《发电厂变电所电气一次部分课程设计指导资料》 - 图文

新疆昌吉职业技术学院高等职业教育

课程设计任务书

办学单位： 新疆昌吉职业技术学院能源动力系 专 业： 电力系统自动化技术 学生姓名： 李洋 学号： 2010110259

设计题目： 配电装置的设计 指导教师： 杨永斌 教研室主任： 杨永斌

目 录

绪论 电气设计概述---------------------------------------------------3 §1 负荷资料的统计分析-------------------------------------------4 §

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----------------------------------------------5 §

3

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-------------------------------------------------16

§4 导体和电器的选择设计----------------------------------------18 §5 厂（所）用电设计----------------------------------------------31 §

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电

装

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设

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-------------------------------------------------33

§7 防雷保护配置----------------------------------------------------37 §8 测量装置设计----------------------------------------------------38 §9 设计说明书的编写和图纸绘制-------------------------------39

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绪论 电气设计概述

发电厂、变电所的设计是一门综合性的科学，它是在多种专业有机配合协作下完成的统一整体。电力专业技术人员主要进行电气设计工作，它是整个设计的核心环节，并贯穿始终。

一、发电厂、变电所设计的一般程序如下：

1、首先根据负荷的增长需求及系统发展要求，分析确定建立新厂、所的必要性进行初步可行研究，提出项目建议书。

2、确立项目后，要多方勘察收集各方面的详细资料，如气象、地形、地质、交通、负荷分布等等，进行可行性研究，提出设计任务书。

3、根据设计任务书，组织人员正式进行工程的初步设计、勾画出工程概貌，控制工程投资，贯行技术经济政策，提出相应的初步设计文件。

4、初步设计经批准后，便可开展施工图设计，提出相应的设计图纸和说明，满足设备订货所需，并保证施工顺利进行。

二、本次电气课程设计的条件和内容

在进行本次设计前已规定了设计项目、任务书，并已收集了各方原始资料，即前期资料准备工作已不需要同学们考虑，而后期的施工图设计亦不在我们本次设计的范围内，我们此次设计主要是进行电气初步设计。因而本电气课程设计指导资料是针对初步设计阶段进行的，其设计内容见本指导资料所列各章节内容。

三、电气课程设计的方法（步骤）

1、首先我们要搞清楚《电气课程设计》实际上是围绕着我们已经学习过的一些专业知识来进行设计的，它需要我们把原来学过的《电路基础》《电机学》《电力系统分析》《发电厂变电所电气设备》等多门课程的知识内容进行复习和巩固，通过做一个项目把这些知识连贯地串接起来，使我们能够明白原来分散学习的这些课程是如何配合的？他们之间存在着怎样的相互交叉联系的关系？如何应用这些知识来解决一些实际的问题？从而达到提高我们综合解决问题的能力的目的。

为此，大家在设计之初和在设计过程中，要不断地翻书，对应查找原来讲过的内容，对原有的专业知识进行复习，并利用本次设计把原来在学习某门课程的过程中不太明白的地方重新弄清楚，而且通过这样的设计训练，更学习到一些新的知识，特别是运用知识解决问题的思维和思考能力，这样就能够达到提高的目的。

所以，设计就是一个庞大的系统工程，需要调动许多知识内容并通过综合整理判断才能完成，不会有现成的东西照抄的。

2、那么，如何进行设计呢？

通常，我们在做设计之前，应当先把设计任务书通读几遍，弄清楚要我们做什么？需要用到哪些知识（课本）？我们已经知道了哪些设计条件？大概可能怎么做？

然后根据老师讲课的指导和提示，按照设计的要求项目，一步一步地往下编写。在这个过程中，会遇到不少困难和问题，这就需要同学们要进行资料的查找，并应当与其他同学进行探讨分析。当然老师也会及时地给大家进行一定的做法讲解，引导大家最终完成设计。但最重要的是自己一定要积极参与和思考问题，独立自主地完成本次设计。

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§1 负荷资料的统计分析

一、电力负荷分类

负荷的统计分类对主接线的确定影响很大，因为重要的负荷要求的供电可靠性较高，也就是说要求选可靠性高的主接线形式，而次要的负荷要求的供电可靠性较抵，也就是说可以选可靠性不太高的简单主接线，使得设计合理经济。

对于电力负荷按供电重要性可分为以下三类：

1、一类负荷——是指此种负荷如中断供电，将造成人们生命危险，设备损坏，大量产品报废，给国民经济造成重大损失，在政治上造成重大影响。

2、二类负荷——是指此种负荷如停止供电，将造成大量减产，工厂窝工以及使城市中大量居民的正常生活受到影响等。

3、三类负荷——指不属于一、二级负荷的其他负荷，停电不会带来严重后果。

二、分级负荷对供电的要求

1、对于一类负荷——必须要有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一类负荷不间断供电。

2、对于二类负荷——一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证大部分二类负荷的供电。

3、对于三类负荷——一般只需一个电源供电。

三、负荷的统计方法

电力生产、消费是一条龙，从头到尾都是息息相关的。用户用多大的电量，电厂就输送多大的电量，输送电能的载流导体和电器开关也就应能承受这么多电量而不损坏。即负荷的容量大小是选择导体和电器的依据。例如对于主变压器容量的选择，断路器、隔离开关容量的选择等等，都要考虑实际有多大的负荷通过。所以负荷统计是进行设计的首要考虑内容。

进行负荷统计时，要注意用户设备额定容量之和并不等于供电系统供给的总容量。因为多数设备通常时在小于额定容量的条件下运行，并且有些设备是间歇运行的，所以实际由电源取得的功率要比用户所装的设备铭牌额定功率总和为小。这个实际取用的功率我们称为“计算负荷”。方法如下：

（1）一组设备的计算负荷Pjs=需要系数Kx3该组设备容量之和∑Pe。 （2）多组设备的计算负荷Pjs=同时系数Kt3各组的计算负荷之和∑Pjs。

另外，计算负荷要考虑电力网的电能损耗，即电网线路首端送出的负荷，等于电网末端的负荷加上电网线路产生的电能损耗。如已知网损率ａ，则电能损耗＝网损率ａ3末端负荷。所以电网线路首端负荷Pmax＝（１+ａ）3末端负荷Pjs。

进行负荷统计时，还应注意到负荷的发展，须把远期负荷也统计在内。

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§ 2 电气主接线的确定

发电厂（变电所）电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂（所）电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

我们应该在满足国家有关技术经济政策的前提下，着重分析发电厂、变电所在系统中所处的地位及其规模、性质和所采用的设备特点，设计出符合实际需要的经济合理的电气主接线。

一、主接线的设计中要考虑的原则

主接线是电力系统的组成部分，其设计应考虑下列问题： 1、发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用。

