110kV降压变电所电气部分毕业设计.doc

本科生毕业设计（论文）
摘 要
在电力系统中，变电所起着十分重要的作用。为达到地区供电负荷要求，实现安全可靠供电，需要根据5-10年电力系统发展的规划合理设计变电所。本次设计任务为庄河110KV降压变电所电气部分设计。
文中阐述了变电所电气部分设计的基本原则、方法及结论。设计主要内容包括：根据10KV侧负荷进行负荷计算及无功补偿，选择54台BGF10.5-100-1W型电容器；根据系统容量选择2台变压器并联运行，型号为SFSZ7-15000/110三相双绕组变压器；经过方案比较，确定电气主接线方式高压侧为双母线接线方式，低压侧为单母线分段的接线方式；确定三个短路点并进行短路电流计算；进行断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等设备的选择，并利用短路计算的结果对所选设备进行校验；配电装置的选择满足长期运行的要求；选择避雷装置，保证所设计变电所在安全范围内。为了详细说明，本设计绘制了电气主接线图。
关键词：主变压器；电气主接线；短路计算
Abstract
In people's social life,electricity plays a very important role.To achieve area power supply load demand,safe and reliable power supply,It's especially important to design the substation according to the 5-10 years electrical system development planning.This design is 110KV zhuanghe substations step-down design.
In this essay,we will talk about the basic principle and method of design , the basic ang calculating methods and steps.Design including:According to the consumers 10KV lateral load calculation and choose BGF10.5-100-1W type 54 sets of reactive power compensation capacitor;According to the same capacity 2 choices for parallel operation model SFSZ7-15000/110 three-phase main transformer winding transformer double;By contrast method to determine the main electrical wiring,single generatrix of the bridge section of the connection mode;Determinging three short-circuit point and short-circuit current calculation;Choicing the right circuit breaker,isolating switch ,voltage transformer,current transformer andother equipment;Using the short circuit calculation results of selected equipment calibration;Distribution device seletion meet long-term operation inspection;Selecting the avoid thunder device to guarantee the substation in safe design range.In order to elaborate the design,this essay includes the main electrical acircuit diagram.
Key words：the main transformer;electrical connection;short-circuit calculation
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 变电所设计的目的和意义 1
1.2 设计背景及主要内容 1
第2章 负荷计算和无功补偿 2
2.1 负荷计算 2
2.2 无功补偿 2
第3章 主变压器的选择 4
3.1 概述 4
3.2 变压器台数的选择 4
3.3 主变压器的选择 5
第4章 电气主接线方案的确定 7
4.1 概述 7
4.2 主接线的接线方案 8
4.3 主接线方案的确定 10
第5章 短路电流计算 1
5.1 概述 1
5.2 短路计算 1
第6章 电气设备的选择与校验 7
6.1 高压进线线路的选择 7
6.2 高压断路器的选择 7
6.3 高压隔离开关的选择 9
6.4 高压熔断器的选择 10
6.5 低压断路器隔离开关及熔断器的选择 11
6.6 电流互感器的选择 11
6.7 电压互感器的选择 13
6.8 开关柜的选择 14
6.9 母线的选择 15
第7章 主变压器继电保护的设计 17
7.1继电保护的概述 17
7.2瓦斯保护 18
7.3纵联差动保护 19
7.4过电流与速断保护整定值的计算 20
7.4.1过电流整定值计算 20
7.4.2速断保护整定值计算 22
第8章 防雷保护的设计 23
8.1 概述 23
8.2 主变中性点放电间隙保护 25
8.3 避雷器参数计算与选择 25
8.4 避雷针设计 26
第9章 结 论 28
参考文献 29
致谢 30
附录 31

