第1章 负荷分析
1.1设计中的负荷分析
市镇变担负着对所辖区的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。
煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变一旦停电就可能造成人身死亡，所以应属一级负荷。
化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。
镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。
机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。
纺织厂：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属于二级负荷。
农药厂的生产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。
面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。
耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。
1.2 35KV及10KV 各侧负荷的大小
35KV 侧：ΣP 1＝6000+7000+4500*2+4300*2+5000＝35600KW
ΣQ 1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186Kvar
10KV 侧：ΣP 2＝1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2＝9800KW ΣQ 2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+
600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar
ΣP ＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW
ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar
所以：ΣS ＝（454002+24095.62）1/2＝51398KV A
考虑线损、同时系数时的容量：ΣS2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA
第2章 主变压器的选择
2.1 主变台数的确定
对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。
2.2 主变容量的确定
主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70％-80％。此变电所是一般性变电所。
有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：
S=ΣS2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA
所以应选容量为40000KVA 的主变压器。
2.3 主变相数选择
主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。
当不受运输条件限制时，在330KV 及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。
社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。
2.4 主变绕组数量
在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15％以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。
根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：
高压侧：K 1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15
中压侧：K 2=35600*0.8/4000=0.7>0.15
低压侧：K 3=9800*0.8/40000=0.2>0.15
由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。
2.5 主变绕组连接方式
变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有y 和△，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。
我国110KV 及以上电压，变压器绕组都采用Y 0连接；35KV 亦采用Y 连接，其中性点多通过消弧线接地。35KV 及以下电压，变压器绕组都采用△连接。
有以上知，此变电站110KV 侧采用Y 0接线
35KV 侧采用Y 连接，10KV 侧采用△接线
主变中性点的接地方式：
选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。
35KV 系统，I C
35KV ：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A
10KV ：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A
所以在本设计中110KV 采用中性点直接接地方式
第3章 无功补偿装置的选择
3.1 无功补偿装置类型的选择
3.1.1 无功补偿装置的类型
无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。
目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。
3.1.2补偿装置的选择
了解三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。
3.2 无功补偿装置容量的确定
现场经验一般按主变容量的10％--30％来确定无功补偿装置的容量。
此设计中主变容量为40000KV A
故并联电容器的容量为：4000KV A —12000KV A 为宜，在此设计中取
12000KV A 。
3.4并联电容器装置的接线
应采用双星形接线。因为双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于10KV 及以上的大容量并联电容器组。
中性点接地方式：对该变电所进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。
3.5 并联电容器对10KV 系统单相接地电流的影响
10KV 系统的中性点是不接地的，该变电站采用的并联电容器组的中性点也是不接地的，当发生单相接地故障时，构不成零序电流回路，所以不会对10KV 系统造成影响。
第4章 电气主接线的初步设计及方案选择
4.1 110KV侧主接线的设计
110KV 侧初期设计回路数为2，最终为4回
110KV 侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式。
110KV 侧采用单母线分段的接线方式，有下列优点：
（1）供电可靠性：当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电；
（2）调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线：
（3）扩建方便；
（4）在保证可靠性和灵活性的基础上，较经济。
故110KV 侧采用单母分段的连接方式。
4.2 35KV侧主接线的设计
35KV 侧出线回路数为7回
当35—63KV 配电装置出线回路数为4—8回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。
故35KV 可采用单母分段连接也可采用双母线连接。
4.3 10KV侧主接线的设计
10KV 侧出线回路数为12回
当6—10KV 配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接
故10KV 采用单母分段连接
4.5 主接线方案的选择
在本设计中采用第一种接线，即110KV 侧采用单母分段的连接方式，35KV 侧采用单母分段连线，10KV 侧采用单母分段连接。
4.6 主接线中的设备配置
4.6.1 隔离开关的配置
中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW 及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。
在出线上装设电抗器的6—10KV 配电装置中，当向不同用户供电的两回线
共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。
