500、220、35KV变电站电气部分的初步设计

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摘 要

本次设计我的题目是“500/220/35KV变电站电气部分的初步设计（并联电抗器保护设计）”。该变电站为大型区域性变电站，所以对主接线的最基本要求为可靠、灵活、经济、便于扩建，具有较高的供电可靠性和运行安全性。

本次设计说明书的主要内容为：变电所变压器的选择；电气主接线设计；短路电流计算；主要电气设备选型（包括断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、熔断器等）；接地装置的设计；配电装置的设计；并联电抗器保护的设计。

设计成果：设计说明书一份、外文翻译一篇、接线图纸两张（主接线图和并联电抗器保护图）

关键词：500/220/35kv变电所；电气主接线设计；短路计算；并联电抗器保护

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Abstract

The design of my subject is \part of the preliminary design of the electrical substation (shunt reactor protection design).\substation, so the main terminal of the basic requirements for reliable, flexible and economical, easy to expand, with high reliability and operational safety.

The design specification of the main contents are: the choice of transformer substation; main electrical wiring design; short-circuit current calculation; the main electrical equipment selection (including circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers, surge arresters, busbars, fuses, etc.); grounding design; distribution equipment design; shunt reactor protection design.

Design results: Design a manual, foreign language translation of one, two wiring drawings (wiring diagrams and the main shunt reactor protection map)

Keywords: 500/220/35kv substation; main electrical wiring design; short-circuit calculations; shunt reactor protection.

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目 录

引 言 .................................................................. 1 第一章 电气主接线的设计 ................................................ 2 1.1主变压器的选择 .................................................... 2

1.1.1 选择原则 ...................................................... 2 1.1.2主变压器台数、容量、型号的确定 ................................ 2 1.2变电所电气主接线 .................................................. 3 1.2.1 电气主接线的基本内容 .......................................... 3 1.2.2 变电所电气主接线设计的基本要求 ................................ 3 1.2.3 本变电站电气主接线的介绍 ...................................... 4 1.3变电所电气主接线的设计 ............................................ 5 1.3.1 设计原则 ...................................................... 5 1.3.2 本变电站设计方案 .............................................. 6 1.4 所用电的设计 ...................................................... 7 1.4.1 所用电接线选择 ................................................ 7 1.4.2 所用变压器的选择 .............................................. 7 第二章 短路电流计算 .................................................... 9 2.1 短路电流 .......................................................... 9 2.1.1 短路形成的原因 ................................................ 9 2.1.2 短路计算目的 .................................................. 9 2.2短路电流计算过程 .................................................. 9 2.2.1参数计算 ...................................................... 9 2.2.2 短路电流计算 ................................................. 10 第三章 电气设备选择 ................................................... 13 3.1 一般原则及技术条件 ............................................... 13 3.1.1 选择原则 ..................................................... 13 3.1.2按正常工作条件选择 ........................................... 13 3.2 断路器的选择及校验 .............................................. 17 3.2.1断路器选择的原则 ............................................. 17 3.2.3 220KV侧断路器的选择与校验 ................................... 19 3.2.4 35KV侧断路器的选择与校验 .................................... 21 3.3 隔离开关的选择及校验 ............................................. 23 3.3.1隔离开关选择的原则 ........................................... 23 3.3.2 500KV侧隔离开关的选择与校验 ................................. 23 3.3.3 220KV侧隔离开关的选择与校验 ................................. 25

