220kv变电站计算书

第一章220KV 变电站电气主接线设计
第1.1节原始资料
1.1.1变电所规模及其性质：
电压等级220/110/35 kv
线路回数220kv 本期2回交联电缆（发展1回）
110kv 本期4回电缆回路（发展2回）
35kv 30回电缆线路，一次配置齐全
本站为大型城市变电站
2．归算到220kv侧系统参数（SB=100MVA,UB=230KV）
近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1334；零序阻抗X0=0.1693
近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1445；零序阻抗X0=0.2319
远期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1139；零序阻抗X0=0.1488
3．110kv侧负荷情况：
本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW
远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW
4．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路）
远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW
近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW
5．环境条件：当地年最低温度-24℃，最高温度+35℃，最热月平均最高温度+25℃，海拔高度200m，气象条件一般，非地震多发区，最大负荷利用小时数6500小时。

第1.2节主接线设计
本变电站为大型城市终端站。

220VKV为电源侧，110kv侧和35kv侧为负荷侧。

220kv和110kv采用SF6断路器。

220kv 采取双母接线，不加旁路。

110kv 采取双母接线，不加旁路。

35kv 出线30回，采用双母分段。

低压侧采用分列运行，以限制短路电流。

第1.3节电气主接线图
第二章主变压器选择和负荷率计算
第2.1节原始资料
1．110kv侧负荷情况：
本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW
远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 2．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路）
远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW
近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW
3．由本期负荷确定主变压器容量。

功率因数COSφ=0.85
第2.2节主变压器选择
2.2.1容量选择
(1)按近期最大负荷选：
110 kv侧：160 MW
35 kv侧：170 MW
按最优负荷率0.87选主变压器容量
每台主变压器负荷
110 kv侧：80 MW
35 kv侧：85 MW
按最优负荷率0.87选主变压器容量。

S N=P L/(0.85×η)=(80+85)/(0.85×0.87)=209.6 MVA
或S N=0.6P M/0.85=0.6（160+170）/0.85=232.9 MVA
选S N=240MVA，容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器负荷率计算
由负荷率计算公式:
η=S/S B
110kv最大,最小负荷率:
η=80/(0.85×120)=78.4% η=65/(0.85×120)=63.7%
35kv最大,最小负荷率
η=85/(0.85×120)=83.3% η=50/(0.85×120)=49%
总负荷率：
η=(85+80)/(0.85×240)=80.9%η=(50+65)/(0.85×240)=56.4%
(2)按远期最大负荷选：（远期设三台主变压器）
110 kv侧：280 MW
35 kv侧：240 MW
每台主变压器负荷
110 kv侧：93.3 MW
35 kv侧：80 MW
按最优负荷率0.87选主变压器容量。

S N=P L/(0.85×η)=(93.3+80)/(0.85×0.87)=234 MVA
选S N=240MVA，容量比100/50/50
负荷率计算
110kv最大负荷率: η=93.3/(0.85×120)=91.4%
35kv最大,最小负荷率η=80/(0.85×120)=78.4%
总负荷率：η=(93.3+80)/(0.85×240)=84.9%
所以，综合以上讨论可知，从长远考虑选主变压器容量：S N=240 MVA，容量比100/50/50的变压器。