接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。
中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必装设隔离开关。
4.6.2 接地刀闸或接地器的配置
为保证电器和母线的检修安全，35KV 及以上每段母线根据长度宜装设1—2组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。
63KV 及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。
4.6.3 电压互感器的配置
电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。
6—220KV 电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。
旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。
当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。 当需要在330KV 及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。
发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。
4.6.4 电流互感器的配置
凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。
在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、
发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。
对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。
一台半断路器接线中，线路—线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路—变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。
4.6.5 避雷器的装置
配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。 旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。
220KV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。
三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。
下列情况的变压器中性点应装设避雷器
直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。
2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。
3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。
（6）发电厂变电所35KV 及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。
（7）SF 6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。
（8）110—220KV 线路侧一般不装设避雷器。
第5章 各级配电装置的配置
5.1 配电装置的要求
配电装置的设计和建设，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关规程的要求，特别注意应节约用地，争取不占或少占良田。
保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布置应力求整齐、清晰。 便于检修、操作和巡视。
便于扩建和安装。
在保证上述条件下，应节约材料，减少投资。
5.2 配电装置的分类及使用范围
配电装置按电气设备装置的地点，可分为屋内配电装置和屋外配电装置；按组装的方式，可分为在现场组装而成的装配式配电装置，以及在制造厂将开关电器等按接线要求组装成套后运至现场安装用的成套配电装置。
在发电厂和变电所中，一般35KV 及以下的配电装置采用屋内配电装置，110KV 及以上的配电装置多采用屋外配电装置。但110KV 及以上的配电装置，在严重污秽地区，如海边和化工厂区或大城市中心，当技术经济合理时，也可采用屋内配电装置。
成套配电装置一般布置在屋内，特点是结构精密，占地面积小，建设期短，运行可靠，维护方便，但耗用钢材较多，造价较高。目前我国生产的3—35KV 各种成套配电装置，在发电机和变电站中已广泛应用。
由以上各种方案比较得：
在本设计中，10KV 采用屋内配电装置，手车式高压开关柜
35KV 采用屋内配电装置，手车式高压开关柜
110KV 采用屋外半高型配电装置
第6章 电气设备选择
6.1 110KV侧断路器的选择
在本设计中110KV 侧断路器采用SF 6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF 6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。
110KV 的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。
从《电气工程电器设备手册》（上册）中比较各种110KVSF 6高压断路器的应采用LW 11-110型号的断路器。
LW 11-110断路器的具体技术参数如下：
由上表知：
1. 断路器的额定电压为110KV ，不小于装设断路器所在电网的额定电压
2. 该断路器的最大持续工作电流：
I max =1.05In =1.05Sn /(31/2U n )=1.05*40000/(31/2*110)=220.4
该断路器的额定电流为1600（最小的），大于通过该断路器的最大持续工作电流220.4。
3. 校验断路器的断流能力
此断路器的额定开断电流I ekd =31.5KA
短路电流周期分量：I zk =3.036KA I ekd >Izk
4. 此断路器的额定关合电流I eg =80KA I ch =7.74KA I eg >Ich
5. 动稳定校验
动稳定电流：i dw =80KA i ch =7.74KA i dw >ich
热稳定效应：
Q d =[(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt )/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*3=27.65KA2S Ir 2t=31.52*3=2976.75>Qd
6.2 110KV隔离开关的选择
应采用户外型隔离开关
应采用GW5-110G 高压隔离开关。此隔离开关技术数据如下：
通过隔离开关的最大持续工作电流为220.4KA
隔离开关的额定电流为600A ，大于通过隔离开关的最大持续工作电流。 动稳定校验：
动稳定电流：i dw =50KA i ch =7.74KA i dw ＞i ch
热稳定效应：
Q d =[(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt )/12] *t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*5=44.4KA2S Ir 2t=142*5=980>Qd
操动机构：CS17—G 6.3 敞露母线选择
6.1.1母线选择
硬母线一般是指配电装置中的汇流母线和电气设备之间连接用的裸硬导体。硬母线分为敞露式和封闭式两类。
线材料和截面形状的选择：在本设计中母线材料用铝。
硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。矩形母线散热条件好，有一定的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，矩形母线一般只用于35KV
及以上，电流在4000A 级以下的配电装置中。
槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在4000－8000A 时一般采用槽形母线。
管形母线集肤效应较小，机械强度高，管内可用水或风冷却，因此可用于800A 及以上的大电流母线。此外，管形母线表面光滑，电晕放电电压高，因此，110KV 以上配电装置中多才用管形母线。
由以上分析知：在本设计中110KV 才用槽形母线，35KV 、10KV 才用矩形母线。