2、近期和远期发展规模。（供电电压、负荷大小和分布等） 3、出线回路数和负荷重要性分级。

4、主变压器的选择（台数、容量、型式、额定电压、调压范围）。 5、发、送、变电的备用容量。

6、无功补偿装置的选择（型式、容量、数量）。 7、系统短路容量和变压器中性点接地方式。 8、与系统连接方式。

二、主接线设计的基本要求

主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求： 1. 可靠性

供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先要满足这个要求，避免全厂或全所停电和大面积停电等。对可靠性应理解如下问题：

（1）可靠性的客观衡量标准是运行实践。经长期实践考验的主接线应择优考虑，即应遵循现行设计规程。

（2）主接线的可靠性是它的各组成元件可靠性的综合。因此，要同时考虑一、二次设备的故障率及其对供电的影响。

（3）可靠性不是绝对的。同样的主接线对某些厂（所）是可靠的，但对另一些厂（所）却可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离发电厂（变电所）在系统中的地位和作用。

衡量主接线运行可靠性的标志是： （1）断路器检修时，能否不影响供电。

（2）线路、断路器、母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间长短，以及能否保证对重要用户的供电。

（3）发电厂和变电所全部停运的可能性。

（4）对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。 2.灵活性

主接线的灵活性要求有以下几方面：

（1）为了调度的目的，可以灵活地操作、投入或切除某些机组、变压器或线路，调配电

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源和负荷；能够满足系统在事故运行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、母线及其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最终接线，在扩建过渡时，无论一次和二次设备等所需要的改造为最小。

3.经济性

主接线在满足上述要求的前提下要做到经济合理，即：

（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与复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆的投资；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所推广采用质量可靠的简易电器。

（2）占地面积小 主接线要配电装置布置创造条件，以节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输许可的地方，都要采用三相变压器，而不用单相变压器，以简化布置。

（3）电能损失少 经济合理地选择变压器地型式，容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。

此外，在系统设计中，要避免建立复杂地操作枢纽，不在发电厂和变电所出现两个中压或两个低压，总的电压等级不多于3个。

三、基本的主接线形式

1、单母线接线适用条件——该接线一般只适用于出线回路数少的下列配电装置中，并且电压等级越高，所连接的回路数越少：

（1）6～10千伏配电装置的出线回路数不超过5回时（对于厂用配电装置则一般按炉分段）； （2）35～60千伏配电装置出线回路数不超过3回时（当为两回出线时，一般采用桥式连接）； （3）110～220千伏配电装置出线回路数不超过两回时（当为两回出线时，多采用桥形连接或多角形接线）。

2、单母线分段接线其采用的条件如下：

（1）6～10千伏配电装置出线回路数为6回及以上时，一般采用单母分段接线。 （2）35～60千伏配电装置出线回路数为4—8回时，一般采用单母线分段接线。 （3）110～220千伏配电装置的出线回路数为4回时，一般采用单母线分段接线。 3、双母线连接及分段：我国对于各级电压配电装置采用双母线的具体条件如下： （1）出线带电抗器的6～10千伏的配电装置采用双母线。

（2）35～60千伏配电装置当出线回路数教多（超过8回）时，或连接线的电源较多，负荷较大时，可采用双母线连接。

（3）110～220千伏配电装置当出线回路数为5回以上时，一般采用双母线接线。 我国110～220千伏变电所和升压站，一般不采用双母线分段接线。 4、配电装置中的旁路设施或专用的旁路断路器，应按下列条件设置：

（1）采用分段单母线或双母线的110～220千伏配电装置中，除断路器允许停电检修外，一般设置旁路设施。当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当220千伏出线回路5回及以上或110千伏出线为7伏以上时，一般装设专用的旁路断路器，在枢纽变电所中，当220千伏出线为4回及以上或110千伏出线为8回以上时，也可装设专用

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的旁路断路器。

（2）35～60千伏配电装置中，一般不设旁路母线；如线路断路器不允许停电检修，可设置其他旁路设施。

（3）当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的6千伏和10千伏配电装置中，可设旁路母线。

5、接在母线上的阀型避雷器和电压互感器，一般合用一组隔离开关，接在变压器引线上的阀型避雷器回路中，一般不装设隔离开关。

四、关于主变压器的选择、设计的一些问题 （一）变压器的类型和结构介绍

1、变压器有单相变压和三相变压器，一般情况下，多采用三相变压器，只有在特殊场合，如山区水电站，受运输条件的限制，三相变压器运不进或主变容量特大，三相变压器无法满足要求时才采用单相变压器。

2、变压器有双绕组变压器、三绕组变压器，自耦变压器和分裂变压器。 3、主变压器分为升压变压器和降压变压器两种。 ①升压变压器

在电网中，升压变压器直接与电源联接，位于线路首端，故在升压变压器的低压侧额定

电压与电源电压相等，在高压侧（或中压侧）的额定电压则应为线路额定电压的110％，例如发电机电压为10.5kV，线路额定电压为110 kV，则升压变压器的额定电压应为121/10.5kV。

②降压变压器

与升压变压器相反，降压变压器的高压侧等于线路额定电压，而低（中）压侧比线路额

定电压高10％，所以其变压器变比为110/11KV。

４、为适应电压水平变化，变压器上有分接头，在设计中，根据实际情况，应选用适应要求的分接头，电压分接头的范围如下：

（1）无激磁调压变压器（即普通变压器）

① 6300KVA及以下的变压器，高压侧线圈有3个分接头：U=Ue±5% ② 8000KVA及以上的变压器，高压侧线圈有5个分接头：U=Ue±232.5% ③ 三卷变压器的中压线圈U =Ue±5%

（2）有载调压变压器

① 电压为110K及以下的高压线圈：U =Ue±332.5% ② 电压为220KV的高压线圈：U =Ue±432.5%

③ 无激磁调压变压器的二次侧电压在-7.5和-10％分接时，应较其额定电流各降低2.5%和5% 。

5、变压器结构有“吊芯式”和“钟罩式”。这是指检修时变压器和吊装情况而言。“吊芯式”须整个变压器线圈及铁芯吊出来才能检修，而“钟罩式”只需将油放干，然后吊起外壳即可检修，从而可减轻检修的起吊重量，通常，大容量变压器多采用“钟罩式”油箱结构。

6、变压器按采用的线圈材料不同，有铜芯变压器和铝芯变压器两种，铜芯的电能损耗较铝芯小，铝芯的价格较铜芯低。

7、110KV三卷变压器有全绝缘变压器和半绝缘变压器两种，这是就110KV中性点的绝缘水平而言，在110KV中性点直接接地系统中，一般采用半绝缘变压器。

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（二）关于几种变压器的特点及应用范围 1、双绕组变压器

一般用于只有两个电压等级的发电厂或变电所中。结构较简单可靠，价格较低。 2、三绕组变压器

（1）应用于具有三个电压等级的电网中。

（2）三个绕组的容量比有几种组合：100/100/100、100/100/50、100/50/100，在设计中，应根据实际情况选定容量比。

（3）用三绕组变压器，要求通过主变压器各侧绕组的功率达到该变压器容量的15%以上。 （4）三绕组变压器除在变比上分为升压型、降压型，其内部结构也分为升压型和降压型两种，相应地绕组间短路电压数值也有参数差别，选择时应注意。

