术发展方向。
3、变电站占地及建筑面积减少
随着经济和城市建设的发展，市区的用电负荷增长迅速，而城市土地十分宝贵，地价越来越昂贵。新建的城市变电站必须符合城市的形象及环保等要求，追求综合经济、社会效益，所以建设形式多采用地面全户内型或地下等布置形式，占地面积有效减少。另外，针对一些110kV及以下变电站实现无人值班，设计中取消了与运行人员有关的建筑和设施，建筑面积更是大为减少。
　　4、变电站综合自动化技术
变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障滤波、事件记录、运行监视和控制管理等功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。
变电站综合自动化技术将会引起电力行业的重视，成为变电站设计核心技术之一。
变电站综合自动化发展趋势主要表现在一下几个方面：⑴全分散式变电站自动化系统；⑵引入先进的网络技术。
总之，变电站综合自动化向着使电力系统的运行和控制更方便、快捷、安全、灵活的方向发展。
1.3 变电站设计的主要原则和分类
变电站设计的原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效、，努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性、灵活性、时效性和和谐性的协调统一。
1. 统一性：建设标准统一，基建和生产标准统一，外部形象提醒公司企业的文化特征；
2. 可靠性：主接线方案安全可靠。
3. 经济性，按照利益最大化原则，综合考虑工程初期投资与长期运行费用，追求设备寿命期内最佳经济效益。
4. 先进性：设备选型先进合理，占地面积小，注重环保，各项技术经济可比指标先进。
5. 适应性：综合考虑不同地区的实际情况，要在系统中具有广泛的适应性，并能在一定时间内对不同规模，不同形式，不同外部条件均能适应。
6. 灵活性：规模划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减方便，能够运行于不同的情况环境下。
7. 时效性：建立滚动修改机制，随着电网的发展和技术的进步，不断更新、补充和完善设计。
8. 和谐性：变电站的整体状况与变电站周边人文地理环境相协调
变电站设计的分类按照变电站标准方式、配电装置型式和变电站规模3个层次进行划分。
1.4 选题目的及意义
本次设计旨在掌握变电站设计的基本流程。这既是对平时理论知识的考察，更是对所学专业知识的一次实践。通过本次设计，巩固和加深专业课知识，掌握发电厂部分初步设计的过程，而且也可以拓宽知识面，增强工程观念，培养变电站设计的能力，逐步提高解决问题的能力。同时对能源、发电、变电、和输电的电气部分有了详细的概念，能熟练地运用所学专业知识，如短路计算的基本理论和方法，主接线的设计，导体和电气设备的选择以及变压器的选择，防雷接地保护等。
1.5 设计思路及工作方法
分三步完成：
1. 变电站电气主接线的设计（完成主接线，主变的选择：包括容量计算、台数和型号的选择，绘出主接线）；
2. 短路电流计算；
3. 主要电气设备选择。

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山东科技大学学士学位论文 设计说明
第2章 设计说明
2.1 环境条件
（1）变电站所在高度70M
（2）最高年平均气温19摄氏度，月平均气温27摄氏度
2.2 电力系统情况
（1）110kV变电站，向该地区用35kV和10kV两个电压等级供电。110kV出线6回。系统最大方式的容量为2900 MVA，相应的系统电抗为0.518；系统最小的方式为2100 MVA，相应的系统电抗为0.584，（一系统容量及电压为基准的标么值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5660h。
（2）35kV电压级，架空线6回，3回输送功率12MVA；3回输送功率8MVA。
（3）10kV电压级，电缆出线3回，每回输送功率3MW；架空输电线4回，每回输送功率4MW，备用两回。
2.3 设计任务
（1）变电站电气主接线的设计
（2）主变压器的选择
（3）短路电流计算
（4）主要电气设备选择
（5）变电站继电保护
山东科技大学学士学位论文 电气主接线的设计
第3章 电气主接线的设计
3.1 电气主接线概述
发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。
3.1.1 在选择电气主接线时的设计依据[2]
《35-110kV变电所设计规范》有以下几条规定
第3.2.1条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。
第3.2.2条：当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。
第3.2.3条：35-110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线的接线。35-63kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。
第3.2.4条：在采用单母线、分段单母线或双母线的35-110kV主接线中，不允许停电检修断路器可设置旁路设施。
3.1.2 主接线设计的基本要求
（1）可靠性
（2）灵活性
（3）经济性
3.1.3 6-220kV高压配电装置的基本接线
有汇流母线的连线：单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增设旁母线或旁路隔离开关等。
无汇流母线的接线：变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。
6-220KV高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。
3.2 110KV侧主接线的设计
本变电站 110kV 线路有 6 回，可选择双母线接线或单母线分段接线两种方案，如图 3.1 所示。