管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种：竖放和平放。平放比竖放散热条件差，允许电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母线竖放时，机械强度差，散热条件好。垂直布置母线竖放时，机械强度和散热条件都较好，但增加了配电装置的高度。
综上，矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。
6.2.2 母线截面积选择：
本设计中母线的截面按长期允许电流选择。
按长期允许电流选择时，所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工作电流即，I y ≥I max I y =kIye
I y 指基准环境条件下的长期允许电流 K 指综合校正系数 110KV 母线截面选择： I max =1.05Ie =210.8
应选用载流量为2280（A ）的双槽形母线，其参数如下：
h(mm) ：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 双槽形导体截面积S(mm2) ：1040，集肤效应系数：1.012。
35KV 母线截面选择：
I max =1.05Ie =1.05*[40000/(31/2*37.5)]=646.5(A) 10kv 母线截面选择：
I max =1.05Ie =1.05*[40000/(31/2*10.5)]=2309.47(A)
应选用载流量为692（A ）单条竖放的导体，导体尺寸： h*b=50*5(mm*mm)
6.3 110KV电流互感器选择
在本设计中宜采用LCWB －110（W ）型号的电流互感器，技术数据如下：
此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国际和IEC 的有关标准，具有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性高以及运行维护简单方便等特点。
I max =1.05In =1.05Sn/（31/2U n ）=1.05*40000/（31/2*110）=220.4KA I e1=300A, I e1>Imax
热稳定效验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数K r 表示。热稳定倍数K r 等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。
(Kr I e1) 2*t≥Q d
(Kr I e ) 2*t=(I热min /Ie *Ie ) 2*t=(15.8)2*1=249.64A Q d =27.65 ∴(Kr I e1) 2>tQd 符合要求
动稳定效验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数Kr 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。
（K d 21/2I e1）≥I (3)ch
（K d 21/2I e1）=21/2*40=56.56KA(按最小动稳定电流计算) i ch =7.74KA ∴(Kd 21/2I e1)>ich 符合要求
6.4 电压互感器的选择
比较各种电压互感器后选择JCC 系列的电压互感器。
该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，适用于交流50HZ 电力系统，作电压、电能测量和继电保护用。
型号含义：J:电压互感器，C:串级绝缘，C:瓷箱式。
6.5 高压开关柜的选择
6.5.1 35KV侧高压开关柜的选择
比较各开关柜选择GBC —35型手车式高压开关柜。
GBC —35型手车式高压开关柜系三相交流50HZ 单母线系统的户内保护型成套装置。作为接受和分配35KV 的网络电能之用。该开关柜为手车结构，采用空气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于30 mm ，只有个别部位相间不足时才设置极间障。开关柜主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶，前后可以观察。联络母线一般采用Φ50*5铝管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用钢网遮拦以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门或封板中以保护。
GBC —35型手车式高压开关柜技术数据
35KV 变压器出线开关柜方案选择： I max =1.05Ie =4000/31/2*38.5=629.8A
电流互感器选择210号方案（具体见一次主接线图） 主要设备：LCZ —35型电流互感器
ZN —35/1000A—12.5KA 型真空断路器 CD10I 型电磁操作机构 35KV 出线开关柜方案选择：
I max =S/31/2U=7000*(1+5%)/0.92*31/2*37=124A 一次线路选择09号方案
主要设备：LCZ —35型电流互感器
避雷器选择89号方案。主要设备：F2-35型避雷器、JS-2型放电记录器
电压互感器选择65号方案。主要设备：JDJJ2-35型电压互感器、RN2-35形熔断器
有关设备校验：
ZN —35/1000A—12.5KA 型真空断路器
ZN —35/1000A—12.5KA 型真空断路器的技术参数如下： 表4-3-3
此断路器的额定关合电流Ieg=20KA I ch =7.74KA I eg >Ich 动稳定校验
动稳定电流： i dw =20KA, i ch =7.74KA, i dw >ich 热稳定效应：
Q d =(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt )/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir 2t=82*2=128>Qd
校验合格 LCZ-35型电流互感器的校验 查得参数 上表中的动稳定电流、短时热热稳定电流实在额定电流为200KA 的情况下
取的热稳定校验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数Kr 表示。热稳定倍数Kr 等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。
（K r I e1）2*t≥Q d
(Kr I e ) 2*t=[(I热min /Ie )*Ie ]2*t=(32)2*2=2048A2S
Q d =[(I\\2+10I2+I2zt )/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(Kr I e1) 2>tQd 符合要求
动稳定校验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数Kd 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。
(Kd 21/2I e1) ≥i (3)ch
(Kd 21/2I e1)=21/2*80=113.12KA (按最小动稳定电流计算) i ch =7.74KA ∴(Kd 21/2I e1)>ich 符合要求
6.5.2 10KV侧高压开关柜的选择
比较各开关柜选择GBC —10型手车式高压开关柜。 技术数据如下：
10KV 变压器出线开关柜方案选择： 一次线路选择14号方案
主要设备：LFS —10型电流互感器 ZN3—10型真空断路器 10KV 线路出线开关柜方案选择：
I max =S/（31/2U ）=1000*(1+5%)/（0.92*31/2*11）=64.15A 一次线路选择81和53号方案
主要设备：LFS —10型电流互感器 ZN3—10型真空断路器
FS3型避雷器 JDZ 型电压互感器 RN2型熔断器
有关设备校验：ZN3—10型真空断路器 ZN3—10型真空断路器的技术参数如下：
此断路器的额定开断电流Ieg=20KA I ch =7.74KA I eg >Ich 5、动稳定校验
动稳定电流： i dw =50KA, i ch =7.74KA, i dw >ich 热稳定效应：
Q d =(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt )/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir 2t=202*2=800KA2S>Qd 校验合格 LFS-10
型电流互感器的校验 表3-1-1查得参数 上表中的动稳定电流、短时热稳定电流实在额定电流为200KA 的情况下取的. 热稳定校验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数Kr 表示。热稳定倍数Kr 等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。 （K r I e1）2*t ≥Q d