①升压型的绕组排列由外至内为高、低、中，即高、中压绕组之间的漏磁通较大，相应地短路电压Ud1-2%也比大。

②降压型地绕组排列由外至内为高、中、低，即高、低压绕组之间地漏磁通较大，相应地短路高压Ud1-3%也较大。

一般发电厂宜用升压型结构，降压变电所宜用降压型结构。但考虑到系统的运行或限制短路电流的需要，降压变电所也可采用升压型结构的降压变压器。总之，三绕组变压器的最大阻抗放在高、中压侧还是放在高、低压侧是选择时应全面考虑的问题。

3、自耦变压器

（1）自耦变压器除了自耦联系的高压绕组和中压绕组外，还有一个第三绕组，单独接成三角形。此时，自耦变压器和一个普通的三绕组变压器作用相同，自耦变压器比普通变压器消耗的材料少，造价低。

（2）自耦变压器的中性特点必须直接接地，因此，它必须应用在有两个电压等级时中性点直接接地的电网中，即须有两个电压等级为110KV及以上。

（3）如果继电保护需要以及为限制系统的单相短路电流不大于三相短路电流，系统中部分变压器的中性点不允许接地时，就不能应用自耦变压器，而改用三绕组变压器。

（4）自耦变压器的设计还有一些特殊情况，可参考其他手册规定。 （三）降压变电所变压器的选择 1.变电所负荷统计：

S=(l + α)KtΣ（P/cosф） 式中：α——网损率

Kt——同时率

P——各用户负荷（包括其他所有可能流经变压器的负荷，如穿越功率）

进行负荷统计时，应注意到负荷的发展，须把远期负荷也统计在内，另外所用负荷也不能忽略。

2、主变压器台数

为保证供电可靠性，变电所一般装设两台变压器。当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2～4台主变压器。 3、主变压器容量

主变电压器的容量选择应根据5～10年的发展规划进行，并考虑变压器正常运行和事故时

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的过负荷能力。对装两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量一般按Se=0.6SM选择，SM为变电所最大负荷，这样，当一台变压器停用时，仍可保证对60%全部负荷的供电。对于一、二类负荷比重大的变电所，应能在一台变压器停用时，其余变压器仍能保证用户的一类负荷和大部分二类负荷。

4、主变压器的型式

一般采用三相式变压器。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Se以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为110～220KV及以上，中压为110KV及以上时，多采用自耦变压，以得到较大的经济效益。

5、通常主变压器采用普通的变压器，只当系统有特殊调压要求，普通变压器又无法满足时，才采用有载调压变压器。

6、选择变压器分接头时，应考虑最大和最小两种运行分式，情况复杂。本次设计只要求粗略选定分接头，不深入计算。

7、若选择两种不同型号的变压器，应注意其并列条件是否满足要求。 （四）主变压器布置的有关问题

1、主变的位置应尽可能靠近低压侧户内配电装置，但与建筑物的距离不应小于1.25米。这样可减少连接母线的长度。

2、布置时，要注意防爆，考虑放宽距离，加设隔墙或改变变压器事故喷油孔的方向。另外，防火也应考虑。

3、布置在主变旁边的避雷器高压引线，应考虑当避雷器端帽损坏时，避免甩线打坏主变压器的高压套管。

4、进行平面布置时，通常主变的上空不宜有架空线或引线架构跨越，如有，须考虑留足起吊高度，以方便检修吊芯、壳。

五、主接线的设计方法和步骤

（一）电气主接线的设计，一般分为以下几步：

1、拟定可行的主接线方案：根据设计任务的要求，在分析原始资料的基础上，拟定出若干个可行的方案，内容包括主变压器型式、台数和容量、各级电压配电装置的接线方式等。

2、由接线的基本要求，从技术可靠性上论证各方案的优缺点，淘汰一些较差的方案，保留2～3个技术上相当的较好方案。

3、对2～3个技术上较好的方案进行经济计算，选择出经济上最佳的方案，该方案也就是技术经济均较合理的最优主接线方案。

4、绘制电气主接线单线图：电气主接线一般按正常运行方式绘制，采用全国通用的图形符号和文字代号，并将所用设备的型号、变压器主要参数、母线及电缆截面等标注在单线图上。单线图上还应标出电压互感器、电流互感器、避雷器等设备的配置及其一次接线方式，以及主变压器接线组别和中性点的接地方式等。 （二）电气主接线方案的经济计算

经济计算是计算各个主接线方案的费用和效益，为选择经济上的最优方案提供依据。在经济比较中，一般有投资和年运行费用两大项。计算时，并不需要计算全部建造费用，可只计算个方案不同部分的投资和年运行费用。这样做，并不会影响比较的结果，此外，由于比较是相对的，故不必过分追求数字的精确。实际上，在选择方案阶段，也不可能把投资计算得很准确。

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具体计算如下：

1、计算综合投资Z：

Z=ZT+ZD （万元）

式中：ZT——为变压器综合投资。除包括变压器本身价格外，包括了运输和现场安装、

架构、基础、铁轨、电缆等附加费用。变压器本身价格为Z0，各项附加费用可用

ZT=Z0（l+

a Z0表示，则变压器综合投资为： 100a） 100ａ——不明显的附加费用比例系数，一般220KV取70，110KV取90。

ZD——为配电装置综合投资。包括其中设备价格和建筑安装费用。

变压器及配电装置综合投资的指标可参见下面附录一、附录二。

2、计算年运行费用U：

U=ａ2△A310+ U1 + U2 （万元）

式中：U1——小修、维护费，一般为（0.022～0.042）本次设计取0.022Z（变电工程）

U2——折旧费，一般为（0.005～0.058）Z，本次设计取0.058Z。（变电工程）

ａ——电能电价，由各省市实际电价确定。本次设计取0.50元/KW2h △A——变压器年电能损失总值（KW2h）

※※ 关于△A的计算方法如下：

当已知最大负荷Smax（或平均负荷S）和最大负荷利用小时Tmax(或全年实际运行时间T0)，采用如下公式计算：

（1）对双绕组变压器，当n台相同容量变压器并联运行时，有：

△A=n(△P0+K△Q0) T0+

-4

1S2

（△P+K△Q）3（max）τ （Kw.h）

Snn1S2

（△P+K△Q）3（）]T0 （Kw.h）

Snn 或 △A=n[(△P0+K△Q0) T0+

式中 Sn——一台变压器额定容量（KVA）

Smax——n 台变压器承担的最大的总负荷（KVA） S——n台变压器承担的总平均负荷（KVA）

T0——变压器全年实际运行小时数（h）,一般可取8000h τ——最大负荷损耗时间（h），可查《电力系统分析》课本。

K——无功经济当量，即为每多发送（或补偿）1kvar无功功率，在电力系

统中所引起的有功功率损耗增加（或减少）的值。一般发电厂取0.2，变电所取0.1~0.15.

