110kV变电站初步设计典型方案

110kV变电站初步设计典型方案
第一章统资料及变电站负荷情况
第一节变电站型式及负荷
该站为降压变电站，电压等级为110/35/10KV。

以110KV双回路与56km外的系统相连，一回作为主电源供电，另一回作为备用联络电源供电，使该站得到可靠稳定供电电源。

系统在最大运行方式下其容量为3500MVA，其电抗为0.455；在最小运行方式下其容量为2800MVA，其电抗为0.448。

（以系统容量及电压为基准的标么值），系统以水容量为主。

1、35KV 负荷 35KV出线四回、容量为35.3MVA，其中一类负荷两
回，容量为25MVA ；二类负荷两回，容量为10.3MVA。

2、10KV 负荷 10KV出线七回、容量为21.5 MVA，其中一类负荷两
回、容量为6.25 MVA，二类负荷三回、容量为11.25MVA；二、三类
负荷有一回，容量为4MVA。

3、同时率负荷同时率为85%，线损率为5%,cosψ=0.8。

35KV、10KV负荷情况表
第二章电气主接线方案
第一节设计原则及基本要求
设计原则：变电站电气主接线，应满足供电可靠性，运行灵活，结线简单清晰、操作方便，且基建投资和年运行费用经济。

因此在原始资料基础上进行综合方面因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。

一、定各电压等级出线回路
根据原始资料，本变电站为降压变电站，以两回110KV线与系统连接，故110KV电压等级为两回出线。

35KV及10KV电压等级分别为4个和7个，由于Ⅰ类负荷的供电可靠性要比Ⅱ、Ⅲ类负荷要高得多，为满足供电可靠性要求，若有一类负荷，应采用双电源或双回路供电，当采用双回路供电时每回路要分接在不同的母线上。

二、确定各母线结线形式
1、基本要求
1)、可靠性高：断路器检修时能否不影响供电；
断路器或母线故障时停电时间尽可能短和不影重要用户的供电；
2)、灵活性：调度灵活、操作简便、检修安全、扩建方便；
3)、经济性：投资省、占地面积小、电能损耗小。

按以上设计原则和基本要求，35KV、10KV出线均有一类负荷，应设有双电源供电；为了提高供电可靠性、同时节省投资、减少占地面积，110KV 、35KV、10KV母线均采用单母线分段；配电装置用外桥形接线。

两个方案中110KV进线、10KV出线侧相同，不同的是方案一采用两台31.5MVA的三卷变压器、35KV侧使用了7组断路器；方案二采用了两台31.5MVA 的双卷变压器加两台6.3MVA的双卷变压器、35KV侧使用了9组断路器。

主接线候选方案如下图所示：
第二节 候选方案技术经济比较
一、技术比较
方案二接线清晰简明，与方案一比较存在以下缺点，主变压器台数增加一
倍，断路器和隔离开关相应增多，故障概率相应较高、维护检修的次数和时间相应较多、供电可靠性相对较低；保护整定相对复杂、操作相对增多、调度运行的灵活性降低； 低压负荷多通过一次电压变换，增加电能损耗，主变压器和设备较多，增大占地面积、投资增大、经济性差；
二、经济比较
1）、综合投资Z
按常规主要比较两个方案中选用设备的不同部分
Z = Z 0（ 1 + a 100
） （万元）
其中: Z 0 ---主体设备的综合投资。

a --- 不明的附加费用比例系数；110KV 变电站取 90 。

方案一每台主变160万元、35KV断路器和刀闸每组约5.5万元 Z
= 570 （万元）
Z = 1083 （万元）
= 760 （万元）
方案二 Z
Z = 1444 （万元）
2）、年运行费用U
U = α△A ×10-4 + U1 + U2（万元）其中U 1 ---小修维护费，取0. Z ;
U2 ---折旧费，取0. Z ；
α --电能价格，暂定按每千瓦时0.4元计算；
△A --变压器年电能损耗总值，Kwh；
方案一△A = 2520000 （Kwh）
U = 209.1 （万元）
方案二△A = 4752000 （Kwh）
U = 334.5 （万元）
第三节方案选用
通过以上方案比较，方案一的供电可靠性、调度运行灵活性、经济性均优于方案二，故选用方案一。

