纳爱斯工厂110-10KV降压变电所设计(六)

D、短路关合电流Igh=100kA> ich=64.515kA

E、动稳定校验：断路器动稳定电流

           Ies=100kA> ich=64.515kA

F、热稳定校验：

热稳定电流产生的热效应I2t=402×2kA2·S> ich =25.32×0.25kA2·S

∵各项条件均满足，∴所选断路器ZN-10/2000-40型合格。

⒉ 10kA馈线断路器的选择和校验

最大持续工作电流：Ig.max=4.5×103/√3×10.5×0.8=309.3A

d-2点的短路参数：I〃=I∞=25.3kA; ich=64.515kA

Ich=38.456kA; S〃=460.1MVA; Qk=25.32×0.7kA2·S

①10kV馈线断路器的选择：

查附表3-8选择ZN-10/1250-31.5型真空断路器，其技术参数如下表：

型号 额定电压

UN（kV） 最高工作电压Ug.max

(kv) 额定开断电流IKD（kA） 额定关合电流IGH（kA） 动稳定电流IES（kA） 额定电流

IN（kA） 热稳定电流产生热效应I2t(kA·S)

ZN-10/1250-

31.5 10 11.5 31.5 80 80 1250 31.5_2×2

②、校验

A、断路器的额定工作电压UN≥UE  (电网电压)

B、电网最大持续工作电流Ig.max=309.3<IN=1250A

C、断路器额定开断电流Ikd=31.5kA>Idt=I〃=I∞=25.3kA

D、短路关合电流Igh=80kA> ich=64.515kA

E、动稳定校验：断路器动稳定电流

           Ics=80kA> ich=64.515kA

F、热稳定校验：

热稳定电流产生的热效应I2t=31.52×2kA2·S> ich =25.32×0.7kA2·S

∵各项条件均满足，∴所选断路器ZN-10/1250-31.5型合格。

⒊10kV母线断路器的选择和校验

其计算方法同10kV主变进线断路器的选择和校验相同都是选用ZN-10/2000-40型真空断路器。

⒋列表：

序号 名称 名称 计算数据 技术数据

1 主变进线DL ZN-10/2000-40 U=10kV；Ig.max=1818.7A

I〃=I∞=25.3kA; 

ich=64.515kA;Ich=38.456kA S〃=460.1MVA; 

Qk=25.32×0.25kA2·S UN=10kV；IN=2000A

Ikd=40kA; Ies=100kA

Igh=100kA;

I2t=40×2kA2·S

2 10kV馈线DL ZN-10/2000-40 U=10kV;Ig.max=309.3A

I〃=I∞=25.3kA; 

ich=64.515Ka;Ich=38.456kA S〃=460.1MVA; 

Qk=25.32×0.7kA2·S UN=10kV；IN=1250A

Ikd=31.5kA; Ies=80kA

Igh=80kA;

I2t=31.52×2kA2·S

3 10kV母线分段DL ZN-10/2000-40 U=10kV；Ig.max=1818.7A

I〃=I∞=25.3kA; 

ich=64.515kA;Ich=38.456kA S〃=460.1MVA; 

Qk=25.32×0.25kA2·S UN=10kV；IN=2000A

Ikd=40kA; Ies=100kA

Igh=100kA;

I2t=402×2kA2·S

五、10kV高压隔离开关的选择

⒈  主变进线隔离开关的选择

   最大持续工作电流：Ig.max=10.5×31500/√3×10.5=1818.6A

   根据d-2点的短路参数及最大持续工作电流列出计算数据表

U(kV) Ig.max(A) Qk(kA2·S) ich(kA)

10 1818.7 25.32×0.25 25.3

  根据计算数据表查补充教材F-5(1)表选择GN1-10/2000型隔离开关，

 其技术参数如下表：

U0(kV) Ic(A) Qk(kA2·S) ies(kA)

10 2000 402×5 85

由选择结果可知各项条件均满足，故所选的隔离开关符合动稳定和热稳定要求。

⒉  10kV馈线隔离开关的选择

 最大持续工作电流：Ig.max=4.5×103/√3×10.5×0.8=309.3A

 根据d-2点的短路参数及最大持续工作电流列出计算数据表

U(kV) Ig.max(A) Qk(kA2·S) ich(kA)

