110KV降压变电站电气部分初步设计

额定电流 1s热稳定

型 号

额定电流比

准确级数

（A） 3000

倍数 75

动稳定 倍数 130

LMZ1-10

3000/5 0.5级

②按额定电流选择

根据10kV负荷容量为28781.78(kVA)，其额定电压为10.5kV，则主变压器低压侧的工作电流为IN?1.05?28781.783?10.5?1661.77(A)，所选电流互感器一次额定

电流为3000A，满足该变压器一次负荷电流变化的要求。 ③按动稳定校验

LMZ1-10型电流互感器的动稳定电流为imax?390(kA),大于该变压器低压侧短路时的最大冲击电流ish?2.55?I''?2.55?1.751?4.465(kA),满足动稳定要求。 ④按热稳定校验

LMZ1-10型电流互感器热稳定电流为It?225(kA)，大于该变压器低压侧短路时的最大热稳定电流1.751(kA)，满足热稳定要求。

6.5 电压互感器的选择

① 型号的选择

110kV侧选择JCC2-110型电压互感器 35kV侧选择JDJ1-35型电压互感器 10kV侧选择JSJW-10型电压互感器 ② 其各参数如表6-13。

表6-13 电压互感器选择表

额定电压（kV）

型号

最大容量(kVA)

初级绕组

次级绕组 剩余绕组

-46-

JSJW-10 JCC2-110 JDJ1-35

960 2000 1000

10

110/30.1

0.1/30.1/3

0.1

35 0.1

6.6 母线选择

6.6.1 变压器低压端10.5kV小母线的选择 （1）按最大持续工作电流选择

10kV级供电负荷为28781.78kVA，则10kV级母线最大持续工作电流为

IN?1.05?28781.783?10.5?1661.77(A)

查相应表得，选用3条80mm×8mm矩形铝导体竖放，允许电流为2809A，集肤效应系数Kf=1.44，当环境温度错误！未找到引用源。=15.2℃，海拔高度在645m，导体最高允许温度为70℃时，其综合修正系数

K??a1???a1??0?70?15.270?25?1.1允许电流为

I?K.Ia1?1.1?2809?3089.9?1661.77(2)热稳定校验

K1点短路电流周期分量最大热效应为

(A)，满足长期允许发热条件。

Qk?I''2?10?Itk1222?Itk2?tk??1.751?10?1.615?1.65512f222?4.0?10.68（kA）?s2

查表得C?87可得Smin?

1CQk?K?0.04?1920(mm)2，满足热稳定。

6.6.2 变压器中压侧35kV级母线选择 （1）按最大持续工作电流选择

35KV级供电负荷为17575.771kVA，则35kV级母线最大持续工作电流为

Imax3?1.05?SN?3?38.5?1.05?17575.7713?38.5?304.43(A)

-47-

选用3条63mm×6.3mm矩形铝导体横放，允许电流为1866A，集肤效应系数

Kf=1.44，当环境温度错误！未找到引用源。=15.2℃，海拔高度在645m，导体

?a1???a1??0?80?15.280?25?1.08允许

最高允许温度为80℃时，其综合修正系数K?电流为

I?K.Ia1?1.08?1866?2015.28?1661.77(2)热稳定校验

K1点短路电流周期分量最大热效应为

(A)，满足长期允许发热条件。

Qk?I''2?10?Itk1222?Itk2?tk?1?2.034?10?1.872?1.88712222?4.02?14.32(kA)?s

22查表得C?87可得Smin?CQk?Kf?0.05?1190.7(mm)，满足热稳定。

6.7 输电导线出线的选择

6.7.110kV电压级出线

（注：由于设计任务书中没有给出供电负荷具体负荷容量分布及其相应的出线回数，则此设计以最大负荷，一回出线供电考虑进行设计计算。） （1）按经济密度选择导线截面

导线最大持续电流为：Imax?1.05?SN3?UN?cos??1.05?55003?10.5?0.82?387.26（A），

[3]

采用钢芯铝合金绞线 ，由Tmax?6000h/年，则经查参考资料图表4-15得，经

济电流密度J=0.75（A/mm） 得：SJ?ImaxJ?387.260.75?516mm22

，选用标称截面为600(mm)LHBJ型钢芯铝绞线，

2

Ia1?709A，Ks?1.01 ，

允许载流量I?KIa1?1.08?709?765.72?387.26A，满足长期允许发热条件。 （2）热稳定校验

短路电流热效应为

Qk?

