110KV35KV10KV变电站主接线设计(4)

短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点有４个，即110KV母线短路（K1点），35KV母线短路（K2）点，10KV电抗器母线短路（K3点），0.4KV母线短路（K4点）。 计算结果:(计算过程见附录Ⅰ) 当K1点断路时:

I?=5.58KA ich=14.2 Ich=8.43 s? =1111.4

当K2点断路时: I?=1.85KA

ich=4.7

Ich=2.8

s?=120.2

当K3点断路时:

I?=38KA ich=96.7 Ich=57.4 s?=691

当K4点断路时:

I?=1000KA ich=2542 Ich=1510 s?=692.8

第5章 主要电气设备选择

由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则。 电气设备选择的一般原则为：

1.应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。 2.应满足安装地点和当地环境条件校核。 3.应力求技术先进和经济合理。 4.同类设备应尽量减少品种。

5.与整个工程的建设标准协调一致。

6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。

技术条件：

选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 1.电压

选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug,即，Umax>Ug 2.电流

选用的电器额定电流Ie不得低于 所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig ，即Ie>Ig

校验的一般原则：

1.电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。

2.用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 3.短路的热稳定条件

I2rt?Qd

Qd?Q?td12?I\2?10Itd/2?Itd22?Qdt——在计算时间ts内，短路电流的热效应（KA2S） It——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA2S） T——设备允许通过的热稳定电流时间（s） 校验短路热稳定所用的计算时间Ts按下式计算

t=td+tkd式中td ——继电保护装置动作时间内（S） tkd——断路的全分闸时间（s） 4.动稳定校验

电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是：

ich?idw

Ich?Idwch

上式中

iI

ch ——短路冲击电流幅值及其有效值

iIdwdw ——允许通过动稳定电流的幅值和有效值

5.绝缘水平：

在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。 由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。

高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。

5.1 高压断路器的选择

高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。 型式选择：

本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。 选择断路器时应满足以下基本要求：

1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。

2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。

3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。

3.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。 考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以，35KV侧和10KV

侧采用真空断路器。又根据最大持续工作电流及短路电流得知 电压等额定电额定电

型号 r 级 压 流

II2rt

2动稳定电流 80KA 63KA 8.7kA

110kV 35kV 10kV

LW14-110 110KV 31500A ZN23-35 ZN-10

35KV 10KV

1600 600A

31.5 25

31.5?3 25?4

25.2 隔离开关的选择

隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合

小电流电路。

选择隔离开关时应满足以下基本要求：

1.隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。

2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。

3.隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。

4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。

5.隔离开关的结构简单，动作要可靠。

6.带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。 又根据最大持续工作电流及短路电流得知

电压等额定电额定电

型号 动稳定电流

级 压 流 110kV GW4-110G 110KV 1000A 80 35kV GW4-35 35KV 1000A 50 10kV GN8-10 10KV 600A 75

5.3 各级电压母线的选择

选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容：

⑴、选择母线的材料，结构和排列方式； ⑵、选择母线截面的大小；

⑶、检验母线短路时的热稳定和动稳定；

⑷、对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕； ⑸、对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。 110kV母线一般采用软导体型式。指导书中已将导线形式告诉为LGJQ-150的加强型钢芯铝绞线。

根据设计要求， 35KV母线应选硬导体为宜。LGJ—185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求，同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ—70，故不进行电晕校验。

本变电所10KV的最终回路较多，因此10KV母线应选硬导体为宜。故所选LGJ—150型钢

芯铝绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ—70，故不进行电晕校验。

5.4 绝缘子和穿墙套管的选择

在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。 选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子在恶劣的气候环境中可靠的工作。

穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用，6～35KV为瓷绝缘，60～220KV为油浸纸绝缘电容式。

5.5电流互感器的配置和选择

一.参数选择 1.技术条件

正常工作条件——一次回路电流，一次回路电压，二次回路电流，二次回路电压，二次侧负荷，准确度等级，

短路稳定性——动稳定倍数，热稳定倍数 承受过电压能力——绝缘水平，泄露比 2.环境条件

环境温度，最大风速，相对湿度。 二.型式选择

35kV以下的屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件及产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。

35kV以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，如回路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占地。 110KV侧CT的选择

根据《设计手册》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常用L(C)系列。

出线侧CT采用户外式，用于表计测量和保护装置的需要准确度。

当电流互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电流的1/3左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标。 根据

U>Uegmax

Ij〉

Igmax

选择型号为LCWB6-110W型

35KV侧CT可根据安装地点和最大长期工作电流选LCZ--35系列CT

电压

型号

等级

110kV LCWB-6-110 35kV LCZ-35

10kV LMC-10

5.6 电压互感器的配置和选择

一.参数选择 1.技术条件

(1)正常工作条件——一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械负荷 (2)承受过电压能力——绝缘水平，泄露比距。 二.环境条件

环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。 三.型式选择

1.6～20kV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用三相五住电压互感器。 2.35～110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。 110kV侧PT的选择

《电力工程电气设计手册》248页，35-110KV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电式互感器，接在110KV及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯，应尽量与耦合电容器结合。统一选用电容式电压互感器。

35KV及以上的户外装置，电压互感器都是单相的出线侧PT是当首端有电源时，为监视线路有无电压进行同期和设置重合闸。 额定电压（V） 型号 一次绕组 110000/YDR-110 二次绕组 100/3 剩余电压绕组 100 二次绕组额定输出（VA） 0.5级 1级 电 容 量 高压 电容 12.5 中压 电容 50 载 波耦 合电 容 3 150VA 300VA 10

准确度为:

电压互感器按一次回路电压、二次电压、安装地点二次负荷及准确等级要求进行选择。所以选用 YDR-110 型电容式电压互感器。 35kV母线PT选择：

35--11KV配电装置安装台单相电压互感器用于测量和保护装置。 选四台单相带接地保护油浸式TDJJ--35型PT选用户内式 额定电压(v) 型号 一次绕组 TDJJ-35 准确度测量 35000/3 二次绕组 100/3 剩余电压绕组 100/3 Y/Yo/? 接线方式

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