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3.3.4 35KV侧隔离开关的选择与校验 .................................. 26 3.4 电流互感器的选择及校验 ........................................... 28 3.4.1电流互感器选择的原则 ......................................... 28 3.4.2 500KV出线侧电流互感器的选择 ................................. 29 3.4.3 220KV侧电流互感器的选择 ..................................... 29 3.4.4 35KV侧电流互感器的选择 .................................... 31 3.4.5 所用变压器高压侧电流互感器的选择 ............................. 33 3.5 电压互感器的选择 ................................................. 33 3.5.1 电压互感器选择的原则 ......................................... 33 3.5.2 500KV侧电压互感器的选择 ..................................... 34 3.5.3 220KV侧电压互感器的选择 ..................................... 34 3.5.4 35KV侧电压互感器的选择 ...................................... 34 3.6 高压熔断器的选择 ................................................. 35 3.7 避雷器的选择 ..................................................... 35 3.8 母线的选择及校验 ................................................. 36 3.8.1母线选择的原则 ............................................... 36 3.8.2 35KV母线的选择 .............................................. 37 3.8.3 220KV母线的选择与校验 ....................................... 37 3.8.4 500KV母线的选择 ............................................. 38 第四章 接地及防雷装置的设计 .......................................... 41 4.1 接地装置的设计原则 .............................................. 41 4.1.1 接地装置的一般规定和要求 ..................................... 41 4.2 接地电阻的计算 ................................................... 41 4.2.1 工频接地电阻允许值 ........................................... 41 4.2.2 土壤电阻率 ................................................... 42 4.3 防雷装置设计 ..................................................... 42 4.3.1 变电所的防雷保护 ............................................. 42 4.3.2 直击雷保护措施 ............................................... 42 4.3.3 避雷针、避雷线的装设原则 ..................................... 43 第五章 配电装置设计 ................................................... 44 5.1 配电装置的基本要求 ............................................... 44 5.1.1 配电装置的基本要求 ........................................... 44 5.2 配电装置的特点 ................................................... 44 5.2.1 屋内配电装置 ................................................. 44 5.2.2 屋外配电装置 ................................................. 44 5.3 500KV配电装置 ................................................... 45

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5.3.1 500kV配电装置选型 ........................................... 45 5.3.2 500kV配电装置母线和构架高度 ................................. 45 5.3.3配电装置间隔宽度 ............................................. 45 5.3.4母线相间距离 ................................................. 45 5.4 220KV配电装置 ................................................... 45 5.4.1 220kV配电装置选型 ........................................... 45 5.4.2 220kV配电装置母线和构架高度 ................................. 45 5.4.3配电装置间隔宽度 ............................................. 46 5.4.4母线相间距离 ................................................. 46 5.4.5 阻波器的安装方式 ............................................. 46 5.5 主变压器及35KV配电装置 .......................................... 46 5.5.1主变压器布置 ................................................. 46 5.5.2 35kV配电装置 ................................................ 46 第六章 并联电抗器保护 ................................................. 47 6.1 并联电抗器 ....................................................... 47 6.1.1 并联电抗器概述 ............................................... 47 6.1.2并电抗器保护概述 ............................................. 47 6.2 接在超高压线路上的并联电抗器保护 ................................. 48 6.2.1 瓦斯保护 ..................................................... 48 6.2.2差动保护 ..................................................... 48 6.2.3过电流保护 ................................................... 49 6.2.4 匝间短路保护 ................................................. 49 6.2.5 中性点小电抗保护 ............................................. 50 6.3本变电站并联电抗器的保护配置 ..................................... 50 结 论 ................................................................. 52 参考文献 .............................................................. 53 附 录 ................................................................ 54 谢 辞 ................................................................ 57

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（2）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度。 （3）主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性。

（4）主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。即投资省、占地面积小，电能损失少。

1.3.2 本变电站设计方案

这次我所设计的变电站是一个十分重要的区域性大型枢纽变电站。500kV为电源侧，220kV侧和35kV侧为负荷侧。共设计了两套接线方式。

方案一中500KV采用3/2接线方式，220kV侧采用双母分段接线方式，35kV侧采用双母线接线方式。

主接线如图1-1

图1-1 方案一

方案二中500KV采用3/2接线方式，220kV侧采用双母接线方式，35kV侧采用双母线接线方式。

主接线如图1-2

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图1-2 方案二

综上所述，比较方案一与方案二可知，方案一具有较高的可靠性和灵活性，而方案二经济性更好。考虑到变电站的重要性，为保证变电站运行的可靠性和调度的灵活性及方便扩建,最终确定选用方案一，既220kV侧采用双母三分段的接线形式。

