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四川理工学院毕业设计（论文）某110KV变电所一次部分设计 四川理工学院自动化与电子信息学院余科：某110KV变电所一次部分设计摘要本次设计建设一座110KV降压变电站。首先，根据原始资料对变电所的实 际情况进行分析，选择适合的变压器。根据主接线的选择要求选择各个电压等级 的接线方式，在技术和经济方面进行比较，选取最优接线方式。其次进行短路电流计算。根据各短路点可以计算出各点短路稳态电流和短路 冲击电流，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流来选择断路器、隔离 开关、电流互感器、电压互感器、熔断器、母线等电气设备，然后进行校验。最后对变电所的实际情况，根据防雷和配电装置设计的要求进行防雷设计和 配电装置设计。关键词：变电所；主接线；断路器；短路电流计算；电气设备选择四川理工学院本科毕业（设计）论文ABSTRACTThis design is a construction of a 110KV step-down substation.First,according to the raw data we shoul d anal yze the actual situation of the substation,and sel ect the appropriate transformer.We need to sel ect the option of the main wiring for each vol tage l evel s.After compered al l from technical and economic aspects then sel ect the optimal wiring.Secondl y,do the short-circuit current cal cul ation.Short-circuit steady-state current and short-circuit impul se current can be cal cul ated according to the short circuit point.The sel ection of circuit breakers,isol ating switches,current transformers,vol tage transformers,fuses,bus and other el ectrical equipment based on the vol tage l evel of the rated vol tage and maximum continuous operating current.And then we do the cal ibration.Final l y,according to the actual situation of the substation,and the mine design and el ectrical instal l ations according to the requirements of the design of l ightning protection and power distribution equipmentKey words:Substation；Lord wiring；Circuit breakers；Short-circuit currentcalculation；Electrical equipment selection余科：某110KV变电所一次部分设计目录摘要.IABSTRACT.II第1章引言.11.1 变电站发展的历史与现状.11.1.1 概况.11.1.2 变电站综合自动化系统的设计原则.11.2 设计题目.21.3 设计的原始资料.21.3.1 电力系统接线图.21.3.2 系统情况.21.3.3 负荷数据.21.3.4 设计条件.3第2章 变压器选择.42.1 负荷计算.42.2 主变压器的选择.52.2.1 变压器容量的确定.52.2.2 主变压器台数的确定.52.2.3 主变压器型式的确定.5第3章 电气主接线设计.63.1 主接线的设计要求.63.1.1 可靠性.63.1.2 灵活性.63.1.3 经济性.73.2 电气主接线的选择.7第4章短路电流计算.104.1 短路故障产生的原因.104.2 短路故障的危害.104.3 路电流计算的内容.114.4 路电流计算方法.114.4.1 短路计算标幺值法.114.4.2 短路计算有名值法.124.5 短路电流的计算.124.5.1 短路阻抗的计算.12四川理工学院本科毕业（设计）论文4.5.2 10KV母线K1点短路计算.144.5.3 35KV母线K2点短路.154.5.4 10KV母线K3点短路.17第5章 电气设备选择与校验.195.1 电选择的一般条件.195.1.1 正常工作条件选择电器.195.1.2 按短路情况校验.195.2 高压断路器的选择.215.2.1 110KV断路器的选择及校验.215.2.2 35KV断路器的选择及校验.225.2.3 10KV断路器的选择及校验.245.3 高压隔离开关的选择.255.3.1 隔离开关的主要用途.255.3.2 110 kV隔离开关的选择和校验.265.3.3 35KV隔离开关的选择与校验.265.3.4 10KV隔离开关的选择与校验.275.4 电流互感器的选择及校验.28541 110KV侧电流互感器的选择及校验：.295.4.2 35KV母线电流互感器的选择及校验.305.4.3 10KV侧母线电流互感器选择及校验.325.5 母线的选择.335.5.1 110KV母线的选择及校验.335.5.2 35KV母线选择及校验.345.5.3 10KV母线的选择及校验.375.6 电压互感器的选择及校验.385.7 熔断器的选择.405.7.1 35KV侧电压互感器熔断器的选择.405.7.2 10KV侧电压互感器熔断器的选择.40第6章防雷保护设计.416.1直击雷保护.416.2侵入波保护.416.3 接地装置的设计.416.4 避雷器的选择.426.4.1 UOkV母线避雷器.42余科：某UOKV变电所一次部分设计6.4.2 35KV侧避雷器的选择.436.4.3 1OKV侧避雷器的选择.45第7章 配电装置设计.477.1 配电装置的基本要求.477.2 配电装置的类型及特点.477.2.1 屋内配电装置的特点.477.2.2 屋外配电装置的特点.477.2.3 成套配电装置的特点.487.3 配电装置的设计原则.487.4 配电装置设计的基本步骤.487.5 配电装置的选用.48第8章结束语.50致谢.51参考文献.52附录.53余科：某110KV变电所一次部分设计第1章引言1.1 变电站发展的历史与现状1.1.1 概况变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻 重的作用，如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电 力系统管理模式的需求；同时用于变电站的监视、控制、保护，包括故障录波、紧急 控制装置，不能充分利用微机数据处理的大功能和速度，经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性的电能供应，建国以来，我国的电力事 业已经获得了长足的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对 电能的质量的要求进一不提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通 信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变 电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对 电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的 重要基础之一，也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要,更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备(包括控制、信号、测量、保护、自动装 置及远动装置等)利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变 电站执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它是变电站的一 种现代化技术装备，是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用，它可 以收集较齐全的数据和信息。它具有功能综合化、，设备、操作、监视微机化，结构 分布分层化，通信网络光缆化及运输管理智能化等特征。变电站的综合自动化为变电 站小型化、智能化、扩大监视范围及变电站的安全、可靠、优质、经济地运行提供了 现代化手段和基础保证。1.1.2 变电站综合自动化系统的设计原则1.在保证可靠性的前提下，合理和设置网络和功能终端。采用分布式分层结构，不须人工干预的尽量下放，有合理的冗余但尽量避免硬件不必要的重复。2.采用开放式系统，保证可用性(Interoperabil ity)和可扩充性(Expandabil ity)。要求不同制造厂生产的设备能通过网络互连和互操作，同时还要求以后扩建时，现有1四川理工学院本科毕业(设计)论文系统的硬件和软件能较方便的与新增设备实现互操作。1.2 设计题目某110KV变电所电气一次部分1.3 设计的原始资料1.3.1 电力系统接线图110KV L=45Km L=55Km 110KV-n_0-0.7 x5.=47.8 8 MVA 户同级电压的单台降压变电器容量级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。综上所述，本变电所本期容量为41.5MVA,考虑十年规划为47.8 8 MVA故 可选择容量为50MVAo2.2.2 主变压器台数的确定考虑到本所的负荷情况，重要性以及经济合理性，应选定上两台主变的设计原则。2.2.3 主变压器型式的确定变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输可能 性，当不受运输条件限制时，在330 kV及以下的发电厂和变电所均应选用三相变压 器。当能满足供电规划要求时宜选用双绕组变压器。经济技术比较合理时，可采用三 绕组变压器。当不能满足用户电力系统和用户电压质量指标时，宜采用有载调压变压 器。本电站高压侧为UOkV,中压侧为35KV,低压侧为10kV,故可选择2台型号为 SFSZ10-50000/110的变压器。主变压器参数如表2.1所示表2-1主变压器技术参数型号额定 容量空载电 流（）空载 损耗阻抗电压（）额定电压（KV）高1中高1底中1底11038.510.5SFSZ7-50000/1105000021.37 1.210.517-186.51108X1.25%38.5 2X2.5%10.5-115四川理工学院本科毕业（设计）论文第3章电气主接线设计3.1 主接线的设计要求主接线代表了变电所电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变 电所电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接 方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所 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，关系着电力系统的 安全、稳定、灵活和经济运行。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满 足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因 素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项基本要求。3.1.1 可靠性供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研 究主接线时，应全面地看待以下几个问题：1.可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑 长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的 总结。设计时应予遵循。2.主接线的可靠性，是由其各组成元件（包括一次设备和二次设备）的可靠性的 综合。因此主接线设计,要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。3.可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还 不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电所在系统中的地位和作用。3.1.2 灵活性主接线的灵活性要求有以下几方面：1.调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调配电 源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。2.检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而 不影响电力网的正常运行及对用户的供电。3.扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连 续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二 6余科：某110KV变电所一次部分设计次设备等所需的改造最少。3.1.3 经济性在满足技术要求的前提下，做到经济合理。1.投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使 控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短 路电流，以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电所中，应推广采用直降式变 压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。2.占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和 节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。3.电能损耗少：在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合 理的选择主变压器，尽量避免两次变压而增加电能损耗。3.2 电气主接线的选择本变电所可采用单母接线或单母分段接线两种方案，方案一如图3-1所示:图3-1双母线接线优点：供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线面 不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关,7四川理工学院本科毕业（设计）论文只停该回路。调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应 系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母 线上。缺点：增加一组母线使每回路就需要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检修 时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离 开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后 要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度 对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：610kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。3563kV配电装置,当出线回路数超过6回时；或连接的电源较多、负荷较大时。110220kV配电装置的 出线回路数为5回及以上时；或当110220kV配电装置，在系统中居重要地位，出 线回路数为4回及以上时。方案二单母线分段接线如图3-2：优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个问题，有两个 8余科：某110KV变电所一次部分设计电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不 间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期 间内停电。当出线为双回路是，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均 衡扩建。适用范围：610kV配电装置的出线回路数为6回及以上时。3563kV配电装置的出线回路数为48回时。110220kV配电装置的出线回路数为34回时。方案一供电可靠、调度灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设 备多，配电装置复杂，投资大。方案二接线简单清晰，设备少，操作方便，投资少;当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，能够保证故障母线断开，正常 段母线不间断供电和不致使重要用户停电。方案二最具有良好的经济性，供电可靠性 也能满足要求，故35kV侧接线采用方案二单母线分段接线。本变电站10kV侧线路 为15回。方案一一般用于出线较多，输送和穿越功率较大，供电可靠性和灵活性要 求较高的场合，设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。方案二简单 清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要用户的供电，设备少，投资和占 地小。为了防止因电源断开而引起的停电，可在分段断路器上装设备用电源自动投入 装置，在任一分段的电源断开时，将分段断路器自动接通。经过综合比较，方案二经 济性好，且调度灵活也可保证供电的可靠性，所以选用方案二单母线分段接线。9四川理工学院本科毕业(设计)论文第4章短路电流计算计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术 要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据;分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。在电力系统设计中，短路电流的计算应 按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后510年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，短路点的三相短路电流。4.1 短路故障产生的原因短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之 间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有：(1)设备原因电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运 行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路的功 能。(2)自然原因气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷 电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。