10kv中心变电站电气部分设计.doc

摘 要

变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。

这次设计以10kv降压变电站位置要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电站的主接线；通过负荷计算确定变压器台数、容量及型号。根据短路电流的计算结果，对变电站的一次设备进行了选择和校验。同时完成配电装置的布局、防雷保护及接地装置方案的设计。

关键词：变电站电器主接线；短路电流计算；一次设备；防雷保护

Abstract
Substation is an important part of power system, which directly affects the safety and economic operation of the whole power system, is the intermediate link between power plants and users, plays a role in transformation and distribution of electricity.
This is designed to 10kV step-down substation location to determine the main substation design object, the original data analysis substation; load calculated by number, transformer capacity and models. According to short-circuit current calculation results, a device for substation were selected and verified. Design and complete electric equipment layout, lightning protection and grounding device of the scheme.

Keywords: substation main electrical wiring; short-circuit current calculation; a lightning protection equipment;

目 录

Abstract - 2 -
目 录 - 3 -
1.绪论 - 5 -
1.1设计的背景 - 5 -
1.2国内外研究综述 - 5 -
2 电气主接线设计 - 7 -
2.1电气主接线的基本形式 - 8 -
2.1.1单母线接线 - 8 -
2.1.2单母线分段接线 - 8 -
2.1.3单母线分段带旁路母线 - 9 -
2.1.4双母线接线 - 10 -
2.1.5双母线分段接线 - 11 -
2.1.6桥型接线 - 11 -
2.2电气主接线的选择 - 12 -
2.2.1 10kv电气主接线 - 12 -
2.2.2 110kv电气主接线 - 13 -
3 主变压器的选择 - 15 -
3.1负荷计算 - 15 -
3.2主变压器型式的选择 - 16 -
3.2.1主变压器台数的选择 - 16 -
3.2.2主变压器容量的选择 - 16 -
4 短路电流计算 - 17 -
4.1短路计算的目的 - 17 -
4.2 短路计算过程 - 17 -
5 备用电源自动投入装置 - 19 -
5.1备用电源自动投入装置作用 - 19 -
5.2 适用情况以及优点 - 19 -
5.3 BZT的工作过程及要求 - 20 -
6 电气设备的选择 - 22 -
6.1 选择设备的一般原则和基本要求 - 22 -
6.2假想时间的确定 - 23 -
6.3高压断路器的选择 - 24 -
6.3.1 断路器选择的具体技术条件 - 24 -
6.3.2 断路器选择及校验 - 25 -
6.4.1 隔离开关选择的具体技术条件 - 29 -
6.4.2 隔离开关选择计算 - 29 -
6.5 电流互感器选择 - 32 -
6.5.1 电流互感器的选择技术条件 - 32 -
6.5.2 电流互感器选择及校验 - 34 -
6.6 电压互感器选择计算 - 35 -
6.6.1 电压互感器选择技术条件 - 35 -
6.6.2 电压互感器选择 - 36 -
6.7 10kV母线的选择 - 37 -
7 主变压器继电保护的整定计算及配置 - 39 -
7.1 主变压器保护配置 - 39 -
7.2 主变压器继电保护整定 - 39 -
8 防雷接地 - 43 -
8.1 避雷器的选择 - 43 -
8.1.1 避雷器的配置原则 - 43 -
8.1.2 避雷器选择技术条件 - 43 -
8.1.3 避雷器的选择和校验 - 45 -
8.2 防雷和接地设计计算 - 46 -
致 谢 - 49 -
附 录 - 51 -

