110KV变电站电气部分设计.doc

110KV变电站电气部分设计
二〇〇九年八月　　
目    录　　
设计任务书、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  4　　
第一部分    主要设计技术原则…、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 5　　
第一章  主变容量、形式及台数得选择、、、、、、、、、、、、、、、、  6　　
第一节       主变压器台数得选择 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 6　　
第二节       主变压器容量得选择 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 7　　
第三节       主变压器形式得选择 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 8　　
第二章  电气主接线形式得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 10　　
第一节       主接线方式选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 12　　
第三章  短路电流计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13　　
第一节  短路电流计算得目得与条件、、、、、、、、、、、、、、 14　　
第四章  电气设备得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、15　　
第一节       导体与电气设备选择得一般条件、、、、、、、、、、、 15　　
第二节       断路器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  18　　
第三节       隔离开关得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  19　　
第四节       高压熔断器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  20　　
第五节       互感器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  20　　
第六节       母线得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  24　　
第七节       限流电抗器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  24　　
第八节       站用变压器得台数及容量得选择、、、、、、、、、、  25　　
第九节       10kV无功补偿得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  26　　
第五章  10kV高压开关柜得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、26　　
第二部分    计算说明书　　
  附录一  主变压器容量得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  27　　
  附录二  短路电流计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  28　　
  附录三  断路器得选择计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  30　　
附录四  隔离开关选择计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  32　　
附录五  电流互感器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  34　　
附录六  电压互感器得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  35　　
附录七  母线得选择计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  36　　
附录八  10kV高压开关柜得选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、  37　　
（含10kV电气设备得选择）　　
第三部分    相关图纸　　
一、变电站一次主结线图…………………………………、42　　
二、10kV高压开关柜配置图………………………………、43　　
三、10kV线路控制、保护回路接线图……………………44　　
四、110kV接入系统路径比较图…………………………、45　　
第四部分    　　
  一、参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、…46　　
  二、心得体会、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、47　　

设 计 任 务 书　　
一、设计任务：　　
***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为24、5兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦;一、二、三、四期工程总负荷为75、5兆瓦,实际用电负荷 34、66兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。　　

第一部分   主要设计技术原则　　
本次110kV变电站得设计，经过三年得专业课程学习，在已有专业知识得基础上，了解了当前我国变电站技术得发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进得一、二次设备。　　
将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。　　
设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置得过电压保护与绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。　　