因为：S N/S LMAX=(240×0.85)/(160+170)=61.8%＞60%
所以每台主变压器可以带总负荷的60%。

S LMAX/S N=1.62
经查表知事故过流允许负荷在过负荷1.6倍时为15分钟，过负荷2.0倍的允许时间为4分钟。

2.2.2变压器参数列表:
第三章短路计算
第3.1节相关参数计算
等值220kv系统: X S1=0.1134 X S0=0.1693
变压器: U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(14+24-9)=14.5
U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(14+9-24)=-0.5
U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(24+9-14)=9.5
所以X T1=U1%×S B/(100×S N)=14.5×100/(100×240)=0.06042
X T2= U2%×S B/(100×S N)=0
X T3= U3%×S B/(100×S N)=9.5×100/(100×240)=0.0396
第3.2节短路点选择
图3-1 短路点分布图
F1点220kv进线断路器侧
F2点220kv母联断路器
F3点220kv母线
F4点主变压器高压侧
F5点主变压器中压侧
F6点110kv母线
F7点110kv出线
F8点主变压器低压侧
F9点35kv出线
第3.3节短路计算
图3-2
按近期最大运行方式所给参数进行短路计算：
X1=2X S1=2×0.1334=0.2668
X T1=0.06042
X T3=0.0396
I B1=S B/3U B1=100/2303=0.2510
I B2=S B/3U B2=100/1153=0.5020
I B3=S B/3U B3=100/373=1.560
3.3.1短路点F1：（220kv进线断路器侧）
图3-3
标：I K1=E/X1=1/0.2668=3.748
有：I K1=I K1×I B1=3.748×0.2510=0.941 KA 3.3.2短路点F2：（220kv母联断路器）
图3-4
标：I K2=E/X S1=1/0.1334=7.496
有：I K2=E×I B1=7.496×0.2510=1.88KA
3.3.3短路点F3（220kv母线），F4（主变压器高压侧），与F2情况相同。

3.3.4短路点F5：（主变压器中压侧）
X K=0.5（X1+X T1）=0.5（0.2668+0.6042）=0.1636 标：I K5=E/（2×X K）=0.5/0.1636=3.06
有：I K5=I K5×I B2=3.06×0.5020=1.536KA
3.3.5短路点F6：（110kv母线）
X K=0.5（X1+X T1）=0.1636
图3-5 图3-6
标：I K6=E/X K=1/0.1636=6.11
有：I K6=I K6×I B2=6.11×0.5020=3.07 KA
3.3.6短路点F7（110kv出线）情况与F6相同。

短路点F8：（主变压器低压侧）
图3-7
X K=0.5（X T1+X1）+X T3=0.5（0.06042+0.2668）+0.0396=0.2032
标：I K8=E/X K=1/0.2032=4.92
有：I K8=I K8×I B3=4.923×1.560=7.68 KA
短路点F9（35kv出线）情况与F8相同。

第四章主要电气设备选型
第4.1节断路器的选择
断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。

根据我国当前制造情况，电压6－220kV的电网一般选用少油断路器，电压110－330kV电网，可选用SF6或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。

断路器选择的具体技术条件如下：
（1）电压：U g≤ U n U g---电网工作电压
（2）电流：I g.max≤ I n I g.max---最大持续工作电流
（3）开断电流：I p.t≤ I nbr
I pt---断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量
I nbr---断路器额定开断电流
（4）动稳定： i ch≤ i max
i max---断路器极限通过电流峰值
i ch---三相短路电流冲击值
（5）热稳定：I∞²t dz≤I t²t
I∞--- 稳态三相短路电流
t dz -----短路电流发热等值时间
I t--- 断路器t秒热稳定电流
其中t dz=t z+0.05β"²由β" =I" /I∞和短路电流计算时间t，可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112，图5－1查出短路电流周期分量等值时间，从而可计算出t dz。

4.1.1 220kv出线断路器
（1）选择
U g=220 KV
I gmax=P LMAX/(3×U n COSθ
K A
选择LW2-220 SF6
6
（2）热稳定校验：
I∞2t dz≤
式中 I∞-------------稳态三相短路电流；
t dz-------------短路电流发热等值时间；
I t---------------断路器t秒稳定电流。

其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
短路电流计算时间t=t pr+t ab=0.5+0.15+0.06=0.71(t pr为全保护时间，t ab为固有全分闸时间，它包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间)可从小电气书图5-1中查出短路电流周期分量等值时间t z=0.8S，忽略短路电流非周期分量。

所以：
t dz=t z+0.05β”=0.8 S
Q k= I∞2t dz=0.9412⨯0.8＜I t2t
∴I t²×t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i max---------断路器极限通过电流峰值；
i ch -----------三相短路冲击值。

i ch=2.55I”=2.55⨯0.941=2.40< i max=100KA
满足动稳定要求。

4.1.2母联断路器，变压器高压侧断路器
（1）选择
U g=220 KV
I gmax=1.05I n=1.05×S n/(3×U n
KA
选择LW2-220 SF6断路器
6
（2）热稳定校验：I∞2t dz≤I t2t
其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8 S，忽略短路电流非周期分量。

t dz=t z+0.05β”=tz=0.8 S
Q k= I∞2t dz=1.882⨯0.8＜ I t2t
∴I t²×t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i ch=2.55I”=2.55 ⨯1.88=4.79< i max=100KA
满足动稳定要求。

