变电站电气一次系统设计设计说明432659

变电站电气一次系统设计设计说明432659
毕业设计(论文) 题目 110kV变电站电气一次系统设计
110kV变电站电气一次系统设计
摘要
随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的要求也越来越高。

人们对电能的依赖程度的也不断加强，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。

为了保证供配电要求，供电系统的设计要越来越全面、系统，而供电系统的核心部分是变电所，因此设计和建造一个安全、经济的变电所是极为重要的。

本设计讨论的是 110KV 变电站电气部分的设计。

本变电站设计除了注重变电站设计的基本计算外，对于主接线的选择与论证等都作了充分的说明，其主要内容包括：变电站主接线方案的选择，进出线的选择；变电站主变压器台数、容量和型式的确定；短路点的确定与短路电流的计算，电气设备的选择（断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器）；配电装置设计和总平面布置；防雷保护与接地系统的设计。

本次设计论文是以我国现行的各有关规范规程等技术标准为依据，所设计的是一次初步设计，根据任务书提供原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出。

文中介绍的110kV变电站的设计方法、思路及新技术的应用可以作为相关设计的理论指导。

关键字：变电站；短路计算；电气主接线；配电装置
A DESIGN OF ELETRIC SYSTEM
FOR 110kV TERMINAL TRANSFORMER
SUBSTATION
Abstract
With the development of science and technology in China, particularly computing technology has advanced, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live.In order to guarantee the power supply requirements,the design of the power supply system should become more and more completely and systematic. Because the power supply system，s hard core is a transformer substation, designing and constructing a security and economical transformer substation is great importance.
The design is refer to the part of 110kV electrical substation de sign. Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design makes satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and out line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement, arrester); the design for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. This basis of the design is our country present technical standards and each related standard regulations and so on, designs is a preliminary design, provides the firsthand information according to the project description, the reference pertinent data and the books, carries on the comparison to each kind of plan to obtain.The text introduces the design method on way of thinking and new technique of the 220 kV substations which can be the theories of related design.