10 309.3 25.32×0.7 25.3

   根据计算数据表查补充教材F-5(1)表选择GN1-10/400型隔离开关， 其技术参数如下表：

U0(kV) Ic(A) Qk(kA2·S) ies(kA)

10 400 402×5 30

由选择结果可知各项条件均满足，故所选的隔离开关符合动稳定和热稳定要求。

⒊10kV母线隔离开关的选择

 因其计算数据与主变10kV进线相同，故选GN-10/2000型隔离开关。

 ⒋所用变隔离开关的选择 

 最大持续工作电流：Ig.max=315/√3×10.5=17.3A

  根据d-2点的短路参数及最大持续工作电流列出计算数据表

U(kV) Ig.max(A) Qk(kA2·S) ich(kA)

10 17.3 25.32×0.7 25.3

根据计算数据表查补充教材F-5(1)表选择GN1-10/400型隔离开关， 其技术参数如下表：

U0(kV) Ic(A) Qk(kA2·S) ies(kA)

10 200 402×5 52

由选择结果可知各项条件均满足，故所选的隔离开关符合动稳定和热稳定要求。

⒌   10kV隔离开关列表

序号 名称 名称 计算数据 技术数据

1 主变进线GK GN_1-10/2000 U=10kV；Ig.max=1818.7A

ich=25.3kA;  

Qk=25.32×0.25kA2·S UE=10kV；IE=2000A

ich=85kA; 

I2t=402×5kA2·S

2 10kV馈线GK GN1-10/2000 U=10kV;Ig.max=309.3A

ich=25.3kA; 

Qk=25.32×0.7kA2·S UE=10kV；IE =400A

ich=30kA; 

I2t=402×5kA2·S

3 10kV母线分段GK GN1-10/400 U=10kV；Ig.max=1818.7A

ich=25.3kA; 

Qk=25.32×0.25kA2·S UE =10kV；IE =2000A

ich=85kA; 

I2t=402×5kA2·S

4 所用变GK GN_6-10T/200 U=10kV;Ig.max=309.3A

ich=25.3kA; 

Qk=25.32×0.7kA2·S UE=10kV；IE =200A

ich=52kA; 

I2t=202×5kA2·S

⒍  10kV母线电压互感器的选择

 10kV母线电压互感器的选择查有关的参考书选3×JDZJ-10型电压互

感 器，其额定变比：10000/√3：100/√3：100/√3；0.5级； Se=40MVA; 

最大容量300MVA。

⒎  10kV电流互感器的选择

⑴、10kV馈线电流互感器的选择

已知d-2点短路时ich=25.3kA; Qk=25.32×0.7kA2·S; 出线相间距离a=0.4m,电流互感器至最近一个绝缘子的距离L=1m；电流互感器回路的最大负荷相的仪表查补充教材P71表F-12⑴有电流表(46-L1-A)0.35VA; 功率表(46D1-W)0.6VA; 电能表(DS1)0.5A; 电压互感器与测量仪表相距40m。

解：① 电流互感器的负荷统计，其最大负荷为

           Pmax=0.35+0.6+0.5=1.45VA

②  根据电流互感器安装处的电网电压(10kV)；最大工作电流(309.3A)和安装地点的要求，查补充教材P63表F-10初选LAJ-10型屋内电流互感器，变比为400/5；0.5级；二次负荷额定阻抗为1Ω动稳定倍数Kes=136;热稳定倍数Kt=75。

③  选择互感器连接导线截面

互感器二次额定阻抗Zn2=1Ω

最大相负荷阻抗ra=Pmax/In22=1.45/25=0.058Ω

S≥ρLc/(Zn2－ra－rc)=(1.75×10-8×√3×40)/(1－0.058－0.1)=1.44mm2

选用标准截面为1.5mm2的铜线。

④ 热稳定校验：

(KtIn1)2=(75×0.4)2=900＞Qk=25.32×0.7=448.1kA2·S

内部动稳定校验：

     In2Kes=√2×0.4×136=76.9kA＞ich=25.3kA

外部动稳定校验：

Fa1≥0.5×1.73×10-1ich2L/a＝0.5×1.73×10-1×25.32×1/0.4=138.4N≤750N

所选LAJ-10型电流互感器完全满足内部与外部动稳定要求。

⑵、主变10kV侧及10kV母线分段电流互感器的选择

已知d-2点短路时ich=25.3kA；Qk=25.32×0.7kA2·S；出线相间距离a=0.4m,电流互感器至最近一个绝缘子的距离L=1m；电流互感器回路的最大负荷相的仪表查补充教材P71表F-12⑴有电流表(LD5-A)6VA; 功率表(LD6-W)6VA; 电能表(DS1)0.5A; 无功电能表(DK1)0.5VA;电压互感器与测量仪表相距50m。