第四节主变压器选择
1、确定主变压器数量
由于变电站是单侧电源供电，且有一、二类重要负荷，为保证供电的可靠性，计划装设两台主变压器
2、选定变压器容量
变电站有35KV、10KV两个电压等级用户，35KV、10KV的最大负荷分别为：S35 = 35.3 MVA；S10 =13.76 MVA；负荷同时率K1 = 0.85；线路损耗 K2 = 1.05；
最大综合负荷分别为：
S35ZMAX = K1 K2 S35= 0.85 ×1.05 ×35.3=31.51 (MVA)
S10ZMAX = K1 K2 S10= 0.85 ×1.05 ×21.5 =19.19 (MVA)由于一般电网的变电站约有25%的非重要负荷，考虑到当一台变压器
停用时，应保证对60%负荷供电，再考虑变压器的事故过负荷有40%的能力，可保证对84%负荷供电，故每台变压器的容量按下式选择：
Se = 0.6 ( S 35ZMAX + S 10ZMAX )
Se = 0.6×( 31.51 +19.19 ) = 30.42 MVA
按计算可选择每台变压器容量为26MVA ，但考虑到5~~10年的负荷发展容量，单台变压器的容量确定为31.5MVA ，
3、 选定变压器
由于变电站具有三种电压等级，正常负荷通过变压器各侧绕组的功率达到20%以上，故选用三绕组变压器，型号为SFS7-31500/110。