(Kr I e ) 2*t=[(I热min /Ie )*Ie ]2*t=(32)2*2=2048A2S
Q d =[(I\\2+10I2+I2zt )/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(Kr I e1) 2>tQd 符合要求
动稳定校验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数Kd 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。 (Kd 21/2I e1) ≥i (3)ch
(Kd 21/2I e1)=21/2*80=113.12KA (按最小动稳定电流计算) i ch =7.74KA ∴(Kd 21/2I e1)>ich 符合要求
第7章 计算说明
7.1 短路电路计算
7.1.1 三相短路计算
解：1. 计算各阻抗标值
查260MV A 变压器的技术数据得：U d %=14
容量为120MV A 的变压器（额定容量为：12000/12000/6000）的阻抗电压（％）： U d12%＝24.7, U d23%=8.8, U d31%=14.7 200MW 的发电机的电抗标值：
X 1*=Xd ″*（S j /Se ）=0.167*〔（100*0.86）/800〕=0.018 4*240MVA 的变压器：
X 2*=（U d %/100）*（S j /Sd ）=（14/100）*〔100/（260*4）〕=0.0135 75Km 线路：X 3*=X0L*（S j /U2p ）=0.4*75*（100/2302）=0.057 80Km 线路：X 4*=X0L*（S j /U2p ）=0.4*80*（100/2302）=0.06 容量为1000MV A 的发电机
X 5*=Xd ″*（S j /Se ）=0.04*（100/1000）=0.004 2*120MVA 的变压器：
U d1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(24.7+14.7-8.8)=15.3 U d2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(24.7+8.8-14.7)=9.4 U d3%=1/2（U d23%+Ud31%-Ud12%）=1/2(8.8+14.7-24.7)=-0.6≈0
∴X 6*=X7*=（U d1%/100）*（S j /SB ）=（15.3/100）*（100/120）=0.1275 X 8*=X9*=（U d2%/100）*（S j /SB ）=（9.4/100）*（100/120）=0.078 30km 线路：
X 10*=X11*=X0L*（S j /U2p ）=0.4*30*（100/1152）=0.091 SFPSL-40000/110的技术参数： U d12%=10.5，U d23%＝17.5，U d31%＝6.5
U d1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(10.5+17.5-6.5)=10.75 U d2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(10.5+6.5-17.5)=-0.25≈0 U d3%=1/2(Ud23%+Ud31%-Ud12%)=1/2(17.5+6.5-10.5)=6.75
∴X 12*=(Ud1%/100)*(Sj /SB )=(10.75/100)*(100/40)=0.269
X 14*=(Ud3%/100)* (Sj /SB )= (6.75/100)* (100/40)=0.169 X 13*=0 等值电路图： 5/0.004
图2
S2
S1 10KV
14/0.169
220KV
12/0.269
13/0
35KV
35KV 10KV
6/0.1275 8/0.078 10/0.091
7/0.1275 9/0.078 11/0.091
4/0.06
2/0.0135 1/0.018
其中：X 15*=X4*+X5*=0.06+0.004=0.064
X 16*=X1*+X2*+X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885
X 17*=(X6*+X8*+X10*)/2=(0.1275+0.078+0.091)/2=0.014825 X 18*=X12*+X13*=0.269
X 19*=X12*+X14*=0.269+0.169=0.438
2、110KV 侧发生三相短路。 等值电路如下：
S2
图3 S1
解：Y →Δ转化，得： X 20*=X15*+X17*×
[ (X17*+X15*)/X16*]=0.064+[0.148(0.064+0.148)/0.0885]=0.319
X 21*=X16*+X17*×
[(X16*+X17*)/X15*]=0.0885+0.148[(0.0855+0.0148)/0.064]=0.44
Y →Δ转化后的电路如下：
电抗的计算：
X js1*=XΣ1*×(Se Σ/Sj )=0.319×(1000/100)=3.19>3 X js2*=XΣ2*×(Se Σ/Sj )=0.44×[800/(100×0.86)]=4.1>3 ∴按无限大电源容量计算： I 1*=1/XΣ1*=1/0.319=3.13 I 2*=1/XΣ2*=1/0.44=2.27
I z1=I1*×I j =3.13×[100/(31/2×115)]=1.57A I z2=I2*×I j =2.27×[100/(31/2×115)]=1.14A I z =Iz1+I z2=1.57+1.14=2.71
∴冲击电流：I ch =2.25×I z =2.55×2.71=6.9A 3、35KV 侧发生三相短路时的计电路图如下：
图5
S2 S1
35KV
S2 S1
简化电路得：
S1 S2 35KV X 22*=0.14825+0.269=0.417
Y →Δ转化如下： 图6
X 23*=X15*+X22*[(X15*×X 22*)/X16*]=0.064+0.417[(0.064×0.417)/0.0885]=0.783 X 24*=X16*+X22*[(X16*×X 22*)/X15*]=0.0885+0.417[(0.0885×
0.417)/0.064]=1.082
S2 S1 X js1*=XΣ1*×(Se Σ/Sj )=0.783×(1000/100)=7.83>3
X js2*=XΣ2*×(Se Σ/Sj )=1.802×[800/(100×0.86)]=10.07>3
∴按无限大电源容量计算：
I 1*=1/XΣ1*=1/0.783=1.277
I 2*=1/XΣ2*=1/1.082=0.92
I z1=I1*×I j =1.277×[100/(31/2×37.5)]=1.99A
I z2=I2*×I j =0.92×[100/(31/2×37.5)]=1.44A
I z =Iz1+I z2=1.99+1.44=3.43A
∴冲击电流：I ch =2.25×I z =2.55×3.43=8.75A
4、10KV 侧发生三相短路时的计算。
S2
S1
X 25*=0.14825+0.438=0.586
Y →Δ转化如下： S2 S1
10KV 图8
X 26*=X15*+X25*[(X15*×X 25*)/X16*]=0.064+0.586[(0.064×0.586)/0.0885]=1.074 X 27*=X16*+X25*[(X16*×X 25*)/X15*]=0.0885+0.586[(0.0885×
0.586)/0.064]=1.485
S2 S1 X js1*=XΣ1*×(Se Σ/Sj )=1.074×(1000/100)=10.74>3
X js2*=XΣ2*×(Se Σ/Sj )=1.485×[800/(100×0.86)]=13.8>3
∴按无限大电源容量计算：
I 1*=1/XΣ1*=1/1.074=0.93
I 2*=1/XΣ2*=1/1.485=0.67
I z1=I1*×I j =0.93×[100/(31/2×10.5)]=5.11A
I z2=I2*×I j =0.67×[100/(31/2×10.5)]=3.68A
I z =Iz1+I z2=5.11+3.68=8.79A
∴冲击电流：I ch =2.25×I z =2.55×8.79=22.4A
参 考 文 献
1、《电力工程电气设计手册》 能源部西北电力设计院编
2、《电气工程电气设备手册》 电力工业部西北电力设计院编
3、《继电保护和自动装置》 王秀英编
4、《电力系统继电保护》 沈阳电专 李骏年编
5、《发电厂电气设备》 郑州电力高等专科学校 于长顺编
6、《电力系统》 郑州电力高等专科学校 李薇薇 李芳编
7、《35—110KV 变电所设计规范》 我校图书馆资料
8、《3—110KV 高压配电装置设计规范》 我校图书馆资料
9、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 我校图书馆资料
10、《导体和电器选择设计技术规定》 电力工业出版社
