摘 要本次設計的內容為110kV變電站一次及二次系統(tǒng)的的設計。本篇論文主要針對變電站設計過程中的負荷的統(tǒng)計與計算，電氣主接線方案的提出與確定，短路電流的計算，電氣設備的選擇及校驗，繼電保護，二次接線，防雷保護等方面進行了論述。在本次設計中，為了盡可能使設計貼近實際生活，查閱和參考了大量資料，請教了多位老師，最終完成了本次設計。在我國始終存在一個嚴重的問題：絕大部分的供電網(wǎng)絡基礎比較薄弱，但是供電的半徑卻由于地理原因而很長，造成的結果就是電力在線路上傳輸時的損耗較大，導致的結果就是傳輸?shù)骄€路末端時用戶的電壓過低，從而對人民的正常的生產(chǎn)和生活影響。為了滿足人民生活用電兼顧工農(nóng)業(yè)發(fā)展，所以本次設計選擇了設計一座110kV變電站。本變電站主要用于負擔地方性負荷，包含的負荷區(qū)域內大部分負荷均為三類負荷，其余只有一處為二類負荷，為了保證供電的穩(wěn)定性和可靠性，設計中盡可能選用電氣性能好的新型設備，同時為了兼顧經(jīng)濟性的原則，選用的設備在保證性能的同時應盡可能選擇價格合適的設備。110kV單回路進線，本變所有一處二類負荷，其余均為三類負荷，生活用電和工業(yè)負荷比重較大，共有8條10kV出線。本變電所裝設兩臺等容量主變，主變采用雙繞組變壓器SF7-10000110型變壓器。斷路器型號根據(jù)系統(tǒng)要求及安裝地點綜合選擇ZN5-10630型，電壓互感器同樣根據(jù)額定電壓和用途、安裝地點綜合考慮選擇JDZX-10型電壓互感器。10kV側的電力電容器按照規(guī)程的要求需要裝設過電壓保護以及無時限過電流裝置。而在10kV的出線處，同樣按要求需要安裝速斷保護和過電流保護。主變壓器處按規(guī)程要求需要安裝過電流、過負荷保護，瓦斯保護以及電流速斷等保護。關鍵詞：110kV變電所；主接線；電氣設備；繼電保護Design of primary and secondary system of 110kVsubstationAbstractThe design of the 110kV substation for the primary and secondary system design. This paper mainly focuses on the statistics and calculation of the load in the substation design process, the formulation and determination of the main electrical wiring scheme, the calculation of the short circuit current, the selection and verification of the electrical equipment, the relay protection, the secondary wiring, the lightning protection Aspects were discussed. In this design, in order to make the design as close as possible to the actual life, access and reference a lot of information, ask a number of teachers, and ultimately completed this design.There is always a serious problem in our country: the vast majority of the power supply network is relatively weak, but the radius of the power supply is long due to geographical reasons, the result is the power transmission on the line when the loss is large, resulting in the result is the transmission To the end of the line when the users voltage is too low, thus the peoples normal production and life impact. In order to meet the people living electricity combined with industrial and agricultural development, so this design chose to design a 110kV substation. The substation is mainly used to bear the local load, including the load area of the majority of the load are three types of load, and the remaining only one for the second class load, in order to ensure the stability and reliability of power supply, the design as much as possible to use electrical performance Good new equipment, and in order to take into account the principle of economy, the choice of equipment to ensure the performance at the same time as much as possible to choose the right price equipment. 