ZS矿区110KV降压变电所设计

郑州航空工业管理学院

课 程 设 计

电气工程及其自动化_专业 0806072 班级

题 目ZS矿区110KV降压变电所设计 姓 名 学 号

指导教师 刘顺新

二О一一年 十二 月 二十九 日

原始资料

1． 建设性质及规模

为满足某铁矿生产生活的供电要求，决定新建一个110KV降压变电所。

电压等级：110/6.3KV

线路回数：110KV: 2回，备用1回；

6.3 KV: 13回，备用2回.

所址.负荷及电力系统资料等，详见下文。

2． 电力系统接线简图

北东铁矿变S电力系统区域变钢厂变化肥厂变

附注：（1）图中系统容量，系统阻抗均相当于最大运行方式。 （2）最小运行方式时： S=2000MVA. Xs=1.10;

(3) 系统可保证本站110KV母线电压波动在±5%以内。 3．负荷资料

电压等级 负荷名称 铁钢线 110kV 铁区线 最大穿越功率（MW） 近期 远景 最大负荷（MW） 近期 远景 负荷组成（%） COS Tmax 线长 同时（h） (km) 率 线损 Ф 一级 二级 三级 1 1 2 2 85% 5% - 1 -

备用 露天矿一 露天矿二 矿井甲一 矿井甲二 矿井乙一 矿井乙二 选矿厂一 选矿厂二 水源地一 水源地二 火药库 生活区 农业用电 备用一 备用二 1 2 20 60 20 0.72 5500 2 2 4 30 40 30 0.75 5500 1 1.5 3 40 40 20 0.78 5500 2.5 1.5 3 40 40 20 0.78 5500 1.5 1 2 10 60 30 0.72 5500 1.5 10 10kV 0.1 1 1 0.15 1.5 2 1 1 20 10 10 10 30 50 50 40 40 50 40 50 50 50 0.75 4500 0.8 4500 1.8 1 1.5 0.78 4000 0.78 0.78 注：1. 表中空缺负荷数据可自行分析

2. 10kV负荷受电端的力率均就地补偿至0.9以上，表中给出为原始自然力率。

4．所址条件：

（1`）地理位置示意图

- 2 -

北东露天矿水源地（山坡）（山坡）矿井乙站 址矿井甲公线路走廊火药库路生活区选矿厂农电

2． 地形，地质，水文，气象等条件

所址位于某山区一个南北狭长山谷中，地形平缓，土质贫瘠，平均海拔400米，邻近负荷中心，水源充足，交通便利。土质为含砂黏土，土壤热阻系数度ρT=120℃?CM/W，土温20℃，地震烈度8度。

年最高气温+40℃，所最低气温-22℃，最热月平均最高温度+32℃。风速32m/s，主导风向西北，覆冰厚度15mm。微风风速3.5m/s,属于我国Ⅷ类标准气象区。

三、设计任务 （一）电气一次部分 1、变电站总体分析；

该变电所是为满足铁矿生产生活用电，有原始材料可知有两个110kv和10kv等级。变电站主要是提供铁矿供电，110kv配电装置出线2回，一回备用，可采用单母线分段接线形式，对重要用户可以从不同段引出回馈线路，有两路电源供电；10kv配电装置出线13回，备用两回，且负荷以Ⅰ、Ⅱ类负荷为主，对供电可靠性要求较高，拟采用单母线分段或双母线接线；负荷会增加，所以对主变压器要求较大容量，满足未来几年的发展需要；为保障Ⅰ、Ⅱ类负荷的需要，以及将来扩建的需要，至少需要安装两台主变压器以提高对负荷供电的可靠性。

2、负荷分析计算与主变压器选择； （1）变压器容量的选择。

计算10kv侧的计算负荷，由公式Sc?Kt其中SC—某电压等级的计算负荷

P(1??%)， ?cos?i?1n - 3 -

Kt— 同时系数（10kv取0.85） α%—该电压等级电网线损，一般取5%

P、cos?—各用户的负荷和功率因数

S10=0.85*(2/0.72+3/0.78+3/0.78+4/0.75+2/0.72+0.15/0.75+1.5/0.8+2/0.78+1/0.78+1/0.

