110kV变电站设计计算书

目录

第一章 负荷资料的统计分析………………………………………………2

第二章 短路电流的计算……………………………………………………4

第一节 最大运行方式下的短路电流计算…………………………………4

第二节 最小运行方式下的短路电流计算…………………………………10

第三章 主要电气设备的选择及校验………………………………………18

第一节 设备的选择…………………………………………………………18

第二节 隔离开关的选择……………………………………………………20

第三节 导线的选择…………………………………………………………22

第四节 互感器的选择………………………………………………………24

第四章 布置形式……………………………………………………………26

第一章 负荷资料的统计分析

一、10KV侧供电负荷统计

S10＝（1.6+1.4+2.6+0.5+2.2+1.02+1.2+4.00）×1.05×0.9/0.85＝16142.82KVA

2

二、35KV侧供电负荷统计

S35＝（5+6+5+6）×1.05×0.9/0.85＝24458.82KVA

三、所用电负荷统计

计算负荷可按照下列公式近似计算：

所用电计算负荷S=照明用电+生活区用电+其余经常的或连续的负荷之和×0.85（KVA）

根据任务书给出的所用负荷计算：

S所用＝（3.24+3.24+4.5+2.7+1.1+2.5+9.7+10+20+4.5+5+10.6）×0.85/0.85＝77.08KVA

四、110KV供电负荷统计

S110＝（S10 ＋S35 ＋S所用）×1.05

＝（16142.82+24458.82+77.08）×1.05＝42712.66KVA

五、主变压器的选择

经计算待设计变电所的负荷为42712.66KVA。单台主变容量为 Se=∑P*0.6＝42712.66*0.6=25627.59KVA 六、主变型式确定

选用传递功率比例100/100/50 35KV侧输送功率为

31500×0.8＝25200KW≥31796.5×0.8×0.5×1.15＝14626.39KW 经比较合理 10KV侧输送功率为

31500×0.8×0.5＝12600KW≥18677.6×0.8×0.5×1.15＝8591.7KW 经比较合理

因此，三绕组变压器选用传递功率比例100/100/50

SFS7－31500/110三绕组变压器参数： 额定容量：31500KVA

额定电压:110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11KV 连接组别：YN，yn0,d11

空载损耗：46kW 短路损耗：175kW 空载电流：1.0%

3

阻抗电压：Uk1-3%=17 Uk2-3%=6 Uk1-2%=10.5

七、经济比较 计算综合投资Z:

Z=Z0(1+a/100) =1.9 Z0 (万元) 计算年运行费用U：

U=a*△A*10+U1+U2 = 2△A+0.08Z（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0.20元/KW·h △A——变压器年电能损失总值（KW·h）

4

第二章 短路电流的计算

(运行方式:根据系统运行方式，110KV电站不是电压枢纽点，没有特殊调压要求；另外，有部分系统功率由110KV电网经过变电站送到35KV变电站。设系统的最大运行方式为：电厂机组满发，各电源短路容量为最大；系统的最小运行方式为：电厂容量不变，其余2个电源的最小短路容量为最大短路容量的75%。)

一、最大运行方式下的短路电流计算

1、选取基准功率Sj=100MVA；基准电压Uj= Up 计算各元件参数的标么值： （1）110KV系统变电所及进线

X1*=1/(Sx/SB)+X0LSB/Uav2=100/533+0.4×9×100/1152=0.215 Sx=533MVA

等值电路：

5

（2）110KV火电厂及进线

发电机阻抗计算：

XG1*=SBXG%/100SN=0.11*100*0.85/25=0.374 XG2*=XG3*=SBXG%/100SN=0.15×100×0.85/12=1.063 变压器阻抗计算：

XT1*= SBUd%/100SN=10.5/31.5=0.333

已知T2,T3参数: Ud1-2%=10.5, Ud1-3%=17,Ud2-3%=6，则 Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75 Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25 Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25 X1T1= X2T1= SBUk1%/100SN=10.75/31.5=0.341 X1T2= X2T2= SBUk2%/100SN=－0.25/31.5=－0.008 X1T3= X2T3= SBUk3%/100SN=6.25/31.5=0.198 则 XT2*=XT3*=0.341+(－0.008)=0.333 14KM线路阻抗计算：