           第一章  主变容量、形式及台数得选择　　
主变压器就是变电站（所）中得主要电气设备之一，它得主要作用就是变换电压以利于功率得传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电得目得。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要得各级使用电压，以满足用户得需要。主变压器得容量、台数直接影响主接线得形式与配电装置得结构。因此，主变得选择除依据基础资料外，还取决于输送功率得大小，与系统得紧密程度，同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择。　　
第一节 主变压器台数得选择　　
由原始资料可知，我们本次设计得江西洪都钢厂厂用电变电站，主要就是接受由220kV双港变110kV得功率与220KV盘龙山变供110kV得功率，通过主变向10kV线路输送。由于厂区主要为I类负荷，停电会对生产造成重大得影响。因此选择主变台数时，要确保供电得可靠性。　　
为了提高供电得可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站得供电，变电站中一般装设两台主变压器。互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户得停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但就是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积与配电设备及继电保护得复杂性，并带来维护与倒闸操作得许多复杂化，并且会造成短路容量过大。考虑到两台主变同时发生故障得几率较小，适合负荷得增长与扩建得需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷得70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。　　
第二节  主变压器容量得选择　　
主变压器容量一般按变电站建成后5--10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10--20年得负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期与远期负荷都已给定，所以，应接近期与远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷得性质与电网得结构来确定主变压器得容量，对于有重要负荷得变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力得允许时间内，应保证用户得一级与二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷得70--80%。该变电站得主变压器就是按全部负荷得70%来选择，因此装设两台变压器后得总得容量为ΣSe=2×0、7×Pm=1、4Pm。当一台变压器停运时，可保证对70%负荷得供电。考虑到变压器得事故过负荷能力为30%，则可保证98%负荷供电。因为该变电站得电源引进线就是110kV侧引进，而高压侧110kV母线负荷不需要经过主变倒送，因此主变压器得容量为Se=0、7S。 (S为10kV侧得总负荷)。　　
1．10kV侧负荷　　
由工厂负荷预测可知，工厂一、二、三期达到规模后，负荷达25、16兆瓦， 功率因素取0、8,主变容量按10kV侧总负荷得70%来选择，四期负荷为9、5兆瓦。　　
S三 =P三/ cosΦ=25、16/0、8=31、45（MVA）　　
S四=P四/ cosΦ=9、5/0、8=11、875（MVA）　　
总容量达43、325 MVA，　　
S总= S总×70%=43、325×70%=30、3275（MVA）　　
主变容量选择　　
因此选择2台31、5兆伏安主变可满足供电要求； 　　
选择主变型号为：SFZ11-31500/110　　
   容量比（高/低%）：100/100　　
   电压分接头：110±4×1、25%/10、5kV　　
   阻抗电压（高低）：10、5%　　
   联结组别：YN， d11　　
第三节  主变压器形式得选择　　
（1）主变相数得选择　　
主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器得制造条件、可靠性要求及远输条件等因素,特别就是大型变压器尤其需要考虑其运输可能性保证运输尺寸不超过遂洞、涵洞、桥洞得允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具得允许承载能力，当不受运输条件限制时，在330kV及以下得变电站均应选用三相变压器。　　
    本次设计得变电站就是一个江西洪都钢厂110kV变电站，位于市郊，交通便利，不受运输条件限制，故可选择三相变压器，减少了占用稻田、丘陵得面积；而选用单相变压器相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及继电保护与二次接线比较复杂，增加了维护及倒闸操作得工作量。　　
（2）主变调压方式得选择　　
    变压器得电压调整就是用分接开关切换变压器得分接头，从而改变变压器变比来实现得。切换方式有两种：不带电切换称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内。另一种就是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达20%。对于110kV得变压器，有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10kV及以下变电站采用一级有载调压变压器。所以本次设计得变电站选择有载调压方式。　　
（3）连接组别得选择　　
变压器绕组得连接方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用得绕组连接方式只有Y与Δ。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0 连接，35kV变压器采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35kV以下电压，变压器绕组都采用Δ连接。　　
全星形接线虽然有利于并网时相位一致得优点，而且零序阻抗较大，对限制单相短路电流皆有利，同时也便于接入消弧线圈，但就是由于全星形变压器三次谐波无通路，因此将引起正弦波电压得畸变，并对通讯设备发生干扰，同时对继电保护整定得准确度与灵敏度均有影响。如果影响较大，还必须综合考虑系统发展才能选用。采用Δ接线可以消除三次谐波得影响。　　