110kV single loop into the line, the change of all the two types of load, the rest are three types of load, the proportion of domestic electricity and industrial load larger, a total of eight 10kv outlet. The substation installed two equal-capacity main transformer, the main transformer dual-winding transformer SF7-10000110 type transformer. Breaker type According to the system requirements and installation location Comprehensive selectionZN5-10630 type, the voltage transformer also according to the rated voltage and use, installation site to consider the choice of JDZX-10-type voltage transformer. 10kV side of the power capacitor in accordance with the requirements of the requirements of the installation of over-voltage protection and no time limit over current device. And in the 10kV outlet, the same requirements as required to install quick-break protection and over-current protection. The main transformer according to the regulations require the installation of over-current, overload protection, gas protection and current quick-break protection.Key words: 110kV substation; main wiring; electrical equipment; relay protection目 錄摘 要IABSTRACTII1 前言- 1 -1.1 變電站一次及二次設備的發(fā)展- 1 -1.1.1 變電站一次設備的發(fā)展- 1 -1.1.2 變電站二次的發(fā)展- 1 -2 設計說明書- 3 -2.1 負荷統(tǒng)計表- 3 -3 電氣主接線設計- 4 -3.1 方案的提出- 4 -3.2 兩種方案之間的比較- 4 -4 負荷計算與主變壓器的選擇- 5 -4.1 負荷計算- 5 -4.2 變電所最大負荷計算- 5 -4.4 主變臺數(shù)、容量和型號的確定- 6 -4.4.1 變電站主變壓器臺數(shù)的確定- 6 -4.4.2 主變容量的確定- 6 -5 短路電流- 7 -5.1 短路點的確定- 7 -5.2 短路電流的計算- 7 -5.2.1 各元件電抗標幺值計算- 7 -5.2.2 短路電流的計算- 8 -6 電氣設備的選擇和校驗- 15 -6.1 母線的選擇和母線材料的選擇- 15 -6.1.1 母線截面積和母線截面形狀的選擇- 15 -6.1.2 母線截面積的選擇及校驗- 15 -6.1.3 10kV側母線的選擇- 17 -6.2 線路的選擇- 19 -6.2.1 進線的選擇- 19 -6.2.2 10kV側出線的選擇- 19 -6.3 斷路器的選擇及校驗- 20 -6.4.2 10kV側斷路器的選擇及校驗- 22 -6.4.3 10kV側母線分段斷路器的選擇- 23 -6.4.4 10kV出線側斷路器的選擇及校驗- 23 -6.5 隔離開關的選擇及校驗- 24 -6.5.1 110kV側隔離開關的選擇及校驗- 24 -6.5.2 10kV側隔離開關的選擇及校驗- 24 -6.5.3 10kV側母線分段隔離開關的選擇- 25 -6.5.4 10kV出線側隔離開關的選擇及校隔離開關的選擇- 25 -6.6 電流互感器的選擇及校驗- 25 -6.6.1 110kV側電流互感器的選擇及校驗- 26 -6.6.2 10kV側電流互感器的選擇及校驗- 27 -6.6.3 10kV側母線分段電流互感器的選擇- 28 -6.6.4 10kV出線側電流互感器的選擇及校驗- 28 -6.7 電壓互感器的選擇及校驗- 29 -6.8 低壓側電壓互感器的選擇- 29 -6.9 絕緣子的選擇- 30 -6.9.1 110kV側絕緣子的選擇及校驗- 31 -6.9.2 10kV側絕緣子的選擇及校驗- 31 -6.10 穿墻套管的選擇及校驗- 32 -6.11 所用變壓器- 32 -6.12 電力電容器的選擇- 33 -6.13 熔斷器的選擇- 34 -6.13.1 保護低壓側電壓互感器用熔斷器的選擇- 34 -6.13.2 保護電容器組的熔斷器的選擇- 35 -6.13.3 所用變保護熔斷器的選擇- 35 -7 繼電保護- 36 -7.1 電力變壓器的保護- 36 -7.1.1 變壓器的瓦斯保護- 37 -7.1.2 變壓器的縱差動保護- 37 -7.1.3 變壓器的過電流保護- 37 -7.1.4 變壓器的過負荷保護- 38 -7.1.5 零序接地保護- 39 -7.2 10kV母線的保護- 40 -7.3 