35kV变电站电气设计

随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。

变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。

35kV变电所属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定;（2）负荷分析;（3）短路电流的计算;（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择;（5）防雷与接地保护等内容。

关键词：变电所 负荷 输电系统 配电系统

目 录

摘 要 .................................................... 第1章 变电所原始资料及负荷统计 .......................... 0

1.1 原始数据 .......................................... 0 1.2 10kV负荷统计 ..................................... 1 第2章 主接线的设计 ...................................... 2

2.1电气主接线的设计原则 .............................. 2 2.2对主接线设计的基本要求 ............................ 2 2.3待建变电所的主接线方式 ............................ 3 2.4 方案比较 .......................................... 5 2.5主变压器的选择 .................................... 5 第3章 短路电流的计算 .................................... 6

3.1短路计算的基本知识和目的 .......................... 6 3.2短路电流计算 ...................................... 8 第4章 电气设备的选择与校验 ............................. 10

4.1 电气设备选择的一般原则与技术条件 ................. 11 4.2 导体的选择和检验 ................................. 13 4.3断路器的选择 ..................................... 16 4.4 隔离开关的选择 ................................... 18 4.5互感器的选择 ..................................... 21 4.6 电气设备选择一览表 ............................... 23 主要参考文献资料 ........................................ 23

致 谢 ................................................. 24 附 录 .................................. 错误!未定义书签。

附录1 电气主接线图

第1章 变电所原始资料及负荷统计

1.1 原始数据 1.1.1 电力系统部分

本变电所通过一回10km的35kV线路，和与电力系统相连接的另一变电所35kV电压级侧相连，并由其供电；另一回35kV向工厂供电，线路长度5km，最大负荷10MVA。

1.1.2 系统对本变电所的技术要求

（1）主变容量：2×31.5MVA（本期1×31.5MVA） （2）电压等级：35/10.5kV

（3）主变型式：三相双绕组电力变压器，调压范围：35±4×1.25%/10.5kV （4）进出线回路数：35kV两回，10kV本期4回，远期8回 （5）主变中性点不直接接地 1.1.3 电能部分 （1）供电方式

35kV侧共有两回进线，由系统转另一变电所供电 10kV侧本期4回，远期8回 （2）符合资料

1）全区用电负荷本期为28MW，4回，每回按7MW记，远期60MW，8回，每回按7.5MW，最小负荷按70%计算，供电距离3km

2）负荷同时率取0.85，cosφ=0.8，年最大利用小时数T∞=4000小时/年 3）所用电率取1% 1.1.4 地形资料

海拔23.8m，所址出于砂质粘土的丘陵，地势平坦开阔。 土壤电阻率ρ=1×104Ω/cm。土壤地下深处（0.8m）温度28℃。

1.1.5 气象资料

（1）最热月最高气温月平均值32.2℃/7月份 （2）最冷月最低气温月平均值10.3℃/1月份 （3）年平均温度21.07℃ （4）年最高温度38.4℃ （5）年最低温度2.02℃ （6）主导风向 东南风 （7）雷暴日数 62.3日/年 1.2 10kV负荷统计

考虑负荷同时率取0.85，cosφ=0.8。10kV计算负荷如下 本期：ΣS＝28*0.85/0.8＝29.7MVA 远期：ΣS＝60*0.85/0.8＝63.7MVA

第2章 主接线的设计

2.1电气主接线的设计原则

电气主接线设计的基本原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。 2.2对主接线设计的基本要求

电气主接线主要是指在发电厂､变电所､电力系统中,为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的､表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路｡电路中的高压电气设备包括发电机､变压器､母线､断路器､隔离刀闸､线路等｡它们的连接方式对供电可靠性､运行灵活性及经济合理性、发展性等起着决定性作用｡一般在研究主接线方案和运行方式时,为了清晰和方便,通常将三相电路图描绘成单线图｡在绘制主接线全图时,将互感器､避雷器､电容器､中性点设备以及载波通信用的通道加工元件(也称高频阻波器)等也表示出来｡

主接线应满足可靠性、灵活性、经济性和发展性等四方面的要求。 1.可靠性。为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策事物，鉴于进行可靠性的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分地作好调查研究工作显得尤为重要。

主接线的可靠性不仅包括开关、母线等一次设备，而且包括相对的继电保护、自动装置等二次设备。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，做出切合实际的决定

