变电站设计

广西水利电力职业技术学院

课程设计计算书

题目:

电气一次部分初步设计

系： 电力工程系

专业: ------ 学生姓名: --------- 学生学号： --------- 指导教师： ---------

二0一一年六月二日

目录

任务内容

第一章 电气主接线设计···································································5

1.1负荷资料容量统计分析················································5 1.2主变压器的选择···························································5 1.3电器主接线方案的确定················································6 1.4无功补偿电容器的选择···············································14

第二章 所变用电设计······································································14

2.1所变变用电容量···························································14 2.2所变用变压器的选择···················································14

第三章 短路电流计算······································································15

3.1短路电流计算电路图···················································15 3.2等值电路计算······························································16

第四章 导体及主要电气设备的选择···············································19

4.1选择的一般原则··························································19 4.2主母线的选择······························································20

4.3开关设备的选择····························································22 4.3.1断路器的选择····························································22 4.3.2隔离开关的选择························································23 4.3.3互感器的选择····························································25 4.3.4避雷器的选择····························································26 第五章 配电装置的设计 ····························································27

1

题目：110KV芙蓉变电所电气一次部分初步设计

一、设计的原始资料

1． 芙蓉变电所设计电压等级：110/10KV

说明:某地市2011年电网接线图如图1所示，据电力负荷发展需要，2012年电网规划在芙蓉新建一个110/10KV降压变电所。 断路器QF1 ~ 系统S1 T4 220kv T1 T2

10.5kv 10.5kv ~ ~ L 5G1 G2

青元水力发电厂

T5 110kv

L6

都乐变电所

系统S2

f ~ L2

L3 330kv

T3 15.75kv ~ G3 晋芜火力发电厂

T6 10kv 汪桥变电所

T7 图1

注：图中各元件参数如下：

（1）系统S1：已知断路器QF1的额定电流为31.5KA；

系统S2：已知当f发生三相短路时，从系统S2流到f点的短路电流I”为2.7KA。 （2）青元水力发电厂：发电机G1和G2：水轮发电机，每台额定容量257MVA，xd”=0.2； 变压器T1和T2：每台额定容量260MVA，Uk%=14.35； 变压器T4：每台额定容量260MVA，Uk%=8。

（3）晋芜火力发电厂：发动机G3：汽轮发电机，额定容量412MWA，xd”=0.3；变压器

T3：额定容量420MWA，Uk%=14.6。

（4）都乐变电站：变压器T5：SN=180MWA，220/121/10.5KV。Pk=700kw，Uk13%=22，Uk12%=12，Uk23%8,P0=195kw，I0 %=0.6。

（5）汪桥变电站：T6和T7：每台变压器SN=6.3MWA，Pk =700kw，Uk%=10.5，P0=9.76kw，

2

I0 %=1.1 。

（6）线路L1：为双回路线，长度为200km，x=0.411Ω/km；

线路L2：180km，x=0.32Ω/km。 线路L3:90km，x=0.32Ω/km；

线路L5：100km，LGJ-120，Djj=3.5m。 线路L6:25km，GLJ-95，Djj=3m。 2.电源及出线情况：

芙蓉变电所110kv出线有2回，其中：

一回来自220kv都乐变电站110kv母线，以一回110kv线路来连接，二者之间距离12km；

一回来自110kv汪桥变电站高压110kv母线，以一回110kv线路来连接，二者之间距离10km，以使该区域110kv系统构成环形网络，提高供电可靠性。 3.地址自然条件：

（1）年最高气温：40℃ （2）年最低气温：-4℃

（3）最热月平均最高气温：34℃ （4）地震设防烈度：8级及以下 （5）年平均雷电日：90天 （6）海拔高度：150m

（7）地质条件：分布均匀稳定，无不良地质现象 4.芙蓉变电所的地理位置概况：

N 汪桥变电所

公路 S

都乐变电所

芙蓉变电所

图2

5.负荷资料

（1）10kv远期最大负荷统计表 用户名称 容量（MW） 负荷性质

经济开发区 5.1 II 工业园东 5.7 II 工业园西 6.8 III 电台 2.7 I 生态园 3.5

II

3

商贸区 盛天花园 芙蓉医院 体育中心 芙蓉学校 4.6 5.3 3.1 3.6 2.3

II III I I III

注：一些负荷参数的取值：

① 负荷功率因数均取cos?=0.85 ② 负荷同时率Kt=0.7

③ 年最大负荷利用小时数Tmax=4500小时/年

④ 表中所列负荷不包括网损在内，故计算负荷时应考虑网损。此处计算一律取网损率为5%。

⑤ 各电压等级的出线回数在设计中根据实际需要来决定，各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。