Keywords: Substation；Short Circuit Calculation；Electrical main wiring; supply and distribution electricity
目录
摘要 (I)
Abstract .................................................................. I I
1 前言 (1)
2 变电站电气主接线设计 (2)
2.1 主接线设计的基本要求 (2)
2.1.1 可靠性 (2)
2.1.2 灵活性 (2)
2.1.3 经济性 (2)
2.2 主接线方案的选择、比较、确定 (3)
2.2.1 对原始资料的分析 (3)
2.2.2主接线方案初步拟定 (3)
3 主变压器的选择 (7)
3.1 主变压器选择的规定 (7)
3.2 主变器选择的一般原则与步骤 (7)
3.2.1 主变台数的确定原则 (7)
3.2.2 主变形式的选择原则 (7)
3.2.3 主变容量的确定原则 (7)
3.3 主变压器的计算与选择 (8)
3.3.1容量计算 (8)
3.3.2主变型号选择 (8)
4 短路电流计算 (10)
4.1 短路计算的目的及假设 (10)
4.1.1 短路电流计算的目的 (10)
4.1.2 短路电流计算的基本假设 (10)
4.1.3 基准值 (10)
4.2 变压器及电抗器的参数计算 (10)
4.2.1 主变参数计算 (10)
4.3 网络等值变换与简化 (11)
4.3.1 短路点d1短路计算（主变110kV侧） (11)
4.3.2 短路点d2短路计算（35kV母线） (12)
4.3.3 短路点d3短路计算（35kV出线） (12)
4.3.4 短路点d4短路计算（10kV母线） (12)
4.3.5 短路点d5短路计算（10kV出线） (13)
5 电气设备的选择及校验 (15)
5.1 断路器的选择及校验 (15)
5.1.1 主变110KV侧断路器的选择及校验 (16)
5.1.2 35KV母线断路器的选择及检验 (16)
5.1.3 35KV出线断路器的选择及校验 (17)
5.1.4 10KV母线断路器的选择及校验 (18)
5.1.5 10KV出线断路器的选择及校验 (19)
5.2 隔离开关的选择及校验 (19)
5.2.1 主变110KV侧隔离开关的选择及检验 (20)
5.2.2 35KV母线隔离开关的选择及检验 (20)
5.2.3 35KV出线隔离开关的选择及校验 (21)
5.2.4 10KV母线隔离开关的选择及校验 (21)
5.2.5 10KV出线隔离开关的选择及校验 (22)
5.3 电流互感器的选择及校验 (22)
5.3.1 变压器110kV侧电流互感器的选择及校验 (23)
5.3.2 35kV出线电流互感器的选择及校验 (23)
5.3.3 变压器35kV侧电流互感器的选择及校验 (24)
5.3.4 10kV出线电流互感器的选择及校验 (25)
5.3.5 变压器10kV侧电流互感器的选择及校验 (25)
5.4 电压互感器的选择及校验 (26)
5.4.1 110kV侧电压互感器的选择 (26)
5.4.3 10kV母线电压互感器的选择 (27)
5.5 母线的选择及校验 (27)
5.5.1 110kV进线的选择及校验 (27)
5.5.2 35kV母线的选择及校验 (28)
5.5.3 35kV出线的选择及校验 (29)
5.5.4 10kV母线的选择及校验 (30)
5.5.5 10kV出线的选择及校验 (31)
5.6 避雷器的选择及校验 (31)
5.6.1 110KV侧避雷器的选择和校验 (32)
5.6.2 35KV侧避雷器的选择和校验 (32)
5.6.3 10KV侧避雷器的选择和校验 (33)
6 主接线方案的经济比较 (34)
6.1 方案三与方案四的综合投资 (34)
6.2 方案1与方案3的年运行费用 (34)
6.3 最终方案确定 (36)
7 变电站配电装置的设计 (37)
7.1 配电装置的分类： (37)
7.2对配电装置基本要求： (37)
7.3配电装置的设计 (37)
7.4电气设备的配置 (37)
7.4.1隔离开关的配置： (37)
7.4.2接地刀闸的配置： (38)
7.4.3电压互感器的配置： (38)
7.4.4电流互感器的配置： (38)
7.4.5避雷器的配置： (38)
8 防雷保护设计 (39)
8.1避雷针的作用 (39)
8.2避雷针的配置 (39)
8.2.1避雷针的配置原则： (39)
8.3防雷保护方案 (39)
8.4保护全面积的校验 (41)
结论 (42)
参考文献 (43)
致谢 (44)
1 前言
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。

