220kv升压站设计.

第一章绪论
毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它将从思维、理论以及动手能力方面给予我们严格的要求。

使我们综合能力有一个整体的提高。

它不但使我们巩固了本专业所学的专业知识，还使我们了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号。

它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。

能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化。

人类对能源质量也要求越来越高。

电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。

电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。

电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。

要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。

因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。

而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。

它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。

220KV变电站电气部分设计使其对变电站有了一个整体的了解。

第2章电气主接线的设计
2.1 主接线概述
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。

用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。

主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系[1]。

单母线接线及单母线分段接线[2]
1、单母线接线
单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。

母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。

各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。

这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。

2、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，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。

在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。

3、单母线分段带旁路母线的接线
单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。

双母线接线及分段接线
1、双母线接线
双母接线有两种母线，并且可以互为备用。

每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。

两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。

其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点[5]。

2、双母线分段接线
为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。

双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。

这样，只是部分短时停电，而不必短期停电[6]。

3、双母线带旁路母线的接线
双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。

这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的[7]。

2.2 主接线设计原则
电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主题。

它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。

因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂和变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。

电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则[8]。

2.3 主接线选择
本变电站属于中间变电站，高压侧220kV以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，其中220kV出线4回。

因此220KV侧有四种接线方式：1、单母线接线方式 2、单母线分段接线方式 3、单母线分段带旁母4、双母线接线。

比较以上四种接线方式，结果如下表：
表 2.1
接线方式优点缺点适用范围
单母线接线接线简单、设备少，操作
方便，经济性好，便于向
两端延伸，扩建方便。

1、供电可靠性差，母线或
母线隔离开关检修或故障
时，所有回路都要停止工
作，造成全网或全厂长期停
电。

2、调度不方便。

适用于6-220kv出
现回路较少，用户
重要性等级较低的
配电装置中。

单母线分段接线用分段断路器进行分段，
提高了灵活性，当母线发
生故障时，仅故障母线段
停止工作，另一段母线继
续工作，两段母线可看成
是两个独立的电源，提高
的供电的可靠性。

1）当一段母线或母线隔离
开关故障或检修时，必须断
开接在该分段上的全部电
源和出线，这样就减少了系
统的发电量，并使该段单回
路供电的用户停电。

（2）任一出线断路器检修
时，该回路必须停止工作。

(1)6～10kv:出线回
路数为6回及以上;
(2)35～63kV:出线
回路数为4～8回;
(3)110～220kV:出
线回路数为3～4
回.
单母线分段带母线接线带有专用旁路断路器母线
接线极大地提高了可靠由于装设旁路母线投资大、
结线复杂。

一般在及以上的电
力系统中，为防止
性。

线路停电造成重要
负荷大面积受影响
时可以采用。

双母线接线供电可靠性得到提高，调
度灵活，扩建方便配电装置的构架及占地面
积，投资费用都相应增加，
配电装置复杂，不宜实现自
动化。

出现带电抗器的
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
回路为5回及以上
时。

综合变电站的地位和各接线方式的适用范围，同时结合经济性和扩建性，在220KV选择双母线接线方式。

现今的变电所都有无人值班的设计趋势，旁路母线给无人值班带来不便，故新建工程中基本上不再采用带旁母的接线方式。

综上所述，电气主接线的选择为：220KV侧采用双母线接线，110KV采用双母线接线，10KV侧采用单母线分段接线方式。

如下图所示：
第3章主变压器的选择
在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。

本章是对变电站主变压器的选择。

3.1 主变压器的选择原则
1、主变容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。

对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%。

3、为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性[11]。

3.1.1 主变压器台数的选择
1、对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

2、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。

3、对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。

3.1.2 主变压器容量的选择
（1）主变压器容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷选择，适当考虑到远期10～20年的负荷发展。

对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。

按其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷S
max
的60％-70％选择，对于35-110KV变电站取60％，对于220-500KV变电所取70％，但当全部I、II类重要负荷超过上述比例时，应按满足全部I、II类重要负荷的供电要求选择，即：
S N =(0.6-0.7)S
max
/(n-1)(MVA)或S
N
＞=S
(I+II)
/(n-1)(MVA)
（3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。

应从全网出发，推行
系列化、标准化[13]。

3.1.3 主变压器型式的选择
选择主变压器，需考虑如下原则：
（1）当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。

（2）当发电厂与系统连接的电压为500KV时，已经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台50%容量三相变压器或单相变压器组。

