1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书- 1 -目 录1 绪论 11.1 变配电所型式的选择 .11.2 设计的适用范围及建设规模 .11.3 设计内容 .11.4 选址条件 .11.4.1 变电所所址选择应满足的要求 .11.4.2 自然条件 .22 负荷计算及变压器选择 32.1 负荷计算 .32.1.1 原始资料 .32.1.2 负荷计算 .32.2 功率的补偿计算 .42.3 35KV 主变压器台数和容量的选择 52.4 所用变压器 .53 电气主接线的设计 62.1 主接线的基本要求 .62.2 35KV 电气主接线 62.3 10KV 电气主接线 92.4 站用电接线 114 短路电流
2、的计算 .134.1 各回路最大持续工作电流 134.2 短路电流计算的目的及一般规定 134.2.1 短路的原因 13河南理工大学毕业设计（论文）说明书- 2 -4.2.2 短路的种类 134.2.3 研究短路的目的 144.2.4 进行短路计算的基本假设 144.3 短路电流计算 154.3.1 短路计算的步骤 154.3.2 基准值的选取与计算 154.3.3 各元件相对电抗的计算 154.3.4 短路电流的计算 165 电气设备的选择 .195.1 电气设备选择的一般原则 195.1.1 电气设备选择的一般原则 195.1.2 技术条件 .195.2 高压断路器 205.3 隔离开关的
3、选择 235.4 绝缘子和穿墙套管的选择 255.5 高压熔断器 255.6 电流互感器 265.7 电压互感器 275.8 10KV 侧电器设备的选择 .285.9 母线的选择 305.9.1 35kV 母线的选择 .305.9.2 10kV 母线的选择 .316 变电所继电保护与整定 .336.1 继电保护的基础 336.1.1 继电保护的任务 336.1.2 继电保护的组成及工作原理 336.1.3 继电保护的基本要求 33河南理工大学毕业设计（论文）说明书- 3 -6.2 变电所继电保护配置 346.2.1 35kV 进线保护 .356.2.2 35kV 母联开关保护 .366.2.3
4、 主变压器保护 366.2.4 10kV 母线保护 .406.2.5 10kV 出线保护 .417 变电所的防雷措施及接地装置 .427.1 35kV 线路的防雷 .427.2 变电所直击雷保护 .427.3 接地装置 .437.3.1 接地的分类 437.3.2 接地装置的布置 44结束语 .45致谢 .46参考文献 .47河南理工大学毕业设计（论文）说明书1摘 要本论文主要是针对白渡镇 35/10kV 变电站的设计，概述了变电站设计的基本过程和基本方法。首先介绍了变电站设计应注意的地方；其次根据白渡镇的原始资料进行负荷计算和主变压器及其容量的选择，确定主变压器容量和型号；接着进行电气主接线
5、的设计，电气主接线是变电站电气设计的主体，与变电站运行的可靠性、经济性要求等密切相关；接着对 35kV 变电站做了短路电流计算和电器设备的选择，短路电流是为后面设备的选型提供了依据并根据短路电流可以进行设备的整定和校验；最后针对短路电流进行继电保护和变电站的防雷设施和接地装置等。随着国民经济和科学技术的发展，农村及附近的镇用电的需求量越来越大，这就对变电站的主接线形式和配套设备提出了更高的要求，同时也要求发变电站做到可靠、经济、合理地运行，满足人们对电能的基本需求。关键词：变电站； 主接线； 主变压器； 短路电流计算河南理工大学毕业设计（论文）说明书2ABSTRACTThis paper is
6、 mainly directed against white Duzhen 35/10 kV substation design, outlined the basic design of the substation process and basic methods. First introduced substation design should pay attention to the areas under white Duzhen followed by the original data load calculation and capacity of the main tra
7、nsformer and its choice to determine the main transformer capacity and models; followed by the main electrical wiring design, electrical wiring is the main electrical substation The main design and operation of the substation reliability, economic requirements, and more closely related to the 35 kV
