500KV超高压变电站设计毕业论文毕设

'500KV超高压变电站设计摘要随着国民经济的发展要求，我国超高压电网迅速发展，500KV变电所大量增加。伴随着能源需求的不断增大，500KV超高压变电站在我国的电力网中有着重要的等级，本设计为500KV超高压枢纽变电所，依据佳木斯电业局提供的负荷资料以及相关要求，目的是为了构建坚固的500KV电力网，从而缓解南方用电压力，实现北电南送。变电站作为电能传输与控制的枢纽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。本设计介绍了变电站的发展形势及对不同的主接线接线方式进行了比较，变电站坐落于佳木斯市郊区，为500千伏输变电工程的首端变电站。工程规模有两组主变量，一组容量为750千伏。电气主接线中500KV出线8回，220KV出线4回，10KV出线3回，变电所总建筑面积3135平方米，主控楼建筑面积2764平方米。500KV变电所控制系统的特点是被控制的对象多、可靠性要求更高。控制对象的距离远、控制电缆用量大，要求自动化水平高和抗干扰问题突出。对其特点设计变电站，解决出现的问题。关键词：变电站；超高压；500KV AbstractAscountryeconomydevelopingandpowernetworksextending,500KVsubstationwerelargelyincreased.Thegradeof500kvvoltageisanimportantgradeinthepowernetworkofinchinahasanimportantrole,ItisthehubofSubstation.TheJiamusiElectricPowerbureaudesignedtoprovideinformationandtheloadrequirementsforthedesignbasic.Aimistobuildastrong500KVpowergrid.norteltoachieveSoutherndelivery.andcasethepressureontheSouthSide.Substationasahubforpowertransmissionandcontroltochangethetraditionaldesignandcontrolmode,toadapttothemodenpowersystem,modernizationofindustrialproductionandthedevelopmenttrendofsociallife.SubstationislocatedintheoutskirtsofthecityofJiamusiandinthefirst-sidesubstationofa500-kilovoltpowertransmissionproject.Scaledividedintotwomaintransformercapacities,agroupof750KVAcapacities,MainElectricalWiringin500kvround8timesaltogether,220KVround4timesaltogether10KVround3timesaltogether.Substationtotalconstructionareais3135squaremeters,mainbuildingareaof2764squaremeters500KVsubstationcontrolsystemischaracterizedbyhigherreliabilityrequirements,theobjectofcontrol,andcontroloftheobjectdistanceandTheamountofcontrolcable,andrequireahighlevelofautomationandanti-JammingProblems,Substationdesignofitsfeaturestosolveproblems.Keywords:Substation;EHV;500KV 