1.绪论
1.1设计的背景
电力工业是国民经济的的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转化为供人们直接使用的电能产业。它既是现代工业、现在农业、现代科学技术和现代国防提供不可缺少的动力，又和广大人民群众的关系密切不可分割。电力是工业的先行，电力工业的发展必须先行于其他的工业部门，整个国民经济才能不断的前进和发展。近几年来随着我国国民经济的不断发展，人民生活用电的急剧增长，对于电力的需求大幅度增加，使的电网规模不断扩大、结构越来越复杂，人们对能源的利用越来越重视，而变电所对于电力的生产和分配起到了举足轻重的作用。
变电所是电网建设和电网改造中非常重要的技术环节，在目前电网建设中，尤其是在10KV变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象非常的严重，所以存在着非常严重的问题。比如;重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰、噪声等环保问题以及电能质量差等问题，这些已经成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素，违背了可持续发展的战略。所以10KV变电所需要采用节约资源的设计方案，要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造的方便性和资源等利用率搞得要求。
1.2国内外研究综述
近年来一些发达国家为减少电能在电网中的损耗，已经形成了完善的变电所设计理论，基本达到了建设节约型、集约型、高效型变电所的目标。国内的变电所也通过改善优化变电所结构，降低变电所的功率消耗，提高变电所的可靠性、灵活性、经济性。另外变电所综合化自动系统取代了传统的变电所二次系统，已经成为当前电力系统的发展趋势。我国变电所自动化系统经过十几年的发展，虽然取的了不小的进步，但目前还跟不上电力工业前进的步伐，真正实现自动化和无人值守的变电所并不多，其社会和经济效益明显不够卓著，这说明我国的变电所自动化技术并不规范，市场发育也不成熟，这也研究、制造、规划、基建和运行等部门对变电所自动化的认识不同有很大的关系。总之，变电所自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接收，并在一些大型变电所监控项目中获得成功的应用，变电所综合自动化技术应用的越来越成熟。
认清和适应变电所自动化技术的发展趋势，采用先进的理论技术，丢弃落后和即将淘汰的技术，确定科学的模式和结构，选择质量优良和性能可靠的产品，无论对设备制造厂家还是对用户都至关重要，也关系到变电所技术未来的发展。因此，在学习鉴定国外先进技术的同时结合我国的实际情况，全面系统的研究探讨符合国情的变电所自动化系统模式、结构、功能、通讯方式等，对我国变电所的发展有很大重要的意义。
现在我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已经有许多的变电站实现了集中控制和采用计算机监控，电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全运行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。变电所是生产工艺系统严密，土建结构复杂，施工难度较大的建筑。电力工业的发展，单机容量的增大，总容量在百万千瓦以上变电所的建立促使变电所建筑结构和设计不断改进和发展。

2 电气主接线设计

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、母线等安一定顺序连接而成的接受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作用。
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接线图，成为电气主接线图。电气主接线图通常画成单线图的形式。
主接线的设计应满足一下基本要求：
1） 安全：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。
2） 可靠：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。
3） 灵活：应能适应各种工作方式的操作和检修、维护需要。
4） 经济：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。
2.1电气主接线的基本形式
2.1.1单母线接线
优点：接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建和采用成套配电装置。
缺点：不够灵活可靠，任一原件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，都需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路任需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。
适用范围：6—10kv配电装置的出线回路数不超过5回；35—63kv配电装置的出线回路数不超过3回；110—220kv配电装置的出线回路数不超过2回。

图2.1 单母线接线
2.1.2单母线分段接线
优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需要向两个方向均衡扩建。
适用范围：6-10kv配电装置出线回路数为6回及以上时；35kv配电装置出线回路数为4-8回时；110-220kv配电装置出现回路数为3-4回时。
图2.2 单母线分段接线
2.1.3单母线分段带旁路母线
这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110kv的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。

图2.3 单母线分段带旁路母线
2.1.4双母线接线
优点：
1） 供电可靠。可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。
2） 调度灵活。各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
3） 扩建方便。想双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷分配，不会引起原有回路的停电。
4） 便于实验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。
缺点：
1） 增加一组母线和使没回线路需要增加一组母线隔离开关。
2） 当母线故障或者检修时隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。
适用范围：6-10kv配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35kv配电装置，当出线回路超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220kv配电装置，出线回路在5回以上时，或110-220kv配电装置在系统中占重要地位，出线回路数在4回以上使。

