35kv变电站毕业设计

摘 要

设计说明书内容共分为，包括主接线的设计、负荷计算与变压器选择、高压电器的选择、变电所的防雷及变电所的布置等。本设计以实际负荷为依据，以变电所的最佳运行为基础，按照有关规定和规范，完成了满足该企业供电要求的35kV变电所初步设计。

设计中先对负荷进行了统计与计算，选出了所需的主变型号，然后根据负荷性质及对供电可靠性要求拟定主接线设计，考虑到短路对系统的严重影响，设计中进行了短路计算。设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了防雷保护的设计和计算，提高了整个变电所的安全性。

关键词：35kV变电站 总体设计 电气主接线 配电装置

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前言

本论文《35KV变电站初步设计》以实际工程技术水平为基础，以变电站资料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖《发电厂电气部分》、《变电站综合自动化》、《供电技术》、《高电压技术》等主要专业课。目的是通过变电站设计，综合运行所学知识，结合实际工作贯彻执行我国电力工业有关方针政策及技术标准，做到理论联系实际。培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时也为今后工作打下良好的基础。在写作过程中，初步体现了工程设计的精髓内容，如根据规程选择方案、用对比的方法对方案评价等。锻炼了我们用实际工程的思维方法去分析和解决问题的能力,为今后工作奠定基础。

电气主接线是发电厂和变电站的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。在短路电流方面，讲述了短路电流的危害以及两个电压等级处短路电流的计算。电气设备的选择以及各种元器件如何选择参数为主，因为只要确定了器件的参数就能十分容易的根据电力手册查出元件型号，最后还对导线截面的确定以及导线截面积的校验方法还进行说明。在绝缘配合过电压保护及接地等方面进行了简单的设计，使变电站电气一次部分基本完成。

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目 录

第一部分 说明书

第一章 电气主接线的设计??????????????????????5 1.1选择要求??????????????????????????5 1.2 方案选择??????????????????????????6

1.3 主接线确定???????????????????????? 7 第二章、变电站主变压器和所用变的选择??????????????? 8

2.1 主变压器容量和台数的确定????????????????? 8 2.2 主变压器连接方式 ????????????????????? 8 2.3 主变压器阻抗和调压、冷却方式????????????????9 2.4 变压器中性点接地方式和中性点设计????????????? 9

2.5 主变压器选择????????????????????????10 2.6 所用变压器的选择??????????????????????10

第三章 短路电流的计算???????????????????????12 3.1 短路计算的目的???????????????????????12 3.2短路电流计算条件??????????????????????12 3.3 短路电流计算的规定?????????????????????13 3.4 冲击系数的选择???????????????????????13 3.5短路点的选择????????????????????????13 第四章 电气设备的选择???????????????????????14

4.1电气设备的选择原则?????????????????????14错误！未定义书签。

4.2断路器的选择????????????????????????14 4.3 隔离开关的选择和校验????????????????????17 4.4 电流互感器的选择和校验???????????????????18 4.5 电压互感器的选择和校验???????????????????20 第五章 变电站导体的选择??????????????????????21 5.1 母线的选择?????????????????????????21 5.2 电缆的选择?????????????????????????22 第六章 配电装置的选择???????????????????????23 6.1 配电装置的基本要求?????????????????????24 6.2 配电装置设计的基本步骤???????????????????24 6.3 配电装置型式的选择原则选择?????????????????24 6.4各种配电装置的特点????????????????????? 24

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第七章 变电站保护?????????????????????????25 7.1 继电保护??????????????????????????25 第八章 防雷保护?????????????????????????26

第二部分 计算书

第一章 主变容量的计算???????????????????????28 第二章 短路电流的计算???????????????????????29 第三章 变电站高压电气选择计算???????????????????32 3.1断路器和隔离开关的选择??????????????????? 32 3.2 电压互感器的选择?????????????????????? 34 3.3 电流互感器的选择?????????????????????? 37 第四章 导体选择计算书???????????????????????40 4.1 35kV架空线路的选择和校验??????????????????41 4.2 10kV母线的选择和校验????????????????????42 结论?????????????????????????????? 43 参考文献???????????????????????????? 44 附图?????????????????????????????? 45

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第一章 电气主接线的设计

1.1主接线设计原则和要求

电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传

输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线设计代表了变电所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性，灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的抑定都有决定性的关系，对电气主接线的基本要求，概括的说包括可靠性，灵活性和经济性三方面。

电气主接线的设计原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针，政策，技术规定为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠，调度灵活，满足多项技术要求的前提下，兼顾运行维护方便，尽可能节省投资，就地取材，力争设备元件先进性和可靠性，坚持可靠，先进，适用，经济，美观的原则。

1.2 基本接线的适应范围及本厂的设计

依据变电站的性质可选择单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、外桥型接线、内桥型

接线、五种主接线方案，下面逐一论证其接线的利弊。

1.2.1 单母线接线

单母线接线的特点是每一回线路均经过一台断路器和隔离开关接于一组母线上。 优点：

（1）接线简单清晰、设备少、操作方便。 （2）投资少，便于扩建和采用成套配电装置 缺点：

（1）可靠性和灵活性较差。任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修均需使整个配电装置停电。

（2）单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。 适用范围：

单母线接线不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求，一般用于6-220kV系统中，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。

1.2.2 单母线分段带旁路母线的接线

为克服出线断路器检修时该回路必须停电的缺点，可采用增设旁路母线的方法。

当母线回路数不多时，旁路断路器利用率不高，可与分段断路器合用，并有以下两种接线形式。

分段断路器兼作旁路断路器接线。

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旁路断路器兼作分段断路器接线。 优点：

单母分段带旁路接线与单母分段相比，带来的唯一好处就是出线断路器故障或检修时可以用旁路断路器代路送电，使线路不停电。

单母线分段带旁路接线，主要用于电压为6～10KV出线较多而且对重要负荷供电的装置中；35KV及以上有重要联络线路或较多重要用户时也采用。

单母线分段接线，虽然缩小了母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围，在一定程度上提高了供电可靠性，但在母线或母线隔离开关检修期间，连接在该段母线上的所有回路都将长时间停电，这一缺点，对于重要的变电站和用户是不允许的。

1.2.3 双母线接线

优缺点分析：

（1）可靠性高。可轮流检修母线而不影响正常供电。当采用一组母线工作、一组母线备用方式运行时，需要检修工作母线，可将工作母线转换为备用状态后，便可进行母线停电检修工作；检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电；工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电；可利用母联断路器代替引出线断路器工作，使引出线断路器检修期间能继续向负荷供电。