10kV線路保護- 40 -7.3.1 10kV線路保護的設計原則- 40 -7.3.2 出線路整定計算- 40 -7 二次接線- 42 -7.1 斷路器的控制和信號回路- 42 -7.2 中央信號控制- 43 -7.3 直流系統(tǒng)- 43 -7.3.1 蓄電池數(shù)目的確定- 44 -7.4 絕緣監(jiān)察裝置- 44 -7.4.1 母線絕緣監(jiān)察裝置- 44 -9 接地裝置及防雷保護- 45 -9.1變電站雷擊防護- 45 -9.1.1變電站防雷防雷保護的原因- 45 -9.1.2所范圍需進行保護的對象及防雷保護- 45 -9.1.3配電裝置對侵入雷電波的保護- 47 -10 結論- 48 -參考文獻- 49 -致謝- 50 -附錄- 51 -1 前言為加深對所學過理論知識的理解，為以后的工作打下良好的基礎，我選擇了110kV變電站一次及二次系統(tǒng)的設計作為自己的畢業(yè)課題。本次設計經(jīng)過對變電所原始資料的分析，進行了主變及電氣設備的選擇與校驗，繼電保護，二次接線，防雷保護等內容。110kV變電所直接降至10kV供電，在多數(shù)情況下就不必再建設35kV線路。這一措施使變壓器的安裝數(shù)量減少，不出現(xiàn)二次變壓,而且變壓器和線路的損耗都相應的減少，建設110/10kV變電所要比建設110/35/10kV變電所更為有利。為了能夠更好的適應今后電力網(wǎng)絡商業(yè)化運營的要求，與此同時進一步提高電網(wǎng)的供電質量，更好的滿足個類負荷用戶對供電質量的要求，變電所的110kV主變壓器采用雙繞組變壓器。我國隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,城市負荷增大后,建設110kV網(wǎng)絡是十分必要的。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，變電站逐漸出現(xiàn)無人化的發(fā)展趨勢，變電所設計時電力設備的無油化和免維護化也成為了必須要考慮的因素。在本次設計中，高壓側采用屋外布置的配電裝置，斷路器采用六氟化硫斷路器，低壓一側的配電裝置則是采用屋內布置 ，選擇金屬鎧裝封閉中置式開關柜，開關柜中斷路器選用VSI真空斷路器。各電容器、變壓器及開關柜等各部分之間的連接線選擇高壓交聯(lián)聚乙烯電纜。除電纜采用阻燃材質外，其余各設備均可選擇常規(guī)的油設備。本變電站負荷區(qū)域內電網(wǎng)線路主要為架空線路，所以與其他類型的故障相比，單相接地故障發(fā)生的幾率很高。10kV側選擇中性點經(jīng)消弧線圈接地或者中性點不接地，因為在這一類的系統(tǒng)當中，因為發(fā)生單相接地故障時，產(chǎn)生的接地電流比較小，大部分瞬時性的故障電流電弧可以自己熄滅，熄滅之后系統(tǒng)恢復至正常狀態(tài)。當產(chǎn)生的電弧為無法自行熄滅的單相接地電弧時，因為這種故障并不會對電壓的三相平衡產(chǎn)生影響所以可以帶故障繼續(xù)運行一至兩小時，期間不中斷向用戶的正常供電，可以在此期間對故障進行查找并做出相應的處理。1.1 變電站一次及二次設備的發(fā)展1.1.1 變電站一次設備的發(fā)展變電站的一次設備是指，對電能進行不同區(qū)域間的傳輸和不同等級間變換的設備，主要包括斷路器、隔離開關，對電壓進行變換的變壓器，傳輸電流的匯流母線等。變電站一次設備的特點是電壓水平高，而其發(fā)展則表現(xiàn)在（1）電力系統(tǒng)運行水平的提高，具體體現(xiàn)在滅弧能力的提升，以及絕緣水平的提高；（2）電力系統(tǒng)電能質量的提高，具體表現(xiàn)為電力系統(tǒng)發(fā)生故障時切除故障，讓系統(tǒng)恢復正常運行的能力。以電容器為例，先后出現(xiàn)了鋁電解電容器、陶瓷電容器、云母電容器。玻璃釉電容器等。隨著電力行業(yè)的發(fā)展以及絕緣技術的不斷進步，變壓器容量也逐漸擴大，直接推動了電力系統(tǒng)規(guī)模的快速擴大。1.1.2 變電站二次的發(fā)展電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，除了一次設備外，還需要對一次設備進行保護、監(jiān)視、測量控制等的裝置設備，以確保供電質量，減少停電帶來的損失。這些對一次設備進行保護、監(jiān)視、測量、控制的設備稱為變電站的二次設備，由二次設備組成的系統(tǒng)稱為繼電保護系統(tǒng)。傳統(tǒng)的變電站繼電保護系統(tǒng)由互感器的二次側通過控制電纜連接到控制室內，再引接到相應控制屏的繼電器上，工作人員通過對控制屏的操作實現(xiàn)對開關設備的控制。目前，隨著計算機技術的發(fā)展，變電站的二次系統(tǒng)正在向數(shù)字化、智能化發(fā)展。一次設備的信息通過互感器的二次側經(jīng)過模擬量輸入通道(由電壓變換器、濾波器、采樣保持器、A/D轉換器、多路轉換開關組成)傳到控制室內的計算機上，通過計算機對一次設備的狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制，并且能通過計算機進行實現(xiàn)系統(tǒng)間的通信，使運行人員能夠掌握整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使整個電力系統(tǒng)能經(jīng)濟運行。智能變電站通過加裝智能元件，從而使一次與二次，變電站與變電站之間的通信更加智能化，是電力系統(tǒng)的運行的可控性進一步加強。2 設計說明書2.1 負荷統(tǒng)計表在本變電站的設計之中包含有一處二類負荷，其余各個負荷均為三類負荷，所以生活用電和工業(yè)負荷比重較大；共有8條10kV出線，長度為820km不等，每條出線接有配電變壓器1525臺。