目录第1章绪论11.1变电站发展形式11.2变电站设计目的及意义21.3变电站的简介21.3.1变电站类型21.3.2变电站主要技术特点3第2章负荷统计及计算42.1负荷统计42.2变电站负荷计算4第3章主变压器选择及主接线设计73.1主变压器的选择原则73.1.1主变压器台数的确定73.1.2主变压器容量的选择73.2电气主接线设计选择93.2.1电气主接线设计原则93.2.2电气主接线方案确定9第4章电气设备选择及校验154.1电气设备的选择原则154.1.1按正常工作条件选择电气设备154.1.2按短路状态校验164.2母线选择及校验174.2.1500KV母线选择与校验174.2.2220KV母线选择及校验184.2.3220KV中压侧选择及校验204.2.410KV母线选择及校验204.2.510KV低压侧母线选择及校验214.3高压断路器和隔离开关的选择224.3.1高压断路器的选择224.3.2隔离开关的选择234.4500KV侧断路器隔离开关的选择与校验234.4.1主变压器侧断路器的选择与校验234.4.2主变压器侧隔离开关的选择与校验244.5220KV侧断路器隔离开关选择及校验254.5.1主变压器侧断路器的选择与校验254.5.2主变压器侧隔离开关的选择与校验254.610KV侧断路器的选择与校验264.6.1主变压器侧断路器的选择与校验264.7互感器选择264.7.1电流互感器的选择27 4.7.2电压互感器选择284.8所用变压器及电力电容器选择294.8.1所用变压器选择294.8.2电力电容器选择294.9绝缘套管的选择314.9.1支柱绝缘子选择314.9.2悬式绝缘子选择32第5章短路计算335.1短路故障的危害335.2短路电流计算的目的335.3短路电流计算的内容335.4短路电流计算方法345.5短路点的确定34第6章继电保护376.1主变压器保护376.1.1变压器故障分类及故障的危害376.1.2微机保护376.1.3瓦斯保护386.1.4过负荷保护396.2过电流保护的整定计算406.3自动重合闸装置40第7章无功补偿装置437.1断路器投切无功补偿装置437.2无功功率补偿装置的选择447.3无功补偿的投切器件447.4无功静止补偿装置的基本结构45第8章防雷及过电压保护装置设计468.1避雷针468.2避雷器468.3防雷接地478.4变电站的防雷措施47第九章总结49致谢50参考文献51 第1章绪论电力工业是一种将煤、石油、天然气、水能、核能等一次能源转换成二次能源的工业，它为国民经济的其它各部门的快速、稳定发展提供足够的动力，是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它的发展水平直接反映着国家的经济发展水平。随着国民经济的发展以及大型发电厂和更高等级电压的出现，在不久的将来，我国会出现跨几个大区的联合大电网，500KV超高压变电站的容量大、电压高、出线回路数多，在电力系统中一般都是电力输送的枢纽变电站。电能被越来越广泛的应用于工农业生产以及人民的日常生活中。电能可以方便的转化为其它形式的能源并且电能的分配和输送易于实现，可以输送到需要它的工作场合和生活场合。北方的充足能源，也将通过枢纽变电站实现“北电南送”。500KV超高压变电站设备要求高，进而推动了国内电气设备新的改革，实现了优化能源的进程。1.1变电站发展形式变电站自动化自20世纪90年代以来一直是我国电力行业中的热点之一。其所以成为热点，一是建设的需要，二是市场的因素。目前全国投入电网运行的35～110kV变电站约18000座(不包括用户变)，220kV变电站约有1000座，则500kV变电站大约有50座。而且每年变电站的数量以3～5的速度增长，也就是说每年都有千百座新建电站投入电网运行。同时根据电网的要求，每年又有不少变电站进行技术改造，以提高自动化水平。近十年来我国变电站自动化技术，无论是从国外引进的，还是国内自行开发研制的系统和设备，在技术和数量上都有显著的发展。自1974年建成了第一条330KV输电线路，由甘肃刘家峡水电站到陕西关中地区开始，变电站发展迅速。1981年建成了第一条500KV输电线路，由河南姚猛火电厂到武汉，500KV超高压变电站走入人们的视线。其中，超高压变电站的建设成功，使国内各省电网形成网，华北、东北、华东、华中、南方等电网都已建成500KV大容量输电线路和跨省联络线，并将逐步形成夸大区域互联的骨干网络。正在建设的西北750KV，实现历史性跨越。在日趋建设的超高压变电站中，超高压等级500KV的变电站占有重要的地位。-50- 1.2变电站设计目的及意义变电站设计的目的是加强电网的网架结构，提高该地区的供电质量，减少电能损失，满足该地区负荷增长的需要而开发设计的500KV超高压变电站，变电站在设计基础上，力求更加实用化。作为枢纽位置的变电站，具有高度可靠性和灵活性的主接线，将保证500KV电网的安全运行，满足各类重要负荷。本次毕业设计是以《500KV群林输变电工程初步设计审核意见》和佳木斯电业局提供的负荷资料及参考《国家电网公司500KV变电站设计》相关要求为设计依据，1.3变电站的简介1.3.1变电站类型变电站的类型按电压等级可分为:超高压、高压、中压变电站和低压变电站。根据其在电力系统中的低位和作用，可以分为枢纽变电站、中间变电站、区域（地方）变电站、企业变电站和末端（用户）变电站。