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110KV 变电站电气部份设计 作者: 学号: 指导老师 : 专业: 第一章原始资料 一、基本情况 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，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发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切 相关，并且对电器设备选择、配电装置布置、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，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确 定主接线方案。要求电压等级为110/35/10kV ，设主变两台，110kV 有 2 回出线）；35kV 有 8 回出线； 10kV有 8 回出线。变电所不是电压枢纽点，没有特殊的调压要求。另外，变电 站的站址条件较好，土地较为平整、充裕。 二、 负荷情况及负荷预测 待建变电站各个电压及负荷数据如下表： 35KV 侧 共 8 回 用户名称最大负荷 MW 线路长度 km 回路数 纺织机械厂6 15 1 毛 纺 织 厂7 18 1 棉 纺 织 厂11 12 2 印染厂6 16 1 电机厂8 20 1 丝织厂9 20 1 远景发展35kV 侧远景拟增 2 回线 12MW 负荷，规划期内（ 5 年）负荷自然 增长率 2% 10kV 侧共 8 回 用 户 名 称最大负荷MW 线路长度 Km 回路数 日用电器厂4 6 2 无 线 电 厂2 4 1 电 视 机 厂4 3 2 半 导 体 厂3 5 2 电 风 扇 厂2 4 1 手表厂2 3 1 自 行 车 厂4 2 2 洗 衣 机 厂2 3 1 第二章主变压器的选择 （一）主变型式的选择 为了该变电站的供电可靠性，本变电站装设2 台主变，根据 GB50059-9235 110kV 变电所设计规范的规定，结合本变电所的具体情况，按电压等级选择， 考虑中压侧为小电流接地系统以及各侧功率均在15以上，故选用两台同样型 号的 110kV 三绕组电力变压器。 （二）主变容量的选择 1、变电所用户负荷统计 （1）根据设计原始资料提供的数据， 35kV 侧的最大负荷为： MW7112129861176PM.35kV 10kV 侧的最大负荷为： MW2434223424PM.10kV 设计的变电所可能出现的最大负荷为： 5%网损系数 K MWK z 775.891.0524)71(9.0)1 (PPKP M.10kVM.35kVM ）（ 0.85COS负荷功率因数， kVA65.105617 0.85 10775.89 COS P S 3 M M 2、初步选择主变的容量 1). 对于装设两台主变的变电所，当一台主变压器停用时，应保证对60%负荷供电， 作为确定主变容量的依据。 当按全部负荷的65选择时： kVASm e 59.6237065.1056170.6%65S 考虑到主变每天的负荷不是均衡的，计及欠负荷期间节省的使用寿命，可用于在过负 荷中消耗，故先选较小容量的主变作过负荷能力计算，以节省投资，通过计算一台主变应 带的负荷为62370.59kVA，故选用两台63000kVA的变压器。同时，考虑到本变电所不 是电压枢纽点，没有特殊的调压要求，同时潮流变化不大，故选择无励磁调压变压器。查 电力工程电气手册 ，确定选择两台S11-63000/110三绕组无励磁调压电力变压器。 其主要技术参数见下表 额定电压 （ kV） 空载 电流 （） 空载 损耗 （kW ） 负载损耗 （kW ） 阻抗电压 （） 连接 组标 号 高 压 中 压 低 压 高 中 高 低 中 低 高 中 高 低 中低 110±2 ×2.5 35±2× 2.5 10.5 0.18 59 270 10.5 17.5 6.5 YN,yn0 ,d11 第三章主接线的确定 （一）分析负荷 待建变电所从负荷特点及电压等级可知，它具有 110kV、35kV、10kV 三级电压。 110kV 进线 2 回，35kV 出线 8 回，10kV 出线 8 回。根据以上分析， 可初步拟出以下六种接线方式， 如图 2-1 所示。可以看出，方案4、5、6 的变压器的变比是110/35，没有现成品，故将这三 个方案淘汰。因此只需将方案1、2、3 进行经济技术比较。 