(3)人为原因工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程 带接地刀闸合闸，造成金属性短路；人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小 动物带电设备内形成短路事故等。4.2 短路故障的危害供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正 常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严重后果：(1).短路电流的热效应巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设 备过热而损坏。(2)短路电流的电动力效应由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设 10余科：某110KV变电所一次部分设计备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。(3)短路系统电压下降短路造成系统电压突然下降，对用户带来很大影响。例如，异步电动机的电磁转 矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体 放电灯的熄灭等，影响正常的工作、生活和学习。(4)不对称短路的磁效应当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近 的电路内能感应出很大的电动势。(5)短路时的停电事故短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源，停电波及 范围越大。(6)破坏系统稳定造成系统瓦解短路可能造成的最严重的后果就是使并列运行的各发电厂之间失去同步,破坏系 统稳定，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电。4.3 路电流计算的内容(1)短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。(2)短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短 路电流的时间。(3)短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短 路电流;各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件,取决于计算短路电流的目的。4.4 路电流计算方法供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回 路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和有名值法”叫4.4.1 短路计算标幺值法标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的 比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压 等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压 11四川理工学院本科毕业（设计）论文系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。4.4.2 短路计算有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于1KV以下 低压供电系统短路电流的计算。4.5 短路电流的计算4.5.1 短路阻抗的计算查资料，阻抗取0.4。/km,取SlIO。MVA,UB=Uav=115KVo计算各元件标 幺值：发电机电抗标幺值：*Xg_、g(%)Sb X100 Sn(4-1)变压器电抗标幺值：*Xt_ U K(%)SB X100 Sn(4-2)电力线路L电抗标幺值：*X.q=XxLx-(4-3)各绕组短路电压的百分数：U-(%)=(%)+)(%)-U 心(%)(4-5)U0()=；Ms(%)+U3(%)-(%)(4-6)U n(%)=I 7,(1.3)(%)+Uk g(%)-Ug(%)(4-7)U k i(%)=-(10.5+18-6.5)=11 2U k 2(%)=-(l 0.5+6.5-18)=-0.5 2Un(%)=1(6.5+18-10.5)=7由短路电流的系统化简图可知12余科：某110KV变电所一次部分设计图4-1短路电流的系统化简图100 SN 100 50X*72啮f。K2(%)100乂 Sb-0.5Sn-100K 3(%)乂 Sb7100Sn100X*73P _ 100cos。0.8 5=117.6(MVA)Xd2=Xd3=x；x=O.18 3x-i52_=0.16d2 d3 d Sgz H7.6变压器T4、T5：X%=X；5错位嗑*翳SO变压器T6、T7：X*76=X；7=x 色器 x 翟=0.08 4线路 LI、L2：=V；=X,xLx-=0.4x45x 100=0.136八”八乙2 4 115X115线路 L3、L4：X%=X=XXLx-4-=0.4x55x9_=0.166U，H5X115系统S对力的转移电抗为13四川理工学院本科毕业(设计)论文X51f=Xr45+X12=-x(0.08+0.136)=0.112水轮发电机对力的转移电抗为xG2f=乂67+X&34+工X X.2X(0.08 4+0.166)+0.08=0.21 2 24.5.2 10KV母线K1点短路计算系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式：=9.1,有名值:%0.11q人=/*s*Ib=/*s T=4.6，无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s 一样。包0水轮发电机侧计算电抗：Xs=Xr?f x=0.21 x 117,6x2=0.48 3.45J SG2 G2f Sb 100(1)t=0s 时，查表得/*G2=2.3短路电流周期分量有效值：IwSne co 117.6x2 x-=2.3x-=-百曦 7 3x115=2.1KA取冲击系数 Kimp=1.8,则冲击电流为：iimp=2.55x(lw+/s)=18.6/G4短路电流的最大有效值：/加=L52x(/w+/s)=1.52x7.3=l l.l KA短路容量计算:*W17 3V一dw+Is)=14.514余科：某110KV变电所一次部分设计短路功率：5kt=14.5x100=1450ME4(2)t=2s 时，查表得/*G2=2.32短路电流周期分量有效值:=2.32x117.6x27 3x115=2.7 4/C4取冲击系数Kimp=L8,则冲击电流为：iimp=2.55x(Iw+Zs)=18.7 0短路电流的最大有效值：/丽=L52x(/w+IS)=11AKA短路容量计算：/=-(+18)=14.6 