根据实际情况确定配置有载调压装置，使变电站系统具有供电可靠、设备少、接线简单、运行安全、灵活性好的优点。

第三章 短路电流计算
第一节 参数的计算
用标么值进行计算，基准容量S j = 100 MVA ，基准电压U j 用各级的平均额
定电压，电抗标么值计算如下：
1、变压器电抗 X *1-2 = U d %100 ×S j S
e
其中 U d1-2 % = 10.5
U d1-3 % = 18 U d2-3 % = 6.5 S
e1-2 = S e1-3 = S e2-3 = 31.5 MVA
X *1-2 = U d1-2 %100 ×S j S e = 10.5100 ×100
31.5 = 0.333
X *1-3 =U d1-3 %100 ×S j S e = 18100 ×100
31.5 = 0.571
X *2-3 =U d2-3 %100 ×S j S e = 6.5100 ×100
31.5
= 0.206
X *1 =X *1-2 + X *1-3 - X *2-32
=0.333+0.571-0.206
2 = 0.349
X *2 =X *1-2 + X *2-3 - X *1-32
= 0.333+0.206-0.571
2 = - 0.016
通常认为X
*2 = 0
X *3 =X *1-3 + X *2-3 - X *1-2
2
= 0.571+0.206-0.3332 = 0.222
2、线路电抗 :X * = X 0 L S j
U
j
2
其中：X 0 ----线路每相每公里电抗值，取X 0 = 0.4 Ω/KM
L ---- 线路长度 56 KM
1）、110KV 线路：
X * = X 0 L S j U j
2 = 0.4×56×100 1152 = 0.169 2)、35KV 线路：
X *-水泥厂 = X 0 L 301 S j U j 2
= 0.4×20×100372 = 0.584 X *-氮肥厂 = X 0 L 302 S j U j 2
= 0.4×18×100
372 = 0.526 X *-铝厂 = X 0 L 303 S j U j
2
= 0.4×17×100
372 = 0.497
X *-铁合金 = X 0 L 304 S j U j 2
= 0.4×15×100
372 = 0.438 3）、10KV 线路：
X *-自来水 = X 0 L 901 S j U j
2
= 0.4×1×100
10.52
= 0.363 X *-糖厂 =
X 0 L 902 S j
U j
2
= 0.4×1.5×100
10.52
= 0.544
X *-医院 = X 0 L 903 S j U j 2 = 0.4×1.2×100
10.52
= 0.435 X *-电灌站 =X 0 L 904 S j U j 2 = 0.4×2×100
10.52
= 0.726 X *-机床厂 = X 0 L 905 S j U j 2 = 0.4×1×100
10.52
= 0.363 X *-棉纺厂 = X 0 L 905 S j U j 2 = 0.4×2.4×100
10.5
2
= 0.871 X *-市政 = X 0 L 906 S j U j 2 = 0.4×1×100
10.52
= 0.363 3、系统电抗：X S* = X S S j
S S
其中：X S 为系统电抗；X S mas = 0.448, X Smin = 0.455
S S 为系统容量, S S mas = 3500MVA, S S min = 2800
X S*max = X S mas S j S S = 0.448×100
3500
=0.013
X S* min = X S min S j S S = 0.455×100
2800
= 0.016
系统的正序阻抗（标么值）图如下：
1/0.013(0.016)
1）、d 1点三相短路
在d 1点三相短路时短路点总电抗为： 系统最大运行方式
X ∑＝ 0.013 +
0.169
2
= 0.098 系统最小运行方式
X ∑＝ 0.016 + 0.169 = 0.185 2）、d 2点三相短路
在d 2点三相短路时短路点总电抗为:
系统最大运行方式
X ∑＝ 0.013 + 0.1692 + 0.3492
= 0.273
系统最小运行方式
X ∑＝ 0.016 + 0.169 + 0.349 = 0.534
3）、d 3点三相短路
在d 3点三相短路时短路点总电抗为:
系统最大运行方式
X ∑＝ 0.013 + 0.169+0.349+0.222
2
= 0.383
系统最小运行方式
X ∑＝ 0.016 + 0.169+ 0.349 + 0.222 = 0.756 4、电源计算电抗：
1）、d 1点三相短路
d 1点三相短路时短路点计算总电抗为：
系统最大运行方式
X jS = X ∑S S S j = 0.098×3500 100
= 3.43
系统最小运行方式
X jS = X ∑S S S j = 0.185×2800
100
= 5.18
2）、d 2点三相短路
d 2点三相短路时短路点计算总电抗为：
系统最大运行方式
X jS = X ∑S S S j = 0.273×3500
100
= 9.555
系统最小运行方式
X jS = X ∑S S S j = 0.534×2800
100
= 14.952
3）、d 3点三相短路
d 3点三相短路时短路点计算总电抗为：
系统最大运行方式
X jS = X ∑S S S j = 0.383×3500
100
= 13.405
系统最小运行方式
X jS = X ∑S S S j = 0.756×2800
100
= 21.168
第二节 短路电流计算
以供电电源为基准计算电抗X jS ＞3时，不考虑短路电流同期分量的
衰减： Ⅰ*Z =Ⅰ”
* = Ⅰ*∞＝ 1
X *∑
其中： Ⅰ*Z ----短路电流周期分量的标么值；
Ⅰ”
* ---- 0秒短路电流周期分量的标么值； Ⅰ*∞ ---- 时间为∞短路电流周期分量的标么值； X *∑ ---- 电源对短路点的等值电抗标么值； 1、d 2点短路电流 d 2点短路时的短路电流：
Ⅰ*Z =Ⅰ”
* = Ⅰ*∞= 1 X *∑ = 1
3.945
= 0.253
有效值： ⅠZ = Ⅰ”
* Ⅰj
Ⅰj = S jS
3 U j = 1500 3 ×37
= 23.41
ⅠZ =Ⅰ”
* Ⅰj = 0.253×23.41 = 5.923 (KA) 2、d 3点短路电流： d 3点短路时的短路电流：
Ⅰ*Z =Ⅰ”
* = Ⅰ*∞= 1 X *∑ = 1
5.619
= 0.178
有效值：ⅠZ = Ⅰ”*Ⅰj
Ⅰj = S jS
3 U j
=
1500
3 ×10.5
= 82.48
ⅠZ =Ⅰ” *Ⅰj= 0.178×82.48 =14.68 (KA)
3、d1点短路电流：
由于X jS＜3，按有限电源对短路点短路，假定电源为汽轮发电机组，以电源容量为基准的计算电抗按X jS值查相应的发电机运算曲线图，可得到短路电流周期分量的标么值Ⅰ*
t = 0 时，Ⅰ* = Ⅰ”*= 0.772
按式Ⅰ” = Ⅰ”*Ⅰe
Ⅰe ---- 电源的额定电流 KA
Ⅰe= S e
3 U e
=
1500
3 ×115
= 7.531 (KA)
Ⅰ” = Ⅰ”*Ⅰe = 0.772×7.531 = 5.814 (KA)
I∞ = Ⅰ” = 5.814 (KA)
4、短路冲击电流
i ch = 2 K chⅠ” = 2.55Ⅰ”
d1点短路时：
i ch= 2.55Ⅰ” = 2.55×5.814 = 14.83 (KA)
d2点短路时：
i ch = 2.55Ⅰ” = 2.55×5.923 = 15.1 (KA)
d3点短路时：
i ch = 2.55Ⅰ” = 2.55×14.68 = 37.43 (KA)
第四章电气设备选择
第一节断路器
目前，使用得最多的是少油断路器、六氟化硫断路器和空气断路器。

按最新趋势：变电站开关应无油化，根据六氟化硫断路器、空气断路器在实际应用中表现出的稳定性、可靠性，110KV断路器选用六氟化硫断路器、35KV和10KV 断路器选用真空断路器。