11、《英汉电工技术词汇》 水利电力出版社
12、《英汉详注辞典》 上海交通大学出版社
第1章 负荷分析
1.1设计中的负荷分析
市镇变担负着对所辖区的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。
煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变一旦停电就可能造成人身死亡，所以应属一级负荷。
化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。
镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。
机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。
纺织厂：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属于二级负荷。
农药厂的生产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。
面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。
耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。
1.2 35KV及10KV 各侧负荷的大小
35KV 侧：ΣP 1＝6000+7000+4500*2+4300*2+5000＝35600KW
ΣQ 1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186Kvar
10KV 侧：ΣP 2＝1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2＝9800KW ΣQ 2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+
600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar
ΣP ＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW
ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar
所以：ΣS ＝（454002+24095.62）1/2＝51398KV A
考虑线损、同时系数时的容量：ΣS2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA
第2章 主变压器的选择
2.1 主变台数的确定
对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。
2.2 主变容量的确定
主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70％-80％。此变电所是一般性变电所。
有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：
S=ΣS2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA
所以应选容量为40000KVA 的主变压器。
2.3 主变相数选择
主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。
当不受运输条件限制时，在330KV 及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。
社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。
2.4 主变绕组数量
在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15％以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。
根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：
高压侧：K 1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15
中压侧：K 2=35600*0.8/4000=0.7>0.15
低压侧：K 3=9800*0.8/40000=0.2>0.15
由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。
2.5 主变绕组连接方式
变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有y 和△，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。
我国110KV 及以上电压，变压器绕组都采用Y 0连接；35KV 亦采用Y 连接，其中性点多通过消弧线接地。35KV 及以下电压，变压器绕组都采用△连接。
有以上知，此变电站110KV 侧采用Y 0接线
35KV 侧采用Y 连接，10KV 侧采用△接线
主变中性点的接地方式：
选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。
35KV 系统，I C
35KV ：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A
10KV ：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A
所以在本设计中110KV 采用中性点直接接地方式
第3章 无功补偿装置的选择
3.1 无功补偿装置类型的选择
3.1.1 无功补偿装置的类型
无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。
目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。
3.1.2补偿装置的选择
了解三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。
3.2 无功补偿装置容量的确定
现场经验一般按主变容量的10％--30％来确定无功补偿装置的容量。
此设计中主变容量为40000KV A
故并联电容器的容量为：4000KV A —12000KV A 为宜，在此设计中取
12000KV A 。
3.4并联电容器装置的接线
应采用双星形接线。因为双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于10KV 及以上的大容量并联电容器组。
中性点接地方式：对该变电所进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。
3.5 并联电容器对10KV 系统单相接地电流的影响
10KV 系统的中性点是不接地的，该变电站采用的并联电容器组的中性点也是不接地的，当发生单相接地故障时，构不成零序电流回路，所以不会对10KV 系统造成影响。
第4章 电气主接线的初步设计及方案选择
4.1 110KV侧主接线的设计
110KV 侧初期设计回路数为2，最终为4回
110KV 侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式。
110KV 侧采用单母线分段的接线方式，有下列优点：
（1）供电可靠性：当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电；
（2）调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线：
（3）扩建方便；
（4）在保证可靠性和灵活性的基础上，较经济。
故110KV 侧采用单母分段的连接方式。
4.2 35KV侧主接线的设计
35KV 侧出线回路数为7回
当35—63KV 配电装置出线回路数为4—8回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。
故35KV 可采用单母分段连接也可采用双母线连接。
4.3 10KV侧主接线的设计
10KV 侧出线回路数为12回
当6—10KV 配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接
故10KV 采用单母分段连接
4.5 主接线方案的选择
在本设计中采用第一种接线，即110KV 侧采用单母分段的连接方式，35KV 侧采用单母分段连线，10KV 侧采用单母分段连接。
4.6 主接线中的设备配置
4.6.1 隔离开关的配置
中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW 及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。
在出线上装设电抗器的6—10KV 配电装置中，当向不同用户供电的两回线