（2）芙蓉变电所所用电负荷统计表 序号 名称 容量（kw） 负荷类型 1 通信 2.3 经常、连续 2 充电屏 7.2 经常、连续 3 监控电源 1.1 经常、连续 4 保护电源 1.2 经常、连续 5 动力电源 11.5 不经常、连续 6 取暖，通风电源 23.6 经常、连续 小计 动力负荷P1 46.9 1 110kv加热 0.8 经常、连续 2 10kv加热 2.2 经常、连续 小计 加热负荷P2 3.0 1 10kv配电室照明 3 短时、连续 2 屋外配电装置照明 4 短时、连续 3 二次设备室照明 4 短时、连续 小计 照明负荷P3 11 二、设计任务

1、110kv芙蓉变电所电气主接线设计 2、110kv芙蓉变电所短路电流计算

3、110kv芙蓉变电所主要电气设备及截流导体选择 4、110kv芙蓉变电所配电装置的设计 三、设计成品

110kV芙蓉变电所设计说明书、设计计算书、电气主接线图、电气总平面布置图和110kV出线间隔断面图。

4

第一章 电气主接线设计

1.1 负荷资料的统计分析 (1) 10KV负荷统计： 最大负荷总计：?P计算总负荷容量：

=P经济开发区 +P工业园 +?+P芙校 =39.7 (MW)

10kV??(1?网损率）?Kt??

P/cos?

=（1+5%）×0.7×39.7/0.85 =34.33（MVA）

一类负荷容量：?S?(2.1?3.3?3.7)/0.85?10.7(MVA)???二类负荷容量：?S?(6.3?7.6?2.1?3.5?3.3?3.7)/0.85?31.2 (MVA) 所变用电负荷容量：

?S所?[K?（经常的或连续的负荷）?照明生活用电]/cos?

=[ 0.85?(43.9+2.8)+10.5]/0.85 =59 (KVA)

(2) 110KV负荷容量统计：

?S??10kV??S所

=34.33+0.059

=34.389 （MVA）

1.2 主变压器容量及台数选择：

由负荷性质（I、II）及供电可靠性方面考虑，主变台数为两台，其容量按下面公式得出：

在一台主变停运的情况下，另一台主变的容量还能保证对I类及II类负荷的连续供电，则其容量一般： SN?0.6Pm

=0.6?34.389

=20.6334 （MVA）

其中，Pm为变电所最大负荷[（负荷P总*负荷同时率）+所用电）]。当一台停运时，可保证对60%的负荷供电，考虑变压器40%的事故过负荷能力，则保证对84%负荷的供电。由于一般的电网变电所有25%左右的非重要负荷及从长远发展考虑，主变型号选为：SFZ9-25000/110时能保证对变电所重要负荷的供电要求。其参数见下表：

5

额定电压 型号 额定 容量 高压 低压 110±8*1.25% 连接组标号 损耗 空载 负载 空载阻抗重量轨距电流电压（t） （mm） （%） （%） 备注 25000SFZ9-25000/110 KVA YN, 10.5 d11 kV 2台 27 114 0.65 10.5 1.3 电气主接线的确定：【参考《电气设备》】 （初拟5个主接线方案） 方案一：

110kV 10kV . . . . . .方案一主接线图

6

方案一 优缺点分析： （1）优点：

1）运行灵活。

2）一组母线检修时所有回路均不中断供电。将要检修的母线上所以的所以回路经倒闸操作全部切换至另一组母线上；

3）检修任一回路的母线侧隔离开关时，只中断该回路的供电； 4）检修任一回路断路器时，可用母联断路器代替工作。 （2）缺点：

1）运行方式改变时，需要用母联断路器进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作，导致人身或设备事故；