解：① 电流互感器的负荷统计，其最大负荷为

Pmax=6+6+0.5+0.5=13VA

②  根据电流互感器安装处的电网电压(10kV)；最大工作电流1818.6A)和安装地点的要求，查补充教材P63表F-10初选LAJ-10型屋内电流互感器，变比为2000/5；0.5级;二次负荷额定阻抗为2.4Ω动稳定倍数Kes=50;热稳定倍数Kt=50。

③  选择互感器连接导线截面

互感器二次额定阻抗Zn2=2.4Ω

最大相负荷阻抗ra=Pmax/In22=13/25=0.52Ω

S≥ρLc/(Zn2－ra－rc)=(1.75×10-8×√3×50)/(2.4－0.52－0.1)=0.85mm2

选用标准截面为1.5mm2的铜线。

④ 热稳定校验：

(KtIn1)2=(50×2)2=1000＞Qk=25.32×0.7=448.1kA2·S

内部动稳定校验：

     In2Kes=√2×2×50=141kA＞ich=25.3kA

外部动稳定校验：

Fa1≥0.5×1.73×10-1ich2L/a

＝0.5×1.73×10-1×25.32×(1/0.4)  =138.4N≤750N

所选LAJ-10型电流互感器完全满足内部与外部动稳定要求。

8、10kV母线避雷器的选择和校验

型号 额定电压有效值（kV） 灭弧电压有效值（kV） 工频放电电压有效值（kV） 冲击放电电压不大于（kV） 54安10/20微秒波7时残压不大于（kV）

FZ-10 10kV 12.7kV 26～31kV 45kV 45kV

在10kVI、II段母线上安装FZ-10阀型避雷器各一台，以限制雷电侵入波时的过电压幅值，其技术参数如下表：

校验：在中性点的10kV电力网中，其灭弧电压应不大于电网最大线电压的1.1倍。

即：Umh≥1.15×1.73Uxg×1.1=1.15×10×1.1=12.65kV 

校验工频放电电压：

Ugf >3.5×1.15Uxg=3.5×1.15×10/√3=23.24kV

Ugf >1.8Umh=1.8×12.65 =22.77kV

从上表可知，所选FZ-10型避雷器满足要求。

六、#1、#2所用变压器高压侧熔断器的选择

型号 额定电压 最大断流容量 熔管额定电流 熔管型式 熔体额定电流

RN1-10 10kV 200MVA 50A 单管充砂 30A

Ig.max=315/ √3 ×10.5=17.32A

查补充教材表F-6(3)选择RN1-10型熔断器，其参数如下表：

七、10kV高压开关柜选择

为了适应KD变电所的地理位置，交通运输情况，气象条件等需要，选择GG-1A(F2)Q型系列户内固守式高压开关柜，其系列产品在保留GG-1A型基本结构的特点下，加装了五防闭锁装置、接地系统、旁路方案，并新增加了加强绝缘型产品，是目前国家推广使用的产品。

10kV高压开关柜的型号选择如下：

⑴、10kV馈线选择： GG-1A(F2)-07-ZDQ型

⑵、电容器组选择： GG-1A(F2)-33-ZDQ型

⑶、接地变选择： GG-1A(F2)-07-ZDQ型

⑷、所用变选择： GG-1A(F2)-23型

5-3    110kV配电装置电气设备选择

一、110kV侧进线的选择和校验

按经济电流密度选择110kV侧进线截面S，并按短路电流进行热稳定校验：

 最大持续工作电流为：

  Ig.max=1.05Ie=1.05×2Se /√3Ue=1.05×2×31500/√3×115=332A

当Tmax=4250小时/年，查教科书P166表10-5，应取J=1.15A/mm2，所以应

选SJ= Ig.max /J=332/1.15=288.8mm2查设计指导书附表1-2,试选择LGJF-300/15防腐钢芯铝铰线,在最高允许温度+70℃的载流量为735A，故满足最大工作电流的要求。