该变电站为500KV大型超高压枢纽变电站，500KV采用一个半断路器接线，220KV采用双目线带旁路母线接线，10KV采用单母线分段接线，500KV配电装置采用GIS配电装置。本所选用分层式综合自动化系统。主变压器及线路控保屏、电表表屏、直流屏、电池屏、交流屏均分布在主控室内。为有人值班变电站，部分站区设立无人值班室，用计算机进行监控。-50- 1.3.2变电站主要技术特点表1-1变电站主要技术特点序号项目名称技术特点1电气接线500KV：采用一个半断路器接线220KV：采用双母线带旁路母线接线10KV：采用单母线分段接线2短路电流500KV：50KA220KV：50KA10KV：40KA3主要设备选型主变压器：三相，油浸式，无励磁调压，自耦变压器500KV：SF6双断口瓷柱式断路器220KV：SF6单断口瓷柱式断路器10KV：SF6瓷柱式断路器4配电装置500KV：采用悬吊管母线中型分相断路器三列式布置220KV：采用支持式管母，断路器单列布置10KV：采用支持管母线中型布置，母线与主变压器平行或垂直布置，分支回路断路器配置在母线侧5电气二次变电站设置计算机监控系统，保护设备分散布置在各继电保护小室-50- 第2章负荷统计及计算2.1负荷统计线路中1-8为500KV出线，9-12为220KV出线，13-15为10KV出线表2-1负荷统计表回路回路负荷容需用线长供电序号名称量（KVA）系数（KM）回路1群方甲线712500.880012群方乙线702000.7585013群兴甲线600000.878014群兴乙线504000.875015群佳甲线518000.872016群佳乙线560000.7563017群鹤甲线407000.865018群鹤乙线420000.870019群庆甲线433000.75530110群庆乙线421000.8550111群七甲线322000.8570112群七乙线370000.8550113群运线215000.8480114群兴线213000.8450115群宝线210000.846012.2变电站负荷计算本设计为500KV超高压变电所，负荷计算采用需用系数法。其优点是：公式简单，计算方便，对于不同性质的供电用户的需用系数值是经过几十年的统计积累，数值比较完整和准确，为供电设计创造了很好的条件。由于各供电区域电性质相差不大，考虑功率因数相同，则视在功率可表示为有功功率。采用需用系数法求各用户的计算负荷：-50- （2-1）式中各用户的计算负荷，KVA各用电设备额定容量，KVA每条出线路的负荷：线路1：=0.8ⅹ71250=57000（KVA）线路2：=0.75ⅹ70200=52650(KVA)线路3：=0.8ⅹ60000=48000（KVA）线路4：=0.8ⅹ50400=40320（KVA）线路5：=0.8ⅹ51800=41440（KVA）线路6：=0.75ⅹ56000=42000（KVA）线路7：=0.8ⅹ40700=32560（KVA）线路8：=0.8ⅹ42000=33600（KVA）线路9：=0.75ⅹ43300=32475（KVA）线路10：=0.8ⅹ42100=33680（KVA）线路11：=0.8ⅹ32200=25760（KVA）线路12：=0.8ⅹ37000=29600（KVA）线路13：=0.8ⅹ21500=17200（KVA）线路14：=0.8ⅹ21300=17040（KVA）线路15：=0.8ⅹ21000=16800（KVA）变电所设计当年的计算负荷可由式（2-2）计算=Kt(1+X%)（2-2）式中:Kt-同时系数，一般取0.85-0.9，这里取0.87：-50- X%-线损率，高低压网络的综合性线损率在8%-12%这里取10%=Kt(Sjs1+Sjs2+Sjs3+Sjs4+Sjs5+Sjs6+Sjs7+Sjs8+Sjs9+Sjs10+Sjs11+Sjs12+Sjs13+Sjs14+Sjs15)ⅹ(1+X%)=0.87ⅹ520125ⅹ（1+0.1）=497759.625（KVA）计算负荷增长后的变电所最大计算负荷为（2-3）式中n-年数，取10年m-年平均增长率，取7%；—n年后的最大计算负荷。=497759.625ⅹe10ⅹ0.07=1002364.7925(KVA)-50- 第3章主变压器选择及主接线设计在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器：只供本厂用的变压器，称为所用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。