1、断路器选用的技术条件：
1）、电压U g≤U e
其中U g—电网工作电压；U e—断路器额定电压；
2）、电流I gMAX≤I e
其中I gMAX—最大工作电流；I e—断路器额定电流；
3）、开断电流I dt≤I kd
其中I dt ----断路器开断最大暂态短路电流；
I kd ---- 断路器的额定开断电流；
4）、动稳定i ch≤i MAX
其中i ch ----通过断路器的冲击电流；
i MAX----断路器极限通过电流峰值；
5）、热稳定I2∞t dz≤I t2t
其中I∞ ----稳态三相短路电流；
I t ----断路器t秒热稳定电流；
t dz ----短路电流发热等值时间；
2、110KV断路器：
110KV断路器的工作条件如表4-1所示。

110KV断路器工作条件
β” = Ⅰ” / I∞ = 1
假设流过保护动作时间为2秒，断路器跳闸时间为0.03秒，t=2.03秒，查相关资料---短路电流周期分量发热等值时间曲线得t z=1.65秒；
∴t dz= t z+ 0.05β2 = 1.65 + 0.05×1 = 1.7秒
110KV六氟化硫断路器OFPT（B）-110型的主要技术数据如表4-2所示：OFPT（B）-110六氟化硫断路器的主要技术数据
I∞* t dz = 5.272×1.7 = 47.214
I t2* t = 252×2.03 = 1268
I2∞* t dz＜I t2* t满足热稳定要求
根据110KV断路器的工作条件和OFPT（B）-110六氟化硫断路器的主要技术数据，选用六氟化硫OFPT（B）-110断路器完全满足技术条件要求。

3、35KV断路器：
35KV断路器的工作条件如表4-3所示。

其中β” = Ⅰ”
I∞
= 1
假设流过保护动作时间为3秒，断路器跳闸时间为0.08秒，t =0.08+3=3.08秒，查相关资料---短路电流周期分量发热等值时间曲线得t z=2.5秒；t dz= t z+ 0.05β2 = 2.5 + 0.05×1 = 2.55秒
35KV断路器工作条件
35KV户外高压真空断路器ZW-40.5型的主要技术数据如表4-4所示。

ZW-40.5型户外高压真空断路器的主要技术数据
I2∞ * t dz = 5.7182×2.55 = 83.374
I t2*t = 202×4 = 1600
I2∞ * t dz＜I t2*t满足热稳定要求
根据35KV断路器的工作条件和ZW-40.5型户外高压真空断路器的主要技术数据，选用ZW-40.5型户外高压真空断路器完全满足技术条件的要求。

4、10KV断路器：
10KV断路器的工作条件如表4-5所示。

10KV断路器工作条件
β= Ⅰ / I∞ = 1
假设流过保护动作时间为2秒，断路器跳闸时间为0.08秒，t =0.08+3=2.08秒，查相关资料---短路电流周期分量发热等值时间曲线得t z =1.7秒；
∴t dz= t z+ 0.05β2= 1.7 + 0.05×1 = 1.75秒
10KV户高压真空断路器ZN12-10型的主要技术数据如表4-6所示：
ZN12-10型户高压真空断路器的主要技术数据
I2∞ * t dz = 14.4342×1.75 = 364.596
I t2*t = 31.52×3 = 2977
I2∞* t dz＜I t2* t满足热稳定要求
根据10KV断路器的工作条件和ZN-10型户真空断路器的主要技术数据，选用ZN12-10型户真空断路器完全满足技术条件要求。

第二节隔离开关选择
1、隔离开关选择的技术条件
1）、电压 U g≤U e
2）、电流 I gMAX≤I e
3）、动稳定i ch≤i MAX
4）、热稳定 I∞t dz≤I t2t
2、110KV隔离开关
110KV隔离开关的工作条件如表4-7所示：
110KV隔离开关工作条件
表4-7
110KV高压隔离开关GW4—110D2型的主要技术数据如表4-8所示：
GW4—110D2型高压隔离开关的主要技术数据
根据110KV隔离开关的工作条件和GW4—110D2型高压隔离开关的主要技术数据，选用GW4—110D2型高压隔离开关完全满足技术条件要求。

3、35KV隔离开关
35KV隔离开关的工作条件如表4-9所示：
35KV隔离开关工作条件
35KV高压隔离开关GW4—35D型的主要技术数据如表4-10所示。

GW4—35D型高压隔离开关的主要技术数据
根据35KV隔离开关的工作条件和GW4—35D型高压隔离开关的主要技术数据，选用GW4—35D型高压隔离开关完全满足技术条件要求。

