西北水利水电学院毕业设计--110-35-10kV变电站的设计.doc

西北水利水电学院毕业设计
目 录

目 录 1
1.1 主变压器的选择 3
1.1.1 原始资料 3
1.1.2 主变压器的选择依据 4
1.1.2.1 主变压器容量、台数选择 4
1.1.2.2 主变压器形式的选择 5
1.2.1 电气主接线设计的基本要求 7
1.2.1.1 可靠性 7
1.2.1.2 灵活性 7
1.2.1.3 经济性 8
1.2.2 电气主接线设计的选择原则： 8
1.2.3 电气主接线设计方案 8
1.2.3.2 双母线接线 9
1.2.3.3 桥形接线 9
1.2.3.4 方案比较 9
2.1 短路电流计算的基本假设： 11
2.2 系统运行方式的选择 11
2.2.1 系统最大运行方式： 11
2.2.2 系统最小运行方式： 11
2.3 短路电流计算方法和步骤 12
2.3.1 短路点的选取 12
2.3.2 短路电流的计算方法 12
2.3.3 短路电流的计算结果 12
3.1 电气设备的选择条件 14
3.2 按短路状况校验 16
3.2.1 短路热稳定校验 16
3.3 具体设备的选择 17
3.3.1 高压断路器和隔离开关的选择 17
3.3.3 熔断器 19
3.3.4 避雷器 20
4.1 断路器的选择结果 21
4.2 隔离开关的选择结果 21
4.3 电流互感器的选择结果 22
4.4 电压互感器的选择结果 23
4.5 绝缘子的选择结果 23
4.6 穿墙套管的选择结果 23
4.7 熔断器的选择结果 24
4.8 避雷器的选择结果 24
4.9 母线的选择结果 25
5.1 配电装置的定义和要求 26
5.1.1 配电装置的定义 26
5.1.2 配电装置基本要求 26
5.1.3 配电装置分类 26
5.1.4 屋内配电装置设备的布置特点： 26
5.1.5 屋外配电装置的布置特点 26
6.2 变压器保护 28
6.2.1 瓦斯保护 29
6.2.2 纵差动保护 29
6.2.3 变压器过电流保护 29
6.3 变压器保护设计 29
7.1 参数计算和说明（文中均使用标幺值，为方便省去*号） 30
7.1.1 计算基本参数 30
7.2 短路点的选定和计算 31
7.2.1 K1点短路： 31
7.2.2 K2点短路 33
7.2.3 K3点短路 36
7.3 短路电流计算结果 39
8.1 110KV侧电气设备 40
8.1.1 断路器的选择 40
8.1.2 隔离开关的选择 41
8.1.3 电流互感器的选择 42
8.1.4 电压互感器的选择 42
8.2 35kV侧电气设备的选择 43
8.2.2 隔离开关的选择 44
8.2.3 电流互感器的选择 45
8.2.4 电压互感器的选择 46
8.3 10kV侧电气设备的选择 47
8.3.1 断路器的选择 47
8.3.2 隔离开关的选择 48
8.3.3 电流互感器的选择 49
8.3.4 电压互感器的选择 50
8.3.5.1 选型 50
8.3.6.1 选型 51
8.3.7.1 选型 51
8.3.7.2 校验 52
9.1 35kV侧母线的选择 54
9.1.1 选型 54
9.1.2 热稳定校验 54
9.2 10kV母线的选择 55
9.2.1 选型 55
9.2.2 校验 55
结束语 58
参考文献 59
附录2 中文翻译 65

第一部分 设计说明书
1 电气主接线设计
1.1 主变压器的选择
1.1.1 原始资料
1.1.1.1 工程概况
本变电所是按系统规划，为满足地方负荷需要而建设的终端变电所，该变电所的电压等级为110/35/10kV，110kV进出线2回，35kV进出线4回（其中1回备用），10kV进出线12回（其中3回备用）。待设计变电所距离110kV系统变电站（可视为无限大容量系统）63.27km；本地区有一总装机容量为12MW的35kV出线的火电厂一座，距待设计变电所12km。
1.1.1.2 气象条件
年最低温度：-5℃，年最高温度：+40℃，年最高日平均温度：+32℃，地震裂度6度以下。
1.1.1.3 负荷资料
(1)正常运行时由110kV系统变电所向待设计变电所供电
(2)35kV侧负荷：
①35kV侧近期负荷如下表：
序号
用户名称
用类别
最大负荷（MW）
1
冶炼厂
Ⅰ
5.5
2
河西变
Ⅱ或Ⅲ
15.5
②在近期工程完成后,随生产发展,预计远期新增负荷6MW。
（3）10 kV侧负荷：
①10kV侧近期负荷如下表:
序号
用户名称
用类别
最大负荷（MW）
备注
1
机械厂
Ⅲ
1.3