X*=X1L1SB/Uav2＝0.4×14×100/1152=0.042 等值电路：

6

*******简化后的等值电路：

X2*＝0.707／／1.396／／1.396＋0.042＝0.393

（3）35KV变电站及进线

X3*=1／(S1/SB)+X0LSB/Uav2＝100/300+0.4×5×100/372=0.479 Sx=300MVA 等值电路：

7

3

（4）所选出的SFS7－31500/110型变压器阻抗计算：

变压器参数：

U1—2%=10.5 ；U1—3%=17；U2—3%=6

Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75 Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25≈0 Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25 X4*= Ud1%／100 ×Sj ／Sn=10.75／100×100／63＝0.171 X5*=0

X6*= Ud3%／100 ×Sj ／Sn=6.25／100×100／63＝0.099

两台变压器并联的等值电路：

456

（5） 短路电流计算等值电路图及短路点选择：

8

456

d1点短路电流计算：

110KV 基准电流：Ij ＝Sj /√3Uj=100/1.732×115=0.502KA a.110KV变电站侧提供的电流：I（3）dz*=1/ X1*=1/0.215=4.651KA 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=4.651×0.502=2.335KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.335=5.954KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×2.335=3.526KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=4.651×100=465.1MVA

b.110KV火电厂侧提供的电流： I（3）dz*=1/ X1*=1/0.393=2.545 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=2.545×0.502=1.277KA Kch取1.8

9

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×1.277=3.256KA 电流最大有效值：

Ich=1.52×I（3）dz =1.52×1.277=1.941KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=2.545×100=254.5 MVA

c.35KV变提供的电流：I（3）dz*=1/（X3*＋X4*＋X5*）=1/（0.479＋0＋0.171）=1.538

短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.538×0.502=0.772KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×0.772=1.969KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×0.772=1.166KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.538×100=153.8MVA

(6)、d2点短路电流计算：

35KV 基准电流：Ij ＝Sj /1.732Uj=100/1.732×36.75=1.571KA

a.110KV变电站侧提供的电流：I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X5*）=1/0.386=2.591 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.571×2.591=4.070KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×4.070=10.379KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×4.070=6.146KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=2.591×100=259.1MVA

b.110KV火电厂侧提供的电流： I（3）dz*=1/ （X2*＋X4*＋X5*）=1/0.564=1.773 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.773×1.571=2.785KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.785=7.102KA

10

电流最大有效值：

Ich=1.52×I（3）dz =1.52×2.785=4.233KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.773×100=177.3MVA

c.35KV变提供的电流：I（3）dz*=1/X3*=1/0.479=2.088 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=2.088×1.571=3.280KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×3.280=8.364KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×3.280=4.953KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=2.088×100=208.8 MVA

(7)、d3点短路电流计算：

10KV 基准电流：Ij ＝Sj /1.732Uj=100/1.732×10.5=5.499KA

a.110KV变电站侧提供的电流：I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X6*）=1/0.485=2.062 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=2.062×5.499=11.339KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×11.339=28.914KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×11.339=17.122KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=2.062×100=206.2MVA

b.110KV火电厂侧提供的电流:I（3）dz*=1/ （X2*＋X4*＋X6*）

=1/0.663=1.508

短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.508×5.499=8.292KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×8.292=21.145KA 电流最大有效值：

11

Ich=1.52×I（3）dz =1.52×8.292=9.467KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.508×100=150.8 MVA

c.35KV变提供的电流：I（3）dz*=1/(X3*＋X6*)=1/0.578=1.730 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.730×5.499=9.513KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×9.513=24.258KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×9.513=14.365KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.730×100=173 MVA 计算参数表

110KV变电所 110KV火电厂 35KV变电所 短短路点 短路容量MVA 短路容量MVA 路容量MVA 110d1 KV母线 d354.070 10.36.14259.2.787.104.23177.3.288.364.952085.953.52465.1.273.251.94254.0.771.964 6 1 7 6 1 5 2 9 1.166 153.8 名称 短路电流KA 冲击电流KA 全电流KA 短路电流KA 冲击电流KA 全电流KA 短路电流KA 冲击电流KA 全电流KA 2.335 12

2 KV母线 10d3 KV母线

11.339 79 6 1 5 2 3 3 0 4 3 .8 28.917.1206.8.2921.19.46150.9.5124.214 22 2 2 45 7 8 3 58 14.365 173 二、最小运行方式下的短路电流计算

1、选取基准功率Sj=100MVA；基准电压Uj= Up 计算各元件参数的标么值： （1）110KV变电站及进线

X1*=1/(Sx/SB)+X0LSB/Uav2=100/（533×0.75）+0.4×9×100/1152=0.277 Sx=533×0.75＝399.75MVA

