220KV降压变电所电气一次部分初步设计.docx

220kV降压变电所电气设计
摘要

随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电所的更要求也越来越高。
本设计主要介绍了220kV变电站的主接线设计及变压器的选择，变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。在经济角度上要考虑周全，尽量以最少的投资获得最佳的方案。按照要求选择合适的变压器。短路电流计算，对变电站系统中的各个电压等级下的母线发生三相短路时，所流过的短路电流进行了分别计算。电气设备动、热稳定校验，电气设备的选择条件包括两大部分：一是电气设备所需要满足的基本条件，即按正常工作条件选择，并按短路状态校验动、热稳定；二是根据不同电气设备的特点而提出的选择和校验项目。电气总平面及配电装置断而设计，较为详细地完成了电力系统中变电所设计。
设计只对变电站电气一次部分做了较为详细的理论设计，而对其电气二次部分并没有涉及。

关键词：变电所；电路主接线；短路计算；稳定性
The electrical design of 220kV step down substation
Abstract
With the development of science and technology in China, particularly computing technology has advanced, the power system demands on substation more and more.
The article about the 220kV transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring design stations, short circuit current calcularions, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, design over-voltage protection and mine devices, design general electric and distribution devices flood, and without power compensarion. Lastly, substation design is completed in power system.
Limited to the specific design requirements and design time of constraints, the design only is a part of the electrical transformer stations, and its second part did not involve, which research it in future study and work.

Keywords：substation; main circuit wiring; short circuit calculation; stability
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目录
摘要 I
Abstract II

第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 论文研究的目的和意义 1
1.3 论文研究的内容 2
第2章 电气主接线的设计 3
2.1 电气主接线的接线方法 3
2.1.1 单母线接线及单母线分段接线 3
2.1.2 双母线接线及分段接线 3
2.2 电气主接线的设计原则 4
2.3 电气主接线的方案选择 5
2.3.1 双母线接线方案 5
2.3.2 双母线带旁路母线接线方案 5
第3章 主变压器的选择 7
3.1 主变压器的选择原则 7
3.1.1 主变压器台数的选择 7
3.1.2 主变压器容量的选择 7
3.1.3 主变压器型式的选择 9
3.1.4 绕组数量和连接形式的选择 9
3.2 主变压器选择结果 9
第4章 220kV变电所短路计算 11
4.1 短路造成的后果及其计算目的 11
4.1.1 短路的后果 11
4.1.2 短路计算的目的 11
4.2 变压器的各绕组电抗标幺值计算 12
4.3 10kV侧短路计算 13
4.4 220kV侧短路计算 14
4.5 110kV侧短路计算 14
第5章 电气设备和导体的选择 17
5.1 电气设备选择的一般原则 17
5.2 断路器和隔离开关的选择 17
5.2.1 220kV侧主变与出线的选择及校验 18
5.2.2 主变110kV侧断路器与隔离开关的选择及校验 20
5.2.3 10kV侧断路器与隔离开关的选择及校验 21
5.3 电流互感器的选择 23
5.3.1 220kV侧电流互感器的选择 24
5.3.2 110kV侧的电流互感器的选择 25
5.3.3 10kV侧电流互感器的选择 25
5.4 电压互感器的选择 26
5.4.1 220kV侧母线电压互感器的选择 27
5.4.2 110kV侧母线电压互感器的选择 27
5.4.3 10kV侧母线电压互感器的选择 28
5.5 导体的选择与校验 28
5.5.1 220kV侧母线与侧引接线的选择与校验 28
5.5.2 110kV侧母线的选择与校验 29
5.5.3 10kV侧母线的选择与校验 30
5.5.4 变压器110kV侧引接线的选择与校验 32
5.5.5 变压器10kV侧引接线的选择与校验 33
第6章 防雷接地设计 35
6.1 防雷设计 35
6.1.1 防雷设计原则 35
6.1.2 避雷针的配置 35
6.2 接地设计的原则 36
结论 37
致谢 38
参考文献 39
附录A 40
附录B 47
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第1章 绪论
1.1 课题背景
能源历来是人类文明的先决条件，人类社会一切活动都离不开能源。电能是由一次能源经加工转换成的能源。电能的开发和应用，是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。现代文明中，电被视为与空气和水一样重要[1]。
近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。变电所由发、送、变、配、等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化的系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求。现代变电所是一个十分庞大而又高度自动化的系统，在各个专业系统之间和各个环节之间，既相互制约又能在一定条件下相互支持和互为补充。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，有一协调各专业系统各个阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。在我国系统的变电站大致分为四大类：降压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。
本次所设计的课题是220kV降压变电所的设计，该变电所具有220kV、110kV、10kV三个电压等级。110kV以工厂用电为主，10kV以用户用电为主。
1.2 论文研究的目的和意义
本次毕业设计将是对我四面来学习的一次综合测试。通过这次设计实践工作，会使我学到许许多多书本上没有的东西，让我养成“严谨、活泼”的工作作风，掌握发电厂电气部分初步设计的过程。这将是对所学知识进行的一次实践，是电气专业知识得到巩固和加深，逐步提高解决问题的能力。也使我对电气的各个装置有了系统的了解，对电气设备的用途加深了理解，在以后的使用中能得心应手。
通过本次设计，我将得出以下结论：可靠、优质的供电是现代化大都市的重要标志。为此目的，需要采用相当复杂的技术。其难度往往不亚于超高压输电技术。过去，对配电系统的发展为给予应有的重视，欠账甚多。研究采用配电新技术，提高供电的可靠性和电能质量已是十分紧迫的任务。同时我国主要以220kV用电为主，对220kV降压变电站的研究可以使我更好的了解我国电力如何分配与发展水平。
1.3 论文研究的内容
本设计包括以下内容：
1．电气主接线的设计，其中介绍了电气主接线的接线方法，电气主接线的设计原则，电气主接线的方案选择。
2．主变压器的选择，其中介绍了主变压器的选择原则，主变压器的结果。
3．短路计算，其中介绍了短路计算的目的和意义，标幺值的计算。
4．电气设备和导体的选择，其中介绍了电气设备选择的一般原则，断路器和隔离开关的选择，电流互感器的选择，电压互感器的选择，导体的选择与校验
5．防雷接地设计，其中介绍了防雷设计原则，避雷针的配置。