Sb短路功率：Skt=/*mXSb=14.6x100=1460ME4(3)t=4s 时，查表得/*G2=2.5短路电流周期分量有效值：Iw=2.5x*6x2=3ka 7 3x115取冲击系数Kimp=1.8,则冲击电流为：*=2.55x(Iw+，s)=19.38必短路电流的最大有效值：=L 52x(/w+Is)=11.6KA短路容量计算：/*wi=*(Iw+1s)=15.1Sb短路功率：5kt=hwix SB=15.1x100=1510ME44.5.3 35KV母线K2点短路图4-3 K2点短路等值图15四川理工学院本科毕业(设计)论文由星型变三角形得转移阻抗：Xsf-Xsif 又、Xc x(+-j)=0.28L A 51f A G2f xX2 nXGZf=XG2f x-XT x+i-)=653，大 Sl f A G2f x X2 n系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式：4=工=一=3.6,有名值:xsf 0.28=5.6，无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s一样。水轮发电机侧计算电抗：XjSGE=xGXf X&=0.53x 117,6x2=1.253.45 100所以有名值：(1)t=0s 时，查表得/*G2=0.92q短路电流周期分量有效值：Iw=hG2x-=3AKA取冲击系数Kimp=L8,则冲击电流为：*=2.55xQw+八)=23X4短路电流的最大有效值：/丽=L 52x(/w+1 s)=13.7 KA短路容量计算：/*wi=*(1w+Is)=5.8 Sb短路功率：5kt=I*wlx SB=5.8 x100=48 0MVA(2)t=2s 时，查表得/*G2=0.9短路电流周期分量有效值:Sw=LX#=1.2 必取冲击系数Kimp=L8,则冲击电流为：iimp=2.55 x(Iw+Z5)=17.34 及4短路电流的最大有效值：/imp=1.52x(/l v+Is)=10KAd iv短路容量计算：/*wi=三*4几+1s)=4.36Sb短路功率：5kt=I*wlx SB=4.36x100=436A/VA16余科：某110KV变电所一次部分设计(2)t=4s与t=2s时的短路电流相同。4.5.4 10KV母线K3点短路图4-4 K3点短路等值图 由星型变三角形得：X st=X$if x X x(h H )=Q38“Sl f“G2f“N=XC7f x X7 Tx(-1-1-)=0.7 3CrZ.1 OZ1/乙A 51f A G2f A TL系统s提供的短路电流直接用转移电抗公式：/.s=2.6,有名值:%f 0.38Is=/*s*/B=/*s=14，无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与Os 一样。V3Vav水轮发电机侧计算电抗：XiVE=XEf x =0.53x 117,6x2=1.25ek(5-3)19四川理工学院本科毕业（设计）论文式中Ok短路电流产生的热效应；小t电器允许通过的热稳定电流和时间。2、电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条 件为ias Nish 或，as 之八（5-4）式中ish，短路冲击电流幅值及其有效值；ias,/as电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：（1）熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。（2）采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。3、短路电流计算的条件为使电器具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发 展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定13（1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一 般为本工程建成后510年）;其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式,但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。（2）短路种类一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应 按最严重的情况验算。（3）计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。4、短路计算时间校验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定 的计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tab之和，即tk=tpr+tab（5-5）tab=kn+ta（5-6）式中tab一断路器全开断时间；tpr后备保护动作时间；20余科：某110KV变电所一次部分设计tin断路器固有分闸时间。ta断路器开断时电弧持续时间。开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故电器的开断计算时间应为 主保护时间ip”和断路器固有分闸时间之和，即tbr=tpr l+tin(5-7)5.2 高压断路器的选择高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接 入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。5.2.1 H0KV断路器的选择及校验(1)11OKV进线断路器的选择及校验流过断路器的最大持续:max1.05 xSn1.05x50000 x27 3x110=551.1A同N按额定电流选择：j Usn=UOKV按额定电流选择：/max=551.M按开断电流选择：I丽NI=7.3X4按短路关合电流选择：iNc；ish=18.6X4 选 SW3 110G/1200表 5T 断路器 SW3110G/1200型号额定电 压(KV)额定电 流(A)开断 容量(MV A)额定开 断电流(KA)极限通 过电流(KA)热稳定 电(KA)固有分 闸时间(S)合闸时 间(S)峰值4SSW3-110G/12001101200300015.84115.80.070.4断路器全开断时间：tbr=tin+ta=4Stm为断路器固有分闸时间，t a为断路器开断时电弧持续时间，少油断路器为21四川理工学院本科毕业(设计)论文0.040.06s短路时间tk=tpr+tbr=4515,所以不记非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周 期分量热效应Qp。