4、10KV隔离开关
10KV隔离开关的工作条件如表4-11所示。

10KV隔离开关工作条件
10KV高压隔离开关GN15—10型的主要技术数据如表4-12所示：
GN15—10型户隔离开关的主要技术数据
根据10KV隔离开关的工作条件和GN15—10型户隔离开关的主要技术数据，选用GN15—10型户隔离开关完全满足技术条件要求。

第三节母线选择与校验
1、软母线
110KV和35KV户外配电装置的母线按常规采用钢芯铝绞线。

1）、按最大工作电流选择导线截面S
①110KV母线：
总综合负荷为S10ZMAX + S35ZMAX = 21.5+31.51 =53.01MVA，母线最大工作电流为:
I gMAX = S ZMAX 3 U e = 53.01
3 ×110
= 280 (A)
I y
为环境温度为+250C 时导体长期允许载流量，由相关资料查出：LGJ —95导线在导体最高允许温度+700C 时
I y =330A ，在导体最高允许温度
+800C 时I y =352A ，K θ为温度修正系数，在导体最高允许温度+800C 、实际环境温度为+400C 、海拔高度1000米及以下时，K θ=0.83,
K θ* I y = 0.83×352= 292 A
K θ* I y ＞I gMAX 所选择的导线截面满足最大工作电流的要求。

② 35KV 母线：
综合负荷为S 35ZMAX = 31.51 MVA ，母线最大工作电流为
I gMAX = S ZMAX 3 U e = 31.51
3 ×35
= 520(A)
I y 为环境温度为+250
C
时导体长期允许载流量，由相关资料查出：
LGJ —300导线在导体最高允许温度+700
C
时I y =690A ，在导体最高允许温度
+800C 时I y =755A ，K θ同上。

K θ* I y = 0.83×755= 626.65 A
K θ* I y ＞I gMAX 所选择的导线截面满足最大工作电流的要求。

2)、热稳定校验
①110KV 母线
应满足 S ≥S min = I ∞ t dz
C
其中 ：C 为热稳定系数，铝母线时C = 87；
t dz 为短路电流发热等值时间，由以上算得t dz =1.7 I ∞为稳态三相短路电流，由以上算得I ∞ = 5.27KA
S min =
5.27× 1.7 87
=78.9 mm 2
S min ＜S 热稳定校验符合要求。

②35KV 母线
应满足
S ≥S min = I ∞ t dz
C
其中 ：C 为热稳定系数，铝母线时C = 87；
t dz 为短路电流发热等值时间，由以上算得t dz =2.55 I ∞为稳态三相短路电流，由以上算得I ∞ = 5.718 KA
S min =
5.718× 2.55 87
=104.9 mm 2
S min ＜ S 热稳定校验符合要求。

2、硬母线
10KV 配电装置设计为户式，故母线选用硬母线。

1）、按最大持续工作电流选择母线截面
应满足 I gMAX ≤K θ* I y ； 10KV 的综合最大负荷为S mas =21.5(MVA)
I g.max =
S mas
3 ×U
=
19.19
3 ×10.5
=1060(A)
以上计算得：I gMAX =1060 A ，由相关资料查得：选用单条平放80×10矩形铝导体的长期允许载流量I y = 1411 A ，K θ = 0.83 ,则有
K θ* I y = 1411×0.83 = 1171.13 A
K θ* I y ＞ I gMAX
所选导体截面符合最大工作电流的要求。

2）、热稳定校验
应满足 S ≥ S min = I ∞
C
t dz ；
S min = I ∞C t dz = 14.434
87
1.75 = 220 mm 2
S min＜S 热稳定校验符合要求。

3）、动稳定校验
应满足σmax≤σy；
式中：σy ---母线材料的允许应力，硬铝σy= 69×106Pa σmax ---作用在母线上最大应力，对单条矩形母线有
σmax=1.73i2ch βL2
αW×10-8
Pa
i ch----短路冲击电流，i ch= 36.806KA
L---支持绝缘子间的跨距，L=1.2m
W---截面系数，对单条平放时W= 0.167bh2
b---母线厚度，（m）
h---母线宽度，（m）
α---母线相间距离，α= 0.25 m
β---振动系数，β=1
σmax= 1.73×36.8062×1×1.22
0.25×0.167×0.0063×0.0632
×10-8
= 32.33×106 Pa
σmax＜σy动稳定校验符合要求。