78)*(1+5%)=19.6MVA

变电站主变压器容量一般应按5～10年规划负荷来选择。对于重要变电站，需要考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器应能满足全部负荷的70%～80%。所以一台变压器各自承担9.8MVA，当一台停运时，另一台则承担70%为13.72MVA的负荷，又Ⅰ、Ⅱ类负荷为15.9MVA，此时不能保障对Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电，故变压器的容量应满足：

Sn?15.9MVA，故选用两台20MVA的变压器。

（2）变压器型式的选择 相数的选择：

电力系统中大多数为三相变压器，三相变压器较之于同容量的单相变压器组，其金属材料少20%~25%，运行电能损耗少12%~15%，并且占地面积少，因此考虑优先采用。本变电站所处地理位置交通便利，不受运输条件限制，所以采用三相变压器。 绕组数与结构的选择：

本变电站共两个电压等级，110kv和10kv，采用双绕组变压器即可，保障了供电的经济性，如采用三绕组变压器，不仅不经济，而且供电可靠性能降低。我国110kv及以上高压电力系统皆采用中性点直接接地系统，绕组高压110kv侧采用星形接法，低压10kv侧采用三角形接法，以抑制线路产生的3次谐波。

根据110KV变电所设计指导，以上选择符合系统对变电所的技术要求，两台相同的变压器同时投入时，可选择型号为SF9-25000/110的主变，技术参数如下： 表2.1 主变压器的技术参数 型号 SF9-25000/110 高压 低压 空载电流 0.2 空载损耗 25.2 负载电流 110.7 阻抗电压 10．5 连接组别 Yn,d11 110±2×2.5% 10．5 3、电气主接线设计；

变电站主接线应满足下列要求： （1）运行的可靠

断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，需要停电的用户数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 （2）具有一定的灵活性

主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。

- 4 -

（3）操作应尽可能简单、方便 主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。 （4）经济上合理

主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。 （5） 应具有扩建的可能性

由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。

变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等

110kv侧电气主接线。由于该变电站Ⅰ、Ⅱ类负荷所占比重较大，对供电可靠性要求较 高。110kv出线2回，一回备用，可采用单母线分段接线或双母线接线两种方案，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施，但装设SF6断路器时，检修周期可长达5~10年甚至20年，可以不设旁路设施。10kv侧电气主接线。10kv出线13回，两回备用，可采用单母线分段或双母线接线两种方案。

高压110kv侧，采用单母线分段接线，优点是经济灵活，接线简单，操作方便，缺点是可靠性一般；采用双母线接线，优点是供电可靠，扩建方便，缺点是投资有所增加，且占地面积大，由于负荷距离比较近，经过综合比较采用单母线分段接线。

10kv侧，单母线分段接线经济灵活，操作方便，但是可靠性一般；双线接线优点是供电可靠，调度灵活，扩建方便，有较高的可靠性，缺点是投资有所增加。鉴于用电负荷多为Ⅰ、Ⅱ类负荷，对可靠性要求较高，故采用双母线接线。

4、短路电流计算及电气设备选择；

4.1 短路电流计算条件

⑴ 因为系统电压等级较高，输电导线的截面较大、电阻较小、电抗较大，因此在短路电流的计算过程中忽略R、只计及X。

⑵ 计算短路电流时所用的接线方式，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。 ⑶ 计算容量按无穷大系统容量进行计算。 ⑷ 短路种类一般按三相短路进行计算。 ⑸ 短路计算点如下

a. d-1—110kV母线短路时的短路计算点； c．d-2—10KV母线短路时的计算点。

4.2 短路电流计算方法与步骤 4.2.1方法

在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法。

- 5 -

4.2.2短路电流计算的步骤 ⑴ 选择计算短路点；

⑵ 画出等值网络（次暂态网络）图

a. 首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机用次暂态电

抗Xd；

b. 选取基准容量Sj和基准电压Uj（kV）（一般取各级的平均电压），计算基准电流Ij=

Sj/√3Uj（kA）；

c. 计算各元件换算为同一基准值的标么电抗；

d. 绘制等值网络图，并将各元件统一编号，分子标各元件编号，分母标各元件电抗

标么值；

⑶ 化简等值网络图

a. 为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐

射形的等值网络；

b. 求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd；

⑷ 求计算电抗Xjs，即将各转移电抗换算为各电源容量（等值发电机容量）为基准的计算

电抗Xjs1，Xjs2……；

⑸ 由Xjs1，Xjs2……值从适当的运算曲线中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）；

⑹ 计算无限大容量（Xjs≥3）的电源供给的短路电流周期分量； ⑺ 计算短路电流周期分量有名值和短路容量； ⑻ 计算短路电流冲击值； ⑼ 绘制短路电流计算结果表。