（2）n台同容量三绕组变压器并联运行时，有：

1）当容量比为100/100/100、100/100/50时

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22SS1S2132△A=n(△P0+K△Q0) T0+ （△P+K△Q）3（2+2+）τ

SnSnSnS3n2n 2）当容量比为100/50/50时

22S3S1S212 △A=n(△P0+K△Q0) T0+ （△P+K△Q）3（2++）τ

SnSnS2nSnS3n2n式中 S1、S2、S3——为n台变压器三侧分别担负的最大的总负荷（KVA） S2n、S3n ——分别为第二、三绕组的额定容量（KVA）

3、经济比较方法

对技术上较好的方案分别进行上述投资和年运行费计算后，再通过经济比较，选出经济上最优方案。

（1）抵偿年限法：在各方案中，Z与U均为最小的方案应优先选用，若出现一各方案Z大U小，另一方案Z小U大，则可采用抵偿年限法决定：

T=

Z1?Z2

U2?U1如果算出T小于5～8年，则采用综合造价Z较大的方案。本次设计拟取偿还年限的准标值为7年。

（2）计算费用最小法：如果在技术上相当的方案多于两个，可按下列公式分别计算各方案的计算费用C，其中C最小的方案为最经济方案。

C1=

Zi+ Ui （ⅰ=1、2、3??） Tn（3）年费用最小法：考虑时间因素及复利计算时，可采用年费用最小法。

r?1?r0?NF = Z [0] + u 为最小 ?1?r0?n?1

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附录一：主变压器的技术数据及参考价格

由于近年来，设备价格及安装费用的不断调整，且不同的厂家产品的也有所差异，所以下列各表所列出的综合投资仅供课程设计作为方案比较时的参考。

表2—1 6～10KV低损耗全密封波纹油箱配电变压器技术数据

额定容量 (KVA) S9-M-50 S9-M-63 S9-M-80 S9-M-100 S9-M-125 S9-M-160 S9-M-200 S9-M-250 S9-M-315 S9-M-400 Y,yn0 6 6.3 10 10.5 11 0.4 ±5% 联接组标号 电压组合(KV) 高压 低压 分接范围 空载损耗 负载损耗 空载电流 0.17 0.20 0.25 0.29 0.34 0.40 0.48 0.56 0.67 0.80 0.87 1.04 1.25 1.50 1.80 2.20 2.60 3.05 3.65 4.30 2.0 1.9 1.8 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 短路阻抗 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 12

表2—2 SFZ9型110KV级6300KVA~63000KVA

双绕组变压器技术数据及参考价格

容量 额定电压(KV) 联结组别 Yn，d11 低 压 6．3 损耗（KW） 空 载 11.5 13．2 12．5 17．5 20．5 23．5 27．0 31．0 47．0 44．0 56．0 负载 39．8 45 54 65．9 82．2 100 114 133．0 156．0 194．0 260．0 短路阻抗 （%） 10.5 空载电流（%） 外形尺寸 （mm） (长3宽3高) 0．95 0．9 0．85 0．8 0．75 0．7 0．65 0．6 0．55 0．5 0．45 45603324033190 46103327033280 46903342033570 48303268034130 49503405034570 51103453034735 53303459034830 54103463034964 5830348235150 60603501035129 64203518035450 参考价格 （万元） (KVA) 高压 6300 8000 52 59.5 66．7 75．9 81 88.9 97.1 102.3 157 459.8 536 10000 12500 16000 110 6．6 10．5 20000 25000 31500 40000 50000 63000

表2—3 SFSZ9型110KV级6300KVA~63000KVA

三绕组变压器技术数据及综合投资

容量 (KVA) 额定电压组合(KV) 高压 联结组别 损耗（KW） 空 载 10.4 12．56 14．8 17．04 21．04 24．88 34．96 41．84 49．52 58．88 负载 47.7 56．7 66．6 78．3 95．4 112．5 133．2 157．5 189．0 225．0 270．0 短路阻抗（%） 升压 高-中17.18 高-低 10.5 中-低 6.5 空载电流（%） 参考价格（万元） 中 压 低 压 降压 高-中 10.5 高-低 17.18 中-低 6.5 6300 8000 1．19 1．19 1．2 1．05 1．05 1．05 0．98 0．98 0．91 0．91 0．80 65 76 89 101 107 109 121 135 210 614 706 10000 12500 16000 110 38．5 6．6 10．5 20000 121 25000 31500 40000 50000 63000 11 Ynyn0d11 29．36 14

附录二：配电装置的综合投资

配电装置的综合投资，包括控制设备、母线、电缆及土建费用。

各种不同母线接线形式，均按一定规格（即进、出线回路数）并计及相应的电压互感器、避雷器等设备，计算出配电装置的全部投资。然后分出或增加一个回路的投资数，作为一个开关间隔的投资指标。

表2—3 6—10KV屋内配电装置投资 （万元）

项目名称 单层 刀闸分段 单母线分段 真空断路器分段 (成套) 不带电抗器 带电抗器NKL-10/750-5 带电抗器NKL-10/1500-6 双层 不带电抗器 双母线 带电抗器NKL-10/750-5 (装配) 带电抗器NKL-10/1500-6 不带电抗器 带电抗器NKL-10/750-5 带电抗器NKL-10/1500-6 主 变 进 线 馈 线 断路器型号 回路数 断路器型号 回路数 GG-1A-25 GG-1A-25 ZN28-12/2000 ZN28-12/2000 ZN28-12/2000 VY3-12/4000 VY3-12/4000 VY3-12/4000 VY3-12/6000 VY3-12/6000 VY3-12/6000 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 GG-1A-07 GG-1A-07 ZN28-12/630 ZN28-12/630 ZN23-12/630 VY3-12/630 VY3-12/630 VY3-12/630 VY3-12/630 VY3-12/630 VY3-12/630 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 综合 投资 26.6 29.5 51.1 77.3 77.0 69.4 98.6 131.3 95.5 132.7 159.4 增减一个回路的投资 主变母联 馈线 4.0 4.0 4.9 4.9 4.9 5.4 5.9 5.9 4.7 5.7 5.75 2.55 2.55 2.6 2.6 2.6 2.9 2.9 2.9 2.7 3.5 3.6

表2-4 35KV屋内配电装置投资 （万元） 断路器型号 主变 ZN12-40.5 ZN23-40.5 LN8-40.5 LN11-40.5 2 2 2 2 双 层 单 母 线 分 段 进出线数 馈线 6 6 6 6 90.66 100.64 110.26 13.66 投资 增减一个馈线间隔投资 8.19 9.21 8.29 9.69 双 层 双 母 线 进 出 线 数 主变 2 2 2 2 馈线 6 6 6 6 94.75 119.81 129.81 315.21 投资 增减一个馈线间隔投资 11.46 10.91 10.99 11.45

