变电所电气设备选型手册.docx
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变电所电气设备选型手册
变电所电气设备选型手册
1电气设备选择的一般条件
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、应按当地环境条件校核;3、应力求技术先进和经济合理;4、与整个工程的建设标准应协调一致;5、同类设备应尽量减少品种;
6、选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。
在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。
1.2电气设备选择的技术条件
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、长期工作条件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：
UmaxUg。
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IeIg。
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，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。
3机械荷载
所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用
力。
2、短路稳定条件1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三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，应按严重情况校验。
②用熔断器保护的电器可不验算热稳定。
当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。
2短路的热稳定条件
It2tQk7-1式中Qk—在计算时间ts秒内，短路电流的热效应kA2*S;
It—t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值kA;t—设备允许通过的热稳定电流时间s。
3短路的动稳定条件
ishidf7-2IshIdf7-3式中ish—短路冲击电流峰值kA;Ish—短路全电流有效值kA;
idf—电器允许的极限通过电流峰值kA;Idf—电器允许的极限通过电流有效值kA。
3、绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。
电器的绝缘水平，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。
当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。
表7.1选择高压电器应校验的项目表
注：
表中为应进行校验的项目
2断路器隔离开关的选择
2.135kV侧进线断路器、隔离开关的选择
流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流
Imax2STN/3UTN=220000/35=659.83A7-4
额定电压选择UNUg35kV额定电流选择INImax659.83A开断电流选择INbrIb5.3170KA
本设计中35kV侧采用SF6断路器，因为与传统的断路器相比，SF6断路器采用SF6气体作为绝缘和灭弧介质，这种断路器具有断口耐压高，允许的开断次数多，检修时间长，开断电流大，灭弧时间短，操作时噪声小，寿命长等优点。
因此可选用LW8—35AT型户外高压SF6断路器。
选用的断路器额定电压为35kV，最高工作电压为40.5kV，系统电压35kV满足要求。
选用的断路器额定电流1600A，去除1.8%的温度影响为1571A，大于最大持
续工作电流，满足要求。
选用的断路器额定短路开断电流20kA，大于短路电流周期分量有效值5.3170kA，满足要求。
动稳定校验：
ish=13.5583kA
热稳定校验：
由《电力工程电气设计手册电气一次部分》表6—5知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S，断路器分匝时间0.03S，则校验热效应计算时间为0.63S后面热稳定校验时间一样。
因此Qk=Ib2t=5.317020.63=17.8104[kA2S]。
电气设备It2t=2024=1600[kA2S]。
满足要求。
表7.2LW8—35AT具体参数比较表
隔离开关选择GW5—35W/1000型号隔离开关
选用的隔离开关额定电压为35kV，系统电压35kV满足要求。
选用的断路器额定电流1000A，去除1.8%的温度影响为998.2A，大于最大持续工作电流，满足要求。
动稳定校验：
ish=13.5583kA
热稳定校验：
Qk=17.8104[kA2
S]，设备It2t=2024=1600[kA2S]，满足要求。
表7.3GW5—35/1000具体参数比较表
2.235kV主变压器侧断路器、隔离开关的选择
流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流
/35Imax1.05SN/UN=1.0520000=341A7-5额定电压选择UNUg35kV额定电流选择INImax341A开断电流选择INbrIb5.3170kA
由上面表格知LW8—35AT型断路器和GW5—35/1000型隔离开关同样满足主变侧断路器和隔离开关的要求，动、热稳定校验也一样，所以选择同样的型号。
这也满足了选择设备同类设备应尽量较少品种的原则。
2.36kV侧断路器、隔离开关的选择
流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流
Imax2SN/3UN=2*20000/1.732*6=3849.00A