3.1主变压器的选择原则主变压器的容量和台数直接影响主接线的形式和配电装置结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5-10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因数，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者满足不了变电站负荷的需要，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备投资。3.1.1主变压器台数的确定1.对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，变电所装设两台变压器为宜。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主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。3.1.2主变压器容量的选择-50- 变压器容量的选择至关重要，容量选择小了，不满足负荷增长的要求。容量选择大了，变压器空载损耗大，起不到降低损耗、同网同价的要求。因此，变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5~10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷Smax的60%~70%选择，故500KV变电所取70%，在500KV及以上的发电厂和变电所中，应按容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等，经技术经济比较后确定变压器相数。当一台主变压器运行时，可保证60%的负荷供电，考虑变压器的事故负荷能力为40%，所以供电的保证率为84%，为简化电压等级或减少重复降压容量采用双绕组变压器。由于变压器绕组的接线方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列进行，所以变压器绕组的连线方式选Y型连接。装设两台主变压器的变电站，根据我国变电压器运行的实践经验，并参考经验，每台主变的额定容量：Se≥0.7Sjszd(3-1)Se≥0.7ⅹ1002364.7925=701655.355(kva)主变压器可选择ODFPS-250000/500单相油浸自耦无励磁调压变压器，三台为一组，主要性能参数为：额定容量250/250/80MVA；额定电压525//230±2×2.5%//10.5kV额定频率50HZ；额定电流3150A；空载损耗80KW；负载损耗445KW。其中绝缘件中的含水量降低到0.5%以下。达到变压器局部放电量国际IEC标准。其技术数据如下表表3-1ODFPS-250000/500三相自耦变压器额定容量250MV联结组标号YNyn0d11空载损耗80KW额定高压侧电压525/KV负载损耗445KW电压组合分接(%)230±2×2.5%空载电流14.57%额定低压侧电压10.5KV35KV38.5KV-50- 3.2电气主接线设计选择3.2.1电气主接线设计原则电气主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的汇集和分配电能的电气主回路，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，并且对电气设备的选择、配电装置、继电保护和控制方式的选定有较大影响。因此设计的主接线必须满足如下基本要求：1、满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求。2、接线简单、清晰，操作简便。3、必要的运行灵活性和检修方便。4、投资少，运行费用低。5、具有扩建的可能性3.2.2电气主接线方案确定电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则方案拟定：表3-2方案500KV220KV10KV方案一双母线双分段带旁路母（8回）双母线带旁路母线(4回)单母线分段接线（3回）方案二一个半断路器接线（8回）双母线带旁路母线（4回）单母线分段接线（3回）-50- （1）单母线分段接线优点：单母线用分段断路器进行分段，对重要用户有从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电：当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电；缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该段母线上的电源和出线，在检修期间必须全部停电；任一回路的断路器检修时，该回路必须停止工作（2）双母线接线的优点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电。