图2.4 双母线接线
2.1.5双母线分段接线
双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个原件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用技术的一种延生，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路在11回及以下是，母线不分段。
2.1.6桥型接线
1、内桥型接线
优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。
缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时运作；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。
适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较小的情况。
2、外桥型接线
优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。
缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时间停运。
适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器切换较频繁或线路段，故障率较少的情况。
2.2电气主接线的选择
2.2.1 10kv电气主接线
根据资料显示，由于10kv的出线为12回，可以初步选择以下两种方案：
1） 单母线分段接线如图1-5，6～10kV配电装置出线回路数目为6回及以上，可采用单母线分段接线。

图2.5 单母线分段接线
2）双母线接线如图1-6，一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。

图2.6 双母线接线

表2.1 10kv主接线方案比较

项目
方案
方案一 单母线接线
方案二 双母线接线
技术
1、不会造成全所停电
2、调度灵活
3、保证对重要用户的供电
4、扩建时需要向两个方向均衡扩建
1、供电可靠
2、调度灵活
3、扩建方便
4、便于实验
5、易误操作
经济
占地少
设备少

设备多，配电装置复杂
投资和站地面大

经过综合比较方案一在经济性上比方案二好，且调度灵活也可保证供电的可靠性，所以选用方案一。
2.2.2 110kv电气主接线
由于110kv只有2回进线，可以初步选择一下两种方案：
1） 桥型接线根据资料分析此处选择内桥接线。

图2.7 内桥接线

2） 单母线接线如图1.8

图2.8 单母线接线
表2.2 110kv主接线比较
项目
方案
方案一 内桥接线
方案二 单母线接线
技术
1、 接线清晰简单
2、 调度灵活，可靠性不高
1、 简单清晰、操作方便、易于发展
2、 可靠性、灵活性差
经济
1、 占地少
2、 实用的断路器少
1、 设备少
2、 投资小

经比较两种方案都具有接线简单这一特点。虽然方案一可靠性、灵活性不如方案二，但其具有良好的经济性。可选用投资小的方案一。

3 主变压器的选择

变压器是变电所中的重要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户需要。
3.1负荷计算
要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先要计算各测的负荷包括站用电负荷10kv负荷。
由于课题上并未给出10KV出线的负荷功的功率因数，所以默认=0.9计算，
故总计算负荷为
=630×4＋400＋500＋1250＋1600=6270KVA
即 =6.27MVA
所以总计算负荷
由于考虑到变电站未来5~10年的远期负荷

3.2主变压器型式的选择
3.2.1主变压器台数的选择
由原始资料可知，我们此次设计的变电站是一个10KV变电站，我们选取110KV进线，所以该变电站是一个降压变电站。
为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。故可选择两台主变压器。
3.2.2主变压器容量的选择
由于设计资料提及，主供运行时带全部负荷，备供不投，当主供跳闸时，备供自动启动并确定主供和分段断路器均断开后自动合上备供电源，向II段母线继续供电。当主供电源故障排除后备自投切除备供并且合上主供及分段开关，恢复正常运行方式。对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60～70%。=8.99MVA，故两台主变容量选择为10MVA，查表，选用
SFS9—10000/110型双绕组电力变压器，其参数如表3.1.
表3.1 SFS—10000/110型双绕组变压器参数
型号
额定容量KVA
额定电压/KV
损耗/KW
空载电流（%）
短路电压（%）
联接组别
高压
低压
空载
短路
SF9—10000/110
10000
110±2×2.5%
121±2×2.5%
6.3
6.6
10.5
11
13.2

53.1
0.80
10.5
YNd11

4 短路电流计算

在电力系统运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。
4.1短路计算的目的
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。
3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检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。
4.2 短路计算过程
1.根据系统接线图，绘制短路等效电路
系统短路等效电路如图4.1所示。