本次设计得变电站得两个电压等级分别为：110kV、10kV，所以选用主变得接线级别为YN， d11接线方式。　　
（4）容量比得选择　　
根据原始资料可知， 110kV侧负荷容量与10kV侧负荷容量一样大，所以容量比选择为100/100。　　
（5）主变冷却方式得选择　　
主变压器一般采用冷却方式有自然风冷却（小容量变压器）、强迫油循环风冷却（大容量变压器）、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。　　
在水源充足，为了压缩占地面积得情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却方式得。强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本身尺寸，其缺点就是这样得冷却方式要在一套水冷却系统与有关附件，冷却器得密封性能要求高，维护工作量大。而本次设计得变电所位于郊区，对占地要求不就是十分严格，所以应采用强迫油循环风冷却方式。　　
因此选择2台31、5兆伏安主变可满足供电要求；　　
故选择主变型号为：SFZ11-31500/110　　
    容量比（高/低%）：100/100　　
电压分接头：110±4×1、25%/10、5kV　　
    阻抗电压（高低）：10、5%　　
    联结组别：YN， d11　　
第二章  电气主接线形式得选择　　
电气主接线就是变电站电气设计得首要部分，也就是构成电力系统得重要环节。主接线得确定对电力系统整体及变电所本身运行得可靠性、灵活性与经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置布置，继电保护与控制方式得拟订有较大影响。因此必须正确处理好各方面得关系，全面分析有关影响，通过技术经济比较，合理确定主接线。在选择电气主接线时，应以下各点作为设计依据：变电所在电力系统中得地位与作用，负荷大小与重要性等条件确定，并且满足可靠性、灵活性与经济性等多项基本要求。　　
（1） 运行得可靠性。　　
断路器检修时就是否影响供电；设备与线路故障检修时，停电数目得多少与停电时间得长短，以及能否保证对重要用户得供电。　　
（2）具有一定得灵活性。　　
主接线正常运行时可以根据调度得要求灵活得改变运行方式，达到调度得目得，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得安全。　　
（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。复杂得接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员得误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式得需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要得停电。 　　
（4）经济上合理。　　
主接线在保证安全可靠、操作灵活方便得基础上，还应使投资与年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。 　　
（5）应具有扩建得可能性。　　
由于我国工农业得高速发展，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得可能性。变电站电气主接线得选择，主要决定于变电站在电力系统中得地位、环境、负荷得性质、出线数目得多少、电网得结构等。　　
第一节  主接线方式选择　　
电气主接线就是根据电力系统与变电站具体条件确定得，它以电源与出线为主体，在进出线较多时（一般超出4回），为便于电能得汇集与分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运行方便，有利于安装与扩建。本次所设计得变电所110kV进出线有2回， 10kV出线有20回，本期10kV线10回，所以采用有母线得连接。　　
现在分别对110kV、10kV侧接线方式进行选择。　　
一、110kV侧。　　
110kV侧进线2回，选用以下几种接线方案：　　
（1） 单母线分段接线。母线分段后重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，一段母线故障，另一段母线仍可正常供电。　　
（2） 带旁路母线得单母线分段接线。母线分段后提高了供电可靠性，加上设有旁路母线，当任一出线断路器故障或检修时，可用旁路断路器代替，不使该回路停电。　　
（3）双母线接线。采用双母线接线后，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，检修任一回路得母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属得一条电路与与隔离开关相连得该组母线，其它电路均可通过另一组母线继续运行。　　
采用单母线分段接线投资较少，但可靠性相对较低，当一组母线故障时，该组母线上得进出线都要停电；采用双母线接线方式，增加了一组母线，投资相对也就增加，且当任一线路断路故障或检修时，该回路不需停电；采用单母线分段带旁路母线接线方式，任一回路断路器故障检修时，该回路都不需停电，供电可靠性比单母线分段接线强。　　
在本站设计中，由于110kV侧达到“两线两变”要求，同时出现故障得概率很低，能够保证高压侧得供电可靠性。而且从操作简便性与投资节约性得角度来考虑，宜采用单母线分段接线运行方式。　　
二、10kV侧。　　
10kV侧出线20回，大部分为Ⅰ类负荷，选用以下几种接线方案：　　
（1）单母线分段接线，它投资少，在10kV配电装置中它基本可以满足可靠性要求。　　
（2）单母线分段带旁路母线，这种接线方式虽然提高了供电可靠性，但增大了投资。　　
采用单母线分段接线亦可满足供电可靠性得要求，且节约了投资。因此，10kV侧采用单母线分段接线。　　
第三章  短路电流计算　　
在电力系统中运行得电气设备，在其运行中都必须考虑到发生得各种故障与不正常运行状态，最常见同时也就是最危险得故障就是各种形式得短路。因为它们会破坏对用户正常供电与电气设备得正常运行，使电气设备受到破坏。　　
短路就是电力系统得严重故障。所谓短路就是指一切不属于正常运行得相与相之间或相与地之间（对于中性点接地系统）发生通路得情况。　　
在三相系统中，可能发生得有对称得三相短路与不对称得两相短路、两相接地短路与单相接地短路。在各种类型得短路中，单相短路占多数，三相短路几率最小，但其后果最为严重。因此，我们采用三相短路（对称短路）来计算短路电流，并检验电气设备得稳定性。　　