对于单机容量为300MW、并直接升到500KV的，宜选用三相变压器。

（3）对于500KV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。

尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成
全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。

为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。

在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。

3.2 主变压器选择结果
根据原始资料设计的变电站为一发电厂的升压变电站，其容量为4×100=400Mw 。

因为发电机的总装机容量为400MW,所以此发电厂为大中型发电厂。

该火电厂在电力系统中主要承担基荷，从而发电厂升压站务必考虑其可靠性。

100MW 的发电机出口电压为10.5KV ，变压器视在容量S=100/0.85=118MVA
查《电力工程电气设备手册：电气一次部分》，选定变压器的容量为180MVA 。

由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查《大型变压器技术数据》选定主变型号为：SSFP9-180000/220
1、容量：180MVA
2、电压比（降压变压器）高压（无励磁调压）：220 + - 2 * 2.5 % kV 中压：115 或 121 kV 低压：10.5 kV
3、联结组标号：YNyn0d11
4、空载损耗：142 kW
5、负载损耗：585 kW
6、空载电流：0.42%
7、短路阻抗：高压-中压：13%； 高压-低压：23%； 中压-低压：8% 8、三个绕组的容量比为：100%/100%/50%
9、低压绕组在最里面（靠铁心），中压绕组在中间，高压绕组在最外面。

10、可以采用：强迫油循环风冷却。

第4章 短路电流的计算
4.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算
9
)13238(21
%)%%(21%1
)23813(21
%)%%(21%14)82313(21
%)%%(21%)21()13()32(3)13()32()21(2)32()13()21(1=-+=-+=-=-+=-+==-+=-+=
---------K K K K K K K K K K K K U U U U U U U U U U U U 设S B =100MVA ，U B =U av
05
.01801001009100%006
.01801001001100%078.0180100
10014100%3*32*21*1=⨯=⨯=-=⨯-=⨯==⨯=⨯=
N B K T N B K T N B K T S S U X S S U X S S U X 4.2 10KV 侧短路计算
f (3)-1短路时, 示意图如下：
图4-2 f (3)-1短路的等值电路图
025
.005.021
2103
.006.021
21039.0078.021
21*****3322*1=⨯==-=-⨯===⨯==
T T TI X X X X X X 因此由图可知：
065.025.0)03.017.0//()039.00187.0(*=+-+=∑X
因此：
385.15065.01
1*
*==
=
∑
X I P
短路电流的有名值为：
kA kA I I I KA U S I B P P N B B 6.845.5385.155.55
.1031003*=⨯=⨯==⨯=⨯=
冲击电流：
73.2156.8455.2=⨯=sh I
短路容量：
MVA S k 54.15386.845.103=⨯⨯=
4.3 220KV 侧短路计算
f (3)-2短路时，示意图如下图所示。

图4-3 f (3)
-2短路的等值电路图
038.005.0//)06.017.0(//)(****324=-=+=T T BS X X X X
014
.00187.0//)078.0038.0(21
//)(21****14=+=+=∑AS T X X X X 短路电流的标幺值：
43.71014.01
1*
*==
=
∑
X I P
短路电流的有名值：
kA kA I I I KA U S I B P P N B B 85.1725.043.7125.0220
05.131003*=⨯=⨯==⨯⨯=⨯=
冲击电流：
kA I sh 52.4585.1755.2=⨯=
短路容量：
MVA S k 64.714185.172313=⨯⨯=
5.4 110KV 侧短路计算
f (3)-3短路时
X BS *
0.017
X T2*
-0.006
0.033
X 5*
X T2*
-0.006
X 5*
0.033
B
图4-4 f (3)-3短路的等值电路图
033.005.0//)078.00187.0(//)(****315=+=+=T T AS X X X X
015
.00187.0//)06.0033.0(21
//)(21****25=-=+=∑AS T X X X X
短路电流标幺值：
67.66015.01
1*
*==
=
∑
X I P
短路电流有名值：
kA kA I I I KA U S I B P P N B B 47.335.067.665.0110
05.131003*=⨯=⨯==⨯⨯=⨯=
冲击电流：kA I sh 35.8547.3355.2=⨯= 短路容量：MVA S k 55.666635.851153=⨯⨯=
表5-1 短路计算成果表
短路点 基准电压 短路电流 冲击电流 短路容量S (K) (KA) (KA) (MVA) f-1
10.5
84.6
215.73
1538.54
f-2 231 17.85 45.52 7141.64
f-3 115 33.47 85.35 6666.55
第6章 导体和电气设备的选择
正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。