图4.1 系统短路等效电路

（1）选取基准容量=100MVA，基准电压=10.5kV，则基准电流为

（2）计算各元件电抗标幺值
变压器T1 T2

（3） 求k点的总等效电抗标幺值及三相短路电流和短路容量

表4.1 短路电流计算结果

短路点
参数
基准电压(KV)
短路电流有名值(KA)
短路电流冲击值(KA)
短路容量(MVA)
d
10.5
5.5
7.91
95.2

5 备用电源自动投入装置
5.1备用电源自动投入装置作用
备用电源自动投入装置目标：为消除或减少损失，保证用户不间断供电。
BZT定义：当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动的将备用电源投入或将用电设备自动切换到备用电源上去，使用户不至于停电的一种自动装置简称备自投或BZT装置。
5.2 适用情况以及优点
1）发电厂的厂用电和变电所的所用电。
2）有双电源供电的变电所和配电所，其中一个电源经常断开作为备用。
3）降压变电所内装有备用变压器和互为备用的母线段。
4）生产过程中某些重要的备用机组
采用BZT的优点：
提高供电的可靠性节省建设投资，简化继电保护装置，限制短路电流，提高母线残压。
5.3 BZT的工作过程及要求
BZT装置应满足的基本要求：
1）工作母线突然失压，BZT装置应能动作。
2）工作电源先切，备用电源后投。
3）判断工作电源断路器切实断开，工作母线无电压才允许备用电源合闸。
4）BZT装置只动作一次，动作是应发出信号。
5）BZT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。
6）备用电源无压时BZT装置不应动作。
7）正常停电时备用装置不启动。
8）备用电源或备用设备投入故障时应使其保护加速动作。
BZT装置应由低电压启动部分和自动重合闸部分组成，低电压启动部分是监视工作母线失压和备用电源是否正常；自动重合闸部分在工作电源的断路器断开后，经过一定延时间将备用电源的断路器自动投入。

图5.1 变电所BZT装置设计

变电所BZT装置工作过程：
1）110KV侧BZT：当某一条110KV母线故障导致母线失压，故障侧断路器切断工作电源，非故障侧母线与桥型母线上BZT动作，将故障侧设备自动切换到非故障侧。
2）10KV侧：当某一条10KV母线或所用电母线故障导致母线失压，故障侧断路器断开，BZT动作，母联断路器合闸，将故障侧负荷切换到非故障侧。

6 电气设备的选择

导体和设备的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，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，并注意节约投资，选择合适的电气设备。
6.1 选择设备的一般原则和基本要求
1、基本要求
1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；
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）选择导体时应尽量减少品种；
5）扩建工程应尽量使新老设备的型号一致；
6）选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。
2、按正常工作条件选择导体和电气设备
1）电压：
所选电器和电缆允许最高工作电压不得低于回路所接电网的最高运行电压 即 （6.1）
一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在220KV及以下时为，而实际电网运行的一般不超过1.1。
2）电流
导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度Q 0下，导体和电器的长期允许电流应不小于该回路的最大持续工作电流。
即 （6.2）
由于变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的 = 1.05 （为电器额定电流）。
3）按当地环境条件校核
当周围环境温度Q和导体额定环境温度Q 0不等时，其长期允许电流I可按下式修正
(6.4)
—导体或电气设备长期发热允许温度
我国目前生产的电气设备的额定环境温度=40℃，裸导体的额定环境温度为+25℃。
3、按短路情况校验
设备在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，一般校验取三相短路时的短路电流，如用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定，用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定动稳定.
1）热稳定校验式为 （6.5）
上式中：——短路电流的热效应（KA2S）
——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA2S）
t——设备允许通过的热稳定电流时间（s）
2）动稳定校验式为 或 （6.6）
上式中: ,——短路冲击电流幅值及其有效值
,----厂家给出的动稳定电流的幅值和有效值
6.2假想时间的确定
假想时间等于周期分量假想时间和非周期分量假想时间之和。其中可根据查与关系曲线图得到，非周期分量假想时间可以忽略不计（因短路时间均大于1s），因此，假想时间就等于周期分量假想时间。不同地点的假想时间见表5—1。

表6.1 不同地点的假想时间
地点
后备保护动作时间/s
断路器分闸时间
/s
短路持续时间/s

周期分量假想时间
/s
假想时间
/s
主变压器110kV侧
4
0.1
4.1
4.19/3.64=1.15
3.8
3.8
主变压器10kV侧
3
0.2
3.2
16.27/17.02=0.96
2.6
2.6
10kV母线分段
2.5
0.2
2.7
16.27/17.02=0.96
2.2
2.2

