?U%?173ImaxL?rcos??xsin??/U ?173?364?250?(0.194?10?3?0.8?0.076?10?3?0.6)/(10.5?103) ?0.28%?5%结果表明ZR YJV22－3×95 10kV电缆能满足要求。 三、支柱绝缘子和穿墙套管的选择

支柱绝缘子应按额定电压和类型选择，并进行短路时动稳定校验。穿墙套管应按额定电压、额定电流和类型选择，按短路条件校验动、热稳定。

1.按额定电压选择支柱绝缘子和穿墙套管

支柱绝缘子和穿墙套管的额定电压UN应大于等于所在电网的额定电压UNs，即

UN>UNs （14-103）

发电厂与变电站的3～20kV屋外支柱绝缘子和套管，当有冰雪和污秽时，宜选用高一级的产品。

2.按额定电流选择穿墙套管

穿墙套管的额定电流IN。应大于等于回路中最大持续工作电流，即：

IN > KImax （14-104）

式中：K—温度修正系数。

对母线型穿墙套管，因本身无导体，不必按此项选择和校验热稳定，只需保证套管的型式穿过母线的尺寸相配合。

3.支柱绝缘子和套管的种类和型式选择

根据装置地点、环境选择屋内、屋外或防污式及满足使用要求的产品型式。

4.穿墙套管的热稳定校验

套管耐受短路电流的热效应It2t应大于等于短路电流通过套管所产生的热效应Qk，即

It2t ≥Qk （14-105）

5.支柱绝缘子和套管的动稳定校验 绝缘子和套管的机械应力计算如下：

图14-13 绝缘子和穿墙套管所受的电动

图14-14 绝缘子受力示意图

布置在同一平面内的三相导体（如图14－13所示），在发生短路时，支柱绝缘子（或套管）所受的力为该绝缘子相邻跨导体上电动力的平均值。例如绝缘子1所受力为：

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Fmax?F1?F22lc?1.73ik?10?7(N) （14-106） 2a式中：lc－计算跨距，m；lC??l1?l2?/2，l1、l2为与绝缘子相邻的跨距。对于套管l2=lca（套管长度）。

由于导体电动力Fmax是作用在导体截面中心线上的，而支柱绝缘子的抗弯破坏强度按作用在绝缘子高度H处给定的（如图14－14所示），为了便于比较，必须求出短路时作用在支柱绝缘子绝缘子帽上的计算作用力Fco，即：

Fco?FmaxH1/H(N) （14-107）

式中：H1－绝缘子底部到导体水平中心线的高度（mm），H1=H+b+h/2；

b－导体支持器下片厚度，一般竖放矩形导体b=18mm，平放矩形导体及槽形导体b=12mm。

支柱绝缘子绝缘子帽上的计算作用力Fco及套管的最大受力应不大于60%支柱绝缘子的抗弯破坏负荷0.6Fph。Fph由所选绝缘子给定。

对于35kV及以上水平安装的支柱绝缘子，在进行机械计算时，应考虑导体和绝缘子的自重以及短路电动力的复合作用。屋外支柱绝缘子应计及风和冰雪的附加作用

套管和绝缘子的安全系数不应小于表14－22所列数值。

表14－22 套管和绝缘子的安全系数

类 别 套管、支持绝缘子 悬式绝缘子及期金具 分别应为5.3和3.3。

①荷载长期作用时 2.5 4 荷载短时作用时 1.67 2.5 注： 悬式绝缘子的安全系数对应于一小时机电试验荷载，而不是破坏荷载。若是后者，安全系数则

例14－9 试选择100MW发电机－变压器组连接母线的支柱绝缘子和穿强套管。已知：发电机的额定电压为10.5kV，额定电流为6468A，发电机连接母线上的短路电流I???35.4kA，发电机的连接母线选用2条标准槽形母线200×90×12mm（h×b×c），S=8080mm2，三相水平布置，相间距a=0.7m，支柱绝缘子跨距为1.5m。地区最热月平均温度为+35℃，母线允许电流修正到+35℃时的值为7744A。

解：（1）计算短路冲击电流峰值。

ik?2.55?I???2.55?35.4?90.3kA

（2）支柱绝缘子的选择。根据工作电压和装置地点，屋内部分选ZC－10F型支柱绝缘子，其抗弯破坏负荷Fph=12250N，绝缘子高度H=225mm（见图14－16）。