在进行电器选择时，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，并注意节省投资，选择合适的电气设备。

尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。

电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。

本设计，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择[4]。

一、电气设备选择的一般原则：
按正常条件选择导体和电器
按短路情况进行动，热稳定性校验（熔断器不用校验热稳定性）。

应力求技术先进与经济合理；
选择导体时应尽量减少品种；
扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；
选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。

二、电气设备选择的一般条件：
按正常工作条件选择：导体和电器的正常工作条件是指额定电压、额定电流和自然环境条件三个方面。

1、额定电压选择：
在选择设备时一般按照导体和电器的额定电压U
N
不低于安装地点电网额
定电压U
NS
的条件选择，即：
U N ≥U
Ns
（5-1）
2、额定电流选择：
在规定的周围介质极限温度下，导体和电器的额定电流I
N
应不小于流过设备
的最大持续电流I
Wmax
，即：
I
N ＞I
max
由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时出力保持不变，故其相应回路
的最大持续工作电流I
Wmax =1。

05I
N
(I
N
为电机的额定电流)；母联断路器和母线分段
断路器回路的最大持续工作电流，一般取该母线上最大一台发电机或一组变压器的；母线分断器回路的最大持续工作电流，按母线上事故切除最大一台发电机时，这台发电机额定电流的50%-80%计算；馈电线回路的最大持续工作电流，除考虑线路正常负荷电流外，还应包括线路损耗和事故转移过来的负荷。

二、按短路情况校验
㈠、短路热稳定校验:短路电流通过时，导体和电器各部件温度（或发热效应）应不超过允许值，既满足热稳定的条件为：
r d Q Q ≤ 或 t I t I r jz 22
≤∞
式中 d Q ——短路电流产生的热效应；
r Q ——短路时导体和电器设备允许的热效应；
r I ——时间t 内允许通过的短时热稳定电流（或短时耐受电流）。

㈡、电动力稳定校验
电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。

满足动稳定的条件是：
dw ch i i ≤ 或 dw ch I I ≤
式中 ch i 、ch I ——短路冲击电流幅值及其有效值；
dw i 、dw I ——允许通过稳定电流的幅值和有效值。

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；电缆印有足够的强度，亦可不校动稳定。

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。

6.1 断路器和隔离开关的选择
断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。

根据目前我国断路器的生
产情况，电压等级在10KV~220KV的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF
6
断路器。

断路器选择的具体技术条件如下：
额定电压选择：
U N≥U Ns（6-1）额定电流选择：
I N≥I max（6-2）
额定短路开断电流：
I Nbr≥I″（6-3）
额定短路关合电流：
i Ncl ≥i sh(6-4)
动稳定：
i d s≥i sh（6-5）
热稳定：
I t2t>Q k (6-6)
6.1.1 220KV出线、主变侧
（1）、主变断路器的选择与校验
流过断路器的最大持续工作电流
max 1.05180000
496.01() 3220
A
I⨯
==
⨯
具体选择过程如下：
1.额定电压选择：U N≥U Ns=220KV
2.额定电流选择：I N≥I max=496.01A
3.额定短路开断电流选择：I Nbr ≥I″=17.85KA 4、额定短路关合电流选择：I N cr ≥i sh =45.52KA 选择SW7—220，其SW7—220技术参数如下表：
表6-1 SW7—220/1600技术参数表
型号
额定电压（kv ）
最高工作电压（kv ）
额定电
流（A ） 额定短
路开断
电
流
（kA ） 额定关合电流
（kA ） 动稳定电
流
（kA ） 4s 热稳定电流
（kA ）
合闸时
间（s ） 分闸时
间（s ）
SW7-220
220
252
1600
20
55
55
21
≤2.0
≤035.0
具体校验如下：
1、.热稳定校验：I t 2t> Q k
Q r =I t 2t=212×4=1764[（KA ）2S]
取继电保护动作时间t b =1.5s ，短路器的固有分闸时间为0.04电弧持续时间取0.06S ，则热稳定时间为：t k =1.5+0.04+0.06=1.6S
通过短路计算可得：I //(0)=I (0.08)=I (1.06)=17.85(KA),由于短路时间t k >1s ，所以短路电流热效应不考虑非周期分量的发热。