2）任一回路断路器检修时，该回路任需停电或短时停电；

3）增加大量的母线侧隔离开关及母线的长度，配电装置结构较为复杂，占地面积与投资都有所增加。

（3）运行方式：I段母线运行，II段母线备用；I、II段母线并列运行

方案二：

110kV 10kV . . . . . .方案二主接线图

7

方案二 优缺点分析：

（1）工作母线分段的双母线接线：

1)优点：大大提高了运行可靠性和灵活性，同时限制母线故障时的影响范围。 2)缺点：使用的设备更多，配电装置更加复杂，增加投资成本。

3)适用于：对于要运行可靠性高与运行灵活，同时限制母线故障时的影响范围，防止全厂或全

所停电事故的发生。 （2）单母线分段带旁路母线接线：

1）优点：具有相当高的供电可靠性和运行灵活性。

2）缺点：接线复杂，设备多，投资大，当旁用线投入运行时，I ,II 母线将不能并列运行。 3）适用于：广泛应用于出线回路数补多，只有出线断路器不允许停电检修的情况下，才应设置

旁路母线（35KV~110KV）。 （3）运行方式：

1）单母线分段的运行方式： 正常运行时旁路母线不带电，主接线按单母线分段的方式进行，当需要检修某一出线断路器如1QF时，可通过倒闸操作，将分段断路器改为旁路断路器，使

旁路母线接至I号母线，因此不会中断对该回路的供电。此时，两段分段母线克通过分段隔离开关并列运行，也可分裂运行。

2）工作母线分段的双母线接线运行方式：通常将一组母线用分段断路器分为两段作为工作母

线，而另一组母线作为备用母线。正常运行时母联断路器都断开，若将两组母线都用分段断路器分为两段，则构成双母线四分段接线。 方案三：

110kV 10kV . . . . . .

方案三主接线图

方案三 优缺点分析：

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（1）外桥：

1）优点：便于变压器的正常投入和退出抄作及切除故障，变压器可以节省投资也便于发展过度为单母线分段或双母线接线。 2）缺点：共运行的可靠性和灵活性都不够高。

3）适用于：线路较短，故障几率较低，主变压器按经济运行。要求需要经常切换，以及电力系统有较大的穿越功率通过桥断路器的情况（35~220KV）。 （2）单母线分段带旁路母线接线：

1）优点：具有相当高的供电可靠性和运行灵活性。

2）缺点：接线复杂，设备投资大，当旁母线投入运行时，I II母线将不能并列运行。 3）适用于：应用于出线回路不多。只有出线断路器不允许停电的情况下，设置旁路母线。 （3）运行方式：

1）外桥接线的运行方式： 外桥接线是将联络断路器接在主变压器断路器的外侧（线路侧），

便于变压器的正常投入和退出操作及切除故障变压器。而线路的投入和退出及切除故障的操作较为复杂，这种接线适用于线路较短，故障几率较小，主变压器按 经济运行的要求而需

要经常切换的，以及电力系统有较大穿越过桥断路器的情况，为了在检修时不至于影响其他回路运行，减少系统开环的机会，可以考虑增设“跨条”，并在“跨条”的两侧各装一组隔离开关，便于轮流停电检修，正常运行时跨条则断开。

2）单母线分段的运行方式： 正常运行时旁路母线不带电，主接线按单母线分段的方式进行，当需要检修某一出线断路器如1QF时，可通过倒闸操作，将分段断路器改为旁路断路器，使旁路母线接至I号母线，因此不会中断对该回路的供电。此时，两段分段母线克通过分段隔离开关并列运行，也可分裂运行。

方案四：

110kV 10kV . . . . . .

方案四主接线图

方案四 优缺点分析： （1）外桥：

1）优点：便于变压器的正常投入和退出抄作及切除故障，变压器可以节省投资也便于发展过度 为单母线分段或双母线接线。 2）缺点：共运行的可靠性和灵活性都不够高。

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3）适用于：线路较短，故障几率较低，主变压器按经济运行。要求需要经常切换，以及电力系统有较大的穿越功率通过桥断路器的情况（35~220KV）。 （2）单母线分段：

1）优点：提高了运行的灵活性和供电的可靠性。当任何一个母线失去电源时，可由自动投入装置使分段断路器自动合上，恢复对该母线的供电。

2）缺点：任何母线故障时，该母线上的回路必须停电。 （3）运行方式：

1）外桥接线的运行方式： 外桥接线是将联络断路器接在主变压器断路器的外侧（线路侧），

便于变压器的正常投入和退出操作及切除故障变压器。而线路的投入和退出及切除故障的操

作较为复杂，这种接线适用于线路较短，故障几率较小，主变压器按经济运行的要求而需要经常切换的，以及电力系统有较大穿越过桥断路器的情况，为了在检修时不至于影响其他回路运行，减少系统开环的机会，可以考虑增设“跨条”，并在“跨条”的两侧各装一组隔离开关，便于轮流停电检修，正常运行时跨条则断开。