2.灵活性。电气主接线的设计，应适合在运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不影响电网的正常运行和对其他用户的供电。

3 .经济性。方案的经济性体现在以下几个方面。

(1)投资省。主接线要力求简单，以节省一次设备的使用数量；继电保护和二次回路在满足技术要求的前提下，简化配置、优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施，短路电流，得以选用价廉的轻型设备，节省开支。

(2)占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占

地面积。

(3)电能损耗小。经济合理地选择变压器的类型（双绕组、三绕组、自耦变、有载调压等）、容量、数量和电压等级。

(4)发展性。主接线可以容易地从初期接线方式过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间短的情况下，完成过度期的改扩建，且对一次和二次部分的改动工作量最少。

2.3待建变电所的主接线方式

拟定可行的主接线方案3种，内容包括主变的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的基本要求，从技术经济上论证各方案的优缺点，淘汰差的方案，保留较好的方案。 2.3.1 方案(一)单母分段接线

优点：

1）用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。

2）当一段母线故障时，分段断路器自动将故障隔离，保证了正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

缺点：

1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段的回路都要在检修期间内停电。

2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。 3）扩建时，需要向两个方向均衡扩建。

图2-3-2 单母分段接线

2.3.2 方案(二) 单母接线

优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电设备。 缺点：不够灵活可靠、任一单元（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障母线分开后才能恢复非故障段的供电。

图2-3-3 单母接线

2.3.3 方案(三) 内桥接线

优点：断路器数量少，四个回路只需要三台断路器。 缺点：

变压器的切除和投入较复杂，需要动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运。

2)桥断路器检修时，两个回路需解列运行。 3）出线断路器检修时，线路需较长期停运。

图2-3-4 内桥接线

2.4 方案比较

本变电所35kV侧2回进线，1回接上级电源，另一回转供电给另外一个35kV变电所，即35kV有穿越功率。该变电所属于一个区域变电所，由于进出线少不考虑双母，而内桥不适用于有穿越功率的场合，所以35kV侧采用可靠性较高的单母接线。

10kV侧，单分段母线比单母线，具有更高可靠性和灵活性，可以防止母线故障扩大化，分段可以使两台变压器分列运行，降低了短路电流。故10kV主接线采用单母分段接线。

图2-4 变电所主接线

2.5主变压器的选择

主变压器是发电厂和变电所中最主要的设备之一,它在电气设备的投资中所占的比例较大,同时与之相配的电气装置的投资也与之密切相关。因此，对变压器的台数，容量和型式的选择是至关重要的，它对发电厂变电所的技术经济影响很大时，它也是主接线方案确定的基础。

一、主变台数的确定

本期工程负荷总量较大，为提高供电可靠性，设主变两台，互为备用。 二、主变压器容量的选择

容量选择的要求：站用变电所的容量应满足正常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。

主变压器容量的确定

(1)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年的负荷发展.对于城郊变电所,主变压器容量应于城市规划相结合.

(2)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多,应从全网出发,推行系列化,标准化.

为了提高变电所运行的稳定性和可靠性，应选用2台变压器，对于一般的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部Ⅰ、Ⅱ类负荷，或者全部负荷的50%~60%。

则变压器总容量应选择为

S=50%63.731.8MVA

所以单台主变变压器的容量为31500kVA

根据容量以及查阅相关的规程选择SZ9-31500/35型号的变压器，变压器的选择如表2-5：

表2-5 主变压器参数 型号及容量(kVA) 连接组别 容量比 空载电流(%) SZ9-31500/35 Y/Δ 100/100 1.1 电压组合及分接范围（kV） 损耗（kW） 阻抗电压（%） 高压 低压 空载 短路 7.5 35±4×1.25% 10.5 9.85 42.75

第3章 短路电流的计算

3.1短路计算的基本知识和目的 3.1.1 短路计算的基本知识

所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出

规定值的大电流。

供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。电力系统正常运行方式的破坏，多数是由短路故障引起的，系统中将出现比正常运行时的额定电流大许多倍的短路电流，其数值可达几万甚至几十万安培。变电所设计中不能不全面地考虑短路故障的各种影响。

变电所中的各种电气设备必须能承受短路电流的作用，不致因过热或电动力的影响造成设备损坏。例如：断路器必须能断开可能通过的最大短路电流；电流互感器应有足够的过电流倍数；母线要校验短路时承受的最大应力；接地装置的选择也与短路电流大小有关等。

