2024年1月10日发(作者：新君威改装)
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
目 录
摘要 ··································································· 2
关键词 ································································· 3
1设计内容 ···························································· 3
2原始资料 ···························································· 3
3电气主接线选择 ····················································· 4
3.1概述 ······························································· 4
3.2主接线设计 ························································ 4
3.2.1 110KV电气主接线设计 ·········································· 4
3.2.2 35KV电气主接线设计 ··········································· 6
3.2.3 10KV电气主接线设计 ··········································· 7
4.变压器选择 ·························································· 9
4.1负荷计算 ·························································· 9
4.2主变压器选择 ···················································· 10
4.3站用变压器选择·················································· 12
5短路电流计算 ······················································ 14
5.1概述 ····························································· 14
5.2短路电流计算的目的 ············································· 14
5.3短路电流计算的一般规定 ········································ 14
1
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
5.4短路电流的计算过程 ············································· 15
6电气设备的选择与校验············································· 21
6.1电气设备选择的一般条件 ········································ 21
6.2最大长期工作电流 ··············································· 23
6.3高压断路器选择与校验 ··········································· 24
6.4隔离开关的选择与校验 ··········································· 27
6.5互感器的选择与校验 ············································· 29
6.6母线选择与校验·················································· 32
6.7各主要电气设备选择一览表 ······································ 36
附录:Ⅰ ······························································ 38
参考文献 ···························································· 39
110kV变电站电气设备选择
梅杰
摘要：本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成
2
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
了110kV变电站电气设备的选择。
关键词：变电站 变压器 接线
1设计内容
1. 进行负荷计算及分析；
2. 电气主接线的设计；
3．主变压器的选择及设备选型和校验。
2原始资料
1.
环境条件:
所址地区地势平坦，起初平均海拔高度低于100米，该地区气候平均气温17摄氏度，最高气温40摄氏度，最低气温-5摄氏度。
2.
建站规模
（1）变电站类型：110kV变电工程
（2）主变台数：一期投入两台
（3）本变电站的电压等级为110kV/35kV/10kV
（4）各电压等级出线回数及最大负荷
110kV出线4回，2回备用 ，最大负荷68MVA
35kV出现10回，2回备用 , 最大负荷27MVA
10kV出现20回，3回备用 , 最大负荷38MVA
本变电站计算站用最大负荷为 0.16MVA
3
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
3.
变电站负荷情况
本变电站由两个系统供电，系统S1为600MVA，容抗为0.38,线长
30000M 系统S2为800MVA，容抗为0.45,线长20000M.
4.电气主接线
110kV、35kV、10kV均采用单母线分段（带旁路）接线，并考虑设置熔
冰措施。
3电气主接线选择
3.1概述
电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵
活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制
方式的拟定有较大影响。因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影响因
素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数。
3.2主接线设计
3.2.1 110kV电气主接线设计
《35～110KV变电所设计规范》规定35～110kV线路为两回及以下时，宜采用桥 形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。本变电站110kV线路有4回，可选择单母线或分段
4
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
单母线两种接线。
方案I：采用单母线接线
单母线接线
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装置。
缺点：不够灵活可靠，任一元件（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。
方案II：采用单母线分段接线
单母线分段接线
优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。
（2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，
保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
（3）占地少、设备少。
缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。
（2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。鉴于此站为地区变电站应具有较
5
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第Ⅱ种方案为设计的最终方案。，决定采用单母线分段接线
3.2.2 35kV电气主接线设计
《 35～110KV变电所设计规范》规定35～110kV线路为两回及以下时，宜采用桥 形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。35～63kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线或单母线分段带旁路母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。
本变电站35kV线路有10回，可采用双母线接线或单母线分段带旁路母线接线。
方案I：采用单母线分段带旁路母线接线
单母线分段带旁路母线接线
优点：简单清晰、操作方便、易于发展，旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电，设备少、投资小，用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资。
缺点：可靠性、灵活性差。
方案II：采用双母线接线
6
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
双母线接线
优点：供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验、易误操作。
缺点：设备多、配电装置复杂，投资和占地面大。
经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案Ⅰ。
3.2.3 10kV电气主接线设计
《 35～110KV变电所设计规范》规定当变电所装有两台主变压器时，6～10kV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。
本变电站10kV线路有20回，可采用双母线接线或单母线分段接线
方案I：采用双母线接线
7
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
双母线接线
优点：供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验、易误操作。
缺点：设备多、配电装置复杂，投资和占地面大。
方案II：采用单母线分段接线
单母线分段接线
优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有 两个电源供电。
（2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
（3）占地少、设备少。
缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。
（2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。
经过比较方案Ⅱ在经济性上比方案Ⅰ好，且调度灵活也可保证供电的可
靠性。所以选用方案Ⅱ。
8
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
4.变压器选择
4.1负荷计算
要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10kVφ负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。
由公式
式中
p?1??%?