方案一： 110kV 、 35kV、10kV 均采用单母线分段 方案二： 110KV 采用单母线接线、35KV 采用单母线分段接线，10KV 采用单母线分段 接线 方案三： 110KV 采用单母线分段接线、35KV 采用单母线接线，10KV 采用单母线接线 方案四： 110KV 采用单母线分段接线、35KV 采用单母线分段带旁路接线，10KV 采用单母线 接线 方案五： 110KV 采用单母线分段接线、35KV 采用双母线接线，10KV 采用单母线接线 方案六 : （二） 主接线的初选 结合本变电所的负荷分析，重要负荷所占比例较重，在可靠性、灵活性和经济性三 者之间，重点考虑主接线优先满足可靠性的要求，对主接线可靠性的具体要求： 1). 断路器检修时，不宜影响对负荷的供电。 2). 断路器故障或母线故障以及母线计划检修里，应尽量减少进出线停运的回路数和 停电时间，并要保证I 级负荷、全部或大部分二级负荷的供电。 3). 尽量避免变电所全部停运的可能性。 4). 对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，还能保证对 全部一级负荷的不间断供电。 5). 对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，还能保证 对全部或大部分二级负荷的不间断供电。 1、 110kV 主接线的初选 能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、 双母线带旁路接线。 2、35kV 主接线的初选 能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、 双母线带旁路接线。 3、 10kV 主接线的初选 能满足要求的主接线形式有：单母线分段接线、单母线分段带旁路接线、双母线接线、 双母线带旁路接线。 （三）主接线的技术比较 对以上主接线进行技术性比较，从而确定技术较优的主接线方案。 1、单母线分段接线 （1）优点： 1）用断路将母线分段后，对重要用户可从不同段引出两个回路，有两个电源 供电。 2）当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，保证非故障段仍 能工作。 （2）缺点： 1）当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 内停电。 2）任一回路的断路器检修时，该回路必须停电。 （3）适用范围： 1）进出线数不多但供电较重要的中低压变电站。 2）10kV 配电装置出线回路数为6 回及以上时。 3）35kV 配电装置出线回路数为48 回时。 4）110kV 配电装置出线回路数为3 4回时。 2、单母线分段带旁路接线 （1）优点： 与单母线分段接线比较，具备单母线分段接线优点，较单母线分段接线更具可 靠性与灵活性。任一回路的断路器检修时，该回路不中断供电。 （2）缺点： 1）当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 内停电。 2）与单母线分段接线相比，增加了1 台断路器和许多隔离开关，加大投资。 3）不适用于小车式开关柜。 （3）适用范围： 1）进出线数不多且一般不允许停电检修供电较重要的中低压变电站。 2）一般应用于35kV及以上主接线。 3）35kV 配电装置出线回路数为8 回以上时。 4）110kV 配电装置出线回路数为6 回以上时。 3、双母线接线 （1）比单母线分段接线有如下优点： 1）供电可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。 2）当一组母线故障后时，可以通过倒闸操作，迅速切换到另一组母线上供电。 3）检修任一回路的母线隔离开关，可只停该回路。 4）调度运行方式灵活，各电源和出线可以任意分配到某一段母线上。 5）扩建方便。 （2）缺点： 1）每一回路都要增加一组母线隔离开关，加大投资。 2）母线故障可检修时，隔离开关作为倒换操作电器，倒闸操作复杂，容易误 操作。 4）不适用于小车式开关柜。 （3）适用范围： 1）进出线数多且供电较重要的变电站。 2）出线带电抗器的10kV 配电装置。 3）35kV 配电装置出线回路数为8 回及以上且电源较多、负荷较重时。 4）110kV 配电装置出线回路数为5 回及以上时。 4、双母线带旁路接线 （1）比单母线分段、双母线接线有优点：进出线断路器检修时不中断对用户的供电。 （2）与双母线接线比较有以下缺点： 1）每一回路都要增加一组母线隔离开关，加大投资。装设专用旁路断路器， 也加大投资。 2）旁路代路操作更加复杂 3）二次回路、保护配置复杂。 （3）适用范围： 1）进出线数多且供电十分重要的变电站。 2）1035kV 配电装置出线回路数为8 回及以上且电源较多、负荷较重时。 3）110kV 配电装置出线回路数为5 回用以上时。 从以上分析初步确定采用手车式开关单母线分段接线、非手车式开关双母线接线为主接 线方案。 5、确定较优的两个主接线方案 1) 按GB50059-92 35110kv变电所设计规范的规定，“当变电所装有两 台主压器时， 610kv侧宜采用分段单母线。线路为12 回及以上时，也可采用双母线，不 允许停电检修断路器时，可设置旁路，但采用手车式开关柜时，不宜设置旁路。” ，结合技术 比较和负荷分析，考虑两个方案，方案1 采用手车式开关、单母线分段接线，出线分别接到 不同段上，但母线故障将影响这一段上的用户，正常检修某一出线断路器时，该出线停电， 运行可靠性略差，但如果应用性能较好的真空断路器，断路器检修机率很小。方案 2 采用非 手车式开关双母线接线，负荷可均匀分配，调度灵活方便，可靠性相对较高，但检修某一出 线断路器时，该出线仍需停电，但如果应用性能较好的真空断路器，断路器检修机率很小。 2) 按GB50059-92 35 110kv变电所设计规范的规定，“35110kv超 过 2 回时， 宜采用分段单母线接线，35kv为 8 回及以上时，也可采用双母线接线，110kv 为 6 回及以上时，宜采用双母线接线。采用SF6断路器的主接线不宜设置旁路。” ，结合技 术比较和负荷分析，35kv考虑两个方案，方案1 采用SF6断路器单母线分段接线，出线 分别接到不同段上，但母线故障将影响这一段上的用户。方案2 采用双母线接线，供电可 靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。因采用SF6断路器而不设置旁路。 3). 按GB50059-92 35110kv变电所设计规范的规定，“ 35110kv 超过 2 回时，宜采用分段单母线接线，35kv为 8 回及以上时， 也可采用双母线接线，110kv 为 6 回及以上时，宜采用双母线接线。采用SF6断路器的主接线不宜设置旁路。” ，结合技 术比较和负荷分析，110kv只考虑一个方案即可，采用SF6断路器单母线分段接线，供电 可靠，可以轮流检修母线，而不中断供电。因采用SF6断路器而不设置旁路。 （四）主接线的经济比较 1、对较优两方案经济比较 只比较两方案不同的部分，相同的部分不用比较，如年电能损耗。 （1） 对 10kV 两方案的比较： 1） 计算综合投资Z：）（ 100 1ZZ 0（3.1 ） 方案 1 采用手车式开关、单母线分段接线，方案2 采用非手车式开关双母线接线，均 采用真空断路器，方案2 每一回路都要增加一组母线隔离开关，建设时设备投资明显比方 案 1 大，即 Z2Z1。 2） 计算年运行费：）（Z 100 1 21 （3.2 ） 因式（ 3.2 ）中后半部分相同，只比较前半部分。 两方案的 21 相同， Z1Z2 21 通过比较，方案1 经济性较好，所以，确定10kV 采用手车式开关、单母线分段接线。 （2） 对 35kV 两方案的比较： 1） 计算综合投资Z：）（ 100 1ZZ 0 （3.3 ） 方案 1 采用单母线分段接线，方案2 采用双母线接线，均采用SF6断路器，方案2 每一回路都要增加一组母线隔离开关，建设时设备投资明显比方案1 大，即 Z2Z1。 2） 计算年运行费：）（Z 100 1 21 （3.4 ） 因式（ 3.2 ）中后半部分相同，只比较前半部分。 两方案的 21 相同， Z1Z2 21 通过比较，方案1 经济性较好，所以，确定35kV 采用单母线分段接线。 2、确定主接线方案 通过技术比较和经济比较，最终确定主接线的形式：10kV、35kV、110kV 三个电压等级均采用单母线分段主接线。 主接线见附图1 所示。 第四章短路电流计算 第一节 短路计算的目的和步骤 在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。电力系统在运行中，可 能发生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时发生各种形式的短路， 会在电力系统中引起事故。所以，必须采取措施保证电力系统的安全运行。 