Q=k(/2+10 x/2+/2)2 lk/2=137.4(KA)2-S 乙，t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间7(=15.8 KA t=4S/：Xt=998.6(KA)2-5A2Xt 2 Qk动稳定性校验ies=41KA ish=18.6X4 所以ies与sh，符合要求。(2)110KV侧连接线断路器的选择及校验流过断路器的最大持续:1.05xSn _ 1.05x50000 _MUn V3X110按额定电压择：Un Usn=110KV按额定电流选择：In之(ax=27 5.6A按开断电流选择：I瓯21=7.3K4按短路关合电流选择：1出1 2%=18.6X4所以选择断路器型号及校验与110KV相同5.2.2 35KV断路器的选择及校验(1)35KV侧断路器的选择及校验流过断路器的最大持续工作电流为:L05x=1.05X2200=38 1 M3Un 73x110根据前面的选择原则，选择断路器SW2-35/1000表 5-2 断路器 SW2-35/100022余科：某110KV变电所一次部分设计断路器全开断时间tbr=)+ta型号额定 电压(KV)额定电 流(A)开断 容量(MV A)额定开 断电流(KA)极限通过电 流(KA)热稳定 电流(KA)固有分 闸时间(S)合闸 时间(S)峰 值有效 值4SSW2-35/1000351000150024.863.439.224.80.060.4品为断路器固有分闸时间，J为断路器开断时电弧持续时间，少油断路器为 0.040.06s 短路时间tk=tpr+tbr=4515 所以不记非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期 分量热效应Qp。=211(KA)2-5It,t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间It=24.8 KA t=4SI；Xt=2460.16(KA)2-5It Xt Qk 动稳定性校验ies=63 AKAish=230,所以ies与如，符合要求(2)35KV侧连接线的断路器的选择及校验与35KV侧相同(3)35KV侧出线断路器的选择及校验断路器的最大持续工作电流为：(ax1.05x5 6Un1.05x2200 7 3x110=207.9A根据前面选择原则可知，选SW2-35/1000。表 5-4 断路器 SW2-35/100023四川理工学院本科毕业(设计)论文型号额定 电压(KV)额定 电流(A)开断 容量(MV A)额定开 断电流(KA)极限通过电流(KA)热稳定 电流(KA)固有分 闸时间(S)合闸时 间(S)峰值有效 值4SSW2-35/1000351000150024.863.439.224.80.060.45.2.3 10KV断路器的选择及校验(1)10KV侧断路器的选择及校验流过断路器的最大持续工作电流为：(ax1.05x5 6Un1.05x18 000VJxl l O二 1091.24根据前面的选择原则可知，选ZN510/1250。表 5-5 断路器 ZN5-10/1250型号额定 电压(KV)额定电 流(A)额定开 断电流(KA)极限通过电 流(KA)热稳定电 流(KA)固有分 闸时间(S)合闸 时间(S)峰值有效 值2ZN5 10/125 0101250256339.2250.050.10断路器全开断时间tbr=4+ta)为断路器固有分闸时间，t a为断路器开断时电弧持续时间，少油断路器为 0.040.06so短路时间tk=tpr+tbr=4Sl S,所以不记非周期热效应，短路电流的热效应 Qk等于周期分量热效应Qp。Q=-(Z2+10 xZt2+/；)A 2 lk/2 lk=18 56.25(KA)2-5It,t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间It=24.8 KA t=4SI；Xt=2500(KA)2-524余科：某110KV变电所一次部分设计I此 Qk动稳定性校验ies=63 AKA ish=58.4XA所以iesish，符合要求。(2)1OKV侧连接线断路器与1OKV侧断路器的选择和校验相同(3)10KV侧出线断路器的选择和校验流过断路器的最大持续工作电流为：表 5-6 断路器 ZN5-10/1000,一半也二半幽2:242.54担加 73x10根据前面的选择原则可知，选ZN510/1000。型号额定 电压(KV)额定电流(A)额定开 端电流(KA)极限通过电 流(KA)热稳定电 流(KA)固有分 闸时间(S)合闸时间(S)峰值有效 值4ZN510/1000101000256339.2250.050.10校验与上面相同。5.3 高压隔离开关的选择隔离开关也是变电所中常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧 装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。5.3.1 隔离开关的主要用途1.隔离电压在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以 确保检修的安全。2.倒闸操作投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断 路器，协同操作来完成。3.分、合小电流因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故 一般可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；25四川理工学院本科毕业(设计)论文关合电容电流不超过5A的空载线路。5.3.2 110 kV隔离开关的选择和校验1、110 kV侧隔离开关的选择和校验根据上面断路器的选择相关数据可选择隔离开关GW4110D/100080型户外 隔离开关。表 5-7 隔离开关 GW4110D/100080隔离开关热稳定性和动稳定性计算结果如下表:型号额定 电压(KV)额定电流(KA)极限通过电流峰值(KA)热稳定电流(KA)操动机构型号5SGW4110D/10008 011010008021.5CQ2-145表5-8热稳定性与动稳定性校验数据计算数据GW2-110110(kV)110(kV),max220.45(A)In1000(A)Qk137.4fc42-525423.7 5 M2-5k h18.6(kA)8 0(kA)HOkV侧出线与UOkv侧隔离开关选择和校验结果相同。5.3.3 35KV隔离开关的选择与校验1、35 kV侧选择隔离开关选择与校验根据上面断路器的选择相关数据可选择隔离开关GN2-35T/400-52型户外隔离开 关。26余科：某110KV变电所一次部分设计表 5-9 隔离开关 GN2-35T/400-52型号额定电压(KV)额定电流(KA)极限通过 电流峰值(KA)热稳定电流(K