电力系统自动化毕业设计.doc

2010届电气自动化毕业设计
毕业设计（论文）
题 目 直岗拉卡水电站电气一次及
发电机继电保护设计
专 业 电气自动化
班 级 电力061
学 生 龙 哲 君
指导教师 蒙海文工程师

2010 年

61

目 录
前 言 1
第一章 电气主接线设计 2
1.1 设计原则 2
1.2 各方案比较 3
第二章 厂用电设计 8
2.1 厂用电设计原则 8
第三章 短路电流计算 9
3.1 对称短路电流计算 9
3.2 非对称短路电流计算 19
第四章 电器主设备选择 30
4.1对方案I的各主设备选择 30
4.2 对方案Ⅱ的各主设备选择 44
第五章 发电机继电保护原理设计及保护原理 46
5.1 初步分析 46
5.2 对F1 的保护整定计算 47
5.3 对F5的保护整定计算： 50
第六章 计算机监控系统方案论证选择 54
6.1 系统功能 54
6.2 监控对象 56
6.3 系统结构 56
小 结 58
致 谢 59
参考文献 60

前 言
随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为我国经济的发展提供保障。就我国目前的电力能源结构来看，我国主要是以火电为主，但是火电由于运行过程中污染大，在煤炭价格高涨的今天，火电的运行成本也较高，受锅炉和其他火电厂用电设备的影响，其资源利用率较低，一般热效率只有30%-50%左右。与之相比水电就有很多明显的优势。因此，关于电力系统水电站设计方面的论文研究就显得格外重要。
本毕业设计（论文）课题来源于青海省直岗拉卡水电站。主要针对直岗拉卡水电站在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案，经过技术经济比较，确定推荐方案，对其进行短路电流的计算，对电厂所用设备进行选择，然后对各级电压配电装置及总体布置设计。并且对其发电机继电保护进行设计。在这些设计过程中需要用到各种电力工程设计手册，并且借用AutoCAD辅助工具画出其电气主接线图、室外配电装置图、发电机保护的原理接线图、展开图、保护屏的布置及端子排接线图。故本论文属于典型的针对某工程进行最优设计的工程设计类论文。
通过本论文的研究，可以使直岗拉卡水电站安全可靠的在系统中运行，保证其持续可靠的供电。也能提高自己使用AutoCAD,word等软件的能力，培养出自己工程设计的观念，是对大学四年所学理论知识与实践的融合。

第一章 电气主接线设计
1.1 设计原则
电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。电气主接线根据水电站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，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。
在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：
① 保证必要的供电可靠性和电能质量
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的要求。在设计时，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和计算。直岗拉卡水电站虽然是一个中小型水电站，但是由于担负了许多工业企业，及农业抗旱排涝等供电任务，因而必须满足必要的供电可靠性。
② 具有经济性
在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。
③ 具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。
主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。
④ 具有发展和扩建的可能性
随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。
根据以上几点，对直岗拉卡水电站的主接线拟定以下几种方案。
1.2 各方案比较
方案Ⅰ
本方案采用了两个扩大单元接线和一个单元接线，110kv侧采用了双母接线。双母接线的供电可靠性较高，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，检修任一组母线上的隔离开关也不需要中断供电，且调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到一组母线上，能灵活适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建性也非常号，可以向母线左右方向任意扩建，且施工过程也不会停电，只是双母接线多了一台旁路断路器，投资有所增加。

图1-1 电气主接线方案Ⅰ
方案Ⅱ
本方案采用了两个扩大单元接线和一个单元接线与110kv侧直接相连。110kv侧为单母分段带专用旁路断路器的旁路母线接线方式。其特点是：扩大单元接线接线方式简单清晰，运行维护方便，且减少了主变压器高压侧出现，简化了高压侧接线和布置，使整个电气接线设备较省。单元接线的接线简单、清晰、运行灵活、维护工作量少且继电保护简单，但由于主变压器与高压电气设备增多，高压设备布置场地增加，整个电气接线投资也增大。其110kv侧的单母分段带专用旁路断路器的母线接线方式中,由于增加了分段其全厂停电的可能性为0，且任一台断路器检修时都不会引起停电，其供电可靠性较高