8、substation and then do a short-circuit current calculation and electrical equipment choice, short-circuit current is behind the selection of equipment and provides a basis under the current can short-circuit The whole set equipment and calibration; last for a short-circuit current protection and sub
9、station facilities and the mine grounding devices.As the national economy and scientific and technological development, rural and near the town of growing demand for electricity, which substation on the main form of wiring and ancillary equipment a higher demand, it also requires the substation to r
10、eliable , The economy, a reasonable operation, meet the basic needs of electricity.Keywords: substation； main wiring； main transformer substation； short-circuit current calculation河南理工大学毕业设计（论文）说明书11 绪论 1.1 变配电所型式的选择（1）35/10（6）kV 变电所分屋内式和屋外式，屋内式运行维护方便，占地面积少。在选择 35kV 总变电所的型式时，应考虑所在地区的地理情况和环境条件，因地制宜；技
11、术经济合理时，应优先选用占地少的型式。（2）配电所一般为独立式建筑物，也可与所带 10（6）kV 变电所一起依附负荷较大的厂房或建筑物。（3）10（6）kV 变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况综合考虑确定。1.2 设计的适用范围及建设规模所设计的 35kV 变电站属于小型化变电站。主要适用于乡镇及广大农村的供电。其建设规模为架空进线 2 回，采用内桥接线方式；10kV 出线8 回，采用单母线分段接线方式。可根据需要可分期建设，初期工程的建设内容可做适当选定，如主变压器 1 台，35kV 进线 1 回，线路变压器接线。10kV 出线 4 回，单母线接线方式。1.3 设计内容电力变压器
12、及各级电压配电装置、无功补偿并联电容器装置、交流所用电系统设备、过电压保护与接地装置的布置安装和接线；相应的继电保护及自动装置、就地测量等。1.4 选址条件1.4.1 变电所所址选择应满足的要求（1）符合电网区域规划，靠近负荷中心。（2）节约用地、不占或少占耕地及经济效益高的土地。（3）与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出。（4）交通运输方便。河南理工大学毕业设计（论文）说明书2（5）应该设在受污源影响最小处。（6）具有适宜的地质、地形和地貌条件。（7）所址标高宜高于频力为 2%高水位；否则，所区应有可靠的防洪措施或地区的防洪标准一样，但仍然应高于内涝水位。（8）变电所的
13、所内地坪宜高于自然场地标高 0.30.5m。（9）变电所应考虑水源及排水条件。（10）应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。1.4.2 自然条件梅县白渡镇地处北纬 24.18、东经 116.07、在广东省东北部。丘陵地占 80，有“八山一水一分田”之说。属亚热带季风气候，年平均气温 21.2C，最冷 1 月平均气间 11.9C，最热 7 月平均气温 28.6C 极端最高气温 39.5C，极端最冷气温-7.3C，无霜期 304 天，年均降雨量 1173.3 毫米，雨水多集中于 49 月份。河南理工大学毕业设计（论文）说明书32 负荷计算及变压器选择2.1 负荷计算2.1.1 原始资料1）待
14、建 35kV 变电站从相距 20km 外的电力系统相连。2）设待建 35kV 变电站年负荷增长率为 5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。3）地区气温:（1）年最高气温 39.5，年最低气温 7.3。（2）年平均气温 21.2。4）待建变电所各电压级负荷数据如下表: 表 2-1 10kV 负荷数据 Table 2-1 10kV load data 出线 601 线 602 线 603 线 604 线 605 线 606 线 607 线 608 线 最大负荷 0.9 1 1.1 1 1.5 1.5 0.8 1.2（MVA）COS 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9同时率