（2）灵活性好。为了克服上述单母线分段接线的缺点，发展了双母线接线。按每一回路所连接的断路器数目不同，双母线接线有单断路器双母线接线、双断路器双母线接线、一台半断路器接线（因两个回路共用三台断路器，又称二分之三接线）三种基本形式。后两种又称双重连接的接线，意即一个回路与两台断路器相连接，在超高压配电装置中被日益广泛地采用。

1.2.4 外桥型接线

外桥接线，桥回路置于线路断路器外侧，变压器经断路器和隔离开关接至桥接电，而线路支路只经隔离开关与桥接点相连。

外桥接线的特点为:

（1）变压器操作方便。如变压器发生故障时，仅故障变压器回路的断路器自动跳闸，其余三回路可继续工作，并保持相互的联系。

（2）线路投入与切除时，操作复杂。如线路检修或故障时，需断开两台断路器，并使该侧变压器停止运行，需经倒闸操作恢复变压器工作，造成变压器短时停电。

（3）桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系，出线侧断路器故障或检修时，造成该侧变压器停电，在实际接线中可采用设内跨条来解决这个问题。

外桥接线适用于两回进线、两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换，而且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。

1.2.5 内桥型接线

内桥接线，桥回路置于线路断路器内侧（靠变压器侧），此时线路经断路器和隔离开关接至桥接点，构成独立单元；而变压器支路只经隔离开关与桥接电相连，是非独立单元。

内桥接线的特点：

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（1）线路操作方便。如线路发生故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余三回线路可继续工作，并保持相互的联系。

（2）正常运行时变压器操作复杂。

（3）桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系；同时，出线断路器故障或检修时，造成该回路停电。为此，在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活性。

内桥接线适用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。

桥形接线具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为节省投资，在发电厂或变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。

因此，由任务书中负荷资料知，35KV上近期无负荷。而10KV的负荷中有企业负荷，若断电将造成较大的经济损失和资源浪费，因而需要保证供电的可靠性；同时，由于10KV承担着企业用电，对电力供应的可靠性要求也是较高的，综合考虑35KV站的投资规模，故而在设计过程中应在保证供电的可靠性的基础上考虑经济因素。

1.3 主接线确定

本企业从网里变电站出35KV线路2回，根据设计原则可采用外桥的接线形式。 本期10KV出线回路数为6回，可采用单母线分段。 表2.1 接线形式方案对比 可靠性 单母线分段 对重要用户可以从不同分段引出双母线分段 供电可靠，母线分段使检修任一回路两回馈电线路，由两个电源供电。都不用停电。 当一条母线发生故障是还能保证另一条母线的正常供电。供电可靠性较高。 灵活性 经济性 接线简单清晰，运行操作方便。 少用了断路器、隔离开关，占地面积小，较经济。 接线相对复杂，调度灵活 双母分段占地面积大，土建投资大，所用的隔离开关多。不够经济。

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第二章 变电站主变压器和所用变的选择

2.1主变压器容量和台数的确定

2.1.1 主变容量选择原则

主变容量选择一般按变电所建成以后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20

年发展。对城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合。根据变电所带负荷性质及电网结构决定主变容量。对有重要负荷变电所考虑一台主变停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的一、二级负荷；对一般性变电所当一台主变停运时，其余主变应能保证其余负荷的60%。同级电压的单台降压容量的级别不易太多，应从全网出发，推行标准化、系列化（主要考虑备品、备件和检修方便）。

2.1.2 主变台数选择原则

对企业中的一次变，在高、低压侧构成环网情况下，装两台主变。对地区性孤立的一次变或大工业的专用变电所，装三台主变。对规划只装两台主变的变电所，其主变基础按大于主变容量的1～2级设计，以便负荷发展时更换主变。在本变电站设计中，具有2个电压等级，由于本变电站为地区性变电站，所以主变台数选择2台，两台同时运行。

由任务书的得，一车间和二车间属于?类负荷，为了保证供电可靠，本设计采用两台变压器。要求当两台变压器中的任意一台停运或损坏时，另一台变压器应带动全部负荷的7000?8000。

2.2 变压器的连接方式

依据《电力工程设计手册》规定指出：

第2.2.4条 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有Ｙ和△型两种。高低双绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Ｙ0连接，35KV亦采用Ｙ型，其中性点通过消弧线圈接地。35KV以下电压变压器绕组都采用△连接。本设计中变电站电压等级为35/10KV，接线方式采用YN/d11的接线方式。

2.3 主变阻抗及调压方式选择

2.3.1主变阻抗的选择

根据《 电力工程电气设计手册》（电气一次部分），变压器的阻抗实质就是绕组间的漏抗，阻抗的大小主要取决于变压器的结构和采用的材料。从系统稳定和供电电压质量考虑，希望主变压器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系统短路电流增加，高、低压电器设备选择遇到困难；另外阻抗的大小要考虑变压器并联运行的要求。

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主变阻抗选择原则：①各侧阻抗值的选择须从电力系统稳定、潮流计算、无功分配、继电保护、短路电流、系统内的调压手段和并联运行等方面进行综合考虑；②对普通两绕组变，目前有“降压型”一种；

2.3.2调压方式的选择

为保证供电所或发电厂的供电质量，电压必须维持在允许的范围内，调压方式有两种，一种称为无激磁调压，调整范围在±2×2.5%以内；另一种成为有载调压，调整范围达30%，其结构复杂，价格昂贵，在下例情况下选用：接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证用电质量，要求母线电压恒定时，且随着各方面的发展，为了保证电压质量及提高变压器分接头质量。所以选用有载调压。

2.3.3 变压器冷却方式

主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却，本

次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。

2.4 变压器中性点接地方式和中性点设计

电力网中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。电力网中性点的接地方式有： a.中性点非直接接地 b.中性点经消弧线圈接地 c.中性点经高阻抗接地 d.中性点直接接地

10～35KV侧采用中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式。10～63KV电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电流大于30A（10KV）或10A（35KV）时，中性点应经消弧线圈接地。装消弧线圈时,它可直接接到35KV侧中性点,且两台主变可共用一台消弧线圈。10KV侧由于是“⊿”型接线，无中性点，故需加接地变，将中性点引处，以接消弧线圈，接地变的容量应大于消弧线圈的容量，一般，应在10KV级的每一段母线上安装型号一样，容量相同的接地变。但是电容电流不能超过允许值，否则接地电弧不易自熄，易产生较高的弧光间隙接地过电压，波及整个电网，所以可采用消弧线圈补偿电容电流，即经消弧线圈接地。

2.5 主变选择

根据任务书资料中的反馈负荷表，可得各馈线负荷 有功功率：

p?1046?735?808?1000?920?1350?737?931?7527(kW)

无功功率：

Q?471?487?572?495?280?283?498?687?3773(kVar)

取同时系数：有功负荷Ky?0.85;

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无功负荷Kw?0.95 则：

P1?Ky?P?6397.95?kW?