Sc?Kt?i?1cos?nskC ——某电压等级的计算负荷
——同时系数（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85）
t?%——该电压等级电网的线损率，一般取5%
P、cos?——各用户的负荷和功率因数（一般取0.9）
（1）110kV负荷计算
S110kV = 0.9×（68/0.9）×(1+5%)
= 71.4 MVA
（2）35kV负荷计算
S35kV = 0.9×(27/0.9)×(1+5%)
= 28.35 MVA
（3）10kV负荷计算
S10kV = 0.85×(38/0.9)×(1+5%)
= 37.68 MVA
9
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
（4）站用负荷计算
S站 = 0.85×(0.16/0.9)×(1+5%)
= 0.16 MVA
（5）总负荷计算
S总 = 28.35+37.68+0.16
= 66.19 MVA
4.2主变压器选择
《 35～110kV变电所设计规范》规定主变压器的台数和容量，应根据地区
供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三线圈变压器。电力潮流变化大和电压偏移大的变电所，如经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。
1.主变压器的台数确定
（1）对大城市郊区的一次变电站，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。
（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。
（3）对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，
10
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
以便负荷发展时，更换变压器的容量。
经考虑此变电站并非孤立地区一次变电站也非大型工业专用变电站，装设三台主变压器有所浪费，但为保障电压水平能够满足用户要求，本站选用有载调压变压器，选用变压器两台。
2.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,主变压器容量应与城市规划相结合。
（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑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进间内，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%。
（3）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。
由上述条件及S总=66.19 MVA可得到两台主变压器应各自承担33.095 MVA 。当一台停运时，另一台应承担70%为46.333 MVA。 所以选两台50 MVA的主变压器。
3.变电站主变压器型式的选择
a .相数的选择
在330kV及以下发电厂和变电站，均应选用三相变压器。
b. 绕组数量和连接方式的选择
具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三绕组。
我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y连接；35kV采用Y连接，其中
性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用?连接。
c.冷却方式选择
主变压器一般采用的冷却方式有:自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫油循环冷却，
11
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
小容量变压器一般采用自然风冷却方式，大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却。首选自然风冷却方式。由上所述故得到主变参数如下表
表一主变压器技术参数
连接空额定电压（kV）
额定型号
容量
kVA
高压
中
压
低压
中
SFPSL1-
302.2
350.9
50000
50000
110
38.5
6.3
/110
负载损耗(kW)
载电流
%
｜
｜
低
｜
低
空载阻抗电压（%）
组标损耗号
kW
高
高
中
高
｜
中
高
｜
低
中
｜
YN
低
yn0
251
10.5
18
18
6.5
d11
1
62.2
350.6
318.3
252.9
10.5
6.5
4.3站用变压器选择
《35～110kV 变电所设计规范》规定，在有两台及以上主变压器的变电站中，宜装设两台容量相同可互为备用的站用变压器，分别接到母线的不同分段上。变电站的站用负荷，一般都比较小，其可靠性要求也不如发电厂那样高。变电站的主要负荷是变压器冷却装置、直流系统中的充电装置和硅整流设备、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、供水等。这些负
12
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
荷容量都不太大，因此变电站的站用电压只需 0.4kV 一级，采用动力与照明混合供电方式。380V 站用电母线可采用低压断路器（即自动空气开关）或闸刀进行分段，并以低压成套配电装置供电。
1.站用变压器台数确定
对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10kV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。
2.站用变压器容量的确定
站用变压器 容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经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。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。