表2-5 35-220KV屋外配电装置投资（一） （万元） 断路器型号 进出线数 单母分段 单母分段带旁路 双母线 双母线带旁路 总 增减一个馈投资 线间隔投资 181.6 172.8 199 205.4 223.9 488 12.96 11.49 12.8 14.74 41.5 46.8 增减一个 电压 馈总 增减一个馈总 增减一个馈总投主变 馈线间隔（KV） 断路器型号 线 投资 线间隔投资 投资 线间隔投资 资 投资 ZW7-40.5 35 ZW17-40.5 ZW30-40.5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 97.6 6 100.36 6 116.9 6 109.27 6 103.36 4 115.8 4 161.2 4 165.06 4 168.9 4 170.8 2 2 256 327 9.77 9.89 10.9 8.79 8.39 8.62 7.47 8.45 8.62 9.27 31 33 124 169.6 173.26 177 181 286.8 350.8 9.24 8.09 9.07 9.1 9.89 36.1 36.9 121.6 123.4 133.7 122.7 120.3 163.1 169.9 175.7 187 192.5 354.5 418.5 11.14 12.4 14.1 12.32 11.2 12.24 10.09 11.07 11.7 12.89 40.36 42.1 LW8-40.5 LW8-35 SW7-126 110 ZCW8-126（L） 2 ZF12-126（L） LW25-126 179.76 12.27 LW30-126 SW7-252 220 LW10B-252

表2-7 35-220KV屋外配电装置投资（二） （万元） 断 路 器 型 号 电压（KV） 断路器型号 ZW7-40.5 35 ZW17-40.5 ZW30-40.5 桥 形 53．7 61．1 69 60．8 56．2 81.4 130.2 132.4 136 140.6 193 197 多 角 形 三 角 四 角 159 160 169 229 317 五 角 166.7 173.6 180.8 266 336 LW8-40.5 LW8-35 SW7-126 ZCW8-126（L） ZF12-126（L） LW25-126 110 LW30-126 220 SW7-252 LW10B-252 16

§3 短路电流计算

一、短路电流计算的目的

在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节。其计算目的主要有以下及方面：

1、在选择电气主接线时，为了比较各种接方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流措施等，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能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某时刻的短路电流有效值，用以校验设备开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。

3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校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。 5、接地装置的设计，也需要用短路电流。

二、短路电流计算的一般规定

验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定。 1、计算的基本情况

（1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；

（2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）； （3）短路发生在短路电流为最大值的瞬间； （4）所有电源的电动势相位角相同；

（5）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻，对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大关合电流有效值时才予以考虑。

2、接线方式

计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式）而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

3、计算容量

应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后5～10年）。

4、短路种类

一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行校验。

5、短路计算点

在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。

对于带电抗器的6～10KV出线与厂用分支线回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。

三、计算步骤

在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法，现将其计算步骤简述如下：

1、选择计算短路点。

2、画等值网络（次暂态网络）图。

（1）首先去掉系统中所有负荷分支、线路电容、各元件电阻发电机电抗用次暂态电抗Xd″ （2）选取基准容量SB和基准电压UB(一般取各级的平均电压)。 （3）将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗。 （4）绘出等值网络图，并将各元件电抗统一编号。

3、化简等值网络，为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电Xλ。

4、求计算电抗Xjs。

5、由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到Xjs=3.5）。 6、计算无限大容量（或Xjs≥3）的电源供给的短路电流周期分量。 7、计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 8、计算短路电流冲击值。

9、计算异步电动机供给的短路电流。 10、绘制短路电流计算结果表（参见3—1）。

表3—1 短路电流计算结果表（参考格式）

基值 基值 短路点 电压 电流 支路名称 编号 UB IB (KV) (KA) 33KV系统 33KV系统 33KV系统 小 计 0秒短路电流周0.6秒 1.2秒 支路计额定 期分量 短路电流 稳态短路电流 短路电流短路容量 算电抗S″电流冲击值标么值标么值 有名值 标么 值有名值 标么值 有名值 In(KA) ich(KA) (MVA) Xjs* I″* I″(KA) I0.2*I0.2(KA) I∞* I∞(KV) d-1 d-2 33KV系统 33KV系统 33KV系统 小 计 d-3 33KV系统 33KV系统 33KV系统 小 计 四、短路电流有关计算方法 1.网络化简：

① 星形网络与多角形网络的变换方法。 ② 对短路点对称的网络应用等电位连接方法。 ③ 合并或分解电源的方法。 ④ 分布系数法。

2.求短路电流值：

① 无限大容量系统短路计算法。 ② 同一个变化法。

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③ 个别变化法。（注：短路电流运算曲线可查《电力系统分析》课本）

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§4 导体和电器的选择设计

导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。

根据水利电力部颁发的设计规程，对于导体和电器选择设计的规定简述如下：

一、一般原则

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电器型号一致；

6、选用的新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。 二、 有关的几项规定

导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定并按环境条件校核电器的基本使用条件。

1、在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按表4—1计算。

表4—1 各回路持续工作电流Ig.max

回路名称 发电机或同期调相机回路 三相变压器回路 母线分段电抗器或母联断路器回路 母线分段电抗器回路 计算公式 Ig.max =1.05In=1.05Pn /（3 Uncosφn） Ig.max =1.05In=1.05Sn /（3 Un） Ig.max一般为该母线上最大一台发电机或一组变压器的持续工作电流 Ig.max按该母线上事故切除最大一台发电机时,可能通过电抗器的电流计算,一般取该台发电机50～80% In 分裂电抗器回路 主母线 馈电回路 Ig.max一般按发电机或主变压器额定电流的70%计算 按潮流分布情况计算 Ig.max =Pn /（3 Uncosφ）其中P应包括线路损耗，及事故时转移过来的负荷。当回路中装有电抗器时，Ig.max按电抗器的额定电流算 电动机回路 Ig.max =Pn /（3 Unηncosφn） 注：（1）Pn、Un、In等均指设备本身的额定值。

（2）各标量的单位为：I（A）、U（KV）、P（KW）、S（KVA）

2、验算导体和电器时，所用短路电流的有关规定见有关资料。

3、验算导体和110KV以下电缆短路热、稳定时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。如主保护有死区时，则应采用能对该死区起作用的后备保护的动作时间，并采用相应处的短路电流值。

电器和110KV及以上充油电缆的短路电流计算时间，一般采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。

断路器全分闸时间包括断路器固定分闸和电弧燃烧时间。

4、验算短路热稳定时，导体的最高允许温度可参照表4—2所列数值。

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表4—2 导体或电缆的长期允许工作温度和短路时允许最高温度

导体种类和材料 母 线 铝 铜 10KV油浸纸绝缘电缆 铝 芯 铜 芯 6KV油浸纸绝缘电缆及10KV不滴油电缆 铝 芯 铜 芯 交联聚乙烯绝缘电缆 铝 芯 铜 芯 聚氯乙烯绝缘电缆 铝 芯 铜 芯 短路时导体允许最高温度（℃） 200 300 200 220 200 220 200 230 130 130 导体长期允许工作温度(℃) 70 70 60 60 65 65 90 90 65 65 热稳定系数 C值 87 171 95 150 90 150 80 135 65 100 5、验算短路动稳定时，硬导体的最大应力不应大于表4—3所列数值。重要回路的硬导体应力计算，还应考虑共振的影响。

表4-3 硬导体的最大允许应力σy (Pa)

材料 最大允许应力 硬 铜 137310 6硬 铝 69310 6钢 157310 66、环境条件。选择导体和电器时，应当按当地环境条件校核。当气温、风速、温度、污移、海拔、地震、覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时，应通过技术经济比较后分别采用下列措施：

1）制造部门提出补充要求，订制符合当地环境条件的产品。

2）在设计或运行中采用相应的防护措施，如采用屋内配电装置、水冲洗、加减震器等。 选择导体和电器时所用的环境温度，一般采用表4—4所列数值。电器允许使用的环境如表4—5。

表4-4 选择导体和电器时所用的环境温度(℃) 类别 裸导线 安装地点 屋外 屋内 屋外电缆沟 电缆 屋内电缆沟 电缆隧道 屋外 屋内电抗器 屋内其它电器 环境温度℃ 最高 最热月平均最高温度 该处通风设计温度.当无资料时可取最热 热月平均最高温度加5℃ 最热月平均最高温度 屋内通风设计温度.当无资料时，可取最热月平均最高温度 该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平最高温度 年最高温度 该处通风设计最高排风温度 该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度加5℃ 年最低温度 年最低温度 最低 电器 表4-5 电器允许使用的环境温度(℃)

设备 项目 额定温度(℃) 额定θn 最 高 最 低 绝缘子 支柱 穿墙 隔离 开关 40 40 -40 断路器 电流互电压互变压器 电抗器 熔断器 电力电容器 感器 感器 40 40 -30 -30 40 40 — -40 25 40 -40 21

对安装在海拔高度超过1000m地区的电器的外绝缘应予加强。当地海拔高度超出1000m，一般选用高原型产品式或选用外绝缘提高一级的产品。在海拔高度2000m以下地区，220kv及以下的配电装置，也可以选用磁吹避雷器来保护一般电器的外绝缘。对于现有110kv及以下的电器，因为大多数电器的外绝缘，留有一定程度，故可使用在海拔2000m以下的地区。 选择电器时，应根据当地地震烈度选用能够满足要求的产品。地震基本烈度为7级以下地区电器，可不采用防震措施。

三、导体和电器选择和校验项目

在选择导体和电器时，一般按表4-6所列各项进行选择校验

表4-6 导体和电器的选择与校验项目

项目 电器 断路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 电抗器 电流互感器 电压互感器 支持绝缘子 穿墙套管 导线 电缆

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正常工作条件 短路条件 环境条件 额定电压额定电流开断容量准确等级海拔动稳定 热稳定 温度 （KV） （A） （KVA） 二次负荷 高度 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 其他 考虑过电压 特性配合 百分值 电晕及允许电压校验 允许电压校验 注：表中“√”代表选择项目，“〇”代表校验，校核项目。

四、附录四——导体和电器技术数据

附录四表4-1 裸导体载流量在不同海拔高度及环境温度下的综合校正系数K

导体最高允海拔高度 适用范围 许温度（℃） （m ） 屋内的矩形、槽形、管形+70 导体和不计日照的屋外软导线 1000及以下 2000 计及日照时屋外软导线 3000 4000 +80 1000及以下 计及日照时屋外管形导2000 3000 体 4000

附录四表4-2 钢芯铝绞线长期允许载流量（A）

导体最高允许 温度℃ 导线型号 LGJ—10 LGJ—16 LGJ—25 LGJ—35 LGJ—50 LGJ—70 LGJ—95 LGJ—95 LGJ—120 LGJ—120 LGJ—150 LGJ—185 LGJ—240 LGJ—300 LGJ—400 +70 105 130 175 210 265 330 380 445 510 610 690 835 +80 86 108 138 183 215 260 352 317 401 351 452 531 613 755 840

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导体最高允许 温度℃ 导线型号 LGJQ—150 LGJQ—185 LGJQ—240 LGJQ—300 LGJQ—300 LGJQ—400 LGJQ—400 LGJQ—500 LGJQ—600 LGJQ—700 LGJJ —150 LGJJ —185 LGJJ —240 LGJJ —300 LGJJ —400 +70 450 505 605 690 825 945 1050 1220 450 515 610 705 850 +80 455 518 651 708 727 836 857 932 1047 1159 468 539 639 758 881 实 际 环 境 温 度 （℃） +20 +25 +30 +35 +40 +45 +50 1.05 1.05 1.01 0.97 0.93 1.05 1.00 0.95 0.91 1.00 1.00 0.96 0.92 0.89 1.00 0.94 0.90 0.86 0.94 0.95 0.91 0.87 0.84 0.94 0.88 0.84 0.80 0.88 0.89 0.85 0.81 0.77 0.87 0.81 0.76 0.72 0.81 0.83 0.79 0.75 0.71 0.80 0.74 0.69 0.65 0.74 0.76 0.67 0.69 0.72 0.63

附录四表4-3 矩形铝导体长期允许载流量（A）

导体尺寸 h 3 b (m m ) 2534 2535 4034 4035 5034 5035 6336.3 6338 63310 8036.3 8038 80310 10036.3 10038 100310 12536.3 12538 125310 单条 平放 292 332 456 515 565 637 872 995 1129 1100 1249 1411 1363 1547 1663 1693 1920 2063 竖放 308 350 480 543 594 671 949 1082 1227 1193 1358 1535 1481 1682 1807 1840 2087 2242 双条 平放 631 719 779 884 1211 1511 1800 1517 1858 2185 1840 2259 2613 2276 2670 3152 竖放 665 756 820 930 1319 1644 1954 1649 2020 2375 2000 2455 2840 2474 2900 3426 平放 1908 2107 2355 2806 2778 3284 3206 3903 三条 竖放 2075 2290 2560 3050 3020 3570 3485 4243 四条 平放 3819 4560 竖放 4180 4960

附录五——电器设备的技术数据

一、断路器

1、高压断路器的型号

高压断路器型号由两段组成，如SW4—110。 1）第一段的文字：表示断路器的特性 第一个字母：

D——多油式 S——少油式 K——空气 C——磁吹 SF6——六氟化硫式 第二个字母：

N——户内 W——户外

数字——表示设计序号

2）第二段的数字：表示额定电压。

数字后面加注的字母：G为改进型，D为直流电磁操作机构，C为小车式。 2、几种常用的高压断路器的技术数据（见附录表4-4）

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附录表4-4 高压断路器技术数据

型 号 电压 额定 额定断开断开容量 极限通过热稳定电流(KA) 4s 5.04 20.2 29 43.2 17.3 31.5(3s) 40(3s) 24.8 16.5 15.8 15.8 50(3s) 50(3s) 31.5(3s) 21 31.5 40 40(3s) 40(3s) 40(3s) 合闸 固有分闸DN1-10 DN3-10 DW9-10 SN1-10 SN10-10 ZN4-10/1000 ZN12-10/1250 ZN12-10/2000 SW2-35 DW8-35 SW3-110 SW6-110 KW4-110 (KV) 电流(A) 电流(KA) (MVA) 电流(KA) 1s 200 400 10 5.8 100 25 600 10 10 10 10 10 10 10 35 35 110 110 110 400 50 100 200 400 400 600 600 1000 1250 3000 1000 1250 2000 1000 600 800 1000 1200 1200 1500 2500 3150 2000 1200 3150 2000 3150 3150 2000 3150 11.6 3.2 11.6 28.9 17.3 31.5 40 24.8 16.5 18.4 21 26.3 31.5 40 31.5 21 35 31.5 40 40 40 40 200 60 200 300 500 750 1500 1000 3000 3000 2000 15000 37 8.55 52 52 71 130 44 80 100 63.4 41 41 55 90 125 125 80 55 90 80 100 100 80 100 30 43.2 23.3 5s 10s 时间(s) 时间(s) 6 10 0.1 0.07 10 13 0.15 0.08 0.12 0.1 0.06 0.06 0.06 0.06 0.07 0.07 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 20 14 0.23 35 35 0.25 0.25 0.2 0.4 0.3 0.4 0.2 0.15 0.2 0.15 0.15 LW-110Ⅰ/2500 110 LW6-110Ⅱ/3150 110 SFM110-110/2000 110 SW6-220 KW4-220 LW1-220/2000 LW1-220/3150 LW6-220/3150 FA2 220 220 220 220 220 220 SFM220-220/2000 220 0.09 0.027

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ZN28□-12型户内高压真空断路器

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真空断路器ZN12-40.5、ZN23-40.5技术数据表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 参数名称 额定电压 额定电流 额定短路开断电流 额定峰值耐受电流（峰值） 4S额定短时耐受电流 额定短路关合电流（峰值） 额定短路电流短路关合次数 额定操作顺序 额定频率 额定短时工频耐受电压（1分钟） 合闸时间 分闸时间 机械寿命 额定电容器组开断电流 额定电流开断次数 储能电动机额定功率 储能电动机额定电压 储能时间 合分闸电磁铁额定电压 过流脱扣器额定电流 辅助开关额定电流 总重量 mS mS 次 A 次 W V S V A A Kg ＜90 ＜75 10000 6000* 630 10000 6000* 275 ＜15 DC 220 DC 110 5 AC10 DC5 450 450 ~（110）220、 —110、220 ＜75 ＜60 6000 400 6000 150~600 AC/DC 110 AC/DC 220 单 位 KV A KA KA KA KA 次 HZ KV ZN12-40.5 40.5 型 号 ZN23-40.5 40.5 1000 1250 1600 2000 25 31.5 63 80 25 31.5 63 80 20 分--0.3S--合分--180S-合分 50 185 95 1250 1600 2000 25 31.5 63 80 25 31.5 63 80 20 额定雷电冲击耐受电压（全波） KV 注：1. ZN12分、合闸时间均为在最高、最低和额定操作电压下的操作时间。 2.“*”所列数据为开断31.5上的数据。

3.ZN23-40.5可配CT10A、CT17、CD10操作机构。

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ZW7-40.5/1600-20型系列户外真空断路器

LW8-40.5A型户外SF6断路器

LW8-40.5A型户外高压六氟化硫路器是三相交流50赫兹的户外高压电气设备；适用于40.5kV输配电系统的控制和保护；也可用于联络断路器及开合电容器组的场合；并可内附电流互感器供测量与保护用。LW8-40.5A/T型断路器配用CT14型弹簧操动机构。断路器符合国家标准GB1984-1989《交流高压断路器》和国际电工委员会标准IEC60056：1987《高压交流断路器》的要求。断路器的主要特点:开断性能优良，采用压气式灭弧室，燃弧时间短，电寿命长，在额定电压下连续开断25千安20次不检修，不更换六氟化硫气体；绝缘可靠，气压在零表压时可耐受40.5KV10分钟；机械可靠性高，合闸能力强，能频繁操作；开合电容器组电流400安无重燃；切空长线25、50公里无重燃；结构简单、体积小，不检修周期长。 2.使用环境条件:

海拔高度：不超过2500;米；高原型4000米；环境温度：-30℃—+40℃（特殊要求-40℃—+40℃）；相对湿度：日平均不大于95 %，月平均不大于90 %（25℃）；风速：不大于35米 / 秒；污秽等级为III级；瓷套爬距为1050mm（1320mm）（公称爬电比距不低于25 mm / kV）。日照：0.1w/cm2 ；覆冰：10mm(MAX)地震条件:垂直加速度0.3g; 水平加速度0.15g(max)没有易燃物质、爆炸危险、化学腐蚀及剧烈振动的场合。 3.主要技术参数 序号 名 称 单 位 数 据 1 额定电压 kV 40.5 2 最高电压 kV 40.5 雷电冲击耐压（全波kV 200*/215(断口)注：标准化185 kV 额定绝 峰值） 3 缘水平 工频耐压（1分钟） kV 95/118(断口) 4 额定电流 A 1600/2000 1600/2000/2500/3150 5 机械寿命 次 5000 六氟化硫气体额定压力（20℃时表6 MPa 0.40 0.50 压） 7 闭锁压力（20℃时表压） MPa 0.3 0.40 8 最抵使用环境温度 ℃ -40 -30 9 额定短路开断电流 kV 20 25 25 31.5 10 额定短路关合电流（峰值） kV 50 63 63 80 11 额定短时耐受电流（热稳定电流） kV 20 25 25 31.5 12 额定峰值耐受电流（动稳定电流） kV 50 63 63 80 13 额定失步开断电流 kV 5 6.3 6.3 8

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额定短路开断电流下的累计开断次数 15 额定短路持续时间 16 合闸时间（额定操作电压下） 17 分闸时间（额定操作电压下） 14 18 额定操作顺序 次 S S S 20 4 ≤0.1 ≤0.06 分-03s—合分 -180s—合分 400 ≤1 ≤150 AC/DC:380/220V/110V 交流：220 380 直流：48 110 220 交流：220 直流：220/110 5 1000 19 额定开合单个电容器组电流 A 20 年漏气率 % / 年 21 六氟化硫气体水份含量（20℃时） uL/L 配CT14型弹簧操动机构的额定操 作电压 22 合闸线圈、分闸线圈电压 储能电机电压 23 24 V V Kg kg 六氟化硫气体重量 断路器（包括操动机构）重量