短路电流的大小也是比较主接线方案，分析运行方式时必须考虑的因素。系统短路时还会出现电压降低，靠近短路点处尤为严重，这将直接危害用户供电的安全性及可靠性。为故障范围，保护设备安全，继电保护装置整定必须在主回路通过短路电流时准确动作。

由于上述原因，短路电流计算成为变电所电气部分设计的基础。选择电气设备时，通常用三相短路电流；校验继电保护动作灵敏度时用两相短路、单相短路电流或或单相接地电流。工程设计中主要计算三相短路电流。 3.1.2计算短路电流的目的

短路故障对电力系统的正常运行影响很大，所造成的后果也十分严重，因此在系统的设计，设备的选择以及系统运行中，都应该着眼于防止短路故障的发生，以及在短路故障发生后腰尽量所影响的范围。短路的问题一直是电力技术的基本问题之一，无论从设计、制造、安装、运行和维护检修等各方面来说，都必须了解短路电流的产生和变化规律，掌握分析计算短路电流的方法。

短路电流计算具体目的是；

选择电气设备。电气设备，如开关电气、母线、绝缘子、电缆等，必须具有充分的电动力稳定性和热稳定性，而电气设备的电动力稳定性和热稳定性的效验是以短路电流计算结果为依据的。

（1） 继电保护的配置和整定。系统中影配置哪些继电保护以及继电保护装置的

参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分布，并要作多种运行方式的短路计算。

（2） 电气主接线方案的比较和选择。在发电厂和变电所的主接线设计中，往往

遇到这样的情况：有的接线方案由于短路电流太大以致要选用贵重的电气设备，使该方案的投资太高而不合理，但如果适当改变接线或采取短路电流的措施就可能得到即可靠又经济的方案，因此，在比较和评价方案

时，短路电流计算是必不可少的内容。

（3） 通信干扰。在设计110KV及以上电压等级的架空输电线时，要计算短路电

流，以确定电力线对临近架设的通信线是否存在危险及干扰影响。 （4） 确定导线间隔棒的间距。在500KV配电装置中，普遍采用导线做

软导线。当发生短路故障时，导线在巨大的短路电流作用下，同相次导线间的电磁力很大，使导线产生很大的张力和偏移，在严重情况下，该张力值可达故障前初始张力的几倍甚至几十倍，对导线、绝缘子、架构等的受力影响很大。因此，为了合理的架构受力，工程上要按最大可能出现的短路电流确定导线间隔的安装距离。

（5） 短路电流计算还有很多其他目的，如确定中性点的接地方式，验算接地装

置的接触电压和跨步电压，计算软导线的短路摇摆，输电线路导线间隔棒所承受的向心压力等。 3.2短路电流计算

3.2.1系统接线图与系统阻抗图

与待设计变电所连接的对侧电源母线视为无穷大电源系统。最大运行方式，按终期两台主变并列运行。系统等值电路图如下图所示：

图3-2-1 系统阻抗图

3.2.2短路电流计算

SjSd''SN31500kVA XS XLX0lSjU12 XT*UK%Sj100SN  Sj100MVA U12%7.5

IJ351001001.56(kA) IJ105.50(kA) 337310.53.2.2.1 各参数标幺值 线路：线路阻抗XL=X1L待设计变电所：

变压器XT1*=XT2*(U1-2%/100%)(SB/SN)7.5%100/31.5=0.238 3.2.2.2 35kV侧三相短路

当在D1处发生三相短路时，电源点和短路点之间的阻抗即为线路阻抗

X∑d1XL =0.292

SjU120.410100=0.292 372短路电流周期分量的有名值

I//IJ351.56=5.34kA X∑d10.292冲击电流iimp2.25I//2.255.34=12.02kA 短路全电流最大有效值

Iimp1.51I//1.515.34=8.06kA 短路容量算法

Sd13UNI3375.34=342MVA

3.2.2.3 10kV侧三相短路

①当在D2处发生三相短路时，电源点和短路点之间的阻抗为线路阻抗+2台主变阻抗的并联。

电源至短路点的总电抗的标么值为：

X∑d2X∑d1XT1//XT20.2920.238//0.238=0.411 短路电流周期分量的有名值

I//IJ105.50=13.38kA X∑d20.411冲击电流iimp2.25I//2.2513.38=30.11kA 短路全电流最大有效值

Iimp1.51I//1.5113.38=20.20kA 短路容量算法

Sd23UNI310.513.38=243MVA

表3-2-2 短路电流计算结果表 电压等级 35kV 10kV

冲击电流全电流短路容量S短路点 //iI量有名值I（kA） imp（kA） imp（kA） （MVA） D1 D2 5.34 13.38 12.02 30.11 8.06 20.20 342 243 短路电流周期分第4章 电气设备的选择与校验