其次是调度灵活，各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式最后就是扩建方便，向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电缺点：接线复杂，设备多，母线故障有短时停电（3）双母线带旁路母线接线双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。（4）一个半断路器接线：1、运行调度灵活,正常时两条母线和全部断路器运行,成多路环状供电;2、检修时操作方便,当一组母线停支时,回路不需要切换,任一台断路器检修,各回路仍按原接线方式,不需切换;3、运行可靠,每一回路由两台断路器供电,母线发生故障时,任何回路都不停电缺点：断路器接线的缺点是使用设备较多,特别是断路器和电流互感器,投资费用大,保护接线复杂-50- 方案一：500KV采用双目线双分段带旁路母线，出线8回，保证了可靠性，220KV采用双母带旁路母线，出线4回，10KV采用了单母线分段接线，出线3回，接线简单，操作方便，使用设备少，从而投资少，而且保证了重要的用户供电，有很好的可靠性和灵活性。500KV方案主接线图如下。图3-1双母线双分段带旁路母线-50- 方案二：500KV侧采用一个半断路器接线，采用两个断路器控制一个元件的多环形接线，形成多环路供电方式，运行调度十分灵活，具有很高的可靠性。由于这种接线中的每个回路都是经过两台断路器供电，任一断路器检修时，所有回路都不会停电。200KV采用双母线带旁路母线，出线4回，10KV采用单母线分段接线，3回。500KV方案主接线图如下图3-2一台半断路器接线-50- 方案比较：可靠性比较;两种电气主接线自身设备的故障停电范围比较（按8个原件考虑）分别如下表3-3双目线双分段带旁路母线接线故障停电范围运行情况故障类型停电原件停电百分比（%）无设备检修出线断路器（或母线）故障225母联或分段断路器故障450有一台断路器检修出线断路器（或母线）故障1~312.5~37.5母联或分段断路器故障3~537.5~63.5一组母线检修出线断路器（或母线）故障2~325~37.5母联或分段断路器故障4~650~75表3-43/2断路器接线故障停电范围运行情况故障类型停电原件停电百分比（%）无设备检修母线侧断路器故障112.5母线故障00中间断路器故障225有一台断路器检修母线侧断路器故障1~212.5~25母线故障0~10~12.5中间断路器故障225一组母线检修母线侧断路器故障225母线故障00中间断路器故障225比较3-1、3-2可以看出，3/2断路器接线无论是在无设备检修方式下，还是在检修与故障重叠方式下，停电原件最多只有两个：当母线故障时没有原件停电。而双目线双分段接线在无设备检修方式下，出线断路器故障或母线故障时有两个原件停电：当母联或分段断路器故障时，停电原件为4个，停电原件占50%;在检修与事故相重叠方式下，停电原件占75%，由此可见。3/2断路器接线能将各种设备自身故障引起停电元件限制在最小范围内，从而提高整个电力系统运行的安全可靠性，所以方案2优于方案1.-50- 灵活性比较：双目线双分段接线，运行相对简单、灵活性较差，各电压等级都利于扩建和发展，3/2断路器接线，调度灵活，各电压等级均利于扩建和发展经济性比较：从设备分析，在8个元件时两种主接线是一样的；当元件总数达10个，双母线双分段加专用旁路母线断路器时，两种主接线也是一样的，当元件多于10个时，3/2断路器接线投资大：原件少于6个时，双母线双分段带旁路母线接线投资大，从占地面积分析。3/2断路器接线采用常规的三列式布置方式比双母线双分段带旁路母线节省占地面积40%，若采用其它布置方式时（如单列式），两种主接线是一样的。综合上述比较可以看出，3/2断路器接线在最严重的故障方式下，停电元件最多为两个，当一组母线发生故障时，没有原件停电，即使是在一组母线检修，另一组母线故障的情况下，也没有元件停电，隔离开关操作简单，调度运行灵活，在投资方面，当元件数在6~10时，与双母线双分段带旁路接线相比是经济的：当元件多于10个，3/2断路器接线投资增大，但是与一旦造成系统重大事故的经济损失相比，也是合适的。所以本设计500KV超高压变电站应选方案-50- 第4章电气设备选择及校验4.1电气设备的选择原则4.1.1按正常工作条件选择电气设备1）电器选择的一般原则1.应满足正常运行、检修、短路和电压情况下的要求，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实验数据，并正式鉴定合格2）额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。