IV
第1章 绪 论
1.1 变电所设计的目的和意义
随着经济的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造，拉动内需的发展计划，110kV变电所的建设迅猛发展。农村自身的特点也给农网和变电所建设带来一定困难。如何设计农网110kV变电所，是农网建设、改造中需要研究和解决的一个重要课题。
变电所电气部分是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建110kV变电所。变电所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。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、继电保护和自动装置的确定，是变电所电气部分投资大小的决定性因素。
1.2 设计背景及主要内容
随着工业的发展与工业区的开发，对电力电量的需求也相应的增加，为了满足市区生产和生活的供电要求，决定要庄河新建一所110KV降压变电所。本变电所位于市城郊,场地开阔, 为非强地震区，输电线路走廊宽阔，有利于线路架设和电气设备的安装。气象条件：年最高气温39度，最低气温-18度。变电所建成后可承担庄河大部分用电负荷，提高庄河的供电网络可靠性、形成合理的环网和分段、改善电能质量和降低网损。设计的主要内容分以下几个步骤：
1）负荷的分析及主变的选择；
2）无功补偿的确定；
3）电气主接线方案的确定；
4）选取短路电流点，进行短路电流计算；
5）主要电气设备的选择；
6）防雷保护的设计和继电保护设计；
7）绘制工程图纸。
第2章 负荷计算和无功补偿
2.1 负荷计算
表2.1 10kV侧负荷
序号
负荷名称
最大负荷（MW）
功率因素
出线
出线回数
负荷组成 (%)
线路长度
(km)
近期
远期
一级
二级
三级
1
机械厂
1.8
2
0.8
架空
1
15
60
25
15
2
食品厂
1.1
2
0.8
架空
1
10
30
60
20
3
汽配厂
1.2
2
0.8
架空
1
20
40
40
18
4
城区
1.9
2
0.8
架空
1
20
40
40
19
5
工业园
1.8
2
0.8
架空
1
30
40
30
15
6
自来水厂
0.5
0.8
0.8
架空
1
30
50
20
16
7
生活区
0.5
1
0.8
架空
1

30
70
18
8
转供电
0.8
1.8
0.8
架空
1

20
80
20
9
发展线1

1.5
0.8
架空
1
20
60
20
19
10
发展线2

1.5
0.8
架空
1
20
60
20
18

由表2.1可进行负荷计算
总的有功功率 =2+2+2+2+2+0.8+1+1.8+1.5+1.5=16.6MW
P==0.85*16.6MW=14.11MW
总的无功功率 =0.75×16.6=12.45Mvar
=0.85×12.45=10.58Mvar
总的视在功率 =17.636 Mva 试中：为同时系数，取0.85。
2.2 无功补偿
无功补偿的目的：无功补偿的原因是系统功率因数低，降低了发电机和变压器的出力，增加了输电线路的损耗和电压损失。本次设计要求用户的功率因数不低于0.9，因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设电容器补偿无功。
计算补偿前的自然功率因数,考虑变压器损失。
（2-1）
（2-2）
试中各参数如下所示：
为变压器有功功率损失；变压器在额定负载下无功功率损失的增量
为变压器空载有功功率损失；变压器在一定负载下的铜耗；
计算负荷的视在容量； 变压器的额定容量；
变压器的无功功率损失； 变压器的空载无功功率损失；
经计算
加上变压器损失后的总的无功功率，有功功率和视在功率：