等值电路：

（2）110KV火电厂及进线

发电机阻抗计算：

XG1*=SBXG%/100SN=0.11*100*0.85/25=0.374 XG2*=XG3*=SBXG%/100SN=0.15×100×0.85/12=1.063 变压器阻抗计算：

XT1*= SBUd%/100SN=10.5/31.5=0.333

13

已知T2,T3参数: Ud1-2%=10.5, Ud1-3%=17,Ud2-3%=6，则 Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75 Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25 Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25 X1T1= X2T1= SBUk1%/100SN=10.75/31.5=0.341 X1T2= X2T2= SBUk2%/100SN=－0.25/31.5=－0.008 X1T3= X2T3= SBUk3%/100SN=6.25/31.5=0.198 则 XT2*=XT3*=0.341+(－0.008)=0.333 14KM线路阻抗计算：

X*=X1L1SB/Uav2＝0.4×14×100/1152=0.042 等值电路：

*******简化后的等值电路：

14

X2*＝0.707／／1.396／／1.396＋0.042＝0.393

（3）35KV变电站及进线

X3*=1／(S1/SB)+X0LSB/Uav2＝100/（300×0.75）+0.4×5×100/372=0.590

Sx=225MVA 等值电路：

3

（4）所选出的SFS7－31500/110型变压器阻抗计算：

变压器参数：

U1—2%=10.5 ；U1—3%=17；U2—3%=6

Ud1%=1/2（Ud1-2%＋Ud1-3%－Ud2-3%）=10.75 Ud2%=1/2（Ud1-2%＋Ud2-3%－Ud1-3%）=－0.25≈0 Ud3%=1/2（Ud1-3%＋Ud2-3%－Ud1-2%）=6.25 X4*= Ud1%／100 ×Sj ／Sn=10.75／100×100／63＝0.171

15

X5*=0

X6*= Ud3%／100 ×Sj ／Sn=6.25／100×100／63＝0.099

两台变压器并联的等值电路：

456

（5） 短路电流计算等值电路图及短路点选择：

456

16

d1点短路电流计算：

110KV 基准电流：Ij ＝Sj /√3Uj=100/1.732×115=0.502KA a.110KV变电站侧提供的电流：I（3）dz*=1/ X1*=1/0.277=3.610KA 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=3.610×0.502=1.812KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×1.812=4.621KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×1.812=2.736KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=3.610×100=361MVA

b.110KV火电厂侧提供的电流： I（3）dz*=1/ X2*=1/0.393=2.545 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=2.545×0.502=1.277KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×1.277=3.256KA 电流最大有效值：

Ich=1.52×I（3）dz =1.52×1.277=1.941KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=2.545×100=254.5 MVA

c.35KV变提供的电流：I（3）dz*=1/（X3*＋X4*＋X5*）=1/（0.590＋0＋0.171）=1.314

短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.314×0.502=0.660KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×0.660=1.683KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×0.660=0.997KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.314×100=131.4MVA

(6)、d2点短路电流计算：

17

35KV 基准电流：Ij ＝Sj /1.732Uj=100/1.732×36.75=1.571KA

a.110KV变电站侧提供的电流：I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X5*）=1/0.448=2.232 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.571×2.232=3.506KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×3.506=8.940KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×3.506=5.294KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=2.232×100=223.2MVA

b.110KV火电厂侧提供的电流： I（3）dz*=1/ （X2*＋X4*＋X5*）=1/0.564=1.773 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.773×1.571=2.785KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.785=7.102KA 电流最大有效值：

Ich=1.52×I（3）dz =1.52×2.785=4.233KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.773×100=177.3MVA

c.35KV变提供的电流：I（3）dz*=1/X3*=1/0.590=1.695 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.695×1.571=2.663KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×2.663=6.791KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×2.663=4.021KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.695×100=169.5MVA

(7)、d3点短路电流计算：

10KV 基准电流：Ij ＝Sj /1.732Uj=100/1.732×10.5=5.499KA

a.110KV变电站侧提供的电流：I（3）dz*=1/（X1*＋X4*＋X6*）=1/0.547=1.828

18

短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.828×5.499=10.052KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×10.052=25.633KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×10.052=15.179KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.828×100=182.8MVA

b.110KV火电厂侧提供的电流:I（3）dz*=1/ （X2*＋X4*＋X6*）

=1/0.663=1.508

短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.508×5.499=8.292KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×8.292=21.145KA 电流最大有效值：