通常，规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1~1.15倍，而电气设备所在电网的运行电压波动，一般不超过电网额定电压的1.15倍。因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择。即UN≥UNS（4-1）3）额定电流电气设备的额定电流IN是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。IN应不小于该贿赂在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即IN≥Imax（4-2）4)环境条件对设备选择的影响当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆水度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施-50- 4.1.2按短路状态校验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行动、热校验。校验的短路电流一般取三相短路时短路电流。2.用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2）短路热稳定校验短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定条件。It2t≥Qk（4-3）式中：Qk——短路电流产生的热效应It、t——电气设备允许通过的热稳定的电流和时间3）电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为：ies≥ish（4-4）式中：ish——短路冲击电流幅值ies——电气设备允许通过的动稳定电流幅值4）短路电流计算条件为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定：1.容量和接线2.短路种类3.计算短路点5）短路计算时间验算热稳定的短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tbr之和，即：tk=tpr+tbr(4-5)tpr一般取保护装置的后背保护动作时间，这是考虑到主保护有死区或拒动：而tbr-50- 是指对断路器的分闸脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各相触头分离后的电弧完全熄灭为止的时间段。4.2母线选择及校验母线的材料有铜、铝和钢。由于铝的成本低，除某些特殊场所外，普遍使用铝导体，变电站常用母线形状有矩形，槽型和管型等。矩形截面电流的集肤效应强烈。常被用于容量为60MVA及一下的降压变压器的配电设置等。槽型截面母线用于回路正常工作电流4~8KA的情况下，电流不符合，管型母线具有机械强度好、载流量大、集肤效应小的特点并可用于8KA以上的大电流母线。由于500KV电压等级的特殊性，因此选择钢芯铝绞线，4.2.1500KV母线选择与校验按经济电流密度选择母线截面最大长期工作电流按经济电流密度选择母线截面（4-6）式中—经济截面，m2;J—经济电流密度，A/M2由于母线置于户外，考虑集肤效应和散热，最大负荷利用小时数取为3000~5000h/a查表选择J=1.15X106A/M2故选择截面积1400mm2的LGJQT-1400mm2型钢芯铝绞线，其25℃时最大允许持续电流取Q=35℃，Q0=25℃时，温度修正系数为：则实际环境温度为35℃时的母线允许电流：-50- ，大于其长期最大工作电流（1301.88A），满足长期工作时的发热条件。校验短路计算时间因，所以,经查《短路电流周期分量等值时间去曲线》表得。因t>1s,所以。故母线正常运行时的最高温度为：查表知C=97X106，按热稳定条件所需最小母线截面为式中C—热稳定系数;Kj—集肤效应系数（取1）小于所选母线的截面积，满足热稳定要求，因所选母线为绞线，故不需动稳定校验。所以选择截面积1400mm2的LGJQT—1400mm2型钢芯铝绞线。4.2.2220KV母线选择及校验（1）按经济电流密度选择母线截面考虑变压器变比约为2：1：0.04,最大长期工作电流查表得经济电流密度J=1.0X106A/M2经济截面查《电力工程设计手册》，故选择截面积1400mm2的LGJQT—1400mm2型钢芯绞线，其25℃时最大允许持续电流温度修正系数为-50- 大于其长期最大工作电流（1301.88A）.满足长期工作的发热条件。