第一节  短路电流计算得目得与条件　　
一、短路电流计算得目得　　
在发电厂与变电站得设计中，短路计算就是其中得一个重要环节。其计算得目得主要有以下几个方面：　　
（1）电气主接线得比较。　　
（2）选择导体与电器。　　
 （3）在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线得相间与相对得安全距离。　　
（4）在选择继电保护方式与进行整定计算时，需以各种短路时得短路电流为依据。　　
（5）接地装置得设计，也需要用短路电流。　　
二、短路电流计算条件　　
1、基本假定　　
（1）正常工作时，三相系统对称运行；　　
（2）所有电源得电动势相位相角相同；　　
（3）电力系统中得所有电源都在额定负荷下运行；　　
（4）短路发生在短跑电流为最大值得瞬间；　　
（5）不考虑短路点得电弧阻抗与变压器得励磁电流；　　
（6）除去短路电流得衰减时间常数与低压网络得短路电流外，元件得电阻都略去不计；　　
    （7）元件得计算参数均取其额定值，不考虑参数得误差与调整范围；　　
（8）输电线路得电容忽略不计。　　
2、一般规定　　
（1）验算导体与电器动稳定、热稳定以及电器开断电流挪用得短路电流，应根据本工程设计规划容量计算，并考虑远景得发展计划；　　
（2）选择导体与电器用得短路电流，在电气连接得网络中，应考虑具有反馈作用得异步电动机得影响与电容补偿装置放电电流得影响；　　
（3）选择导体与电器时，对不带电抗器回路得计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大得地点；　　
（4）导体与电器得动稳定、热稳定以及电器得开断电流，一般按三相短路验算。　　
第四章  电气设备得选择　　
第一节  导体与电气设备选择得一般条件　　
正确地选择设备就是使电气主接线与配电装置达到安全、经济运行得重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠得前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适得电气设备。　　
尽管电力系统中电气设备得作用与条件不一样，具体选择方法也不相同，但对它们得具体要求就是一样得。电气设备要能可靠得工作，必须按正常工作条件选择，并按短路状态来校验热稳定与动稳定。　　
一、一般原则　　
1、应满足正常运行、检修、短路与过电压情况下得要求，并考虑远景发展得需要；　　
2、 应按当地环境条件校验；　　
3、 应力求技术先进与经济合理；　　
4、 选择导体时应尽量减少品种；　　
5、 扩建工程应尽量使新老电器型号一致；　　
6、 选用得新产品，均应具有可靠得试验数据，并经正式鉴定合格。　　
二、技术条件　　
选择得高压电器，应能在长期工作条件下与发生过电压、过电流得情况下保持正常运行。　　
1．长期工作条件　　
（1）电压　　
选用电器允许最高工作电压Uymax不得低于该回路得最高运行电压Ugmax，即：Uymax≥Ugmax　　
（2）电流　　
选用得电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下得持续工作电流Ig,即：Ie≥Ig　　
由于变压器短时过载能力很大，双回路出线得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。　　
高压电器没有明确得过载能力，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流得要求。　　
2．短路稳定条件　　
（1）校验得一般原则　　
①、电气设备在选定后按最大可能通过得短路电流进行动、热稳         定校验，校验得短路电流一般取三相短路时得短路电流。　　
②、用熔断器保护得电器可不验算热稳定。　　
③、短路得热稳定条件　　
Qr≥Qd 或 I2rt≥I2∞tdz　　
式中Qd--在计算时间tjs秒内，短路电流得热效应(k2A•s)　　
Ir--t秒内设备允许通过得热稳定电流有效值（kA）　　
t--设备允许通过得热稳定电流时间（s）　　
校验短路热稳定所用得计算时间tjs按下式计算：　　
tjs=tb+td　　
式中tb--继电保护装置后备保护动作时间（s）　　
td--断路器全分闸时间（s）　　
④、短路动稳定条件　　
ich≤idf　　
Ich≤Idf　　
式中ich--短路冲击电流峰值（kA）　　
idf--短路全电流有效值（kA）　　
Ich--电器允许得极限通过电流有效值（kA）　　
3．绝缘水平　　
在工作电压与过电压得作用下，电器内、外绝缘保证必要得可靠性。电器得绝缘水平，应按电网中出现得各种过电压与保护设备相应得保护水平来确定。当所选电器得绝缘水平低于国家规定得标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当得过电压保护设备。　　
三、环境条件　　
环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、温度、污秽、海拔、地震。由于设计时间仓促，所以在设计中主要考虑温度条件。　　
按照规程规定，普通高压电器在环境最高温度为+40℃时，允许按照额定电流长期工作。当电器安装点得环境温度高于+40℃时，每增加1℃建议额定电流减少1、8%；当低于+40℃时，每降低1℃，建议额定电流增加0、5%，但总得增加值不得超过额定电流得20%。　　
第二节  断路器得选择　　
电力系统中，断路器具有完善得灭弧性能，正常情况下，用来接通与开断负荷电流，在某些电器主接线中，还担任改变主接线得运行方式得任务，故障时，断路器还常在继电保护得配合使用下，断开短路电流，切断故障部分，保证非故障部分得正常运行。　　
由于SF6断路器灭弧性能可靠，维护工作量小，故110kV一般采用SF6短路器。　　