Ich=1.52×I（3）dz =1.52×8.292=9.467KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.508×100=150.8 MVA

c.35KV变电站提供的电流：I（3）dz*=1/(X3*＋X6*)=1/0.689=1.451 短路电流的有名值：

I（3）dz= I（3）dz*·Ij=1.451×5.499=7.979KA Kch取1.8

冲击电流: I（3）ch=2.55I（3）dz=2.55×7.979=20.346KA 电流最大有效值：

Ich=1.51×I（3）dz =1.51×7.979=12.048KA

短路容量：

S（3）d= I（3）dz* Sj=1.451×100=145.1 MVA 计算参数表 短名110KV变 110KV火电厂 35KV变 19

路称 点 短路电流KA 冲击电流KA 全电流KA 短路容量MVA 短路电流KA 冲击电流KA 全电流KA 短路容量MVA 短路电流KA 冲击电流KA 全电流KA 短路容量MVA 110KV母线 35dKV2 母线 10dKV3 母线

20

d1 1.812 4.622.731 6 361 1.273.251.94254.0.667 6 1 5 0 1.683 0.99131.7 4 3.506 8.945.29223.2.787.104.23177.2.660 4 2 5 2 3 3 3 6.791 4.02169.1 5 10.052 25.615.1182.8.2921.19.46150.7.9733 79 8 2 45 7 8 9 20.346 12.0145.48 1

第三章 主要电气设备的选择及校验

一、 设备的选择 1、断路器的选择 （一）110kV侧断路器的选择

（1）、该回路为 110 kV电压等级，故可选用六氟化硫断路器。 （2）、断路器安装在户外，故选户外式断路器。

（3）、回路额定电压Ue≥110kV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流 ImaX=1.05×

103.7313115＝0.547（kA）

额定 型号 电压 kV 额定 电流 A 最高 工作 电压 kV 额定 开断 电流 kA 额定峰动稳 3S热稳 值耐受定电流 定电流 电kA kA kA 流 固有分闸时间 S 合闸 时间 S OFPT-110 110 1600 126 31.5 80 31.5 80 0.03 0.１２ （4）、为了维护和检修的方便，选择统一型号的SF6 断路器。如下表： （5）、进行校验计算 ① 开断电流能力校验

因为三相短路电流大于两相短路电流，所以选三相短路电流进行校验，断路器的额定开断电流比系统短路电流大得多，可用次暂态短。，故选I =4.166kA进行校验

所选断路器的额定开断电流 I。= 31.5kA＞ I =4.166kA，则断流能力满足

21

要求。

② 短路关合电流的校验

在断路器合闸之前，若线路已存在断路故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时 及产生巨大的短路电流，更容易发生触头破坏和曹遭受电动力的损坏。而且不可避免接通后又自动跳闸。此时还要求能够切断电流。因此要进行短路关合电流的校验。所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为 80kA，流过断路器的冲击电流为10.624kA，则短路关合电流满足要求，因为其动稳定的校验参数与关合电流参数一样，因而动稳定也满足要求。 ③ 热稳定校验

设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.07，选择熄弧时间 t =0.03S。则短路持续时间 t =1.9+0.07+0.03 =2s。

因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时间大于1s而忽略不计 则 短路热效应 Qk = I”2t =4.1662×2=534.711kA2.s

允许热效应 Ir2t =31.52× 3 = 2976.75kA2.s Ir2t＞Qk 热稳定满足要求。

以上各参数经校验均满足要求，故选用OFPT(B)-110断路器。

（二） 35kV侧断路器的选择

（1）、该回路为 35 kV电压等级，故选用六氟化硫断路器 （2）、断路器安装在户内，故选用户内断路器

（3）、回路电压35 kV，因此选用额定电压Ue≥35kV的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流 Imax=1.05×