本次毕业设计的目的在于进一步巩固和运用专业知识能力，达到理论与实际相结合，使所学过的专业知识具体化、形象化。

本次设计可作为对所有专业课程的一次综合能力考核。

本次毕业设计内容为110kV地区变电所电气一次系统设计，并根据变电所设计的基本原理，务求掌握变电站电气一次系统的原理及设计过程。

通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、电气主接线图的绘制以及避雷器、避雷针的选择及防雷保护设计等步骤、最终确定了110kV变电站的主要电器设备、主接线图、变电站防雷保护方案以及配电装置的设计。

2 变电站电气主接线设计
2.1 主接线设计的基本要求
主接线的设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。

2.1.1 可靠性
供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。

2.1.1.1 研究主接线可靠性应注意的问题
（1）应重视国内外长期运行德尔实践经验及其可靠性的定性分析。

主接线可靠性的衡量标准是运行实践，至于可靠性的定量分析由于基础数据及计算方法尚不完善，计算结果不够准确，因而目前进作为参考。

（2）主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。

（3）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠性，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。

（4）要考虑所涉及发电厂、变电站在电力系统中的地位和作用。

2.1.1.2主接线可靠性的具体要求
（1）断路器检修时，不宜影响系统的供电。

（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。

（3）尽量避免发电厂、变电站全部停运的可能性。

（4）大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。

2.1.2 灵活性
主接线应满足在调度、检修及扩建的灵活性。

（1）调度时，应可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的系统要求。

（2）检修时，可以方便的停运断路器、母线及基点保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。

（3）扩建时，可以容易的从初期接线过渡到最终的接线。

在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且一次和二次部分的扩建工作量最少。

2.1.3 经济性
主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。

2.1.
3.1 投资省
（1）主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。

（2）要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。

（3）要能使限制短路电流，以便于选择廉价的电气设备和轻型电器。

（4）如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV及以下终端或分支变电站可采用简易电器。

2.1.
3.2 占地面积小
主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积少。

2.1.
3.3 电能损失少
经济合理的选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。

此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电站接入系统的电压等级一般不超过两种。

2.2 主接线方案的选择、比较、确定
变电站的电气主接线应根据变电站在电力系统中的地位、变电站的规划容量、负荷性质、线路，变压器连接组件总数、设备特点等要求。

并应综合考虑供电的可靠、运行灵活、操作方便、投资节约和便于过度或扩建等的要求。

所以，本设计主接线的确定不仅对变电站本身电气设备的选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定密切相关，而且对电力系统整体运行可靠性、灵活性和经济性有较大影响。

所以，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，最终得出合理的主接线方案。

2.2.1 对原始资料的分析
(1) 110kV进线2回，归算至此110kV母线的系统短路电抗为0.2，基准电压取平均电压，基准功率取100MVA;
(2) 35kV出线10回，最大负荷80MW，最小负荷60MW，功率因数0.85，最大负荷小时数5000；
(3) 10kV出线10回，最大负荷30MW,最小负荷203WM，功率因数0.8，最大负荷小时数4500；
(4) 所用电2%；
(5) 环境条件，同本地环境条件。

2.2.2主接线方案初步拟定
方案一如图2-1所示，35kV侧采用单母线带旁路接线，虽可靠性提高，但增加了断路器和隔离开关数目，接线复杂，投资很大配电装置占地面积增大。

方案二如图2-2所示，110kV、35kV侧均采用双母线接线，虽可靠性很好，但操作复杂，容易出现误操作，检修任意回路时，该回路仍需停电或短时停电，结构复杂，投资大，占地面积大。

方案三如图2-3所示，110kV侧采用单母线分段能满足可靠性，灵活性，经济性要求，对35kV、10kV侧均采用单母线分段接线，调度灵活，扩建方便。

方案四如图2-4所示，110kV侧采用外桥接线，操作简单，在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作。

35kV采用双母线接线可靠性较强。

方案五如图2-5所示，110kV、35kV侧采用双母线接线，结构复杂，投资大，占地面积大，10kV侧采用单母线接线，可靠性差。

综上所述，选用方案三、方案四进行短路计算、经济性比较。

3 主变压器的选择
变压器是主要电气设备之一，担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。

却低昂合理变压器容量是变电站安全运行、可靠供电和网络经济运行的保证。

我国当前的能源政策是开发与节约并重。

所以，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的、经济运行素质将具有明显的经济效益。

3.1 主变压器选择的规定
（1）主变容量和台数的选择。

凡有两台及以上主变的变电站，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证该站全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级负荷和二级负荷。

（2）根据电力负荷的发展和潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。

（3）主变调压方式的选择，应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关规定。

3.2 主变器选择的一般原则与步骤
3.2.1 主变台数的确定原则
（1）对于大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧构成环网情况下，变电站装设两台主变压器为宜[4]。

（2）对于地区孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器可能性 [4]。

（3）对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器宜按大于变电器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量 [4]。

3.2.2 主变形式的选择原则
（1）110kV一般采用三相变压器。

（2）当系统有调压方式时，宜采用有载调压。

对新建变电站，从网络经济观点考虑，应采用有载调压。

（3）有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。

3.2.3 主变容量的确定原则
（1）为准确选择主变容量，要绘制变电站的年及日负荷曲线，可从该曲线得出变电站年、日最高负荷和平均符合。

（2）主变容量确定应根据电力系统5-10年发展规划进行。

（3）变压器最大负荷按负荷下式确定：
∑
P
≥P
K
（3-1）
M0
式中0K —符合同时系数；∑P —按负荷等级统计的综合用电负荷。

对于两台变压器的变电站，其变压器容量可以按下式计算:
M e P S 6.0= （3-2） 如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证84%的负荷供电。