短路电流计算的目的主要有以下几个方面： （一）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； （二）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、可靠的工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路计 算； （三）在设计物外高压配电装置时，须按短路条件校验软导线的相间和相对 地的安全距离； （四）在选择继电保护方式和进行整定计算时，须以各种短路电流为依据； （五）接地装置的设计，也需要用短路电流。 在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平来考虑，远景规划水平年一般取 工程建成后510 年中的某一年。 计算内容为系统在最大运行方式时，各枢纽点的三相短路 电流，并列表供查用。假如短路电流过大，应采用措施将其限制到合理水平。 短路电流计算的步骤是： （一）确定短路电，画出阻抗图； （二）以 100MVA容量和平均电压为基准，求出各元件电抗； （三）算出在最大、最小运行方式下的I ”以及冲击电流Ich； （四）列短路电流计算结果表。 第二节计算各元件的标么值 1、 系统电抗 系统供电到 110kv 母线上， 35，10kv 侧无电源，系统阻抗归算到110kv 侧母线 上 UB=UavSB=100MVA 系统 110kv 侧参数 110max 0.078x 110min 0.164x 2、 主变各绕组的电抗 所选变压器的阻抗电压： Ud1-2% =10.5 Ud1-3% =17.5 Ud2-3% =6.5 由此得各绕组阻抗电压： 11 21 32 3 11 %(%)(10.517.56.5)10.75 22 dddd UUUU 21 22 31 3 11 %(%)(10.56.517.5)0.250 22 dddd UUUU 31 32 31 2 11 %(%)(17.56.510.5)6.75 22 dddd UUUU 各绕组的电抗： 134T XXX 256T XXX 378T XXX 1 1 %10.75 100 0.269 10010040 j d T e S U X S 2 2 % 0 100 j d T e S U X S 3 3 %6.75 100 0.169 10010040 j d T e S U X S 因为 Ud2%0,故 XT2=0 第三节 计算各短路点的三相电流 一、最大运行方式下的短路电流计算 等效电路及断路点的选择如图3-1 所示： 短路点的设置： 110KV 10KV 35KV 系统 2X63MVA 图 3-1 等效电路如图3-2 所示： X6 X5 110KV 35KV 10KV X7X8 X4X3 X2X1 系统 图 3-2 1、d1 点（ 110kV 侧）短路电流的计算 化简网络得图3-3 所示： 图 3-3 X1与 X2并联得 X12 因 X1等于 X2，所以 X12=X1/2=0.078/2=0.039 即短路点 d1 的计算阻抗为： X12=0.039 d1 点的短路电流标么值为： 25.641 0.039 1 X12 1 1Id 110Kv 侧得基准电流为： KA Sj Ij0520.0 1153 100 Uj3 则 d1 点的短路电流为： KAIdIjdI3333. 10520. 0641.2511 冲击电流为： KAdIIch3999.33333.155.2155.2 2、d2 点（ 35kV 侧）短路电流的计算 化简网络得图3-4 所示： 图 3-4 X1与 X2并联得 X12，X3与 X4并联得 X34 因 X1等于 X2，所以 X12=X1/2=0.078/2=0.039 因 X3等于 X4，所以 X34=X3/2=0.269/2=0.1345 X12、X34串联得 X14 X14=X12+X34=0.039+0.1345=0.1735 d2 点的短路电流标么值为： 7637.5 0.1735 1 X14 1 2Id 35kV侧的基准电流为： KA Sj Ij5604. 