2
医院
Ⅰ
0.5
有备用电源
3
河东变
Ⅲ
2.5

4
铁路用电
Ⅰ
0.9
有备用电源
5
化工厂
Ⅱ
2.0

6
电机厂
Ⅱ
1.0

7
水泥厂
Ⅲ
1.0

8
印染厂
Ⅲ
1.2

9
农用电
Ⅲ
0.5

② 远期预计尚有5MW的新增负荷
注：（1）35kV及10kV负荷功率因数均取为=0.85
（2）负荷同时率：35kV：=0.9
10kV: =0.85
（3）年最大负荷利用小时数均取为=3500小时/
（4）网损率取为A%=5%～8%
（5）所用电计算负荷50kW, =0.87
1.1.2 主变压器的选择依据
主变压器是指在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器。主变压器的选择是根据有关《电力工程电气设计手册》中的规定来完成的，可选择主变压器的台数、容量和形式。设计手册内容选择如下：
(1) 变电所主变压器容量和台数的选择：变电站主变压器容量，一般应按5～10年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑当1台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%～80%。
(2) 变电站主变压器的台数，对于枢纽变电站在中低压侧已经形成环网的情况下，变电站以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，可以设3台主变压器，以提高供电可靠性。
1.1.2.1 主变压器容量、台数选择
(1) 变电站计算负荷
在变电站主接线设计中是根据计算负荷选择主变压器的容量。负荷调查统计出的变电站供电范围内的所有用电设备的额定容量总和要比实际变动负荷大，因为用电设备实际负荷一般小于其额定容量，而且各种用电设备并非同时运行，其中有些可能在检修。考虑这些因素计算出来的负荷为计算负荷。用计算负荷选择主变压器容量切合实际，比较合理。变电站的计算负荷用下式计算
(kVA) （1-1）
式中 —变电站的计算负荷，kVA
—各用户（下级变电站）的计算负荷，kVA，i=1,2,3,…,n;
—同时系数，一般取0.85～0.9；
X%—线损率。
该设计变电站的计算负荷为：
35 kV侧计算负荷：
=0.9×(5.5+15.5+6)/0.85×(1+5%)=300017.647(kVA)
10 kV侧计算负荷：
=0.85(1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.5+5)/0.85×(1+5%)
=16695(kVA)
所用电计算负荷：
=P/=50/0.87=57.471(kVA)
总的计算负荷：=300017.647+16695+57.471=467770.118(kVA)
(2) 确定主变压器的额定容量
装设两台等容量变压器的变电站，每台主变压器的额定容量Se应满足70%的最大负荷需要，即
Se≥0.7(kVA) (1-2)
Se≥0.7×467770.118=32739.083 (kVA)
1.1.2.2 主变压器形式的选择
选择主变压器形式时,应从相数、绕组数、绕组接线组别、调压方式、冷却方式等方面选择。
(1) 相数的确定
容量为300MW及以下机组单元连接的变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。主要考虑变压器的容量制造水平可靠性要求以及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电所中一般都选用三相变压器。
(2) 绕组数的确定
电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等形式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等形式。具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均采用三绕组变压器。
(3) 绕组接线组别的确定
变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“△”两种。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用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△连接。
(4) 调压方式
为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而，改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压；一种是带负荷切换，称为有载调压。分析原始资料知本变电站采用的是有载调压方式。
(5) 冷却方式的确定
电力变压器的冷却方式有自然风冷却强迫风冷却强迫油循环水冷却强迫油循环风冷却强迫油循环导向冷却。
(6) 主变压器中性点绝缘水平的选择
主变压器中性点绝缘水平有两种情况：全绝缘和分级绝缘。
①全绝缘：即中性点的绝缘水平与绕组首端的绝缘水平相同。
②分级绝缘：即中性点的绝缘水平低于绕组首端的绝缘水平。
经过分析查表和综合比较，可以选用SFSZL7-40000/110三绕组变压器