4.1.3 110kv出线断路器，母联断路器
（1）选择
U g=110 KV
I gmax=P/(3COSθ×U n
选择LW2-132 SF6
6
（2）热稳定校验：I∞2t dz≤I t2t
其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8 S，忽略短路电流非周期分量。

t dz=t z+0.05β”=tz=0.8 S
Q k= I∞2t dz=3.072⨯0.8＜ I t2t
∴I t²×t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i ch=2.55I”=2.55 ⨯3.07=7.82< i max=100KA
满足动稳定要求。

4.1.4 变压器中压侧断路器
（1）选择 U g =110 KV
I gmax =1.05I n =1.05×S n /(3×U n )=1.323 KA
选择LW2-132 SF 6断路器
6
（2）热稳定校验：I ∞2t dz ≤I t 2t
其中t dz =t z +0.05β”,由β=I ，/I ∞=1
查出短路电流周期分量等值时间t z =0.8S ，忽略短路电流非周期分量。

t dz =t z +0.05β”=tz=0.8 S
Q k = I ∞2t dz =1.5362 ⨯0.8＜ I t 2t ∴I t ²×t>Q k 满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i ch ≤i max
i ch =2.55I”=2.55 ⨯1.536=3.92< i max =100KA 满足动稳定要求。

4.1.5 变压器低压侧断路器
（1）选择
U g =35 KV
I gmax =P LMAX /(3COS θ×U n =1.65KA
选择LW2-132 SF 6断路器
6
（2）热稳定校验：I∞2t dz≤I t2t
其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
查出短路电流周期分量等值时间t z=0.8，忽略短路电流非周期分量。

t dz=t z+0.05β”=tz=0.8 S
Q k= I∞2t dz=7.682⨯0.8＜ I t2t
∴I t²×t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i ch=2.55I”=2.55 ⨯7.68=19.6< i max=63KA
满足动稳定要求。

4.1.6 35kv出线断路器
（1）选择
U g=35 KV
I gmax=1.05I n=1.05×S n/(3×U n)=1.323 KA
选择ZN23-35断路器
（2）热稳定校验：I∞2t dz≤I t2t
其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
查出短路电流周期分量等值时间t z=0.8，忽略短路电流非周期分量。

t dz=t z+0.05β”=tz=0.8 S
Q k= I∞2t dz=7.682⨯0.8＜ I t2t
∴I t²×t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i ch=2.55I”=2.55 ⨯7.68=19.6< i max=63KA
满足动稳定要求。

第4.2节隔离开关
隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较然后确定。

参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。

选择的具体技术条件如下：
（1）电压：U g≤ U n U g---电网工作电压
（2）电流：I g.max≤ I n I g.max---最大持续工作电流
（3）动稳定： i ch≤ i max
（4）热稳定：I²·t dz≤I t²·t
4.2.1 220kv隔离开关
（1）选择
U g=220 KV
I gmax=1.05I n=1.05×S n/(3×U n)=0 .661 KA
选择GW4—220隔离开关
（2）热稳定校验：I∞2t dz≤I t2t
其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
查出短路电流周期分量等值时间t z=0.8，忽略短路电流非周期分量。

t dz=t z+0.05β”=tz=0.8 S
Q k= I∞2t dz=1.882⨯0.8＜ I t2t
∴I t²t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i ch=2.55I”=2.55 ⨯1.88=4.79< i max=80KA
满足动稳定要求。