1 373 100 Uj3 则 d2 点的短路电流为： KAIdIjdI9937.87637.55604.122 冲击电流为： KAdIIch9339.229937.855.2255.2 3、d3 点（ 10kV 侧）短路电流的计算 化简网络得图3-5 所示： 图 3-5 X1与 X2并联得 X12，X3与 X4并联得 X34，X7与 X8并联得 X78 因 X1等于 X2，所以 X12=X1/2=0.078/2=0.039 因 X3等于 X4，所以 X34=X3/2=0.269/2=0.1345 因 X7等于 X8，所以 X78=X7/2=0.169/2=0.0845 X12、X34、X78串联得 X18 X18=X12+X34+X78 =0.039+0.1345+0.0845=0.2580 d3 点的短路电流标么值为： 8760.3 0.2580 1 X18 1 3Id 35kV侧的基准电流为： KA Sj Ij4986. 5 5.103 100 Uj3 则 d2 点的短路电流为： KAIdIjdI3124.218760.34986.533 冲击电流为： KAdIIch3466.543124.2155.2355.2 二、最小运行方式下的短路电流计算 等值正序网络图如图3-6 所示，选择三个短路点为d1、d2、d3。 图 3-6 最小运行方式下正序网络图 1、 d1 点短路 X1与 X2并联得 X12 因 X1等于 X2，所以 X12=X1/2=0.078/2=0.0390 即短路点d1 的计算阻抗为：X12=0.0390 25.641 0.039 1 X12 1 1Id “ 11 0.5020 5.08652.5534() djd IIIKA 2、 d2 点短路 X 1与 X2并联再与X3 、X5串联得等值阻抗X15 3080.002690.0 2 078.0 53 2 1 15XX X X 2468.3 0.3080 1 X15 1 2Id KAIdIjdI8909. 42468.35604.122 3、d3 点短路 X1与 X2并联再与X3和 X7串联得等值阻抗X17 4770.01690.02690.0 2 0780.0 73 2 1 17XX X X 0964.2 0.4770 1 X17 1 3Id KAIdIjdI2713. 30964. 25604.133 三、短路电流列表 表 3-3 ：各运行方式下个短路点的短路电流 最大运行方式最小运行方式 三 相 短 路 电 流Id (KA) 冲击电流 Ich(KA) 三 相 短 路 电 流Id (KA) d1 1.3333 3.3339 2.5534 d2 8.9937 22.9939 4.8909 d3 21.3124 54.3466 3.2713 第五章导体和电气设备的选择 （一） 设备选择常用的数据 1、短路计算数据 根据短路电流计算汇总结果，两台主变运行最大方式下的短路电流数值最大，用来作为 选择设备的依据。 2、回路持续最大工作电流 选择主变三侧的电气设备，计算回路持续最大工作电流可按主变各侧额定电流的1.05 倍计算，即： 高压侧回路：A U S I N N TNT 67.330 1103 63000 05. 1 3 05.105. 1I max 中压侧回路： A U S I N N TNT 26.1039 353 63000 05. 1 3 05. 105. 1I max 低压侧回路：A U S I N N TNT 20.3464 0.513 63000 05. 1 3 05.105. 1I max （二） 母线与主变引线的选择 1、 110kV 母线与主变引线的选择 （1）选择钢芯铝绞线，因软母线的机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机 械强度。 （2）按经济电流密度选择截面。主接线为单母分段，母线与主变引线最大持续工作电流一 般为一台主变的持续工作电流： A T 67.330I .max 最大负荷利用小时数Tmax=4500 小时 / 年，查表得其经济电流密度J=0.85 ，计算导线截面 为)(02.389 85.0 67.3302.max mm J I S t j 查手册选择标准截面S=400 mm 2 的钢芯铝绞线，型号LGJ-400。 (3) 热稳定校验：假想短路过热时间为5S，长期平均工作温度为50，满足热稳定的最小 截面 )(37.31 95 513332 2 2 min mm C tI C Q S K min SS，所以满足热稳定。 2、 35kV 母线与主变引线的选择 （1）选择钢芯铝绞线，因软母线的机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机 械强度。 （2）按经济电流密度选择截面。