短路电流热效应为：
Q k =17.852⨯1.6=509.796[(KA)2S]
所以，Q r > Q k
满足热稳校验。

2、动稳定校验：i d s =55kA ＞i sh =44.309KA 满足校验要求 具体参数如下表：
表6-2 具体参数表
计算数据 SW 6-220/1200 U Ns 220KV
U N 220KV
I max 496.01A I N 1600A I″ 17.85KA I Nbr 20KA i sh 45.52KA I Ncl 55KA Q K 509.796[（KA ）2s]
I t 2t
212×4=1764[（KA ）2s]
i sh 45.52KA
i es 55KA
由表可知，所选断路器满足要求。

（2）、出线断路器的选择与校验
m 2180000
I 944.883220
ax A ⨯=
=⨯
由上表可知SW7-220/1600同样满足出线断路器的选择。

其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。

具体参数如下表所示：
表6-3 具体参数表
计算数据 SW 6-220/1200 U Ns 220KV U N 220KV I max 944.88A I N 1600A I ″
17.85KA
I Nbr 20KA i sh 45.52KA
I Ncl 55KA
Q K 509.796 [（KA ）2s] I t 2t 212×4=1764[（KA ）2s]
i sh 45.52KA i es 55KA
（3）、母联断路器的选择和校验过程如下：
kA
ax 39.4722203180000
I m =⨯=
由上表可知SW7-220/1600同样满足出线断路器的选择。

其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。

具体参数如下表所示：
表6-4 具体参数表
计算数据SW6-220/1200
U Ns220KV U N220KV
I max472.39A I N1600A
I″ 17.85KA I Nbr20KA
i sh45.52KA I Ncl55KA
Q K509.796 [（KA）2s]
I t2t
212×4=1764[（KA）2s]
i sh45.52KA i es55KA
4.主变侧隔离开关的选择及校验过程如下：
1.额定电压选择：U N≥U Ns=220KV
2.额定电流选择：I N＞I max=496.01A
由以上数据可知GW6-220D（W）/2000符合要求，其技术参数如下表：
表6-5 GW6—220D（W）/2000技术参数表
型号额定电压
(KV) 最高电压
(KV)
额定电流
(A)
动稳定电流
(KA)
3s热稳定电
流（有效值）
(KA)
GW6—220D
（W）
220 252 20000 100 40
4.热稳定校验：I t2t> Q k
I t2t=402×4=6400[（KA）2S]
所以， I t 2t> Q k 满足热稳校验。

5.动稳定校验：i es =100KA ＞i sh =45.52kA 满足校验要求。

具体参数如下表：
表6-6 具体参数表
计算数据 GW6-220D （W ）/2000
U Ns 220KV U N 220KV I max 496.01A I N 2000A
Q K 509.796[（KA ）2S]
I t 2t 402×4=6400[（KA ）2S]
i sh 45.52KA
i es 100KA
由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。

（4）、出线侧隔离开关的选择及校验过程如下：
m 2180000
I 944.883220
ax A ⨯=
=⨯
由上表可知GW6—220D/2000同样满足出线隔离开关的选择。

其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。

具体参数如下表：
表6-7 具体参数表
计算数据 GW6-220D/2000 U Ns 220KV U N 220KV I max 944.88A I N 1000A
Q K 509.796[（KA ）2S]
I t 2t 402×4=6400[（KA ）2S]
i sh 45.52KA
i es 100KA
由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。

220KV 母联隔离开关的选择和校验：
kA
ax 39.4722203180000
I m =⨯=
上述GW6—220D （W ）/2000隔离开关满足要求，其动、热稳定性的校验与主变
侧相同。