S站 = 0.16/(1-10%)
= 0.18MVA
（1）
站用变压器型式的选择
本变电站计算站用容量为 0.18 MVA，所以选择的变压器如下图
表二站用变压器技术参数
额定容型号
量(kVA)
高压
低压
额定电压(kV)
空载电流(%)
空载
短路
损耗(W)
阻抗电连接组压标号
(%)
S9-200/10
200
10;6.3;6
0.4
1.7
500
2500
4
Y,yn0
13
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
5短路电流计算
5.1概述
“短路”是电力系统中常发生的一种故障。所谓短路是指电网中某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或“地”相碰触。电网正常运行的破坏大多数是由断路故障引起的，危害很大。
5.2短路电流计算的目的
为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验 ，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要准确的短路电流数据。
5.3短路电流计算的一般规定
(1)计算的基本情况
①电力系统中所有电源都在额定负荷下运行；
②同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁)；
③短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
④所有电源的电动势相位角相同；
⑤正常工作时，三相系统对称运行；
⑥应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，
14
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
(2)接线方式
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
(3)计算容量
应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后
5～10 年）。
(4)短路种类
一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系
统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况进行校验。
(5)短路计算点
在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的 6～10kV 出线与厂用分支回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。
5.4短路电流的计算过程
在最大运行方式下对三相短路的情况计算
（1）
画出计算电路图
15
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
选基准sB?100MVA
uB?uav?115kV
（3）计算各元件标么值
X2L1*?L1X1SBUB?0.4?30?100/1152?0.091?
X2L2*?L2X2SBUB?0.4?20?100/1152?0.060?
UK1%?12?UK(1-2)%?UK(1-3)%?UK(2-3)%??12?10.5?18?6.5??11
X3*?X4*?UK1%100?SB/SN?11/100?100/50?0.22?
UK2%?12?UK(1-2)%?UK(2-3)%?UK(1-3)%??12?10.5?6.5?18??-1
X5*?X6*?UK2%/100?SB/SN?0?
UK3%?12?UK(1-3)%?UK(2-3)%?UK(1-2)%??12?18?6.5?10.5??7
X7*?X8*?UK3%100?SBSN?7100?10050?0.14?
(2) 画出等值网络图
16
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
X9*?SBSK?100600?0.167?
X10*?SBSK?100800?0.125?
(4)计算各短路点的短路电流
① K1点短路电流及等值网络化简图
X11*?XL1*?X9*?0.167?0.091?0.258?
X12*?XL2*?X10*?0.060?0.125?0.185?
X13*?X11*?X12*X11*?X12*?0.258?0.1850.258?0.185?0.108?
系统供给：
I\"1*?1X13*?10.108?9.259kA
I\"1?9.259?100/3?115?4.648kA
I\"1?I(0.2)?I??4.648kA
总的短路电流和冲击短路电流
I\"1?9.259?1003?115?4.648kA
I\"k1?I\"1?4.648kA
ish(k1)?2?1.8?4.648?11.832kA
I\"sh(k1)?1.51Ik1?7.018kA
9/0.16710/0.12511/0.25812/0.18513/0.1081/0.0912/0.060k1k1k1abc
③
K2点短路电流及等值网络化简图
17
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
X14*?(X3*?X7*)(X4*?X8*)(X3*?X7*)(X4*?X8*)?(0.36)20.36?2?0.18?
X15*?X13*?X14*?0.108?0.18?0.288?
系统供给：
I\"2*?1X15*?10.288?3.472kA
I\"\"2?3.472?1003?115?1.743kAI2?I(0.2)?I??1.743kA
总的短路电流和冲击短路电流
I\"k2?I\"2?1.743kA
ish(k2)?2?1.8?1.743?4.437kA
I\"sh(k2)?1.51Ik1?2.632kA
9/0.16710/0.12513/0.1081/0.0912/0.0603/0.224/0.2214/0.187/0.148/0.14k2k2ab①．K3点短路电流及等值网络化简图
X16*?X3*?X4*X3*?X4*?0.22?0.220.22?0.22?0.11?