图1-2 电气主接线方案Ⅱ

方案Ⅲ
本方案采用了两个扩大单元接线，一个单元接线，110kv侧采用了双母带旁母的接线方式。此种接线方式大大提高了供电的可靠性，但是由于有了专用的旁路母线，多装了价高的断路器和隔离开关，大大增加了投资，此种接线方式对于供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的，但是对于供电可靠性要求不是很高的中小型水电站来说不是很适用。

图1-3 电气主接线方案Ⅲ

方案Ⅳ
本方案采用了两个扩大单元接线和一个单元接线，110kv侧采用了单母接线的方式，此种接线虽然接线方式简单，投资很少，但是其供电可靠性大大降低，其母线一旦出现故障就会造成全厂停电，严重影响了持续供电。

图1-4 电气主接线方案Ⅳ

方案Ⅴ
本方案采用了一个发电机单母接线和两个单元接线，1110kv侧采用双母接线的方式。发电机单母接线使主变压器数量减少，投资节省，接线简单明了，运行方便，但是发电机电压配殿装置元件多，增加检修工作量，母线或与母线所相连的隔离开关故障或检修时，三台发电机都要停电，可靠性及灵活性较差。

图1-5 电气主接线方案Ⅴ

综合分析上述五种方案，再结合该水电站为中小型水电站的实际情况，拟定的主接线应以经济性为主，但其可靠性也需要考虑，方案一和方案二最能满足这两项要求，故最终选定方案一和方案二为最终比较方案。方案Ⅰ的可靠性比方案一高，如果在投资相差不多的情况小应该首选方案Ⅰ，如果在方案Ⅱ比方案Ⅰ投资低较多则从经济性的角度出发应选择方案Ⅱ。

第二章 厂用电设计
2.1 厂用电设计原则
厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟地新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证机组安全经济地运行。其具体有如下一些要求：
① 接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检修、启动、停运等方式下地供电要求，并尽可能地使切换操作简便，使启动（备用）电源能迅速投入。
② 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避免引起全厂停电故障。各台机组的厂用电系统应独立，以保证在一台机组故障停运或其辅助机发生电气故障时，不影响其他机组的正常运行。
③ 充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别主要对公用厂用负荷的影响。要方便过渡，尽少改变接线和更换设备。
根据上述要求，结合本水电站为中小型水电站，以及厂用电分为6kV和380kV两个电压等级的实际情况，其厂用电设计祥见附录Ⅰ：

第三章 短路电流计算
3.1 对称短路电流计算
发电机，变压器及系统的主要参数如下：
发电机参数：45MW，cos，，额定电压10.5kV
变压器参数：3台，1T:50MVA, 2T: , 100MV
系统参数：110kV出线四回，正序阻抗（标么值）：0.91716，零序阻抗（标么值）1.1235，三相短路容量：2543MVA，单相短路容量：2529.9MVA。

对方案Ⅰ的系统正序阻抗网络等值图为[1]：

图3-1 正序阻抗网络等值图
取基准值：，时，, ，＝＝5.020kA,45MW功率因素为0.95的机组容量为;
发电机:======0.23
变压器:==
系统阻抗：
对点进行短路计算[2]：
网络简化如下：

图3-2 网络简化图

继续简化上图：

图3-3 网络简化图

再化简得：

图3-4 网络简化图

三相短路电流周期分量计算：
系统A侧：

B侧（）的计算电抗为
由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：

10.5kV侧额定电流为：

因此：

C侧（）的计算电抗为：

由计算电抗查短路电流运算曲线得：

其10.5kV侧的额定电流为：

因此：

所以，点的三相短路电流为：

点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算:
(1).系统A侧和三电源B侧的值采用远离发电机地点发生短路时的数值，则＝1.80，＝0.97
＝=1.80(16.036+5.876)=55.779KA ＝(16.036+5.876)
(2)C侧二电源的，值采用发电机机端短路时的值，故＝1.90，＝0.93
＝＝1.9026.498＝71.200KA
26.498
(3) 总的冲击电流及全电流为：
＝55.779＋71.200＝126.979KA
=33.3666+35.608=68.974KA
点短路电流热效应计算：
＝ 其中t取4S
=
=6491.953k