图 3.1 110kV 电压侧接线方案
方案一供电可靠、运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差。本变电站为地区性变电站，电网特点是水电站发电保证出力时能满足地区负荷的需要，加上小火电，基本不需要外系统支援，电源主要集中在 35kV 侧，110kV 侧是为提高经济效益及系统稳定性而倒有一回线路与华中大电网联系，采用方案二能够满足本变电站 110kV 侧对供电可靠性的要求，故选用投资小、节省占地面积的方案一。
3.3 35kV侧主接线的设计
本变电站 35kV 线路有 6 回，可选择双母线接线或单母线分段带旁路母线接线两种方案，根据本地区电网特点，本变电站电源主要集中在 35kV 侧，不允许停电检修断路器，需设置旁路设施，如图 3.2 所示。方案一供电可靠、调度灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，配电装置复杂，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，旁路断路器可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要回路特别是电源回路不停电。方案二具有良好的经济性，供电可靠性也能满足要求，故 35kV 侧接线采用方案二。

图 3.2 35kV 电压侧接线方案

3.4 10kV侧主接线的设计
本变电站 10kV 侧线路为 9 回，可采用双母线接线或手车式高压开关柜单母线分段接线两种方案，如图 3.3 所示。方案一一般用于出线较多，输送和穿越功率较大，供电可靠性和灵活性要求较高的场合，设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。方案二简单清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要用户的供电，设备少，投资和占地小。手车式断路器的出现和运行成功，断路器检修问题可不用复杂的旁路设施来解决，而用备用的手车断路器来替代需要检修的工作的手车断路器。采用手车式高压开关柜，可不设置旁路设施。

图 3.3 10kV电压侧接线方案

山东科技大学学士学位论文 主变压器的选择
第4章 主变压器的选择
4.1 负荷分析
4.1.1 负荷分类及定义
（1）一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。
（2）二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。
（3）三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。
4.1.2 负荷计算
最大综合计算负荷的计算可按照公式：
（4-1）
求得。
式中 —同时系数，出线回数较少时，可取0.9～0.95，出线回数较多时，取0.85～0.9；
—线损，取5%

4.2 主变压器的确定
4.2.1 主变压器台数的确定
根据规程规定，在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台及以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。此设计中的变电站需要选择两台主变压器即可满足符合的要求。
4.2.2 主变压器相数的确定
（1）主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。
（2）当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。
4.2.3 主变压器容量的确定
根据规程规定，装有两台及以上变压器的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%的全部最大综合计算负荷。并应保证用户的一、二级负荷。即
（4-2）
由上而知，此变电站单台主变压器的容量为：

所以应选容量为50MVA的主变压器。
综合以上分析计算，选择变压器型号为SFSZ7—50000/110型[5]，其参数如表4-1所示。
表4-1 SFSZ7—50000/110变压器参数
变压器型号
额定容量（kVA）
电压（kV）
阻抗电压（%）
SFSZ7—50000/110