主接线为单母分段，母线与主变引线最大持续工作电流一 般为一台主变的持续工作电流： A T 26.1039I .max 最大负荷利用小时数Tmax=5000 小时 / 年，查表得其经济电流密度J=1.15A/mm 2，计算导 线截面为)(7.903 1.15 26.10392.max mm J I S t j 查手册选择标准截面S=800 mm 2 的钢芯铝绞线，型号LGJ-800。 (3) 热稳定校验：假想短路过热时间为5S，长期平均工作温度为50，满足热稳定的最小 截面 )(3.209 95 589932 2 2 min mm C tI C Q S K min SS，所以满足热稳定。 3、 10kV 母线与主变引线的选择 （1）选择硬矩形铝导体，采用平放布置方式，具有价格低、好维护的优点。 （2）按母线与主变引线所在回路的最大持续工作电流来选择： AI20.3464 max )(35.3012 1.15 20.34642 .max mm J I S t j 可选用 LMY-3×（ 200×15） 2，其允许长期载流量 IZ=3500A,集肤效应系数kf=1.08 (3) 进行热稳定校验（SSmin） ：假想短路过热时间为5S，长期工作温度为50，满足热 稳定的最小截面 )(737.84 95 08. 152.3464 K 2 2 2 min mm C tI C Q S f K ， 实际截面S=200×15=3000 mm 2 Smin，故满足热稳定要求。 (4) 进行动稳定校验：假设满足动稳定，求满足动稳定的最大跨距 322 0000120015 6 1 6 1 WcmbhWx抗弯截面系数 cm I aW L m xxu 311 716.60 2026046860 max （式中相间水平距离a=20cm, 导体 许用应力 xu=6860） （式中相间水平距离a=20cm, 导体许用应力xu=6860） 设计相邻两绝缘子间跨距L取 150cm,就能满足动稳定要求。 （三）断路器与隔离开关的选择 1、 设计对断路器与隔离开关选择要求： （1）选择断路器的型式：35110kV 选择 SF6断路器， 10 kV 选择真空断路器。 （2）断路器、隔离开关按下表进行选择及校验 名称按工作电压选择 按工作电 流选择 按开断容量选择动稳定校验热稳定校验 断路器UNUg INIg.max SNkSd或 INkI “ idwichI 2t I 2t j 隔离开关UNUg INIg.maxidwichI 2t I 2t j 2、 断路器的选择 （1）根据设计要求和短路电流计算结果，查电气设备手册，选择屋外型LW6-110I/2500 型 SF6断路器，技术参数和计算数据比较见下表。 计算数据LW6-110断路器技术参数 工作电压Ug(kV) 110 额定电压Ue(kV) 110 最大持续工作电 流 Ig.max(kA) 0.3306 额定电流Ie(kA) 2.5 三相短路电流Id (3) (kA) 1.3333 额定开断电流IeK(kA) 40 最大短路冲击电 流 ich (3) (kA) 3.3339 动稳定电流idw(kA) 100 短路发热I 2t j3.47 2×5 热稳定电流It 2t 25 2×5 （2）根据设计要求和短路电流计算结果，查电气设备手册，选择屋外型LW8-35/2500 型 SF6断路器，技术参数和计算数据比较见下表。 计算数据LW8-35 断路器技术参数 工作电压Ug(kV) 35 额定电压Ue(kV) 35 最大持续工作电 流 Ig.max(kA) 1.0392 额定电流Ie(kA) 1.6 三相短路电流Id (3) (kA) 8.9937 额定开断电流IeK(kA) 25 最大短路冲击电 流 ich (3) (kA) 22.9939 动稳定电流idw(kA) 63 短路发热I 2t j6.02 2×5 热稳定电流It 2t 25 2×5 （3）根据设计要求和短路电流计算结果，查电气设备手册，选择 KYN3-10型金属铠装手车 式高压开关柜， 断路器选择ZN8-10I/2000型真空断路器， 技术参数和计算数据比较见下表。 计算数据ZN8-10I/2000断路器技术参数 工作电压Ug(kV) 10 额定电压Ue(kV) 10 最大持续工作电 流 Ig.max(kA) 3.4642 额定电流Ie(kA) 2.0 三相短路电流Id (3) (kA) 21.3124 额定开断电流IeK(kA) 40 最大短路冲击电 流 ich (3) (kA) 54.3466 动稳定电流idw(kA) 100 短路发热I 2t j23.81 2×5 热稳定电流It 2t 40 2×5 3、隔离刀闸的选择 （1）根据设计要求和短路电流计算结果，查电气设备手册，选择屋外型GW4-110/1250 隔 离刀闸（带接地刀的选择GW4-110/1250D） ，技术参数和算数比较见下表。 