具体参数如下：
表6-8 具体参数表
计算数据 GW6-220D/2000 U Ns 220KV U N 220KV I max 472.39A I N 2000A
Q K 509.796[（KA ）2S]
I t 2t 402×4=6400[（KA ）2S]
i sh 45.52KA
i es 100KA
6.1.2 主变110KV 侧
1、主变断路器的选择与校验 流过断路器的最大持续工作电流
max 1.05180000
992.02()
3110A I ⨯=
=⨯
具体选择及校验过程如下： 1.额定电压选择：U N ≥U Ns =110KV 2.额定电流选择：I N ＞I max =992.02A 3.开断电流选择：I Nbr ＞I″=33.47KA 初选SW6—110/2000技术数据如下表所示：
表6-9 SW6—110/2000技术数据
型号 额定电压（kV ）
最高工作电压（KV ）
额定电流（A ） 额定短路开断
电流（KA ）
额定关合电流
（KA ） 动稳定电流
（KA ）
4s 热稳定电流(kA)
合闸时间(s)
分闸时间（s ）
SW6-110/2000
110 126 2000 40 100 100 40 ≤
2.0
≤05.0
4.热稳定校验：I t 2t>Q k
I t 2t=402×4=6400[（KA ）2S]
灭弧时间取0.06S ，热稳定计算时间：t k =1.5+0.06+0.06=1.62S
取继电保护动作时间t b =1.5s ，短路器的固有分闸时间为0.06电弧持续时间取0.06S ，则热稳定时间为：t k =1.5+0.06+0.06=1.62S
通过短路计算可得：I //(0)=I (0.08)=I (1.06)=33.47(KA),由于短路时间t k >1s ，所以短路电流热效应不考虑非周期分量的发热。

短路电流热效应为：
Q k =33.472⨯1.6=1792.39[（KA ）2S] 所以，I t 2t> Q k 满足热稳校验。

5.动稳定校验：i ds =100kA ＞i sh =85.35KA 满足校验要求。

具体参数如下表：
表6-10 具体参数表
计算数据 SW6-110/2000 U Ns 110KV U N 110KV I max 992.02A I N 2000A I ″ 33.47KA I Nbr 40KA I sh 85.35KA I Ncl 100KA
Q K 1792.39[（KA ）2S]
I t 2t 402⨯4=6400 [（KA ）2S]
I sh 85.35KA
I es 100KA
由表可知，所选断路器满足要求。

2、出线断路器选择和校验：
kV ax 41.1807115
3180000
2I m =⨯⨯=
选择SW6—110/2000即可。

具体参数如下：
表6-11 具体参数表
计算数据 SW6-110/2000 U Ns 110KV U N 110KV I max 1807.4A I N 2000A I ″ 33.47KA I Nbr 40KA I sh 85.35KA I Ncl 100KA
Q K 1792.39[（KA ）2S]
I t 2t 402⨯4=6400 [（KA ）2S]
I sh 85.35KA
I es 100KA
由表可知，所选断路器满足要求。

一、110KV 主变隔离开关的选择及校验过程如下：
1.额定电压选择：U N ≥U Ns =110KV
2.额定电流选择：I N ＞I max =992.02A 3．极限通过电流选择：I es ＞I sh =85.35KA 选择GW4—126/2500—100其技术数据如下表：
表6-12 GW4—126/2500—100技术数据
型号 额定电压（kV ） 额定电流（A ） 动稳定电流（kA ） 4s 热稳定电流（kA ） 热稳定时间（s ）
GW4—126/2500
126
2500
100
40 4
4.热稳定校验：
I t 2t=402×4=6400[（KA ）2s] 所以，I t 2t> Q k 满足热稳校验
5.动稳定校验：I es =100kA ＞I sh =85.35kA 满足校验要求 具体参数如下表
表 6-13 具体参数
计算数据 GW4-126/2500—100
U Ns 110KV U N 126KV I max 992.02A I N 2500A
Q K =1792.39[（KA ）2S]
I t 2t =402×4=6400[（KA ）2S]
i sh 85.35KA
i es 100KA
由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。

110KV 侧出线隔离开关的选择和校验：
kV ax 41.1807115
3180000
2I m =⨯⨯=
型号为GW4—126/2500—100的隔离开关满足要求，其动、热稳定性与110kV 主变侧的一致，故省略。

具体参数如下所示：
表 6-14 具体参数
计算数据 GW4-126/1000—80 U Ns 110KV U N 126KV I max 1807.41A I N 2500A
Q K =1792.39[（KA ）2S]
I t 2t =402×4=6400[（KA ）2S]
i sh 85.35KA
i es 100KA
110KV 母联断路器及隔离开关的最大工作条件与主变中110KV 侧应满足相同的要求，故选用相同设备。