第2章 电气主接线的设计
2.1 电气主接线的接线方法
2.1.1 单母线接线及单母线分段接线
1.单母线接线
单母线接线供电电源在变电所是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输[2]。
单母接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点：（1）可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就成了全厂或全站长期停电。（2）调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流[3]。
综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电所中。
2.单母分段接线
单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。
这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站6～10kV接线中。但是，由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整体母线系统可靠性受到限制，所以，在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采用[4]。
3.单母线分段带旁路母线的接线
单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。
2.1.2 双母线接线及分段接线
1.双母线接线
双母接线有两种母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点[5]。
由于双母线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的6～10kV配电装置；35～60kV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110～220kV出线数为5回及以上时。
2.双母线分段接线
为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必短期停电。
双母线分段接线被广泛用于发电厂的发电机电压配置中，同时在220～550kV大容量配电装置中，不仅常采用双母分段接线，也有采用双母线分四段接线的。
3.双母线带旁路母线的接线
双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的[7]。
2.2 电气主接线的设计原则
电气主接线的设计是发电厂或变电所电气设计的主题。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂和变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。
电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则[8]。
2.3 电气主接线的方案选择
2.3.1 双母线接线方案
双母线接线方案一：220kV侧双母接线，110kV侧双母接线、10kV侧单母分段接线。
220kV出线3回，并且有两台变压线路，而双母接线使用范围是110～220kV出线数为4回及以上时。满足主接线的要求。且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。
110kV出线2回，110kV侧有两回出线供给远方大型炼钢厂，其最大负荷为42000KW。根据条件选择双母接线方式。
10kV出线12回，10kV侧总负荷9800kW。选择单母分段接线方式。
方案主接线图如图2-1所示：

图2-1 主接线方案一
2.3.2 双母线带旁路母线接线方案
双母线带旁路母线接线方案二：220kV侧双母带旁路接线，110kV侧双母接线、10kV侧单母分段接线。
220kV出线3回，而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。主接线如图2-2所示：