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表1-1 SFSZL7-40000/110三绕组变压器其额定技术参数：

型号
额定
容量
（kVA）
额定电压（kV）
连
接
组
空载
损耗
（kW）
空载
电流
（%）
阻抗电压（%）
高压
中压
低压
高中
高低
中低
SFSZL7-
40000/110

40000

110±8×1.25%
38.5±2×2.5%
10.5
11

60.2

1.3

10.5

17-18

6.5
1.2 电气主接线方案设计
电气主接线是由电气设备通过连接线，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。电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。
1.2.1 电气主接线设计的基本要求
1.2.1.1 可靠性
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加严重，在经济发达地区停电的经济损失是实时电价的数十倍，乃至上百倍，至于导致人身伤亡设备损坏产品报废城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，电气主接线必须保证供电可靠性。
通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路﹑断路器或母线以及母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对Ⅰ﹑Ⅱ类负荷的供电；发电厂或变电站全部停电的可能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素。
1.2.1.2 灵活性
电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括：操作的方便性、调度的方便性、扩建的方便性。
1.2.1.3 经济性
经济性主要考虑：节省一次投资、占地面积少、电能损耗小。
1.2.2 电气主接线设计的选择原则：
(1) 经济性：变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，如桥形接线，变压器-线路组等，以节省投资；
(2) 在35～60kV配电装置中，当线路为3回及以上时，一般采用单母
或单母线分段接线。若连接电源较多，出线较多，负荷较大或处于污秽地区可采用双母线接线；
(3) 在具有两台主变压器的变电所中，当35～220kV线路为2回时，若无特殊要求，该电压主接线均采用桥形接线；
(4) 变电所主变压器的110、220kV侧断路器常接入旁路母线；
(5) 在110～220 kV配电装置中，当线路为3-4回时，一般采用单母线分段接线；若为枢纽变电站，线路在4回以上时，一般采用双母线接线。
(6)接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。
(7) 当SF6等性能可靠，检修周期长的断路器以及更换迅速的手推式
断路器时，均可不设旁路设施。
1.2.3 电气主接线设计方案
根据本设计的原始数据，各电压等级所采用的接线形式如下：
110 kV侧采用桥形接线；
35 kV侧采用双母线接线或单母分段接线；
10 kV侧采用单母分段接线；
1.2.3.1 单母分段接线
单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不考虑。在可靠性要求不高时，也可用隔离开关分段。
分段的数目，取决于电源的数量和容量，通常以2～3段为宜。这种接线广泛用于中小容量发电厂和变电站的6～10kV接线中。
1.2.3.2 双母线接线
双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。双母线接线具有供电可靠性高、调度灵活、扩建方便的优点。
双母线接线广泛用于：出线带电抗器的6～10kV配电装置；35～60kV出线数超过8回，或连接电源较大负荷较大时；110～220kV出线数为5回及以上时。
1.2.3.3 桥形接线
桥形接线分为内桥接线和外桥接线，内桥接线在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简单；而在变压器故障或切除、投入时要使相应线路短时停电，并且操作复杂。因而该接线一般用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。
外桥接线在运行中的特点与内桥接线相反，适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。
桥形接线只用3台断路器，比具有4条回路的单母线节省了1台断路器，并且没有母线，投资省，但可靠性不高。
1.2.3.4 方案比较
方案一：
本站110kV侧只有两回进线采用外桥接线；
本站35kV侧进出线4回，一回与火电厂相连，采用双母线接线；
本站10kV侧进出线12回，采用单母线分段接线。
方案二：
本站110kV侧只有两回进线采用外桥接线
本站35kV侧进出线4回，可采用单母分段接线；
本站10kV侧进出线12回，采用单母线分段接线。
现在就两种方案进行技术、经济论证比较如下；

表1-2 两种接线方案的进行技术、经济比较

单母线分段接线
双母线接线

技术性
当任一母线或某一台母线隔离开关故障及检修时，自动或手动跳开分段断路器，仅为一半线路停电，另一母线上的各回路仍可正常运行，对重要回路，均以双回路供电，保证供电可靠性。
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而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；可靠性较高，能够满足电力系统的各种运行方式、调度和潮流的需要，较灵活