本次设计中电器选择的主要任务：

1导体和绝缘子。导体的选择主要有：各电压等级的汇流母线，主变引下线，出线以及各电压级的绝缘子。

2电气设备。 电气设备包括各电压等级的出线断路器，旁路断路器，分段断路器，以及相应的隔离开关，熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管，开关柜的选择及其一次接线的编号。

国家电力部有关《高压配电装置设计规程》SDJ5—85规定：

第3.0.1条：选用导体和电器，其允许的最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压，其长期允许电流不得小于该回路的最大持续工作电流。

第3.0.5条：验算裸导体短路热效应的计算时间，宜采用主保护动作时间加相应的断路器全分闸时间，如主保护有死区时，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间并采用相应的短路电流值。

第3.0.5条：除配电装置的汇流母线外，较长导体的截面应按经济电流密度

选择。

4.1 电气设备选择的一般原则与技术条件 4.1.1电气设备选择的一般原则

（1）应力求安全使用、技术先进、质量合格和经济合理；

（2）应满足正常运行、检修、短路和过电压状态下的要求，并考虑远景发展； （3）应按当地环境条件长期工作条件下选择，按短路条件下校验，保证任何过电压情况下能正常运行；

（4）应与整个工程的建设标准协调一致； （5）选择同类设备的品种不宜过多；

（6）选用新产品应积极慎重，新产品应具有可靠的实验数据，并经过正式鉴定合格。

4.1.2 电气设备选择的一般技术条件 4.1.2.1 按正常工作条件选择电气设备 （1）额定电压

电器允许最高工作电压（Ualm）不得低于所接电网的最高运行电压（USm），即Ualm≥USm。一般情况下，可按电器的额定电压（UN）不低于装设地点电网额定电压（UNS）的条件选择，即UN≥UNS。 （2）额定电流

电气设备的额定电流（IN），即在额定周围温度（0）下的长期允许电流，考虑实际温度后，应不小于回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流（Imax），即

KIN≥Imax或KIal≥Imax 式中 K—— 综合校正系数。

以下列出主要回路的最大持续工作电流的计算公式：

变压器回路：Imax1.05ITN1.05STN(3UTN) 母线回路：中低压母线，取母线上最大一台主变的最大持续工作电流； 高压母线： Imax(nSTNS穿越S高压负荷)（3UN) 出线回路：单回线 ImaxPmax远（3UNcos)(1%) 双回线 Imax0.8Pmax远（3UNcos)(1%)

分段回路：Imax(0.5—0.8)ITN 母联回路：取母线上最大一台主变的最大持续工作电流。 （3）按当地环境条件校验

海拔条件：海拔在1000m以下时，可不考虑海拔条件；海拔在1000m及以上时，需考虑海拔对电气设备选择的影响。

温度条件：我国电气设备使用的额定环境温度分别为+40℃和+25℃。不同安装地区有不同的实际温度，表4.1列出了电气设备环境温度的确定方法，后面数据是本所实际环境温度。

表4.1 电气设备在不同安装场所的实际环境温度 本所对应数值实际环境温度0（℃） 电气设备 安装场所 （℃） 屋外 最热月平均最高温度 30 裸导体 最热月平均最高温度屋内 35 +5 屋外 年最高温度 40 电器 最热月平均最高温度屋内 35 +5 其它条件：电气设备的选择中，有些设备还要考虑到日照、风速、冰雪、污秽等环境条件的影响。 4.1.2.2 按短路情况校验 （1）短路热稳定校验 导体热稳定校验条件：