91.482337＝1.4989(kA）

（4）、为方便运行管理及维护，选同一型号产品，初选LW8-35断路器其参数如下：

额定 额定 最大额定开极限电压 电流 工作断电流 开断22

型号 额定极限通过4S热固有断流电流 稳定分闸

kV A 电压 kV kA 电流 容量有效kVA 值 电流 时间 峰值 kA s LW8-35

35 1600 40.5 25 25 1600 36.6 63 25 0.06 （5）、对所选的断路器进行校验 ①断流能力的校验

流过断路器的短路电流 IK =7.649。所选断路器的额定开断电流 I =25kV ＞ IK，即断路器的断流能力满足要求。 ②动稳定校验

所选断路器的动稳定电流等于极限通过电流峰值idw=63kA,流过断路器的冲击电流ish=19.505kA＜idw，则动稳定满足要求。 ③热稳定校验

设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.06s，选择熄弧时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。 以前述的方法算得 Qz=7.6492×1.99=116.429 kA2s

因为短路持续时间1s，非周期分量忽略不计， 即Qk=Qz=116.429kA2s 允许热效应Ir2t=252×4=2500kA2s＞Qk 所以热稳定满足要求。 从以上校验可知断路器满足使用要求，故确定选用 LW8-35A断路器。 （二）10 kV侧断路器的选择

（1）、该回路为 10kV 电压等级，故可选用真空断路器。 （2）、该断路器安装在户内，故选用户内式断路器。

（3）、回路额定电压为 10kV，因此必须选择额定电压 Ue ≥ 10 kV的断路器， 且其额定电流不小于流过断路器的最大持续电流 Imax=1.05×0.7039（k A）

23

12.192310.5＝

（4）、初选 SN9-10真空断路器，主要数据如下：

4S热稳定电流kA 25 s 0.05 固有分闸时间 额定 型号 电压 kV 额定 电流 kA 额定开动稳定 断流电 电流 kA kA SN9-10 10 1.25 25 63 （5）、对所选的断路器进行校验 ①断流能力的校验

流过断路器的短路电流 IK =20.868 kA。所选断路器的额定开断电流 I =25kV ＞ IK，即断路器的断流能力满足要求。 ②动稳定校验

所选断路器的动稳定电流为63kA， 流过断路器的冲击电流ish = 53.213kA＜63KA则动稳定满足要求。 ③热稳定校验

设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.05s，选择熄弧时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.05+0.03 =1.98s。 则Qd = Qz=20.8682×1.98= 862.237 kA2.s 允许热效应 Ir2t = 252 ×4 = 2500 kA2.s 由于短路时间大于 1 s ,非周期分量可忽略不计

则Qd =Qz=862.237kA2.s ，由于 Ir2t ＞QK，所以热稳定满足要求

从以上校验可知该断路器满足要求，所以确定选用 SN9-10真空断路器。 2.隔离开关的选择 110kV侧隔离开关的选择

（一）、为保证电气设备和母线检修安全，选择隔离开关带接地刀闸。 （二）、该隔离开关安装在户外，故选择户外式。

（三）、该回路额定电压为 110kV，因此所选的隔离开关额定电压 Ue≥ 110kV，

24

且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流ImaX=1.05×＝0.547（kA）

103.7313115（四）、初GW4—110D型单接地高压隔离开关其主要技术参数如下：

额定 型 号 电压 kV GW4-110D

（五）、校验所选的隔离开关 （1）动稳定校验

动稳定电流等于极限通过电流峰值即idw = 55kA 流过该隔离开关的短路冲击电流ish =10.624kA.s 即 idw ＞ ish 55kA＞10.624kA 动稳定要求满足。 （2）热稳定校验

隔离开关允许热效应 Ir2t = 102×4 =400 kA2.s 短路热效应 QK = Ir2t = 4.1662×2＝34.711kA2.s Ir2t ＞QK热稳定满足要求。

经以上校验可知，所选隔离开关满足要求，故确定选用 GW4— 110D型高压隔离开关。

2.（4） 35kV侧的隔离开关的选择

（一）、为保证电气设备和母线检修安全，选择隔离开关带接地刀闸。 （二）、该隔离开关安装在户内，帮选用户内式。

（三）、该回额定电压为35kV，帮选择隔离开关的额定电压Ue≥35KV,且其额定

25

额定 最大工接地 极限通过电流kA 4S热稳定电流 备注 有效值 峰值 kA 电流 作电压 刀闸 A kV A 110 1250 126 2000 32 55 10 电流必须大于流过隔离开关的最大持续电流Imax = 1.05×1.4989(kA）