1.4 所用电的设计

1.4.1 所用电接线选择

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

1、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，提高供电可靠性。

2、500KV超高压变电所需设置不间断供电装置，如通讯设备、交流事故照明及监控计算机等负荷供电，其余负荷都允许停电一定时间，故可不装设失压起动的备用电源自动投入装置。避免备用电源投合在故障母线上扩大为全所停电事故。 3、具备条件时，调相机专用负荷优先采用由所用变压器低压侧直接供电的方式。 根据以上接线原则，本变电所的所用电接线选择为单母线分段。

1.4.2 所用变压器的选择

所用变压器根据所用电率计算：

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由原始资料知，所用电率为0.1%。故：

SN?250000?3?0.1%?250000?3?0.001?750（KVA）

根据《发电厂电气部分》35KV双绕组变压器技术数据可查得所用变压器型号如表1-2所示：

表 1-2 所用变压器型号及参数 型号 额 定 额定电压（kV） 连接容量高压 低压 组 损耗（kW） 空载电阻抗 电压空载 短路 流（%）（%） 35?5%或0.4 （kVA） S9—800/35 800 Y，1.48 yn0 9.50 1.1 6.5 ?2?2.5% 所用电接线图如图1-3所示： 图1-3 所用电接线图

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第二章 短路电流计算

2.1 短路电流

短路是电力系统最常见的故障。短路，是指一切不正常的相与相或相与地之间的短路。

2.1.1 短路形成的原因

1、设备绝缘损坏：正常运行时电力系统各部分绝缘是足以承受所带电压的，且具有一定的裕度。但电气设备在制造时可能存在某些缺陷；在运输、保管和安装的过程中，绝缘可能受到机械损伤；长期低电压过电流运行的设备绝缘会迅速老化等原因，使电气设备的绝缘受到削弱或损坏，造成带电部分的相与相或相与地形成通路。 2、恶劣的自然条件，大气过电压（雷击）引起闪络，大风和覆冰引起倒杆和短线等造成短路。

3、工作人员误操作如设备检修未拆除地线就加电压、运行人员带负荷拉刀闸等。

2.1.2 短路计算目的

在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：

1、在选择电气主接线时，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。

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都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。

3、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。

2.2短路电流计算过程

2.2.1参数计算

1.主变压器各绕组的等值阻抗：

设基准值： SB?100(MVA),基准电压等于各级平均额定电压 各绕组的等值阻抗：

11US1%?(US(1?2)%?US(3?1)%?US(2?3)%)?(16.0?38.5?19.6)?17.45

22

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11(US(1?2)%?US(2?3)%?US(3?1)%)?(16.0?19.6?38.5)??1.45 2211US3%?(US(2?3)%?US(3?1)%?US(1?2)%)?(38.5?19.6?16.0)?21.05

22US2%?各绕组的等值电抗标幺值为：

2US1%UNSB17.455002100*1高压绕组：X1???2????0.063 2100SNUB11002505252US2%UNSB?1.4522021002中压绕组：X???2?????0.0053 2100SNUB1002502302*22US3%UNSB21.053521003低压绕组：X???2???2?0.075

100SNUB310025037*32.所用电变压器参数标幺值: 基准值：SB?100MVA，UB?37KV

2US%UNSB6.5352100X???2???2?7.270

100SNUB1000.837*2.2.2 短路电流计算

系统等值电抗如图2-1所示。

图 2—1 系统等值电抗图

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1． 当500KV高压侧K1点短路时 系统等值电抗图可化解为：

图2-2 500kV侧短路时的等值电抗图

**短路点的转移阻抗为：XZS?XS?0.1

11*短路电流标幺值为：I??*??10

XZS0.1**短路电流有名值为：I??I??IB?I??