额定电压选择UNUg6kV额定电流选择INImax3849.00A开断电流选择INbrIb20.092kA
6kV侧选用P/VKYN30—7.2KV金属铠装移开式开关柜中的ZN28—6型真空断路器
选用的断路器额定电压为6kV，最高电压7.2kV，系统电压6kV满足要求。
选用的断路器额定电流4800A，去除1.8%的温度影响为4713.6A，大于最大持续工作电流，满足要求。
选用的断路器额定短路开断电流50kA，大于短路电流周期分量有效值20.092kA，满足要求。
动稳定校验。
ish=51.235kA
2
t=20.09220.63=254.3237[kA2S]。
电气设备热稳定校验。
Qk=I
It2t=5024=10000[kA2S]。
满足要求。
表7.4ZN28—6具体参数比较表
隔离开关选择GN25—6型隔离开关
选用的隔离开关额定电压6kV，最高工作电压7.2kV系统电压6kV，满足要求。
选用的隔离开关额定电流4000A，去除1.8%的温度影响为3928A，大于最大持续工作电流，满足要求。
动稳定校验：
ish=51.235kA
2
t=20.09220.63=254.3237[kA2S]。
电
气设备热稳定校验：
Qk=I
It2t=4024=6400[kA2S]。
满足要求。
表7.5GN25—10具体参数比较表
2.4选择的断路器、隔离开关型号表
表7.6断路器-隔离开关选择一览表
3母线的选择及校验3.1母线导体选择的一般要求
1、一般要求
裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验：
1工作电流;2经济电流密度;3电晕;
4动稳定或机械强度;5热稳定。
裸导体尚应按下列使用环境条件校验：
1环境温度;2日照;3风速;4海拔高度。
2、按回路持续工作电流
IxuIg
Ig—导体回路持续工作电流，单位为A;
Ixu—相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量，单位为A。
3、按经济电流密度选择
一般母线较长，负荷较大，在综合考虑减少母线的电能损耗。
减少投资和节约有色金属的情况下，应以经济电流密度选择母线截面。
可按下式计算，即Sj
其中Sj—经济截面，单位为mm2;Ip—回路持续工作电流，单位为A;
Ipj
7-6
j—经济电流密度，单位为A/mm。
2
3.235kV母线的选择
35kV的长期工作持续电流
Imax2SN/UN=220000/35659.83A
35kV主母线一般选用矩形的硬母线，选择LMY—10010立放矩形铝母线+400C时长期允许电流为1475A，母线平放时乘以0.95，则允许电流为1401A，满足35kV主母线持续电流659.83A的要求。
主母线动稳定校验
35kV母线固定间距取l=2000mm，相间距取a=300mm，母线短路冲击电流
ish=34.0291kA，计算母线受到的电动力，即
2lF1.76iPb1027-7a
200
1.7613.55832102=215.691kgf
30
2115.93N1kgf=9.81N
计算母线受的弯曲力矩，
Fl215.691200
7-84313.82kgfcm
1010
M
母线水平放置，截面为10010mm2，则b=10mm，h=100mm，计算截面系数，即
W0.167bh27-9
0.167110216.7
计算母线最大应力，即
M4313.82
258.31kgf/cmW16.7
7-10
258.319.81104Pa2534.0104Pa
小于规定的铝母线极限应力6860104，满足动稳定要求。
热稳定要求最小截面
Smin
IbC
a1037-11
5.3170
0.210327.3mm287
选择LMY—10010矩形母线截面大于热稳定要求最小截面27.3mm2，故满足要求。
3.36kV母线的选择
6kV母线长期工作电流
/6Imax2SN/3UN=220000=3849A
选用TMY—312010型立放矩形铝母线，，长期允许电流为5040A,母线平放乘以0.95,则允许电流为4788A，满足要求。
同35kV母线动稳定校验最后母线最大应力小于规定的铝母线极限应力，故满足动稳定要求。
热稳定要求最小截面Smin103.28mm2，选择的TMY—312010型矩形母线截面大于热稳定最小截面要求103.28mm2，故满足要求。
6KV进线侧的母线选择TMY—3120×10，即三根相线截面为120×10mm。
2
3.4母线选择结果
表7.7母线选择结果
4互感器的选择4.1电流互感器的选择
1、电流互感器选择的原则
电流互感器的选择应满足变电所中电气设备的继电保护、自动装置、测量仪表及电能计量的要求。
选择的电流互感器一次回路允许最高工作电压Umax应大于或等于该回路的最高运行电压，即
UmaxUg
式中Umax—电流互感器最高电压，单位为kV;Ug—回路工作电压，即系统标称电压，单位kV。
电流互感器的一次额定电流有：
5、10、15、20、30、40、50、75、100、150、
200、300、400、600、800、1000、12000、15000、2000、3000、4000、5000、6000、8000、10000、15000、20000、25000A。
其一次侧额定电流应尽量选择得比回路正常工作电流大1/3以上，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示。
二次额定电流有5A和1A两种，强电系统一般选5A，弱电系统一般选用1A。
电流互感器动稳定可按来下式校验
imaxish
式中imax—为电流互感器允许通过的最大动稳定电流，单位kA;
ish—系统短路冲击电流，单位kA。
电流互感器短时热稳定应大于或等于系统短路时的短时热稳定电流。
2、35kV侧电流互感器的选择
35kV级电流互感器分为户外型和户内型两类。
户外电流互感器，一般选用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器，常用LB系列、LABN系列。
选用LCZ—35Q型浇注绝缘加强型电流互感器，作为保护、测量、计算之用。
电流互感器额定电压为42kV，大于系统标称电压35kV。
额定二次电流5A.