图2-2 主接线方案二
现对两种方案比较如下表2-1所示[10]：
表2-1 主接线方案比较表
方案
项目
方案一：220kKV侧双母接线，110kV侧双母接线、10kV侧单母分段接线。
方案二：220kV侧双母带旁路接线，110kV侧双母接线、10kV侧单母分段接线。
可靠性
1.220kV接线简单，设备本身故障率少；
2.220kV故障时，停电时间较长。
1.可靠性较高；
2.有两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使该侧不停电，提高了可靠性。
灵活性
1.220kV运行方式相对简单，灵活性差；
2.各种电压级接线都便于扩建和发展。
1.各电压级接线方式灵活性都好；
2.220kV电压级接线易于扩建和实现自动化。
经济性
设备相对少，投资小。
1.设备相对多，投资较大；
2.母线采用双母线带旁路，占地面增加。
通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第二方案为设计最终方案。
第3章 主变压器的选择
在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。
3.1 主变压器的选择原则
选择主变压器技术参数，应以变压器整体的可靠性为基础，综合考虑技术参数的先进性和合理性，结合损耗评价的方式，提出技术经济指标。同时还要考虑可能对系统安全运行、运输和安装空间方面的影响。例如：
1.主变容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。
2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%。
3.为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性[11]。
3.1.1 主变压器台数的选择
主变压器是变电站中的主要设备,合理地选择主变压器台数,不仅可以减少停电、限电几率,提高电网运行的经济性、灵活性和可靠性,而且可以提高电能质量。一般有以下几点：
①对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。
②对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。
③对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。
3.1.2 主变压器容量的选择
合理地选择主变压器的容量并考虑变压器的过负荷能力以及当地日后发展趋势,是减少变电所投资的一项重要措施。
①主变压器容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷选择，适当考虑到远期10～20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
②根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计其过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%[12]。
③同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化[13]。
采用系数法求各用户的计算负荷：
=Kt·Sei （2-1）
式中
Sjsi—各用户的计算负荷，kVA；
Sei —各用电设备额定容量，kVA。
每条出线路的负荷：
线路1： kVA
线路2： kVA
变电所设计当年的计算负荷可由式（2-2）计算
（2-2）
式中 Kt —同时系数，一般取0.85-0.9，这里取0.9；
%—线损率，材料给出为5%。
Sjs =0.9(39900+9310)(1+0.05)46503.45kVA
计算负荷增长后的变电所最大计算负荷为
（2-3）
式中 n — 年数，取10年；
m — 年平均增长率，取7%；
— n年后的最大计算负荷。
kVA
装设两台主变压器的变电站，根据我国变电压器运行的实践经验，并参考经验，每台主变的额定容量：
（2-4）
kVA
按重要负荷计算变压器容量：
=0.65×42000/9.5=28736.842kVA
=0.62×(1800+900+2100+2400+2000+600)/9.5
=6395.7895kVA
=28736.842+6395.7895=35132.632kVA
结果得出重要负荷容量小于用户的总用电容量，所以选择用电户的总用电容量，即：
≥0.7×93675.796=65573.057kVA
3.1.3 主变压器型式的选择
选择主变压器，需考虑如下原则：
①当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。
②当发电厂与系统连接的电压为500kV时，已经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台50%容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升到500kV的，宜选用三相变压器。
③对于500kV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。
在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。
3.1.4 绕组数量和连接形式的选择
具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器[5]。
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只要有Y和△，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。我国110kV及以上电压，变压器绕组多采用Y连接；35kV以下电压，变压器绕组多采用△连接。
3.2 主变压器选择结果
查《电力工程电气设备手册：电气一次部分》，选定变压器的容量为90000kVA。
由于降压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查《大型变压器技术数据》选定主变型号。
220kV无励磁调压三绕组自耦变压器参数如表3-1所示：
表3-1 90000kVA三绕组自耦变压器参数
额定容量，kVA
90000
额定电压，kV
高压
220±2×2.5%
中压
121
低压
10.5
联结组标号
YN/a0/d11
空载损耗，kW
57
负载损耗，kW
260
阻抗电压，%
高-中
8-10
中-低
18-24
高-低
28-34
空载电流，%
0.6