Q1?Kw?Q?3517.85?kvar?视在功率：

P??P.95?KW?1??Pr?6543Q??Q1??Qr?4101.95?kvar?S1?P2?Q2?7301?kVA?

在正常运行中变压器有功和无功的损耗可以分别用公式：

?Pr?0.02S1?0.02?7301?146?kW??Qr?0.08S1?0.08?7301?584.1?kvar?

变电所35kv侧功率：

由任务设计书可知供电部门对功率因数的要求为cos??0.9 则：tan??0.4845

则系统供给的无功功率为;

?kvar? Q2?P?tan??3171需要补偿的无功功率为：

Qc?Q??Q2?930.95?kvar?

所以主变压器容量为：

2Sr?P?2?Q2?7272?kVA?

由任务书的得，一车间和二车间属于?类负荷，为了保证供电可靠，本设计采用两台变压器。要求当两台变压器中的任意一台停运或损坏时，另一台变压器应带动全部负荷的7000?8000。 7272?80%=5817.6（kVA)

表2-1 主变选择结果如下表所示： 型号 额定容量 额定电压（kV） (KVA) 高压 低压 6300 35?500损耗（kw) 空载 6.56 连接组别 短路 36 空载电阻抗电流（%） 压（%） 0.7 7.5 S9?6300/35 10.5 yd11 2.6 所用变的选择

选择SL7?80/10型变压器两台线电力变压器供交流50hz输电系统中配电所使用，也可以供户内外连续使用。

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表2-2 所用变选择结果如下表所示： 型号 额定容额定电压（kv) 量（kVA) 80 高压 10 低压 0.4 损耗（kW 阻抗电空载电压（%） 流（%） 4 4.7 连接组标号 SL—80/10

空载 0.27 短路 1.65 YYn0

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第三章短路电流的计算

3.1 计算短路电流的目的

短路电流计算的目的主要有以下几方面：

1、选择导体和电气设备，如断路器、互感器、电抗器、母线等；

2、在设计和选择电力系统和电气主接线时，为了比较各种不同的方案的接线图，确定是否采用限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路计算；

3、为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确确定其参数，必须对电力网发生的各种短路进行计算和分析；

4、验算接地装置的接触电压和跨步电压；

5、为确定送电线路对附近通信线路电磁危险的影响提供计算资料；

3.2短路电流计算条件

1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定:对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.

2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3.短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.

3.3短路电流计算的规定

验算导体的稳定性和电器的动稳定热稳定以及电器开断电流的能力，应按本设计的设计规划容量来计算，并考虑到电力系统的5-10发展规划（一般应按本工程的建成之后的5-10年）。在确定短路电流时应按可能发生的短路电流的正常接线方式，而不应按照仅在切换时过程中的可能的并列运行方式的接线方式。

选择导体和电器时所用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

选择导体和电器时，对不带电抗的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的地点，对带电抗器6～10kv出线与厂用分支回路，除其母线与隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器之前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。 导体和电器的动稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机的出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。

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3.4 冲击系数的选择

冲击系数的变化范围为:1?KM?2

在实用计算中，当短路发生在单机容量为12MW及以上的发电机母线上时取Km=1.9，当短路发生在其他地点时Km=1.8，当发生在发电厂高压母线侧取Km=1.85. 本设计冲击系数取1.8

3.5短路点的选择

根据设计任务书中的第六个任务需设计35kV和10kV配电装置，在这一篇中需要对配电装置的电气设备 导体进行计算和选择。则应计算在最大运行方式下流过电气设备的短路电流。 本设计短路电流的计算选择两短路点：即

表3-1 35kV侧d1和10kV侧d2。 短路点 d1 d2 基准电压（kV） 37 10.5 基准电流（kA) 1.56 5.5 短路电流标幺值 10 1.44 短路电流（kA) 15.6 7.92 冲击电流（kA) 39.78 20.2 全电流最大有效值（kA) 23.71 12.04

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第四章 电气设备的选择

4.1 电气设备的选择原则

1、按环境条件选择

电气产品在制造上分户外、户内两大类。户外设备的工作条件较恶劣，故各方面要求较高，成本也高。户内设备不能用于户外；户外设备虽可用与户内，但不经济。

2、按电网电压选择

电气可在高于10%到15% 设备额定电压Us的情况下长期运行，故所选设备的额定电压U应不小于装设处电网的额定电压，即： UN?U

按长时工作电流选，电器的额定电流In是指周围环境温度为θ℃时，电器长期允许通过的最大电流。它应大于负载的长时最大工作电流，即： IN?I

4.2 断路器的选择原则

选择高压断路器时，除按电气设备一般原则选择外，由于断路器还要切断短路电流，因此必须校验断流容量（或开断电流）、热稳定及动稳定等各项指标。

1、按工作环境选型

根据使用地点的条件选择，如户外式、户内式，若工作条件特殊，尚需选择特殊型式（如防爆型）。

2、按额定电压选择

高压断路器的额定电压，应等于或大于所在电网的额定电压，即 UN?U

式中，UN——断路器的额定电压；

U——高压断路器所在电网的额定电压。 3、按额定电流选择

高压断路器的额定电流，应大于或大于负载的长时最大工作电流，即 IN?Iarm

式中 IN——断路器的额定电流；

Iarm——负载的长时最大工作电流。

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4、校验断路器的热稳定

高压断路器的热稳定校验要满足下式要求： I式中 I2ts.Q2ts.Q.tts.Q?I?2ti

——断路器的热稳定电流；

tts.Q——断路器热稳定电流所对应的热稳定时间； I?——短路电流稳定值； ti—I?作用下的假想时间。

断路器通过短路电流的持续时间按下式计算： tis?tse?tbr

式中 tis——断路器通过短路电流的持续时间； tse——断路器保护动作时间； tbr——断路器的分闸时间。

断路器的分闸时间，tbr包括断路器的固有分闸时间和燃弧时间，一般对快速动作的断路器，

tbr可取0.11到0.16s，对中，低速动作的断路器，tbr可取0.18到0.25s。

5、校验断路器的动稳定

高压断路器的动稳定是指承受短路电流作用引起的机构效应的能力，在校验时，须用短路电流的冲击值或冲击电流的有效值与制造厂规定的最大允许电流进行比较，即

imax?ish Imax?Ish

式中 imax 、Imax——设备极限通过的峰值电流及其有效值； ish 、Ish——短路冲击电流极其有效值。

4.2.1 35kV侧断路器

最大持续电流： Imax =

1.05?6300=109.12A

35?3 15

d1?3?短路时： 短路电流： I?3?=15.6kA

短路冲击电流：ich=39.78kA

短路容量： S?3?=999.7MVA

查《发电厂电气部分》附表6选用SW2－35/1000型少油断路器。可知其技术数据如下： 断流容量： SN=1500MVA 额定电流; IN=1000A 极限通过电流峰值： ies=63.4kA 4秒热稳定电流：I4=24.8kA