I''2?10?Itk1222?Itk2?tk?1.751?10?1.615?1.65512-48-

222?4.0?10.68(kA)?s2

母线正常运行最高温度为

?W?????a1????Imax/Ia1??25?(80?15.2)(387.26/709)?44，查表得：

22C=98，可得：Smin?1C?Qk?Kf?0.03mm?600(mm)，满足热稳定。

226.7.2 35kV电压级出线

（注：由于设计任务书中没有给出供电负荷具体负荷容量分布及其相应的出线回数，则此设计以最大负荷，一回出线供电考虑进行设计计算。） （1）按经济密度选择母线截面

母线最大持续电流为

Imax?1.05?SN3?UN?cos??1.05?55003?38.5?0.85?102(A)

采用钢芯铝合金绞线 ，由Tmax?6000h/年，则经查《发电厂电气设计及计算》图表4-15得，经济电流密度J=0.95（A/mm2） 得：SJ?ImaxJ?1020.95?107mm2，选用标称截面为120(mm2)LHBGJ型钢芯铝绞线 ，

Ia1?267A，Ks?1.01 ，

允许载流量I?K.Ia1?1.08?267?288.36?102A，满足长期允许发热条件。 （2）热稳定校验 短路电流热效应为

Qk?I''2?10?Itk1222?Itk2?tk?2.034?10?1.872?1.88712222?4.0?14.32(kA)?s

2母线正常运行最高温度为

?W?????a1????Imax/Ia1??25?(80?15.2)(387.26/709)?44，

22查表得：C=98可得：Smin?1C?Qk?Kf?0.04mm?600(mm)22，满足热稳定。

7无功补偿装置

7.1无功补偿的基本原理

电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能，

-49-

把电能转变为机械能，热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率。不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率。如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能，电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°。而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。

7.2变电站无功补偿的意义

⑴ 补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。

⑵ 减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cos??0.8增

1加到cos??0.95时，装1kvar电容器可节省设备容量0.52kW；反之，增加0.52kW

2对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，从而减少投资。

⑶ 降低线损，由公式?P%?(1?cos?/cos?)?100%得出其中cos?为补偿

2后的功率因数，cos?为补偿前的功率因数则：cos??cos?，所以提高功率因

121数后，线损率也下降了，减少设计容量、减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。所以，功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿势在必行。

7.3 并联补偿电容器接线的确定

电容器的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外，还有双三角形和双星形之分。

三角形接线的电容器直接承受线间电压，任何一台电容器因故障被击穿时，就形成两相短路，故障电流很大，如果故障不能迅速切除，故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体，使油箱爆炸，并波及邻近的电容器。因此这种接线已经很少在10kV系统中使用，只是在380V配电系统中有少量使用。

-50-

110kV变电站电气部分初步设计

摘 要

本次设计是110kV变电站电气部分设计，该变电站设计110kV进线2回，35kV进线2回，35kV出线6回，10kV出线10回。其中包括原始资料分析即负荷资料分析和系统主接线分析，电气主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，变压器、断路器、隔离开关、导线等主要电气设备选择，互感器、避雷器的配置与选择，变压器、母线、线路继电保护配置及整定计算，全站的防雷保护与接地设计等，最后绘制完整的主接线图、35kV出线断面图、平面布置图、继电保护配置图。通过本次设计，综合地考察学生对整个专业知识的掌握水平的程度，同时可以使学生对变电站的电气设计相关知识进一步加深，了解变电站电气部分设计的初步流程，巩固大学阶段的理论学习，并为今后工作实践提供经验。

关键词：110kV变电站 电气主接线 短路计算 电气设备的选择 继电保护

Preliminary Electric Design for a 110kV Substation

Abstract: The design is part of the 110kV substation electric design. It includes two 110kV inlet

wire, two 35kV inlet wire, six 35kV outlet wire, ten 10kV outlet wire. It contains the original data analysis which covers load data analysis and system's primary connection analysis, the design of main electrical connection, the design of power station electrical connection, the short circuit calculation, the transformers’ selection , the circuit breakers’ selection, disconnecting switchs’ selection, wire’s selection and selection of other major electrical equipments, mutual inductor and lightning arrester’s configuration and selection, the design of outdoor switchgear and indoor switchgear, the design of reply-protection equipments for generators, transformers, bus bar, the design of lightning protection and grounding for the whole substation, and finally draw a completed main wiring diagram, 35kV outlet cross-section diagram, floorplan and a relay configuration diagram. Though this design, there is a comprehensive review and consolidation for knowledge , so as to obtain work’s experience.