（2）按最小截面积法校验母线的热稳定短路时间查《短路电流周期分量等值时间曲线》得，tz=0.18s则母线正常运行时的最高温度为：查表知C=97X106，按热稳定条件所需最小母线截面为式中C—热稳定系数;Kj—集肤效应系数（取1）小于所选母线的截面积，满足热稳定要求，因所选母线为绞线，故不需动稳定校验。所以选择截面积1400mm2的LGJQT—1400mm2型钢芯铝绞线。（3）按电晕条件校验证由公式计算临界电晕电压查表得，水平布置时K=0.96；多股绞线mr=0.83~0.87,选0.85；=1.000；导线半径r=1.13cm;相间距离a=400mm,则所以临界电晕电压>工作电压Ug=220KV满足要求-50- 4.2.3220KV中压侧选择及校验220KV侧有四回出线，其中线路9为最大的一条负荷，Sn=43300kva,应以此条线路作为依据选择出线。(1)按经济电流密度选择母线截面最大长期工作电流经济电流密度J=0.9X106A/M2经济截面查《电力工程设计手册》选用LGJ-150型户外钢芯铝绞线，Ia1=478A温度修正系数为KQ=0.831则实际环境温度为38.9℃时，母线允许电流满足长期工作的发热条件。(1)按最小截面积法校验母线的热稳定Tdz=0.23s,母线正常工作时的最高温度由QC=42.43℃，查《不同温度下裸导体的C值》得C=89X106计算母线最小截面（Kj=1）因为4.424mm2<150mm2,故满足热稳定要求。4.2.410KV母线选择及校验按通过低压侧母线的最大长期工作电流按经济电流密度选择母线截面-50- 根据公式取变压器因为最大利用小时数：（h/a）<3000h/a,查表选J=1.65X106A/M2选用3（120x10）矩形铜母线，（平放）此时满足长期工作时的发热条件（1）按最小截面积法校验母线的热稳定Tdz=0.23s,母线正常工作时的最高温度:由QC=45.42℃，查《不同温度下裸导体的C值》得C=89X106计算母线最小截面（Kj=1）因为4.424mm2<3（120X10）mm2,故满足热稳定要求。（2）动稳定校验短路冲击电流,三相短路最大电动力母线所受的最大应力满足动稳定要求4.2.510KV低压侧母线选择及校验10KV侧有三回出线，其中13为最大的一条负荷，SN=21500KVA，应以此条线路作为依据选择出线（1）按经济电流密度选择母线截面最大长期工作电流经济电流密度J=1.2X106A/M2-50- 经济截面查《电力工程设计手册》选用4XLGJQ-400型户外钢芯铝绞线，Iy=1774A温度修正系数为KQ=0.831则实际环境温度为38.9℃时，母线允许电流满足长期工作时的发热条件（1）按最小截面积法校验母线的热稳定Tdz=0.23s,母线正常工作时的最高温度由QC=69.38℃，查《不同温度下裸导体的C值》得C=89X106计算母线最小截面（Kj=1）因为1.08mm2<4x400mm2,故满足热稳定要求。4.3高压断路器和隔离开关的选择4.3.1高压断路器的选择(1)种类按断路器采用的灭弧介质可分为油断路器（多油，少油）、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器等。（2）额定电压和额定电流UN≥UNSIN≥Imax式中：UNUNS——分别为电气设备和电网的额定电压KVINImax——分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流A(3)短路关合电流的选择为了保证断路器在关合短路电流时的安全断路器的额定关合电流incl不应小于短路电流的最大冲击值ish,-50- 4.3.2隔离开关的选择隔离开关是发电厂和变电站中常用的开关电器。它需与断路器配套使用，但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流情况下，分合电路。其主要功用为：隔离电压，倒闸操作，分、和小电流。隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。隔离开关的型式较多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式；按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。此外，还有V形隔离开关。隔离开关的型式对配电设备的布置和占地面积有很大的影响。还应根据配电设备特点和使用要求以及技术经济条件来确定。4.4500KV侧断路器隔离开关的选择与校验4.4.1主变压器侧断路器的选择与校验当系统稳定，要求快速切合故障时，应选用分闸时间不大于0.04S的断路器；根据装设地点和构造类型选择用户外式少油断路器；1、额定电压选择：;2、额定电流选择：；3、额定开断电流选择：查《电力工程设计手册》选用LW15-550型户外式少油断路器，其技术数据见表4-4-1表4-1断路器技术数据型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KVALW15—5505501000350018.4极限通过电流热稳定电流KA峰值有效值1秒5秒10秒5532322114.8-50- 热稳定校验短路等值时间短路电流热脉冲即满足热稳定要求。