所以一次性选择两台容量为90000kVA的变压器为主变。

第4章 220kV变电所短路计算
4.1 短路造成的后果及其计算目的
4.1.1 短路的后果
短路是电力系统中较常发生的故障。短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行，特别在大容量发电场中，在发电机电压母线或发电机出口处，短路电流可达几万安至几十万安。短路的危险后果一般有以下的几个发面：
①短路故障使短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。
②短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。
③路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降。当电压大幅度下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。
④当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电。这是短路故障的最严重后果。
⑤发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设在高压电路线路附近的通讯线路或铁道讯号系统的会产生严重的影响。
4.1.2 短路计算的目的
在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算，这些问题主要是：
①选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以效验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以效验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。
②为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。
③在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。
④进行电路系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算的内容。
4.2 变压器的各绕组电抗标幺值计算
系统阻抗：220kV侧电源近似为无穷大系统A，归算至本所220kV母线侧阻抗为0.015（Sj=100MVA）。
110kV侧阻抗为：100/42/0.95=2.5
10kV侧阻抗为：
100/（1800+900+2100+2400+2000+600）/0.95/1000=10.7
SN=90MVA其中高中、高低、中低阻抗电压（%）分别为9，31，21。
将主接线图2-2简化，得到如图4-1所示的等值电路：

图4-1 系统图的等值电路
设

4.3 10kV侧短路计算
10kV侧f1点短路时，将图4-1简化，得到如图4-2所示的等值电路：

图4-2 f1短路的等值电路图

将图4-2化简，得到如图4-3所示的等值电路：

图4-3 f1短路的等值电路图
再次简化

将图4-3再次化简，得到如图4-4所示的等值电路:

图4-4 f1短路的等值电路图
周期分量：
冲击电流：
短路容量：
短路电流有名值为：
周期分量：kA
冲击电流：kA
短路容量：MVA
短路电流最大有效值：kA
4.4 220kV侧短路计算
220kV侧f2点短路时，将图4-1简化，得到如图4-5所示的等值电路：

图4-5 f2短路的等值电路图
周期分量：
冲击电流：
短路容量：
短路电流有名值：
周期分量：kA
冲击电流：kA
短路容量：MVA
短路电流最大有效值：kA
4.5 110kV侧短路计算
110kV侧f3点短路时，将图4-1简化，得到如图4-6所示的等值电路

图4-6 f3短路的等值电路图

将图4-6化简，得到如图4-7所示的等值电路：

图4-7 f3短路的等值电路图
周期分量：
冲击电流：
短路容量：
短路电流有名值：
周期分量：kA
冲击电流：kA
短路容量：MVA
短路电流最大有效值：kA
短路计算结果见表4-1：

表4-1 短路计算成果表
短路点
基准电压，kV
短路电流，kA
冲击电流，kA
短路容量S，MVA
f1
10.5
44.281
74.643
533.3
f2
230
25.266
42.59
6666.7
f3
115
11.661
19.657
1538.5

第5章 电气设备和导体的选择
正确选择电气设备是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，选择合适的电气设备。
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确是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。
本设计，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择，导线的选择。
5.1 电气设备选择的一般原则
电气设备的选择一般有以下几点原则：
1.应满足正常运行、检修、断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验；
3.应力求技术先进与经济合理；
4.选择导体时应尽量减少品种；
5.扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；
6.选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。
5.2 断路器和隔离开关的选择
断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在10kV~220kV的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF6断路器。
断路器选择的具体技术条件如下：
额定电压校验：
UN≥UNs （5-1）
额定电流校验：
IN＞Imax （5-2）
开断电流：
INbr＞I″ （5-3）
动稳定：
ies＞ish （5-4）
热稳定：
It2t> Qk （5-5）
同样，隔离开关的选择校验条件与断路器相同，并可以适当降低要求。
5.2.1 220kV侧主变与出线的选择及校验
（1）主变断路器的选择与校验
流过断路器的最大持续工作电流
A
具体选择及校验过程如下：
①额定电压选择：UN≥UNs=220kV
②额定电流选择：IN＞Imax=248.01A
③开断电流选择：INbr＞I″=25.266kA
选择SW6—220/1200，其SW6—220/1200技术参数如下表5-1所示：
表5-1 SW6—220/1200技术参数表
型号
额定
电压
，kV
额定
电流
，A
断流
容量
，MVA
额定
断流
量，Ka
极限通过
电流，kA
热稳定
电流，kA
固有
分闸
时间，s
峰值
4s
SW6-
220/1200
220
1200
6000
21
55
21
0.04
④热稳定校验：It2t> Qk
It2t=212×4=1764kA2S
电弧持续时间取0.06S，热稳定时间为：tk =1.5+0.04+0.06=1.6S
查计算电抗并计算短路电流为
kA
kA