Key Words: 110kV Substation Main electrical connection Short circuit calculation

Electrical equipments’ selection Reply-Protection

-1-

引 言

随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为我国经济的发展提供保障。而作为一种特殊形式能量的电能，其在输送上具有与其它形式能量不同的要求。在电力工业中，将电网电压升高或降低的电力变压器都是电能输送中的必不可少的枢纽性关键设备，因此对变电站的合理设计无疑是保证可靠安全用电的至关重要的环节。

本次设计是基于《毕业设计任务书》的基础上进行的变电站电气部分初步设计。设计中依据《电力工程电气设计手册》、《变电所设计规程》、《发电厂变电所电气部分》、《导体和电器选择设计技术规程》、《变电所电气部分设计指导书》、《继电保护及安全自动装置技术规程》、《35～110kV 变电所设计规范》、《3～10kV 高压配电装置设计规范》等国家的技术规程，对本变电站进行符合经济技术要求的设计。

限于设计人员掌握的知识有限，设计中难免存在不足，热忱希望读者和同仁批评指正。

1 设计说明

1.1环境条件

① 最高气温：34.5°C ② 最低气温：-5.8°C ③ 年平均气温：15.2°C ④ 无霜期：250天 ⑤ 最大风速：17m/s ⑥ 年雷暴日：45天/年 ⑦ 地震烈度：Ⅶ级 ⑧ 海拔高度：645米

1.2 原始资料分析

（1）该变电站拟定一回110kV线路至某220kV变电站的110kV侧，线路长为30km，设计时视本变电站进入系统220kV变电站的110kV侧为无限大容量系统；另一回

-2-

110kV线路与电站一相连，线路长21km，该电站为径流式水电站，电站装机容量为2×8000kW，功率因数为0.8。其最大发电负荷为16000kW，以Sj=100MVA，

Uj=Uav?n为基准时的等效电抗为1.425；10MVA最小发电负荷为8000kW，以S=jUj=Uav?n为基准时的等效电抗为

，

2.85。另外，35kV侧有进线两回，分别为电站

二和电站三：电站二装机容量为2×1600kW，功率因数为0.8；电站三装机容量为2×2000kW，功率因数0.8。

（2）110kV侧进线2回，电站一供电负荷为20MVA，另一回供电负荷为无限大容量 （3）35kV侧进线2回，出线6回 （4）10kV出现10回(含预留2回)

1.3 负荷分析

1.3.1 35kV电压侧负荷

根据该城市的负荷统计资料，结合该地区今后5-10年的发展规划，预测该地区的35kV的综合负荷如下：

供电负荷 综合最大负荷(kW) 综合最小负荷(kW) 功率因数 供电距离(km) 负荷性质 发电负荷

发电负荷 最大发电负荷(kW) 等效电抗 最小发电负荷(kW) 等效电抗 功率因数 输电距离(km) 1.3.2 10kV电压侧负荷

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负荷一 5500 3150 0.85 3 一类 负荷二 4250 2890 0.8 5 三类 负荷三 4750 3200 0.82 11 二类 电站二 3200 6.75 1600 11.75 0.8 8 电站三 4000 5.4 2000 9.4 0.8 15

根据该城市的负荷统计资料，结合该地区今后5-10年的发展规划，预测该地区的10kV的综合负荷如下： 供电负荷 负荷一 负荷二 负荷三 负荷四 负荷五 负荷六 负荷七 综合最大负5500 荷(kW) 综合最小负3600 荷(kW) 功率因数 供电距离(km) 负荷性质

1 一类 0.82 3700 2850 2000 3050 1700 3600 2150 1850 1200 2100 1070 2500 0.8 3 三类 0.82 1.5 三类 0.8 4 三类 0.75 2.5 二类 0.82 5 三类 0.65 2 二类 1.4 设计任务

1、主变压器容量，型号和台数的选择 2、电气主接线设计（图纸一张） 3、站用电设计 4、短路电流计算

5、送电线路导线截面的选择 6、电气设备选择 7、无功补偿装置 8、继电保护及自动装置 9、过压保护、接地

2 电气主接线设计

2.1 电气主接线概述

发电厂和变电所中的一次设备，按照一定的要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也称为主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分配给用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接