本變電站負荷區(qū)域內負荷的各項統(tǒng)計如表2-1所示。表2-1 負荷統(tǒng)計表回路回路名稱用戶類型容量（kVA）需用系數(shù)線長（km）負荷級別序號1一線廠 區(qū)14000.85163居民區(qū)10000.72二線廠 區(qū)16000.8203居民區(qū)11000.73三線工業(yè)區(qū)18000.85143居民區(qū)10000.74四線工業(yè)區(qū)12000.8103居民區(qū)8000.75五線綜合區(qū)8000.8583居民區(qū)7000.756六線政府6000.782醫(yī)院9000.87七線工業(yè)區(qū)10000.85143居民區(qū)7000.78八線商業(yè)區(qū)8000.75123居民區(qū)7000.753 電氣主接線設計3.1 方案的提出因變電所只有一處二類負荷，因此對供電可靠性和靈活性要求都不高，所以此次設計在單母線接線或和單母線分段接線這兩種接線方式之間進行比較，并從二者之中確定一種接線方式。3.2 兩種方案之間的比較方案一：高壓側選用的接線方式為單元接線，為了保護主變壓器，采用的是熔斷器，因為其成本要低于使用隔離開關和斷路器，低壓側采用的是單母線的連接方式，出線線路保護選用真空斷路器。但這個方案有兩個缺點：一是供電的靈活性較差；二是供電的可靠性沒有保障。此種接線方式如圖2-1所示。方案二：高壓側選用的接線方式仍然為單元接線方式，可以同樣用熔斷器來保護主變壓器，用隔離開關和斷路器來防止主變壓器過載和進行短路保護。因為系統(tǒng)中含有二類負荷，所以選擇使用斷路器來進行保護，雖然這樣會使成本變高，但是卻可以使斷路器和隔離開關進行配合動作，因此當母線上出現(xiàn)故障或在進行檢修時，只有一段母線處于斷電狀態(tài)，另一段母線可以進行正常的供電，因此可以保證對重要用戶的不間斷供電。這種接線方式在克服了繁瑣、不經(jīng)濟以及接線不方便等缺點的同時，既保證了供電的可靠性，又提高了其靈活性。在綜合了各種影響因素之后，選擇的是方案二，此種接線方式如圖2-2所示。圖3-1 主接線方案一 圖3-2主接線方案二4 負荷計算與主變壓器的選擇4.1 負荷計算視在功率在計算時，可以使用有功功率表示，因為在此變電站負荷的各供電區(qū)域內，各個用戶的功率因數(shù)是相同的，而且用戶之間的用電性質差別不大，在進行負荷計算時，采用需用系數(shù)法，這樣計算得到的計算結果更加真實有效。（1）求解各用戶的計算負荷時，采用需用系數(shù)法上式中：Sjsi表示區(qū)域內各用戶的計算負荷 kVA；Ki表示需用系數(shù)，取0.850.9；Sei表示各用電設備的額定容量 kVA。所以每條出線路的負荷為：4.2 變電所最大負荷計算變電所設計當年的計算負荷由：計算式中：Kt表示的是同時系數(shù)，通常計算中取值為0.9； x%表示線損率，因為高低壓網(wǎng)絡的綜合線損率通常為8%12%，所以系統(tǒng)設計時采用10%。負荷增長后的變電站的最大計算負荷計算式為：其中 n表示年數(shù)，一般取5年； m表示年平均增長率，通常取5%； Sjszd表示n年后的最大計算負荷。4.3 主變臺數(shù)、容量和型號的確定4.3.1 變電站主變壓器臺數(shù)的確定因為本變電站區(qū)域內的電力負荷沒有表現(xiàn)出明顯或強烈的季節(jié)性，而且本變電站所負荷的區(qū)域內各負荷基本為三類負荷，只包含有一處二類負荷，因為有二類負荷并且考慮經(jīng)濟運行方式，所以采用兩臺等容量變壓器。本變電站的正常供電保證率通常為百分之八十五左右，因為如果只有一臺主變壓器處于正常運行狀態(tài)時，可以保證區(qū)域內百分之六十的負荷處于正常供電狀態(tài)，而發(fā)生事故時，變壓器的負荷能力大約為百分之四十，所以綜合之后得出上述的結論。發(fā)生事故或出現(xiàn)故障時，為了保證對重要負荷的正常供電，可切除其余的各個三類負荷。因為此變電站的地理位置沒有太多的限制，所以綜合設備經(jīng)濟性和供電可靠性進行考慮后選擇三相變壓器。本變電站的變壓器繞組的連線方式為“Y”型連接方式，采用這種連接方式是為了保證系統(tǒng)電壓相位與變壓器繞組連接方式相同，從而保證二者可以并列運行。使用的變壓器為雙繞組變壓器，減少重復降壓容量的同時還可以對電壓等級進行簡化。4.3.2 主變容量的確定裝設兩臺等容量主變，每臺主變的額定容量：即： 主變采用雙繞組變壓器SF7-10000/110型變壓器。見表4-1表4-1主變參數(shù)表型號額定容量(kVA)額定電壓(kV)損耗(kW)空載電流(%)阻抗電壓(%)SF7-10000/11010000110 10.550 16.51.010.55 短路電流5.1 短路點的確定短路點應選在電氣主接線上，在最大運行方式下發(fā)生短路的短路電流。短路點的確定如圖5-1所示。圖5-1 短路點確定圖5.2 短路電流的計算5.2.1 各元件電抗標幺值計算選取的基準值為：線路：（最大運行方式）（最小運行方式）變壓器電抗標幺值：高壓側電源進線的阻抗標么值：低壓側各出線的阻抗標么值： = =5.2.2 短路電流的計算(1)d1點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：= (2) d2點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：= (3)d3點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：= (4)d4點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：=(5)d5點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：= (6)d6點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：= (7)d7點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：= (8)d8點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：= (9)d9點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：=(10)d10點發(fā)生短路時最大運行方式各短路電流：=最小運行方式各短路電流：=按以上方法可得以下數(shù)據(jù)，各短路點短路電流如表5-1所示表5-1 