经济性
对于重要负荷采用两段母线供电，35kV要求进出线4回，单母分段使进出线回路较多，增大了设备投资
所需电气设备少，进出线比较少，投资少
综上所述，经过技术、经济比较，我们选择方案一。即：110kV侧采用外桥接线，35kV侧采用双母线接线，10kV侧采用单母线分段接线。

2 短路电流的计算说明
短路是电力系统中最常见的且很严重的事故和故障。
发生短路时，网络的总阻抗突然减小，回路中的电流可能超过正常运行电流很多倍，短路电流是导线和设备过热，绝缘被破坏，持续的时间越长，其危害就越严重。
短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅回影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。导体流过短路电流时，还会产生强大的机械力，使导体变形或支架损坏。对拟定的电气主接线，为了选择合理的电气设备，需进行短路电流计算（一般情况下，三相短路电流产生的热效应和电动力较大，所以这里只对三相短路电流进行比较。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。
2.1 短路电流计算的基本假设：
（1）认为短路过程中，所有发电机电势的相位及大小均相同，而所有负荷支路
认为已断开。
（2） 计磁路饱和。这样 ，系统中各元件的感抗便都是恒定的，可以运用叠加
原理。
（3） 变压器的励磁电流略去不计。
（4） 短路为金属性短路，即不计短路点过渡中阻的影响。
（5） 认为三相系统是对称的。
（6） 系统中所有元件只计入电抗，但在计算短路电流非周期分量衰减的时间常数时应计及电阻。
2.2 系统运行方式的选择
由电力系统相关教材可知，系统运行方式有三种，即：最大运行方式，正常运行方式和最小运行方式。本次设计中不采用正常运行方式，估仅介绍其它两种运行方式。
2.2.1 系统最大运行方式：
根据系统最大负荷的需要，电力系统中的所有可以投入的发电设备都投入运行（全部或绝大部分运行）以及所有线路和规定接地的中性点全部投入运行的方式。对于本次设计要考虑两台主变投入运行，该运行方式主要用在电气设备的选择，校验和继电保护的规划设计中。
2.2.2 系统最小运行方式：
根据系统负荷为最小，投入与之相适应的发电设备，且系统中性有少部分接触的运行方式。次方式主要针对近期系统规模而言（一台主变投入运行）主要用在保护的灵敏度校验中
2.3 短路电流计算方法和步骤
短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算。
2.3.1 短路点的选取
选取短路点的个数，主要依据变电所的电压等级数，本所有三个电压等级，故应至少选择三个短路电流计算点，分别代表110kV、35kV 和10kV工作母线上的短路点。即（K1，K2，K3）然后根据这三个短路点来依次计算对应点的短路电流值，并利用这三个短路电流值来分别校验对应电压等级母线上的电气设备，及与母线相连的进出线上的电气设备的动稳定和热稳定校验。若满足要求，则不需要在计算。否则，若某个（些）电气设备经校验不满足，则要针对这个（些）电气设备重新确定一个（些）短路点再进行短路电流计算，然后再校验，或者改用性能更好的电气开关设备。
2.3.2 短路电流的计算方法
在工程计算中，短路电流的计算常采用运算曲线法。短路电流的计算步骤如下：
（1）选定基准电压和基准容量，把网络参数化为标么值；
（2）画等值网络图，简化计算步骤；
（3）选择合理的短路点；
（4）按短路计算点化简等值图网络图，求出转移阻抗；
（5）利用运算曲线算出短路电流。
这里，所设计变电所的基准容量取100MVA系统，短路点的选取遵循可能通过最大电流点定为短路点，可能发生最大短路电流的短路电流计算点有3个，即110kV侧变压器回路短路（K1点），35kV侧变压器回路短路（K2点），10kV侧变压器回路短路（K3点）
2.3.3 短路电流的计算结果

表2-1 短路电流的计算结果
短路
编号
短路
位置
短路电流(kA)
冲击电流
(kA)
基准电压
(kV)

K1
110kV
5.297
5.302
5.302
13.856
115
K2
35kV
6.709
6.726
6.726
17.55
38.5
K3
10kV
17.52
17.54
17.54
45.83
10.5
详细计算内容请参见第四部分计算书