SB3Uav?10?1003?525?1.10(kA)

短路电流冲击值：ish?2.55I??2.55I??2.55?1.10?2.805(kA) 2．当220KV处K2点发生短路时 系统等值电抗图为：

图2-3 220kV侧短路时的等值电抗图

1*1X1?0.1??0.0633?0.132 2211*短路电流标幺值为：I??*??7.59

XZS0.132SB100**?IB?I???7.59??1.906(kA) 短路电流有名值为：I??I?3Uav3?230短路电流冲击值：i?2.55I??2.55I?2.55?1.906?4.86(kA)

**?XS?短路点的转移阻抗为：XZSsh?3．在35KV处K3点发生短路时

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系统等值电抗图为：

图2-4 35kV侧短路时的等值电抗图

11***?XS?(X1*?X3)?0.1??(0.0633?0.0753)?0.169 短路点的转移阻抗为：XZS2211*短路电流标幺值为：I??*??5.91

XZS0.169SB100**短路电流有名值为：I??I??IB?I???5.91??9.22(kA)

3Uav3?37短路电流冲击值：i?2.55I??2.55I?2.55?9.22?23.511(kA)

sh?表2-1 我国推荐的冲击系数Kch

短路地点 发电机端 发电厂高压侧母线 远离发电厂的地点（变电所） 在电阻较大的电路 Kch 1.9 1.85 1.8 1.3 ich（KA） 2.69I?? 2.63I?? 2.55I?? 1.84I?? Ich（KA） 1.62I?? 1.56I?? 1.51I?? 1.09I?? 根据以上短路计算，得到短路电流计算结果表（见附录A）

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第三章 电气设备选择

设备的选择设计，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。

设计规程对于设备选择的规定：

1、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、按当地环境条件校核。

3、应尽可靠采用技术先进和经济合理的。 4、导体选择时应尽量减少品种。 5、工程扩建应尽量使新老电器型号一致。

6、新设备均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。

3.1 一般原则及技术条件

3.1.1 选择原则

满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并要求考虑10到20年的发展。并按当地环境条件。应力求技术先进和经济合理，与整个工程的建设标准应协调一致。同类设备应尽量减少品种。选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行，在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，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严重时，则应按严重情况校验。用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器，可不校验动、热稳定。

3.1.2按正常工作条件选择

1.按额定电压选择

电气设备的额定电压UN就是其铭牌上标出的线电压，另外还规定有允许最高工作电压Ualm。由于电力系统负荷的变化、调压及接线方式的改变而引起功率分布和网络阻抗变化等原因，往往使得电网某些部分的实际运行电压高于电网的额定电压UNS，因此，所选电气设备的允许最高工作电压Ualm不得低于所在电网的最高运行电压Usm，即

Ualm?Usm （3-1）

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2.按额定电流选择

电气设备的额定电流IN是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件等）下，电气设备的长期允许电流。

经综合修正后的长期允许电流Ial不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Ig,max，即

Ial=KIN?Ig,max（A） （3-2） 式中 K—综合修正系数，为有关修正系数的乘积；

Ig,max—电气设备所在回路的最大持续工作电流。

3.选择设备的种类和型式

（1）应按电气的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对设备进行种类（如户内或户外型电气）和型式的选择。

（2）除上述考虑海拔、当地实际环境温度的影响外，尚需考虑日照、风速、覆冰厚度、湿度、污秽等级、地震烈度等环境条件的影响。当超过一般电气设备的使用条件时（如台风经常袭击或最大风速超过35m/s的地区、重冰区、湿热带、污秽严重地区等），应向制造部门提出特殊订购要求，并采取相应措施。

3.1.3 按短路情况校验

1.校验的一般原则

电气在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，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严重时，则应按严重情况校验。用熔断器保护的电气可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器，可不验算动、热稳定。 2.动稳定和热稳定校验 (1) 短路的热稳定条件：