4.2.3三相短路电流计算过程

查资料可知，架空线电抗X一般取为0.4Ω/km. 选基准:

”

SB=100MVA

U=UBav

110kv侧:IB?SB/(3UB)=0.502 KA 10kv侧：IB?SB/(3UB)=5.499 KA 等值电路图

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110kv侧即当f1点断路时，等值电路及其简化电路如图1-1

附图1—1

短路参数计算

XL2?17?0.4?6.8? XL3?19?0.4?7.6?

XL4?10?0.4?4? XL5?43?0.4?17.2?

- 7 -

100?0.04232360 100x2?6.8??0.0514 2115100x3?7.6??0.0575 2115100x4?4??0.0302

1152100x5?17.2??0.13 2115100x7=x6?0.105??0.42

25x1?0.998?x12=x8= 0.0423

100?0.0271 1152100 x10?17.2//4??0.0245 2115x9?7.6//6.8?x13?x9?x10?0.0271?0.0245?0.0516

xjs1?(x12?x13)?INf1?2360?2.216 100Smax2360??11.85KA 3Vav115?3 经查表得：

i0.01?0.470?INf1?0.470?11.85?5.57KA由IB?

100115?3?0.502KA

短路电流有名值：

I冲击电流:

''?0.474?INf1?0.474?11.85?5.62KA

ish1?2.55?5.62?14.33KA2.0s时短路电流：

Itk2?0.486?INf1?0.486?11.85?5.76KA

4.0s时短路电流： tkI?0.486?INf1?0.486?11.85?5.76KA

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短路容量：

S'?3?5.62KA?115KV?1119.4MVA

在10KV侧母线发生短路即f2短路时，等值电路及其简化电路如图1-3

附图1—3

短路参数计算

x14?x11?12X6?0.5?0.42?0.21 x15?x12?x13?x14?0.0939?0.21?0.3039

xjs2?x15?2360100?0.3039?23.6?7.172 ?xjs2?3.45?短路周期电流幅值不会随时间变化

IP*2?1x?10.14

js27.172?I2360Nf2?10.5?3?129.78KA

短路电流有名值：

I''?IP*2?INf2?0.14?129.78?18.17KA

冲击电流:

ish2?2.55?18.17?46.33KA

短路容量：S?3?18.17KA?10.5?330.45MVA

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表4.1 短路电流计算结果表

电压（kv） 短路点 I''（KA） Itk2(KA) It5.76 k(KA) I5.76 ?(KA) ish(KA) 110 10 d-1 d-2 5.62 18.17 5.76 18.17 14.33 46.33 18.17 18.17 4.3 持续工作电流的计算

各回路最大持续工作电流

根据公式 式中

Smax=3UIegmax

Smax ---- 所统计各电压侧负荷容量 ---- 各电压等级额定电压 ---- 最大持续工作电流

UeIgmax

SIIImax=3=

UIemaxgmax ）

gmaxS/（3Ue则：10kV

gmax=330.45MVA/（3×10）KV

=19.08KA 110kV

gmax=1119.4 MVA/（3×110）KV

=5.88KA

4.4电气设备选择

4.4.1电气设备选择的原则

由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则：按正常工作状态选择；按短路状态校验。

电气设备选择的一般原则为：

（1）、应力求技术先进、安全适用、经济合理；

（2）、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； （3）、应按当地环境条件校核；

（4）、应与整个工程的建设标准协调一致； （5）、选择的导体品种不宜太多；

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（6）、选用新产品应积极慎重。新产品应有可靠的试验数据，并经主管单位鉴定合格。

5.2 电气设备选择的技术条件

高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 (1)电压：选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug。(2)电流:选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作