S≥SminQKKSC

式中 S、Smin—— 导体的实际截面、允许最小截面，mm2；

Qk—— 短路热效应，（kA）2·s； KS—— 导体集肤效应系数； C—— 热稳定系数。 电器热稳定校验条件：

It2t≥QK

式中 It—— t秒时的短路电流，kA； （2）短路动稳定校验 导体动稳定校验条件：

ies≥ish 或 Ies≥Ish

式中 ies（Ies）—— 动稳定电流峰值（有效值），kA；

ish（Ish）—— 短路冲击电流峰值（有效值），kA。 电器动稳定校验条件：

al≥max

式中 al、max—— 导体允许应力、最大应力，Pa。 （3）短路计算时间

导体热稳定校验的计算时间（tK）应为主保护动作时间（tpr1）和断路器全开断动作时间（tab）之和，即 tKtpr1tab。

电器热稳定校验的计算时间（tK）为后备保护动作时间（tpr2）和断路器全开断动作时间（tab）之和，即 tKtpr2tab。

（4）其它方面校验

除以上各方面的校验外，电器还应进行绝缘水平方面的校验，导体还应进行共振（硬导体特有）、电晕等方面的校验。 4.2 导体的选择和检验

载流导体一般采用铝质材料比较经济，110kV及以上高压配电装置一般采用软导线，当负荷电流较大时，应根据负荷电流选用较大截面的导线。矩形导线一般只用于35kV及以下，电流在5000A及以下时；槽形导体一般用于5000~8000A的配电装置中；管形导体用于8000A以上的大电流母线。

1、按回路最大持续工作电流选择： Ixu≥Ig.max

其中Ig.max—导体回路持续工作电流（A）

Ixu—相应于导体在某一运行温度、环境条件下长期允许工作电流（A） 若导体所处环境条件与规定载流量计算条件不同时，载流量应乘以相应的修正系数。

2、按经济电流密度选择 Sj＝Ig.max/j

其中Sj—按经济电流密度计算得到体截面（mm2） j—经济电流密度（A/ mm2）

以下分别对各电压等级的导线进行计算选择。 4.2.1汇流母线 35kV主母线： 1）选型

（nSNS穿S35）（231.5100） Igmax==1139A

3373UN由于最大负荷年利用小时数t=4000，查铝排的的经济电流密度表(《电力工程电气设计手册》第377页)，得j=0.92（A/mm2）

所以Sj= Ig.max/J=1139/0.92=1238(mm2)

2）查表得选择单条铝排竖放，LYM-125×10型导线(长期允许最大载流量2177A)，满足要求 3）校验

热稳定校验,应满足 S≥Smin =

I∞ tdz

C

其中 ：C为热稳定系数，铝母线时C = 87； tk为短路电流发热等值时间，取2s

I∞为稳态三相短路电流，由以上算得I∞ =5.34kA Smin = 5.3410002.0=86.8mm2

87 Smin ＜S 热稳定校验符合要求。 10kV母线： 1）选型 Igmax1.0531500SN=1.05=1817A

310.53UN由于t=4000，查铝排的经济电流密度表(《电力工程电气设计手册》第337

页)，得j=0.78（A/mm2）

所以Sj= Igmax/J=1817/0.78=2329mm2)

查表得选择两条铝排竖放，2×LYM-125×10型导线(长期允许最大载流量3232A)，满足要求 2）校验

热稳定校验,应满足 S≥Smin =

I∞ tdz

C

其中 ：C为热稳定系数，铝母线时C = 87； tk为短路电流发热等值时间，取2.0s

I∞为稳态三相短路电流，由以上算得I∞ =13.38kA Smin =

13.3810002.0=109mm2

87 Smin ＜S 热稳定校验符合要求。 4.2.2分段回路 10kV分段： 1）选型

Igmax1.0531500SN=1.05=1817A

310.53UN由于t=4000，查铝排的经济电流密度表(《电力工程电气设计手册》第337

页)，得j=0.78（A/mm2）

所以Sj= Igmax/J=1817/0.78=2329mm2)

查表得选择两条铝排竖放，2×LYM-125×10型导线(长期允许最大载流量3232A)，满足要求 2）校验

I∞ tdz

热稳定校验,应满足 S≥Smin =

C 其中 ：C为热稳定系数，铝母线时C = 87； tk为短路电流发热等值时间，取2.0s

I∞为稳态三相短路电流，由以上算得I∞ =13.38kA Smin = 13.3810002.0=109mm2

87 Smin ＜S 热稳定校验符合要求。 4.2.3主变引下线 主变35kV引下线： 1）选型

Igmax1.0531500SN=1.05=516A

3373UN由于t=4000，查LGJ钢芯铝绞线的经济电流密度表(《电力工程电气设计手

册》第377页)，得j=1.1（A/mm2）

所以Sj= Ig.max/J=516/1.1=469(mm2)