共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。
接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。
中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必装设隔离开关。
4.6.2 接地刀闸或接地器的配置
为保证电器和母线的检修安全，35KV 及以上每段母线根据长度宜装设1—2组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。
63KV 及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。
4.6.3 电压互感器的配置
电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。
6—220KV 电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。
旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。
当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。 当需要在330KV 及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。
发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。
4.6.4 电流互感器的配置
凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。
在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、
发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。
对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。
一台半断路器接线中，线路—线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路—变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。
4.6.5 避雷器的装置
配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。 旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。
220KV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。
三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。
下列情况的变压器中性点应装设避雷器
直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。
2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。
3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。
（6）发电厂变电所35KV 及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。
（7）SF 6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。
（8）110—220KV 线路侧一般不装设避雷器。
第5章 各级配电装置的配置
5.1 配电装置的要求
配电装置的设计和建设，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关规程的要求，特别注意应节约用地，争取不占或少占良田。
保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布置应力求整齐、清晰。 便于检修、操作和巡视。
便于扩建和安装。
在保证上述条件下，应节约材料，减少投资。
5.2 配电装置的分类及使用范围
配电装置按电气设备装置的地点，可分为屋内配电装置和屋外配电装置；按组装的方式，可分为在现场组装而成的装配式配电装置，以及在制造厂将开关电器等按接线要求组装成套后运至现场安装用的成套配电装置。
在发电厂和变电所中，一般35KV 及以下的配电装置采用屋内配电装置，110KV 及以上的配电装置多采用屋外配电装置。但110KV 及以上的配电装置，在严重污秽地区，如海边和化工厂区或大城市中心，当技术经济合理时，也可采用屋内配电装置。
成套配电装置一般布置在屋内，特点是结构精密，占地面积小，建设期短，运行可靠，维护方便，但耗用钢材较多，造价较高。目前我国生产的3—35KV 各种成套配电装置，在发电机和变电站中已广泛应用。
由以上各种方案比较得：
在本设计中，10KV 采用屋内配电装置，手车式高压开关柜
35KV 采用屋内配电装置，手车式高压开关柜
110KV 采用屋外半高型配电装置
第6章 电气设备选择
6.1 110KV侧断路器的选择
在本设计中110KV 侧断路器采用SF 6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF 6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。
110KV 的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。
从《电气工程电器设备手册》（上册）中比较各种110KVSF 6高压断路器的应采用LW 11-110型号的断路器。
LW 11-110断路器的具体技术参数如下：
由上表知：
1. 断路器的额定电压为110KV ，不小于装设断路器所在电网的额定电压
2. 该断路器的最大持续工作电流：
I max =1.05In =1.05Sn /(31/2U n )=1.05*40000/(31/2*110)=220.4
该断路器的额定电流为1600（最小的），大于通过该断路器的最大持续工作电流220.4。
3. 校验断路器的断流能力
此断路器的额定开断电流I ekd =31.5KA
短路电流周期分量：I zk =3.036KA I ekd >Izk
4. 此断路器的额定关合电流I eg =80KA I ch =7.74KA I eg >Ich
5. 动稳定校验
动稳定电流：i dw =80KA i ch =7.74KA i dw >ich
热稳定效应：
Q d =[(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt )/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*3=27.65KA2S Ir 2t=31.52*3=2976.75>Qd
6.2 110KV隔离开关的选择
应采用户外型隔离开关
应采用GW5-110G 高压隔离开关。此隔离开关技术数据如下：
通过隔离开关的最大持续工作电流为220.4KA
隔离开关的额定电流为600A ，大于通过隔离开关的最大持续工作电流。 动稳定校验：
动稳定电流：i dw =50KA i ch =7.74KA i dw ＞i ch
热稳定效应：
Q d =[(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt )/12] *t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*5=44.4KA2S Ir 2t=142*5=980>Qd
操动机构：CS17—G 6.3 敞露母线选择
6.1.1母线选择
硬母线一般是指配电装置中的汇流母线和电气设备之间连接用的裸硬导体。硬母线分为敞露式和封闭式两类。
线材料和截面形状的选择：在本设计中母线材料用铝。
硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。矩形母线散热条件好，有一定的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，矩形母线一般只用于35KV
及以上，电流在4000A 级以下的配电装置中。
槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在4000－8000A 时一般采用槽形母线。
管形母线集肤效应较小，机械强度高，管内可用水或风冷却，因此可用于800A 及以上的大电流母线。此外，管形母线表面光滑，电晕放电电压高，因此，110KV 以上配电装置中多才用管形母线。
由以上分析知：在本设计中110KV 才用槽形母线，35KV 、10KV 才用矩形母线。