各短路點短路電流短路點最大運行方式最小運行方式2.6292.2776.7042.3792.066.0667.6826.65312.5894.3613.77711.1210.9510.8242.4250.8690.7532.2160.8410.7282.1450.7810.6761.9920.6870.5951.7520.6430.5571.641.2651.0963.2261.1270.9762.8741.5181.3153.8711.321.1433.3661.5181.3153.8711.321.1433.3660.9510.8242.4250.8690.7532.2161.0830.9382.7620.9790.8482.4966 電氣設備的選擇和校驗6.1 母線的選擇和母線材料的選擇變電站和發(fā)電廠的房屋內部和房屋外的主母線，發(fā)電機、變壓器等電氣設備的配電裝置母線之間的連接線，以及各種電器之間的連接線，統(tǒng)稱為母線。在選擇配電裝置母線時，需要考慮的的方面主要包括：母線的制造材料；母線的截面形狀；母線橫截面積的尺寸；對母線熱穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性的校驗；對超過110kV的母線還應校驗是否會發(fā)生電暈現(xiàn)象。在我國，不論是大型發(fā)電廠還是小型的變電站，廣泛采用的母線材質均為鋁。通常國際上比較常見的母線材料有銅、鋁和鋼，但是銅的價格比較貴重，而考慮我國國情，配電網(wǎng)絡的半徑通常較大，對銅母線的需求量會非常大，而我國的銅的總儲量和產(chǎn)量都不容樂觀；但是如果選擇鋁制母線的話，情況就有了很大變化。我國的鋁儲量比較多，而且鋁制母線與銅制母線相比還具有重量更輕、加工更方便、價格更便宜等優(yōu)點。所以，綜合各種影響因素之后，選擇鋁母線更加合適。6.1.1 母線截面積和母線截面形狀的選擇發(fā)電廠和變電站配電裝置中，比較常見和比較經(jīng)常采用的母線截面形狀主要有這樣幾類：（1）矩形母線；（2）圓形母線；（3）絞線圓形母線。進行母線截面形狀的選擇時所遵循的原則有如下幾個：（1）機械強度較高；（2）母線上發(fā)生肌膚效應時，肌膚效應系數(shù)要求盡可能低；（3）所選的母線截面形狀要方便散熱；（4）所選母線形狀在進行連接時要方便操作；（5）所選母線截面形狀不會給安裝造成困難。而在進行高壓側母線選擇時，選擇的則是鋼芯鋁絞線。在耐張性能上，鋼芯鋁絞線要優(yōu)于普通的單股母線。二者的直徑進行比較的話，也是鋼芯鋁絞線的直徑比單股母線的直徑大，所以鋼芯鋁絞線表面附近的電場強度要比單股母線表面的要小。鑒于鋼芯鋁絞線還具有布置簡單、投資小等優(yōu)勢，所以110kV側采用的是鋼芯鋁絞線（1）在選擇母線截面形狀時，可以按流過線路的允許最大長期工作電流進行選擇選擇條件：流過母線的允許最大長期工作電流必須要小于母線的允許長期工作電流。適用范圍：各種電壓等級的裝置中主母線和引下線以及臨時裝設的母線，選擇截面時通常按照長期工作電流來進行選擇；（2）母線截面選擇時還可以按經(jīng)濟電流密度來進行選擇。6.1.2 母線截面積的選擇及校驗（1）110kV側母線的選擇 當兩臺變壓器之中的任意一臺發(fā)生故障時，要想保證向區(qū)域內用戶正常供電，另一臺變壓器則必須處于過負荷狀態(tài)。由于：所以未發(fā)生故障的一臺變壓器必須過負荷為原來的10.6=1.67倍，即：按流過110kV側母線的最大長期工作電流進行計算：母線截面按照經(jīng)濟電流密度來進行選擇：式中表示的是經(jīng)濟截面m2 表示的是經(jīng)濟電流密度Am2變壓器最大負荷利用小時數(shù)取3000小時，查閱手冊后選擇=經(jīng)計算后結合手冊選擇型號為LGJ-120mm2的鋼芯鋁絞線，在70時LGJ-120mm2型鋼芯鋁絞線的允許最大持續(xù)電流為=408(A)計算溫度修正系數(shù)：=即實際環(huán)境溫度為37時，母線上的允許通過電流大小為：=1.049408=428(A)（2）校驗短路計算時間為：所以：經(jīng)查表得因，所以故：母線處于正常運行狀態(tài)時的最高溫度為：查閱表格后可知：所以按熱穩(wěn)定條件進行計算得到的所需最小母線截面積為：式中代表的是熱穩(wěn)定系數(shù)； 代表的是集膚效應系數(shù)。由于計算結果小于所選母線截面積的大小，所以關于母線熱穩(wěn)定性的相關要求，所選母線的截面積形狀完全滿足。因為選擇鋼芯鋁絞線來作為母線，所以關于動穩(wěn)定性的相關校驗就不需要再進行了。6.1.3 10kV側母線的選擇（1）按照10kV側母線允許通過的最大長期工作電流進行計算：（2）按照經(jīng)濟電流密度來進行母線截面的選擇相關的計算：上式中變壓器取最大負荷利用小時數(shù)h=30005000小進行計算時，查閱表格后選擇1.15106Am2經(jīng)計算選擇型鋁母線，其40時最大允許持續(xù)電流為958A。（3）校驗1）熱穩(wěn)定性的校驗短路計算時間為：因為：所以：查閱表格后取。又因為，所以：故：母線處于正常運行狀態(tài)時的最高溫度為：查表知，按熱穩(wěn)定條件所需最小母線截面為：計算結果小于所選母線截面10010mm2，因此滿足關于所選母線熱穩(wěn)定性的相關要求。