（四）、初选GN—35T型高压隔离开关，其主要技术数据如下：

91.482337＝

型 号 额定电压 额定电流 最大工作电极限通过电4S热稳定 压 kV 40.5 流峰值 kA 50 电流 kA 20 单 位 GW５-35（D）

kV 35 A 2000 （五）、校验所选择的隔离开关 （1）动稳定校验

动稳定电流等于极限通过电流峰值，即idw = 50kA， 短路冲击电流 ish =19.505kA idw＞ ish， 动稳定满足要求。 （2）热稳定校验

隔离开关允许热效应 I2rt = 202×4 = 1600kA2s短路 热效应 QK = Ir2t =7.6492×1.99=116.429 kA2s 即I2rt＞QK 热稳定满足要 。

从以上校验可知，所选该隔离开关满足要求，所以确定选用GW５—35D型高压隔离天关。

2.2.5 10kV侧隔离开关的选择

（一）、为保证电气设备和母线检修安全，隔离开关选择不带接地刀闸。 （二）、隔离开关安装在户内，故选用户内式。

（三）、该回路的额定电压为10kV所选隔离开关的额定电压Ue≥10kV，额定电

26

流大于流过隔离开关的最大持续电流Imax=1.05×

12.192310.5＝0.7039（kA）

（四）、初选GN19—10型隔离开关，其主要技术数据如下： 型 号 单 位 GN19—10

（五）、校验所选的隔离开 。

（1）动稳定校验

所选隔离开关的动稳定电流100kA 短路冲击电流ish = 53.213kA idw＞ ish , 动稳定满足要求。 （2）热稳定校验

隔离开关允许热效应 I2rt = 3200KA2S 短路热效应 Qd =862.637KA2S I2rt＞Qd热稳定满足要求.

从以上校验可知,所选隔离开关满足要求,故确定选用GN19—10型隔离开关。

3、导线的选择

1 、110KV母线的选择与校验： （一）、按最大工作电流选择导线截面S Imax=1.05×

103.7313115额定电压 kV 10 额定电流 允许热效应Ir2t 动稳定电流 A 1250 kA2s 3200 kA 100 ＝0.547（kA）=547(A)

年最高平均温度为+31℃，而导线长期允许温度为+80℃，则温度修正系数：

27

K0＝

al8031==0.944

8025aloImax = K0Ial

则 Ial＝Imax/K0＝547/0.944=579.45(A)

选择110KV母线型号为：LGJ—185，查表得IY=631A。 Imax=547A＜KθIY=0.944×631=3595.66A 满足要求 （二）、热稳定校验： S=185 mm2＞Smin=满足热稳定要求。 2.3.2 35KV母线的选择与校验

（一）、按最大工作电流选择导线截面S Imax=1.05×

91.482337IKCtdz=

4166832=70.99mm2

＝1.4989(kA）

Ial= Imax/k0=1498/0.944=1587A

选择35KV母线型号为：h100×b10（单条矩形），查表得IY=1663A。 Imax=14989A＜kθIY=0.944×1663=1569A 满足要求 （二）、热稳定校验： S=1000 mm2＞Smin=满足热稳定要求。 （三）、动稳定校验 母线采取水平排列平放

IKCtdz=

76491.99=124mm2 87 28

则W=bh2/6=10×1002/6=16666(mm3) =1.6666×10-5 m3 相邻支柱间跨距取 L=1.5m 相间母线中心距离取a=0.25m

2Lσmax=0.173 ish2 ×

10aW

=0.173×19.5052×=3.55×106(pa)

1.52100.2516.666106

σmax＜σy=70×106pa 满足动稳定要求。 2.3.3 10kV母线的选择与校验

由于安装在室内，选用硬母线

（一）、按最大持续工作电流选择母线截面: Imax =1.05×

12.192310.5＝0.7039(kA)

IYj= Imax/k0=703.9/0.944=745.65A

选择10KV母线型号为h63×b10（单条矩形），查表得IY=1129A。 Imax=703.9A＜KθIY=0.944×1129=1004.81A 满足要求 （二）、热稳定校验： S=630 mm2＞Smin=满足热稳定要求。 （三）、动稳定校验 母线采取水平排列平放

