某市110KV中心变电所电气一次部分初步设计

式中：s2—二次负荷。

sn ——对应于在测量仪表的最高准确等级下，电压互感器的额定容量。

2.电压互感器的选择：

有电压互感器的技术条件使用情况

（1）110kV侧：Un=110(kV) U2n=100/3 (V) （2）35kV侧：U2n=100(kV) U2n=100(V) （3）10kV侧：U2n=10(kV) U2n=100(V) 三次测电压等级准确等级：1级。

参考由熊信银主编，中国电力出版社出版的《发电厂电气部分》表5.44侧电压互感器选择如下所示：

表5.4 电压互感器型号及参数

在下列准确等级下额定容量（kVA） 型式 额定变比 0.5级 1级 3级 (110000/3)/(100/3) JDC6—110 300 500 (500) 单/100 相JDJ2—35 35000/100 150 250 500 式 JDJ—10 10000/100 80 150 320 其中: Jcc_110型互感器熊信银主编的《发电厂电气部分》 JDJ2_35型互感器熊信银主编的《发电厂电气部分》 JDJ_10型互感器熊信银主编的《发电厂电气部分》

最大容量（VA） 2000 1000 640 5.2.5 母线与电缆的选择与校验

送电线路导线截面积选择的一般方法是：先按电流初选导线标称截面积，然后进行电压损失，机械强度，电晕，发热等技术条件的效验，送电线路导线截面的选择，应根据5～10年电力系统发展的规定进行。

1.35kV母线的选择

按经济电流密度选择母线截面，35KV最大持续工作电流查表得Ig.max=259.82(A) 采用铝母线参考由熊信银主编，中国电力出版社出版的《发电厂电气部分》，图6.4查得Tmax=5600h/a经济电流密度J=0.86.(A/㎜2)则母线经济截面为：

S=Ig.max/J=692.28/0.74=935.5(㎜2)

参考由熊信银主编，中国电力出版社出版的《发电厂电气部分》表5.14选择35kV母线围殴：（80×10）型矩形母线。平方允许载流量：

IY=1411A(θ=70℃,θ = 25℃)。

因实际环境温度θ=θ0=25℃。综合修正系数K=1.00.故：

KIY=1411(A)> Ig.max=692.82(A)。

可满足长期发热要求。

2.10kV母线的选择与校验

（1）按经济电流密度选择及母线截面

10kV最大持续工作电流查表得Ig.max=454.68(KA)。采用铝母线由《发电厂电气部分》图

2

6.4查得Tmax=5600h/a。经济电流密度，J=0.74A/㎜则母线经济截面为：

S= Ig.max/J=1212.44/0.74=1638.4(㎜2)

参考由熊信银主编，中国电力出版社出版的《发电厂电气部分》附表2.1选用每相2条80mm×10mm=(800mm2)，矩形S铝导体平时IN=2.218,采用效应系数KS=1.30。因实际环境温度θ=θ0=25℃. 参考由熊信银主编，中国电力出版社出版的《发电厂电气部分》表

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5-17综合修正系数K=1.00,故θ=25℃，允许电流为：KY=1×2128=2128(A)> Ig.max=1212.44（A），可满足长期发热要求。

（2）热稳定校验

2

由短路电流周期分量θk=θp=165[(KA).S]。 母线正常运行最高温度为：

θw=θ+(θal－θ )( ImaxIal)2=25+(70-25)×(1212.44/2128.) 2=39.6℃.

参考《发电厂电气部分》243页表6.3得C=99.则母线最小截面Smin为：

Smin=QkKs/C=147.83<1600(mm2) 满足热稳定。

（3）动稳定校验

由短路电流计算结果表查得短路冲击电流为：

ich=19.89(KA)

相间距离d取0.35m

fph=1.73×10-7×(l/a)×ich2×β

=1.73×10-7×(1/0.35)×(19.89×103) ×1=246.8(N/m)

Wph=bh3/3=0.01×0.083/3=2.13×10-5(m3)

σph= fph l3/10 Wph=(246.8×1.52)/(10×2.13×10-5)=2.61×106(pa)

由b/h=10/80=0.125,(2b-b)/(b+R)=(2×10-10)/(10+80)=0.111，参考熊信银主编的《发电厂电气部分》图2.15得；K12=0.48，同相条件应为：

-72-72

Fb=0.25×10×ich/b×K12=0.25 ×10 ×(19890/0.01 )×0.48=474.7(N/m)

Ltmax=1.5/1.10=1.29,即会满足动稳定所必须的最少衬垫数为2个，实际衬垫距为：lb=L/2=1.5/2=0.75n1﹤ Ltmax满足动稳定的要求。