2） 動穩(wěn)定性的校驗低壓側矩形母線放置方式為水平放置，各相之間的距離為：a=0.25m L=1.2m短路沖擊電流為：母線所受到的電動力為：其中L表示絕緣子之間的跨距； a表示的是相間距。母線所經(jīng)受到的最大彎矩為：母線的截面系數(shù)為：母線所經(jīng)受的最大計算應力為：得到的計算結果與鋁母線的最大允許應力Pa相比，要遠遠小于。所以關于動穩(wěn)定性的相關要求也是完全滿足的。經(jīng)過相關的計算以及校驗，得出的結論為所選的母線滿足關于動穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性的相關要求。6.2 線路的選擇6.2.1 進線的選擇導線型號選擇LGJ120 mm2型。6.2.2 10kV側出線的選擇 依據(jù)負荷最大的一條出線路為出線截面積來進行相應的計算，并在得到結果后根據(jù)相關要求進行相應的選擇，選擇結果肯定能滿足其余線路的要求。而本變電站八回出線內包含的負荷，大小之間相差并不大，所以這樣進行選擇不會給變電站造成過多的浪費。出線路的負荷在進行計算時，不僅要考慮到目前的負荷情況，還要進行長遠的考慮。所以在計算時要想到今后五年內有可能出現(xiàn)的負荷增長，其增長率取5%。在回數(shù)為八回的出線中，因為所有出線的負荷之間相差的不是太大，所以以八回線路中負荷最大的出線路為出線截面積，并進行相應的計算和選擇，可以保證在一定滿足相關要求的前提下，還可以把浪費控制在最小的范圍之內。因為出線路處的負荷計算必須考慮之后五年之內可能的負荷增長，增長率取百分之五。按照10kV側出線可以通過的最大長期工作電流進行計算：對母線截面形狀的選擇，按照經(jīng)濟電流密度來進行：變壓器正常情況下所允許的最大負荷利用小時數(shù)通常取h=3000小時，查表選擇：1.15106Am2進行綜合計算之后選擇型號為LGJ-150mm2型的鋼芯鋁絞線，LGJ-150mm2型導線在溫度為70時允許通過的的最大持續(xù)電流：則在實際環(huán)境溫度為37時所選母線的允許出線電流為：1.049463=485.69(A)所得的計算結果與母線的允許長期最大負荷電流相比，要遠大于，所以關于母線長期工作時的發(fā)熱條件，所選母線滿足校驗：短路計算時：0.5+0.05+0.05=0.6s因：所以：經(jīng)查表得。因，所以故：當母線處于正常運行狀態(tài)時，最高溫度為：查閱表格后可知，按照熱穩(wěn)定性條件進行相關計算后得到的所需最小母線截面為：進行計算之后得到的結果與所選母線的截面積相比較，計算結果要小于選擇的母線，對于熱穩(wěn)定性的相關要求，所選母線數(shù)據(jù)滿足。至于動穩(wěn)定性方面，則不需要進行相關的校驗計算，因為所選的母線為絞線。6.3 斷路器的選擇及校驗（1）按構造形式選擇 發(fā)電廠和變電站長采用少油斷路器和多油斷路器。（2）按安裝地點選擇 斷路按照裝設的地點分為屋內式和屋外式兩種。（3）按額定電壓選擇 斷路器的額定電壓，與其安裝地點電網(wǎng)的額定電壓相比，應該是前者較高。（4）按額定開斷電流選擇 斷路器的額定電流不應小于其安裝地點電網(wǎng)的額定電流。又據(jù)：，查手冊選LW14-110型瓷柱式六氟化硫斷路器。其技術參數(shù)見表6-1。表6-1 斷路器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流(A)(kA)(kA)(s)(s) (kA)1102000401000.060.2540校驗：對于無窮大電源供電電網(wǎng)：所以滿足額定開斷電流的要求。1）熱穩(wěn)定性校驗：短路計算時間：因：所以：經(jīng)查表得。因，所以：故：短路電流的熱脈沖：計算結果滿足母線關于熱穩(wěn)定性的相關要求。2）動穩(wěn)定性校驗極限通過電流為：所以母線的動穩(wěn)定性的相關要求也是滿足的。計算結果顯示，所選母線對于熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性要求完全滿足，因此所選型斷路器滿足要求。6.4.2 10kV側斷路器的選擇及校驗斷路器的選擇：因為低壓側的斷路器是放在屋內，所以選擇的斷路器為真空斷路器，又根據(jù)：查手冊選擇型斷路器，其具體技術參數(shù)見表6-2。表6-2 斷路器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A) (kA)(kA)(s)(s)(kA)10125012.531.50.060.0612.5校驗：對于無窮大電源供電電網(wǎng)：滿足額定開斷電流的要求。1）熱穩(wěn)定性校驗：短路計算時間為：因為：所以：經(jīng)過查表可以查得因，所以，故：短路電流的熱脈沖：因此滿足關于熱穩(wěn)定性的要求。2）動穩(wěn)定性校驗因為允許的極限通過電流為：所以所選的斷路器對于動穩(wěn)定性的相關要求也是滿足的。經(jīng)過計算所選擇型斷路器對于斷路器熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關要求完全滿足，因此所選的型斷路器滿足要求。6.4.3 10kV側母線分段斷路器的選擇在選擇低壓側的分段器時，因為與變壓器10kV側相比較之后發(fā)現(xiàn)，10kv側母線分段器的允許最大長期工作電流以及其他參數(shù)與其均基本相同，因此選擇及校驗過程同變壓器10kV側基本相同，因此綜合之后選型斷路器。6.4.4 10kV出線側斷路器的選擇及校驗10kV出線側斷路器因為是放在屋內，所以可選屋內式真空斷路器。又據(jù)：查手冊選擇型斷路器。其具體技術參數(shù)見表6-3。