X17*?X7*c?0.14?0.14?0.28?
X18*?0?
X19*?X16*?X17*X18*?0.11?0.28?0.39?
X20*?X19*?X13*?0.39?0.108?0.498?A
系统供给：
15/0.288k2c
18
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
I\"3*?1X20*?10.498?2.008kA
I\"3?2.008?1003?115?1.008kA
I\"3?I(0.2)?I??1.008kA
总的短路电流和冲击短路电流
I\"?k3??I\"3?1.008kA
ish(k3)?2?1.8?1.008?2.566kA
I\"sh(k3)?1.51Ik3?1.522kA
9/0.16710/0.1251/0.0912/0.0603/0.227/0.148/0.144/0.225/06/0k3a13/0.10819/0.39k3c
13/0.10816/0.1117/0.28k3b
20/0.498k3d
19
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
表三短路电流计算结果
0s短路电流周期分量
短路全电2s短路电4s短路电短路电流短路点短路类流最大有流有名值流有名值冲击值
编号
型
有名值
标么值I\"*
效值I\"(KA)
（KA）
（KA）
ish(KA)
Ish(KA)
三相短f1
9.259
4.648
4.648
4.648
11.924
7.018
路
三相短f2
3.472
1.743
1.743
1.743
4.437
2.632
路
三相短f3
2.008
1.008
1.008
1.008
2.566
1.522
路
20
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
6电气设备的选择与校验
6.1电气设备选择的一般条件
不同类别的电气设备承担的任务和工作条件各不相同，因此它们具体选择方法也不同。但是，为了保证工作的可靠性及安全性，在选择它们时的基本要求是相的，即按正常工作条件选择，按短路条件校验其动稳定和热稳定。对于断路器、熔断器等还要校验其开断电流能力。
1.按工作条件选择设备
（1）按使用环境选择设备
a.
温度和湿度
一般高压电器设备可在环境温度-30~+40摄氏度的范围内长期正常运行。当使用环境温度低于-30摄氏度时，应选用适合高寒地区的产品；若使用环境温度超过+40摄氏度时，应选用型号后带“TA”字样的干热带型产品。一般高压电器设备可在温度为+20摄氏度，相对湿度为90%的环境下长期正常运行。当环境的相对湿度超过标准时，应选用型号后带“TH”字样的湿热带型产品。
b.
污染情况
安装在污染严重，有腐蚀性物质、烟气、粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或将设备布置在室内。
c.
海拔高度
一般电气设备的使用条件不超过1000米。当用在高原地区时，由于气压低，设备的绝缘水平将相应下降。因此，设备应选用高原型产品或用外绝缘提高一级的产品。现行电压等级为110kV及以下的设备，其外绝缘都有一定的裕度，实际上均可使用在海拔不超过2000米的地区。
21
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
d.