固有分闸时间：0.06 s

由上知:高压少油断路器SW2—35/100的各相指数都满足要求，热、动稳态也满足要求，故选用高压断路器SW2—35/1000

表4-1 选择结果如下表： 型号 额定电压（KV） 35 额定电流（A） 600 动稳定峰值（KA） 42 4S热稳定固有分闸电流（KA） 时间 20 0.06 SW2-35/1000 4.2.2 10kV侧断路器

d1点短路时最大持续工作电流：Imax? d2点短路时 短路电流：I(3)1.05?6300?381.939A

3?10?7.92kA

冲击电流：ich?20.2kA 短路容量：S(3)?144MVA

查《电力工程电气设备手册》电气一次部分上册表4-1-1，初选户内高压少油断路器，其技术指标如下：

额定电压： UN?10kV 额定电流：IN?600A

额定断路器容量： SN?300MVA 极限通过电流峰值：ies?40kA 2s热稳定电流：I2?16kA

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热动稳定也满足要求。 d2点短路时，SN10?10户内高压少油断路器的技术指标都满足要求，表4-2 选择结果如下表： 型号 额定电压 （KV） 额定电流 （A） 600 极限通过电流峰值（KA） 40 16 2S热稳定电流（KA） SN10?10

10 4.3 隔离开关的选择

4.3.1 35kV侧隔离开关

查《电力工程电气设备手册》电气一次部分上册表5-2-2，选用GW2—35GD/600隔离开关。其技术数据：

额定电压 UN?35kV 额定电流 IN?600A 动稳定峰值电流 ies?42kA 4秒热稳定电流 I4?20kA

在d1点短路时，GW2?35GD600隔离开关各项指标都满足要求，热稳定和动稳定也都满

600

最大工作动稳定峰值4S热稳定电流（KA） 20 足要求，故选用隔离开关：GW2?35GD表4-3 选择结果如下表： 型号 额定电压（KV） 额定电流（A） 600 电压（KV） 电流（KA） 40.5 42 GW2?35GD600 35 4.3.2 10kV侧隔离开关

查《电力工程电器设备手册》电气一次部分上册，表5—1—7，选用GN510/400型隔离开

关：其技术数据如下：

额定电压：UN?10kV 额定电流：IN?400A

动稳定电流峰值： Imax?52kA 5秒热稳定电流有效值：I5?14kA

在d2点短路时，隔离开关GN5—10/400各项指标都满足要求，动稳定、热稳定也都满足要求。

表4-4 选择结果如下表：

17

型号 额定电压（KV） 额定电流（A） 动稳定峰值电流（KA） 52 5S热稳定电流（KA） GN5—10/400 10 400 14 4.4电流互感器选择

互感器的选择原则： UN?Ues

IN?Imax

4.4.1 35KV侧电流互感器的选择

主变35KV侧的最大负荷电流

Imax?1.05?6300?109.12A

3?35Ues?35kV

查《电力工程电气设计电气设计手册》选用LRD—35套管式电流互感器。

4.4.2 10KV 侧电流互感器的选择

1、主变10KV 分段和10KV 侧断路器的最大负荷电流：

Imax?1.05?6300?382.7A

3?10查《电力工程电气设计电气设计手册》选用LFZH—10型电流互感器，其技术数据如下 表4-5 LFZH—10的技术数据 安装地 型号 额定电流 级数组 合 二次负荷（Ω） 0.5级 0.8 0.8 1级 3 级 1 1 D 级 --- --- 动稳定定倍数 倍数 IS热稳主变 10KV侧 LFZH-10 10KV分段 LFZH-10 400/5 400/5 0.5/3级 0.8 0.8 75 130 75 130 所以，动稳定，热稳定都满足要求。故选用 LFZH—10型电流互感器。 2、10KV 出线电流互感器的选择

10KV 出线回路电流取最大负荷电流为：

18

9312?6872Imax?66.89A

3?10查《电力工程电气设计电气设计手册》选用LFZH—10型电流互感器，其技术数据如下 表4-6 LFZH—10的技术数据 安装地 型号 额定电流 级数组 合 二次负荷（Ω） 0.5级 13 级 级 1 D 级 --- IS热稳定倍数 120 动稳定倍数 210 10KV馈线 LFZH-10 200/5 0.5/3级 0.8 0.8 动稳定，热稳定都满足要求。

容量的校验：电流互感器的负荷统计见表如下，其最大负荷1.45V.A 表4-7 电流互感器负荷（V.A） 仪表电流线圈名称 电流表（46L1-A型） 功率表（46D1-W型） 电能表（DS1型） 总计 A相 0.35 0.6 0.5 1.45 C相 0.6 0.5 1.1 根据电流和互感器安装处的电网电压最大工作电流和安装地点的要求。查附表8电流互感器技术数据选LFZH—10型屋内型电流互感器变比为400/5,由于供给计费电能表故选0.5级，二次负荷额定阻抗0.8Ω，动稳定倍数Kes?130，热稳定倍数Kt?75。选择电流互感器连接导线截面已知0.5级准备的允许最大负荷Z2N?0.8?，最大相负荷阻抗

2ra?pmax/I2?计入接触电阻0.1Ω则连接导线电阻不得超过N?1.45/25?0.0580.8?(0.058?0.1)?0.642?，若按机械强度要求的最小截面和标准为1.5mm2的铜线，其接线

电阻为：r?L?Lc1.75?10?2?3?40??0.808? S1.5虽然用1.5mm2的铜线，电流互感器负荷已超过额定值，不要足要求。满足准确度额定容量要求

1.75?10?2?3?40的连线允许最小截面积为：S???1.89(mm2)

Z2w?ra?rL0.8?0.058?0.1?Lc则选用标准截面为2.5mm2的铜线其接线电阻为：

19

1.75?10?2?3?40rL?0.45(?)