表6-3斷路器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)(kA)(kA)(s)(s)(kA)1063020500.050.120校驗：對于無窮大電源供電電網(wǎng)：滿足額定開斷電流的要求。1）熱穩(wěn)定性校驗短路計算時間：因為：所以：經(jīng)查表得因，所以，故：短路電流的熱脈沖：因此關于熱穩(wěn)定性的相關要求完全滿足。2）動穩(wěn)定性校驗極限通過電流：因此也滿足關于動穩(wěn)定性的相關要求。經(jīng)計算型斷路器滿足關于斷路器熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關要求，因此所選的型斷路器滿足要求。6.5 隔離開關的選擇及校驗隔離開關按構造形式，安裝地點，額定電壓和額定電流來選擇，按短路條件校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。選擇的具體方法與短路器相同。6.5.1 110kV側隔離開關的選擇及校驗（1）隔離開關的選擇由地點選擇戶外式，根據(jù)變壓器高壓母線側斷路器選擇計算的數(shù)據(jù)，由經(jīng)查手冊選擇GW5-110型隔離開關。其技術參數(shù)見表6-4。表6-4 隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）雷電沖擊耐壓（kV）1106305020450(對地)校驗：1）熱穩(wěn)定性的校驗短路電流的熱脈沖：所以關于隔離開關熱穩(wěn)定性的相關要求完全滿足。2）動穩(wěn)定性的校驗隔離開關允許的極限通過電流大小為：由計算結果可知，關于隔離開關動穩(wěn)定性的要求也完全滿足。由計算可得所選隔離開關滿足關于隔離開關熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關要求，因此所選型隔離開關滿足相關要求。6.5.2 10kV側隔離開關的選擇及校驗（1）隔離開關的選擇根據(jù)變壓器低壓母線側斷路器選擇的相關計算所得的數(shù)據(jù)，經(jīng)手冊查詢后選擇型隔離開關。其相關技術參數(shù)見表6-5。表6-5 隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）5s熱穩(wěn)定電流（kA）1020005036（2）校驗：1）熱穩(wěn)定性校驗通過隔離開關的短路電流的熱脈沖為：從結果可以得知，隔離開關對于熱穩(wěn)定性的相關要求完全滿足。2）動穩(wěn)定性校驗隔離開關允許的極限通過電流為：所以關于隔離開關動穩(wěn)定性的要求也滿足。經(jīng)計算所選隔離開關各項數(shù)據(jù)均滿足對于其熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的有關要求，因此所選型隔離開關滿足要求。6.5.3 10kV側母線分段隔離開關的選擇因為10kV側母線分段隔離開關與變壓器10kV側相比，最大長期工作電流及各相參數(shù)基本相同，因此選擇及校驗過程與10kV側相同，所以同樣查閱表格后選擇型斷路器。6.5.4 10kV出線側隔離開關的選擇及校隔離開關的選擇由計算和選擇變壓器低壓母線側斷路器時得到的數(shù)據(jù)，查閱手冊之后選擇選擇GN30-10/630 型隔離開關。其技術參數(shù)見表6-6。表6-6 隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）5s熱穩(wěn)定電流（kA）106305020校驗：1）熱穩(wěn)定性校驗短路電流的熱脈沖：由計算結果可知，所選隔離開關數(shù)據(jù)對于隔離開關熱穩(wěn)定性的相關要求完全滿足。2）動穩(wěn)定性校驗允許極限通過電流大小為：所以其關于動穩(wěn)定性的相關要求也滿足。經(jīng)計算隔離開關滿足關于熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性的相關要求，因此所選型隔離開關滿足要求。6.6 電流互感器的選擇及校驗選擇電流互感器的方法：（1）根據(jù)使用條件和用途選擇；（2）根據(jù)額定電壓選擇；（3）根據(jù)二次負荷選擇；（4）根據(jù)準確度等選擇。6.6.1 110kV側電流互感器的選擇及校驗電流互感器的選擇依據(jù)允許的最大長期工作電流進行計算：根據(jù)查閱手冊之后選擇型電流互感器。其技術參數(shù)見表6-7。表6-7 電流互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流比1s熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流1102100/57540溫度校正系數(shù)：所以：校驗：（1）熱穩(wěn)定性校驗電流互感器的熱穩(wěn)定通常以1s的熱穩(wěn)定倍數(shù)表示，因此，校驗熱穩(wěn)定應滿足下式式中 ： 電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)， t 電流互感器的熱穩(wěn)定時間，t=1s（2）動穩(wěn)定性校驗1）內部動穩(wěn)定校驗 需滿足下式 ：式中 電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)滿足電流互感器內部關于動穩(wěn)定性的要求2）外部動穩(wěn)定的校驗：滿足電流互感器外部關于動穩(wěn)定性的要求。經(jīng)計算后所選設備對關于電流互感器熱穩(wěn)定性及內、外動穩(wěn)定性的相關要求完全滿足，因此所選的型電流互感器滿足要求。6.6.2 10kV側電流互感器的選擇及校驗1. 電流互感器的選擇按照允許的最大長期工作電流進行計算：根據(jù)：查閱手冊之后選擇型電流互感器。其具體技術參數(shù)見表6-8。