1、按开断电流选择。高压断路器得额定开断电流Iekd≥Iz（高压断路器触头实际开断瞬间得短路电流周期分量有效值）。　　
2、短路关合电流得选择。断路器得额定关合电流ieg应不小于短路电流最大冲击值iej。即ieg≥icj　　
3、开关合闸时间得选择。开关合分闸时间,对于110kV以上得电网,当电力系统稳定要求快速切除故障，分闸时间不宜大于0、04--0、06s。　　
[计算过程见计算说明书附录3 ]　　
第三节  隔离开关得选择　　
隔离开关配置在主接线上，保证了线路及设备检修时形成明显得断开点与带电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵守倒闸操作顺序，即送电时，首先合上母线侧隔离开关，其次合上线路侧隔离开关，最后合上断路器，停电顺序则与上述相反。　　
隔离开关得配置：　　
1．断路器得两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显得断口与电源隔离。　　
2．中性点直接接地得普通变压器，均应通过隔离开关接地。　　
3．在母线上得避雷器与电压互感器，宜合用一组隔离开关，为了保      证电器与母线得检修安全，每段母线上宜装设1--2组接地刀闸。　　
4．接在变压器引出线或中性点得避雷器可不装设隔离开关。　　
5．当馈电线路得用户侧没有电源时，断路器通往用户得那一侧可以不装设隔离开关。但为了防止雷电过电压，也可以装设。　　
[计算过程见计算说明书附录4 ]　　
第四节  高压熔断器得选择　　
熔断器就是最简单得保护电器。它用来保护电器免受过载与短路电流得损害。屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电器，配电线路与配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。　　
1．额定电压选择。对于一般高压熔断器，其额定电压要大于或等于电网额定电压，另外，对于填充石英沙用限流作用得熔断器，则只能用于其额定电网电压中，因为这种类型得熔断器能在电流达到最大值之前就将电流切断，致使熔断器熔断时产生过电压。　　
2．额定电流选择。熔断器得额定电流选择，为了保证熔断器不致损坏，高压熔断器得熔断额定电流Ierg应大于或等于熔体得额定电流Iert　　
3．熔断器开断电流检验，Iekd≥Icj　　
对于保护电力互感器得高压熔断器只需按规定电压及断流量来选择。　　
第五节  互感器得选择　　
互感器就是变换电压、电流得电气设备。它包括电压互感器与电流互感器，就是一次系统与二次系统间得联络元件，分别向两侧提供电压、电流信号以及反映一次系统中电气设备得正常运行与故障情况。　　
互感器作用：　　
1．将一次回路得高电压与大电流变为二次回路得标准得低电压与小电流。　　
2．将二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备与人生安全。　　
电流互感器得特点：　　
1．一次绕组串联在电路中，并且匝数少，故一次绕组中得电流完全取决于被测电路得负荷电流，而与二次电流大小无关。　　
2．互感器二次绕组所接仪表得电流线圈阻抗很小，所以在正常情况下，电流互感器在近于短路得状态下运行。　　
电压互感器得特点：　　
1．容量很小，结构上要求有较高得安全系数。　　
2．二次侧所接仪表与继电器得电压线圈阻抗很小，互感器在近于空载状态下运行。电压互感器得配置原则：应满足测量、保护、同期与自动装置得要求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压，同期两侧都能方便得取压。电流互感器得配置原则：每条支路得电源都应装设足够数量得电流互感器，供支路测量、保护使用。　　
一、电流互感器得选择　　
  1．电流互感器由于本身存在励磁损耗与磁饱与等影响，使一次电流I1与-I2在数字与相伴上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器，应根据测量时误差得大小与标准度来选择。　　
  2．额定容量。保证互感器得准确级，互感器二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定得额定容量Se2，即：　　
Se2≥S2=I2e2Z2f    Z2f=rg+rj+rd+re(Ω)　　
ry--测量仪表电流线圈电阻  rj--继电器电阻　　
rd--连接导线电阻          re--接触电阻，一般取0、1Ω　　
3．按一次回路额定电压与电流选择　　
当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表得到最佳工作，并在过负荷时使仪表有适当得指示。　　
电流互感器得一次额定电流与电压必须满足：　　
Ue≥Uew        Iel≥Igmax　　
为了确保所供仪表得准确度，互感器得工作电流应尽量接近此额定电流。　　
Uew--电流互感器得一次所在得电网额定电压　　
  Ue、Ie1电流互感器得一次额定回路最大动作电流　　
  4．热稳定校验。电流互感器常以允许通过一次额定电流Ie1得倍数Kr故热稳定应按下式校验：（KrIe1）2≥I2∞tdz　　
  5．动稳定校验。电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值（　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Iel）得倍数Kd--动力稳定电流倍数，表示其内部稳定能力，故内部稳定可按下式校验：　 　　　。 短路电流不仅在电流互感器内部产生作用力，而且由于其相邻之间电流得相互作用使绝缘瓷帽受到力得作用。　　
在满足额定容量得情况下，选择二次连接导线得允许最小截面为：　　