二、隔离开关 1、隔离开关型号

隔离开关型号由两段组成，如GN1—10 1）第一段：

第一个字母： G——隔离开关

第二个字母： N——户内， W——户外 数字：设计序号

2）第二段：数字——表示额定电压。

2、几种常用的隔离开关的技术数据（见课本或手册相关表格数据）

三、互感器 1、电压互感器

（1）电压互感器型号由两段组成，如JSJW—10 ①第一段：

第一个字母： J或Y——电压互感器

第二个字母： D——单相， S——三相， C——串级式

第三个字母： G——干式， J——油浸式， Z——环氧树脂浇注

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C——瓷绝缘， R——电容式

第四个字母： W——五柱三绕组， J——接地保护用 ②第二段：数字——表示额定电压。

（2）几种常用的电压互感器的技术数据（参见《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》P126或手册相关表格数据）

几种户内型电压互感器型号、参数

JDZX6-35： 产品 型号 额定 电压比（V） 准确级及额定输出（VA） COS=0。8 极限输出（VA） JDZX6-35 0．2 35000/√3 100/√3 100/3 35000/√3 100/√3 100/√3 100/3 40 0．5 80 0.2/0.2/0.2/0.5 600 30/60 300 JDZ8-35（Q）： JDZX8-35：

JDZF8-35：有两个二次绕组

JDZXF8-35：有三个二次绕组，测量、电压监控、继电保护分开

2、电流互感器

（1）电流互感器型号由两段组成，如LAJ—10 ①第一段：

第一个字母： L——电流互感器

第二个字母： A——穿墙式， B——支持式， F——复匝贯穿式 第三个字母： J——加大容量， Z——浇注绝缘 第四个字母（最后一个字母）： D或B——差动保护用用 ②第二段：数字——表示额定电压。

（2）几种常用的电流互感器的技术数据（参见《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》P122或手册相关表格数据）

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LZZBJ71-35户内型高压浇注式电流互感器 产品 型号 额定 电流比（A） 0．2 额定输出（VA） 0．2S 0．5 0．5S 保护级 额定 输出（VA） 准确级及准确限值系数 LZZBJ71-35 5~100/5 150~300/5 400~500/5 600~800/5 1000~1500/5 10 15 15 20 25 10P15 200I1N 150I1N 45 63 80 500I1N 375I1N 112．5 157．5 1秒热稳定电流 （KA） 动稳定电流（KA）

§5 （厂）所用电设计

（厂）所用电的设计主要是确定所用电源的引接方式和运行方式，选择所用变压器的容量、台数，进行所用电负荷的分配，并绘出整个所用电接线图。

一、所用电负荷

变电所的所用电负荷，一般比发电厂的厂用负荷小得多。中小型变电所的主要负荷有：变压器的冷却风扇、蓄电池的充电设备或整流操作电源、采暖通风、断路器油的加热设备、照明及检修电等等。

本次设计中，所用负荷的统计按下式进行：

所用电负荷=K3(经常的或连续的负荷) + 照明生活用电

式中K为考虑动力负荷的非同时和非满载所取的综合换算系数,本次设计考虑K取为0.85 (K=Kt2Kf/η2cosφ)

二、所用变压器数量及容量

1、枢纽变电所、总容量为60MVA及以上的变电所，装有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的变电所，应装设两台所用变压器。

2、采用整流操作电源或无人值班的变电所，应装设两台所用变压器，并应分别接在不同电压等级的电源或独立电源上。

3、如能够从变电所外引入可靠的380伏备用电源，上述变电所可只装一台所用变压器。 4、当设有所用备用变压器时，一般均装设备用电源自动投入装置。

5、由于所用电负荷较少，故所用变压器的容量一般为50-315KVA，一般中小型变电所的所用变压器有20KVA即可满足要求。

三、所用电源的引接方式

1、当所内有较低电压母线时，一般均由这类母线上引接1-2个所用电源，这一所用电源引接方式具

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有经济和可靠性较高的特点。如能由不同电压等级的母线上分别引接两个所用电源，则更可保证所用电的不同断供电。

2、当有旁路母线时，可将一台所用变压器通过旁路隔离开关接到旁路母线上。正常运行时，由工作母线供电。在工作母线检修或进行试验时，则倒换到旁路母线上供电。

3、备用电源与工作电源的引接应保证两者的相互独立。 四、所用电接线

1、所用电系统采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源。

2、所用变压器低压侧多采用单母线接线方式。当有两台所用变压器时，采用单母线分段接线方式，平时分列运行，以限制故障范围。

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§6 配电装置的设计

一、配电装置设计的原则 1、节约用地：

我国人口众多，耕地不多，配电装置应少占地，不占良田和避免在量开挖土石方，各型配电装置占地面积的比较如下：

以屋外普通中型为100% 屋外分相中型 70%--80% 屋外半高型 50%--60% 屋外高型 40%--50% 屋内型 25%--30% SF6全封闭电器 5%--10% 2、运行安全和操作巡视方便

配电装置的布置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求。如保证各种电气安全净距，采取防火、防爆和蓄油、排油措施。重视运行维护时的方便条件，如合理确定设备的操作位置，设置操作巡视通道，便于与主控制室联系等。

3、便于检修和安装

对于各种型式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装条件。如高型和半高型布置时，对上层母线和上层隔离开关的检修应采取适当措施。布置与构架荷载方面应为带电作业考虑。减少构架类型，即采用标准化构件。应设置搬运设备的道路、起吊设施、照明等。此外，应考虑扩建和过渡的便利。

4、节约三材，降低造价。

二、设计要求 1、满足安全净距的要求

参看“屋内外配电装置的安全净距”。 2、满足施工检修要求

（1）屋外配电装置宜设环形道路或具备回车条件的道路。道路的路面宽度一般为3.5m，转弯半径不少于7m。对于大型变电所中的主干道部分，可适当放宽。

（2）变压器在安装检修过程中需进行吊罩检查时，应考虑主变架构的高度及检修场所。

（3）屋内配电装置应考虑设备搬运的方便，搬运设备时通道的宽度，一般可比最大设备的宽度加0.4m，对于电抗器加0.5m。

3、运行要求

（1）配电装置的方位应考虑下列因素 ①进出线方向

②避免或减少各级电压架空出线的交叉。

③缩短主变压器各侧引线的长度,避免交叉，并注意平面布置的整体性。

（2）配电装置的布置应做到整齐清晰，赂个间隔之间要有明显的界限，对同一用途的同类设备，尽可能布置在同一中心线上（指屋外），或处于同一标高（指屋内）。

（3）架空出线间隔的排列应根据出线走廊规划的要求，尽量避免线路的交叉，并与终端塔的位置相配合。

（4）各级电压配电装置各回路的相序排列应尽量一致。一般为面对出线电流出方向由左至右，由远

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