3.10kV出线电缆的选择及校验 （1）按额定电压：

Ug.max﹤Un

（2）按最大持续工作电流选择电缆面积S查表得Ig.max=51.96A。

参考由熊信银主编，中国电力出版社出版的《发电厂电气部分》附表2—4，附表2—6选择S=120㎜2电缆。

温度修正系数：

Kt=(θal -θ)/( θal -25)=（90-15）/（90-25）=1.15

其中θ为土壤温度，参考《发电厂电气部分》附表2—9及附表2—10得土壤热阻修正系数KS=1.0，直埋两根并列整设系数K4=0.92。允许载流量Ial=KlK3K4In=1.15×1.0×0.92×245=259.21﹤388.13(A)，满足长期发热要求。

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第六章 接地刀闸与避雷器的选择

运行中的电气设备，可能受到来自外部的雷电过电压的作用，必须采取有效过电压防护器具，实现防雷保护和接地保护。

6.1 接地刀闸选择

为了保证电器和母线的检修安全，35kV及以上每段母线根据长度宜装设1～2组接地刀闸或接地器。每两接地刀闸的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸应装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装与其他回路隔离开关的基础之上，必要时可设置母线接地器。

63kV及以上配电装置的断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。

6.2 避雷器

6.2.1 避雷器的参数

普通阀型避雷器有FS型和FZ型两种。FS型重要适用于配电系统，FZ型适用于发电厂和变电所。FZ型避雷器均由结构和性能标准化的单件组成，其单件的额定电压分别为3，6，10，15，20kV和35kV。因此，可由不同单件组成各种电压等级的逼雷器，例如FZ－35型避雷器是由两个FZ－15型避雷器串联而成。金属氧化锌避雷器比普通阀型避雷器，具有无续流，通流容量大，结构简单，寿命长等优点，将在很多范围内，代替普通阀型避雷器。金属氧化锌的电站用Y5W系列和旋转电机保护用Y3W系列。 避雷器的重要技术参数如下：

1.额定电压。避雷器的额定电压必须与安装避雷器的电力系统的电压等级相同。 2.灭弧电压。它是保证避雷器能够在工频续流第一次经过零值时，根据灭弧条件所允许加至避雷器的最高工频电压。

3.工频放电电压。对工频放电电压规定其上，下限。 4.冲击放电电压。冲击放电电压是指预放电时间为1.5～20us的冲击放电电压，与5kV（对330kV为10kV）下的残压基本相同。

5.残压。在防雷计算中以5Kv下的残压作为避雷器的最大残压。

6.保护比。保护比等于残压与灭弧电压之比，它是说明避雷器保护性能的参数。 7.直流电压下的电到电压。运行中的避雷器，通常用测量用直流电压下的电导电流的方法来判断间隙分路电阻的性能。 6.2.2 避雷器的配置原则

1.配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器除外；

2.旁路母线上是否装设避雷器，应视在旁路母线运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定；

3.220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器；

4.三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 5.下列情况的变压器中性点应装设避雷器

（1）直接接地系统，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时；

（2）直接接地系统，变压器中性点为全绝缘时，但变电所为单进线且为单台变压器运行时；

（3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上； （4）设电厂变电所35kV及以上电缆进线段，在电缆和架空线的连接处应装设避雷器；

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（5）SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器； （6）110-220kV线路侧一般不装避雷器。 6.2.3 避雷器的选择及结果

根据以上原则首先确定需要避雷器的位置，在按照下面的方法选择各个位置避雷器的型号

1.型式选择

10kV及以下的配电系统电缆终端盒采用配电用普通阀FS-型避雷器。 3-220kV发电厂，变电所的配电装置采用电站用普通阀FZ-型避雷器。 2.避雷器的灭弧电压选择

避雷器的灭弧电压（又称避雷器的额定电压）应按设备上可能出现的允许最大工频过电压选择，在220kV及以下电网中，一般直接反映电网接地系统中，故避雷器的灭弧电压应为：

Umi≥CdUm

式中： Umi——避雷器灭弧电压有效值(kV)

Cd——接地系统对非直接接地，20kV以下Cd=1.1，35kV以上Cd=1.0，对直

接接地系统，Cd=0.8

Um——最小运行线电压（kV）

根据以上原则及计算，避雷器的原则结果如下表所示： 表6.1避雷器原则表 型号 额定电压（kV） 灭弧电压（kV） 工频电压（kV） 冲击放电电压幅值（kV） FZ-35 35 41 84-104 134 FZ-10 10 12.7 26-31 45 FZ-110J 110 126 254-312 375

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