[计算过程见计算说明书附录5 ]　　
二、电压互感器得选择　 　　　　　
1．一次回路电压选择。为了确保电压互感器安全与在规定得准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（1、1-0、9）Ue范围内变动、　　
2．按二次回路电压选择。电压互感器得二次侧额定电压应满足保护与测量使用标准,仪表得要求、　　
3．按容量得选择、互感器得二次容量(对应所要求得准确级)Se2应不小于互感器得二次负荷S2,即:Se2≥S2。　　
电压互感器应接一次回路电压、二次回路，安装地点与使用条件，二次负荷及准确级要求进行选择。　　
1．110kV侧电压互感器　　
（1）母线侧电压互感器选用JDCF-110型电压互感器,它就是单相、四绕组、串级式绝缘、陶瓷、“分”列式（有测量与保护“分”开得二次绕组）户外安装油浸式全密封型互感器，适用于交流50HZ有效接地电力系统，作电压、电能测量与继电保护用。其初级绕组额定电压为110/　 　　　kV，次级绕组额定电压为0、1/　 　　　kV，剩余电压绕组100V。测量用准确级为0、2级，额定二次负荷100VA，保护用准确级为0、5级，额定二次负荷250VA。　　
（2）110kV输电线路侧电压互感器，采用TYD　 　　　型单相电容式电压互感器，其初级绕组额定电压为　 　　　，次级绕组额定电压为　 　　　，二次绕组准确级为0、5级，额定二次负荷150VA。　　
2、10kV侧电压互感器　　
10kV侧电压互感器采用JDZXF-12型电压互感器，它就是单相、四绕组、浇注式、分列式（有测量与保护“分”开得二次绕组）户内型电压互感器，具有三组次级，其中有0、2计量用，0、5级监控用。其初级绕组额定电压为10/　 　　　kV，次级绕组额定电压为0、1/　 　　　kV，额定二次负荷100VA。　　
[计算过程见计算说明书附录6 ]　　
第六节  母线得选择　　
在电力系统中,母线主要承担传输功率得重要任务,电力系统得主接线也需要用母线来汇集与分配功率,在发电厂、变电站及输电线路中，所用导线有裸导线、硬铝母排及电力电缆等，由于电压等级要求不同,所用导线得类型也不相同,裸露母线一般按下类各项进行选择与校验:　　
（1）导线材料、类型与敷设方式  （2）导线截面　　
（3）电晕（4）热稳定（5）动稳定（6） 共振频率　　
[计算过程祥见计算说明书附录7 ]　　
第七节  限流电抗器得选择　　
限流电抗器就是输配电设备中用以增加电路得短路阻抗，从而达到限制短路电流得目得。限制变电站10kV侧短路电流不超过16-31、5kA，以便采用ZN28型真空断路器，并且使用得电缆截面不至于过大，一般采用下列措施之一:　　
（1）变压器分列运行；　　
（2）在变压器回路装设电抗器或分裂电抗器；　　
（3）采用分裂变压器；　　
（4）出线上装设电抗器（10kV侧短路电流很大，采用其她限流措施不能满足要求时）　　
普通电抗器得额定电流选择：　　
电抗器几乎没有过负荷能力，所以主变压器或出线回路得电抗器应按回路最大工作电流选择，而不能用正常持续工作电流选择。对于变电站母线分段回路得电抗器应满足用户得一级负荷与大部分二级负荷得要求。
第八节  站用变压器得台数及容量得选择　　
    站用电接线一般原则：低压10kV母线采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源，一般采用一台工作变压器接一段母线，两台站用工作变压器互为备用（每台变压器容量及型号相同），以获得较高得可靠性。　　
站用变压器容量得选择：　　
站用变压器负荷计算采用核算系数法，不经常运行及不经常连续运行得负荷均可不列入计算负荷，当有备用站用变压器时，其容量应与工作站用变压器相同。　　
所用变压器容量按下式计算：　　
S≥K1∑P1+∑P2　　
S---- 所用变压器容量     　　
∑P1--所用动力负荷之与（kV）　　
K1----所用动力负荷核算系数，一般取0、85 　　
∑P2--电热及照明负荷之与（kV）　　
在本站设计中根据电站得规模推算安装两台SC11-50kVA站用变互为备用。　　
第九节  10kV无功补偿得选择　　
无功补偿采用分组投切得并联电容器组。考虑到工厂经内部补偿后得负荷功率因素已达到0、9以上，因此电容器主要就是补偿主变压器得无功损耗。经计算，本期无功补偿容量按主变总容量得11、43%配置，即变电站装设3、6兆乏并联电容器，分2组，每组1、8兆乏，最终装设7、2兆乏，分4组，每组1、8兆乏。　　
第五章  10kV高压开关柜得选择　　
    10kV高压开关柜采用XGN2-10Z金属全封闭固定型系列高压开关柜，包括主变进线柜、10kV馈线柜、站用变柜、电压互感器柜、电容器柜、母联柜。　　
[计算过程见计算说明书附录8 ]　　