电流Ig。

校验的一般原则：

⑴电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。

⑵用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 ⑶短路的热稳定条件

I2t?t?Q

KQk——在计算时间ts内，短路电流的热效应（KA2S）

I2

——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KAS） tt——设备允许通过的热稳定电流时间（s） 校验短路热稳定所用的计算时间t按下式计算

t=t+tkprbr

tt是：

pr ——继电保护装置动作时间内（S） ——断路的全分闸时间（s）

br(4)动稳定校验

电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件

i

sh?ies ?Ies

shI上式中

shiIiIshes ——短路冲击电流幅值及其有效值

es ——允许通过动稳定电流的幅值和有效值

(5)绝缘水平：

在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。

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5.3 主要电气设备的选择 110KV侧断路器和隔离开关的选择

（1）110KV高压侧断路器的选择

进线断路器的等级比主变高压侧大一级，而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大，粗略计算，进线只取进线断路器。

假设两台主变同时并联投入运行时，110KV母线上发生短路， 短路电流有名值：

''d1I= 5.62KA

短路冲击电流有名值：ish=2.55×

I''d1=2.55 ×5.62=14.33(KA)

最大负荷电流：Imax=1.05×25000/（3×115）=251.319(A) 电网额定电压：UNS=110KV

则高压断路器的额定电压和额定电流选择应满足：

UNS≥UN，

IN≥

Imax

一般变电站采用中、慢速断路器，开断时间较长，短路电流非周期分量衰减较多，可不及非周期分量影响，按断开电流选择

I≥NbrI''d1 ；断路器合闸之前，若线路上已存在短路

故障，则在断路器合闸过程中，动静触头间在未接触时即具有巨大的短路电流通过，为保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定短路关合电流不应小于短路电流最大冲击电流，即按短路电流计算

iNcl≥ish。

根据资料，可以知道LW6-110满足要求，具体参数如下:

表附2.1 断路器LW6-110参数表 断路器型号 额定电压（KV） LW6-110 热稳定校验：

2额定电流（A） 630 额定开断电流(KA) 16 动稳定电流(KA) 40 热稳定电流（KA）（4S） 16 110 I?t=16×4=1024 (KAS) Q=I∞×t=5.62×4=126.34 (KAS)

2

2

tk222

因为

I2t?t≥Qk，所以满足热稳定要求;

动稳定校验： 因为

ies≥

ish=14.33KA

所以满足动稳定要求。 计算数据 LW6—110 110KV 251.319A UI

NS maxUI- 12 -

N 110KV 630A N

I i Q i shk''5.62KA 14.33KA 126.34 KA2?S 14.33KA shIiIiNbr 16KV 40KA 1024KA2?S 40KA Ncl2t ?t es 通过校验，所选断路器满足设计要求。 （2）110KV高压隔离开关的选择 最大负荷电流

Imax=251.32(A) 额定电压UNS=110KV

N隔离开关额定电压

U≥

UNS ，隔离开关额定电流

IN≥

Imax

根据资料，可以知道该隔离开关满足要求，具体参数如下: 表附2.2 隔离开关GW13-110参数表 隔离开关型号 额定电压（KV） 额定电流（KA） 动稳定电流(KA)（4S） 额定短路电流峰值 (KA) 110 630 16 55 GW13-110 热稳定校验：

2I?t=16×4=1024 (KAS) Q=I∞×t=5.62×4=126.34 (KAS) 因为I?t≥Q，所以满足热稳定要求；

2

2

tk222

2tk动稳定校验： 因为

ies≥

ish=14.33KA

通过校验，所选隔离开关满足设计要求。

10KV侧断路器和隔离开关的选择

（1）10KV低压侧断路器的选择

进线断路器的等级比主变高压侧大一级，而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大，粗略计算，进线只取进线断路器。

假设两台主变同时并联投入运行时，10KV母线上发生短路， 短路电流有名值

I''= 18.17（KA)

短路冲击电流有名值ish=2.55×Id1’’=2.55 ×18.17=46.33(KA) 最大负荷电流Imax=1.05×25000/（3×10.5）=1443.38 (A) 额定电压UNS=10KV 高工作电压 Ualm≥Usm=110×1.15=11.5(KV) 低压断路器应满足：

额定电压UNS≥UN 额定电流IN≥Imax

按断开电流选择INbr≥Id1’’ 按短路电流计算 iNcl≥ish

根据资料，可以知道内高压真空断路器ZN28-10/1250-20满足要求，具体参数如下:

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表附2.3 ZN12-10真空断路器其主要参数。

型号 电压等级（kV） 额定电额定电额定开断电流压（KV） 流（A） （KA） 10 2000 50 额定关合电流（KA） 140 动稳定电流 （KA） 140 ZN12-10 10 （1）校验热稳定

2 QD?Itt?502?4?10000（kA.S）

2

QK?I''2?tK?18.17?4?1320.6(kA2.S)

2 即QD>QK满足要求; （2）校验动稳定 INs>

即满足要求;

11ish2??46.33?23.17（KA) 22

（2）10KV高压隔离开关的选择 短路电流有名值Id1’’= 18.17（KA)

短路冲击电流有名值ish=2.55×Id1’’=2.55 ×18.17=46.33(KA) 最大负荷电流Imax=1443.38(A)

额定电压UNS=10KV 高工作电压 Ualm≥Usm=10×1.15=11.5(KV) 隔离开关额定电压UN≥UNS 隔离开关额定电流IN≥Imax 根据资料，可以知道GN6-10T/1000 满足要求，具体参数如下: 表附2.4 隔离开关GN6-10T/1000参数表 隔离开关型号 额定电压（KV） 额定电流（KA） 动稳定电流(KA) GN6-10T/1000 热稳定校验：

It2*t=20×10=4000 (KAS)

2

2

热稳定电流(KA) （10S） 20 10 1000 52 QK= I∞×t=18.17×10=3301.49(KAS) 因为It2*t≥QK，所以满足热稳定要求; 动稳定校验：

因为INS=52 KA ≥ ish=46.33KA 通过校验，所选隔离开关满足设计要求。

导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数大（通常指Tmax>5000h）。传输量大，长度在20m以上的导体，一般按经济电流密度选择。而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输量不大，故可按长期允许电流来选择。

222

110KV侧线路的选择

本设计的110kV为屋外配电装置，故母线采用钢芯铝绞线LGJ的软母线，

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而10kV采用屋内配电装置，故采用矩型硬母线。导体的正常最高允许温度，一般不超过+70℃；在计太阳辐射的影响时，钢芯铝绞线可按不超过+80℃来考虑。 110KV母线的选择与校验：

（一）、按最大工作电流选择导线截面S

Igmax?2SN?S穿??S1103U?N2?25?17.5?12.5?0.40KA

3?115年最高平均温度为+40℃，而导线长期允许温度为+80℃，则温度修正系数： K0＝

?al??80?40==0.853

?al??o80?25Igmax = K0Ial

则 Ial＝Igmax/K0＝400/0.853=468.93(A)

选择110KV母线型号为：LGJ—185，查表得IY=631A。 Igmax=400A＜KθIY=0.853×631=538.24A 满足要求 （二）、热稳定校验：

S=185 mm2＞Smin=

IKCtdz=

56202=95.76mm2 83满足热稳定要求。 10kV母线的选择与校验

由于安装在室内，选用硬母线 （一）、按最大工作电流选择母线截面: Igmax =1.05×

25000＝1443.38(A)

3?10.5IYj= Igmax/k0=1443.38/0.853=1692.11A

选择10KV母线型号为LMY型（双条）100*10，查表得IY=2558A。 Imax=1443.38A＜KθIY=0.853×2558=2181.97A 满足要求 （二）、热稳定校验： S=1000 mm2＞Smin=

IKCtdz=

1817087- 15 -

1.98=148.4mm2

满足热稳定要求。 （三）、动稳定校验 母线采取水平排列平放

则W=bh2/2=10×1002/2=50000(mm3) =5×10-5 m3 相邻支柱间跨距取 L=1.5m 相间母线中心距离取a=0.25m

L2σmax=0.173 ish ×

10aW2

2

1.52=0.173×46.33×

10?0.25?5?10?5

=66.84×105(pa) σ

max＜σ

y

=70×106pa

满足动稳定要求。

表附2.5 10kv矩型铝母线参数表

截面尺寸mm h 100

b 10 条数 2 母线截面mm 2000 2集肤效应系数 1.70 容许电流A 2558 放置方式 平放 高压熔断器的选择

熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电器，配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。

（1）按额定电压选择

对于一般高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压，另外，对于填充石英沙有限流作用的熔断器，则只能用在等于其额定电压的电网中，因为这种类型的熔断器能在电流达最大值之前就将电流截断，致使熔断器熔断时产生过电压。