6.3高压断路器的选择
高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。
6.3.1 断路器选择的具体技术条件
1）电压选择同式(5.1)
2）电流选择同式(5.2)
由于高压开断器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，及取最大持续工作电流。
3)开断电流选择
高压断路器的额定开断电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量即
当断路器的较系统短路电流大很多时，简化计算可用进行选择，为短路电流值。
4)短路关合电流的选择
为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流不应小于短路电流最大冲击电流值
即
5)热稳定校验式同(6.5)
6)动稳定校验式同(6.6)
6.3.2 断路器选择及校验
1、110KV侧断路器选择
1）额定电压选择： =110
2）额定电流选择：
考虑到电源进线发生故障，所以相应回路的
即：
3）按开断电流选择：4.19 kA 即4.19kA
4） 按短路关合电流选择：7.91kA 即7.91kA
根据以上数据可以初步选择型LW11－110断路器其参数如表6.2。
表6.2 110kV断路器参数表
型号
额定电压Ue(kV)
最高工作电压
额定电流Ie(A)
额定开断电流(kA)
动稳定电流峰
值(kA)
额定短路关合电流(kA)
热稳定电流(kA)
固有
分闸时间
(ms)
全开断时间
(ms)
4s
LW11－110
110KV
126
1600
30.5
80
80
31.5
0.04
0.07
5）校验热稳定，取后备保护为1.5S,全开断时间0.07s
=1.5+0.07=1.57S

=31.5²×3=2976.75 KA²S
即满足要求
6）校验动稳定：
=80kA>14.034KA满足要求
故选择户外LW11－110型SF6断路器能满足要求，由上述计可列出下表：
表6.3 110KV断路器计算结果表

设备

项目
LW11－110型
产品数据
计算数据

110kV
110KV

1.6kA
0.11kA

80kA
7.91kA

30.5kA
4.19kA

80kA
7.91kA

2976.75 kA²S
36.229 kA²S
2、10KV断路器选择
1）额定电压选择： =10KV
2）额定电流选择：
即：
3）按开断电流选择：kA即
4）按短路关合电流选择：7.91kA 即7.91kA根据以上数据可以初步选择ZN-10/1600-31.5型真空断路器其参数如表6.4.

表 6.4 10KV断路器参数表
型号
额定电压Ue(kV)
最高工作电压
额定电流Ie(A)
额定开断电流Iekd(kA)
动稳定电流峰值(kA)
额定短路关合电流(kA)
热稳定电流(kA)
固有分闸时间(ms)
合闸时间(ms)
2s
ZN-10/1600-31.5
10KV
11.5
1600
31.5
80
80
31.5
0.05
<0.1
5）校验热稳定: ，取后备保护为1.5S,固有分闸时间为0.05s,取灭弧时间为0.04S
= 1.5+0.09=1.59S
=31.5²×2=1984.5KA²S
即 满足要求
6）校验动稳定：
=36.473KA<80KA 满足要求
故选择户内ZN-10/1600-31.5型真空断路器能满足要求，由上述计算可列下表如表6.5：
表6.5 10KV断路器计算结果表
设备