管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种：竖放和平放。平放比竖放散热条件差，允许电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母线竖放时，机械强度差，散热条件好。垂直布置母线竖放时，机械强度和散热条件都较好，但增加了配电装置的高度。
综上，矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。
6.2.2 母线截面积选择：
本设计中母线的截面按长期允许电流选择。
按长期允许电流选择时，所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工作电流即，I y ≥I max I y =kIye
I y 指基准环境条件下的长期允许电流 K 指综合校正系数 110KV 母线截面选择： I max =1.05Ie =210.8
应选用载流量为2280（A ）的双槽形母线，其参数如下：
h(mm) ：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 双槽形导体截面积S(mm2) ：1040，集肤效应系数：1.012。
35KV 母线截面选择：
I max =1.05Ie =1.05*[40000/(31/2*37.5)]=646.5(A) 10kv 母线截面选择：
I max =1.05Ie =1.05*[40000/(31/2*10.5)]=2309.47(A)
应选用载流量为692（A ）单条竖放的导体，导体尺寸： h*b=50*5(mm*mm)
6.3 110KV电流互感器选择
在本设计中宜采用LCWB －110（W ）型号的电流互感器，技术数据如下：
此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国际和IEC 的有关标准，具有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性高以及运行维护简单方便等特点。
I max =1.05In =1.05Sn/（31/2U n ）=1.05*40000/（31/2*110）=220.4KA I e1=300A, I e1>Imax
热稳定效验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数K r 表示。热稳定倍数K r 等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。
(Kr I e1) 2*t≥Q d
(Kr I e ) 2*t=(I热min /Ie *Ie ) 2*t=(15.8)2*1=249.64A Q d =27.65 ∴(Kr I e1) 2>tQd 符合要求
动稳定效验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数Kr 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。
（K d 21/2I e1）≥I (3)ch
（K d 21/2I e1）=21/2*40=56.56KA(按最小动稳定电流计算) i ch =7.74KA ∴(Kd 21/2I e1)>ich 符合要求
6.4 电压互感器的选择
比较各种电压互感器后选择JCC 系列的电压互感器。
该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，适用于交流50HZ 电力系统，作电压、电能测量和继电保护用。
型号含义：J:电压互感器，C:串级绝缘，C:瓷箱式。
6.5 高压开关柜的选择
6.5.1 35KV侧高压开关柜的选择
比较各开关柜选择GBC —35型手车式高压开关柜。
GBC —35型手车式高压开关柜系三相交流50HZ 单母线系统的户内保护型成套装置。作为接受和分配35KV 的网络电能之用。该开关柜为手车结构，采用空气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于30 mm ，只有个别部位相间不足时才设置极间障。开关柜主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶，前后可以观察。联络母线一般采用Φ50*5铝管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用钢网遮拦以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门或封板中以保护。
GBC —35型手车式高压开关柜技术数据
35KV 变压器出线开关柜方案选择： I max =1.05Ie =4000/31/2*38.5=629.8A
电流互感器选择210号方案（具体见一次主接线图） 主要设备：LCZ —35型电流互感器
ZN —35/1000A—12.5KA 型真空断路器 CD10I 型电磁操作机构 35KV 出线开关柜方案选择：
I max =S/31/2U=7000*(1+5%)/0.92*31/2*37=124A 一次线路选择09号方案
主要设备：LCZ —35型电流互感器
避雷器选择89号方案。主要设备：F2-35型避雷器、JS-2型放电记录器
电压互感器选择65号方案。主要设备：JDJJ2-35型电压互感器、RN2-35形熔断器
有关设备校验：
ZN —35/1000A—12.5KA 型真空断路器
ZN —35/1000A—12.5KA 型真空断路器的技术参数如下： 表4-3-3
此断路器的额定关合电流Ieg=20KA I ch =7.74KA I eg >Ich 动稳定校验
动稳定电流： i dw =20KA, i ch =7.74KA, i dw >ich 热稳定效应：
Q d =(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt )/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir 2t=82*2=128>Qd
校验合格 LCZ-35型电流互感器的校验 查得参数 上表中的动稳定电流、短时热热稳定电流实在额定电流为200KA 的情况下
取的热稳定校验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数Kr 表示。热稳定倍数Kr 等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。
（K r I e1）2*t≥Q d
(Kr I e ) 2*t=[(I热min /Ie )*Ie ]2*t=(32)2*2=2048A2S
Q d =[(I\\2+10I2+I2zt )/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(Kr I e1) 2>tQd 符合要求
动稳定校验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数Kd 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。
(Kd 21/2I e1) ≥i (3)ch
(Kd 21/2I e1)=21/2*80=113.12KA (按最小动稳定电流计算) i ch =7.74KA ∴(Kd 21/2I e1)>ich 符合要求
6.5.2 10KV侧高压开关柜的选择
比较各开关柜选择GBC —10型手车式高压开关柜。 技术数据如下：
10KV 变压器出线开关柜方案选择： 一次线路选择14号方案
主要设备：LFS —10型电流互感器 ZN3—10型真空断路器 10KV 线路出线开关柜方案选择：
I max =S/（31/2U ）=1000*(1+5%)/（0.92*31/2*11）=64.15A 一次线路选择81和53号方案
主要设备：LFS —10型电流互感器 ZN3—10型真空断路器
FS3型避雷器 JDZ 型电压互感器 RN2型熔断器
有关设备校验：ZN3—10型真空断路器 ZN3—10型真空断路器的技术参数如下：
此断路器的额定开断电流Ieg=20KA I ch =7.74KA I eg >Ich 5、动稳定校验
动稳定电流： i dw =50KA, i ch =7.74KA, i dw >ich 热稳定效应：
Q d =(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt )/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir 2t=202*2=800KA2S>Qd 校验合格 LFS-10
型电流互感器的校验 表3-1-1查得参数 上表中的动稳定电流、短时热稳定电流实在额定电流为200KA 的情况下取的. 热稳定校验：LH 的热稳定能力用热稳定倍数Kr 表示。热稳定倍数Kr 等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。 （K r I e1）2*t ≥Q d