故先用80×10铝母线是符合要求的。

4）、绝缘子的选择
查设计手册，初步选用ZB-10型支持绝缘子，其主要技术参数如下：
额定电压： 10KV
户式
抗弯破坏允许荷重：F P =0.6×F =0.6×7335=4401(N)
绝缘子计算荷重：F mas =f×l mas=970×1.734=1682(N)
因绝缘子计算荷重小于ZB-10型支持绝缘子允许荷重，故动稳定合格。

第四节 10KV电缆选择与校验
变电站10KV医院及市政用电出线是电缆出线，故应进行10KV电缆选择
与校验。

一、医院线路
1、 按经济电流密度和最大持续工作电流选择截面S
I gmax = S 医院 3 U e = 1250 3 ×10.5
= 68.73 A τmas =5130小时，电缆直埋地下，地壤温度为25℃，查经济电流密度表，当τmas =5130小时，J=1.54A/mm 2
S= I gmax J
=68.731.54 =44.63mm 2 拟选用10KV 普通粘性浸油纸绝缘三芯（铝）电力电缆，缆芯截面为50 mm 2，
I y25℃=130A
2．按长期发热允许电流校验 当土壤温度为25℃，可由手册查表求得电缆载流量的修正系数为K θ=1，电缆的载流量为：
I y25℃=K θI y25℃=130A
I y25℃=130A> I gmax = 68.73 A
3、热稳定校验
应满足 S ≥S min = I ∞C
t dz 式中： C = 95
t dz ----短路电流发热等值时间，只考虑速动保护动作，设断
路器跳闸时间为0.1、保护动作时间为0.1；
∴ t = 0.1+ 0.1 = 0.2 秒，
β= 1,查参考资料图5—2得：t z = 0.17秒,
∴ t dz = t z + 0.05β= 0.22秒；
取d 3点短路电流值：I ∞ =14.434 (KA)；
S min = 14.43495
0.22 = 70 mm 2 S ＜S min ，原所选缆芯截面不满足热稳定校验的要求，
重新选取S = 95 mm 2
缆芯截面的电缆。

5、按允许电压降校验
应满足 △U% = 3 I gmax ρL ×100 U e S
≤ 5 % 其中： ρ----电阻率，取ρ=0.029Ωmm
2 /m ； L ------电缆长度，（Km ）；
△ U% = 3 ×68.73×0.029×1.2×100 10.5×103×95
= 4.38% △U% <5 % 电压降校验符合要求。

二、市政用电线路
1、按经济电流密度和最大持续工作电流选择截面S
I gmax = S 市政 3 U e = 3000 3 ×10.5
=164.96 A τmas =5130小时，电缆埋沟中，地壤温度为25℃，查经济电流密度表，当τmas =5130小时，J=1.54A/mm 2
S= I gmax J
=164.961.54 =107.12mm 2 拟选用10KV 普通粘性浸油纸绝缘三芯（铝）电力电缆，缆芯截面为120mm 2，
I y25℃=215A
2．按长期发热允许电流校验 当土壤温度为25℃，可由手册查表求得电缆载流量的修正系数为K θ=1，电缆的载流量为：
I y25℃=K θI y25℃=215A
I y25℃=215A> I gmax = 107.12A 3、热稳定校验 应满足 S ≥S min =
I ∞C
t dz
式中：C= 95
t dz----短路电流发热等值时间，只考虑速动保护动作，设断
路器跳闸时间为0.1、保护动作时间为0.1；
∴t= 0.1+ 0.1 = 0.2 秒，
β= 1,查参考资料图5—2得：t z= 0.17秒,
∴t dz = t z+ 0.05β= 0.22秒；
取d3点短路电流值：I∞=14.434(KA)；
S min= 14.434
95
0.22 =70mm2
5、按允许电压降校验
应满足△U% = 3 I gmaxρL ×100
U e S≤
5 %
其中：ρ----电阻率，取ρ=0.029Ωmm2 /m；
L------电缆长度，（Km）；
△U% = 3 ×107.12×0.029×1×100
10.5×103×120 =
4.27%
△U%＜5 % 电压降校验符合要求。

第五节电压互感器选择
电压互感器用于交流电力系统中，它的作用是将系统的高电压变换成安全、标准的低电压，以便联接继电器及计量仪表，供电能计量、电压测量和继电保护之用。