4.2.2 110kv隔离开关
（1）选择
U g=110 KV
I gmax=1.05I n=1.05×S n/(3×U n)=1.323 KA
选择GW4—110隔离开关
（2）热稳定校验：I∞2t dz≤I t2t
其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
查出短路电流周期分量等值时间t z=0.8，忽略短路电流非周期分量。

t dz=t z+0.05β”=tz=0.8 S
Q k= I∞2t dz=1.5362⨯0.8＜ I t2t
∴I t²t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i ch=2.55I”=2.55⨯ 1.536=3.92< i max=50KA
满足动稳定要求。

4.2.3 35kv隔离开关
1）选择
U g=35 KV
I gmax=P LMAX/(3×U n)=0.155 KA
选择GN1-35隔离开关
（2）热稳定校验：I∞2t dz≤I t2t
其中t dz=t z+0.05β”,由β=I，/I∞=1
查出短路电流周期分量等值时间t z=0.8，忽略短路电流非周期分量。

t dz=t z+0.05β”=tz=0.8 S
Q k= I∞2t dz=7.682⨯0.8＜ I t2t
∴I t²t>Q k满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：i ch≤i max
i ch=2.55I”=2.55⨯ 7.68=19.6< i max=52KA
满足动稳定要求。

第4.3节电流互感器
电流互感器的选择和配置应按下列条件：
(1)型式：
电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。

对于6～20KV屋配电装置，可采用瓷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，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。

有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

（2）一次回路电压：U g≤U n
U g 为电流互感器安装处一次回路工作电压，U n 为电流互感器额定电压。

（3）一次回路电流：I g ·max ≤I 1n
I g ·max 为电流互感器安装处一次回路最大工作电流，I 1n 为电流互感器原边额定电流。

当电流互感器使用地点环境温度不等到于+40℃时，进行修正。

修正的方法与断路器I n 的修正方法相同。

（4）准确等级：
电流互感器准确等级的确定与电压互感器相同，需先知电流互感器二次回路接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。

（5）动稳定：
部动稳定 i ch ≤dw n K I 12
式中K dw 电流互感器动稳定倍数，它等于电流互感器级限通过电流峰值i dw 与一次绕组额定电流I 1n 峰值之比，即
K dw =i dw /(2I 1n ) (6) 热稳定： I 2 t dz ≤(I 1n K t )2 Kt 为电流互感器的1秒钟热稳定倍数。

4.3.1 220kv 出线，母联处电流互感器
（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式 （2）电压：Ug=220KV （3）电流：I g ·max =1.02 KA
（4）准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择 LCLWD1-220，额定变比4×300/5，热稳定倍数 60 ，动稳定倍数 60 校验：①电压：Ug=Un
②电流：I g ·max 〈 In
③动稳定：I ch =2.40 KA, 2 I ch Kd= 2×1.2×60=101.82 KA, 2 I ch Kd > I ch ④热稳定： Qk =0.708 KA 2·S ,(I 1N K T )2
=(1.2×60)2
=5184 KA 2·S Qk < (I 1N K T )2
满足
4.3.2 变压器高压侧电流互感器
（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式 （2）电压：Ug=220KV
（3）电流：I g·max=0.661 KA
（4）准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择 LCWDL-220，额定变比4×300/5，热稳定倍数 35，动稳定倍数 65
校验：①电压：Ug=Un
②电流：I g·max〈 In
③动稳定：I ch=1.88 KA,2 I ch Kd=2×1.2×65=110.3 KA,2 I ch Kd > I ch④热稳
定： Qk =2.83 KA2·S ,(I1N K T)2=(1.2×35)2=1764 KA2·S
Qk < (I1N K T)2满足
4.3.3 110kv 出线，母联处电流互感器
（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式
（2）电压：Ug=110 KV
（3）电流：I g·max=0.247 KA
（4）准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择 LCW-110，额定变比400/5，热稳定倍数 75 ，动稳定倍数 150
校验：①电压：Ug=Un
②电流：I g·max〈 In
③动稳定：I ch=32.201 KA,2 I ch Kd=2×0.4×150=84.852 KA,2 I ch Kd > I ch
④热稳定： Qk =7.54 KA2·S ,(I1N K T)2=(0.4×75)2=900 KA2·S
Qk < (I1N K T)2满足
4.3.4变压器中压侧电流互感器
（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式
（2）电压：Ug=110 KV
（3）电流：I g·max=0.988 KA
（4）准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择 LCWD-110，额定变比2×600/5，热稳定倍数 75，动稳定倍数 130
校验：①电压：Ug=Un
②电流：I g·max〈 In
③动稳定：I ch=3.92 KA,2 I ch Kd=2×1.2×130=220.6 KA
2I ch Kd > I ch
④热稳定： Qk =1.89 KA2·S ,(I1N K T)2=(1.2×75)2=8100 KA2·S
Qk < (I1N K T)2满足
4.3.5 35kv电流互感器
35KV电缆侧电流互感器的选择：
（1）形式：采用树脂浇注绝缘结构的独立式结构
（2）电压：Ug=35 KV
（3）电流：I g·max=1.56KA
（4）准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择 LCW-35，额定变比1000/5，热稳定倍数 65 ，动稳定倍数 100
校验：①电压：Ug=Un
②电流：I g·max〈 In
③动稳定：I ch=19.6 KA,2 I ch Kd=2×0.2×215=60.811 KA,
2 I ch Kd > I ch④热稳定： Qk =47.2KA2·S ,(I1N K T)2=(0.2×120)2=576 KA2·S
Qk < (I1N K T)2满足
第4.4节电压互感器
电压互感器的选择：
35－110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器，220KV以上，一般釆用电容式电压互感器。