主变进线电流为659.83A，额定一次电流选用1000A，大于主变电流。
选用LCZ—35Q型电流互感器，0.2级25VA为计量，0.5级40VA为测量，10P15级50VA为保护。
动稳定校验，电流互感器动稳定电流为120kA,大于短路冲击电流13.5583kA,满足要求。
热稳定校验，电流互感器的热稳定，Qk=Ib2t=5.317020.63=17.8104[kA
2
S]。
电气设备It2t=48212304[kA2S]。
满足要求。
6kV进线选用LMZD2—6型电流互感器。
额定电压6kV，最高工作电压
3、6kV侧电流互感器的选择
6.3kV，大于系统标称电压6kV，额定电流5000A，大于6kV侧负荷电流3489A，满足要求。
额定二次电流为5A。
电流互感器额定动稳定电流140kA，大于6kV
2
t=20.09220.63=254.32[侧三相短路冲击电流51.235kA。
热稳定校验Qk=IakA
2
S]。
电气设备It2t=63213969[kA2S]，满足要求。
故选择的电流互感器
满足要求。
4.2电压互感器的选择
1、电压互感器选择的原则
电压互感器正常工作条件时，按一次回路电压、二次电压、二次负荷、准确度等级、机械荷载条件选择。
6kV配电装置一般采用油浸绝缘结构;在高压开关柜中，可采用树脂浇注绝缘结构。
当需要零序电压时，一般采用三相五柱电压互感器。
35—110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。
目前采用电容式电压互感器，实现无油化运行，减少电磁谐振。
表7.8电压互感器额定电压选择表
电压互感器的容量为二次绕组允许接入的负荷功率，以VA表示每一个给定容量和一定的准确级相对应。
电压互感器还有许多种接线方式，这里就不一一介绍了，等后面用到时会介绍一部分
2、35kV侧电压互感器的选择
选择JDZXF9—35型电压互感器，该系列电压互感器为全封闭环氧树脂浇注绝缘结构。
额定电压35//0.1//0.1/3/0.1/3，额定负载100VA/150VA/300VA，准确级0.2/0.5/6P，适于在额定频率为50HZ、额定电压35kV的户内电力系统中，做电压、电能测量及继电保护用。
3、6kV侧电压互感器
选择JSZJ—6型电压比6/3，0.1/，0.1/3，0.5级;该系列电压器为三相浇注式电压互感器，三相连接组为YnYn，适用于额定频率50HZ，额定电压
6kV，供中性点非有效接地的户内电力系统做电压、电能测量机继电保护用。
5熔断器的选择5.1熔断器概述
熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。
熔断器的主要元件是一种易于熔断的熔断体，简称熔体，当通过熔体的电流达到或超过一定值时，由于熔体本身产生的热量，使其温度升高，达到金属的熔点时，熔断切除电源，因而完成过载电流或短路电流的保护。
按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌开式、屋内式。
对于一般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压，额定电流必须大于回路的最大工作持续电流，开断电流必须大于或等于短路冲击电流。
在本站中，熔断器只用于保护电压互感器，其只需按额定电压及断流容量
I
S=3Unbr两项来选择。
当短路容量较大时，可考虑在熔断器前串联限流电阻。
5.235kV侧熔断器的选择
选择RW5—35/600型跌开式熔断器，额定电压35kV，满足要求，断流容量600MVA，，需加一定得限流电阻方满足要求。
最大开断电流100kA，大于短路冲击电流13.5583kA。
5.36KV侧熔断器的选择
选择RN2—6/0.5型户内熔断器，额定电压6kV，满足要求，断流容量1000MVA，，大于短路容量219.2422MVA，满足要求。
最大开断电流85kA，大于短路冲击电流51.235kA，满足校验。
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