2.5此时二次负荷Z2L?0.058?0.1?0.485?0.643(?)满足0.5级的允许最大符合0.8?的要求。

故LFZH-10型电流互感器满足要求。

4.5电压互感器的选择 4.5.1 35K电压互感器的选择

35KV设备为户外设备，故选择户外型电压互感器JDJJ—35型单相户外油濅式电压互感器 表4-8 35kV电压互感器技术数据 型号 额定电压 二次绕组 三次绕组 副绕组额定容量 最大容量 一次绕JDJJ-35 组 0.5级 150 1级 250 3级 600 1200 353 0.13 0.13 4.5.2.10kV侧电压互感器的选择

10kV母线电压互感器除供测仪表外还用来作交流电网绝缘，查《发电厂电器部分》附表9。选JSJW-10型三相五柱式电压互感器。

表4-9 10 kV电压互感器技术数据 型号 额定电压（kV） 副绕组额定容量 最大容量（VA） 一次绕组 二次绕组 三次绕组 0.5级 JSJW-10

10 0.1 0.13 （VA） 1级 200 3级 480 960 120 20

第五章 变电站导体的选择

5.1 母线的选择

5.1.1 35kv母线桥的选择

选择35kv母线桥和变压器引线的截面S按经济电流密度来选，由d1?3?短路电流热稳定的校验：

最大持续工作电流为： Imax?1.05s1.05?6300??109.1A 3U3?35Tmax?4000，由【电力系统分析】表3-4知钢芯铝线的经济电流密度为J?1.15A/mm2

经济截面：S???Imax109.1??94.8mm2 J1.15查【电力系统分析】表3-5，初选LGJ-95钢芯铝线，最高允许载流量Ial?335?A? 要求，热稳定校验由裸导线热稳定校验公式：Smin?I?taxmm2?tax?0.35? CI??I?3??15.6kA C=87（热稳定系数） Smin?15600?0.35?106.1mm2 87 为了满足短路条件下的热稳定要求需要选用LGJ-120的钢芯铝绞线长期的载流量：380A 实际环境温度为300C时的综合修正系数K=0.95（海拔高度为1000m以下）

则：I?380?0.95?361A

5.1.2 10kv母线的选择

按长期发热允许电流选择，最大持续工作电流：（一台变压器的持续工作电流）

Imax?2?6300?1.05?381.9A 3?10查【发电厂电气部分】附表40?4单片矩形铝母线竖放时长期允许的载流量为480A。

?3?短路时： d2查【发电厂电气部分】表6-9.由?g得：C=91

21

?3?按d2短路电流求短路电流热效应Qk

Qk?QP?Qnp I??I*?Itk?Itk?7.92kA

2故选用40?4=160型导线满足热稳定要求。

而硬铝的最大允许应力为??70?10?Pa?，满足动稳定要求。

65.2 电缆的选择

10kv电缆的选择

在10kv侧最大负荷电流为：

9312?6872 Imax =Imax??66.89(A)

10?3根据《发电厂电器部分》图6—17查经济电流密度最大负荷利用小时数Tmax=4000,铝芯电缆的密度为J=0.86A/mm2则电缆经济截面：

S?Imax66.8??77.7mm2 J0.86??查《发电厂电器部分》附表14，初选10KV普通黏性浸渍绝缘三芯（铝）电缆ZLQ-95，电缆

芯截面面积为95mm2,电缆长期允许的载流量为185A 故ZLQ-95型电缆满足要求。 导体选择一览表： 35kV 架空线路 LGJ-150 35kV 母线桥 LGJ-120 10kV 母线 40x4单片矩形铝母线 10kV 电缆 ZLQ-95

22

第六章 配电装置的选择

6.1 配电装置的基本要求

配电装置是变电所的重要组成部分，它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，逼供结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置宜采用屋内式。

配电装置应满足以下基本要求：

（1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策，如节约土地。 （2）保证运行可靠。按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。

（3）便于检修、巡视和操作。

（4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。 （5）安装和扩建方便。

6.2 配电装置设计的基本步骤

（1）根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线多少和方式，有无电抗器，地形、环境条件等因素选择配电装置的型式。

（2）拟定配电装置的配置图。

（3）按照所选设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照规程参考典型设计绘制图。

6.3 配电装置型式的选择原则选择

配电装置的型式，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。

6.4各种配电装置的特点

屋外配电装置的型式除与主接线有关，还与场地位置、面积、地质、地形条件及总体布置有关，并受材料供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制。

（1）普通中型配电装置国内采用较多，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力较好，造价比较低。缺点是占地面积较大。

（2）高型配电装置的最大优点是占地面积少，一般比普通中型节约用地50%左右。但耗

用钢材多，检修运行不及中型方便。

一般在下列情况下宜采用高型：

23

①在高产农田或地少人多的地区 ②地形条件限制

③原有装置需改、扩建而场地受限制。

6.5 本设计的配电装置

1、35kV屋外配电装置

35kV配电装置采用中型布置把所有电气设备都布置在较低的基础上使各种电气设备处在同一水平内，占地面积大当检修维护较方便。

2、10kV屋内配电装置

10kV屋内配电装置采用成套开关柜单层布置，10kV母线用断路器分成两段，开关柜为GG——1A 型固定式单列独立布置GG——1A 型固定式单列独立布置。

第七章 变电站继电保护

24

7.1 继电保护

7.1.1 35KV架空线的保护

待设计的降压变压器是单侧电源的平行线路，应采用恒联差动保护作为主保护，在单回路

运行的情况下，则使用后备保护，采用过电流保护作为双回路运行的后备保护及一回线断开后的主要保护。

7.1.2 主变压器的保护

1、装设防御变压器铁壳内部短路和油面降低的瓦斯保护，重瓦斯动作于跳闸，轻瓦斯动作于信号：

2、装设防御变压器线圈和引出线的多相短路和线圈闸间短路的纵联差动保护，设置三个电流互感器，接成完全星形：

3、装设防御外部相间短路，并做瓦斯保护和纵联差动保护的后备保护的过电流保护，动作时间因须与母线分段时间开关配合，可取1.5s;

4、在主变压器低压侧装设过负荷保护，动作于信号。

7.1.3 10KV 母线分段断路器的保护

对中小容量变电所如果接在母线上的引出线不带电抗器时，不装设专用的母线保护，母线

故障可利用变压器的后备保护盒分段断路器的保护来切除。

母线分段断路器装设过电流带时限保护，设置两个LFZJI—10型电流互感器接成不完全星形，继电器选用DL—11型，其动作时限比馈线大Δt, 即t=1s,除过电流保护外，尚需装设两相式瞬时电流速断保护装置。

7.1.4 变电所10KV馈线路保护

由总降压变电所送点至每年间配电室的10KV电缆引出线，需要设置电流速断保护过电流和零序接地保护过电流和速断保护采用LFZJI-10型电流互感器接成不完全星形继电器选用GL-11/10型动作时间因需考虑与低压侧空气开关相配合故选为0.55接地保护采用LJ-10型电缆式零序电流互感器，动作接地信号。