-4-

情况。所以电气主接线是发电厂和变电站电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。 2.1.1 在选择电气主接线时的设计依据 ⑴变电站所在电力系统中的地位和作用 ⑵变电站的分期和最终建设规模 ⑶ 负荷大小和重要性 ⑷ 系统备用容量大小 2.1.2 主接线设计的基本要求 （1）可靠性

所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。评价主接线可靠性的标志是：

a、断路器检修时是否影响供电；

b、线路、断路器、母线故障和检修时，停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；

c、变电所全部停电的可能性；

d、有些国家以每年用户不停电时间的百分比来表示供电可靠性，先进的指标都在99.9%以上。 （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。灵活性包括以下几个方面。

a、操作的方便性。电气主接线应该在服从可靠性的基本要求条件下，接线简单，操作方便尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。

b、调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便的改变运行方式。并且在发生事故时，要能尽快的切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致过多的影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。

c、扩建的方便性。对将来要扩建的变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。尤其是变电站，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。设计时不仅要考虑

-5-

所选SN10-10I/600型断路器，GN6-10/600-52型隔离开关合格。

表6-7 断路器、隔离开关选择结果

计算数据 UNS 10kV Imax 387.26A

SN10-10I/600 型断路器

UN 10kV IN 600A

GN6-10/600-52型 隔离开关 UN 10kV IN 600A

It.t?16?4?1024(kA)?s

222 I'' 1.751kA INbr 16kA ish 4.47kA

INc1 40kA

2

Qk 10.68 (kA)·s It2.t?512(kA)2?s

ish 4.47kA ies 40kA

ies 52kA

6.4 电流互感器的选择

6.4.1 范围配置

根据测量与保护装置需要，在发电机、变压器、出线、母线分设、母联断路器、旁路断路器、厂用电等回路及主变压器中性点接地侧均应装设。 6.4.2 两相式与三相式配置方式

大电流接地系统中，电流互感器应三相配置。 小电流接地系统一般按两相式配置。 6.4.3 配置位置方面应注意几点

保护用的电流互感器，应尽量减小主保护装置保护不到的区域。用于测量仪表保护的电流互感器，一般布置在中性点侧，以便检巡。 6.4.4 电流互感器选择

（1）主变压器110kV侧电流互感器的选择 ①主变压器110kV侧电流互感器的选择

选择变压器高压侧电流互感器为LCWD-110型电流互感器，其参数如表6-8。

-41-

表6-8

型 号

额定电流比 （2×50）～错误！

LCWD-110

未找到引用源。（2

×600）/5

②按额定电流选择

根据《发电厂电气计算和设计》中保护用的电流互感器额定一次电流选择规定，当保护用电流互感器与测量仪表用的电流互感器共同组合时，对于Y/△组别变压器差动回路的Y侧电流互感器，额定一次电流应扩大3倍。又由于主变压器容量为31500（kVA），在变压器110kV侧进线端的最大工作电流为

Imax?3?1.05?315003?110?300.68准确级数

额定电流 1s热稳定 动稳定 （A） 1200

倍数 75

倍数 130

0.5级

(A)

所选电流互感器一次额定电流为1200A，满足该变压器高压侧电流变化的要求。

③按动稳定校验

LCWD-110型电流互感器的动稳定电流为imax?156(kA),大于该变压器高压侧的冲击电流。1号变压器高压侧的冲击电流为ish?2.55?1.181?3.012(kA)，2号变压器高压侧冲击电流为ish?2.55?0.38?0.969(kA)，满足动稳定要求。 ④按热稳定校验