热稳定就是要求所选的电气设备能承受短路电流所产生的热效应，在短路电流通过时，电气设备各部分的温度（或发热效应）应不超过允许值。 电气满足热稳定的条件为：

2 It2t?I?tdz [(KA)2?s] （3-3）

式中 I?—稳态三相短路电流；

； tdz—短路电流发热等值时间（又称假想时间）

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It—断路器t秒热稳定电流。

校验短路热稳定所用的计算时间tdz，按下式计算：

tdz?tz?0.05???2 （3-4）

I??由???? 和短路电流计算时间t，可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112I?图5－1查出短路电流周期分量等值时间tz，从而可计算出tdz。 (2) 短路的动稳定条件：

动稳定就是要求电气设备能承受短路冲击电流所产生的电动力效应。 电气满足动稳定的条件为：

ies?ich （KA） （3-5） 式中 ies—电气允许通过的动稳定电流（或称极限通过电流）幅值，（KA）

（KA） ich—短路冲击电流幅值，

(3) 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定。

1）用熔断器保护的电气，其热稳定由熔断时间保证，故可不校验热稳定；支柱绝缘子不流过电流，不用校验热稳定。

2）用具有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定；电缆因有足够的强度，可不校验动稳定。

3）电压互感器及装设在其回路中的裸导体和电气，可不校验动、热稳定。

3.1.4 各回路持续工作电流的计算

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表3-1 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 母线分段断路器或母联断路器回路 母线分段电抗器回路 计算公式 Pn Ig,max?3Uncos?n1.05Sn Ig,max?1.05In?3UnIg,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 Ig,max一般按发电机或主变压器额定电流的70%计算 主母线 馈电回路 按潮流分布情况计算 PIg,max?其中，P应包括线路损耗，及3Uncos?n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计算 电动机回路 500KV侧与主变压器

Ig,max?Pn3Un?ncos?n Ig,max?1.05In?500KV侧出线回路

1.05Sn3Un?1.05?250000?33?500?909.353(A)

Ig,max?220KV侧与主变压器

P3Uncos?nn?8000003?500?0.85?5?217.355(A)

Ig,max?1.05In?220KV侧出线回路

1.05Sn3Un?1.05?250000?33?220?2066.712(A)

Ig,max?P3Uncos?nn?3000003?220?0.85?10?96.223(A)

220KV母联断路器回路处

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Ig,max?1.05In?35KV侧与主变压器

1.05Sn3Un?1.05?250000?33?220?2066.712(A)

Ig,max?1.05In?35KV侧架空线处

1.05Sn3UnP?1.05?250000?3?20.7%3?35?2689.009(A)

Ig,max?35KV母联断路器回路处

3Uncos?nn?800000?2000003?35?0.85?12?970.337(A)

Ig,max?1.05In?所用变压器高压、低压侧

1.05Sn3Un?1.05?250000?3?20.7%3?358003?35800?3117.783(A)

① 高压侧：Ig,max?1.05In?② 低压侧：Ig,max?1.05In?1.05Sn3Un1.05Sn3Un?1.05??1.05??13.857(A) ?1212.471(A)

3?0.43.2 断路器的选择及校验

3.2.1断路器选择的原则

断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前生产制造情况，电压6～220kV的电网一般选用少油断路器，电压110～330kV电网，当少油断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。 断路器选择的具体技术条件如下：

1. 电压： Ug?Un （3-6） Ug—电网工作电压

2. 电流： Ig,max?In （3-7）

Ig,max—最大持续工作电流

3. 开断电流： Id?t?Ibr （3-8）

Id?t—断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量；

Ibr—断路器额定开断电流。

4. 动稳定： ich?ima （3-9） ximax—断路器极限通过电流峰值；

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ich三相短路电流冲击值。

25. 热稳定： I?（3-10） tdz?It2t

I?—稳态三相短路电流；

； tdz—短路电流发热等值时间（又称假想时间）

It—断路器t秒热稳定电流。

I??其中tdz?tz?0.05???2由????和短路电流计算时间t，可从《发电厂电气部分

I?课程设计参考资料》从而可计算出tdz。P112图5-1查出短路电流周期分量等值时间tz，

3.2.2 500KV侧断路器的选择与校验

选择:按最大持续电流选择

Ig,max?P3Uncos?nn?8000003?500?0.85?5?217.355(A)