查表得LGJ-500型导线(长期允许最大载流量937A)，满足要求 2）校验

热稳定校验,应满足 S≥Smin =

I∞ tdz

C

其中 ：C为热稳定系数，铝母线时C = 87； tk为短路电流发热等值时间，取2s

I∞为稳态三相短路电流，由以上算得I∞ =5.34kA Smin = 5.3410002.0=86.8mm2

87 Smin ＜S 热稳定校验符合要求 主变10kV引下线：

1）选型 Igmax1.0531500SN=1.05=1817A

310.53UN由于t=4000，查铝排的经济电流密度表(《电力工程电气设计手册》第337

页)，得j=0.78（A/mm2）

所以Sj= Igmax/J=1817/0.78=2329mm2)

查表得选择两条铝排竖放，2×LYM-125×10型导线(长期允许最大载流量3232A)，满足要求 2）校验

热稳定校验,应满足 S≥Smin =

I∞ tdz

C

其中 ：C为热稳定系数，铝母线时C = 87； tk为短路电流发热等值时间，取2.0s

I∞为稳态三相短路电流，由以上算得I∞ =13.38kA Smin =

13.3810002.0=109mm2

87 Smin ＜S 热稳定校验符合要求。 4.3断路器的选择

一般10kV侧配电装置采用XGN2-6交流金属封闭固定式开关柜，配备真空断路器，具有\"五防功能\"。35~500kV宜选用SF6断路器，本变电所设计中35kV采用SF6断路器，SF6高压断路器具有安全可靠，开断电流性能好，结构简单，尽寸小，质量轻，检修维护方便等优点。 4.3.1 35kV侧断路器的选择

（1）预选LW36-40.5/1250的断路器

表4-3-1 LW36-40.5/1250断路器参数 LW36-40.5 型号 项目 计算数据 额定电压（kV） 35 额定电流（A） 1139（516） 动稳定电流（kA） 12.02 热稳定电流（kA） 额定开断电流（kA） 5.34(2S) 5.34 技术参数 40.5 1250 80 31.5(3S) 31.5 （2）额定电压的选择为：Ue40.5kVUew35kV （3）35kV电源进线额定电流的选择为：

（nSNS穿S35）（231.5100） Igmax==1139A,故:Ie1250A1139A

3373UN 主变35kV引下线额定电流的选择为： Igmax1.0531500SN=1.05=516A,故:Ie1250A516A

3373UN（4）额定开断电流的检验条件为： It = I″=5.34kAIek31.5kA (5)动稳定的校验条件：ich12.02idw80kA (6)热稳定的校验 短路电流发热等值时间2s

35kV侧短路电流热稳定电流为： QdtI2tima5.342257.03kA2s

QrIt2t31.5232977kA2s

故： Qr2977KA2sQdt57.03kA2s LW36-40.5/1250的断路器，可满足技术条件要求 4.3.2 10kV侧断路器的选择

（1）预选VBD1-12的断路器

表4-3-2 VBD1-12真空断路器参数 VBD1-12 型号 项目 计算数据 额定电压（kV） 10 额定电流（A） 1817（433） 动稳定电流（KA） 30.11 热稳定电流（KA） 额定开断电流（KA） 13.38(2S) 13.38 技术参数 12 2500 80 31.5(4S) 31.5 （2）额定电压的选择为：Ue12kVUew10kV （3）主变10kV引下线额定电流的选择为： Igmax1.0531500SN=1.05=1817A,故:Ie2500A1817A

310.53UN 10kV出线额定电流的选择为：

Igmax1.057500SN=1.05=433A,故:Ie2500A433A

310.53UN（4）额定开断电流的检验条件为： It = I″=13.38kAIek31.5kA (5)动稳定的校验条件：ich30.11idw80kA 6)热稳定的校验 短路电流发热等值时间2s

10kV则短路电流热稳定电流为： QdtI2tima13.3822358kA2s

QrIt2t31.5243969kA2s

故： Qr3969kA2sQdt358kA2s VBD1-12的断路器，可满足技术条件要求 4.4 隔离开关的选择

隔离开关的主要用途：

（1）隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压

隔离，以确保检修的安全。

（2）倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开

关配合断路器，协同操作来完成。 （3）分、合小电流。

隔离开关的型式应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术、经济比较，再根据其校验计算结果后确定。 隔离开关选择的技术条件: 1）、电压 Ug≤Ue 2）、电流 IgMAX≤Ie 3）、动稳定 ich≤iMAX 4）、热稳定 I∞tdz≤It2t 4.4.1 35kV侧隔离开关的选择