项目
ZN-10/1600-31.5型
产品数据
计算数据

10kV
10kV

1.25kA
0.61kA

80kA
7.91kA

31.5kA
16.27kA

80kA
7.91kA

1984.5kA²S
356.058kA²S
6.4隔离开关的选择
隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。
6.4.1 隔离开关选择的具体技术条件
1）电压选择同式(5.1)
2）电流选择同式(5.2)
由于高压隔离开关没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，及取最大持续工作电流.
3）热稳定校验式同(5.5)
4）动稳定校验式同(5.6)
6.4.2 隔离开关选择计算
1、110KV进线侧隔离开关
1）额定电压选择： =110KV
2）考虑到电源进线发生故障，所以相应回路的
根据以上数据，可以初步选择户外GW5-110Ⅱ型，隔离开关，其参数如表6.6所示：
表6.6 110KV隔离开关参数表
型号
额定电压UN(kV)
最高工作电压
额定电流Ie(A)
动稳定电流峰值(kA)
热稳定电流(kA)
4s
GW5-110Ⅱ
110KV
115
630
100
20
3）校验热稳定：同断路器校验相同
=36.229 KA²S KA²S =20²×4=1600 KA²S
满足要求
4）校验动稳定：
=7.91kA =100KA
即： 满足要求
由上述计算表明，选择GW5-110Ⅱ型隔离开关能满足要求，如表6.7所示：
表6.7 110KV隔离开关计算结果表

项目
设备
GW5-110Ⅱ型
产品数据
计算数据

110kV
110kV

0.63kA
0.11kA

1600kA²S
36.229kA²S

100kA
7.91kA
2、110KV变压器侧隔离开关
1）额定电压选择： =110KV
2）额定电流选择：考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的
根据以上数据，可以初步选择户外GW5-110Ⅱ型，隔离开关，其参数如6.8所示：
表 6.8 110KV隔离开关参数表
型号
额定电压UN(kV)
最高工作电压
额定电流Ie(A)
动稳定电流峰值(kA)
热稳定电流(kA)
4s
GW5-110Ⅱ
110KV
115
630
100
20
3）校验热稳定：同断路器校验相同
=36.229 KA²S KA²S =20²×4=1600 KA²S
满足要求
4）校验动稳定：
=7.91kA =100kA
即： 满足要求
由上述计算表明，选择GW5-110Ⅱ型隔离开关能满足要求，列出下表：
如表6.9所示：
表 6.9 110KV隔离开关计算结果表
设备项目
GW5-110Ⅱ型
产品数据
计算数据

110KV
110KV

0.63kA
0.06kA

1600KA²S
36.229 KA²S

100KA
7.91kA
3、10KV侧隔离开关
1）额定电压选择： =10KV
2）额定电流选择：
即：

由上述计算数据可以初步选择户内GN2-10/2000-85型隔离开关，其参数如下：
表6.10 10KV隔离开关参数表

型号
额定电压Ue(kV)
额定电流Ie(A)
动稳定电流峰值(kA)
热稳定电流(kA)
5s
GN2－10/2000-85
10
2000
85
51
3） 校验热稳定:

356.058 KA²S
= 51²×5=13005 KA²S
所以满足要求
4）校验动稳定：
=7.91kA =85KA
所以满足要求
故选择GN2-10/2000-85型户内隔离开关能满足要求,如表6.11：

表 6.11 10KV隔离开关计算结果表

设备

项目
GN2-10/2000-85
产品数据
计算数据

10KV
10KV

2kA
0.61kA

1600 KA²S
356.058 KA²S

85KA
7.91kA
6.5 电流互感器选择
互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
6.5.1 电流互感器的选择技术条件
1)电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，使一次电流在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。
2)电流互感器10%误差曲线：
是对保护级电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级，而当其通过故障电流时则希望早已饱和，以便保护仪表不受短路电流的损害，保护级电流互感器主要在系统短路时工作，因此准确级要求不高，在可能出现短路电流范围内误差限制不超过-10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。
3)额定容量
为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量Se2。Se2 ≥S2=Ie22Z2f

=（Ω）
式中：—测量仪表电流线圈电阻
—继电器电阻
—连接导线电阻
—接触电阻一般取0.1Ω
4)按一次回路额定电压和电流选择
电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右以保证测量仪表的最佳工作电流互感器的一次额定电压和电流选择必须满足： ，为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流
5)种类和型式的选择
选择电流互感器种类和形式时，应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，再根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（穿墙、支持式、装入式等）来选择。
6)热稳定校验
电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流Ie1的倍数Kr来表示即： （KrIe1）2 I2tdz(或QK）
7)动稳定校验
电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值（Ie1）的倍数kd—动稳定电流倍数，表示其内部动稳定能力，故内部动稳定可用下式校验：

6.5.2 电流互感器选择及校验
1、 110KV电流互感器选择
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