LCWD-110型电流互感器热稳定电流为It?KtIN?90(kA)，则

It?8100(kA)?s22

又因1号变压器高压侧：

Qk(t?1s)?I''2?10?Itk1222?Itk2?tk?1.181?10?1.181?1.18112222?1?1.1(kA)?s

22号变压器高压侧：

-42-

Qk(t?1s)?I''2?10?Itk1222?Itk2?tk?0.308?10?0.251?0.26112222?1?0.7(kA)?s

2则由It2?Qk可得1，2号变压器高压侧采用LCWD-110型互感器符合要求。 （2）主变压器中压侧出线电流互感器的选择 ①主变压器中压侧出线电流互感器的选择

选择主变压器中压侧出线电流互感器为LCWB-35型电流互感器，其参数如表6-9。

表6-9

型 号

额定电流比

准确级数

额定电流 1s热稳定 （A） 1200

电流

动稳定 电流

LCWB-35 20错误！未找到0.5级

引用源。1200/5

1.3～错3.4～错误！未找到误！未找引用源。到引用16.5

源。42

②按额定电流选择

根据《发电厂电气计算和设计》中保护用的电流互感器额定一次电流选择规定，当保护用电流互感器与测量仪表用的电流互感器共同组合时，对于Y/△组别变压器差动回路的Y侧电流互感器，额定一次电流应扩大错误！未找到引用源。倍。又由于变压器容量比为：100/100/100可知其中压侧额定容量为31500kVA，则最大电流为IN?3?1.05?315003?38.5?859.09（A）。所选电流互感器一次额定电流

为1200A，满足该变压器一次负荷电流变化的要求。 ③按动稳定校验

LCWB-35型电流互感器的动稳定电流为imax?3.4?42(kA),大于该变压器中压

（kA）侧短路时的最大冲击电流ish?2.55?1.181?3.012，满足动稳定要求。

-43-

④按热稳定校验

LCWB-35型电流互感器热稳定电流为It?1.3?16.5(kA)，其该变压器中压侧短路时产生的最大热稳定电流为1.181(kA)，满足热稳定要求。 （3）主变压器低压侧电流互感器的选择 ①主变压器低压侧电流互感器的选择

选择主变压器低压侧电流互感器为LBJ-10型电流互感器，其参数如表6-10。

表6-10

额定电流 1s热稳定 动稳定

型 号

额定电流比

准确级数

（A） 3000

倍数 50

倍数 90

LBJ-10 1000～错误！未找到引用源。1500/5

0.5级

②按额定电流选择

根据该主变压器容量为31500(kVA)，其额定电压为10.5kV，则主变压器低压侧的最大工作电流为IN?1.05?315003?10.5所选电流互感器一次额定?1818.71(A)，

电流为3000A，满足该变压器一次负荷电流变化的要求。 ③按动稳定校验

LBJ-10型电流互感器的动稳定电流为imax?270(kA),大于该变压器低压侧短路时的最大冲击电流ish?2.55?I''?2.55?1.751?4.465(kA)满足动稳定要求。 ④按热稳定校验

LBJ-10型电流互感器热稳定电流为It?150(kA)，大于该变压器低压侧短路时的最大热稳定电流1.751(kA)，满足热稳定要求。 （4）变电站35kV母线电流互感器选择 ①变电站35kV母线电流互感器选择

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选择变电站35kV母线电流互感器为LCWB-35型电流互感器，其参数如表6-11。

表6-11

型 号

额定电流比 准确级数

额定电流 1s热稳定 （A） 1200

电流

动稳定 电流

LCWB-35 20错误！未找0.5级

到引用源。1200/5

②按额定电流选择

1.3～错误！3.4～错未找到引用误！未找到源。16.5

引用源。42

根据35kV电压级总负荷为17575.77kVA，则35kV级母线最大工作电流为

IN?1.05?17575.773?38.5?276.75(A)，所选电流互感器一次侧额定电流为1200A，大

于母线最大工作电流，满足母线电流变化要求。 ③按动稳定校验

LCWB-35型电流互感器的动稳定电流为imax?3.4?42(kA),该35kV母线短路时的最大冲击电流ish?2.55?I''?2.55?2.034?5.187(kA)，在动稳定电流工作范围之内，满足动稳定要求。 ④按热稳定校验

LCWB-35型电流互感器热稳定电流为It?1.3?16.5(kA)，其该变压器中压侧短路时产生的最大热稳定电流为2.034 (kA)，满足热稳定要求。 （5）变电站10kV母线电流互感器选择 ①10kV母线电流互感器选择

选择变电站10kV母线侧电流互感器为LBJ-10型电流互感器，其参数如表6-12。

表6-12

-45-

则流入短路点K4的次暂态电流为

Ik4?I41?I42?I43?I44?0.305?0.240?0.306?1.123?1.974''''''''''(kA)