第八章 变电站防雷保护

根据设计任务书和《电力设备过电压保护设计技术规程》的要求，配置防雷和接地设施。

8.1 防直击雷过电压保护

为防止雷电直击变电设备及其架构、电工建筑物等，变电所须装设独立避雷针，其冲击接

地电阻不超过10Ω，为防止避雷针、落雷引起的反雷击事件，独立避雷针与配电装置架构之间

25

的空气中的距离Sk不宜小于5m，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离Sd应小于3m。

8.2 防雷电侵入波采用取的措施

1、在变电所母线上安装阀型避雷器：

2、在距离变电所1-2km内装设可靠的进线保护。

8.3 阀型避雷器的选择

变电所的装设阀型避雷器以限制雷电侵入波时的过电压幅值在35KV母线桥上安装两组FZ-35型避雷器在10KV一般也安装两组FZ-10型避雷器

表8-1 避雷器选择一览表 型号 额定电压灭弧电压工频放电电压(KV(KV有效值) (KV有效值) 有效值) 不小于 FZ-35 FZ-10 35 10 41 12.7 84 26 不大于 104 31 134 45 134 45 冲击放电电5KA冲击电流压（KV幅值） 残压（KV幅值） 8.4变电所的进线段保护

变电所进线段保护的作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值和低压侵入的陡度，是变电所防雷保护的重要措施之一。待设计的变电所与系统变电所相距6km, 为了两个变电所的安全运行，建议35KV线路全线架设单根避雷线，距变电所的2km为进线段保护，其耐雷水平不小于30KA，避雷线的保护不宜超过30。

8.5 防雷接地

防雷保护设备的接地对保护作用的发挥有着直接的影响，其接地电阻的大小对电力系统安全运行有着密切的关系。

设计的变电所 在雷电日为一年39.6天，但土壤电阻率σ≤500Ω.m变电所接地采用环形直径50mm,长250cm钢管做接地体埋深1m,用扁钢链接包，保证接地电阻不大于4Ω.

为保证变电所安全运行，可将独立避雷针的集中接地装置，在地中与变电所的共用接地网连接，但为避免雷击避雷针时接地网电位升高，造成太多反击，应保证连接点至35KV及以下的接

地线的入地点沿接地的地中距离应大于15m。

计算书

第一章 主变容量的计算

根据原始资料中的反馈负荷表，可得各馈线负荷 有功功率：

p?1046?735?808?1000?920?1350?737?931?7527(kW)

26

无功功率：

Q?471?487?572?495?280?283?498?687?3773(kVar)

取同时系数：有功负荷Ky?0.85; 无功负荷Kw?0.95

P1?Ky?P?0.85?7527?6397.95?kW?则：

Q1?Kw?Q?0.95?3703?3517.85?kvar?视在功率：S1?P2?Q2?6397.952?3517.852?7301?kVA?

在正常运行中变压器有功和无功的损耗可以分别用公式：

?Pr?0.02S1?0.02?7301?146?kW??Qr?0.08S1?0.08?7301?584.1?kvar?变电所35kv侧功率：

P??P.95?146?6543.95?KW?1??Pr?6397Q??Q1??Qr?3517.85?584.1?4101.95?kvar?

由任务设计书可知供电部门对功率因数的要求为cos??0.9 则：tan??0.4845则系统供给的无功功率为;

?kvar? Q2?P?tan??6543.95?0.4845?3171需要补偿的无功功率为：

Qc?Q??Q2?4101.95?3171?930.95?kvar?

所以主变压器容量为：

2Sr?P?2?Q2?6543.952?31712?7272?kVA?

由任务书的得，一车间和二车间属于?类负荷，为了保证供电可靠，本设计采用两台变压器。要求当两台变压器中的任意一台停运或损坏时，另一台变压器应带动全部负荷的7000?8000。

7272?80%=5817.6（kVA) 故选S9?6300/35

第二章 短路电流的计算

根据设计任务书中的第六个任务需设计35kV、10kV配电装置，在这一篇中需要对配电装置的电器设备，导体进行计算、选择，则应计算在最大运行方式下流过电器设备的短路电流。

本设计短路电流的计算选择两个短路点，即35kV侧的短路点d1和10kV侧的短路点d2

27

设系统为无线大容量S??,选SB?100MVA为标准值由设计任务书知：待设计的变电所高压母线上的短路功率为Sd?1000MVA

系统的电抗：X*?SN100X??0.1 1 Sd10000.1Ud00?SB7.5?100??1.19 变压器电抗：XT?100?S100?6.3d1?3?短路时：UP?37KV

28

I*?3??短路电流标幺值：

11??10X*0.1SB100??1.56kA3UP3?37

IB??3?三相短路电流：I?3??I*?IB?10?1.56?15.6kA

冲击电流：ich?2.55?15.6?39.78kA

短路容量：S?3??3UPI?3??3?37?15.6?999.71MVA 全电流最大有效值：Ich?1.52I?3??1.52?15.6?23.71kA

?3?点短路时：UP?10.5kV d2

等值电抗值： X2?X3?Xr?1.19 X4?X21.19??0.595 22 X5?X1?X4?0.1?0.959?0.695

?3?短路电流标幺值：I*?11??1.44 X50.695基准电流：IB?SB100??5.5kA 3UP3?10.529

三相短路电流：I?3??1.44?5.5?7.92kA

冲击电流：ich?2.55?I?3??2.55?7.92?20.2KA 短路容量：S?3??3UPI?3??3?10.5?7.92?144MVA 全电流有效最大值：Ich?1.52?I?3??1.52?7.92?12.04kA

第三章 变电站电气选择计算

3.1 断路器和隔离开关的校验

选择原则：UN > Ues IN > Imax

1. 35KV 侧断路器和隔离开关的校验 最大持续电流： Imax =

1.05?6300=109.12A

35?330

d1?3?短路时： 短路电流：I?3?=15.6kA 短路冲击电流：ich=39.78kA

短路容量： S?3?=999.7MVA （1）断路器

查《发电厂电气部分》附表6选用SW2－35/1000型少油断路器。可知其技术数据如下： 断流容量： SN=1500MVA 额定电流; IN=1000A 极限通过电流峰值： ies=63.4kA 4秒热稳定电流：I4=24.8kA 固有分闸时间：0.06 s

校验： Imax109.12A

动稳定: ich=39.789(kA)

I?2?10Itk?ItkQk?QP?2221215.62?10?15.62?15.62?tk??2?486.7kA2?s

12(tk 为后备保护时间取tk =2s)