3 设备的选择和校验
电力系统中的电气设备主要包括：断路器，隔离开关，互感器，熔断器，母线，穿墙套管及绝缘子。
高压断路器是电力系统中接通、分断电路和保护电路的主要设备。无论在电气设备空载负荷或短路故障时它都应能可靠地工作。高压断路器是根据其主要技术参数来选择，即额 定电压，额定电流，装置种类，构造形式，开断电流，热稳定和动稳定。
在高压电路中，只能起到隔离电源，构成明显断开点的作用的设备称为隔离开关，选择要求与断路器相同，但不需要校验其开断电流。
母线的选择主要考虑：母线的材料（铜，铝，钢）：母线截面形状（矩形，管形，曹形）；母线截面的大小（按长期发热允许电流选择截面和按经济电流密度选择截面）；校验母线的热稳定和动稳定；对110KV以上的母线还应该校验是否发生电晕。软导体指钢芯铝绞线。
互感器是一次系统和二次系统间的联络元件。电流互感器将一次回路的大电流或大电压转化为标准的二次测的低电流和低电压，供电给测量仪和保护装置的电压线圈，使测量装置标准化和小型化。
穿墙套管按额定电压，额定电流和类型选择，并按短路校验动稳定和热稳定。
支柱绝缘子按额定电压和类型选择，并按短路校验动稳定。
3.1 电气设备的选择条件
安全 ，经济运行是选择设备的重要条件。
在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全，可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。
3.1.1 一般原则
（1）应满足正常运行，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）应按当地环境条件校核
（3）应力求技术先进和经济合理
（4）选择导体时尽量减少品种
（5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致
（6）选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格
3.1.2技术条件
选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压，过电流的情况下保持正常运行。各种高压电器的一般技术条件如表3-1所示。
（1） 电压
选用电气设备的额定电压不得低于装置地点电网额定电压，即
（3-1）
（2） 电流
电气设备的额定电流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，即
（3-2）
由于发电机和变压器在电压降低5%时出力可保持不变，故该回路的最大长期
工作电流不小于相应额定电流的1.05倍，若变压器有过负荷运行的可能时，还应计及其实际的过负荷电流；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的；母线分段电抗器应为母线上一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%～80%；出线回路的除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。
（3） 环境条件
环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污移、海拔、地震、由于
设计时仓促，所以在设计中主要考虑温度条件。按照规程上的规定，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。当电器安装点的环境温度高于+40℃时，每增加1℃建议额定电流减少1.85%；当低于+40℃度时，每降低1℃，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。所设计变压站取环境温度即年最高温度为32℃，设备的最高允许温度为75℃。
电气设备的额定电流是指在基准环境温度下，能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。而在实际运行中，周围环境温度直接影响电气设备的发热温度，所以电气设备的额定电流必须经过温度修正。修正系数为：
（3-3）
式中
——温度修正系数
——设备的最高允许温度
——基准环境温度
——实际周围环境温度，室外部分取当地月平均最高温度，室内配电装置取通风设计时采用的最高室温，若缺少设计数据时，按当地月平均最高温度考虑。根据原始资料，本设计中取为32℃
表 3-1 选择电气设备的一般技术条件
电气设备名称
额定
电压
额定
电流
额定
容量
机械
荷载
额定
开断
电流
热
稳定
动
稳定
绝缘水
平
断路器
√
√

√
√
√
√
隔离开关
√
√

√
√
√
电压互感器
√
√

√

√
电流互感器
√
√

√
√
√
√
√
绝缘子
√
√

√

√
√
穿墙套管
√
√
√
√

√
√
√
容断器
√

√

√
避雷器

√

3.2 按短路状况校验
3.2.1 短路热稳定校验
短路的热稳定条件为：
（3-4） 式中
——在计算时间秒内，短路电流的热效应（）
——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值 (kA)
——设备允许通过的热稳定电流时间(S)
校验短路热稳定所用的计算时间按下式计算：
（3-5）
式中
——断电保护装置后备保护动作时间（S）
——断路器固有分闸时间（S）
——断路器燃弧时间（S）
3.2.2 短路动稳定校验
短路动稳定条件
（3-6）
式中
——短路冲击电流峰值(kA)
——设备允许通过的动稳定电流(kA)
3.3 具体设备的选择
本设计要求选择的设备有：断路器、隔离开关、互感器、熔断器、避雷器、绝缘子及穿墙套管。所有设备应满足正常工作及短路状态的要求。
3.3.1 高压断路器和隔离开关的选择
高压断路器和隔离开关及高压熔断器按照下表进行选择和校验：
表3-2 高压断路器和隔离开关及高压熔断器的选择条件
项目
额定电压
额定电流
开断电流
热稳定
动稳定
高压断路器