点短路电流计算.
网络简化如下，并结合其正序阻抗图得，

图3-5 点正序阻抗网络图
＝

三相短路电流周期分量计算：
系统A侧：

B侧（）的计算电抗为：

由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：

其110kV侧得额定电流为：

因此：

C侧（）的计算电抗为：

由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：

其110kV侧得额定电流为：

因此：

所以，点的三相短路电流为：

点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算：
因为点在发电厂高压侧母线上，所以＝1.80，＝0.97
==
=7.426
短路电流热效应计算：
＝ 其中t取4s
=
=202.001 k

对点短路电流计算：
网络简化如下图，并结合其正序阻抗图，得：

图3-6 正序阻抗网络等值图
＝
继续简化得：

图3-7 网络简化图

三相短路电流周期分量计算：
系统A侧：

B侧（）的计算电抗为：

由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：

10.5kV侧的额定电流为：

因此：

C侧的计算电抗为：

由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：

10.5kV侧的额定电流为：

因此：

所以，点的三相短路电流为：

点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算：
A侧和B侧采用远离发电厂地点，故＝1.80，＝0.97
＝＝
C侧采用发电机机端，故＝1.90，＝0.93
＝＝

所以，总的和为：
＝39.194＋33.682＝72.876kA =23.445+20.774=44.219Ka
短路电流热效应计算：
＝ 其中t取4s
=
=2442.920 k
三相短路电流计算成果汇总见附录Ⅱ：
3.2 非对称短路电流计算
该系统的负序阻抗与正序阻抗图相比只是发电机出口端的负序阻抗是正序阻抗的1.45倍，故负序阻抗如下[3]：

图3-8负序阻抗网络图
该系统的零序阻抗为，由原始资料可知线路的零序阻抗为1.1235，故其零序阻抗图为：

图3-9零序阻抗网络图
（一） 正序网络的变换[4]
短路点等效后的正序阻抗图为：

图3-10 点正序阻抗网络图

短路点等效后的正序阻抗图为：

图3-11 点正序简化图

短路点等效后的正序阻抗图为;

图3-12 点正序简化图

(二).负序网络的变换
短路点等效后的负序阻抗图为：

图3-13 点负序阻抗等值图

再简化得,

图3-14 点负序简化图

短路点等效后的负序阻抗图为：

图3-15 点负序简化图

短路点等效后的负序阻抗图为：

图3-16 点负序简化图

再化简得：

图3-17 点负序简化图

（三）零序网络的变换：
短路点等效后的零序阻抗图为：

图3-18 点零序简化图

再化简为：

图3-19 点零序简化图

短路点等效后的零序阻抗图为：

图3-20 点零序简化图

短路点等效后的零序阻抗图为：

图3-21 点零序简化图

再化简得：

图3-21 点零序简化图

不对称短路电流计算
（一）点短路
正序综合阻抗
负序综合阻抗
零序综合阻抗
1. 单相短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
单相短路电流
2. 单相短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
两相短路电流
3. 两相接地短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
两相接地短路电流
(二) 点短路
正序综合阻抗
负序综合阻抗
零序综合阻抗
1. 单相短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
单相短路电流
2. 单相短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
两相短路电流
3. 两相接地短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
两相接地短路电流
(三) 点短路
正序综合阻抗
负序综合阻抗
零序综合阻抗
1. 单相短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
单相短路电流
2. 单相短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
两相短路电流
3. 两相接地短路电流
正序电流的标么值
正序电流的有名值
两相接地短路电流
不对称短路计算结果如下：
表3.1不对成短路电流计算结果
短路点
单相短路电流(kA)
两相短路电流(kA)
两相接地短路电流(kA)