电压互感器可在1.1倍额定电压下长期运行，在8小时无损伤地承受2倍额定电压，不同等级电压互感器在一次电压和二次极限容量围其误差值应符合表4-13的规定。

电压互感器参数选择表4-14
注：①当地屋使用时可不校验。

②当地屋外使用时可不校验。

110KV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器，电压互感器35
~~
用于电度计量，准确度不应低于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，根据电压互感器的选用条件，选用如下电压互感器：1、110KV电压互感器：
根据以上电压互感器的选用条件，选择110KV电压互感如表4-15所示。

选用的110KV电压互感器技术数据
2、35KV电压互感器：
根据以上电压互感器的选用条件，选择35KV电压互感如表4-16所示:
选用的35KV电压互感器技术数据
3、10KV电压互感器：
根据以上电压互感器的选用条件，选择10KV电压互感如表4-17所示。

选用的10KV电压互感器技术数据
第六节电流互感器选择
电流互感器用于交流电力系统中，将高压系统中的电流或低压系统中的大电流转换成标准的小电流（一般为5A或1A），以便连接测量仪表或继电器供测量电流、计量电能及继电保护用。

电流互感器可在1.1倍额定电流下长期工作，不同准确级次的电流互感器在二次极限负荷围其误差值不超过表4-18的规定。

电流互感器参数选择应符合表4-19的要求。

电流互感器的二次额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，
电流互感器误差限值表
电流互感器的参数选择
注：①当地屋使用时可不校验。

②当地屋外使用时可不校验。

强电系统用5A ，二次级的数量决定于测量仪表、保护装置和自动装置的要求。

一般情况下，测量仪表与保护装置宜分别接于不同的二次绕组，否则应采取措施，避免相互影响。

35KV 屋配电装置电流互感器，一般采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。

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动机流互感器，常用L （C ）系列。

当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工
作电流大 13
左右，以保证测量仪表的最佳工作，并在过负荷时有适当的指示。

根据以上电流互感器的选用条件，选用以下电流互感器。

1、110KV 电流互感器：
根据以上电流互感器的选用条件，选择110KV
电流互感如表4-20所示:
电流互感器技术数据
2、35KV 电流互感器：
根据以上电流互感器的选用条件，选择35KV 电流互感如表4-21所示。

电流互感器技术数据
3、10KV电流互感器：
根据以上电流互感器的选用条件，选择10KV电流互感如表4-22所示。

电流互感器技术数据
第七节 10KV高压开关柜选择
根据变电站总体布置方案，10KV采用户式配电装置，10KV高压开关柜选用“五防”型高压开关柜（即防止误合、误分断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂地线；防止带在线合闸；防止误入带电间隔；），从电气和机械联锁上采取具体措施，实现安全操作程序化，提高可靠、安全性能。

10KV是采用单母线分段的主结线结构形式，所以主要选用GG—1A型固定式户高压开关柜如下：
主变进线：采用2面GG—1A（F）I/04 柜
架空线出线：采用5面GG—1A（F）I/08 柜
电缆出线：采用1面GG—1A（F）I/35 柜
母线分段联络：采用1面GG—1A（F）I/12 柜
母线电压互感器：采用2面GG—10/54 柜
所用变：采用1面GG—1A（F）I/33 柜
电容连接：采用1面GG—1A（F）I/13 柜
此外，所用变压器采用干式变压器，采用10KV电缆连接；另设10KV电容器室，采用10KV电缆连接与电容控制屏连接。

选用10KV高压开关柜一次线路方案
第五章高压配电装置
第一节设计原则
1、总的原则
贯彻国家的技术经济政策，遵循有关规程、规及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便，并满足以下四条具体要求：
1）、节约用地
我国人口众多，但耕地不多，节约用地是我国现代化建设的一项带战略性的方针，配电装置少占地，不占良田和避免大量开挖土石方。

2）、运行安全和操作巡视方便
配电装置布置整齐清晰，在运行中满足对人身和设备的安全要求，如保证各种电气安全净距，装设防误操作的闭锁装置，采取防火、防爆和蓄油、排油措施，考虑设备防冻、防风抗震、耐污等性能。

3）、便于检修和安装
对于各种型式的配电装置考虑检修和安装条件、分期建设和扩建过渡的便利。

4）、节约三材、降低造价
配电装置的设计应采取有效措施，减少三材消耗，努力降低工程造价。

10KV配电装置采用户配电装置
35KV配电装置采用户配电装置
布置及安装设计的具体要求
1屋配电装置部分
1）、相邻间隔均为架空出线时，考虑当一回带电，另一回检修时的安全措施；如将出线悬挂点偏移，两回出线间加隔板等。