隔离开关

——

高压熔断器

——
——

3.3.2 互感器
选择电流、电压互感器应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，并按第一
节的有关要求进行选择。
3.3.2.1 电压互感器
（1）型式
6～20kV屋内配电装置，一般采用油侵绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘的电压互
感器：35～110kV配电装置一般采用油侵绝缘结构的电压互感器；220kV及以上配电装置，当容量和准确满足要求时，一般采用电容式电压互感器。
（2）一次电压
（3-7）
（3） 二次电压可取100V或V，具体取决于原边采用线电压还是相电压及副边的接地方式，线电压时 V，相电压V,中性点直接接地时取100V，其他接地方式取V。
（4）准确等级
电压互感器应在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表、断电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。
110kV侧,35kV侧和10kV侧,电压互感器用于一般测量、保护、和控制用时选0.5级准确度
（5） 二次负荷
(3-8)
式中 ——实际接在二次副边的负荷容量（VA）
——在最高准确度等级下对应的允许二次负荷容量（VA）
3.3.2.1 电流互感器
（1）型式
6～20KV屋内配电装置，可采用油侵式绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器；对于35KV及以上配电装置，一般采用油侵箱式绝缘结构的独立式电流互感器。
（2）一次回路电压
（3-9）
（3）一次回路电流
(3-10)
（4）准确等级 同电压互感器。
（5）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或一次额定电流的倍数来表示
或 （3-11）
式中——热稳定倍数
（6） 动稳定校验
电流互感器动稳定校验包括由同一相的电流相互作用产生的内部电动力校验，以及
不同相的电流相互作用产生的外部电动力校验。内部动稳定可用下式校验：
或 （3-12）
式中——电流互感器的动稳定倍数
外部动稳定校验式为：
（3-13）
式中——作用于电流互感器瓷帽端部的允许力
L——电流互感器出线端至最近一个母线支柱绝缘子之间的距离
——相间距离，我们取为0.7m
0.5——系数，表示互感器瓷套端部承受该跨上的电动力的一半
（具体选择计算见毕业设计计算书）
3.3.3 熔断器
3.3.3.1 高压熔断器的选择原则
（1）参数的选择：高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变压所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂、及变压所中多用于保护电压互感器。
（2） 熔体的选择：
①熔体的额定电流应按高压熔断器的保护熔断特性选择，应满足保护的可靠性
选择性和灵敏度的要求。
②保护35KV及以上电力变压器的高压熔断器熔体的额定电流可按下式选择
（3-14）
式中 k取1.1～1.3
——电力变压器回路最大工作电流（A）
——高压熔断器熔体的额定电流（A）
③保护电力电容器的高压熔断器额定电流按下式选择
（3-15）
式中 ——电力电容器回路的额定电流（A）
④保护电压互感器的熔断器，只需按额定电流和断流容量选择，不必校验额定电流。
3.3.4 避雷器
（1）型式：选择避雷器型式时，应考虑保护电器的绝缘水平和使用特点。
（2）额定电压：避雷器的额定电压应于系统额定电压一致。
（3）灭孤电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压。
（4）工频放电电压：工频放电电压应大于灭孤电压的1.8倍
（5）冲击放电电压和残压：一般国产阀型避雷器的保护特性与 各种的绝缘均可配合。而此项不校验从略。

4 电气设备的选择结果
4.1 断路器的选择结果
（1）110 kV断路器选择结果：型断路器，参数如下：
表4-1 型断路器的额定技术参数

型号

额定
电压
（kV）
额定
电流
（A）
额定开断电流 （kA）
动稳定电流 (kA)
热稳定电流（时间）
(kA)
固有分闸时间（s）
燃弧时间（s）

110
1200
21
55
15.8(4s)
0.04
0.02
（2）35 kV断路器选择结果：型断路器，参数如下：
表4-2 型断路器的额定技术参数

型号

额定电压 （kV）
额定电流 （A）
额定开断电流 ( kA)
动稳定电流 (kA)
热稳定电流（时间） (kA)
固有分闸时间（s）
燃弧时间(s)

35

1000

24.8

63.4

24.8（4s）

0.0