34.806
7.923
21.114

36.001
5.825
21.334

39.962
7.854
23.947
因为方案Ⅱ的等效阻抗图与方案Ⅰ相同，故方案Ⅱ的短路电流计算结果与方案Ⅰ也相同。

第四章 电器主设备选择
4.1对方案I的各主设备选择
其接线方式如下图：

图4-1 方案Ⅰ主接线图
断路器和隔离开关的选择[5]
对D1～D4断路器和G1～G4隔离开关的选择
A.对10.5kV D1～D4断路器的选择
（1）按额定电压选择：
断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即

（2）按额定电流选择
断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即

（3）按开断电流选择
若在D1～D4上侧短路时流过D1～D4的短路电流为F1流过的短路电流，即为26.498/2＝13.249kA，而在D1～D4下侧短路时流过D1～D4的短路电流为系统和F2～F5的短路电流之和，即16.036＋5.876＋13.249＝35.161kA，故应按D1～D4下侧短路时来选择设备，其短路电流为35.161kA。
断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即

（4）按动稳定电流选择
电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即

（5）按热稳定度校验

代入上式，得
则
B.对10.5kV G1～G4隔离开关的选择
（1）按额定电压选择：
（2）按额定电流校验：
（3）按动稳定度校验：
（4）按热稳定度校验：
选择D1～D4为型断路器
选择G1～G4为型隔离开关
表4.1 所选各设备技术数据与计算数据
设备参数

计算数据

10
10

10

3000
3000

2735

43．3
——

35.161

3938.14

130
160

94.58
由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足
对D5，D6断路器和G6～G9隔离开关选择
A．对110kV D5，D6断路器的选择
（1）按额定电压选择：
断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即

（2）按额定电流选择
断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即

（3）按开断电流选择
若在D5，D6上侧短路时流过D5，D6的短路电流为F1和F2流过的短路电流为1.445kA，而在D5，D6下侧短路时流过D5，D6的短路电流为系统和F3～F5的短路电流之和，即3.832＋2.149＝5.981kA，故应按D5，D6下侧短路时来选择设备，其短路电流为5.981kA。
断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即

（4）按动稳定电流选择
电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即

（5）按热稳定度校验

代入上式，得
则
B.对110kV G6～G9隔离开关的选择
（1）按额定电压选择：
（2）按额定电流选择：
（3）按动稳定选择：
（4）按热稳定度校验：
选择D5，D6为SW6－110型断路器
选择G6～G9为GW4－110D型隔离开关
表4.2 所选各设备技术数据与计算数据
设备参数
SW6－110
GW4－110D
计算数据

110
110

110

1200
1200

522

31．5
——

5．981

132．425

80
80

15．225
由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足
对10.5kV G5断路器的选择
（1）按额定电压选择：
断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即

（2）按额定电流选择
断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即

（3）按动稳定电流选择
若在G5上侧短路时流过G5的短路电流为F5流过的短路电流为12.535kA，而在G5下侧短路时流过G5的短路电流为系统和F1～F4的短路电流之和，即9.125＋6.376＝15.501kA，15.501>12.535，故按G5下侧短路时来选择设备，其短路电流为15.501kA。
电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即

（4）按热稳定度校验：
其中

代入上式得
则
表4.3 所选各设备技术数据与计算数据
设备参数
GN2－10
计算数据

10

10

3000

2735

1011．500

100

41．649
由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数符合要求
对D7断路器和G10,G11隔离开关选择.
A． 对110kV侧D7断路器的选择
（1）按额定电压选择：
断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即