当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有第三绕组的单相电压互感器组。

电压互感器三个单相电压互感器接线，主二次绕组连接成星形，以供电给测量表计，继电器以及绝缘电压表，对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时才能接入，附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压滤过器供电给继电器和接地信号（绝缘检查）继电器。

（1）一次电压U1：1.1U n>U1>0.9U n，U n为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动围，即±10% U n。

（2）二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按下表选用所需的二次额定电压。

表4-10 JCC-220互感器参数表
（3）准确等级
电压互感器的准确度是在二次负荷下的准确级。

用于电度表准确度不低于0.5级，用于电压测量，不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。

（4）二次负荷
S n是对应于在测量仪表所要求的最高准确级下，电压互感器的额定容量。

S2是二次负荷，它与测量仪表的类型，数量和接入电压互感器的接线方式有关，电压互感器的三相负荷经常是不平衡的，所以通常用最大一相的负荷和电压互感器一相的额定容量相比较。

4.4.1 220kv母线处电压互感器
220KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JCC-220型电压互感器：
4.4.2 110kv 电压互感器
110KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JCC-110型电压互感器：
4.4.3 35kv电压互感器
35KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用
JDX6-35型电压互感器：
母线应根据具体使用情况按下列条件选择和校验：
（1）型式：载流导体一般采用铝质材料，回路正常工作电流在4000A及以下时，一般选用矩形导体。

在4000～8000A时，一般选用槽形导体。

110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。

当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。

（2）按最大持续工作电流选择导线载面S，即
I g·max≤K I y
式中I y——相应于某一母线布置方式和环境温度为+25℃时的导体长期允许载流量。

K θ——温度正系数 （3）按经济电流密度J 选择：
在选择导体载面S 时，除配电装置的汇流母线、厂用电动机的电缆等外，长度在20 m 以上的导体，其截面S 一般按经济电流密度选择。

即 S j =
J
I g max
•(mm 2) 式中 J ——导体的经济电流密度，按此条件选择的导体截面S ，应尽量接近经济计算截面
S j 。

当无合适规格导体时，允许小于S j 。

（4）热稳定校验：按上述情况选择的导体截面S ，还应校验其在短路条件下的热稳定。

母线的校验公式为： S ≥S min =
dz t C
I ∞(mm 2
) 式中 S min ——根据稳定决定的导体最小允许截面（mm 2
）；
C ——热稳定系数；
∞I ——稳态短路电流（KV ）； t dz ——短路电流等值时间（s ）。

（5）动态稳定校验：σmax ≤σy
式中 σy ——母线材料的允许应力（硬铝σy 为69×106
Pa,硬铜为157×106
）；
σmix ——作用在母线上的最大计算应力。