即选用SW6-126/2500型少油断路器和GW6-126/2500型隔离开关。

6.1.3 10KV 限流电抗器、断路器隔离开关的选择
10KV 侧的I //=84.6KV,选择不到合适的电气设备，故需要装设限流电抗器 （一）、限流电抗器的选择 1、按额定电压选择： 10N NS U U KV ≥= 2、按额定电流选择：
kA
I I g N 347.15.103180
7.0m ax
=⨯⨯≥
假设将电抗器后的短路电流限制到I ″=25KA
(1)初选型号
根据以上条件初选XKK —10—4000 电抗器标么值： X *∑=
B
I I ” 其中：100 5.5310.5
B I ==⨯KA (2)选择电抗值
电源至电抗器前的系统标么值：
065.0025.0)03.017.0//()039.00187.0(1*=+-+=∑X
%8.11100005500105004000)065.0255.5(%100)(
%1*//=⨯⨯⨯-=⨯-=∑N B B N B L U I U I X I I X
根据额定电压、额定电流、电抗值故可选用型号为NKSL -10-3150-12的电抗器。

表6-15 NKSL —10—3150—12技术数据
型号
额定电压 KV
额定电流 A
电抗率
动稳定电流峰值KA
热稳定电流（S
A ∙）
NKSL-10-315
10 3150 12% 64.5 154800
当所选电抗值大于计算值时，应重算电抗器后短路电流，为计算短路电流，先计算电抗标么值为
*550010000
%
0.120.157400010500d n L L n d I U X X I U ⨯==⨯=⨯ 222.0157.0065.0*1
**=+=+=∑∑
L
X
X
X
加入电抗器后的短路电流:
5.4222.01
1**//==
=
∑
X I
换算到有名值后得：
KV U S I I B B 77.245
.103100
5.43//*//=⨯⨯=⨯⨯
=
1、校验动、热稳定性如下： 三相短路冲击电流为：
I sh =2.55⨯24.77KA=63.16KA 则I Ncr =64.5>63.16KA,满足动稳定性。

已知出线断路器QF 拟采用ZN12-10I -IV ，则继电保护动作时间t b =1.5s ，全分闸时间t off =0.07s,则短路计算时间t k =1.5+0.07+0.06s=1.63s,因为t k >1s,，故不计非周期分量发热。

电抗器后短路时短路电流的热效应为： Q K =I //2t k =24.77⨯24.77⨯1.63(kA 2∙S)=1000.1(kA 2∙S) Q r =I r 2t r =154.8⨯154.8=23963.04(kA 2∙S) 则Q K <Q r ，满足热稳定性的校验。

2、校验电抗器正常运行情况下的电压损失：
%5%42.26.040001347
12.0sin I %X U%max L <=⨯⨯=⨯⨯
=∆θN I
满足校验
3、校验电抗器后三相短路时母线残余电压：
%70%60%3.7440002477012.0%%//->=⨯==∆N R I I X Ur
满足校验
表 6-16具体参数
计算数据 XKK —10—4000—12
U Ns 10KV U N 10KV I max 1347A I N 4000A
Q K 1000.1 [（KA ）2s] Q K 23963.04 [（KA ）2s] I sh 63.16 KA
I es 64.5 KA
根据以上校验，选择满足要求。

限流后I″=24.77KA i sh =2.55×24.77=63.16KA 3、断路器的选择和校验
流过断路器的最大工作电流： max 1.0535I 1414.4310.5A
⨯==⨯ 具体选择及校验过程如下：
1.额定电压选择：U N≥U Ns=10KV
2.额定电流选择：I N＞I max=1414.4A
3.开断电流选择：I Nbr＞I″=2
4.77KA
选择ZN12-10I-IV，其技术参数如下表所示：
表6-17 ZN12-10I-IV 技术参数
型号额定
电压
（kV
）最高
工作
电压
（kV
）
额定
电流
（A）
额定短
路开断
电流
（kA）
额定
关合
电流
（kA
）
动稳
定电
流
（kA）
4s热
稳定
电流
（kA
）
合闸
时间
（s）
分闸
时间
（s）
ZN12-10I-I
V 10 11.5 1600 31.5 80 80 31.5 ≤
075
.0≤
065
.0
4.热稳定校验
I t2t r=31.52×4=3969[（KA）2S]
取继电保护时间为1.5S，灭弧时间为0.06S，全分闸时间为0.07S t k=1.5+0.06+0.07s=1.63s>1s，故不计非周期分量发热。

加入电抗器后短路时短路电流的热效应为：
Q
K =I//2t
k
=24.77⨯24.77⨯1.63(kA2∙S)=1000.1(kA2∙S)
因此Q
K
<I t2t r，满足要求。

5.动稳定校验：i es=80kA＞i sh=63.16kA满足校验要求。

具体参数如下表：
表 6-18具体参数
计算数据SN4-10G/5000
U Ns 10KV U
N
10KV。