计算数据GW4-110/1250（D）隔离刀闸技术参数 工作电压Ug(kV) 110 额定电压Ue(kV) 110 最大持续工作电 流 Ig.max(kA) 0.3306 额定电流Ie(kA) 1.25 最大短路冲击电 流 ich (3) (kA) 3.3339 动稳定电流idw(kA) 40 短路发热I 2t j3.47 2×4 热稳定电流It 2 t 40 2 ×5 （2）根据设计要求和短路电流计算结果，查电气设备手册，选择屋外型选择屋外型 GW4-35/1250 隔离刀闸（带接地刀的选择GW4-35/1250D ） ， 技术参数和计算数据比较见下表。 计算数据GW4-35/1250（D）隔离刀闸技术参数 工作电压Ug(kV) 35 额定电压Ue(kV) 35 最大持续工作电 流 Ig.max(kA) 1.0393额定电流Ie(kA) 1.25 最大短路冲击电 流 ich (3) (kA) 22.9939 动稳定电流idw(kA) 50 短路发热I 2t j6.02 2×5 热稳定电流It 2t 20 2×5 （四）电流互感器的选择 1、 设计对电流互感器的选择要求：主要按额定电压、额定电流、准确级别进行选择，不 进行校验。 2、 110kV 电流互感器的选择 选择户外独立电流互感器LCWD-110 ，用于测量、计量和保护，选一次电流比回路中最 大持续工作电流大 3 1 左右， 选额定电流比200400/5A ，差动保护用400/5, 其它用 250/5, 准确级别D/D/0.5 ，容量 30VA 。 3、 35kV 电流互感器的选择 选择SF6断路器内自配的套管电流互感器，因电流互感器主要用于测量、保护，所以 选择 SF6断路器时，至少要求配置4 组 LR （D ）-35 装入式电流互感器，D级 2 组用于保护， 0.5 级 2 组用于测量，变比5001000/5A ，差动保护用1500/5, 其它用 750/5, 容量 20VA 。 4、 10kV 电流互感器的选择 选择与KYN3-10 型金属铠装手车式成套高压开关柜配套的电流互感器即可，一般配 LMZ-10 选额定电流3000/5A ，准确级别D/D/0.5 ，容量 20VA 。 （五） 电压互感器的选择 1、 设计对电压互感器的选择要求：只选母线电压互感器，线路互感器不作要求，主要按 额定电压比， 110kV 选电容式不进行校验。 2、 110kV 电压互感器的选择 选择 3 个单相的户外电容式电压互感器TYD-110，额定电压变比)0.1/ 3 0.1 / 3 110 kV（， 通过接成Y/Y/ 接线，二次引出Ua、Ub、Uc、Usa、 UL二次电压小母线，供全所测量、保护 公用，准确级别1 级，容量 400VA 。 3、 35kV电压互感器的选择 选择 JDJJ2-35 型户外油浸式电压互感器，用 3个单相的 JDJJ2-35 电压互感器接成Y/Y/ 接线，其中 侧接成开口三角形，反映小电流接地系统的线路单相电压，变比为 kV 3 1.0 / 3 1.0 / 3 35 , 用于测量、保护，准确级别1 级，容量500VA 。 4、10kV 电压互感器的选择 选择与KYN3-10 型金属铠装手车式成套高压开关柜配套的电压互感器即可，一般配 JDZJ-10， 用 3 个单相的JDJJ2-10 电压互感器接成Y/Y/ 接线，其中 侧接成开口三角形， 反映小电流接地系统的线路单相电压，变比为kV 3 1.0 / 3 1.0 / 3 35 , 用于测量、保护，准确级 别 1 级，容量 80VA。 （六）避雷器的选择 1、110kV 避雷器的选择 选择目前常用的金属氧化物避雷器：Y5WZ28-126/312 2、 35kV 避雷器的选择 选择目前常用的金属氧化物避雷器：HY5WZ28-42/134 3、 10kV 避雷器的选择 选择目前常用的金属氧化物避雷器：HY5WZ28-127/45 （七）电气设备选择结果汇总表 主要设备选择表 项目 等级110kV 设备35kV 设备10kV 设备 母线LGJ-400 LGJ-800 LMY-3 ×（ 200×15） 断路器LW6-110I/2500 LW8-35/2500 ZN8-10I/2000 隔离开关GW4-110/1250 （D）GW4-35 /1250 （D）GN8-10T/3000 互感器LCWD-110 LR(D)-35 LCZ-10 TYD-110 JDJJ2-35 JDZJ-10 避雷器Y5WZ28-126/312 HY5WZ28-42/134 HY5WZ28-127/45 六 主变压器保护设计 （一） 差动保护 1、按电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定， 容量在 6300kVA及以上并列运行 或容量在10000kVA及以上的单独运行的变压器要装设纵联差动保护，容量在800kVA 以上 的油浸式变压器要装设瓦斯保护，本变电所的主变必须装设瓦斯保护和差动保护，作为主 保护。 