3.3 主变压器的计算与选择
3.3.1容量计算
在《电力工程电气设计手册》可知：装有两台及以上主变压器的变电站中，当断开一台主变时，其余主变压器的容量应能保证用户的以及和二级负荷，其主变压器容量应满足“不应小于70%—80%的全部负荷”。

已知35kV 侧最大负荷80MW ，10kV 侧最大负荷30MW ，由M e P S 6.0=，所以MW S e 6.6)3080(6.0=+*=。

考虑到在实际运行生产中的经济、规范，便于维护、调试以及安装检修，本所选择相同型号的2台主变压器，单台变压器的容量为6.6MW 。

3.3.2主变型号选择
（1）相数的选择
查阅《电气设计手册》，在330kV 及以下的变电站，应选用三相变压器。

（2）绕组数量
根据《电气工程电气设备电气一次部分》在具有三中电压的变电站中，如通过主变压器个侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器，所以，本站采用三绕组变压器。

(3）绕组连接方式
110kV 、35kV 侧采用Y 型接线，中性线直接接地；10kV 侧采用∆型接线。

综合以上分析，根据设计理论原则，本站采用的变压器为调压三绕组变压器，设计计算容量为66000KVA.。

确定主变型号如下：SFPSZ7-75000/110变压器参数如下表3-1：
表3-1 主变压
续表3-1 主变压
4 短路电流计算
在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节。

在选择电气设备时，为保证在正常运行和故障下都能安全、可靠的工作，需要进行全面的短路电流将计算。

短路电流计算的步骤为
（1）根据已知条件和计算目的画出计算电路并作出等值电路
（2）化简电路
（3）计算短路电流
4.1 短路计算的目的及假设
4.1.1 短路电流计算的目的
短路电流计算是变电站电气设计中的一个重要环节其计算目的是：
（1）在选择电气主接线时，为比较个接线方案或确定一接线是否需要采取限制短路电流措施，都需进行必要的短路电流计算。

（2）在选择电气设备时，为保证电气设备在正常运行和故障下都能安全、可靠的工作，同时又力求节约资金，这就要求进行全面的短路电流计算。

（3）在设计屋外高压配电装置是，需按短路条件检验导线相间和相对地的安全
距离。

（4） 按接地装置设计时，需用短路电流。

4.1.2 短路电流计算的基本假设
（1）正常工作时，三相系统对称运行； （2）所有电源的电动势相位角相同；
（3）电力系统各组件的磁路不饱和，及铁芯的电气设备电抗值不随电流变化； （4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器励磁电流；
（5）组件电阻略去，输电线路电容略去不计，也不计负荷的影响； （6）系统短路时是金属性短路。

4.1.3 基准值
高压短路电流计算一般只计算组件电抗，采用标幺值计算，为了计算方便选取如下基准值：
基准容量：MVA S B 100=
基准电压：av U （kV ） 10.5 37 115
4.2 变压器及电抗器的参数计算
4.2.1 主变参数计算
由变压器原始数据计算得，
75.13]8135.22[21
%]%%[21%)32()31()21(1=-+=-+=---k k k k U U U U （4-1）
75.8]1385.22[21
%]%%[21%)31()32()21(2=-+=-+=---k k k k U U U U （4-2）
75.0]5.22813[2
1
%]%%[21%)21()32()31(3-=-+=-+=---k k k k U U U U （4-3）
于是， 183.075100*10075.13*100%1*1===
N B k S S U X （4-4） 117.075
100
*10075.8*100%2*2===
N B k S S U X （4-5） 01.075
100
*10075.0*100%3*3-=-==
N B k S S U X （4-6） 4.3 网络等值变换与简化
方案三与方案四短路计算系统化简阻抗图及各阻抗值，短路点均一样。