IKCtdz=

208681.98=337mm2 87 29

则W=bh2/6=10×632/6=6615(mm3) =6.615×10-6 m3 相邻支柱间跨距取 L=1.5m 相间母线中心距离取a=0.25m

2Lσmax=0.173 ish2 ×

10aW

=0.173×53.2132×=42.66×106(pa) σmax＜σy=70×106pa 满足动稳定要求。 4、互感器的选择 1、电流互感器的选择

1.22100.256.615106

（一）、110KV电流互感器的选择

选择电流互感器型号:LCWD—110，变比如下： （1）线路侧：I=2×

630003110=661.2A 则取变比取：700/5

（2）联络断路器处：I=

630003110=330.6A 则取变比取：400/5

（二）、35KV电流互感器的选择

选择电流互感器型号:LCWB—35，变比如下： 变压器至母线及母线分段断路器处： I=

63000338.5=944A 则取变比为：1000/5

线路处，取最大负荷的线路选取： I=

20000338.5=300A 则取变比为：400/5

30

（三）、10kV电流互感器的选择

选择10kV侧电流互感器型号:LB—10，变比如下：

变压器至母线及母线分段断路器处： I=

63000311=3270A 则取变比为：4000/5

线路处，取最大负荷的线路选取： I=

900311=47.24A 则取变比为：60/5

第四章 布置形式

一、电气布置

110kV配电装置为户外布置。由于110kV线路由东边来，所以，110kV屋外配电装置布置在所区东侧，二次室及10kV开关室接布置在所区西侧，二台主变压器布置在二者之间，5回35kV线路，四回向北出线，四回向南出线，1OkV全部电缆出线。

二次设备室布置在二楼南面。10kV密集型电容器、接地变、消弧线圈在北面。

1、110kV配电装置

采用户外单列布置，该配电装置向东出线，进线采用悬挂式软母线，进出线

31

架构高12.5米，间隔宽度均8米，母线及进出线相间距离为2米。

2、35kV配电装置

为节约用地和便于出线，35kV配电装置采用户外双列布置，各四回分别向南出线和向北出线，进出线采用悬挂式软母线，进出线架构高10.5米，间隔宽度均5米，母线及进出线相间距离为1.3米。

3、10kV配电装置、二次室及辅助厂房

采用单层屋内配电装置，采用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，单母线分段，单列布置，10kV出线均为电缆出线。二次室及辅助厂房布置于10kV开关室南侧。站用变分别布置安装在10kV高压室内。

4、其它

本变电所的配电装置型式选择，考虑了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、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时，必须满足以下四点要求：①节约用地；②运行安全，操作巡视方便；③便于检修和安装；④节约材料，降低造价。

屋外配电装置布置应符合下列条件：

①设备套管和绝缘子最低绝缘部位离地＜2.5m时应加围栏；

②围栏向上延伸线距地2.5m处与其上方带电部分净距不应小于A1值； ③车道上运设备时，其外廓至裸导线净距≥B1值； ④不同时停电检修的无遮拦裸导体之间垂直净距＞B1值；

⑤带电部分至建筑物顶部（或围墙）净距＞D值；

⑥实际因风力、温度、结冰使上述尺寸偏短，故设计时取的值大得多，如母线桥母线相间一般取60cm～80cm。 屋外配电装置规定的最小安全净距： UN（kV） 净距值（cm） 名称 导电体——地（A1） 异相带电部分间（A2） 带电体——栅栏 裸导体——地面（C） 20 20 95 270 40 40 115 290 240 90 100 180 260 280 335 510 460 100 110 200 165 175 255 340 350 430 290 300 380 1～35 10 110J 110 200J 330J 不同时停电检修的裸导体220 之间的水平距离（D） 二、电缆设施

室内外控制及低压电力电缆、35KV旁母联络电缆采用电缆沟敷设，出电缆

32

沟至电气设备的电缆采用穿管敷设；10kV出线电缆采用电缆沟敷设。

110kV至主变110kV侧及主变至35kV进线套管均采用电缆和电缆沟道敷设。主变10kV到10kV进线套管采用矩形铜母线热缩接线。

变电站内、户外间设置了800mm宽的控制电缆沟，通向主控室。户外电缆沟高出地面100mm以防雨水的进入。10kV配电室内设有1000mm宽的电力电缆沟，室外有1800mm宽的电缆隧道，以供1OkV电力电缆通向所外。控制电缆全部采用阻燃、带屏蔽的铜芯控制电缆，型号:2RkVVP2/22;10kV、35kV电力电缆采用交联电力电缆，型号:YJV22-8.7/10-3×120和3×185，35kV电力电缆采用交联电力电缆，型号:YJV22-30/35-3×150。去密集型电容器的10kV电缆采用直埋方式。

三、电气建筑物

设计了一座10kV高压室的单层结构楼房。中间为10kV高压室。呈单列布置，全部电缆出线。

33