（2-3）
（2-4）
补偿后的功率因数取=0.9，所需补偿的无功功率如下：

（2-5）

计算补偿电容器的个数（，型号为BGF10.5-100-1W）

（2-6）

按照三的整数倍取 ，实际的补偿容量如下。
Mvar （2-7）
补偿后实际的功率因数为
（2-8）
经比较大于0.9所以合理。补偿后的视在功率=15.53 MVA.
第3章 主变压器的选择
3.1 概述
在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。
选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。
3.2 变压器台数的选择
1）应满足负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应选用两台变压器，以便当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。对只有少量二级而无一级负荷的变电所，如低压侧有与其他变电所相联的联络线作为备用电源时，亦可只采用一台变压器。
2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，无论负荷性质如何，均可选用两台变压器。
3）除上述情况外，一般供三级负荷的变电所可只采用一台变压器。但集中负荷较大者，虽为三级负荷，亦可选用两台变压器。
4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。从可靠性的计算结果表明，降压变电所中设置两台变压器，不间断的供电是有保证的。
综合上述条件，确定变压器台数为2台。
3.3 主变压器的选择
根据我国国家标准GB1094《电力变压器》确定采用R10容量系列。
变电所补偿后的视在功率=15.53 MVA.
一台变压器的初选容量S=80%SΣ=0.80×15.53=12.52MVA
综合上述各种因素，确定该站主变压器采用2台15MVA的变压器。
当前我国电力系统基本都是三相制接线，故为了能接入系统运行，并能保证系统的安全稳定运行。所以该站选择三相供电。结合该地区的实际情况，故采用双卷变压器，电压等级为110KV与10KV。
为了保证10KV供电系统电压质量，本站采用有载调压方式，这样可以达到随时调整电压的目的。冷却方式采用自冷型冷却方式。变压器110KV侧中性点经隔离开关接地，同时装设避雷器保护。
在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。
一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。
在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。
1）自耦变压器，它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。
由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。自耦变压器，高中压侧的零序电流保护，应接于各侧套管电流互感器组成零序电流过滤器上。由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性。而自耦变压器的变化较小，由原始资料可知，该所的电压波动为±8%，故不选择自耦变压器。
2）分裂变压器：
分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%，分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大，所以分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。
3）普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以，本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。
主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却；自然风冷却：一般只适用于小容量变压器;强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择强迫油循环风冷却。
综合上述几种情况，结合厂家的一些产品情况，故本站的主变压器选用的型号：SFSZ7-15000/110。
选两台15MVA的变压器
主变压器：2×15MVA铜线三绕阻有载调压三相电力变压器
电压等级：110kV/10KV

表3.1 变压器参数
额定容量kVA
连接组标号
空载损耗kW
负载损耗kW
空载电流%
阻抗电压%
15000
YN,d11
71.2
250
1.3
17~18

第4章 电气主接线方案的确定
4.1 概述
主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。我国《变电所设计技术规程》SDJ2-79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，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。
1.可靠性
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基
本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。
主接线可靠性的具体要求：
（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；
（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电；
（3）尽量避免变电所全部停运的可靠性。
2、灵活性
主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。
（1）为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；
（2）为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电。
（3）为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。
3、经济性
主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。
（1）投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器。
（2）占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。
（3）电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。
4.2 主接线的接线方案
电气主接线是根据电力系统和变电所具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线路多时（一般超过四回）为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。而本所各电压等级进出线均超过四回，采用有母线连接。
1、单母线接线
单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均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，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。
单母接线适用于：
110～200KV配电装置的出线回路数不超过两回，35～63KV，配电装置的出线回路数不超过3回，6～10KV配电装置的出线回路数不超过5回，才采用单母线接线方式，故不选择单母接线。
2、单母线分段接线
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。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：110KV～220KV配电装置的出线回路数为3～4回，35～63KV配电装置的出线回路数为4～8回，6～10KV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。

图4.1单母线分段

这种接线方式：适用于进出线不多、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。
3、双母接线
它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。对于，110K～220KV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，110KV～220KV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（110KV）或5回（220KV）时，一般应装设专用旁路母线。
4、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，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，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等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。

图4.2双母线接线
4.3 主接线方案的确定
主接线设计高压侧接线的选择，由设计任务书给定的负荷情况，该变电所主接线采用110KV均采用双母带接线，使检修或故障时，不致破坏双母线接线的固有运行方式，及不致影响供电可靠性，最终确定了110KV侧接线选择双母线接线；低压侧接线方式的选择。
单母线分段是借助于断路器，进行分段，当母线故障时，经倒闸操作可切除故障段，保证其它段继续运行，当母线检修时可分段进行，这能始终保证一台主变的供电，当进线电源一回发生故障，通过倒闸操作可保证两台主变的供电，单母线分段的接线可以作分段运行，也可做并列运行，采用分段运行时，各段相当于单母线运行状态，各段母线所带的主变压器是分列进行，互不影响任一母线故障或检修时，仅停止该段母线所带变压器的供电，两段母线同时故障的机率很小，可以不予考虑，采用并列运行时，电源检修无需母线停电，只需断开电源的断路器及其隔离开关就能保证两台主变压器的供电，对本站10KV 8回供电（大于4回路）较为适合。通过对单母线分段接线与双母线接线的比较，经权衡考虑，单母线分段接线具有占地面积小、投资少、供电可靠性高的优点，最终确定了10KV侧接线选择单母线分段形式。10KV采用单母线分段，可以使重要负荷的供电从不同的母线分段取得，可靠性较高。