表3-2 断路器型号 设备名称 断路器 设备型号 LW-13-500 额定电流 （A） 2000 额定电压 (KV) 500 热稳定电流（KA）（3s） 40 动稳定电流（KA） 100 校验: 电压: Ug?500 (KV) Un?500 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?217.355(A) In?2000 (A) Ig.max?In 电流满足要求

开断电流:tbr?tpr1?tin?0.5?0.02?0.52 (s)

-2?0.520.127Ta = 0.127 Ik = 1.9531?2e?1.953

INbr?40 (KA)

Ik ?INbr 开断电流满足要求 动稳定: ish?4.98 (KA) ies?100 (KA) ish?ies 动稳定满足要求

热稳定: It?40 (KA) t?3 (s) I??1.953 (KA) tk?tpr2?tin?ta ?2.5?0.02?0.03?2.55 (s) ????I\1.953??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?1.953 tz?2.6 (s) tdz?2.6?0.05????2.65 (s)

18

工业大学本科毕业设计说明书

I?tdz?1.9532?2.65?10.108[(KA)2?S]

Itt?402?3?4800[(KA)2?S] 所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求

22223.2.3 220KV侧断路器的选择与校验

1.220KV出线侧断路器的选择 选择:按最大持续电流选择

Ig,max?P3Uncos?nn?3000003?220?0.85?10?96.223(A)

表3-3 断路器型号 设备名称 断路器 设备型号 LW-23-220 额定电流 （A） 2000 额定电压(KV) 220 热稳定电流（KA）（3s） 40 动稳定电流（KA） 100 校验: 电压: Ug?220 (KV) Un?220 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?96.223 (A) In?2000 (A) Ig.max?In 电流满足要求

开断电流: tbr?tpr1?tin?0.5?0.03?0.53 (s)

-2?0.530.127Ta = 0.127 Ik = 4.4581?2eINbr?31.5 (KA)

Ik ?INbr 开断电流满足要求 动稳定: ish?11.3679 (KA) ies?80 (KA) ish?ies 动稳定满足要求

?4.458 (KA)

热稳定: It?31.5 (KA) t?4 (s) I??4.458 (KA)

tk?tpr2?tin?ta ?2.5?0.03?0.03?2.56 (s)

????I\4.458??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?4.458 tz?2.6 (s) tdz?2.6?0.05????2.65 (s) I?tdz?4.4582?2.65?52.665[(KA)2?S]

Itt?31.52?4?3969[(KA)2?S] 所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求

2.220KV主变压器侧断路器的选择 选择:按最大持续电流选择

19

2222工业大学本科毕业设计说明书

Ig,max?1.05In?1.05Sn3Un?1.05?250000?33?220?2066.712(A)

表3-4 断路器型号 设备名称 断路器 设备型号 LW-2-220 额定电流 （A） 2500 额定电压 (KV) 220 热稳定电流（KA）（3s） 40 动稳定电流（KA） 100 校验: 电压: Ug?220 (KV) Un?220 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?2066.712 (A) In?2500 (A) Ig.max?In 电流满足要求

开断电流: tbr?tpr1?tin?0.5?0.03?0.53 (s)

-2?0.530.127Ta = 0.127 Ik = 4.4581?2e?4.458 (KA)

INbr?31.5 (KA)

Ik ?INbr 开断电流满足要求 动稳定: ish?11.3679 (KA) ies?80 (KA) ish?ies 动稳定满足要求

热稳定: It?31.5 (KA) t?3 (s) I??4.458 (KA)

tk?tpr2?tin?ta ?2.5?0.03?0.03?2.56 (s)

????I\4.458??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?4.458 tz?2.6 (s) tdz?2.6?0.05????2.65 (s)

I?tdz?4.4582?2.65?52.665[(KA)2?S]

Itt?31.52?4?3969[(KA)2?S] 所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求

3.220KV母联断路器的选择 选择:按最大持续电流选择

2222Ig,max?1.05In?1.05Sn3Un?1.05?

