【導(dǎo)讀】電能是當(dāng)今城市發(fā)展最重要的能源和動力。近年來，我國的電力工業(yè)在持續(xù)迅速。的發(fā)展，社會生產(chǎn)和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。的核心部分是變電所，因此，設(shè)計(jì)和建造一個安全、經(jīng)濟(jì)的變電所，是極為重要的。的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。而變電所是作為電力系統(tǒng)的一部分，在連接輸電系統(tǒng)和配點(diǎn)。我們這次選題的目的是將大學(xué)所學(xué)過的《電力工程》、《電力系統(tǒng)

　　

【正文】 = 求短路電流有名值 IJ=SJ/ 3UJ= KA Id1=Id1,*IJ= KA 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 求沖擊電流 Ish= 2 Id1= Id1= Sd1= 3UJ*Id1= 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 5 主要電氣設(shè)備選擇 電氣選擇的一般原則為 ○1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； ○2應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn) :年最高溫度： 38℃ 年最低溫度： 5℃ 年平均溫度 20℃ 海拔高度： 200m 雷暴日數(shù)： 30 日 /年 土質(zhì)：粘土、土壤電阻率 ρ＜ 250 歐．米 ○3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； ○4 與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； ○5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。 高壓斷路器的選擇 考慮到可靠性、經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電所設(shè)備的無油化目標(biāo)，故在 110kV側(cè)和 35kV側(cè)采用六氟化硫斷路 器、 10kV側(cè)采用真空斷路器。斷路器規(guī)范的選擇按照《電力工程設(shè)計(jì)手冊（ 1冊）》第 259頁的表 46確定。 項(xiàng)目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗(yàn) 按熱穩(wěn)定校驗(yàn) 斷路器 Uzd≥Ug Ie≥Ig Idn≥I〃 igf≥ich It≥I∞tjt 斷路器是供電系統(tǒng)是最重要的開關(guān)電器，它不僅能安全地切合負(fù)荷電流，而且更重要的是它還有可靠和迅速地切除短路電流。按電壓等級選擇斷路器， 110KV、電壓等級中主要是少油斷路器，真空斷路器 SF6斷路器 ,110KV 側(cè)的斷路器選擇 SF6斷路器。 高壓 SF6 斷路器是以 SF6 氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的新型高壓斷路器。與傳統(tǒng)觀念的高壓斷路器相比， SF6 斷路器具有安全可靠、開斷性能好、無火災(zāi)和爆炸的危險、不必?fù)?dān)心材料的氧化和腐蝕、適用的溫度和壓力范圍大、冷卻特性好、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 質(zhì)量輕、操作噪音小及檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。 110kV 最大持續(xù)工作電流 Imax=393（ A） 根據(jù) Uns和 Imax，選擇 LW6110型斷路器。 由《電力工程電氣設(shè)備手冊》查得，固有分閘時間 tim= s ta 取 tk=tpr+tim+ta=4++= s Qk= tk(I’’2+10222 tkTk II ?)/12= (KA)2S It2t=*3=2977(KA)2S 列出所選斷路器有關(guān)參數(shù)與計(jì)算結(jié)果相比較 查電氣設(shè)備手冊選擇用 LW6—110I 型號高壓斷路器 ,其技術(shù)參數(shù)如表 計(jì)算結(jié)果 LW6110 Ug 110kV Uzd 110kV Ig 393A Ie 1600A I〃 Idn ich igf 80KA Qk (KA)2S It2t 2977(KA)2S 35kV 最大持續(xù)工作電流 Imax=637（ A） 根據(jù) Uns和 Imax，選擇 LW1635型斷路器。 由《電力工程電氣設(shè)備手冊》查得，固有分閘時間 tim= s ta 取 tk=tpr+tim+ta=3++= Qk= tk(I’’2+10222 tkTk II ?)/12= (KA)2S It2t=252*4=2500(KA)2S 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 列出所選斷路器有關(guān)參數(shù)與計(jì)算結(jié)果相比較 計(jì)算結(jié)果 LW1635 Ug 35kV Uzd 35kV Ig 637A Ie 3150A I〃 Idn 25KA ich igf 63KA Qk (KA)2S It2t 2500(KA)2S 由上表可見各項(xiàng)條件均滿足要求，故所選 LW1635型 SF6斷路器合格。 10kV 最大持續(xù)工作電流 Imax=2572（ A） 根據(jù) Uns和 Imax，選擇 ZN10/315040型真空斷路器。 由《電力工程電氣設(shè)備手冊》查得，固有分閘時間 tim= s ta 取 tk=tpr+tim+ta=3++= Qk= tk(I’’2+10222 tkTk II ?)/12= (KA)2S It2t=402*2=3200(KA)2S 列出所選斷路器有關(guān)參數(shù)與計(jì)算結(jié)果相比較 計(jì)算結(jié)果 LW6110 Ug 10kV Uzd 10kV Ig 2572A Ie 3150A I〃 Idn 40KA ich igf 100KA 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 Qk (KA)2S It2t 3200(KA)2S 由上表可見各項(xiàng)條件均滿足要求，故所選 ZN10/315040型真空斷路器合格。 110kV側(cè) LW6110型斷路器 35kV側(cè) LW1635型斷路器 10kV側(cè) ZN10/315040型真空斷路器 以上所選均滿足環(huán)境溫度的要求 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)型式的選擇，除應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)比較后確定。隔離開關(guān)規(guī)范 的選擇按照下表確定 110kV側(cè)、35kV側(cè)和 10kV側(cè)隔離開關(guān)。 110kV 側(cè) 最大持續(xù)工作電流 Imax=393（ A） 根據(jù) Uns 和 Imax，選擇 GW4110型戶外高壓隔離開關(guān)。 列出所選隔離開關(guān)有關(guān)參數(shù)與計(jì)算結(jié)果相比較 計(jì)算結(jié)果 GW4110 Ug 110kV Uzd 110kV Ig 393A Ie 630A 由上表可見各項(xiàng)條件均滿足要 求，故所選 GW4110型戶外高壓隔離開關(guān)合格。 35kV 側(cè) 項(xiàng)目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗(yàn) 按熱穩(wěn)定校驗(yàn) 隔離開關(guān) Uzd≥Ug Ie≥Ig — — — 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 最大持續(xù)工作電流 Imax=637（ A） 根據(jù) Uns 和 Imax，選擇 GW435型戶外高壓隔離開關(guān)。 列出所選隔離開關(guān)有關(guān)參數(shù)與計(jì)算結(jié)果相比較 計(jì)算結(jié)果 GW435 Ug 35kV Uzd 35kV Ig 637A Ie 630A 由上表可見各項(xiàng)條件均滿足要求，故所選 GW435型戶外高壓隔離開關(guān)合格。 10kV 側(cè) 最大持續(xù)工作電流 Imax=2572（ A） 根據(jù) Uns 和 Imax，選擇 GN1010T/3000型 戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)。 列出所選隔離開關(guān)有關(guān)參數(shù)與計(jì)算結(jié)果相比較 計(jì)算結(jié)果 GN1010T/3000 Ug 10kV Uzd 10kV Ig 2572A Ie 3000A 由上表可見各項(xiàng)條件均滿足要求，故所選 GN1010T/3000型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)合格。 以上所選均滿足環(huán)境溫度的要求 母線的選擇 選擇材料：鑒于鋁廉價、豐富，采用鋁或鋁合金作為導(dǎo)體材料。選擇為變電所母線，故選用硬導(dǎo)體 導(dǎo)體截面選擇：母線按照導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇 電暈電壓校驗(yàn)：對 110kV側(cè)母線進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由 Smin= CQkKs計(jì)算出由熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面 動穩(wěn)定校驗(yàn)：導(dǎo)體按彎曲情況進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算 110kV 側(cè) 110kV母線采用單母分段帶旁母， Imax=393 A 年最高氣溫 40 ℃ 年最低氣溫 － 25 ℃ 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 年平均氣溫 20 ℃ 矩形導(dǎo)體集膚效應(yīng)大、電暈損耗大，故不采用矩形導(dǎo)體。 110kV母線采用管形母線， LF21鋁錳合金導(dǎo)體。 （ 1）導(dǎo)體截面按長期發(fā)熱允許電流選擇 查表得計(jì)及日照時屋外管形導(dǎo) 體在實(shí)際環(huán)境溫度 40 ℃ 時 K= 根據(jù) Imax≤KI80 求出 I80≥393/=390A 查表選出符合條件的管形鋁錳合金導(dǎo)體 導(dǎo)體尺寸(mm) 導(dǎo)體截面（ mm2） 導(dǎo)體最高允許溫度為 80時的載流量（ A） 截面系數(shù) W（ cm3） 慣性半徑r1(cm) 慣性矩J(cm4) φ30/25 216 565 φ40/35 294 712 （ 2）電暈電壓校驗(yàn) 當(dāng)所選管形導(dǎo)體外徑大于、等于下列數(shù)值時，可不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)： 110kV LGJ70/φ20 由于所選管形鋁錳合金導(dǎo)體外徑 φ30或 φ40，故不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn) （ 3）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 若計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù) Ks 的影響，可得由熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面為 Smin= CQkKs 查表得 40 ℃ 時鋁錳合金的 C=99 管形導(dǎo)體 Ks=1 Qk= tk(I’’2+10222 tkTk II ?)/12= (KA)2S= *106（ A2S） 則 Smin= CQk s=264 （ mm2） 由于 216〈 264〈 294 故選擇導(dǎo)體截面 294（導(dǎo)體尺寸 φ40/35）的 LF21管形鋁錳合金導(dǎo)體 經(jīng)過校驗(yàn)，選擇單條 LF21—φ40/35的管形鋁錳合金母線 35kV 側(cè) 35kV母線采用單母分段帶旁母接線， Imax=637 A 年最高氣溫 40 ℃ 年最低氣溫 － 25 ℃ 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 年平均氣溫 20 ℃ 35kV母線采用單條矩形母線， LMY鋁導(dǎo)體。 考慮到母線處于室外，載流量要求不太高，故選擇三相水平布置，導(dǎo)體平放。 （ 1）導(dǎo)體截面按長期發(fā)熱允許電流選擇 查表得不 計(jì)及日照時屋外矩形導(dǎo)體在實(shí)際環(huán)境溫度 40 ℃ 時 K= 根據(jù) Imax≤KI70 求出 I70≥637/= 查表選出符合條件的矩形導(dǎo)體 導(dǎo)體尺寸h*b(mm) 單條 截面 (mm2) 質(zhì)量（ Kg/m） 平放 豎放 Ks 50*4 565 594 200 50*5 637 671 250 （ 2）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 若計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù) Ks 的影響，可得由熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面為 Smin= CQkKs 查表得 40 ℃ 時硬鋁的 C=99 矩形導(dǎo)體 Ks=1 Qk= tk(I’’2+10222 tkTk II ?)/12= (KA)2S= *106（ A2S） 則 Smin= CQk s= （ mm2） 由于 〈 200〈 250 則兩種尺寸均合適。 （ 3）動穩(wěn)定校驗(yàn) Ish= KA=20326A 動應(yīng)力系數(shù) β=1 相間距離 a= 跨矩 L= 由公式 Fph=?27 110* Isha? 求出母線相間電動力： Fph= 查表可知硬鋁的最大允許應(yīng)力 σa=70*106（ Pa） 由 σa≥σph=FphL2/10W 可得： W≥FphL2/10σa=**107=*107 由于導(dǎo)體為平放，則 W =bh2/6 分別求出 W1=*107 W2=*107 均不滿足條件 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 重新選擇鋁母 導(dǎo)體尺寸h*b(mm) 單條 截面 (mm2) 質(zhì)量（ Kg/m） 平放 豎放 Ks 63*8 995 1082 504 （ a）導(dǎo)體截面按長期發(fā)熱允許電流選擇 長期發(fā)熱允許電流 Imax=995I70= 滿足要求 （ b）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 若計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù) Ks 的影響，可得由熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面為 Smin= CQkKs 查表得 40 ℃ 時硬鋁的 C=99 矩形導(dǎo)體 Ks= Qk= tk(I’’2+10222 tkTk II ?)/12= (KA)2S= *106（ A2S） 則 Smin= CQk s= （ mm2） 由于 〈 504 滿足要求 （ c）動穩(wěn)定校驗(yàn) Ish= KA=20326A 動應(yīng)力系數(shù) β=1 相間距離 a= 跨矩 L= 由公式 Fph=?27 110* Isha? 求出母線相間電動力： Fph= 查表可知硬鋁的最大允許應(yīng)力 σa=70*106（ Pa） 由 σa≥σph=FphL2/10W 可得： W≥FphL2/10σa=**107=*107 由于導(dǎo)體為平放，則 W =bh2/6 求出 W=*107〉 *107 滿足要求 經(jīng)過動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，選擇單條 LMY—63*8的矩形鋁母線 10kV 側(cè) 10