50000
高压侧
中压侧
低压侧
高中
高低
中低
110±8×1.25%
38.5±5%
10.5
17
10.5
6.5

山东科技大学学士学位论文 短路电流的计算
第5章 短路电流的计算
5.1 短路电流计算的目的
在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。短路电流计算的目的主要有以下几方面：
（1） 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
（2） 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开端能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
（3） 再设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
（4） 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
（5） 接地装置的设计，也需用短路电流。
5.2 短路电流计算的一般规定
验算导体和电器时所用的短路电流，一般有以下规定：
（1） 计算的基本情况
① 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行；
② 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；
③ 短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
④ 所有电源的电动势相位角相同；
⑤ 正常工作时，三相系统对称运行；
⑥ 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
（2） 接线方式：计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
（3） 计算容量：应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后5-10年）。
（4） 短路种类：一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况进行校验。
（5） 短路计算点：在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，成为短路计算点。
对于带电抗器的6～10kV出线与厂用分支回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。
5.3 短路电流的计算结果
在本设计中，选取5个短路点，分别为35kV、10kV的母线，各个电压等级的主变压器侧。将所计算最大方式下短路电流值列成表5-1所示。

表5-1 最大方式下各个短路点的短路电流值
名 称
短路点
基 准电压 （kV）
(kA)三 相
（kA）两 相
(kA)
(kA)
S(MVA)

37
1.76
1.52
4.49
2.66
112.79

10.5
6.71
5.81
17.11
10.13
122.03

115
0.64
0.55
3.98
0.97
127.48

37
1.64
1.42
4.18
2.48
105.1

10.5
6.32
5.47
16.12
9.54
114.94

山东科技大学学士学位论文 主要电气设备的选择
第6章 主要电气设备的选择
6.1 电器选择的一般条件
电器选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。
尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
6.1.1 选择的原则
（1）应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。
（2）应按当地环境条件校核。
（3）应力求技术先进和经济合理
（4）与整个工程的建设标准应协调一致。
（5）同类设备应尽量减少种类。
（6）选用的新产品均应具有可靠的实验数据。
（7）设备的选择和校验。
6.1.2 电气设备和载流导体选择的一般条件
（1）按正常工作条件选择
①额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压。
②额定电流：所选电气设备的额定电流，或载流导体的长期允许电流，不得低于装设回路的最大持续工作电流。计算回路的最大持续工作电流时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。
（2）按短路状态校验 。
①热稳定效验：
当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，，，校验电气设备及电缆（3～6KV厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。
②动稳定校验：
，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定；
（3）短路校验时短路电流的计算条件：
所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。
6.2 高压断路器及隔离开关的选择
6.2.1 断路器及隔离开关的选择方法
（1）选择形式
电压等级在35kV及以下的可选用户内式少油断路器、真空断路器或SF6断路器；35kV的也可选用户外式多油断路器、真空断路器或SF6断路器；电压等级在110～330kV范围，可选用户外式少油断路器或SF6断路器。
（2）选择电压
所选断路器的额定电压应大于或等于安装处电网的额定电压。
（3）选择额定电流
按选择断路器的额定电流。
（4）校验额定开断能力
为使断路器安全可靠地切断短路电流，应满足下列条件：
（6-1）
式中 ——断路器的额定开断电流，kA；
——刚分电流，kA。
（5）校验动稳定
按进行校验。
（6）校验热稳定
按进行校验。
隔离开关的选择与断路器选择相比，不用进行额定开断能力校验。其他与断路器均相同，且与其成为配套装置。
6.2.2 断路器及隔离开关的选择结果
依据上述原则，断路器选择结果如下表6-1所示：

表6-1 断路器选择的结果
安装地 点

型号
额 定电压（kV）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
极限通过电流（kA）
热 稳 定电 流 （kA）
分闸时间（S）
110KV主变压器侧

110

3150

31.5

125

50（3S）

0.03
35KV出线侧

35

2000

6.6

17

6.6(4S)

0.06
35KV主变压器侧

35

2000

6.6

17

6.6(4S)

0.06
10KV出线侧

10

12500

28.9

71

43.2(1S)

0.06
10KV主变压器侧

10

12500

28.9

71

43.2(1S)

0.06
隔离开关的选择结果如下表6-2所示：

表6-2 隔离开关的选择结果
安 装地 点
型 号
额定电压（kV）
额定电流（A）
极限通过电流（kA）
热稳定电流（kA）
110KV主变压器侧

110

630

80

31.5(4S)
35KV出线侧
DW
35