4.3.1 短路点d1短路计算（主变110kV 侧）
基准电压B U =115kV ，系统为无穷大系统，发生短路时，有原始资料可知： 系统短路电抗：S X =0.2 网路化简如图所示：
I dz*=I”*=I ∞*=I 0.2* =S
X 1
=5.0 （4-7） I B =
115
3100
3⨯=B B U S =0.502kA （4-8）
I”= I ∞= I 0.2="*I I B = I ∞*I B = I 0.2* I B =5.0×0.502=2.5105 kA （4-9） i ch =2.55I ″=2.55×2.5105 =6.4012 kA （4-10） I oh =1.52I ″=1.52×2.5105 =3.8160 kA （4-11） S ″=3I ″U av =3×2.5105×115=500.056 MVA （4-12） 4.3.2 短路点d2短路计算（35kV 母线）
X 4 =X 1+X 2=0.183+0.117=0.3 X 5=X 4 // X 4=0.15
X 6=X 5 + X S
=0.15+0.033=0.35
5 图4-3图 4 - 4 图 4 - 6
图 4 - 5
S
X 6
X d ∑*= X 6=0.35
所以I dz*=I”*=I ∞*=I 0.2*=
*
1
d X =2.8571 I B =
37
3100
3⨯=B B U S =1.56 kA
I”= I ∞= I 0.2="*I I B = I ∞*I B = I 0.2* I B =2.8571×1.56=4.4571 kA
i ch =2.55I ″=2.55×4.4571=11.3657kA I oh =1.52I ″=1.52×4.4571=7.638 kA
S ″=3I ″U av =3×4.4571×37=285.6308MVA 4.3.3 短路点d3短路计算（35kV 出线）
短路点d3的计算与短路点d2的计算完全相同，结果也完全相同，故这里不再重复计算。

4.3.4 短路点d4短路计算（10kV 母线）
网络化简如图4-7至图4-10所示
X 7=X 1+X 3=0.214-0.01=0.173
X 8=X 7∥X 7=0.206/2=0.0869 X 9=X s +X 8=0.2+0.0869=0.2865 X d ∑*=X 9=0.2865 所以I dz*=I”*=I ∞*=I 0.2*=*
1
d X =3.4904 I B =
5
.1031003⨯=
B
B U S =5.4986 kA
I”= I ∞= I 0.2="*I I B = I ∞*I B = I 0.2* I B =3.4986×5.4986=19.1923 kA i ch =2.55I ″=2.55×19.1923 =48.9404kA I oh =1.52I ″=1.52×19.1923 =29.1723kA
S ″=3I ″U av =3×19.1923×10.5=349.0414 MVA
8 图4-7图 4 - 8
图 4 - 10
图 4 - 9
S
X 9
4.3.5 短路点d5短路计算（10kV 出线）
由于短路电流过大，需要装设限流电抗器。

限流电抗器的选择：
（1） 电压：N g U U ≤
g U =10kV ，N U =10kV ，N g U U =
（2） 电流：N g I I ≤max
max g I =0.173kA
（3） 初选型号：NKL-10-300 （4） 选择电抗值：
设加电抗器后将短路电流限制到I=5Ka
%65.310
*4986.55
.10*2.0)1455.054986.5(*)(
%*=*-=∑-≥N B B N B R U I U I X I I X （4-13）
取%R X =4%，选NKL-10-300-4.其参数如下表4-1：
（5)电压损失与残压校验
加电抗器后网络化简如图所示
电抗表幺值：786.05
.101002.0310********
22*=***=**=
N B N N R R U S I U X X X d ∑*=X 10=1.0725
R 图 4 - 12
图 4 - 11
9
X 10
所以I dz*=I”*=I ∞*=I 0.2*=*
1
d X =0.9324 I B =
5
.1031003⨯=
B
B U S =5.4986 kA
I”= I ∞= I 0.2="*I I B = I ∞*I B = I 0.2* I B =0.9324×5.4986=5.1269 kA i ch =2.55I ″=2.55×5.1269=13 kA I oh =1.52I ″=1.52×4.648=8.9726kA
S ″=3I ″U av =3×8.9726×10.5=107.3551 MVA
5 电气设备的选择及校验
各回路最大持续工作电流一览表
5.1 断路器的选择及校验
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；当设备或电路发生故障时，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。

高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。

其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。

按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油断路器、少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。

断路器型式的选择，除应满足各项技术条件和环境外，还应考虑便于施工调试和维护，并以技术经济比较后确认。

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）断开电流：I
dt ≤ I
Nbr
I
dt
--- 断路器实际断开时间t秒的短路电流周期分量
I
Nbr
---断路器额定断开电流
（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，t z由β" =I" /I∞和短路电流计算时间t决定，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t
z
，从而
可计算出t
dz。