39

第5章 短路电流计算
5.1 概述
在电力系的电气设备，在其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。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。
电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。
高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：
基准容量：Sj = 100MVA；基准电压：Vg（KV） 10.5 115 230。
短路电流计算的步骤
1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；
2）给系统制订等值网络图，图6.1；
3）选择短路点；
4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：Id* = Id*×Ij;有名值：Idi = Id×Ij；
5）计算短路容量，短路电流冲击值,短路容量：S =VjI˝;短路电流冲击值：Icj = 2.55I˝
6）列出短路电流计算结果。
5.2 短路计算
在短路计算的基本假设前提下，选取Sj = 100MVA，VB 为各级电压平均值（230，115，10.5kv）。
1.系统电抗
在Sj=100MVA下,Xs1＝0.36;Xs2＝0.015。
2.计算变压器各绕组电抗
表5.1
阻抗电压％
高－中
高－低
中－低
12
22
8

各绕组等值电抗
Vs(1-2)％＝12％，Vs（1-3）％＝22％，Ｖs（2-3）％＝8％
Vs1% = Xs1（Vs(1-2)% + Vs(1-3)%－Vs(2-3)%）
= Xs1（12+ 22－8）=13
Vs2% = Xs2（Vs(1-2)% + Vs(2-3)%－Vs(1-3)%）
= Xs2（12+8－22）=－1
Vs3% = Xs3（Vs(1-3)% + Vs(2-3)%－Vs(1-2)%）
= Xs3（22+8－12）=9
各绕组等值电抗标么值为：
X1 =×＝0.072，X2 ＝×＝－0.0055，X3 ＝×＝0.1

220KV
110KV
Xs2
Xs1
S1
X1
X2
X3
10KV
S2
d1
d2
d3

图5.1 等值电路图
3.各短路点短路计算
a）d1点短路
10KV母线侧没有电源，无法向220KV侧提供短路电流，即可略去不计，等值电路可化间为图5.2。
110KV
10KV
Xs2
Xs1
S1
X1
X2
d1

S2

图5.2 d1点短路等值电路图
则短路电流
Id1＝
＝+
＝69.209
换算到220KV短路电流有名值
I″ = Id1 =69.209× = 17.374KA
取电流冲击系数Kch = 1.8。
当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值
Ich =1.8I″ = 1.51I ，Icj= 1.51×17.374= 26.235KA。
冲击电流 ich =26.235×1.87I″ = 2.55 I″ = 2.55×17.374= 44.304KA，短路容量 S =1.73×230×17.374 = 6921MVA。
b）d2点短路
如d1处短路类似，10KV母线侧因没有电源，无法向110KV侧提供短路电流，即可略去不，等值电路可化间为图5.3
110KV
10KV
Xs2
Xs1
S1
X1
X2
S2
d2

图5.3 d2点短路等值电路图
则短路电流流
Id2 =
=+
=23.503KA
换算到110KV短路电流有名值
I″= 23.503×= 11.80KA，取电流冲击系数Kch = 1.8
当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值：Ich = Kch2 I″ = 1.82 I″ = 1.51I″ ，Ich = 1.51×11.80= 17.818KA。
冲击电流 icj =Ich×1.87I″ = 2.55 I″ = 2.55×11.80= 30.09KA
短路容量 S = icjVBI″ = 30.09×115×11.80= 2350MVA
c）d3点短路

Xs2
Xs1
S
X1
X2
d3

S2
d1
D

等值电路图可化简为图5.4

图5.4 等值电路图简化图

X1=（XS1 +X2）=0.36－×0.0055=0.357
X2=（XS2+X1）=0.015＋×0.072=0.051
X3=X3 =×0.1=0.05（如图5.5），星形变换成三角形(如图5.6)

S1
S2
d3
X1
X2
X3

S1
S2
d3
X13
X23

图5.5 星形图 图5.6 三角形图

X13= X1 + X3 + = 0.357+0.05+ = 0.757
X23= X2+ X3+ = 0.051+0.05+ = 0.108
Id3 = = =10.58KA
换算到10KV侧有名值
I″ = Id3× 5.49= 10.58×5.49=58.178KA
短路电流全电流最大有效值及冲击值
Ich = 1.51I″ = 1.51×58.178 =87.848KA