对于输电线路应校验线路电压损失。

对于发电厂、变电所的导体，由于相对距离较短，电压损失不严重，所以可不较验。

4.5.1 35KV 侧母线
由断路器最大回路电流值可知，I g ·max =3.3KA 回路正常工作电流在4000A 以下,选用矩形导体。

条件为相间距a=0.75m ，绝缘子跨距l=1.2m ，母线保护时间t pr =0.5s ，选h ×b=125
×10 ,三条平放，长期允许载流量3903A 。

查表知集肤效应系数为Ks=1.8 ,环境温度为29℃，查表知温度修正系数K=1.0,则 I al29℃=1.0×3903=3903A > 3637A 热稳定校验：t k =t pr +t kd +t a =0.5+0.15+0.02=0.67s
β〞=I 〞/ I ∞ =1 t z =0.9s
t dz =t z +0.05β〞2 =0.9+0.05×1.02
=0.95s Q k = I ∞2
t dz =7.682
×0.95=56.0 KA 2
·S
正常运行时得导体温度：θ=θ0+(θal-θ0)I
2max
/I 2
al
=25+(70-25)33002/39032
=57.2℃ 查表得：C=92.12
Smin=C K Q s k 2〈 3750 mm 2
动稳定校验： 导体自振频：m =h ×b ×ρω=0.125×0.1×2700=3.375kg/m I=bh 3
/12=0.01×0.1253
/12=1.63×10-6 m 4
按汇流母线为两端简支多跨梁查表可知，N f =3.56 则 f 1=m EI l N f 2=375
.31063.11072.156.36
102-⨯⨯⨯=454.5HZ > 155HZ 故 β=1
冲击系数K=1.9, 则
i sh =1.92 I 〞=2.69×7.68=20.66KA 母线相间应力：
f ph =1.73×10-7
i 2
sh /a =1.73×10-7
×206602
/0.75=98.5N/m 导体截面系数：ω=0.5bh 2
=0.5×0.01×0.1252
=78.125×10-6m 3
则 σph =
ω102
l f ph =
2
6
98.5 1.21078.12510-⨯⨯⨯=0.182×106pa < σal =70×106pa
同相条间作用应力计算：
b/h=10/125=0.08 (2b-b)/(b+h)=10/(10+125)=0. (4b-b)/(b+h)=30/135=0.222
查曲线得导体形状系数 K12=0.37 ,K13=0.57
f b =8(K 12+K 13) ×10-9
×i sh 2
/b=8(0.37+0.57)×10-9
×20.662
×106
/0.01=331 pa 条间衬垫跨距计算，每相三条铝导体λ=1197 临界跨距 Lcr=λb 4
fb
h
=1197×0.01×44
107.1125.0⨯=0.623m σbal =σal -σph =(70-9.61) ×106
=60.39×106
pa
条间衬垫最大跨距：L bmax =b b al f h σ2=0.01170001039.60125.026
⨯⨯⨯=0.298m < L cr =0.623m
为了便于安装，每跨绝缘子中设三个衬垫：L b =L/4=1.2/4=0.3m
4.5.2 110kv 和220kv 的选择
110KV 侧母线，由断路器最大回路工作电流I g ·max =0.988KA ，选择LGJ-120 220KV 侧母线，由断路器最大回路工作电流I g ·max =1.02KA ，选择LGJ-120
第4.6节 电缆
电缆应按下列选择及校验
（1） 型式：应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式。

① 明敷（包括架空、隧道、沟道等）的电缆，一般选用裸钢带铠装或塑料外护层电缆。

在易受腐蚀地区应选用塑料外护电缆。

在需要使用钢带铠装电缆时，宜选用二级外护层型式。

② 直埋敷设时，一般选用钢带铠装电缆。

在潮湿或腐蚀性土壤的地区，应带有塑料外护层。

③ 三相交流系统的单芯电力电缆，要求金属护外层采用一端接地时，在潮湿地区，外护层宜选用塑料挤包的型式。

电力电缆除充油电缆外，一般采用三芯铝芯电缆。

（2） 按额定电压选择：U g ·max ≤U n
（3） 按最大持续工作电流选择电缆截面S ：
I g ·max ≤KI y
K=
1
2
T T T T M M -- 上二式中 K ——温度修正系数。