2）、隔离开关操动机构的安装高度、摇式一般为0.9米，上下板式一般为1.05米。

3）、隔离开关传动系统设计时防止出现操作死点，并留有余度，以适应施工误差引起的变化。

4）、安装带放油阀的油浸式电压互感器的基础，设计高出地面不小于0.1米，便于放油取样。

5）、电抗器垂直布置时，B相必须放在中间；品字形布置时，不得将A、C 相叠在一起。

6）、矩形母线的布线应尽量减少母线的弯曲，母线穿过母线式套管或电流互感时，其前后应只有一个大弯曲，如出现两个大弯曲时，应采取措施，以免母线配好后穿不进套管。

7）、矩形母线弯曲处至最近绝缘子的母线固定金具边缘的距离应不小于50mm，至最近的绝缘子中心线的距离不大于该档母线跨距的四分之一。

8）、母线与母线、引下线或设备端子连接时，按通过电流及金属材料的电流密度计算所需的接触面积，以免触头过热。

导体无镀层接头接触面的电流密度，不超过表5-7所列数值。

无镀层接头接触面的电流密度（A/mm2）
矩形导体接头的搭接长度大于导体的宽度。

当设备端子的接触面积不够，加设过渡端子。

9）、在有可能发生不同沉陷和振动的场所，硬母线与电器连接处，装设母线伸缩节并采取防振措施。

伸缩节的数量按母线长度确定，见表5-8。

母线伸缩节数量及母线长度
铜铝连接处的螺栓数量与容许电流
11）、母线工作电流大于1500A时，母线的支持钢构及母线固定金具的零件，不使其成为包围一相母线闭合磁路。

钢制套管板采用相间开槽的办法。

砼板钢筋交叉处绝缘以免形成闭合磁路。

12）、配电装置的辅助设施：
①配电装置照明灯具设置考虑间隔及通道符合规定照度和维护工作的安全、方便。

②配电装置每隔1
~2个间隔设置一个临时接地端子，每隔2
~
3个间隔设置一
个试验及检修用的交流电流电源插座。

2屋外配电装置部分
1）、35KV、110KV中型配电装置采用的有关尺寸见表5-10。

中型配电装置的有关尺寸（米）
出线对架构横梁垂直线的偏角θ，小于下列数值： 35KV —50；
110KV--200 2）、变电所具有中性点非直接接地系统的电压等级，考虑预留消弧线圈安装位置。

3）、为避免由于配电装置场地不均匀沉陷影响三相联动设备及敞开式组合电器的正常运行，上述设备采用整体基础。

4）、端子箱、操作箱基础高度不低于250mm 。

5）、高位布置的断路器操作箱，设置带踏步的砖砌检修平台。

6）、35KV 、110KV 隔离开关的操动机构布置在边相，安装高度为1.0米。

7）、隔离开关引线对地安全净距C 值的校验，已考虑电缆沟凸出地面的尺寸。

8）、钢筋砼架构设置脚钉或爬梯，以便于上人检修，校验上人时检修人员与周围带电导体及设备的安全净距。

9）、配电装置的照明、通信、接地、检修电源等辅助设施根据工程具体情况统盘考虑、设置。

10）、带旁母的配电装置设计，线路终端杆塔须有一定的高度。

第六章 配电装置设计
配电装置型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，通过技术经济比较，优先选用占地少的配电装置型式， 一、 35kV 配电装置 根据本次的设计要求35kV 配电装置采用室外配电装置， 1、装置的安全
净距应符合相关规定。

当电气设备外绝缘体最低部位距地面小于2.5m 时，应装设固定遮栏。

屋外配电装置使用软导线时，在不同条件下，带电部分至接地部分和不同相带电部分之间的安全净距，应进行校验，并应采用其中最大数值。

2、屋配电装置的安全净距应符合表8-3的规定。

当电气设备外绝缘体最低部位距地面小于 2.3m 时，应装设固定遮栏。

3、配电装置中相邻带电部分的额定
电压不同时，应按高的额定电压确定其安全净距。

4、屋外配电装置带电部分的上面或下面，不应有照明、通信和信号线路架空跨越或穿过；屋配电装置裸露带电部分的上面不应有明敷的照明或动力线路跨 表8-1 屋外配电装置的安全净距（mm ）
符
号
适应围
额定电压（KV ）
35 A1 带电部分至接地部分之间
400。