250000?33?220?2066.712(A)

20

工业大学本科毕业设计说明书

表3-12 隔离开关型号 设备名称 隔离开关 设备型号 GW6-220D(W) 额定电流（A） 2500 额定电压(KV) 220 热稳定电流（KA）（3s） 50 动稳定电流（KA） 125 校验: 电压: Ug?220 (KV) Un?220 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?2066.712 (A) In?2500 (A) Ig.max?In 电流满足要求

动稳定: ish?11.3679 (KA) ies?125 (KA) ish?ies 动稳定满足要求

热稳定: It?30 (KA) t?3 (s) I??4.458 (KA)

tk?tpr2?tin?ta ?2.5?0.03?0.03?2.56 (s)

I\4.458??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?4.458 ???? tz?2.6 (s) tdz?2.6?0.05????2.65 (s)

I?tdz?4.4582?2.65?52.665[(KA)2?S]

Itt?302?3?2700[(KA)2?S] 所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求 3.220KV侧母联隔离开关的选择 选择:按最大持续电流选择

2222Ig,max?1.05In?1.05Sn3Un?1.05?250000?33?220?2066.712(A)

表3-13 隔离开关型号 设备名称 隔离开关 设备型号 GW6-220D(W) 额定电流（A） 2500 额定电压(KV) 220 热稳定电流（KA）（3s） 50 动稳定电流（KA） 125 校验：同220KV主变压器侧隔离开关。

3.3.4 35KV侧隔离开关的选择与校验

1.35KV母线侧隔离开关的选择 选择:按最大持续电流选择

26

工业大学本科毕业设计说明书

Ig,max?P3Uncos?nn?800000?2000003?35?0.85?12?970.337(A)

表3-14 隔离开关型号 设备名称 设备型号 额定电流 （A） 1250 额定电压(KV) 35 热稳定电流（KA）（4s） 31.5 动稳定电流（KA） 80 样式 双柱V型 隔离开关 GW5-35Ⅱ(D) 校验: 电压: Ug?35 (KV) Un?35 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?970.337 (A) In?1600 (A) Ig.max?In 电流满足要求

动稳定: ish?42.557 (KA) ies?125 (KA) ish?ies 动稳定满足要求

热稳定: It?31.5 (KA) t?4 (s) I??16.689 (KA)

tk?tpr2?tin?ta ?3.5?0.04?0.03?3.57 (s)

I\16.689??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?16.689 ???? tz?3.5 (s) tdz?3.5?0.05????3.55 (s) I?tdz?16.6892?3.55?988.756[(KA)2?S]

Itt?31.52?4?3969[(KA)2?S]所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求 2.35KV主变压器侧隔离开关的选择

选择:按最大持续电流选择

1.05Sn250000?3?20.7%Ig,max?1.05In??1.05??2689.009(A)

3Un3?35表3-15 隔离开关型号 设备名称 隔离开关 设备型号 GW-12-35D(W) 额定电流（A） 4000 额定电压(KV) 热稳定电流（KA） 35 125 2222校验: 电压: Ug?35 (KV) Un?35 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?2689.009 (A) In?3150 (A) Ig.max?In 电流满足要求

27

工业大学本科毕业设计说明书

动稳定: ish?42.557 (KA) ies?125 (KA) ish?ies 动稳定满足要求

热稳定: It?50 (KA) t?4 (s) I??16.689 (KA)

tk?tpr2?tin?ta ?3.5?0.06?0.03?3.59 (s)

????I\16.689??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?16.689 tz?3.5 (s) tdz?3.5?0.05????3.55 (s) I?tdz?16.6892?3.55?988.756[(KA)2?S]

Itt?502?4?10000[(KA)2?S] 所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求 3.35KV侧母联隔离开关的选择

选择:按最大持续电流选择

1.05Sn250000?3?20.7%Ig,max?1.05In??1.05??2689.009(A)

3Un3?35表3-16 隔离开关型号 设备名称 隔离开关 设备型号 GW-12-35D(W) 额定电流（A） 4000 额定电压(KV) 热稳定电流（KA） 35 125 2222校验：同35KV主变压器侧隔离开关。