（1）35kV隔离开关的工作条件如下表所示

表4-4-1-1 35kV隔离开关工作条件: 序号 1 2 3 4 5 项目内容 电网工作电压 最大工作电流 最大暂态短路电流 动稳定电流 热稳定电流 符号 单位 Ug IgMAX Idt ich I∞ kV A kA kA kA 数值 35 1139（516） 5.34 12.02 5.34 备 注 （2）预选GW4-40.5D\\1250的隔离开关

表4-4-1-2 GW4-40.5D\\1250的隔离开关参数 型号 GW4-40.5D\\1250 项目 计算数据 技术参数 额定电压（kV） 额定电流（A） 动稳定电(kA) 热稳定（kA） 35 1139（516） 12.02 5.34（2s） 40.5 1250 80 31.5(3S) （2）额定电压的选择为：Ue40.5kVUew35kV （3）主变35kV引下线额定电流的选择为： 35kV电源进线额定电流的选择为：

（nSNS穿S35）（231.5100） Igmax==1139A,故:Ie1250A1139A

3373UN 主变35kV引下线额定电流的选择为： Igmax1.0531500SN=1.05=516A,故:Ie1250A516A

3373UN (4)动稳定的校验条件：ich12.02idw80kA

(5)热稳定的校验 短路电流发热等值时间2s

35kV侧短路电流热稳定电流为： QdtI2tima5.342257.03kA2s

QrIt2t31.5232977kA2s

故： Qr2977KA2sQdt57.03kA2s

根据上述计算35kV可选用：GW4-40.5D\\1250的隔离开关，可满足技术条件要求。

4.4.2 10kV侧隔离开关的选择

（1）10kV隔离开关的工作条件如下表所示: 表4-4-2-1 10kV隔离开关工作条件 序项目内容 符号 单位 数值 备 注 号 1 电网工作电压 Ug kV 6 2 最大工作电流 IgMAX A 1817（433） 3 最大暂态短路电流 Idt kA 13.38 4 动稳定电流 ich kA 30.11 5 热稳定电流 I∞ kA 13.38 （2）预选GN10-10T隔离开关 表4-4-2-2 GN10-10T户内隔离开关参数 型号 项目 GN10-10T隔离开关 计算数据 技术参数 额定电压（kV） 6 12 额定电流（A） 动稳定电流（kA） 热稳定（kA） 1817（433） 30.11 13.38(2s) 2500 80 31.5(4s) （2）额定电压的选择为：Ue12kVUew10kV （3）主变10kV引下线额定电流的选择为： Igmax1.0531500SN=1.05=1817A,故:Ie2500A1817A

310.53UN 10kV出线额定电流的选择为：

Igmax1.057500SN=1.05=433A,故:Ie2500A433A

310.53UN(4)动稳定的校验条件：ich30.11idw80kA 5)热稳定的校验 短路电流发热等值时间2s

10kV则短路电流热稳定电流为：

QdtI2tima13.3822358kA2s

QrIt2t31.5243969kA2s

故： Qr3969kA2sQdt358kA2s

根据上述计算10kV可选用：GN10-10T隔离开关，可满足技术条件要求。

4.5互感器的选择 4.5.1 电压互感器的选择

1、一次电压U1：1.1Un＞U1＞0.9Un

Un电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压的波动范围，即为±10%Un。

2、二次电压U2：电压互感器在高压侧接入方式接入相电压。因此，所选电压互感器副绕组二次额定电压为100/ 3 ，35kV、10kV电压互感器辅助绕组二次额定电压为100/3 V

依据以上条件，所选各电压等级电压互感器如下表： 型号 JDJJ-35 JDZX9-10 原绕组 35/ 3 10/ 3 额定电压（kV） 副绕组 0.1/ 3 0.1/ 3 辅助绕组 0.1/3 0.1/3 4.5.2 电流互感器的选择 4.5.2.1 35kV进线互感器选择

表4-5-2-1 预选LZZBJ9-35型号 额定一次电流（A） 1250 额定电流比 1250/5 额定电压（KV） 40.5 准确级次 0.5

（1）额定电压的选择为：Ue40.5kVUew35kV （2）额定电流的选择为：

主变35kV引下线额定电流的选择为： 35kV电源进线额定电流的选择为：

4s热稳定电流（有动稳定电流（峰值，效值kA） 31.5 额定二次负载 50 LZZBJ9-35型号的电流互感器的额定二次负载准确限值系数： 准确限值系数 20 kA） 80 （nSNS穿S35）（231.5100） Igmax==1139A,故:Ie1250A1139A