（2）按额定电流选择
断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即
IN≥Imax＝＝ kA
（3）按开断电流选择
若在D7上侧短路时流过D7的短路电流为F5流过的短路电流，即为2.149－1.445＝0.704kA，而在D7下侧短路时流过D7的短路电流为系统和F1～F4的短路电流之和，即3.832＋21.445＝6.722kA，故应按D7下侧短路时来选择设备，其短路电流为6.7221kA。
断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即
≥Id’’＝6.722kA
（4）按动稳定电流校验：
电器允许通过动稳定电流ies 不小于短路冲击电流ish 即
ies≥ish =×6.722＝17.111kA

（5）按热稳定校验：
Qk=
其中＝6.722kA,
=3.832+21.301=6.434kA
=3.832+21.335=6.502kA
带入上式得，
Qk＝167.1kA2.s,则 Qt ≥ Qk =167.1 kA2.s
B 对110kV侧G10，G11 隔离开关的选择：
1、按额定电压选择：UN≥110 kV.
2、按额定电流选择：IN≥0.261A；
3、按动稳定校验： ies≥ish =17.11kA
4、按照热稳定校验 Qt≥Qk ＝167.1 kA2.s,
选择D7为SW6-110型断路器
选择G10G11 为GW4－110D型隔离开关
表4.4 所选各设备技术数据与计算数据
设备参数
SW6-110
GW4－110D
计算数据
UN （kV）
110
110
UN （kV）
110
IN （A）
1200
1000
Imax（A）
261
INbr(kA)
31.5
--
Id’’(kA)
6.722
It2×t
31.524=3969
2524＝2500
Qk(kA2.s)
167.1
ies(kA)
80
80
ish(kA)
17.11
由上表可知所选断路器隔离开关符合技术参数要求
对于D8～D11断路器，和G12～G23 隔离开关的选择
A 对110kV 侧D8～D11断路器选择：
（1） 按额定电压选择：
断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即
UN≥110 kV；
（2）按额定电流选择：
断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即
IN≥Imax＝＝0.326 kA
（3）按开断电流选择：
若在D8～D11下侧短路电流时流过D8～D11的短路电流为系统侧短路电流即为3.832kA,而在D8～D11上侧短路时流过D8～D11短路电流为5台发电机短路电流之和，即为1.445＋2.149＝3.549kA，3.832>3.594，所以 按照D8～D11下侧短路的短路电流来选择设备，其短路电流为3.832kA
断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即
断路器额定开断电流INbr≥Id’’＝3.832kA
（4）按动稳定电流校验：
电器允许通过动稳定电流ies 不小于短路冲击电流ish 即
ies≥ish =×3.832＝9.756kA
（5）按热稳定校验：
Qk=
其中＝==3.832kA 带入上式得
Qk=58.739 kA2.s 则Qt≥Qk=58.739 kA2.s
B. 对G12～G23隔离开关的选择：
1、 按额定电压选择：UN≥110 kV；
2、按额定电流选择：IN≥Imax＝0.326 kA
3、按动稳定电流校验ies≥ish =9.756kA
4、按热稳定校验：Qt≥Qk=58.739 kA2.s
选择D8～D11为SW4-110型断路器
选择G12～G23为GW4－110型隔离开关

表4.5 所选各设备技术数据与计算数据
设备参数
SW4-110
GW4－110
计算数据
UN （kV）
110
110
UN （kV）
110
IN （A）
1000
630
Imax（A）
326
INbr(kA)
18.4
--
Id’’(kA)
3.832
It2×t
31.524=3969
2024＝1600
Qk(kA2.s)
58.739
ies(kA)
55
50
ish(kA)
9.756