(Kr I e ) 2*t=[(I热min /Ie )*Ie ]2*t=(32)2*2=2048A2S
Q d =[(I\\2+10I2+I2zt )/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(Kr I e1) 2>tQd 符合要求
动稳定校验：LH 的动稳定能力用动稳定倍数Kd 表示。Kd 等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。 (Kd 21/2I e1) ≥i (3)ch
(Kd 21/2I e1)=21/2*80=113.12KA (按最小动稳定电流计算) i ch =7.74KA ∴(Kd 21/2I e1)>ich 符合要求
第7章 计算说明
7.1 短路电路计算
7.1.1 三相短路计算
解：1. 计算各阻抗标值
查260MV A 变压器的技术数据得：U d %=14
容量为120MV A 的变压器（额定容量为：12000/12000/6000）的阻抗电压（％）： U d12%＝24.7, U d23%=8.8, U d31%=14.7 200MW 的发电机的电抗标值：
X 1*=Xd ″*（S j /Se ）=0.167*〔（100*0.86）/800〕=0.018 4*240MVA 的变压器：
X 2*=（U d %/100）*（S j /Sd ）=（14/100）*〔100/（260*4）〕=0.0135 75Km 线路：X 3*=X0L*（S j /U2p ）=0.4*75*（100/2302）=0.057 80Km 线路：X 4*=X0L*（S j /U2p ）=0.4*80*（100/2302）=0.06 容量为1000MV A 的发电机
X 5*=Xd ″*（S j /Se ）=0.04*（100/1000）=0.004 2*120MVA 的变压器：
U d1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(24.7+14.7-8.8)=15.3 U d2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(24.7+8.8-14.7)=9.4 U d3%=1/2（U d23%+Ud31%-Ud12%）=1/2(8.8+14.7-24.7)=-0.6≈0
∴X 6*=X7*=（U d1%/100）*（S j /SB ）=（15.3/100）*（100/120）=0.1275 X 8*=X9*=（U d2%/100）*（S j /SB ）=（9.4/100）*（100/120）=0.078 30km 线路：
X 10*=X11*=X0L*（S j /U2p ）=0.4*30*（100/1152）=0.091 SFPSL-40000/110的技术参数： U d12%=10.5，U d23%＝17.5，U d31%＝6.5
U d1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(10.5+17.5-6.5)=10.75 U d2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(10.5+6.5-17.5)=-0.25≈0 U d3%=1/2(Ud23%+Ud31%-Ud12%)=1/2(17.5+6.5-10.5)=6.75
∴X 12*=(Ud1%/100)*(Sj /SB )=(10.75/100)*(100/40)=0.269
X 14*=(Ud3%/100)* (Sj /SB )= (6.75/100)* (100/40)=0.169 X 13*=0 等值电路图： 5/0.004
图2
S2
S1 10KV
14/0.169
220KV
12/0.269
13/0
35KV
35KV 10KV
6/0.1275 8/0.078 10/0.091
7/0.1275 9/0.078 11/0.091
4/0.06
2/0.0135 1/0.018
其中：X 15*=X4*+X5*=0.06+0.004=0.064
X 16*=X1*+X2*+X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885
X 17*=(X6*+X8*+X10*)/2=(0.1275+0.078+0.091)/2=0.014825 X 18*=X12*+X13*=0.269
X 19*=X12*+X14*=0.269+0.169=0.438
2、110KV 侧发生三相短路。 等值电路如下：
S2
图3 S1
解：Y →Δ转化，得： X 20*=X15*+X17*×
[ (X17*+X15*)/X16*]=0.064+[0.148(0.064+0.148)/0.0885]=0.319
X 21*=X16*+X17*×
[(X16*+X17*)/X15*]=0.0885+0.148[(0.0855+0.0148)/0.064]=0.44
Y →Δ转化后的电路如下：
电抗的计算：
X js1*=XΣ1*×(Se Σ/Sj )=0.319×(1000/100)=3.19>3 X js2*=XΣ2*×(Se Σ/Sj )=0.44×[800/(100×0.86)]=4.1>3 ∴按无限大电源容量计算： I 1*=1/XΣ1*=1/0.319=3.13 I 2*=1/XΣ2*=1/0.44=2.27
I z1=I1*×I j =3.13×[100/(31/2×115)]=1.57A I z2=I2*×I j =2.27×[100/(31/2×115)]=1.14A I z =Iz1+I z2=1.57+1.14=2.71
∴冲击电流：I ch =2.25×I z =2.55×2.71=6.9A 3、35KV 侧发生三相短路时的计电路图如下：
图5
S2 S1
35KV
S2 S1
简化电路得：
S1 S2 35KV X 22*=0.14825+0.269=0.417
Y →Δ转化如下： 图6
X 23*=X15*+X22*[(X15*×X 22*)/X16*]=0.064+0.417[(0.064×0.417)/0.0885]=0.783 X 24*=X16*+X22*[(X16*×X 22*)/X15*]=0.0885+0.417[(0.0885×
0.417)/0.064]=1.082
S2 S1 X js1*=XΣ1*×(Se Σ/Sj )=0.783×(1000/100)=7.83>3
X js2*=XΣ2*×(Se Σ/Sj )=1.802×[800/(100×0.86)]=10.07>3
∴按无限大电源容量计算：
I 1*=1/XΣ1*=1/0.783=1.277
I 2*=1/XΣ2*=1/1.082=0.92
I z1=I1*×I j =1.277×[100/(31/2×37.5)]=1.99A
I z2=I2*×I j =0.92×[100/(31/2×37.5)]=1.44A
I z =Iz1+I z2=1.99+1.44=3.43A
∴冲击电流：I ch =2.25×I z =2.55×3.43=8.75A
4、10KV 侧发生三相短路时的计算。
S2
S1
X 25*=0.14825+0.438=0.586
Y →Δ转化如下： S2 S1
10KV 图8
X 26*=X15*+X25*[(X15*×X 25*)/X16*]=0.064+0.586[(0.064×0.586)/0.0885]=1.074 X 27*=X16*+X25*[(X16*×X 25*)/X15*]=0.0885+0.586[(0.0885×
0.586)/0.064]=1.485
S2 S1 X js1*=XΣ1*×(Se Σ/Sj )=1.074×(1000/100)=10.74>3
X js2*=XΣ2*×(Se Σ/Sj )=1.485×[800/(100×0.86)]=13.8>3
∴按无限大电源容量计算：
I 1*=1/XΣ1*=1/1.074=0.93
I 2*=1/XΣ2*=1/1.485=0.67
I z1=I1*×I j =0.93×[100/(31/2×10.5)]=5.11A
I z2=I2*×I j =0.67×[100/(31/2×10.5)]=3.68A
I z =Iz1+I z2=5.11+3.68=8.79A
∴冲击电流：I ch =2.25×I z =2.55×8.79=22.4A
参 考 文 献
1、《电力工程电气设计手册》 能源部西北电力设计院编
2、《电气工程电气设备手册》 电力工业部西北电力设计院编
3、《继电保护和自动装置》 王秀英编
4、《电力系统继电保护》 沈阳电专 李骏年编
5、《发电厂电气设备》 郑州电力高等专科学校 于长顺编
6、《电力系统》 郑州电力高等专科学校 李薇薇 李芳编
7、《35—110KV 变电所设计规范》 我校图书馆资料
8、《3—110KV 高压配电装置设计规范》 我校图书馆资料
9、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 我校图书馆资料
10、《导体和电器选择设计技术规定》 电力工业出版社
11、《英汉电工技术词汇》 水利电力出版社
12、《英汉详注辞典》 上海交通大学出版社