在K4点发生短路时，短路全电流最大有效值

Ich4?Ik4''KZ?2?Kch?KZ2?2?1.9741?2??1.8?1??3.044（kA）

2短路冲击电流值

ich4?2.55Ik4?2.55?1.974?5.034''（kA）

6导体和电气选择和校验项目

根据参考文献[7]规定表6-1，选择和校验电气设备时的一般规定条件：一、长期工作条件。二、环境条件。三、短路稳定条件。并注意因地制宜力求经济，同类设备尽量减少品种。

表6-1 设备选择校验项目

序号 项 目

额定电额定电额定容量额定断短路电流稳定性 压(kV)

1 2 3 4

断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感器

√ √ √ √

流（A） （kVA） 开电流 热稳定 动稳定 √ √ √

√

√ √

√ √ √

√ √ √

6.１ 选择的一般条件及有关规定

6.１.１ 长期工作条件

电气、电缆允许最高工作电压不得低于该回路的最高允许电压，一般按

UN?Ug

UN — 电气、电缆额定电压 Ug — 电气、电缆安装处额定电压

所选电气设备的允许最高工作电压Ualm不得低于所在电网的最高允许电

-31-

压Usm，即Ualm?Usm。

裸导体承受电压的能力由绝缘子和安全静距保证，无额定电压选择问题。 电气设备、导体长期允许电流不得小于该回路的最大持续工作电流，

Ial?KIN?Imax(A)

K—综合修正系数，有关修正系数的乘积；

Imax—电气设备所在回路的最大持续工作电流。

6.１.2 环境条件

（1）计及环境温度修正时，K值计算如下： 对于裸导体和电缆K??al???al?25 对于电气设备40?C???60?C时，K?1?(??40)?0.018 0?C???40?C时，K?1?(40??)?0.005 式中 ?— 实际环境温度；

?al— 裸导体和电缆芯正常最高允许温度。

（2）用于海拔地区（超过1000m）的电气，一般选用高原型产品或选用外绝缘提高一级的产品。110kV及以下电气，用于海拔不超过1000m时，可选用一般产品。

6.2 短路稳定条件

包括热稳定、动稳定以及电气的开断电流，一般按三相短路验算。 （1）热稳定：

I?tdz?Itt 式中: I?—三相短路电流稳态值； It—电气设备ts热稳定电流；

tdz—短路电流发热等值时间，tdz?tz?0.05?，??热稳定验算时，短路电流切除时间t?tpr?tbr。

-32-

\22\I\I?。

式中: tpr—继电保护动作时间，对无延时的主保护装置，取0.05—0.06s；

tbr—断路器全分闸时间，为断路器固有分闸时间及燃弧时间之和。

（2）动稳定校验时，一般采用短路冲击电流峰值，当回路冲击系数与设备规定值不同，而且冲击电流值接近于设备极限通过电流峰值时，需校验全电流有效值。 （3）电气的开断电流校验时，电气的开断计算时间取为

tk?tpr1?tin

式中：tpr1—保护启动和执行时间之和（s）；

tin—断路器固有分闸时间。

6.3断路器、隔离开关选择

图6-1断路器和隔离开关的分布图

对QF1～QF3断路器及G1～G8隔离开关的选择： 无限大容量，最大持续工作电流为

Imax1?2PTN?1.053UN?2?31.5?1.053?110-33-

?347.55（A）

发电厂G1最大持续工作电流为

Imax2?2PTN?1.053UNcos??2?8000?1.053?110?0.8?110.25（A）

根据UNS,Imax及断路器安装在屋外的要求，查找参考资料[3]中表4-8-2可选SW3-110G/1000型少油断路器，固有分闸时间tin为0.07s和燃弧时间ta为0.06s。 短路热稳定计算时间为

tk?tpr2?tin?ta?3.9?0.07?0.06?4.03（s）

由于tk?1s,不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp， 即

Qk?I''2?10?Itk/2?Itk1222?tk?1.181?10?1.181?1.18112222?4.03?5.622(kA)?s

2

表6-2 断路器、隔离开关选择结果

计算数据

UNS 110kV

SW3-110G/1000断路器 UN 110kV

GW5-110GD/1000-83隔离开关 UN 110kV

Imax 347.55A IN

1000A IN 1000A

I''

1.18kA

INbr 15.8kA IN 1000A INc1 41kA IN 1000A

It2.t?252?4?2500(kA)2?s ies 83kA

ish 3.012kA Qk 5.622(kA)2?s It2.t?998.56(kA)2?s

ies 41kA

ish 3.012kA

短路开断时间为tk?tpr1?tin?0.06?0.07?0.13?0.1（s），故用I''校验INbr。 冲击电流为isn?2.55I''?2.55?1.181?3.012（kA）