15、 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.82.1.2 负荷计算有功功率计算负荷： max10silPK无功功率计算负荷： ilQ视在功率计算负荷： 2axaxmS式中 各线路有功功率总和10lP同时系数siKmax0.8(1.91.50.812)7.sinpkmax maxtrcos)i siQkp河南理工大学毕业设计（论文）说明书4 22maxaax7.87.2SPQMVA2.2 功率的补偿计算 1 补偿前的功率因数= =7.2/7.72=0.93cos10caS2 补偿后的功率因数一般情况下 10kV 母线上的功率因数一般应0.95，设计中可控制在0.95-0.97
16、之间，所以在设计中对 10kV 母线上功率因数补偿后为 0.96，即 =0.96，则可得到 =0.29。2cos2tan已知补偿前 10kV 母线上功率因数为 =0.93，可得到1cos=0.39。1tan则依据公式得到：=0.757200=5400kW10cavaPK=5400（0.390.29）)tn(t2cQ=540kvar其中 平均负荷系数，取为 0.75（一般为 0.650.85） ；av该变电所 10kV 母线上补偿前的计算负荷。10cP补偿容量；补偿前功率因数角；1补偿后功率因数角。210kV 侧将采用单母分段的接线方式，所以所选用的电容柜应分成两组分别装在两段母线上，并且平均分
17、配，所以电容柜的数量应为偶数。首先应先选择电容器柜单柜的容量，然后根据公式进行数量的选择，其公式为： ，式中 为电容器柜的单柜容量。在这里选择ecqQNe=100kvar 的 BGM10.51001W 型号的电容器柜。eq电容器柜的数量选择为：= 540/100 = 5.4ecq所以选用 12 台电容器柜进行补偿， =6。jN河南理工大学毕业设计（论文）说明书5则实际补偿容量为： = =600kvar，scQ.jNeq折合的计算容量为： = / =600/0.75=800kvar。j.s.avK2.3 35KV 主变压器台数和容量的选择1）变压器的台数和容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电容
18、量、运行方式和企业发展等因数综合考虑确定。2）一般采用三相变压器，其容量可按投入运行后 5 到 10 年的预期负荷选择，至少留有 15%到 25%的裕量。3）有一、二级负荷的变电所中应装设两台主变压器。当在技术经济上比较合理时，可装设两台以上的主变压器。此设计中有一、二级负荷，所以应装 2 台变压器。4）装有两台以上主变压器的变电所中，当断开一台时，其余主变压器的容量应保证用户的一、二负荷，且不应小于 60%的全部负荷。5）变压器过载能力应满足运行方式。6）此设计中变压器有功和无功损耗计算，因为所占比重较小，而本站考虑的容量裕度比较大，所以不计算。根据总负荷考虑 5 年发展规划得= =9.85
19、MVAmaxSa51%（ ）再由当断开一台时，其余主变压器的容量应保证用户的一、二级负荷，且不应小于 60%的全部负荷。可知 。所以主变压器的0.89MVA容量选择 10MVA，型号为 SZ9-10MVA/35，接线组别为 Y，d11,电压比为，阻抗电压为352.%/10.57.5kU2.4 所用变压器设两台所用变压器，额定容量均为 50kVA。#1 所用变压器布置于屋内，选用 35KV 三相式油浸变压器，型号为 S9-50/35，为与#2 所用变压器低压相位一致，接线组别采用 D，yn11;#2 所用变压器设置于开关柜内，选用 10KV 三相式干式变压器，型号为 SC8-50/10，接线组别
20、 Y，yn0. 河南理工大学毕业设计（论文）说明书63 电气主接线的设计2.1 主接线的基本要求1）安全性 必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。2）可靠性 主接线的可靠性要求由自由用电负荷的等级确定。要保证主接线的可靠性的可靠性可以采用多种措施。如系统中某一元件故障时，可以由保护装置自动把故障元件迅速切除，使之不影响系统其他部分的继续运行。因此，在主接线中就要考虑是否方便电气元件的投切操作。3）灵活性 应能适应各种可能的运行方式的要求。主接线的电路关系是可以改变的，在系统运行中，这种主接线电路关系的改变叫做运行方式的改变。运行方式的改变通常是通过对主接线中某些电气元件
21、的投入和切除来实现的，因此，主接线应考虑是否方便电气元件的投切操作。从而适应各个时段能源供电能力与负荷变化的要求，适应元件检修的要求，要求各个不正常运行方式下系统仍能达到足够的供电质量。4）经济性 应满足最少的投资与年运行费用的要求，使得总经济效益为最佳。如简化接线、减少电压层次等。5）应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。2.2 35kV 变电所的主接线35kV 电压级线路回路数 2 回，采用单母、单母分段或桥形接