表5.2 参数表
短路点的编号
基准电压VaV（KV）
基准电流Ij（KA）
额定电流Ij
In（KA）
短路电流标么
值I″*
短路电流有名
值I″KA
稳态短路电流标么值
稳态短路电流
标有名值
短路电流冲击值ich(KA)
短路全电流最大有效值ich(KA)
短路容量
S″( MVA)
d1

230
0.25
0.25
69.209
17.374
69.209
17.374
44.304
26.235
6921
d2

115
0.5
0.5
23.503
11.80
23.503
11.80
30.09
17.818
2350
d3

10.5
5.5
5.5
10.58
58.178
10.58
58.178
148.354
87.848
1058

Icj = 2.55I″ = 2.55×58.178 = 148.354KA
短路容量：S = VB I″ = 1.73×10.5×58.178=1058MVA。

第6章 电气设备的选择与校验
6.1 高压进线线路的选择
高低压配电电路最普遍的两种户外结构是架空线和电缆。电力电缆及控制电缆全部选用铜芯电缆。控制电缆全部选用阻燃型电缆。微机监控和微机保护的电流、电压、信号接点引入线均采用屏蔽电缆。户内采用电缆沟及穿管明敷方式，户外采用电缆沟敷设方式。架空线的主要优点：设备简单，造价低：有故障易于检修和维护：利用空气绝缘，建造比较容易。
为了加强铝线的机械强度，采用多股绞线，用抗张强度为120kg/ 的钢作为线芯，把铝线绞在芯子外面,作为导线的导电部分，称为钢芯铝线。LG型铝绞线在35KV以上架空线路用得较多，在需要高机械强度的地方，如跨越时则用加强型LGJ。所以110KV进线选用LGJ-240/30型号的架空线。LG型铝绞线在35等级较合适，所以110KV进线选用LGJ-240/30型号的架空线。
6.2 高压断路器的选择
高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器，一般6～35kv选用真空断路器，35～500kv选用SF6断路器.高压断路器的主要参数有如下几点。
额定电压：额定电压是指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40度时，断路器允许长期通过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有关；额定开断容量：开断能力常用断流容量表示；热稳定电流：热稳定电流是表示断路器能承受短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限通过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路器的分、合闸时间：表示断路器的动作速度。
按工作环境选择：选择户外或户内，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即： ；按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作电流，即： ;校验高压断路器的热稳定性：；校验高压断路器的动稳定性：；校验高压断路器的断流容量（或开断电流）：断流容量按校验；校验短路关合电流：。
选择时，除按一般原则选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校验短路容量，热稳定性及动稳定性等各项指标。
最大长期工作电流为

短路电流热效应为
1662.02
由于>1S，故不计非周期热效应。短路电流引起的热效应
Qd = Qk =1662.02
冲击电流 == 36.5854Ka
（1）按电压选择：
断路器的工作电压，满足工作要求
（2）最大长期工作电流选择：

满足要求。
（3）动稳定校验：

满足动稳态要求。
（4）按额定开断电流校验：
16.2602kA
满足要求。
（5）额定关合电流校验：

, 满足要求。
（6）热稳定校验：
=4s>1s，故不计非周期热效应
1662.02
满足热稳定要求
根据上述分析并查资料可得高压断路器参数如表6.1所示。
表6.1 110KV高压断路器选择型高压六氟化硫断路器
计算数据

110 kV

110 kV

299.82A

3150A

16．2602kA

40kA

36.5854kA

100kA

1662.02（）

404=6400（）

36.5854kA

100kA
6.3 高压隔离开关的选择
高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。
形式结构：高压隔离开关一般有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静触头、传动机构等组成。一般配有独立的电动或手动操动机构，单相或三相操动。高压隔离开关主刀闸与接地刀闸间一般都设有机械连锁装置，确保两者之间操作顺序正确。各类高压隔离开关、接地开关根据不同的安装场所有各种不同的安装方式。
选择条件：海拔高度不大于1000米为普通型，海拔高度大于1000米为高原型；地震烈度不超过8度；环境温度不高于+400C，户内产品环境温度不低于-100C，户外产品环境温度不低于-300C；户内产品空气相对湿度在+250C时其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些产品要求空气相对湿度不大于85%）；户外产品的覆冰厚度分为5毫米和10毫米；户内产品周围空气不