3373UN 主变35kV引下线额定电流的选择为： Igmax1.0531500SN=1.05=516A,故:Ie1250A516A

3373UN(3)动稳定的校验条件：ich12.02idw80kA (4)热稳定的校验 短路电流发热等值时间2s 35kV则短路电流热稳定电流为：

QdtI2tima5.342257.03kA2s

QrIt2t31.5232977kA2s

故： Qr2977KA2sQdt57.03kA2s 经校验所选的电流互感器附合要求。 4.5.2.2 10kV电流互感器选择

表4-5-2-2 预选LZZBJ9-10型号 额定一次电流（A） 2*2500 额定电流比 2*2500/5 准确级次 0.5 1s热稳定电流（有效值kA） 动稳定电流（峰值，kA） 100 额定二次负载 40 80 准确限值系数 20 LZZBJ9-6型号的电流互感器的额定二次负载准确限值系数： （1）额定电压的选择为：Ue12kVUew10kV （2）主变10kV引下线额定电流的选择为： Igmax1.0531500SN=1.05=1817A,故:Ie2500A1817A

310.53UN 10kV出线额定电流的选择为：

Igmax1.057500SN=1.05=433A,故:Ie2500A433A

310.53UN(3)动稳定的校验条件：ich30.11idw80kA (4)热稳定的校验 短路电流发热等值时间2s 10kV则短路电流热稳定电流为：

QdtI2tima13.3822358kA2s

QrIt2t31.5243969kA2s

故： Qr3969kA2sQdt358kA2s 经校验所选的电流互感器附合要求。 4.6 电气设备选择一览表

电气设备选择包括导体、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器的选择。具体选择的型号见表4.6.1-4.6.3：

表4.6.1导体选择结果 回路 35kV 10kV 母线 LYM-125×10单条竖放 铝排2×LYM-125×10双条竖放 分段 铝排2×LYM-125×10双条竖放 主变引出线 钢芯铝绞线LGJ-500 铝排2×LYM-125×10双条竖放 表4.6.2 断路器和隔离开关选择结果 电压等级 35kV出线 35kV主变引下线 10kV出线 10kV分段 10kV主变引下线 断路器 隔离开关 GW4-40.5D/1250 GW4-40.5D/1250 GN10-10T/2500 GN10-10T/2500 GN10-10T/2500 LW36-40.5/1250六氟化硫断路器 LW36-40.5/1250六氟化硫断路器 VBD1-12真空断路器 VBD1-12真空断路器 VBD1-12真空断路器 表4.6.3 电压互感器与电流互感器 电压等级 电流互感器 35kV母线 35kV出线 LZZBJ9-35 35kV主变引下线 LZZBJ9-35 10 kV母线 10kV分段 LZZBJ9-10 10kV主变引下线 LZZBJ9-10 电压互感器 JDJJ-35 JDZX9-10

主要参考文献资料

1.《发电厂电气部分》 谢珍贵、汪永华主编. 2.《电力工程电气设计手册》 第三册.

3.《小型水电站机电设计手册》 中国电力出版社. 4.《小型水电站》 下册电气一次回路部分. 5.《中小型水电站设计手册》 许建安主编.

6.《发电厂及变电站电气设备》 吴靓 谢珍贵主编.

7.《电力工程专业毕业设计指南—电力系统分册》 陈跃 主编. 8.《供配电设计手册》 焦留成 主编.

致 谢

通过这次毕业设计，将我所学的专业知识得到综合运用，同时也得到了综合考察，通过设计我不仅知道学知识要全面掌握外，还要能够综合运用，并结合所学的有关知识才能完成。所以，经过这次毕业设计，在这些方面都有了很大的进步和提高。

在此我感谢学校给了我们这一次做毕业设计的机会和时间，感谢指导老师的精心辅导，也感谢我的组员们，是你们让我顺利的完成了这次对35kV变电所的初步设计任务。我是在大家的共同努力下对35kV变电所的相关内容有了一定的认识和了解，并对其所要选用的设备的计算及选择有了掌握，为今后的工作打下

了一个奠定性的基础。