表6-2列出断路器隔离开关参数，并与计算数据进行比较。由表6-2可见，

-34-

所选SW3-110G/1000断路器，GW5-110GD/1000-83隔离开关合格。

对QF4~QF6断路器及G9错误！未找到引用源。G14隔离开关的选择： 变压器中压侧出线最大持续工作电流为

Imax3?1.05?SN?3?38.5PN1cos?1?1.05?17575.7713?38.5PN3cos?3?304.43（kA）

其中SN???PN2cos?2??55000.85?42500.8?47500.82?17575.771（kVA）

错误！未找到引用源。，参考资料 [1]可选SW2-35/60少油断路器，其固有分闸时间tin为0.06s，燃弧时间ta为0.06s。 短路热稳定计算时间为

tk?tpr2?tin?ta?3.9?0.06?0.06?4.02tpr2—后备保护动作时间；

（s）

tin—断路器固有分闸时间； ta—断路器开断时电弧持续时间。

由于tk?1s ，不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk 等于周期分量热效应Qp ，

即错误！未找到引用源。

IQk?''2?10Itk?Itk22212.tk?2.034?10?1.872?1.87212222?4.02?14.32(kA)?s

2 短路开断时间为tk?tpr1?tin?0.06?0.06?0.12?0.1s,故用I''检验INbr冲击电流为

ish?2.55?I?2.55?2.034?5.19(kA)

''表6-3列出断路器，隔离开关参数，并与计算数据进行比较，由表6-3可见，所选SW2-35/600路器，GW5-35G/600-72型隔离开关合格。

-35-

表6-3断路器、隔离开关选择结果表

计算数据

SW2-35/600型断路器

GW5-35G/600-72型隔离开关

错误！未找到引用错误！未找到引用源。 UN 35kV 源。 35kV

Imax 304.43A

''I 2.034kA

35kV

IN 600A 6.6kA

IN 600A

INbr

错误！未找到引用源。 5.19kA

QkINc1 17kA

14.32(kA)2?s

It.t?6.6?4?174.2(kA)?sIt.t?16?4?1024(kA)?s222222

错误！未找到引用 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 源。 5.19kA

对QF7～QF9断路器及G15～G20隔离开关的选择： 变压器低压侧出线最大持续工作电流为

Imax4?55000.8237000.817kA 72kA

SN???1.053UN228500.82??28781.78?1.053?10.5?30500.75?12000.82?1661.76(A)

36000.65其中SN?????20000.8??28781.78(kVA)

根据UNS,Imax及断路器安装在屋外的要求，查找参考资料[3]中表4-8-2可选SW10-10III/2000型少油断路器，固有分闸时间tin?0.07s和燃弧时间ta?0.06s。 短路热稳定计算时间为

tk?tpr2?tin?ta?3.9?0.06?0.06?4.02(s)

由于tk?1s,不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp，

即

Qk?I''2?10?Itk/2?Itk1222?tk?1.751?10?1.615?1.65512-36-

222?4.03?10.68(kA)?s

2

短路开断时间为tk?tpr1?tin?0.06?0.06?0.12?0.1s，故用I''校验INbr。

冲击电流为

Ish?2.55I?2.55?1.751?4.47(kA)

''表6-4列出断路器隔离开关参数，并与计算数据进行比较。由表6-4可见，所选SW10-10III/2000型少油断路器，GN2-10/2000-85隔离开关合格。

表6-4断路器、隔离开关选择结果

计算数据

UNS 10kV Imax 1661.76A

SW10-10III/2000

断路器

GN2-10/2000-85 型隔离开关

UN 10kV UN 10kV IN 2000A IN 2000A

I''

1.751kA INbr 130kA

INc1 41kA

It.t?7499.56(kA)?s22ish 4.47kA Qk10.68(kA)2?s

It.t?51?4?13005(kA)?s222

ish 4.47kA ies 130kA ies 85kA

对QF11～QF12断路器及G24～G29隔离开关的选择： 发电机最大持续工作电流为

Imax5?PN?1.053UN.cos??1.05?40003?35?0.8?86.605（A）

根据NNS,Imax及断路器安装在屋外的要求，查找参考资料[3]中表4-8-2可选 SW3-35G/600型少油断路器，固有分闸时间tin时间为0.06s和燃弧时间ta为0.06s。