T M ——电缆芯最高工作温度（℃）；
T 1——对应于额定载流量的基准环境温度（℃）；
T 2——实际环境温度；
I y ——对应于所选用电缆截面S 、环境温度为+25℃时，电缆长期允许载流量（A ）。

（4） 按经济电流密度选择导体截面以及允许电压降的校验，与裸导体计算相同。

（5） 热稳定校验：S ≥S min =dz t C I ∞
式中 C ——热稳定系数。

4.6.1 35kv 电缆的选择与校验 I g ·max==0.155kA
（1）型式：热阻系数为80℃·cm/ω,I N =230A,直埋敷设型号为ZQF2-35截面积185mm 2 （2）校验：
①电压：Ug=Un=35KV
②电流：K=
12T T T T M M --=1
KI y =1×230A > I g ·max =155KA
③热稳定：S min =dz t C
I ∞
mm 2 < S=185 mm 2 ④动稳定：由厂家来保证。

4.6.2 110kv 电缆的选择与校验 I g ·max==0.155kA
（1）型式：热阻系数为80℃·cm/ω,I N =326A,直埋敷设型号为ZQCY22-110截面积100mm 2 （2）校验：
①电压：Ug=Un=110KV
②电流：K=
12T T T T M M --=1
KI y =1×326 > I g ·max =247A
③热稳定：S min =dz t C
I ∞
mm 2 < S=100 mm 2 ④动稳定：由厂家来保证。

4.6.3 220kv 电缆的选择与校验 I g ·max==0.155kA
（1）型式：热阻系数为80℃·cm/ω,I N =534A,直埋敷设型号为ZQCY22-220截面积400mm 2 （2）校验：
①电压：Ug=Un=220KV
②电流：K=
12T T T T M M --=1
KI y =1×534 > I g ·max =0.51KA
③热稳定：S min =dz t C
I ∞
mm 2 < S=400 mm 2 ④动稳定：由厂家来保证。

第4.7节 避雷器的选择
避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器，电站和变电所等电器设备的绝缘免受大
气过电压或某些操作过电压的危害。

大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是由于电力系统的运行情况发生突变而产生电磁振荡所致。

避雷器有两种：（1）阀型避雷器按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器；（2）管型避雷器，利用绝缘管间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。

用于线路作为防雷保护。

4.7.1变压器中性点的阀型避雷器的选择
选择FZ－110避雷器
（1）U mi (灭弧电压)
U mi ＝126kV>k m U xg (系统最高相电压)
＝220/ 3 ×1.15＝146.07（kV）
Umi:又称避雷器的额定电压Ube，应按设备上可能出现的最大工频过电压选择，在220KV 及以下电网中，一般直接反映在电网接线系数上，即：U mi>K m U xg
U mi---系统最高相电压（考虑15%过负荷）
U xg---系数，一般K m=1，其它条件下不满足时，可取K m=0.6
（2）工频放电电压下限
U gfx > 2.33U xg=2.15×220/ 3 ＝295.45KV
部过电压水平33－63KV取2.67Uxg,110－154KV取2.33Uxg,220KV及以上取2.15 U xg。

（3）频放电电压上限：U gfs<1.15U gs（变压器绝缘一分钟工频试验电压）
4.7.2
110kV母线所接避雷器
（1）U mi=126kV>k m U xg(系统最高相电压)
＝110/ 3 ×1.1＝69.8（kV）
（2）工频放电电压下限
U gfx＝254kV > 2.67U xg=2.67×110/ 3 ＝169.6kV
（3）工频放电电压上限：U gfs<1.15U gs（变压器绝缘一分钟工频试验电压）。

4.7.3 35kV母线所接避雷器
（1）U mi=41kV>k m U xg(系统最高相电压)
＝35/ 3 ×1.1＝22.22（kV）
（2）工频放电电压下限
U gfx＝84kV > 2.67U xg=2.67×35/ 3 ＝53.95kV
（3）工频放电电压上限：U gfs<1.15U gs（变压器绝缘一分钟工频试验电压）。