22、线，以保证其供电的可靠性和灵活性。桥式结线根据跨接桥横联位置的不同，可河南理工大学毕业设计（论文）说明书7分为内桥、外桥、全桥三种。所以一共有 5 种方案，但由于全桥接线需设备多，投资大，占地面积大，所以不考虑。方案 1 采用单母线接线 如图 3-13kV10图 3-1 单母接线优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、占地少、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修 时，均需要整个配电装置停电。适用范围：单母线接线只适用于容量小、线路少和对二、三级负荷供电的变电所。方案 2 采用单母线分段接线 如图 3-2河南理工大学毕业设计（论文）说明书835kV10图 3-2 单母
23、分段接线优点：接线简单清晰、设备较少、操作方便、占地少和便于扩建采用成套配电装置。当一段母线发生故障，可保证正常母线不间断供电，不致使重要负荷停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关发生永久性故障或检修时，则连接在该段母线上的回路在检修期间停电。适用范围：具有两回电源线路，一、二回路转送线路和两台变压器的变压器的变电所。方案 3 采用内桥接线 如图 3-35kV10图 3-3 内桥接线优点：高压断路器数量少，占地少，四个回路只需 3 个高压断路器。河南理工大学毕业设计（论文）说明书9缺点：1 变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运。2 桥连断路器检修时，两个回路需解列运
24、行。3 线路断路器检修时，需较长时间中断线路的供电。为避免此缺点，可在线路断路器的外侧增设带两组隔离开关的跨条。桥连断路器检修时，也可利用此跨条。适用范围：适用于较小容量的发电厂，对一、二级负荷供电，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的变电所。方案 4 采用外桥接线 如图 3-435kV10图 3-4 外桥接线优点：高压断路器数量少，占地少，四个回路只需 3 个高压断路器。缺点：1 变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。2 桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。3 线路断路器检修时，变压器需较长时间停运。为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条。桥连断路器检
25、修时，也可利用此跨条。河南理工大学毕业设计（论文）说明书10适用范围：适用于较小容量的发电厂，对一、二级负荷供电，并且变压器经常切换或线路较短，故障率较少的变电所。这 4 种接线方式都能适应运行方式的变化，也能保证供电可靠，所以现在要考虑经济性，能明显看出，内桥接线只用了 3 台断路器，比具有 4 条回路的单母线接线节省了 1 台断路器，并且没有母线，投资省，所用设备少，运行操作方便，配电装置简单，保护配置也相对简单，所以选用内桥接线。2.3 10kV 电气主接线610kV 配电装置出线回路数为 6 回及以上时，可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要
26、求可靠性和灵活性较高的场合。方案 1 采用单母线分段接线 如图 3-50kV图 3-5 单母分段接线方案 2 采用双母线接线 如图 3-6河南理工大学毕业设计（论文）说明书11图 3-6 双母接线主接线方案比较如下表表 3-1 主接线方案比较 Table 3-1 main wiring Comparison方案 1 方案 2单母分段接线 双母接线技术 1 不会造成全所停电 1 供电可靠2 调度灵活 2 调度灵活3 保证对重要用户的供电 3 扩建方便4 任一断路器检修， 4 便于实验该回路必须停止工作 5 易误操作经济 占地少、设备少 设备多、配电装置复杂投资和占地面少河南理工大学毕业设计（论文
27、）说明书12经过综合比较方案在经济性上比方案好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。所以选用方案。2.4 站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。表 3-2 主接线方案比较Table 3-2 main wiring Comparison方案 1 方案 2单母分段接线 单母接线技术 1 不会造成全所停电 1 简单清晰、操作方便、易于发展2 调度灵活 2 可靠性差、灵活性差 3 保证对重要用户的供电 4 任一断路器检修， 该回路必须停止工作5 扩展时需向两个地方均衡发展经济 占地少、设备少 设备少、投资小经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可