表6-8電流互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流比1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動穩(wěn)定電流倍數(shù)LBJ-10101500/55090溫度校正系數(shù)：=1.05所以：1.051500=1575A校驗：熱穩(wěn)定性校驗：（2）動穩(wěn)定性校驗1）內部動穩(wěn)定校驗：（kA）1）外部動穩(wěn)定校驗：計算結果顯示所選的LBJ-10電流互感器滿足關于熱穩(wěn)定性及內、外動穩(wěn)定性的要求，所以選擇的LBJ-10型電流互感器滿足要求。6.6.3 10kV側母線分段電流互感器的選擇因為10kV側母線分段電流互感器與變壓器10kV側相比，最大長期工作電流及各相參數(shù)基本相同，因此選擇及校驗過程與10kV側相同，所以同樣查閱表格后選擇LBJ-10型斷路器。6.6.4 10kV出線側電流互感器的選擇及校驗1. 電流互感器的選擇按允許的最大長期工作電流進行計算：根據(jù)：經(jīng)查手冊選擇LB-10型電流互感器。其技術參數(shù)見表6-9。表6-9 電流互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流比1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動穩(wěn)定電流倍數(shù)10200/560150溫度校正系數(shù)：=1.05所以：1.05200=210A校驗（1）熱穩(wěn)定性校驗根據(jù)：滿足熱穩(wěn)定要求（2）動穩(wěn)定性校驗1） 內部動穩(wěn)定校驗：2）外部動穩(wěn)定校驗：從結果可以看出型電流互感器對關于電流互感器的熱穩(wěn)定性及內、外動穩(wěn)定性的相關要求完全滿足，所以所選互感器滿足要求。6.7 電壓互感器的選擇及校驗(1). 根據(jù)形式選擇，此時應根據(jù)安裝地點和安裝方式來選擇；(2). 根據(jù)系統(tǒng)的額定電壓進行選擇（電壓互感器的額定電壓不得低于其安裝處的額定電壓）；(3). 根據(jù)一次側的額定電流進行選擇（一次側的額定電流應大于流過它的允許最大長期工作電流）；(4). 根據(jù)準確度等級選擇；(5). 按二次負荷選擇。6.8 低壓側電壓互感器的選擇在進行低壓側電壓互感器選擇時的依據(jù)：（1）該電壓互感器的用途；（2）該電壓互感器所在的裝設地點；（3）該電壓互感器安裝處的額定電壓大小。查閱相關技術手冊之后選擇型電壓互感器(單相三線圈澆注式)。其具體技術參數(shù)見表6-10，測量儀表的具體技術數(shù)據(jù)見表6-11。表6-10 電壓互感器參數(shù)型號額定電壓比二次繞組極限負荷（VA）準確級次及相應額定二次負荷(VA)0.5級1級3級4005080200表5-11 測量儀表的技術參數(shù)儀表名稱儀表型號每線圈消耗功率(VA)有功功率表1D1W0.751無功功率表1D1Var0.751有功電度表DS11.50.38無功電度表頻率表1D1Hz21電壓表1T1V51功率因數(shù)表1D10.751校驗：查閱表格后可知，在0.5級及以下工作的電壓互感器的額定容量為=120VA。在電壓互感器的接線布局中，準確度等級之所以選擇0.5級，是因為接入了電度表。 按二次負荷對電壓互感器進行選擇時應進行下計算：首先，分別獨立計算各相的負荷，然后將一相額定容量與計算取得的最大一相負荷進行比較。A相負荷為：B相負荷為：經(jīng)計算可知負荷最大的一項為B相，其數(shù)值為：準確度為0.5級的型電壓互感器，其一相額定容量大小為，這個數(shù)值比它的最大一相負荷遠要大，所選型電壓互感器滿足要求。6.9 絕緣子的選擇發(fā)電廠和變電站采用的絕緣子中，比較常見的絕緣子類型有：支柱絕緣子、穿墻套管絕緣子和懸式絕緣子。(1). 支柱絕緣子的選擇按裝置構造形式和種類分屋內型和屋外型。支柱絕緣子主要作用是使母線與地絕緣，同時也對母線起到一定的固定和支持作用；(2). 穿墻套管絕緣子的選擇按裝置種類和構造形式選擇也分屋內和屋外。套管絕緣子主要作用是使母線之間、母線與地之間絕緣，同時用于母線穿過墻壁或樓板；(3). 懸式絕緣子的選擇懸掛式絕緣子的種類主要包括：1）盤形絕緣子；2）防污盤形懸式絕緣子；3）懸式鋼化玻璃絕緣子。懸式絕緣子的主要作用是對屋外配電裝置中的軟母線進行固定。6.9.1 110kV側絕緣子的選擇及校驗（1）按安裝地點各項具體數(shù)據(jù)和額定電壓水平高低，查閱手冊后綜合選擇型絕緣子，其技術參數(shù)見表6-12。表6-12 絕緣子數(shù)據(jù)表型號額定電（kV）工頻擊穿電壓（kV）工頻閃絡電壓（kV）機電破壞負荷（kN）最小放電距離（mm）干濕110110754070295 一般情況下的單位泄露距離為1.6cm/kV，應選：個考慮出現(xiàn)一片故障的情況應加1，n=5.9+1=6.9取7所以110KV側每相懸式絕緣子應選7個滿足要求。6.9.2 10kV側絕緣子的選擇及校驗1. 絕緣子的選擇（1）絕緣子的選擇進行選擇時考慮的主要因素是：1）按照額定電壓進行選擇；2）按照裝設地點的各項具體情況進行選擇。查閱手冊后選擇型支柱棒型絕緣子。其技術參數(shù)見表6-13。表6-13 絕緣子數(shù)據(jù)表型號額定電壓(kV)機械破壞負荷(kN)總高（mm）上附件安裝尺寸下附件安裝尺寸孔徑孔數(shù)中心距孔徑孔數(shù)中心距104210M8236122130（2）校驗1）動穩(wěn)定校驗：絕緣子底部至母線中心線的高：絕緣子帽所受的力：絕緣子的允許負荷：經(jīng)計算選擇的型絕緣子對關于絕緣子動穩(wěn)定性的要求完全滿足，故所選型戶內膠裝支柱瓷絕緣子滿足要求。6.10 穿墻套管的選擇及校驗