（2）按额定电流选择

熔断器的额定电流选择，为了保证熔断器不致损坏，高压熔断器的熔管额定电流IFTN

应大于或等于熔体的额定电流IFSN

IFTN≥IFSN

额定电流选择：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机的

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起动等冲击电流时误动作，保护35kv以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下式选择

IFSN=KIgmax

k——可靠系数（不计电动机自起动时K=1.1—1.3，考虑电动机自起动时k=1.5—2.0） Igmax——电力变压器回路最大工作电流

用于保护电力电容器高压熔断器的熔体，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误动作，其熔体的额定电流按下式选择：

IFSN=KICN

K——可靠系数 ICN——电力电容器回路的额定电流 （3）熔断器开断电流检验，INbr≥Ish(或I)

对于没有限流作用的熔断器，用冲击电流的有效值Ish进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值之前已截断，故可不计非周期分量影响，而采用I进行校验。保护电压互感器的高压熔断器只需按规定电压及断流量来选择.

（4）选择性校验

为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源或负荷保护装置之间动作的选择性，应进行熔体选择性校验。各种型号熔断器的熔体熔断时间可在制造厂提供的安秒特性曲线查出。保护电压互感器用的高压熔断器只需按照额定电压及断流容量两项来选择。当短路容量较大时，可考虑在熔断器前串联限流电阻。 额定电压UNS=10（KV） Imax=1443.38(A)

熔体额定电流IFSN≥K×Imax=2.17KA （ K为可靠系数，1.5） 根据资料可知：

高压熔断器RN2-10参数表

”

”

型号 RN2-10 电流互感器的选择

额定电压（KA） 10 最大开断电流（KA） 额定电流（A） 50 0.5 （1）110KV电流互感器的选择 额定电压UNS≥UN =110KV

额定电流IN≥Imax考虑到变压器降低5%时其出力不

变，所以相应回路的Imax=1.05IN，即:

最大负荷电流Imax=1.05×2×25000×/（3×115）=263.57(A) （附2.46）

根据以上数据，可选择LCW-110型户外独立式电流互感器

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额定电流比：600/5A 1s热稳定电流75KA 动稳定电流50KA 热稳定校验: td=5.05s QK=QP=

(KrIN)2×1=（75×600×10-3）2×1=2025(KA2·S)＞QK （附2.47） 满足热稳定要求。

内部动稳定校验：ish1=14.33KA

Kd2IN=50×2×600×10-3=42.5 KA＞ish1 （附2.48）

满足动稳定要求。故选择型LCW-110户外独立式电流互感器能满足要求,由上述设计可列表:

表附2.9 电流互感器LCW-110参数表

I''2?10I2?I41222?33.04?KAS?2设备 项目 UNS≥UN IN≥Imax Kd2IN ≥ish (KrIN)2×1＞Qk （2）10KV电流互感器的选择 额定电压UNS≥UN =10KV 额定电流IN≥Imax

LCW-110 产品数据 110KV 600A 42.5KA 2025KA2·S 计算数据 110KV 263.57A 14.33KA 1208.6KA2·S 考虑到变压器降低5%时其出力不变，所以相应回路的Imax=1.05IN，即: 最大负荷电流Imax=1.05×2×25000×/（3×10.5）=2886.75(A) （附2.49） 可选择LAJ-10型电流互感器，其技术参数如下： 额定电流比：4000/5A 1s热稳定倍数：50 动稳定倍数：90

d

I热稳定校验: t=1.08s Q= k

''2?10I2?I42212(KrIN)2×1=（50×4000×10-3）2×1=40000(KA2·S)＞Qk

?330.15(KAS)2 满足热稳定要求。

内部动稳定校验：Ish2=46.33KA

Kd2IN=90×2×4000×10-3=509 KA＞ish2

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满足动稳定要求。

故选择LAJ-10型电流互感器能满足要求,由上述设计可列表:

表附2.10 电流互感器LAJ-10参数表

设备 项目 UNS≥UN IN≥Imax Kd2IN ≥ish (KrIN)2×1＞Qk 产品数据 10KV 4000A 509KA 40000 KA2·S LAJ-10 计算数据 10KV 2886.75A 46.33KA 1470.5 KA2·S 《3~110kv高压配电装置设计规范》规定，用熔断器保护的电压互感器可不校验动稳定和热稳定。