2）单母线分段的运行方式：平时单独运行，当有一台变压器检修时可通过倒闸操作进行切换。 方案五：

110kV 10kV . . . . . .方案五主接线图

方案五 优缺点分析：

（1）双母线带旁路母线接线：

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1）优点：运行方便灵活。

2）缺点：投资大。

3）运行方式：当要检修线路WL1的断路器QF1时，先对旁路母线进行充电检查，若旁路母线完

好时，合上旁路开关，构成从工作母线出发，然后断开QF1及其两侧隔离开关，做好安全措施后，可对QF1进行检修。 （2）单母线带旁路母线接线：

1）优点：灵活性好，可靠性高。

2）缺点：造价昂贵，运行复杂，只有在出线断路器不允许停电检修的情况下，才应设置旁路母

线。 (3) 运行方式：当要检修出线断路器QF2时，可通过倒闸操作将分段断路器改作旁路断路器，使旁路

母线接至④号母线。所以该回路供电不会中断，此时两段母线可通过分段隔离开关并列运行也可分列运行。

经过技术比较后，确定选择方案一和方案四进行经济比较： 1.3.1 经济计算：（方案一） （1）综合投资：Z?ZT?Z

D1）变压器的综合投资：ZT?Za??1???0100??

变压器本身Z0=97.1万元

a取90（110kV 40~90）

ZT90???97.1??1???184.49万元100??

本次设计采用2台变压器即： 2ZT?2?2）配电装置综合投资：ZD?

Z

T?2?184.49?368.98万元

Z配电10?Z配电ZZZT配电10?29.5?2.55?6?44.8万元

所以， 综合投资：

Z?配电110?192.5?12.89?2?166.9万元D?44.8?166.9?211.7万元

Z?ZD?368.98?211.7?580.68万元

（2）年运行费用：U?a??A?10?U1?U?42

1) 小修、维护费:U1?0.022?Z?0.022?580.68?12.775万元

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2) 拆旧费： U2?0.058?Z?0.058?580.68?33.679万元 3) 电能电价：本次设计取0.50元/KW·h

a??A?10?4????n????Smax1P?K??Q?T?n??P?K??Q????000???2???4????a?10 ???Sn?? 其中 △P0=35.5kW

△Pk=114 kW

△SN=25000kvA

SN=20638 kvA

T=8000h t=7350h

??a??A?10?4??n???2??P0?K??Q0?T0?1?Smaxn??P?K??Q??????????a??4??Sn???10??49.112?2????2??27?0.1?162.5??8000?12??114?0.1?24999.74????7350?0.5?????25????4??10??1888.146元?0.189万元U?a??A?10?4?U1?U2 所以，年运行费用:?0.189?12.775?33.679

?46.643万元

1.3.2 经济计算：（方案四) （1）综合投资：Z?ZT?ZD

? 1)变压器的综合投资：ZT?Za0?1???100??

变压器本身Z0=97.1万元

a取90（110kv 40~90）

Z?97.1???1?90?T?100??184.49万元?

本次设计采用2台变压器即：

2ZT?2?ZT?2?184.49?368.98万元 2）配电装置综合投资：ZD?Z配电10?Z配电

12

所以，综合投资：Z?ZZZZ配电10?29.5?2.55?2?44.8万元?140.6万元

配电110

D?44.8?140.6?185.4万元T?ZD?368.98?185.4?554.38万元?4（2）年运行费用： U?a??A?10?U1?U2

1）小修、维护费： U1?0.022?Z?0.022?554.38?12.196万元 2）折旧费：U2?0.058?Z?0.058?554.38?32.154万元 3）电能电价：本次设计去0.50元/KW·h

a??A?10?4

????n????P0?K??Q0?T?01n??P?K??Q????Smax??Sn????2???4????a?10 ?? 其中 △P0=35.5kW

△Pk=114kW △SN=25000kvA

SN=20638 kvA

T=8000h t=7350h

a??A?10?4????n?????Smax1P?K??Q?T?n??P?K??Q?????Sn00012????2???4????a?10??2????2??27?0.1?162.5??8000????1888.146元?0.189万元??114?0.1?24999?49.112?.74?????25????4?7350??0.5?10??U?a??A?10?44.539万元?4?U1?U2所以，年运行费用：?0.189?12.196?32.154