It?t?24.82?4?2460.2kA2?s?Qk?486.7kA2?s

由上知:高压少油断路器SW2—35/100的各相指数都满足要求，热、动稳态也满足要求，故选用高压断路器SW2—35/1000

(2)隔离开关

查《电力工程电气设备手册》电气一次部分上册表5-2-2，选用GW2—35GD/600隔离开关。其技术数据：

额定电压 UN?35kV 额定电流 IN?600A 动稳定峰值电流 ies?42kA 4秒热稳定电流 I4?20kA 校验：Imax?109.12A?IN?600A 动稳定：ich?39.78kA?ies?42kA 热稳定：

2 31

I?2?10Itk?ItkQk?2221215.62?10?15.62?15.62?tk??2?486.7kA2?s

12(tk 为后备保护时间取tk =2s)

Itt?1600kA2?s?Qk?486.7kA2?s

在d1点短路时，GW2?35GD2600隔离开关各项指标都满足要求，热稳定和动稳定也都满

600

足要求，故选用隔离开关：GW2?35GD2.10KV侧断路器和隔离开关的校验

d1点短路时最大持续工作电流：Imax? d2点短路时，短路电流：I 冲击电流：ich?20.2kA 短路电流：S(3)(3)1.05?6300?381.939A

3?10?7.92kA

?144MVA

（1）断路器

查《电力工程电气设备手册》电气一次部分上册表4-1-1，初选户内高压少油断路器，其技术指标如下：

额定电压： UN?10kV 额定电流：IN?600A

额定断路器容量： SN?300MVA 极限通过电流峰值：ies?40kA 2s热稳定电流：I2?16kA

校验：Imax?381.939A?IN?600A 动稳态 ich?20.2kA?ies?40kA 热稳定

I?2?10Itk?ItkQk?QP?222127.922?10?7.922?7.922?tk??2?125.5kA2?s

12(tk 为后备保护时间取tk =2s)

Itt?162?2?512kA2?s?Qk?125.5kA2?s

2 32

热动稳定也满足要求。 d2点短路时，SN10?10户内高压少油断路器的技术指标都满足要求，

（2）隔离开关

查《电力工程电器设备手册》电气一次部分上册，表5—1—7，选用GN510/400型隔离开关：其技术数据如下：

额定电压：UN?10kV 额定电流：IN?400A

动稳定电流峰值： Imax?52kA 5秒热稳定电流有效值：I5?14kA 校验:Imax?381.939A?IN?400A 动稳定 ich?20.2kA?ies?52kA 热稳定

I?2?10Itk?ItkQk?QP?222127.922?10?7.922?7.922?tk??2?125.5kA2?s

12(tk 为后备保护时间取tk =2s)

Itt?142?5?980kA2?s?Qk?125.5kA2?s

在d2点短路时，隔离开关GN5—10/400各项指标都满足要求，动稳定、热稳定也都满足要求。

23.2 电压互感器的校验

1、35kV侧电压互感器的选择

35KV设备为户外设备，故选择户外型电压互感器JDJJ—35型单相户外油濅式电压互感器 表3-1 35kV电压互感器技术数据 型号 额定电压（kV） 一次绕组 二次绕组 三次绕组 副绕组额定容量 （VA） 0.5级 150 1级 250 3级 600 1200 最大容量 （VA） JDJJ-35 353 0.13 0.13 2、10kV侧电压互感器的选择 10kV母线电压互感器除供测仪表外还用来作交流电网绝缘，查《发电厂电器部分》附表9。选JSJW-10型三相五柱式电压互感器。

表3-2 10 kV电压互感器技术数据

33

型号 额定电压（kV） 一次绕组 二次绕组 三次绕组 10 0.1 0.13 副绕组额定容量 （VA） 0.5级 120 1级 200 3级 480 最大容量 （VA） JSJW-10

960

如图3-1 测量仪表分电压互感器连接图

容量校验：

由于回路中接有计费用电能故选用0.5级准确级，三相总的额定电容为120V.A接线为YN．yn．Do

表3-3 电压互感器各项负荷分配（不完全性性负荷部分） 仪表名称及型号 每线圈消耗功率(VA) 0.6 0.5 1.5 仪表电压线圈 cosφ 1 1 sinφ 3 1 10 1 1 --- 仪表数目 AB相 pab 1.8 0.5 5.7 BC相 Qbc Qab pbc 1.8 0.5 5.7 有功功率表46D1-W 无功功率表 46D1-VAR型 有功功率表DSI型 0.38 0.925 1 1 13.9 13.9 频率表46LI-HZ型 1.2 电压表46LI-V型 总计 0.3 1.2 9.2 0.3 8.3 13.9 34

--- --- --- 13.9 查《发电厂电器部分》6-8求出不完全星形部分的负荷为 Sab Sbc?pab?Qab?9.22?13.92?16.7V?A

22?pbc?Qbc?8.32?13.92?16.2V?A

22cos?ab?pab/sab?9.2/16.7?0.55?ab?56.6? cos?bc?Pbc/Sbc?8.3/16.2?0.51

?bc?59.2?由于每相上接有绝缘监视表PV[P?0.3W,Q?0]，故A相负荷可由以下公式计算：

,,11Sabcos(?ab?30)?p??16.7?cos(56.6?30)?0.3?8.62w3311QA?Sabsin(?ab?30)??16.7?sin(56.6?30)?4.3Var3311pB?Sbccos(?bc?30)?p??16.2?cos(59.2?30)?0.3?9.04w3311QB?Sbcsin(?bc?30)??16.2?sin(56.6?30)?14.2Var

33PA?由上面计算可知，B相负荷较大故应该B相总负荷进行校验

2SB?PB?QB?9.042?14.22?16.8V?A?2120V?A 3故选用JSJW-10 型三相五柱式电压互感器满足要求。

3.3 电流互感器的校验

互感器的选择原则： UN?Ues1、 35KV侧电流互感器的选择 主变35KV侧的最大负荷电流

IN?Imax

Imax?1.05?6300?109.12A

3?35 Ues?35kV

查《电力工程电气设计电气设计手册》选用LRD—35套管式电流互感器。

35

2、10KV 侧电流互感器的选择

1）主变10KV 分段和10KV 侧断路器的最大负荷电流：

Imax?1.05?6300?382.7A

3?10查《电力工程电气设计电气设计手册》选用LFZH—10型电流互感器，其技术数据如下 表3-4 LFZH—10的技术数据 安装地 型号 额定电流 级数组 合 二次负荷（Ω） 0.5级 13 级 级 1 1 D 稳定倍级 数 --- --- 75 IS热 动稳定倍数 主变10KV侧 LFZH-10 400/5 400/5 0.8 0.0.5/3级 8 0.8 0.8 130 10KV分段 LFZH-10 75 130 热稳定的校验：(KtIN1)2t?(75?0.4)2?1?900kA2?s