短路热稳定计算时间为

tk?tpr2?tin?ta?3.9?0.06?0.06?4.02(s)-37-

由于tk?1s,不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp，

即

Qk?I''2?10?Itk/2?Itk1222?tk?0.306?10?0.239?0.24812222?4.03?0.245(kA)?s

2短路开断时间为tk?tpr1?tin?0.06?0.06?0.12?0.1s，故用I''校验INbr， 冲击电流为Ish?2.55I''?2.55?0.306?0.78(kA)

表6-5列出断路器隔离开关参数，并与计算数据进行比较。由表6-5可见，所选SW2-35/600断路器，GW5-35G/600-72隔离开关合格。

表6-5 断路器、隔离开关选择结果

SW2-35/600

计算数据

UNS 35kV Imax 86.605A

UNINGW5-35G/600-72

隔离开关

UNIN断路器 35kV 600A

35kV 600A

I''

0.306kA INbr 6.6kA

INc1 17kA It.t?174.24(kA)?s22

It.t?16?4?1024(kA)?s222ish 0.78kA Qk 0.245(kA)2?s

ish 0.78kA

ies 17kA

ies 83kA

对QF13断路器及G30～G32隔离开关的选择：

（注：由于没有各负荷容量等级具体出现上容量分配，选择方案以最大负荷一回出线为参考计算方案） 则线路最大持续工作电流为

Imax6?PNmax?1.053UN.cos??1.05?55003?35?0.85?112.08(A)

根据UNS,Imax及断路器安装在屋外的要求，查找参考资料[3]可选

-38-

SW2-35/600型少油断路器，固有分闸时间tin?0.06s和燃弧时间ta?0.06s。

短路热稳定计算时间为

tk?tpr2?tin?ta?3.9?0.06?0.06?4.02(s)

由于tk?1s,不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp，

即

Qk?I''2?10?Itk/2?Itk1222?tk?2.034?10?1.872?1.88712222?4.03?14.32(kA)?s2短路开断时间为tk?tpr1?tin?0.06?0.06?0.12?0.1s，故用错误！未找到引用

源。I''检验INbr。

冲击电流为Ish?2.55I''?2.55?2.034?5.19(kA)

表6-6列出断路器，隔离开关参数，并与计算数据进行比较，由表6-6可见，所选SW2-35/600错误！未找到引用源。断路器，GW5-35G/600-72型隔离开关合格。

表6-6断路器、隔离开关开关选择结果表

计算数据

SW2-35/600错误！未找到引用源。型 断路器

错误！未找到引用源。 3kV 错误！未找到引用源。 304.43A

I 2.34kA

''GW5-35G/600-72型

隔离开关

错误！未找到引用源。 UN 35kV 35kV

ININ 600A 6.6kA

600A

INbrINbr 6.6kA

INc1 17kA

INc1 17kA

It.t?16?4?1024(kA)?sIt.t?6.6?4?174.24(kA)?s222222ish 5.19kA Qkiesies 72kA

14.32(kA)2?s

17kA

-39-

ish 5.19kA

错误！未找到引用源。对QF10断路器及G21～G23隔离开关的选择： （注：由于没有各负荷容量等级具体出现上容量分配，选择方案以最大负荷一回出线为参考计算方案） 则线路最大持续工作电流

Imax7?PNmax?1.053UN.cos??1.05?55003?35?0.82?116.17(A)

根据UNS,Imax及断路器安装在屋外的要求，查找参考资料[3]可选

SN10-10I/630型少油断路器，固有分闸时间tin?0.05s和燃弧时间ta?0.06s。

短路热稳定计算时间为

tk?tpr2?tin?ta?3.9?0.05?0.06?4.01(s)

由于tk?1s,不计非周期热效应，短路电流的热效应Qk等于周期分量热效应Qp，

即

Qk?I''2?10?Itk/2?Itk1222?tk?2.175?10?1.615?1.65512222?4.01?10.68(kA)?s2短路开断时间为tk?tpr1?tin?0.05?0.06?0.11?0.1s，故用错误！未找到引用

源。I''检验INbr。

''冲击电流为Ish?2.55I?2.55?1.751?4.47(kA)表6-7列出断路器，隔离开关参数，并与计算数据进行比较，由表6-7可见，

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