3.4 电流互感器的选择及校验

3.4.1电流互感器选择的原则

1. 型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6～20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上的配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

2. 一次回路电压： Ug?Un （3-15）

Ug为电流互感器安装处一次回路工作电压，Un为电流互感器额定电压。 3. 一次额定电流的选择： Ig,max?I1n （3-16） Ig,max为电流互感器安装处的一次回路最大工作电流，I1n为电流互感器原边额定电流。4. 热稳定校验：

电流互感器热稳定能力，常以1s允许通过的热稳定电流It或It对一次额定电流

IN1的倍数Kt（Kt=It/IN1）表示，按下式校验

28

工业大学本科毕业设计说明书

It2?QK或(KtIN1)2?QK [(KA)2?s] （3-17） 5. 动稳定校验：

电流互感器常以允许通过的动稳定电流ies或ies对一次额定电流最大值的倍数

Kes表示，按下式校验

ies?ish或2IN1Kes?ish （KA） （3-18）

IN1—电流互感器的一次绕组额定电流（A）

ish—短路冲击电流的瞬时值（kA）

3.4.2 500KV出线侧电流互感器的选择

选择:按最大持续电流选择

Ig,max?P3Uncos?nn?8000003?500?0.85?5?217.355(A)

表3-17 电流互感器型号 设备名称 电流互感器 设备型号 LB2-500W2 额定电流比（A） 750/1 短时热电流（KA）（3s） 50 动稳定电流 （KA） 125 准确级 0.2 校验: 电压: Ug?500 (KV) Un?500 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?217.355 (A) In?750 (A) Ig.max?In 电流满足要求

动稳定: ish?4.98 (KA) 2INKdw?125 (KA) ish?2INKdw 动稳定满足要求

热稳定: It?50 (KA) t?3 (s) I??1.953 (KA)

tk?tpr2?tin?ta ?2.5?0.03?0.03?2.56

I\1.953??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?1.953 ???? tz?2.6 (s) tdz?2.6?0.05????2.65 (s) I?tdz?1.9532?2.65?10.108[(KA)2?S]

Itt?502?3?7500[(KA)2?S] 所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求

22223.4.3 220KV侧电流互感器的选择

1.220KV出线侧电流互感器的选择： 选择:按最大持续电流选择

29

工业大学本科毕业设计说明书

Ig,max?P3Uncos?nn?3000003?220?0.85?10?96.223(A)

表4-18 电流互感器型号 设备型号 LB-220W1 额定电流比 250 短时热电流 （KA）（2s） 50 动稳定电流（KA） 125 校验: 电压: Ug?220 (KV) Un?220 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?96.223 (A) In?125 (A) Ig.max?In 电流满足要求

动稳定: ish?11.3679 (KA) 2INKdw?125 (KA) ish?2INKdw 动稳定满足要求

热稳定: It?50 (KA) t?2 (s) I??4.458 (KA)

tk?tpr2?tin?ta ?2.5?0.03?0.03?2.56 (s)

I\4.458??1查《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112 I?4.458 ???? tz?2.6 (s) tdz?2.6?0.05????2.65 (s) I?tdz?4.4582?2.65?52.665[(KA)2?S]

Itt?502?2?5000[(KA)2?S] 所以I?tdz?Itt 满足热稳定要求 2.220KV侧与主变压器间电流互感器的选择： 选择:按最大持续电流选择

2222Ig,max?1.05In?1.05Sn3Un?1.05?250000?33?220?2066.712(A)

表3-18 电流互感器型号 设备型号 LCLWB-220 额定电流比 2?1250/1 级次 组合 B/B/B/0.2 短时热电流 （KA）（4s） 40 动稳定电流 （KA） 100 校验: 电压: Ug?220 (KV) Un?220 (KV)

Ug?Un 电压满足要求

电流: Ig.max?2066.712 (A) In?2500 (A) Ig.max?In 电流满足要求

30

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