安装地点
配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备则选户外式。此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。
（2）按正常工作电压选择设备额定电压
所选电气设备的最高允许电压必须高于或等于所在电网的最高运行电压。设备允许长期承受的最高工作电压，厂家一般规定为相应电网额定电压的1.1-1.15倍，而电网实际运行的最高工作电压也在此范围内，故选择时只要满足下式即可：
UN?UNS
式中
UNS?设备所在电网的额定电压，kV；
UN?设备的额定电压，kV。
（3）按工作电流选择电气设备额定电流
所选设备的额定电流应大于或等于所在回路的最大长期工作电流：
IN?Igmax
应当注意，有关手册中给出的各种电气的额定电流，均是按标准环境条件确定的。当设备实际使用环境条件不同时，应对其额定电流进行修正。
馈电线路回路最大长期工作电流Igmax的计算方法如下：
Igmax?Pmaxcos??22Pmax?Qmax3UN3UN （A）
式中
Pmax
Qmax? 线路最大有功、无功负荷，kW及kvar ;
UN? 线路额定电压，kV ;
cos??线路最大负荷时的功率因数。
汇流母线的最大长期工作电流应根据电源支路与负荷支路在母线上的实际排列顺序确定。往往并不等于接于母线上的全部负荷电流的总和。
22
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
2．按短路条件校验设备的动稳定和热稳定
（1）短路动稳定校验
制造厂一般直接给出定型设备允许的动稳定峰值电流imax，动稳定条件为：
imax?ish
式中
ish?所在回路的冲击短路电流，kA；
imax?设备允许的动稳定电流（峰值），kA。
（2）短路热稳定校验
通常制造厂直接给出设备的热稳定电流（有效值）It及允许持续时间t。热稳定条件为：I2tt?Qk
式中
I2tt?设备允许承受的热效应，kA2?S；
Q2k?所在回路的短路电流热效应，kA?S。
6.2最大长期工作电流
根据公式Smax=3UNIgmax
式中
Smax ---- 所统计各电压侧负荷容量
UN ---- 各电压等级额定电压
Igmax ---- 最大持续工作电流
Smax=3UNIgmax
Igmax=Smax3U
N则：10kV
Igmax?S103U?37.68N3?10?2.175kA
35kV
ISgmax?353U?28.335N3?35?0.468kA
23
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
110kV
Igmax?S110
表四各电正常工作条件情况参数如下
3UN?71.43?110?0.375KA
压等级
Igmax（kA）
I(kA)
\"ish（kA）
及短路短路计为继电保护间和断路器断时间之和，数不全本设电气设备的和开断能力110kV线路侧及0.375
变压器侧
35kV线路侧及变0.468
压器侧
10kV线路侧及变2.175
压器侧
1.008
2.566
1.743
4.437
4.648
11.94
算时间动作时的全开由于参计校验热稳定的短路计算时间都取4s 。
6.3高压断路器选择与校验
高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，它既可以在正常情况接通或断开电路，又可以在系统故障情况下自动地迅速断开电路。断开电路时会在断口处产生电弧，为此断路器设有专门的灭弧装置。
断路器的选择内容包括:①选择型号；②选择额定电压；③选择额定电流；④校验开断能力；⑤校验动稳定；⑥校验热稳定。
1.110kV线路侧及变压器侧选用SW3-110G/1200型号断路器
24
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
技术参数
型号极限通过4秒热稳
额定电压额定电流I额定开断电流
定电流（kV）
（A）
电流（kA）
峰值(kA)
(kA)
SW3-110G/1200
110
1200
15.8
41
15.8
额定电压：UN = 110Kv =
UNS = 110Kv 合格
额定电流：IN = 1000A >
Igmax = 375A 合格
额定开断电流：INbr = 15.8kA >
I\" =4.648 kA 合格
短路动稳定校验:
imax?15.8kA >
ish?11.924kA合格
短路热稳定校验(tk=4s)
Q\"2?10I22k =1/12 [I2?I4]tk
=1/12 [(4.648)2?10(4.648)2?(4.648)2]×4
=86.41kA2?S
I2tt?(15.8)2?4?998.56kA2?S
I2tt?Qk 合格
2. 35kV线路侧及变压器侧选用DW8-35/600型号断路器
技术参数
型号极限通过4秒热稳
额定电压额定电流I额定开断电流
定电流（kV）
（A）
电流（kA）
峰值(kA)
(kA)
25
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
DW8-35/600
35
600
16.5
41
16.5
额定电压：UN = 35Kv =
UNS = 35Kv 合格
额定电流：IN = 600A >
Igmax = 468A 合格