5.1.1 主变110KV侧断路器的选择及校验
（1）电压：因为U
g =110kV U
N
=110kV 所以U
g
= U
N
（2）电流： I
g.max
=0.413KA＝413A
选出断路器型号为SW
4
－110－1000型如下表5-2：
因为I N =1000A I g.max ==413A
所以I g.max < I N
（3）断开电流：I dt ≤I Nbr 因为I dt =2.5105KA I Nbr =18.4KA 所以I dt <I Nbr （4）动稳定：i ch ≤i max
因为i ch =6.4012KA
i max =55KA
所以i ch <i max
（5）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t （5-1）
1"
"
==∞
I I β （5-2） 取短路电流计算时间t=5s (t 为后备保护动作时间和断路器固有分闸时间之和) 查书112页图5-1得，t z =4.4s>1s 所以t dz =t z =4.4s
因为I ∞²t dz =2.51052×4.4=27.7315[(KA)2.s] I t ²t=18.42×5=1692.8[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.2 35KV 母线断路器的选择及检验
（1）电压：因为U g =35kV
U N =35kV
所以U g = U N
（2）电流：I g.max =1.299KA ＝1299A
选出断路器型号为SW 2－35－1500型，如下表5-3：
因为I N =1500A I g.max ==1299A
所以I g.max < I N
（3）断开电流：I dt ≤I Nbr 因为I dt =2.8571KA
I Nbr =24.8KA 所以I dt <I Nbr
（4）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =11.3657KA
i max =63.4KA
所以i ch <i max
（5）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
t=4 s
由"β和t 查书112页图5-1得，t z =3.4s>1s 所以t dz =t z =3.4s
I ∞²t dz =2.85712×3.4=27.7543 [(KA)2.s]
I t ²t=24.82×4=2420.48[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.3 35KV 出线断路器的选择及校验
（1）电压：因为U g =35kV
U N =35kV
所以U g = U N
（2）电流：I g.max =0.132KA ＝132A
选出断路器型号为SW 2－35－1500型，如下表5-4：
表5-4 35KV 出线断
因为I N =1500A I g.max ==1299A
所以I g.max < I N
（3）断开电流：I dt ≤I Nbr 因为I dt =2.8571KA
I Nbr =24.8KA
所以I dt <I Nbr
（4）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =11.3657KA
i max =63.4KA
所以i ch <i max
（5）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
1
"
"
==∞I I β1"
"==
∞
I I
β
t=4 s
由"β和t 查书112页图5-1得，t z =3.4s>1s 所以t dz =t z =3.4s
I ∞²t dz =2.85712×3.4=27.7543 [(KA)2.s] I t ²t=24.82×4=2420.48[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.4 10KV 母线断路器的选择及校验
（1）电压：因为U g =10kV
U N =10kV
所以U g = U N
（2）电流： I g.max =2.625KA ＝2625A
选出断路器型号为SN 4－10G －5000型，如下表5-5：
因为I N =5000A
I g.max =2625A
所以I g.max < I N
（3）断开电流：I dt ≤I Nbr 因为I dt =19.1923KA
I Nbr =105KA
所以I dt <I Nbr
（4）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =48.9404KA
i max =300KA
所以i ch <i max
（5）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
1"
"
==∞
I I β t=5s
查书112页图5-1得，t z =4.4s>1s 故t dz =t z =4.4s
I ∞²t dz =19.19232×4.4=1620.7153[(KA)2.s] I t ²t=3002×5=450000[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
经以上校验此断路器满足各项要求。

5.1.5 10KV 出线断路器的选择及校验
（1）电压：因为U g =10kV
U N =10kV
所以U g = U N
（2）电流： I g.max =0.173KA ＝173A
选出断路器型号为SN 9－10－400型，如下表5-6：
因为I N =600A
I g.max =173A
所以I g.max < I N
（3）断开电流：I dt ≤I Nbr 因为I dt =5.1269KA I Nbr =14.4KA
所以I dt <I Nbr
（4）动稳定：i ch ≤i max
因为i ch =15KA
i max =36.8KA
所以i ch <i max
（5）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
t=4s
查书112页图5-1得，t z =3.4s>1s 故t dz =t z =3.4s
I ∞²t dz =5.12692×3.4=118.4744[(KA)2.s] I t ²t=14.42×4=829.44[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²
经以上校验此断路器满足各项要求。