28、靠性和灵活性较高的方案。河南理工大学毕业设计（论文）说明书134 短路电流的计算4.1 各回路最大持续工作电流根据公式 maxmax3egSUI式中 - 所统计各电压侧负荷容量 - 各电压等级额定电压e- 最大持续工作电流maxgImax3egSI= /axgIeU则：10kV =7.72MVA/ 10kVaxgI3=445A35kV =10 MVA/ 35kVmaxgI=165A河南理工大学毕业设计（论文）说明书144.2 短路电流计算的目的及一般规定4.2.1 短路的原因产生短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏所致。绝缘损坏是由于绝缘老化、过电压、机械损伤等造成。其他如操作人员带负荷拉
29、闸或则检修后未拆除接地线就送电等误操作；鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等自然现象也能引起短路。4.2.2 短路的种类在三相供电中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等。第一种短路称为对称短路，后三种通称为不对称短路。一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都可以归纳为对称短路的计算。就上述几种短路故障而言，出现单相短路故障的几率最大，三相短路故障的几率的最小。但在配电系统中，三相短路的后果最严重，因此以此验算电器设备的能力。4.2.3 研究短路的目的为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在变电所和供电系统的设计和运行中，必须用短路电流计算，以解决下列技
30、术问题：1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。2）选择和整定继电保护装置，使之能正确得切除短路故障。3）确定限流措施，当短路电流过大在造成设备选择困难或不够经济时，可采取限制短路电流的措施。4）确定合理的主接线方案和主要运行方式。4.2.4 进行短路计算的基本假设供电系统短路的物理过程是很复杂的，影响因数很多，为了简化分析和计算，采取一些合理的假设以满足工程计算的要求。通常采取以下基本假设河南理工大学毕业设计（论文）说明书151）忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的个元件参数为恒定。2）忽略各元件的电阻。高压电网的各种电气元件，其电阻一般都比电抗小得多。在计算短
31、路电流时，即便 R=1/3 X，忽略电阻所求得的短路电流仅增大 5%，这在工程上是允许的。但电缆线路或小截面架空线路当R1/3 X 时，电阻不能忽略。此外，在计算暂态过程的时间常数时，电阻不能忽略。3）忽略短路点的过度电阻。过度电阻是指相与相之间短接所经过的电阻，如被外来物体短接时，外来物体的电阻、接地短路的接地电阻，电弧短路点电弧电阻等，一般情况下，都以金属性短路对待，只是在某些地方继电保护的计算中才考虑过渡电阻。4）除不对称故障处出现局部不对称外，实际的电力系统通常都可以当做三相对称的。对于以上各点假设，必须注意他们的适用条件，要具体问题具体分析。4.3 短路电流计算4.3.1 短路计算的
32、步骤1）设定基准容量 和基准电压 ，计算短路点基准电流dSdUdI2）计算短路回路中各主要元件的电抗标幺值3）绘制短路回路的等效电路，按阻抗串并联求等效阻抗的方法，化简电路，计算短路回路的总电抗标幺值 4.3.2 基准值的选取与计算根据原始设计资料，取：基准容量： =100MVA；dS35kV 母线基准电压： =35kV；则 = = =1.65kA；35dU35I35dUS1010kV 母线基准电压： =10kV；则 = = =5.77kA；10d10dI10d最大运行方式下系统标么电抗： =0.18；min.*sX河南理工大学毕业设计（论文）说明书16最小运行方式下系统标么电抗： =0.26
33、。max.*sX4.3.3 各元件相对电抗的计算1）35kV 架空进线线路相对电抗两回进线的距离均为 4 ，取架空线路的 =0.4 ， =4 ，则：k0xk/lm= / =0.44100/ =0.13*351lX0xdS235U2352）变压器相对电抗变压器的主要参数为： =10000kVA， =7.5，1TS%kU则： = = = =0.75*1T2X10dk05.73) 10kV 架空线路取一出线，距离为 4 ， =0.4 ，则：km0xk/= / =0.44100/ =1.6*10XxldS210U213）计算阻抗图如图 3-135kV10kV0.130.750.751K2K3K1.6图
34、 4-1 阻抗图河南理工大学毕业设计（论文）说明书174.3.4 短路电流的计算1）k1 点短路（1）最大运行方式系统总相对电抗 1minin10.38.1l短路电流相对值=1/0.31=3.221inkI实际短路参数kA(3)11.265.31kjIkA(3).54shKiI（2）最小运行方式系统总相对电抗=0.26+0.13=0.391maxax1l短路电流相对值1/0.39=2.561axkI实际短路参数 (3)12.5613.9kkjI AkA2(3)0.84kI2）k2 点短路（1）最大运行方式系统总相对电抗 2minin10.318.75/20.68lb短路电流相对值 22in1.