对D12断路器和G24,G25隔离开关选择.
A. 对母联断路器D12的选择：
（1） 按额定电压选择：
断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即
UN≥110 kV；
（2）按额定电流选择
断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即
IN≥Imax＝＝ kA
（3）按开断电流选择：
若在D12上，下侧短路时，其短路电流都是7.426kA，断路器的开断电流INbr不应小于断路器开断开断瞬时的短路电流周期分量。即
断路器额定开断电流INbr≥Id’’＝7.426kA
（4）按动稳定电流校验：
电器允许通过动稳定电流ies 不小于短路冲击电流ish 即
ies≥ish =×7.426＝18.9kA
（5）按热稳定校验：
Qk=
其中＝7.426kA =7.069kA =7.152kA 带入上式得
Qk=202.001 kA2.s 则Qt≥Qk=202.001 kA2.s
B. 对母联隔离开关G24～G25的选择：
1、按额定电压选择：UN≥110 kV；
2、按额定电流选择：IN≥Imax＝261 kA
3、按动稳定电流校验ies≥ish =18.9kA
4、按热稳定校验：Qt≥Qk=202.001kA2.s
选择D12为SW6-110型断路器
选择G24～G25为GW4－110D型隔离开关
表4.6 所选各设备技术数据与计算数据
设备参数
SW6-110
GW4－110D
计算数据
UN （kV）
110
110
UN （kV）
110
IN （A）
1200
1000
Imax（A）
261
INbr(kA)
31.5
--
Id’’(kA)
7.426
It2×t
31.524=3969
2524＝2500
Qk(kA2.s)
200.001
ies(kA)
80
80
ish(kA)
18.9
对方案Ⅰ所选断路器，隔离开关汇总如下：
表4.7 方案Ⅰ所选各断路器隔离开关技术数据
断路器
断路器型号
隔离开关
隔离开关型号

SW6－110

GW4－110D

SW4－110

GW4－110

SW6－110

GW4－110D

GN2－10

电流互感器的选择[6]
（1）110kV侧电流互感器的选择
①型号的选择
选择LVQB-110型S气体绝缘电流互感器，其参数如下：

表4.8 所选电流互感器技术数据
电流互感器
额定电压
额定电流
短时热稳定电流（kA）
耐受冲击电流
LVQB-110
110
1500
50
115
②按额定电流选择
根据该水电站主变压器容量为2 50＋100＝200MVA，其额定电压为110kV，则主变压器110kV侧的工作电流为，所选电流互感器一次额定电流为1500A，满足该水电站一次负荷电流变化的要求。
③按动稳定校验
LVQB-110型电流互感器的动稳定电流为＝115kA,大于该水电站110kV侧短路时的冲击电流,满足动稳定要求。
④按热稳定校验
LVQB-110型电流互感器热稳定电流为＝50kA，大于该水电站110kV,侧短路时的稳定电流7.152kA，满足热稳定要求。
（2）10.5kV发电机出口处电流互感器的选择
①型号的选择
选择LZZBJ9-12/175b/2s型电流互感器，其参数如下：
表4.9 所选电流互感器技术数据
电流互感器
额定电压
额定电流
短时热稳定电流（kA）
耐受冲击电流
LZZBJ9-12/175b/2s
10.5
3150
80
160
②按额定电流选择
根据发电机的容量47.368MVA, 其额定电压为10.5kV，则发电机出口处的工作电流为，所选电流互感器一次额定电流为3150A，满足该水电站一次负荷电流变化的要求。
③按动稳定校验
LZZBJ9-12/175b/2s型电流互感器的动稳定电流为＝160kA,大于该水电站发电机出口处的冲击电流，满足动稳定要求。
④按热稳定校验
LZZBJ9-12/175b/2s型电流互感器热稳定电流为＝80kA，大于该水电站发电机出口处的热稳定电流39.912 kA
电压互感器的选择
① 型号的选择
110kV侧选择WVB110-20(H)型电压互感器
10.5kV侧选择JDZX10-12BG型电压互感器
其各参数如下：
表4.10 所选电压互感器技术数据
电压等级
选择型号
额定电压
额定绝缘水平
110kV
WVB110-20(H)
一次/二次