I?2?10Itk?ItkQk?QP?222127.922?10?7.922?7.922?tk??2?125.5kA2?s

12(tk 为后备保护时间取tk =2s)

(KtIN1)2t?Qk

动稳定校验:

2IN1Kes?2?400?130?73.539kA2IN1Kes?73.539kA?ies20.2kA

所以：动稳定，热稳定都满足要求。故选用 LFZH—10型电流互感器。 2）10KV 出线电流互感器的选择

10KV 出线回路电流取最大负荷电流为：

9312?6872Imax?66.89A

3?10查《电力工程电气设计电气设计手册》选用LFZH—10型电流互感器，其技术数据如下 表3-5 LFZH—10的技术数据 安装地 型号 额定电流 级数组 合 二次负荷（Ω） 0.5级 13 级 级 D 稳定倍级 数 IS热 动稳定倍数 36

10KV馈线 LFZH-10 热稳定的校验：

200/5 0.5/3级 0.8 0.8 1 --- 120 210 (KtIN1)2t?(120?0.2)2?1?576kA2?s

I?2?10Itk?ItkQk?QP?(KtIN1)2t?Qk

动稳定校验:

222127.922?10?7.922?7.922?tk??2?125.5kA2?s

122IN1Kes?2?400?130?59.539kA2IN1Kes?59.539kA?ies20.2kA

故动稳定，热稳定都满足要求。 容量的效验

电流互感器的负荷统计见表如下，其最大负荷1.45V.A 表3-6 电流互感器负荷（V.A）

仪表电流线圈名称 电流表（46L1-A型） 功率表（46D1-W型） 电能表（DS1型） 总计 A相 0.35 0.6 0.5 1.45 C相 0.6 0.5 1.1 根据电流和互感器安装处的电网电压最大工作电流和安装地点的要求。查附表8电流互感器技术数据选LFZH—10型屋内型电流互感器变比为400/5,由于供给计费电能表故选0.5级，二次负荷额定阻抗0.8Ω，动稳定倍数Kes?130，热稳定倍数Kt?75

选择电流互感器连接导线截面已知0.5级准备的允许最大负荷Z2N?0.8?，最大相负荷阻

? 抗ra?pmax/I2N?1.45/25?0.058计入接触电阻0.1Ω则连接导线电阻不得超过0.8?(0.058?0.1)?0.642?，若按机械强度要求的最小截面和标准为1.5mm2的铜线，其接线电阻为：

21.75?10?2?3?40rL???0.808?

S1.5?Lc虽然用1.5mm2的铜线，电流互感器负荷已超过额定值，不要足要求。满足准确度额定容量要求

37

1.75?10?2?3?40的连线允许最小截面积为：S???1.89(mm2)

Z2w?ra?rL0.8?0.058?0.1?Lc则选用标准截面为2.5mm2的铜线其接线电阻为：

1.75?10?2?3?40rL?0.45(?)

2.5此时二次负荷Z2L?0.058?0.1?0.485?0.643(?)满足0.5级的允许最大符合0.8?的要求

校验电流互感器的热稳定和动稳定：

该互感器多匝绕柱式绝缘。只校验内部动稳定：

(ktIN)2?(75?0.4)2?900(KA2)?22KA2?S2ILNKm?2?0.4?130?73.5kA?20.2kA

故LFZH-10型电流互感器满足要求。

??

第四章 导体校验

4.1 35kV架空线路的校验

35kv的母线桥和变压器引线截面

S按经济电流密度来选，如果一回线路检修或故障时，由

38

另一回线路给两台变压器供电，其最大负荷电流：

Imax?2s2?6300??207.85A 3U3?35Tmax?4000，由【电力系统分析】表3-4知钢芯铝线的经济电流密度为J?1.15A/mm2

经济截面：S???Imax109.1??94.8mm2 J1.15查【电力系统分析】表3-5，初选LGJ-95钢芯铝线，最高允许载流量Ial?335?A? 按经济电流密度选择导体截面，校验短路时的热稳定 K?0?al???0.93（其中?al?70C、??310C、?0?250C)

?al??02Imax207.8520正常工作温度：?g?????al????31?(70?31)?47.8C 22(0.95?335)?KIal?查【发电厂电气部分】表6-9.由?g得：C=95 热稳定校验：根据Smin? Qk?QP?Qnp

1Qk进行热稳定校验 CI??I*?Itk?Itk?15.6kA

2I*2?10It2k?I2tkQP?Qnp?TI*2212?0.05I*215.62?10?15.62?15.62?tk??0.6?146kA2?s12?0.05?15.62?12.2kA2?s

Qk?QP?Qnp?146?12.2?158.2kA2?sSmin?11Qk?158.2?106?132.4mm2?150mm2C95故选用LGJ-150型导线满足热稳定要求。

二、35kv母线桥的选择

选择35kv母线桥和变压器引线的截面S按经济电流密度来选，由d1?3?短路电流热稳定的校验：

最大持续工作电流为： Imax?1.05s1.05?6300??109.1A 3U3?35Tmax?4000，由【电力系统分析】表3-4知钢芯铝线的经济电流密度为J?1.15A/mm2

?? 39

经济截面：S?Imax109.1??94.8mm2 J1.15查【电力系统分析】表3-5，初选LGJ-95钢芯铝线，最高允许载流量Ial?335?A? 要求，热稳定校验由裸导线热稳定校验公式：Smin?I?taxmm2?tax?0.35? CI??I?3??15.6kA C=87（热稳定系数） Smin?15600?0.35?106.1mm2 87 为了满足短路条件下的热稳定要求需要选用LGJ-120的钢芯铝绞线长期的载流量：380A 实际环境温度为300C时的综合修正系数K=0.95（海拔高度为1000m以下） 则：I?380?0.95?361A

4.2 10kV母线的校验

按长期发热允许电流选择，最大持续工作电流：（一台变压器的持续工作电流）

Imax?2?6300?1.05?381.9A 3?10查【发电厂电气部分】附表40?4单片矩形铝母线竖放时长期允许的载流量为480A。

?3?短路时： d2 热稳定校验：K?0?al???0.93（其中?al?70C、??310C、?0?250C)

?al??02Imax3812正常工作温度：?g?????al????31?(70?31)?59.40C 22(0.93?480)?KIal?查【发电厂电气部分】表6-9.由?g得：C=91

?3?按d2短路电流求短路电流热效应Qk

Qk?QP?Qnp I??I*?Itk?Itk?7.92kA

2 40

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