=495.783kA2S
所以，It2t> Qk
满足热稳校验。
⑤动稳定校验：ies=55kA＞ish=42.59kA满足校验要求
所选断路器满足要求。
（2）出线断路器的选择与校验
A
由上表可知SW6-220/1200同样满足出线断路器的选择。
其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。
（3）主变侧隔离开关的选择及校验过程如下：
①额定电压选择：UN≥UNs=220kV
②额定电流选择：IN＞Imax=248.01A
③极限通过电流选择：ies＞ish=42.59kA
GW6—220D/1000—80，其技术参数如下表5-2所示：
表5-2 GW6—220D/1000—80技术参数表
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
峰值
4s
GW6-
220D/1000-80
220
1000
80
23.7
④热稳定校验：It2t> Qk
It2t=23.72×4=2246.76kA2S
所以， It2t> Qk 满足热稳校验。
⑤动稳定校验：ies=80kA＞ish=42.59kA满足校验要求。
所选隔离开关各项均满足要求。
（4）出线侧隔离开关的选择及校验过程如下：
A
由上表可知GW6—220D/1000—80同样满足出线隔离开关的选择。
其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。
所选隔离开关各项均满足要求。
5.2.2 主变110kV侧断路器与隔离开关的选择及校验
断路器的选择与校验
流过断路器的最大持续工作电流
A
具体选择及校验过程如下：
①额定电压选择：UN≥UNs=110kV
②额定电流选择：IN＞Imax=233.061A
③开断电流选择：INbr＞I″=11.661kA
初选SW4—110/1000技术数据如下表5-3所示：
表5-3 SW4—110/1000技术数据
型号
额定电压
，kV
额定电流
，A
断流容量，MVA
额定断流量，kA
极限通过电流
，kA
热稳定电流
，kA
固有
分闸
时间，S
峰值
5S
SW4-110/1000
110
1000
3500
18.4
55
21
0.06
④热稳定校验：It2t>Qk
It2t=212×5=2205kA2S
灭弧时间取0.06S，热稳定计算时间：tk=1.5+0.06+0.06=1.62S
查转移电抗并计算短路电流
kA
kA

=106.952 kA2S
所以，It2t> Qk满足热稳校验。
⑤动稳定校验：ies=55kA＞ish=19.657kA满足校验要求。
所选断路器满足要求。
隔离开关的选择及校验过程如下：
①额定电压选择：UN≥UNs=110kV
②额定电流选择：IN＞Imax=233.061A
③极限通过电流选择：ies＞ish=19.657kA
选择GW4—110D/1000—80其技术数据如下表5-4所示：
表5-4 GW4—110D/1000—80技术数据
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
峰值
4S
GW4-110D/1000-80
110
1000
80
21.5
④热稳定校验：It2t> Qk
It2t=21.52×5=2311.25kA2S
所以，It2t> Qk满足热稳校验
⑤动稳定校验：ies=55kA＞ish=19.657kA满足校验要求
所选隔离开关各项均满足要求。
110kV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变中110kV侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用SW4-110/1000型少油断路器和GW4-110D/1000—80型隔离开关。
5.2.3 10kV侧断路器与隔离开关的选择及校验
流过断路器的最大工作电流：
A
具体选择及校验过程如下：
①额定电压选择：UN≥UNs=10kV
②额定电流选择：IN＞Imax=595.6A
③开断电流选择：INbr＞I″=76.154kA
选择SN10—10III/2000，其技术参数如下表5-5所示：

表5-5 SN10—10III/2000技术参数
型号
额定电压，kV
额定电流，A
断流容量，MVA
额定断流量，kA
极限通过电流，kA
热稳定电流，kA
固有分闸时间，S
峰值
4S
SN10-10III/2000
10
2000
750
43.3
130
43.3
0.06
④热稳定校验
It2t=43.32×4=7499.56kA2S
设后备保