选择最高电压126kV
选择绝缘耐压185kV
额定雷电冲击电压450kV
10.5kV
JDZX10-12BG

选择最高电压12kV
选择绝缘耐压185kV
额定雷电冲击电压450kV

避雷器的选择[7]
110kV侧避雷器的选择
(1) 避雷器型号的选择：
选择Y10W5-110/260型无间隙氧化锌避雷器。其参数为：
表4.11 所选避雷器技术数据
型号
系统额定电压（kV）
避雷器额定电压（kV）
避雷器持续运行电压（kV）
雷电冲击电流下残压（峰值）不大于（kV）
陡波冲击电流下残压（峰值）不大于（Kv）
Y10W5-110/260
110
100
73
260
291
(2) 按额定电压选择：
110kV系统最高电压为126kV，避雷器相对地电压为0.75＝0.75 ,所选避雷器额定电压为110kV大于94.5kv，满足额定电压要求。
(3) 按持续运行电压选择：
110kV系统相电压为126/,所选避雷器持续运行电压有效值为73kV，大于72.75kV，故满足持续运行电压要求。
(4) 按雷电冲击残压选择：
110kV变压器额定电流冲击（内外绝缘）耐受电压（峰值）450kV，避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为：,所选避雷器雷电冲击电流下残压（峰值）不大于260kV，该值小于321kV,故满足雷电冲击残压的要求。
(5) 按陡波冲击电流选择：
110kV变压器的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为550kV，其陡波冲击电流下残压为，所选避雷器陡波冲击电流下残压（峰值）不大于291kV,该值小于393kV,故满足陡波冲击电流下的残压要求
10.5kV侧避雷器的选择
(1)避雷器型号的选择：
选择Y5WS5-17/50L型避雷器。其参数为：
表4.12 所选避雷器技术数据
型号
系统额定电压（kV）
避雷器额定电压（kV）
避雷器持续运行电压（kV）
雷电冲击电流下残压（峰值）不大于（kV）
陡波冲击电流下残压（峰值）不大于（Kv）
Y5WS5-17/50L
10
17
8.6
50
51.8
(2) 按额定电压选择：
10kV系统最高电压为11.5kV，避雷器相对地电压为0.75＝0.75 ,所选避雷器额定电压为17kV大于8.6kv，满足额定电压要求。
(3) 按持续运行电压选择：
10kV系统相电压为11.5/,所选避雷器持续运行电压有效值为8.6kV，大于6.64kV，故满足持续运行电压要求。
(4) 按雷电冲击残压选择：
10kV发电机额定电流冲击（内外绝缘）耐受电压（峰值）75kV，避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为：,所选发电机雷电冲击电流下残压（峰值）不大于51.8kV，该值小于53.57kV,故满足雷电冲击残压的要求。
(5) 按陡波冲击电流选择：
10kV发电机的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为75kV，其陡波冲击电流下残压为，所选避雷器陡波冲击电流下残压（峰值）不大于51.8kV,该值小于53.57kV,故满足陡波冲击电流下的残压要求。

绝缘子的选择：
10.5kV侧发电机出口端绝缘子选择ZD-10F型
110kV侧母线和线路侧选择ZS2-110/1500型

母线选择[8]：
110kV主母线的选择.
① 母线类型的选择：
110kV主母线选择LF－21Y－80/72型铝锰合金管母线。
② 按母线长期工作电流选择
110kV主母线的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为1900A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电流为19000.81＝15.39A，大于110kV主母线的长期工作电流1305A，故满足母线长期工作电流要求。
③ 按热稳定校验要求选最小截面：
110kV侧三相短路周期分量稳态值为7.152kA，热稳定系数C=87，时间＝0.2s，则代入公式得：

＝
＝36.8mm
而所选母线的截面S＝954mm，大于热稳定最小截面，故所选母线满足热稳定的要求。
④ 按电晕电压校验：
因为晴天不可出现可见电晕要求管型母线最小截面为30mm,选择管型母线的型号为80，满足电晕校验要求。
110kV进线选择
① 线类型的选择：
110kV主变压器出线选择LGJ－400/50钢芯铝绞线
② 按母线长期工作电流选择
较大容量变压器出口处的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为898A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电