5.2 隔离开关的选择及校验
隔离开关也是发电厂和变电所常用的电器，它需与断路器配套使用。

但隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。

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要素，进行综合的技术经济比较然后确定。

其选择的技术条件与断路器的选择的技术条件相同。

隔离开关的类型很多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。

它对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选型时应
1
"
"
==∞
I I β
根据配电装置特点和使用要求以及技术经济条件来确定。

本设计110kV 、35kV 侧为屋外布置，10kV 为屋内布置。

隔离开关的技术条件与断路器相同。

5.2.1 主变110KV 侧隔离开关的选择及检验
（1）电压：因为U g =110kV
U N =110kV
所以U g = U N
（2）电流： I g.max =0.175KA ＝175A 选出GW 2－110－600型，如下表5-7：
因为I N =600A
I g.max =413A
所以I g.max < I N
（3）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =6.4012KA
i max =50KA
所以i ch <i max
（4）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
I ∞²t dz =2.51052×4.4=27.7315[(KA)2.s] I t ²t=142×5=980[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
5.2.2 35KV 母线隔离开关的选择及检验
（1）电压：因为U g =35kV
U N =35kV
所以U g = U N
（2）电流： I g.max =0.546KA ＝546A 选出GW 4－35－2000型，如下表5-8：
因为I N =2000A
I g.max =1299A
所以I g.max < I N
（3）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =11.3657KA
i max =50KA
所以i ch <i max
（4）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
I ∞²t dz =4.45712×4.4=67.5435[(KA)2.s] I t ²t=15.82×4=998.56[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
5.2.3 35KV 出线隔离开关的选择及校验
（1）电压：因为U g =35kV U N =35kV 所以U g = U N
（2）电流： I g.max =0.132KA ＝132A 选出GW 2－35－600型，如下表5-9：
因为I N =600A
I g.max =132A 所以I g.max < I N
（3）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =11.3657KA
i max =50KA
所以i ch <i max
（4）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
I ∞²t dz =4.45712×4.4=87.4093[(KA)2.s] I t ²t=142×5=980[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
5.2.4 10KV 母线隔离开关的选择及校验
（1）电压：因为U g =10kV
U N =10kV
所以U g = U N
（2）电流： I g.max =2.625KA ＝2625A 选出GN 2－10－3000型，如下表5-10：
因为I N =3000A
I g.max =2625A
所以I g.max < I N
（3）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =48.9404KA
i max =100KA
所以i ch <i max
（4）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
I ∞²t dz =19.19232×4.4=1620.7186[(KA)2.s]
I t ²t=502×5=12500[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
5.2.5 10KV 出线隔离开关的选择及校验
（1）电压：因为U g =10kV U N =10kV 所以U g = U N
（2）电流： I g.max =0.072KA ＝72A 选出GN 1－10－200型，如下表5-11：
因为I N =200A I g.max =173A 所以I g.max < I N （3）动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =13KA
i max =25KA
所以i ch <i max
（4）热稳定：I ∞²t dz ≤I t ²t
I ∞²t dz =5.12692×4.4=115.6544[(KA)2.s] I t ²t=102×5=500[(KA)2.s] 所以I ∞²t dz <I t ²t
35kV 分段断路器及隔离开关的工作条件与35kV 母线侧应满足相同的要求，故选用相同的设备，即选用SW 2－35－1500(小车式)型断路器和GW 4－35－2000型隔离开关。

同理 10kV 分段断路器及隔离开关的工作条件与10kV 母线侧应满足相同的要求，故选用相同的设备,即选用SN 4－10G －5000型断路器和GN 10－10T －4000型隔离开关。

5.3 电流互感器的选择及校验
电流互感器的配置原则：对于6~20kV 屋内配电装置，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，一般用油浸箱式绝缘结构的独立式电流。