方案一、方案四经济指标结果比较表如下： 综合投资Z 年运行费用U 方案一 580.68万元 46.643万元 方案四 554.38万元 44.539万元

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综合比较，取最小值为最优方案，因此采取：方案四。

1.4 电容器的选择

220KV及以下的电网无功补偿装置的无功补偿容量，通常为主变压器的 5％～10％，本次设计取其变压器的7％。【参考《指导教程》】 故所取无功补偿容量为25×7％=1.75（Mvar）

第二章 所变用电设计

）?照明生活用电]/cos?

2.1 所变用电负荷容量：【由第一章可知】

?S所?[K?（经常的或连续的负荷=[ 0.85?(43.9+2.8)+10.5]/0.85 =59 (KVA)

2.2 所变用变压器的选择:【参考《指导教程》P32页】

（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，应装有两台所用变压器。

（2）采用整流操作电源或无人值班的变电所，应装有两台所用变压器并应分别接在

不同的电压等级的电源或独立电源。

（3）如能够从变电所外引入可靠的380V备用电源，上述变电所可只装设一台所用变

压器

（4）当没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20KV即可满足要求。 据以上信息可得：

我们选择两台所用变压器，分别接于方案四的10kV的单母分段的母线两侧，所用负荷比较重要，大多数属于Ⅰ负荷, 以及根据上述所算的容量，故选择两台型变压器型号：S9-M-63

其相关数据见下表： 额定 容量 额定电压 高压 低压 0.4kV 连接组标号 损耗 空载 负载 1.04 空载阻抗电流电压（%） （%） 型号 S9-M-63 所用变主接线：

10±63KVA 8*1.25% Y,yn0 0.2 1.9 4 14

10kV . . . . . .

所用变主接线图

0.4kV

第三章 短路电流计算

3.1 短路电流计算电路图 如下图所示:

系统S断路器QF1 ~ 系统S2

1 f ~ L3 L2

T4 330kv

220kv T1 T2 T3

10.5kv 10.5kv 15.75kv

L ~ ~ 5~

G1 G2 G3 青元水力发电厂 晋芜火力发电厂

T6 T5 110kv

L6

T7 10kv

都乐变电所 汪桥变电所

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3.2 等值电路计算

短路电流计算等值电路图如下图所示：【参考《电力系统分析》】

1 2 6 3 4 5 7 8 9

Uk1?12Uk31Uk23??100?1?Uk2????13

?100100100??Uk2100?1??Uk12Uk23Uk31??2?????1 ?100100100??Uk31??Uk23Uk31Uk12?100?2??100??100??9 ?100?X11?100?0.28

8.965231?3X1002?100?0.406??0.0762312

X133?100?100180?0.072

X??14100?100180(负值）

16

X5?12?0.4?1000.0363

1152?X6?25?0.408?1000.0771

1152?X7?10?0.4?1002?0.0302

115X10?X1?X2?X3?X4??X5//?X6?X7???0.028?0.076?0072?0???0.0363??0.0771?0.0302???0.0363?0.0771?0.0302?

??0.2031） 芙蓉变电所110kV母线K1点短路电流的计算:

1 2 4 3 10 IB?100115?3?0.502KA

I1??1X?100.203?4.926

IP?0.502?4.926?2.473KA

K1点短路冲击电流：

iimp?2?1.8?2.473?6.295KA

K1点热效应:

17

（

Q?6.2952?10?2.473?22.4732?4?0.05?2.473?35.939KAS

22k11012（2）芙蓉变电所10kV母线K2点短路电流的计算:

10 8 9 11

X8?X9?10.5100?100.42

252?0X11?X10??X//X8??0.203???0.42?92??0.413??