动稳定校验极限通过电流的幅值故满足动稳定要求4.4.2主变压器侧隔离开关的选择与校验1、由额定电压选择;2、由额定电流选择；查《电力工程设计手册》选用SSBIII—AM—550/3150型户外隔离开关，其技术数据见表表4-2隔离开关技术数据型号额定电压KV额定电流A极限通过电流峰值KASSBIII—AM—550/31505503150505秒热稳定电流操动机构型号14CS14G，CQ2—145热稳定校验即满足热稳定要求。动稳定校验故满足动稳定要求-50- 4.5220KV侧断路器隔离开关选择及校验4.5.1主变压器侧断路器的选择与校验1、由额定电压选择;2、由额定电流选择；3、由额定开断电流选择查《电力工程设计手册》选用SW4-220/1000型户外式少油断路器，表4-3选用SW4-220/1000型户外式少油断路器型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KVASW4—220/10002201000350018.4极限通过电流KA热稳定电流KA峰值有效值1秒5秒10秒5532322114.8即满足热稳定要求。动稳定校验故满足动稳定要求4.5.2主变压器侧隔离开关的选择与校验根据上面断路器的选择的相关数据和已知条件，选择屋外GW13—220/600型隔离开关查《电力工程设计手册》得技术特性如表表4-4选用GW13—220/600隔离开关的技术数据型号额定电压额定电流极限通过电流峰值5S热稳定电流有效值GW1—220/60022060055KA29KA14KA合闸时间0.06S分闸时间0.1S-50- 同理：满足热稳定要求动稳定校验满足动稳定条件4.610KV侧断路器的选择与校验4.6.1主变压器侧断路器的选择与校验1.由额定电压选择;2.由额定电流选择；3．由额定开断电流选择查《电力工程设计手册》选用SN4-10G/5000型户内式少油断路器，表4-5选用SN4-10/5000型户内式少油断路器型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KVASN4-10/50001050001800105极限通过电流KA热稳定电流KA峰值有效值1秒5秒10秒33017317312085热稳定校验即满足热稳定要求。动稳定校验故满足动稳定要求4.7互感器选择互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器，互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100，100/-50- ）和小电流（5，1A）其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等4.7.1电流互感器的选择电流互感器的作用是将一次回路中的大电流转换为1A或5A的小电流以满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。（1）种类和型式的选择电流互感器根据使用环境可分为室内式、室外式，根据结构可分为瓷绝缘结构和树脂浇注式结构，根据一次线圈的型式又可分为线圈式和母线式，单匝贯穿式、复匝贯穿式。选择电流互感器时，应根据安装地点和安装方式选择其型式。（2）按准确等级选择：根据所接的测量仪表，继电器和自动装置等设备的形式和用途对准确级的要求来确定电流互感器工作的正确等级。供计量计费用的表计所接的电流互感器要求为0.5级；供监视设备运行状态用的表计所接的电流互感器为1级；供保护用的电流互感器要求为3级(3)按所工作的电网额定电压选择：—电流互感器所在电网的额定电压—电流互感器一次侧的额定电流（4）按一次回路电流选择：—电流互感器一次回路最大长期工作电流—电流互感器的一次额定电压-50- 表4-6电流互感器技术数据安装地点型号额定电流比A准确级数二次负荷Ω/0.5级500KV侧LVQBT-500200/50.52220KV侧LCWDL-220400/50.5210KV侧LMZ1-104000/50.52220KV侧出线路LQZ-220600/50.5210KV侧出线路LMZ1-102000/50.51.61秒热稳定倍数35(5秒)7575动稳定倍数651351354.7.2电压互感器选择(1)按所工作的电网额定电压选择：要求电压互感器的原边电压满足下列条件：0.9UN