电压互感器应按一次回路电压、二次电压，安装地点和使用条件，二次负荷及准确级等要求进行选择。

110KV输电线路侧电压互感器，采用TYD-110/3型成套电容式电压互感器，

母线电压互感器选用JDCF—110单相瓷绝缘电压互感器。

一次回路电压：0.8UN1=88kv

二次回路电压：110/3v，合格；

10KV侧电压互感器采用JDZ-10单相环氧浇注绝缘电压互感器。

5.4 10KV高压开关柜选择

我国目前生产的3KV到35KV高压开关柜分为固定式和手车式两类。

固定式高压开关柜,包括断路器室，仪表室，母线室，电缆室。结构简单，放置合理，占地面积小。

手车式高压开关柜。这种系列的高压开关柜为单母线接线，封闭室结构，包括手车室，继电器仪表室，母线室，出线室，小母线室。可防尘和防止小动物侵入造成短路，运行可靠，维护工作少，可用于6-10KV，但占地面积较大。

在这里我们选择GG1A-(F)，GG1A-(F)防误型高压开关柜系固定式具有防误装置的高压开关柜，适用于交流50HZ，额定电压3.0~12KV，额定电流最大至3000A，额定开断电流最大至31.5KA的单母线系统中作为接受或分配电能的户内成套电高压设备。 本柜柜体宽敞，内部空间大，间隙合理、安全，具有安装、维护方便，运行可靠等特点，主回路方案完整，可以满足各种供配电系统的需要。 本柜是GG1A型高压开关柜改进后的产品，能满足原电力部提出的五防要求。

5、配电装置及电气总平面布置设计；

高压配电装置的选择

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配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外型尺寸，检修运输的安全距离等因素而决定，对于散露在空气中的配电装置，在各种间隔距离中是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，在这一距离下，无论为最高正常工作电压或出现内外过电压时，不致使空气间隙击穿。

表6-1 屋内配电装置的安全净距（mm）

符适用范围 号 1、带电部分至接地部分之间 2、网状和板状遮栏A1 向上延伸距地2.3m处，与遮栏上方带电部分之间 1、不同相的带电部分之间 A2 2、断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间 1、栅栏遮栏至带电部分之间 B1 2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 B2 C 网状遮栏至带电部分之间 无遮栏裸导线至地(楼)面之间 平行的不同时停电D 检修的无遮栏裸导线之间 1875 1900 1925 1950 1980 2100 2350 2650 2750 3600 额定电压 （KV） 3 6 10 15 20 35 60 110J 110 220J 70 100 125 150 180 300 550 850 850 1800 75 100 125 150 180 300 550 900 1000 2000 825 850 875 900 930 1050 1300 1600 1700 2550 175 200 225 250 280 400 650 950 1050 3250 1900 4100 2375 2400 2425 2450 2480 2600 2850 3150 通向屋外的出线套E 管至屋外通道的路面 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4500 5000 5000 5500 - 20 -

表6-2 屋外配电装置的安全净距（mm）

额定电压 （kv） 符 号 适用范围 3－10 1、带电部分至接地部分之间 A1 2、网状遮栏向上延伸距地2.5m处与遮栏上方带电部分之间 1、不同相的带电部分之间 A2 2、断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间 1、设备运输时，其外廓至无遮栏带电部分之间 2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之B1 间 3、栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间 4、带电作业时的带电部分至接地部分之间 B2 网状遮栏至带电部分之间 1、无遮栏裸导线至地面C 之间 2、无遮栏裸导体至建筑、构筑物顶部之间 A值与电极形状、冲击电压波形、过电压及其保护水平和环境条件等因素有关，一般地说，220kv以下的配电装置，大气过电压起主要作用，330kv及以上，内过电压起主要作用，采用残压较低的避雷器时，A1和A2值可减小，屋内、外装置中各有关部分之间个电压等级，即110KV、10KV根据《电力工程电气设计手册》规定，110KV采用屋外配电装置，10KV采用屋内配电装置.

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15－35 2 60 110J 110 220J 330J 500J 200 300 400 650 900 1000 1800 2500 2800 200 300 400 650 1000 1100 2000 2800 4300 950 1050 1150 1400 1650 1750 2550 3250 4550 300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900 2700 2800 2900 3100 3400 3500 4300 5000 7500

电气主接线图

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