IB?10010.5?3?5.499kA

I11??X??2.41

110.413IP?5.499?2.41?13.313kA

K2点短路冲击电流：

iimp?2?1.8?13.313?33.889kA

K2点热效应:

2Q33.8892?10?13.313?13.3132k10?12?4?0.05?13.3132?1041.549KA2s

3）

18

（

芙蓉变电所短路电流计算结果如下表：

0s短路电2s短路电4s短路电短路冲击短路热效流周期分流周期分流周期分短路点量 编号 有名值 I''电流 量 有名值 I2应 量 有名值I4（kA） （kA） 2.473 (kA) iimp(kA) KAs2 110kV2.473 母线K1 10kV 13.313 母线K2 2.473 6.295 35.939 13.313 13.313 33.889 1041.549

第四章 导体及主要电气设备的选择

4.1 导体及主要电气设备的选择的一般原则

导线继电器设备的选择设计，必须执行国家有关技术经济政策，并应该做到技术先进、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。【参考《电气设备》P281页、《课程设计》P111页】 一般电气设备选择应满足以下原则：

（1）满足正常运行、检修情况下的要求，短路和过电压时都能可靠运行； （2）按短路状态校验动稳定和热稳定； （3）应按当地环境条件校核；

（4）应力求工程技术先进和经济合理； （5）选择导体时应尽量减少品种； （6）应考虑远景发展；

（7）一般电气设备的使用条件为不超过1000m；

（8）配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为户外布置时，设备则

户外式。

载流导体选应满足一下原则：

（1）导线在通过正常最大负荷电流即线路计算电流产生的发热温度，不应超过其正常运

行时的最高允许温度；

19

（2）导线和电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许

的电压损耗；

（3）35KV以上的高压线路，一集电压在35KV以下但距离长，电力大的线路，其导线和

电缆截面宜按经济电流密度选择，可使线路的“年费用支出”最小；

（4）导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其机械强度最小允许截面。对于工厂的

电力线路，只需按其最小截面校验就行了。对于电缆，不必校验其机械强度； （5）对于60KV以上电压的架空线路，为了防止电晕损耗和对无线电波的干扰，在正常

运行情况下不允许出线全面电晕。因此避免电晕的发生已成为高业与超高压线路选择导线截面技术的重要技术条件。对一定的导体，影响其会否出现电晕的重要因素。是导线的半径或截面。在选择导线截面时，要求导线在晴天不出现全面电晕的导线最小直径或相应的导线型号。

4.2主母线的选择

110KV主母线的选择

（1）母线型号（材料、类型、布置方式）的选择：【参考《指导教程》P19页、《电

气设备》P285页】

1）常用导线材料有铜、铝、铝合金及钢材料制成，其中铜的电阻率低，抗腐蚀性强，机械强度大，但是价格较贵；铝的电阻率虽为铜的1.7~2倍，但是密度只有铜的30%，但是价格较低，因此，都采用铝或铝合金材料。

2）工业上常用的硬母线截面为矩形，槽型和管型，根据工作电流的大小，该母线所选的是矩形。

3）根据实际情况，可选三相水平位置。母线平方在绝缘子上。 （2）母线截面的选择

配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择，其余导体的截

面一般按经济电流密度选择，因此，按导体长期发热允许电流选择。

载流导体所在电路中最大持续工作电流Ig.max应不大于导体长期发热的允许电流Iy,即Iy>=Ig.max Ig?max?10.5IN?1.05?SN?3?UN??1.05?250003?115?131.786kA

参考《指导教程》P23页表4-2和《电气设备》 P286页试取110kV导线：LGJ?95

Iy?0.81?330?267.3kA?131.786kA （合格）

?Ig?max工作温度（网上查）：Q?Q??Q?Q?????Iy0y0????2?40℃

热稳定校验：【参考《电气设备》P287页】

Smin?QCk110?35.93999?60.55mm2

参考《指导资料》P23页附录表4-3，选导线110kv母线截面选用：S?25?5?125mm

2 20

S?QCk110 （合格）

所以110kV主母线LGJ-95满足要求。

（3）电晕电压校验

对一定电压的导体，影响其会否出现电晕的主要因素，是导线的半径或截面。额定电压为110KV的导线，可不必验算电晕的导线的最小直径或相应导线型号为导线外径9.6mm或相应线号为LGJ-50.在本次设计中，使用的是LGJ-120，满足要求，可不必验算电晕。

10kV的母线：

Ig?max?10.5IN?1.05?SN?3?UN??1.05?250003?10.5?1443.376kA

参考《指导教程》P23页表4-3和《电气设备》P286页试取导线，选用：S?125?8

Iy?0.81?1920?1555.2kA?1443.376kA （合格）

?Ig?max工作温度：Q?Q??Q?Q?????Iy0y0????2?67℃

热稳定校验：（参考《电气设备》P287页）

Smin?QCk10?1041.54987?370.95mm22

参考《指导教程》的P23页附录表4-3，选导线10kV母线截面选用：

S?125?8?1000mm?370.95mm

2S?QCk110 （合格）

动稳定的校验：【参考《电气设备》P288页】 单条矩形母线材料最大计算应力:

W?bh62?8?125622?2.0883?102?5?js?1.73?ich??LaW?102?8

1?1.52?1.73??33.889?10?63?0.3?2.883?10?10?5?8?7.154?10Pa 21

由查可知?6y?70?10Pa 则

?，所选导线规则通过校验。

y?? js

4.3 开关设备的选择:【参考《课程设计》、《指导资料》《电气设备》】 4.3.1 断路器

(1) 110KV断路器的选择 种类和形式的选择

根据安装地点选：户外型

【参考《指导资料》P208页附表4-3】

所选型号为：OFPI-110，其参数见下表所示： 型号 额定电压额定电流 额定开断电流 动稳定电流 3s热稳定电流 U NIN I2br ig?max Ir?t OFPI-110 110KV 1250A 31.5KA 80KA 31.5KA 选择额定电压，断路器的额定电压110KV=电网的额定电压，即：

UN?Ug?110kV

1.05?34.389?106选择额定电流：IN?Ig?max?28A3?115?103?181.

开断能力：Ibr?Ikt?2.473kA

动稳定校验：imax?ish?6.295kA

Ir?31.5kA3S时热稳定校验：Q?35.939KA2K110s

I231.52?3?2976.75KA2s?35.939KA2r?t?s

(2) 10KV断路器的选择 种类和形式的选择

根据安装地点选：户内型

根据技术条件选：真空断路器

【参考《指导教程》P24页附表4-4】

所选型号为：ZN12-10/2000，其参数见下表所示： 型号 电压 额定电流 额定开断极限通过3s热稳定UN I电流I电流 2N br 电流Ir?t ZN12-10/2000 10KV 2000A 14KA 100KA 40KA 22

选择额定电压：UN?Ug?10kV

106选择额定电流：IN?Ig?max?1.05?34.389?1982.043A

3?10?103?开断能力：Ibr?Ikt?13.313kA

动稳定校验：imax?ish?33.889kA

Ir?40kA3S时热稳定校验：Q?1401.549KA2K10s

I2?402?3?4800KA2s?1041.549KA2r?ts

4.3.2隔离开关的选择 (1) 110KV隔离开关

按安装地点选择：户外

【参考《课程设计》P217页附表7-1】

选择户外型，型号：GW4--110/2000，其参数见下表所示： 型号 额定电压 额定电流 4s热稳定电流U NI极限通过电流 2N Ir?t GW4-110/2000 110KV 2000A 80KA 31.5KA 选择额定电压：UN?Ug?10kV

1.05?34.389?106选择额定电流：IN?Ig?max??181.28A3?115?103

动稳定校验：imax?ish?6.295kA

Ir?31.5kA4S时热稳定校验：Q?35.939KA2K110s

I222r?t?31.52?4?39697KAs?35.939KAs

(2) 10KV隔离开关

按安装地点选择：户内

【参考《课程设计》P217页附表7-1】

23

选择户内型，型号：GN2--10/2000，其参数见下表所示： 型号 额定电压 额定电流 10s热稳定电流 U 2NI 极限通过电流 NIr?t GN2-10/2000 10KV 2000A 85KA 36KA 选择额定电压：UN?Ug?10kV

106选择额定电流：IN?Ig?max?1.05?34.389?1982.043A

3?10?103?动稳定校验：imax?ish?33.889kA

Ir?36kA10S时热稳定校验:Q2K10?1401.549KAs

I2?t?362?10?12960KA2s?1041.549KA2rs

110KV断路器及隔离开关校验表 ：

项目 计算数据 断路器隔离开关合格（OFPI-110/1250） （GW4-110/2000） 与否 额定电压 UN 110kV UN 110kV UN 110kV √ 额定电流 Ig?max181.2A IN 1250A IN 2000 √ 开断电流 'Ibr31.5kA √ I' 2.473kA 动稳定 ish 6.295kA ig?max 80kA ig?max80kA √ 2热稳定 35.939KAS 2976.75 KA2S 39697 KA2S Q k110I2√ r?t I2r?t