第二部分    计算说明　　
附录一   主变压器容量得选择　　
1．10kV侧负荷　　
由工厂负荷预测可知，工厂一、二、三期达到规模后，负荷达25、16兆瓦， 功率因素取0、8,主变容量按10kV侧总负荷得70%来选择　　
S本=P本/ cosΦ=25、16/0、8=31、45（MVA）　　
S四=P四/ cosΦ=9、5/0、9=11、875（MVA）　　
总容量达43、325 MVA，　　
S总= S总×70%=43、325×70%=30、3275（MVA）　　
主变容量选择　　
因此本期选择2台31、5兆伏安主变可满足供电要求；　　
故选择主变型号为：SFZ9-31500/110　　
   容量比（高/低%）：100/100　　
   电压分接头：110±4×1、25%/10、5kV　　
   阻抗电压（高低）：10、5%　　
   联结组别：YN， d11　　
附录二   短路电流计算　　
1、取　 　　　；　 　　　；　 　　　 　　
而　 　　　　　

　　　　（IOC为110KV断路器断流电流）　　
电力系统得电抗标么值　　

线路电抗标么值　　

X*2=X　0L　、Sd/U　2c　=0、4×1、3×100MV、A/1152=0、003932　　
变压器得电抗标么值　　

k-1点短路　　
总电抗标么值　　

三相短路电流周期分量有效值　　

因短路发生在变电站110kV侧母线上，故取Kch=1、8　　
其它三相短路电流　　

三相短路容量　　

k-2点短路　　
总电抗标么值　　

三相短路电流周期分量有效值　　

其它三相短路电流　　
　　　　　　三相短路容量　　
相关参数短路点　　
基准电压　　　　　　
（kV）　　
短路电流有名值　　　　　　
（kA）　　
短路电流最大有效值 　　　　　　
（kA）　　
短路电流冲击值　　　　　　
（kA）　　
短路容量　　　　　　
（MVA）　　
d1　　
115　　
33、619　　
50、7648　　
85、728　　
6697、03　　
d2　　
10、5　　
15、809　　
23、87　　
40、313　　
287、44　　

附录三   断路器得选择计算　　
1、 110kV侧断路器　　
(1) 额定电压选择: 　　
　　　　≥　 　　　=1、15Un=1、15×110=126、5(kV)　　
　　　　:为最高允许工作电压      　　　　:为电网最高运行电压　　
(1)             额定电流选择: 　　
　　　　≥　 　　　　　
　　　　: