【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是110KV中間變電站一次部分設(shè)計(jì)。變電站直接影響著。電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，聯(lián)系著發(fā)電廠和用戶，具有分配和轉(zhuǎn)化電能的作用。設(shè)備的選擇、配電裝置的布置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。的分析進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號，并從安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性等方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線方案。然后，進(jìn)行了短路電流計(jì)。電流互感器、電壓互感器、母線等主要電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。

　　

【正文】 電氣設(shè)備的額定電流 IN 不得低于裝設(shè)回路最大持續(xù)工作電流 Imax,即 IN≥ Imax。計(jì)算回路的 Imax應(yīng)該考慮回路中各種運(yùn)行方式下的在持續(xù)工作電流：變壓器回路考慮在電壓降低 5％時(shí)出力保持不變，所以 Imax＝ IN。 （ 3）環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響。當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)應(yīng)采取措施。電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下 ，能允許長期通過的最大工作電流。此時(shí)電氣設(shè)備的長期發(fā)熱溫升不超過其允許溫度。我國生產(chǎn)的電河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 22 氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度為 40。 C，所以周圍的環(huán)境溫度應(yīng)該接近于電氣設(shè)備額定環(huán)境溫度。 按短路狀態(tài)校驗(yàn) （ 1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過所選的電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度不應(yīng)該超過允許值： It2t≥ Qk 式中： Qk— 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) It2t— 電氣設(shè)備允許通過的熱效應(yīng) （ 2）動穩(wěn)定校驗(yàn)：所選電氣設(shè)備通過最大短路電流值時(shí)，不應(yīng)因短路電流的 電動力效應(yīng)而造成變形或損壞 ,滿足動穩(wěn)定的條件為： ies ≥ ish或 Ies ≥ Ish 式中： ish、 Ish— 短路沖擊電流幅值及其有效值 ies、 Ies— 電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值及其有效值 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇 110kV 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 (1)額定電壓： UN≥ USN=110kV (2)額定電流： IN≥本變電站 110kV 側(cè)計(jì)算電流 Ijs110 IN≥ 120A (3)查資料選擇斷路器及隔離開關(guān)的型號及參數(shù)如下表 和表 所示 表 110kV 斷路器的選擇表 型號 數(shù)量 技術(shù)參數(shù) 額定電流 I（ A） 額定開斷電流（ KA） 動穩(wěn)定電流 (kA) 3秒熱穩(wěn)定電流 (kA) 固有分閘時(shí)間(S) 合閘 時(shí)間 (S) LW（ OFPT）110/1600 4 1600 80 表 110kV 隔離開關(guān)的選擇表 型號 數(shù)量 技術(shù)參數(shù) 額定電壓 (kV) 最高工作電 壓 (kV) 額定電流 （ A） 動穩(wěn)定電流(kA) 4 秒熱穩(wěn)定電流 (kA) GW13110 8 110 126 630 55 16 由上表可知： 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 23 斷路器 ① UN=110kV=USN ② IN=1600A120A ③此斷路器的額定開斷電流 ，大于 IK=， 隔離開關(guān) ① UN=110kV=USN ② IN=630A120A (4)按短路條件校驗(yàn) 動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 斷路器： 110kV 母線短路三相沖擊電流 ish=(kA)，此斷路器的動穩(wěn)定電流ies=80(kA)， 即 ishies，符合動穩(wěn)定要求 隔離開關(guān)： 110kV 母線短路三相沖擊電流 ish=(kA)，此隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電流 ies=55(kA)， 即 ishies，符合動穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定校 驗(yàn)： 設(shè)后備保護(hù)動作時(shí)間 ，所選斷路器的固有分閘時(shí)間 ，選擇熄弧時(shí)間 t=。則短路持續(xù)時(shí)間 tk=++ =2s1s。 因?yàn)殡娫礊闊o限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時(shí)間大于 1s 而忽略不計(jì) 則短路熱效應(yīng)： Qk=k2tk2t k/ 2239。39。p t12 I10IIQ ??? =IK2tk =?2 = kA2 S 斷路器允許熱效應(yīng)： It2t=?3= kA2 S ＞ Qk 隔離開關(guān)允許熱效應(yīng)： It2t=162?4=1024 kA2 S ＞ Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。 以上各參數(shù)經(jīng)校驗(yàn)均滿足要求，故選用 LW（ OFPT） 110/1600 斷路器和GW13110 隔離開關(guān)。 35kV 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 (1)額定電壓： UN≥ USN=35kV (2)額定電流： IN≥本變電站 35kV 側(cè)計(jì)算電流 Ijs35 即 IN≥ 421A (3)查資料選擇斷路器及隔離開關(guān)的型號及參數(shù)如下表 和 所示 表 35kV 斷路器的選擇表 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 24 型號 數(shù)量 技術(shù)參數(shù) 額定電流 I（ A） 額定開斷電流（ KA） 動穩(wěn)定電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流 (kA) 固有分閘時(shí)間(S) 合閘 時(shí)間 (S) 4 1600 25 63 25 表 35kV 隔離開關(guān)的選擇表 型號 數(shù)量 技術(shù)參數(shù) 額定電壓(kV) 額定電流 （ A） 動穩(wěn)定電流(kA) 5 秒熱穩(wěn)定電流(kA) GW2－ 35T 8 35 1000 70 由上表可知： 斷路器 ① UN=35kV=USN ② IN=1600A421A ③此斷路器的額定開斷電流 25KA，大于 IK=， 隔離開關(guān) ① UN=35kV=USN ② IN=1000A421A (4)按短路條件校驗(yàn) 動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 斷路器： 35kV 母線短路三相沖擊電流 ish=(kA)，此斷路器的動穩(wěn)定電流ies=63(kA)， 即 ishies，符合動穩(wěn)定要求 隔離開關(guān)： 35kV 母線短路三相沖擊電流 ish=(kA)，此隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電ies=70(kA)， 即 ishies，符合動穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 設(shè)后備保護(hù)動作時(shí)間 ，所選斷路器的固有分閘時(shí)間 ，選擇熄弧時(shí)間 t=。則短路持續(xù)時(shí)間 tk=++ =1s。 因?yàn)殡娫礊闊o限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時(shí)間大于 1s 而忽略不計(jì) 則短路熱效應(yīng)： Qk=k2tk2t k/ 2239。39。p t12 I10IIQ ??? =IK2tk =? = S 斷路器允許熱效應(yīng)： It2t=252?4=2500kA2 S ＞ Qk 隔離開關(guān)允許熱效應(yīng)： It2t=? 5=3781kA2 S ＞ Qk 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 25 熱穩(wěn)定滿足要求。 以上各參數(shù)經(jīng)校驗(yàn)均滿足要求，故選用 GN2－ 35T隔離開關(guān) 。 10kV 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 (1)額定電壓： UN≥ USN=10kV (2)額定電流： IN≥本變電站 10kV 側(cè)計(jì)算電流 Ijs10 IN≥ 815A (3)查資料選擇斷路器及隔離開關(guān)的型號及參數(shù)如下 表 和表 所示 表 10kV 斷路器的選擇表 型號 數(shù)量 技術(shù)參數(shù) 額定電流 I（ A） 額定開斷電流（ KA） 動穩(wěn)定電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流 (kA) 固有分閘時(shí)間(S) 合閘 時(shí)間 (S) LW310/1000 10 1000 表 10kV 隔離開關(guān)的選擇表 型號 數(shù)量 技術(shù)參數(shù) 額定電壓(kV) 額定電流 （ A） 動穩(wěn)定電流(kA) 4 秒熱穩(wěn)定電流(kA) GW910/1000 20 10 1000 由上表可知： 斷路器 ① UN=10kV=USN ② IN=1000A815A ③此斷路器的額定開斷電流 ，大于 IK=， 隔離開關(guān) ① UN=10kV=USN ② IN=1000A815A (4)按短路條件校驗(yàn) 動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 斷路器： 10kV 母線短路三相沖擊電流 ish=(kA)，此斷路器的動穩(wěn)定電流ies=(kA)， 即 ishies，符合動穩(wěn)定要求 隔離開關(guān)： 10kV 母線短路三相沖擊電流 ish= (kA)，此隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電ies=(kA)， 即 ishies，符合動穩(wěn)定要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 26 設(shè)后備保護(hù)動作時(shí)間 ，所選斷路器的固有分閘時(shí)間 ，選擇熄弧時(shí)間 t=。則短路持續(xù)時(shí)間 tk=++=1s。 因?yàn)殡娫礊闊o限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時(shí)間大于 1s 而忽略不計(jì) 則短路熱效應(yīng)： Qk=k2tk2t k/ 2239。39。p t12 I10IIQ ??? =IK2tk =? = kA2 S 斷路器允許熱效應(yīng)： It2t=?4=625kA2 S ＞ Qk 隔離開關(guān)允許熱效應(yīng)： It2t=? 4=625kA2 S ＞ Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。 以上各參數(shù)經(jīng)校驗(yàn)均滿足要求，故選用 LW310/1000 斷路器和 GW910/1000隔離開關(guān) 。 互感器的選擇 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流 按比例變成低電壓（ 100、 100/ 3 ）和小電流（ 1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護(hù)等。 為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時(shí)的安全，互感器的每一個(gè)二次繞組必須有一可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。 互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類。一般有電磁式和電容式兩類。 電流互感器的選擇 電流互感器種類的選擇 電流互感器按絕緣結(jié)構(gòu)可分為：澆注式、瓷絕緣式、油侵式等；按安裝方式可分為： 戶內(nèi)式、戶外式、裝入式、穿墻式；按結(jié)構(gòu)型式可分為：多匝式、單匝式、母線式；按測量特性（用途）可分為：測量用、保護(hù)用、計(jì)量用等。 （ 1） 320kv 屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣構(gòu)成或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。 （ 2） 35kv 及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立電流互感器，有條件時(shí)，應(yīng)采用套管式電流互感器。 （ 3）當(dāng)繼電保護(hù)裝置有特殊要求時(shí)，應(yīng)采用專用的電流互感器，如系統(tǒng)繼電保護(hù)中的快速保護(hù)應(yīng)選用暫態(tài)特性好的互感器。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 27 （ 4）選擇母線式電流互感器時(shí)，尚應(yīng)校驗(yàn)窗口 允許穿過的母線尺寸。 按額定電壓選擇 電流互感器的額定電壓應(yīng)不小于裝設(shè)處電流互感器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。 按額定電流選擇 根據(jù) I1N= Ijs 確定電流互感器一次額定電流 短路動穩(wěn)定度的校驗(yàn) 電流互感器的動穩(wěn)定度校驗(yàn)，應(yīng)滿足的條件仍為前式： ies ≥ ish或 Ies ≥ Ish，但有的電流互感器產(chǎn)品給出的是其動穩(wěn)定倍數(shù) Kes，因此其動穩(wěn)定度校驗(yàn)公式為： Kes 2 I1N≥ ish 式中， I1N為電流互感器的額定一 次電流。 短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn) 電流互感器的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，應(yīng)滿足的條件仍為前式： It2t≥ Qk，但有的電流互感器產(chǎn)品給出的是熱穩(wěn)定倍數(shù) Kt，因此其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)公式為： (KtI1N)t≥ ?I 2 tima 大多數(shù)電流互感器產(chǎn)品的熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間 t 為 1s，因此其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)公式則為： KtI1N≥ ?I tima1/2 110KV 側(cè)電流互感器選擇 ○1U1N≥ U1g=110kV ○2I1N≥ Ijs110= 120=150A ○3查資料選擇電流互感器的型號及參數(shù)見下表 所示 表 主變 110kV 側(cè)電流互感器選擇表 型號 技術(shù)參數(shù) 電流比 級次組合 Kes Kt LCWD110 400/5 D1/D2/ 150 75/1s L表示電流互感器， C表示瓷絕緣， W 表示戶外， D 表示 D級。 ○4校驗(yàn)： 1）熱穩(wěn)定校 驗(yàn)： 由前面計(jì)算可知 110kV 母線三相短路熱容量： Qk= kA2S (KtI1N)2t=(75 )2 1=900kA2S 即 Qk(KtI1N)2t符合要求 2）動穩(wěn)定校驗(yàn)： Kes 2 I1N≥ ish Kes=150； I1N=400A； ish= Kes 2 I1N=150 2 = 則 Kes 2 I1N≥ ish，符合要求 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第五章 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 28 通過以上校驗(yàn)可知，選擇的電流互感器符合要求 。 35KV 側(cè)電流互感器選擇 ○1U1N≥ U1g=35kV ○2I1N≥ Ijs35= 421= ○3查資料選擇電流互感器的型號及參數(shù)見下表 所示 表 主變 35kV 側(cè)電