35、46kI实际短路参数kA(3)22.578.2kjIkA(3).41shKiI（2）最小运行方式河南理工大学毕业设计（论文）说明书18系统总相对电抗=0.26+0.13+0.75/2=0.8151maxax2bl短路电流相对值kA2in2ax1.kI(3) 57.03j kA实际短路参数(2)(3)20.86.6.kkII3）k3 点短路（1）最大运行方式系统总相对电抗 3minin110+.380.75/21.685lbX短路电流相对值 33in1.4kI实际短路参数kA()330.572.kjIkA()2. 643shKiI（2）最小运行方式系统总相对电抗=0.26+0.13+0.75/2
36、+1.6=2.4152maxax110lbX短路电流相对值kA3in3ax.4kI()0572.38jIkA实际短路参数(2)(3)3.860kkII短路电流计算结果如下表表 4-1 短路电流计算结果Table 4-1 short-circuit current calculation results河南理工大学毕业设计（论文）说明书19短路点 短路点 最大运行 短路点平 稳态短路 短路电流位置 编号 方式 均工作电 电流有效 冲击值压 U（Kv） 值 I（kA） i（kA）35kV 最大 37 5.31 13.541K母线 最小 37 3.9910Kv 最大 10.5 8.42 21.472
37、母线 最小 10.5 6.0510kV 最大 10.5 2.52 6.433K架空线 最小 10.5 2.055 电气设备的选择5.1 电气设备选择的一般原则电器的选择是根据环境条件和供电要求确定其型式和参数，保证电器正常运行时安全可靠，故障时不致损坏，并在技术合理的情况下注意节约。还应根据产品生产情况与供应能力统筹兼备，条件允许时优先使用先进设备。5.1.1 电气设备选择的一般原则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。河南理工大学毕业设计（论文）说明书203）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
38、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。5.1.2 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 不得低于装设处电网的额定电压 U，即 UmaxU2）电流选用的电器额定电流 IN 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 INIg5.1.3 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
39、热稳定条件2rtdIQ“2210/dddtttII在计算时间 ts 内，短路电流的热效应（kA 2S）dt 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA 2S）IT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 按下式计算式中 继电保护装置动作时间内（S）dttd断路的全分闸时间（s）t4）动稳定校验河南理工大学毕业设计（论文）说明书21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： chdwichdwI上式中 ， 短路冲击电流幅值及其有效值I， 允许通过动稳定电流的幅值和有效值dwi5）绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必
40、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。5.2 高压断路器高压断路器除在正常情况下通、断电路外，主要是在电力系统发生故障时，自动而快速地将故障切除，以保证电力系统及设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、 断路器和真空断路器等。 6SF1）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
41、修。2）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。（4）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油化目河南理工大学毕业设计（论文）说明书22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，且造价高，所以选用真空断路器。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
42、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 如下表表 5-1 断路器的技术参数Table 5-1 parameter breaker technology电压 型号 额定 额定 动稳定rI2rt等级 电压 电流 电流35kV ZN12-35 35kV 1600A 25 25kA25410kV ZN5-10 10Kv 630A 20kA按正常情况进
43、行校验1）35kV 断路器（1）对于电压情况=40.5kV =35kValmUsm符合条件。（2）对于电流情况35kV 侧的长时间持续电流为=156ANcacSI31035则=1600A =156ANImaxI符合条件。（2）热稳定电流的校验：河南理工大学毕业设计（论文）说明书23最大稳定的短路电流的作用时间 =3.06s。并由热稳定电流的校验公kt式及断路器的技术参数得到= =4.580.875=4.65kA25kArwIkrt符合条件。3）电动力稳定的校验：由电动力的校验公式得到=25kA =13.54kAesishi按正常情况下和短路情况下电压、电流、动稳定、热稳定等几种方式进行校验后,
44、可以看出：ZN12-35 型断路器符合实际要求。1）10KV 断路器（1）对于电压情况=12kV =10kValmUsm符合条件。（2）对于电流情况10kV 侧的长时间持续电流为=445A103cacNIS则=630A =445ANImaxI符合条件。（2）热稳定电流的校验：最大稳定的短路电流的作用时间 =3.06s。并由热稳定电流的校验公kt式及断路器的技术参数得到= =8.420.875=7.36kA20kArwIkrt符合条件。3）电动力稳定的校验：由电动力的校验公式得到河南理工大学毕业设计（论文）说明书24=25kA =21.42kAesishi按正常情况下和短路情况下电压、电流、动稳
45、定、热稳定等几种方式进行校验后,可以看出：ZN5-10 型断路器符合实际要求。5.3 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。1）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
46、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。2）又根据最大持续工作电流及短路电流得知 如下表 表 5-2 隔离开关的技术参数Table 5-2 the technical parameters of Disconnectors电压 型号 额定 额定 动稳定 4s 热稳定等级 电压 电流 电流 电流35kV GW4-35 35kV 1000A 50 20kA10kV GN8-10 10kV 600A 75 25kA/5S3） 校验（1）35kV 高压隔离开关校验河南理工大学毕业设计（论文）说明书25动稳定校验： maxshi动稳定电流 =50kA，35kV 侧短
47、路冲击电流为 =13.54kAaxi shi即： 满足动稳定条件shi热稳定校验： 22eqthItI，kopct/1S.501.4.69c查周期分量等值时间曲线可得 S2.35eqt即： 2243.7满足热稳定条件。（2）10KV 高压隔离开关校验动稳定校验： maxshi动稳定电流 =75kA，10kV 侧短路冲击电流为 =21.42kAaxi shi即： 满足动稳定条件sh热稳定校验： 22eqthItI，kopct/1IS2.501.42.69kc查周期分量等值时间曲线可得 S35eqt即： 22满足热稳定条件。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