校验在d-1点短路条件下的热稳定：

按裸导体热稳定校验公式：Smin=(I∞/C) √tdz (mm2)

查设计参考资料P27表5-2，热稳定系数C=87，并且在d-1点短路时得知

I∞=9.589kA；t=0.2+0.5=0.7s;  β〃=I〃/I∞=1查教科书P27图6-7得tz=0.7s。

tdz=tz+0.05β〃=0.7×0.05×1=0.75s

∴Smin=9589/87*√0.75=95.5mm2<S=300mm2故满载热稳定要求。所选导线为LGJF-300/15>LGJF-70故可不必进行电晕校验。

二、110kV桥母线(软母线)的选择和校验

根据母线最大持续工作电流不超过两台主变的最大工作电流，故110kV桥母线最大持续电流：

  Ig.max=1.05Ie=1.05×2Se /√3Ue=1.05×2×31500/√3×115=332A

查设计指导书附表1-2,试选择LGJF-300/15防腐钢芯铝铰线,在最高允许温度+70℃的载流量为735A，故满足最大工作电流的要求。

校验在d-1点短路条件下的热稳定：

按裸导体热稳定校验公式：Smin=(I∞/C)√tdz (mm2)

查设计参考资料P27表5-2，热稳定系数C=87，并且在d-1点短路时得知

I∞=9.589kA；t=0.2+0=0.2s;  β〃=I〃/I∞=1查教科书P27图6-7得tz=0.2s。

tdz=tz+0.05β〃=0.2×0.05×1=0.25s

∴Smin=9589/87×√0.25 =55.1mm2<S=300mm2故满载热稳定要求。

所选导线为LGJF-300/15>LGJF-70故可不必进行电晕校验。

三、110kV高压断路器选择

⒈  110kV进线(#1、#2)高压断路器选择

按最大持续工作电流不超过两台主变的最大工作电流

 Ig.max=1.05Ie=1.05×2Se /√3Ue=1.05×2×31500/√3×115=332A

根据d-1点的短路参数及最大持续工作电流列出计算数据表

U(kV) Ig.max(A) I〃(kA) ich(kA) Ich(kA) Qk(kA2·S)

110 332 9.589 24.452 14.575 9.5892×0.7

根据计算数据表查设计指导书附表3-12选择LW11-110型断路器，其技术参数如下表：

UN(kV) IN(A) Ikd(kA) Ics(kA) Igh(kA) I12t(kA2·S)

110 1600 31.5 80 80 31.52×3

校验：由两表可知LW11-110型断路器的技术参数大于或等于相对应的计算数据故选断路器符合动稳定和热稳定要求。

⒉  110kV桥母线高压断路器选择

按最大持续工作电流不超过两台主变的最大工作电流

 Ig.max=1.05Ie=1.05×2Se /√3Ue=1.05×2×31500/√3×115=332A

根据d-1点的短路参数及最大持续工作电流列出计算数据表：

U(kV) Ig.max(A) I〃(kA) ich(kA) Ich(kA) Qk(kA2·S)

110 332 9.589 24.452 14.575 9.5892×0.7

根据计算数据表查设计指导书附表3-12选择LW11-110型断路器，其技术参数如下表：

UN(kV) IN(A) Ikd(kA) Ics(kA) Igh(kA) I12t(kA2·S)

110 1600 31.5 80 80 31.52×3

校验：由两表可知LW11-110型断路器的技术参数大于或等于相对应的计算数据故选断路器符合动稳定和热稳定要求。

⒊  列表

序号 名称 型号 计算数据 技术数据

1 110kV进线断路器 LW_11-110型 U=110kV;Ig.max=332A

I”9.589kA;ich=24.452kA;Ich=14.575kA;

Qk=9.5892×0.7kA2·S UN=110kV;IN=1600A

Ikd=31.5kA;Ics=80kA;

Igh=80kA;

I12t=31.52×3kA2·S

2 内桥断路器 LW_11-110型 U=110kV;Ig.max=332A

I”=9.589kA;ich=24.452kA;Ich=14.575k;

Qk=9.5892×0.2kA2·S UN=110kV;IN=1600A

Ikd=31.5kA;Ics=80kA;

Igh=80kA;

I12t=31.52×3kA2·S

四、110kV高压隔离开关选择