额定开断电流：INbr = 16.5kA >
I\" =1.743kA 合格
短路动稳定校验:
imax?41kA >
ish?4.437kA 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
Q=1/12 [I\"2?10I22k
2?I4]tk
=1/12 [(1.743)2?10(1.743)2?(1.743)2]×4
=12.131kA2?S
I2tt?(16.5)2?4?1089kA2?S
I2tt?Qk 合格
3. 10kV线路侧及变压器侧选用SN10-10Ⅲ/3000型号断路器
技术参数
型号极限通过4秒热稳
额定电压额定电流I额定开断电流
定电流（kV）
（A）
电流（kA）
峰值(kA)
(kA)
SN10-1010
3000
43.3
130
43.3
Ⅲ/3000
额定电压：UN = 10Kv =
UNS = 10Kv 合格
额定电流：IN = 3000A >
Igmax = 2175A 合格
额定开断电流：INbr = 43.3kA >
I\" =1.008kA 合格
26
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
短路动稳定校验:
imax?130kA >
ish?2.566kA 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
22Qk =1/12 [I\"?10I2]tk
?I42=1/12 [(1.008)2?10(1.008)2?(1.008)2]×4
=4.064kA2?S
It2t?(43.3)2?4?7499.56kA2?S
It2t?Qk 合格
6.4隔离开关的选择与校验
隔离开关（俗称刀闸）没有灭弧装置。它既不能断开正常负荷电流，更不能断开短路电流，否则即发生“带负荷拉刀闸”的严重事故。此时产生的电弧不能熄灭，甚至造成飞弧（相间或相对地经电弧短路），会损坏设备并严重危及人身安全。
隔离开关选择内容包括：①选择型式；②选择额定电压；③选择额定电流；④校验动稳定；⑤校验热稳定。
1.110kV线路侧及变压器侧选用GW5-110G型号隔离开关
技术参数
型号
额定电压（kV）
GW5-110G
额定电流（A）
动稳定电流
(kA)
4秒热稳定电(kA)
110
1000
83
25
额定电压：UN = 110Kv =
UNS = 110Kv 合格
27
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
额定电流：IN = 1000A >
Igmax = 375A 合格
短路动稳定校验:
imax?83kA >
ish?11.924kA 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
Q\"2?10I22k =1/12 [I2?I4]tk
=1/12 [(4.648)2?10(4.648)2?(4.648)2]×4
=86.41kA2?S
I2tt?(25)2?4?2500kA2?S
I2tt?Qk 合格
2. 35kV线路侧及变压器侧选用GW5-35G型号隔离开关
技术参数
型号
额定电压额定电流动稳定电流 4秒热稳定电（kV）
（A）
(kA)
(kA)
GW5-35
600
72
16
35G
额定电压：UN = 35Kv =
UNS = 35Kv 合格
额定电流：IN = 600A >
Igmax = 468A 合格
短路动稳定校验:
imax?72kA >
ish?4.437kA 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
Q=1/12 [I\"2?10I2?I2k
24]tk
=1/12 [(1.743)2?10(1.743)2?(1.743)2]×4
28
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
=12.131kA2?S
It2t?(16)2?4?1024kA2?S
It2t?Qk 合格
3.10kV线路侧及变压器侧选用GN10-10T型号隔离开关
技术参数
型号
额定电压（kV）
GN10-10T
额定电流（A）
动稳定电流
(kA)
4秒热稳定电(kA)
10
3000
160
75
额定电压：UN = 10Kv =
UNS = 10Kv 合格
额定电流：IN = 3000A >
Igmax = 2175A 合格
短路动稳定校验
imax?160kA >
ish?2.566kA 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
22Qk =1/12 [I\"?10I2]tk
?I42=1/12 [(1.008)2?10(1.008)2?(1.008)2]×4
=4.064kA2?S
It2t?(75)2?4?22500kA2?S
It2t?Qk 合格
6.5互感器的选择与校验
互感器分为电流互感器和电压互感器，它们既是电力系统中一次系统与二次系统的联络元
29
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
件，同时也是隔离元件。它们将一次系统的高电压、大电流，转变为低电压、小电流，供测量、监视、控制及继电保护使用。
1.