24

项目 额定电压 计算数据 UN10kv断路器及隔离开关校验表：

断路器隔离开关（ZN12—10/2000） （GN2—10/2000） UN合格与否 √ √ √ √ 10kV 10kV UN 10kV 额定电流 Ig?max1982.43A 开断电流 动稳定 热稳定 I 2000A NI 2000A NI 13.313kA ''Ibr 40kA ig?max ish 33.889kA ig?max 100kA 85kA 1041.549 KA2S 4800 KA2S 12960KA2S Q k10Ir2?t Ir2?t √

4.3.3互感器的选择： （1）110kV 电流互感器

按安装地点选择：户外

【参考《课程设计》P122页附表8-3】

选择户外型，型号：LCWD2--110/200，其参数见下表所示： 额定电压 额定电流 1s热稳定动稳定倍数 型号 准确级次 倍数Kt UN IN Kd LCWD2--110/200 110KV 200A 75 130 （2）校验 ：由于在110kV的回路工作电流为Ig?max?181.28kA，试取：LCWD2--110/200

查表可得：IN?200A Kt?75 Kd?130

动稳定校验：2?I1N?Kd?2?200?130?36.75kA?6.295kA 热稳定校验：

?I1N?Kt??200?75?2?2?225KAs?35.939KAs22

（3）10kV 电流互感器：

1)按安装地点的选择：户内

25

【参考《课程设计》P123页附表8-4】

户内型，型号：LAJ--10/2000，其参数见下表所示： 额定电额定电流 1s热稳定型号 准确级次 倍数Kt 压UN IN LAJ--10/2000 10KV 2000A 50 动稳定倍数 K d90 2)校验 ：由于在10kV的回路工作电流为Ig?max?1982.43kA,试取：LAJ--10/2000

查表可得：IN?2000A Kt?50 Kd?90

动稳定校验：2?I1N?Kd?2?2000?90?254.558kA?33.889kA 热稳定校验：

?I1N?Kt??2000?50?2?2?10000KAs?1041.549KAs

22

（4）10kV出线 电流互感器（最大负荷）

1)按安装地点的选择：户内

【参考《课程设计》P122页附表8-3】

户内型，型号：LA--10/500，其参数见下表所示： 额定电压额定电流 1s热稳定型号 准确级次 倍数Kt UN IN LA--10/500 10KV 500A 0.5 75 动稳定倍数 K d135 63 2)校验 ： 由于在10kV的出线回路工作电流为

LA--10/500

Ig?max?7.6?1010?10?3438.76A,试取：

查表可得：IN?500A Kt?75 Kd?135

动稳定校验：2?I1N?Kd?2?500?135?95.459kA?33.889kA 热稳定校验：

?I1N?Kt??500?75?2?2?1406.25KAs?1041.549KAs22

（5）电压互感器

电压互感器的选择：【参考《课程设计》P127页】

110kV的电压互感器选择：YDR-110 10kV的电压互感器：JSJW-10

4.3.4 避雷器的选择

为了保证避雷器的使用寿命，长期施加与避雷器上运行电压不得超过避雷器的持续运行电压，故变压器额定电压为110KV的选择避雷器型式为FZ-110J,变压器额定电压为10KV的选择型式为FZ-10。

26

第五章 配电装置的设计

1、配电装置的设计原则：

配电装置的设计要满足以下基本原则：

（1）要因地制宜，特别要注意节约用地，争取不占或少占地；

（2）保证运行安全和工作可靠，按照系统和自然条件，对设备进行合理选型； （3）便于巡视、检修和安装，安全方便；

（4）在保证上述条件要求下，布置紧凑，力求节约材料，减少投资； （5）考虑施工、安装和扩建的方便。 2、设计要求：

（1）满足安全净距；

（2）满足施工检修要求； （3）满足运行要求；

（4）节约材料，降低造价。

参考文献

1 陈光会 王敏.电力系统基础.北京：中国水利水电出版社，2004

2 李丽娇 齐云娇 .发电厂变电所电气设备.北京：中国电力出版社，2005

3 王士政.电力类专题课程设计与毕业设计指导教程.北京：中国水利水电出版社，2007

4 发电厂变电所电气一次部分设计指导资料： 广西水利电力职业技术学院，电力工程系，2011 3 5 互联网搜索

6《35~110KV变电所设计规范》 GB50059—92 国家标准

7《10~110KV无人值班变电所设计规程》 DL/T5103—1999 行业标准

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kbg6.html