Fmaxh?225?12?100?337mm 21.52lC?1.73ik?10?7?1.73?903002??10?7?3023 (N)

a0.7H1?H?b?335

所以， Fco?FmaxH1337?3023??4528(N)＜0.6Fph H225屋外部分的支柱绝缘子，考虑冰雪及污秽的影响，选用电压等级高一级的产品ZPC－

35，其验算方法同屋内。

（3）穿墙套管的选择。

根据工作电压和额定电流，选用CMWF－20母线型套管，套管长度lca?625mm，（mm×mm）。 Fph?39200N。套管窗口尺寸为210×200＞2（200×90）

l?l1.5?0.625?1.063 (m) 计算跨度 lc?12?221.0632l?72?10?7?2142 (N)＜0.6Fph 套管受力Fmax?1.73ikC?10?1.73?90300?a0.7

第五节 主变压器的选择

主变压器的选择与变压器的台数、形式、连接组别、电压等级、调压方式、冷却方式、

运输条件以及变电站的容量、发展远景等方面的因数有关，在选择主变压器型式时，应考虑以下几个方面。

1.容量及台数的确定

变电站的容量是由供电地区供电负荷（综合最大负荷）决定的，如果已知供电地区的计算负荷，则变电站容量为：

ST?式中：Pca—变电站计算负荷，kW；

Pca （14-108） cos?cos?—平均功率因数，一般取0.6～0.8。

变电站主变压器台数可按如下原则确定：

①对于只供电给二类、三类负荷的变电站，原则上只装设一台变压器。

②对于供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的重要变电站，应选用两台相同容量的主变压器。每台变压器的容量应满足一台变压器停运后，另一台能供给全部一类负荷；在无法确定一类负荷所占比重时，每台变压器的容量可按计算负荷的60％～80％选择。

③对大城市郊区的一次变电站，如果中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台为宜；对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性；对于规划只装两台主变压器的变电站，其变压器的基础宜按大于变压器容量的1～2级设计。

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2.相数的确定

在330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。但 是由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，尤其需要考察其运输可能性，从制造厂到变电站之间，变压器尺寸是否超过运输途中隧洞、涵洞、桥洞的允许通过限额；变压器重量是否超过运输途中车辆、船舶、码头、桥梁等运输工具或设施的允许承载能力。除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重要的是考虑负荷和系统情况、保证供电可靠性，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下来确定选用单相变压器还是三相变压器。

3.绕组数的确定

国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分类有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式变压器。如以两种升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用二台双绕组变压器或三绕组变压器，亦可选用自耦变压器。

在110kV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场所，均可优先选用自耦变压器，它损耗小、体积小、效率高，但限制短路电流的效果较差，变比不宜过大。

4.绕组接线组别的确定

变压器三相绕组的接线组别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星形“Y”和三角形“△”两种。因此，变压器三相绕组的连接方式应根据具体工程来确定。对于三相双绕组变压器的高压侧，110kV及以上电压等级，三相绕组都采用“YN”连接；35kV及以下采用“Y”连接； 对于三相双绕组变压器的低压侧，三相绕组采用“△”连接，若低压侧电压等级为380/220V，则三相绕组采用“yn0”连接。

在变电站中，为了限制三次谐波，主变压器接线组别一般都选用YN，d11常规接线。近年来，国内外亦有采用全星形接线组别的变压器。所谓“全星形”变压器，一般是指其接线组别为：YN，yn0，y0（YN，yn0，yn0）或YN，y0（YN，yn0）的三绕组变压器或自耦变压器。它不仅与35kV电网并列时，由于相位一致比较方便，而且零序阻抗较大，有利于限制短路电流。同时，也便于在中性点处连接消弧线圈。但是，由于全星形变压器3次谐波无通路，因此，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。

5.调压方式的确定

为了保证变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调整范围通常在±2×2.5％以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30％，但其结构较复杂、价格较贵。

6.冷却方式的选择

电力变压器的冷却方式，随其型式和容量不同而异，一般有以下几种类型。

（1）自然风冷却：一般适于7500kVA以下小容量变压器。为使热量散发到空气中，装有片状或管形辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。

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