电流互感器的选择
选择电流互感器时，首先要根据装设地点、用途等具体条件确定互感器的结构类型、准确等级、额定电流比KL；其次要根据互感器的额定容量和二次负荷计算二次回路连接导线的截面积；最后校验其动稳定和热稳定。
(1)110kV线路侧及变压器侧选用LCWD-110型号电流互感器
额定电压：UN = 110Kv =
UNS = 110Kv 合格
额定电流：IN = 2×400A >
Igmax = 375A 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
Q=1/12 [I\"2?10I2?I2k
24]tk
=1/12 [(4.648)2?10(4.648)2?(4.648)2]×4
=86.41kA2?S
(I22Nkt)?(0.4?75)?900kA2?S
(INkt)2>
Qk 合格
短路动稳定校验:
内部动稳定校验:
2INKd=
2× 0.4×130=73.54kA >
ish?11.924kA 合格
(2)35kV线路侧及变压器侧选用LCW-35型号电流互感器
额定电压：UN = 35Kv =
UNS = 35Kv 合格
额定电流：IN = 500A >
Igmax = 468A 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
Q\"2?10I22k =1/12 [I2?I4]tk
30
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
=1/12 [(1.743)2?10(1.743)2?(1.743)2]×4
=12.131kA2?S
(INkt)2?(0.5?65)2?1056.25kA2?S
(INkt)2>
Qk 合格
短路动稳定校验:
内部动稳定校验:
2INKd=
2×0.5×100=70.711kA >
ish?4.437kA 合格
(3)10kV线路侧及变压器侧选用LAJ-10型号电流互感器
额定电压：UN = 10Kv =
UNS = 10Kv 合格
额定电流：IN = 3000A >
Igmax = 2175A 合格
短路热稳定校验(tk=4s)
22Qk =1/12 [I\"?10I2]tk
?I42=1/12 [(1.008)2?10(1.008)2?(1.008)2]×4
=4.064kA2?S
(INkt)2?(3?50)2?22500kA2?S
(INkt)2>
Qk 合格
短路动稳定校验:
内部动稳定校验:
2INKd=
2×3×90=381.84kA >
ish?2.566kA 合格
2.电压互感器选择
电压互感器的选择内容包括：根据安装地点和用途，确定电压互感器的结构类型、接线方式和准确级；确定额定电压比；计算电压互感器的二次负荷，使其不超过相应准确度的额定容量。
31
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
(1)110kV线路侧及变压器侧选用JCC-110型号电压互感器
型号
一次线圈额度电压（kV）
110
二次线圈额度电压（kV）
0.1
辅助线圈额度电压（kV）
0.1
准确级
0.5
(2)35kV线路侧及变压器侧选用JDJJ-35型号电压互感器
JCC-110
型号
一次线圈额度电压（kV）
35
二次线圈额度电压（kV）
0.1
辅助线圈额度电压（kV）
0.1/3
准确
级
0.5
(3)10kV线路侧及变压器侧选用JSJW-10型号电压互感
JDJJ-35
型号
一次线圈额度电压（kV）
10
二次线圈额度电压（kV）
0.1
辅助线圈额度电压（kV）
0.1/3
准确级
0.5
6.6母线选择与校验
JSJW-10
为了汇集、分配和传输电能，常常需要设置母线。
母线的选择内容包括：①确定母线的材料、截面形状、布置方式；②选择母线的截面积；③校验母线的热稳定；④对重要的和大电流的母线，校验其共振频率；⑤对于110kV及以上的母线，还要校验能否发生点晕。
1.110kV侧母线选择
(1)110kV侧汇流母线最大可能负荷为68MVA
IN?68000/3?110=356.92A
按经济密度选择选择母线截面，根据Tmax?4500h查图3-11，得J=0.82A/mm2
32
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
求得母线经济截面：Se?Ig/J?356.92/0.82=435mm2
查有关手册，选用截面2×（50×5）=500mm2的矩形母线
按导体平放，其Ial?884A，Kf?1.03；
K?40??7070?25?0.82，K?Ial?0.82×884=725A
流过母线的最大工作电流
Igmax?1.05IN?1.05×356.92=374.7A
Igmax?374.7A<725A 可满足母线正常发热要求
(2)校验母线热稳定(tk=4s)
周期电流热稳定