2、按设计要求，考虑躲过不平衡电流的影响，差动保护用BCH-2型差动继电器 （1）保护整定计算有关参数计算结果如下表： 参 数 名称 变压器两侧数据 变 压 器 额 定 电 压 UN(kV ) 110 35 10.5 变 压 器 额 定 电 流 IN(A) A67.330 1103 63000 A261.0391 353 630003464.20A 0.513 63000 变 压 器 联 Y Y 结 组 别 电 流 互 感 器 接 线 方 式 Y 电 流 互 感 器 一 次 电 流值 A72.72567.3033A99.799126.03913 3464.20 电 流 互 感 器 变 比 KLH 600/5 120 2000/5=400 3750/5=750 二 次 侧 额 定 电 流 I2k(A ) 77.4 120 572.72 499.4 400 1799.99 62.4 750 3464.20 （2）差动保护动作电流取下面三个条件的最大值： 1）考虑躲过变压器投入或增除短路后电压恢复时励磁涌流则： Idz=KKIN=1.3× 330.67=429.871 A （可靠系数KK取 1.3 ） 2）考虑躲过电流互感器二次回路断线则： Idz=KKIfh.max=1.3× 330.6=429.78A （可靠系数KK取 1.3 ） 3）考虑躲过保护范围外部短路时的最大不平衡电流则： Idz=KKIbp.max=KK（Ktx×10%+ U%+ fza）Id.max (3) =1.3(1 ×0.1+0.05+0.05) ×1333.3=346.658A(可靠系数KK取1.3, 电流互感器型号系数 Ktx=1, 计算相对误差fza取 5%) （3） 由于 110kV侧二次额定电流最大， 故选 110kV 侧作基本侧。一次电流整定Idz=346.658A ， 故差动继电器的动作电流：Idz.j=Ak K I jx LH dz 003.51 120 658.3463 （4）保护灵敏度校验：在一台主变运行最小方式下的两相短路电流进行校验，将非基本侧 的电流折算到高压侧，三侧短路电流比较，在d-2 点短路电流最小，用此电流进行校验， 21.5 4369.0 43.271344.890942.5534 I min.3min.2min1d. cdlzddz gjphIIIzddgjphIIzddgjphIzd lm WI WIWIW K 灵敏度满足要求。 （二）后备保护 1、降压变压器的过流保护灵敏度不满足要求时，才考虑采用复合电压起动的过电流保护或 低电压闭锁的过电流保护，所以先考虑只装设过电流保护作后备保护，若灵敏度不满足要 求才增加复合电压起动。设计要求三侧均装设过流保护。 2、主变高压侧过流保护 （1）动作电流按躲过最大负荷电流考虑 1）最大负荷电流按两台并列主变切除其中一台时出现的电流计算时 AII TNfh 34.66167.33022 .max 2）最大负荷电流按电机自起动冲击电流计算时 AIKI TNssfh 2 .59567.3308.1 .max （电机自起动系数取1.8 ） 3）动作电流 AI K KK I fh f jxk dz 66.93334.661 85.0 12. 1 max （可靠系数KK取 1.2, 接线系数Kjx取 1， 返回系数取0.85 ） （ 2 ） 灵 敏 度 按 一 台 主 变 运 行 最 小 方 式 时d-2点 两 相 最 小 短 路 电 流 校 验 ： 2 .12 . 5 7 2 0 . 9 6 1 1 0 35 104.8909866.0 866.0 3 )3( min. )2( min. dz d dz d lm I I I I K，满足要 求。 3、主变中压侧过流保护 （1）动作电流按躲过最大负荷电流考虑 1）最大负荷电流按两台并列主变切除其中一台时出现的电流计算时 AII TNfh 522.0782261.03912