Q=1/12 [I\"2?10I22k
2?I4]tk
=1/12 [(4.648)2?10(4.648)2?(4.648)2]×4
=86.41kA2?S
因tk>1s 所以无需计算非周期电流热稳定
短路前母线工作温度
?356.92w?40?(70?40)(725)2?47.3℃
查表3-2得C=95
Smin?1CK1fQP?951.03?86.41?106?99.3mm2
99.30
mm2<500mm2 满足热稳定要求
2.35kV侧母线选择
(1)35kV侧汇流母线最大可能负荷为27MVA
IN?27000/3?35=445.4A
按经济密度选择选择母线截面，根据Tmax?4000h查图3-11，得J=0.88A/mm2求得母线经济截面：Se?Ig/J?445.4/0.88=504mm2
33
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
查有关手册，选用截面63×8=504mm2的矩形母线
按导体平放，其Ial?995A，Kf?1.03；
K?40??7070?25?0.82，K?Ial?0.82×995=816A
流过母线的最大工作电流
Igmax?1.05IN?1.05×445.4=467.7A
Igmax?467.7A<816A 可满足母线正常发热要求
(2)校验母线热稳定(tk=4s)
周期电流热稳定
Q=1/12 [I\"2?10I22k
2?I4]tk
=1/12 [(1.743)2?10(1.743)2?(1.743)2]×4
=12.131kA2?S
因tk>1s 所以无需计算非周期电流热稳定
短路前母线工作温度
?445.4w?40?(70?40)(816)2?48.9℃
查表3-2得C=95
Smin?1K1fQP?1.03?12.131?106?37.2mm2C95
37.2
mm2<504mm2 满足热稳定要求
3. 10kV侧母线选择
（1）10kV侧汇流母线最大可能负荷为38MVA
IN?38000/3?10=2193.9A
按经济密度选择选择母线截面，根据Tmax?4500h查图3-11，得J=0.82A/mm2求得母线经济截面：Se?Ig/J?2193.9/0.82=2675mm2
查有关手册，选用截面2×（125×10）=2500mm2的矩形母线
34
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
按导体平放，其Ial?3152A，Kf?1.45；
K?40??7070?25?0.82，K?Ial?0.82×3152=2585A
流过母线的最大工作电流
Igmax?1.05IN?1.05×2193.9=2303.6A
Igmax?2303.6A<2585A 可满足母线正常发热要求
（2）校验母线热稳定(tk=4s)
周期电流热稳定
Q =1/12 [I\"2?10I22k2?I4]tk
=1/12 [(1.008)2?10(1.008)2?(1.008)2]×4
=4.064kA2?S
因tk>1s 所以无需计算非周期电流热稳定
短路前母线工作温度
?2193.9w?40?(70?40)(2585)2?61.6℃
查表3-2得C=91
S1min?CK1fQP?951.45?4.064?106?26.68mm2
26.68mm2<2500mm2 满足热稳定要求
35
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
6.7各主要电气设备选择一览表
各主要电气设备选择一览表
电
压
电
等
气
级
110kV侧
35kV侧
10kV侧
设
备
高压断路器
SW3-110G/1200
DW8-35/600
SN10-10Ⅲ/3000
隔离开关
GW5-110G
GW5-35G
GN10-10T
电流互感器
LCWD-110
LCW-35
LAJ-10
电压互感器
JCC-110
JDJJ-35
JSJW-10
36
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
2×（50×5）63×8=504mm2的母线（截面积）
=500mm2的矩形母矩形母线
线
2×（125×10）=2500mm2的矩形母线
37
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
附录:Ⅰ 主接线图
38
(完整word版)-110kV变电站电气设备选择
参考文献
（1）发电厂电气部分 冯金光 王士政合编著 中国水利水电出版社 2002年05月出版
（2）电力系统继电保护及自动装置 李火元主编 中国电力出版社 2006年04月出版
（3）电力系统分析 于永源 杨绮雯合编 中国电力出版社
（4）电力工程电气设计手册 戈东方主编 水利电力出版社（5）变压器产品样本
2007年07 月出版
2005年05月出版
39
更多推荐
变压器,选择,母线,短路,电流,负荷
发布评论