2024年10月22日发(作者：越如风)

第一章 220KV 变电站电气主接线设计

第节 原始资料

变电所规模及其性质：

电压等级

线路回数

220/110/35 kv

220kv 本期2回交联电缆（发展1回）

110kv 本期4回电缆回路（发展2回）

35kv

30回电缆线路，一次配置齐全

本站为大型城市变电站

2．归算到220kv侧系统参数（SB=100MVA,UB=230KV）

近期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0=

近期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0=

远期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0=

3．110kv侧负荷情况：

本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW

远期6回电缆线路 最大负荷是280MW

最小负荷是130MW

最小负荷是 230MW

4．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路）

远期

近期

最大负荷是240MW

最大负荷是170MW

最小负荷是 180MW

最小负荷是 100MW

5．环境条件：当地年最低温度-24℃，最高温度+35℃，最热月平均最高温度+25℃，海拔高

度200m，气象条件一般，非地震多发区，最大负荷利用小时数6500小时。

第节 主接线设计

本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧，110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和

110kv采用SF6断路器。

220kv 采取双母接线，不加旁路。

110kv 采取双母接线，不加旁路。

35kv 出线30回，采用双母分段。

低压侧采用分列运行，以限制短路电流。

第节 电气主接线图

第二章 主变压器选择和负荷率计算

第

节

原始资料

1．110kv侧负荷情况：

本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW

远期6回电缆线路 最大负荷是280MW

最小负荷是130MW

最小负荷是 230MW

2．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路）

远期

近期

最大负荷是240MW

最大负荷是170MW

最小负荷是 180MW

最小负荷是 100MW

3．由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COSφ=

第

节

主变压器选择

容量选择

(1)按近期最大负荷选：

110 kv侧： 160 MW

35 kv侧： 170 MW

按最优负荷率选主变压器容量

每台主变压器负荷

110 kv侧： 80 MW

35 kv侧： 85 MW

按最优负荷率选主变压器容量。

S

N

=P

L

/×η)=(80+85)/×= MVA

或S

N

==（160+170）/= MVA

选 S

N

=240MVA，容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器

负荷率计算

由负荷率计算公式:

η=S/S

B

110kv最大,最小负荷率:

η=80/×120)=%

35kv最大,最小负荷率

η=65/×120)=%

η=85/×120)=%

总负荷率：

η=50/×120)=49%

η=(85+80)/×240)=% η=(50+65)/×240)=%

(2)按远期最大负荷选：（远期设三台主变压器）

110 kv侧： 280 MW

35 kv侧： 240 MW

每台主变压器负荷

110 kv侧： MW

35 kv侧： 80 MW

按最优负荷率选主变压器容量。

S

N

=P

L

/×η)=+80)/×=234 MVA

选S

N

=240MVA，容量比100/50/50

负荷率计算

110kv最大负荷率: η=×120)=%

η=80/×120)=%

η=+80)/×240)=%

35kv最大,最小负荷率

总负荷率：

所以，综合以上讨论可知，从长远考虑选主变压器容量：S

N

=240 MVA，容量比100/50/50的

变压器。

因为：S

N

/S

LMAX

=(240×/(160+170)=%＞60%

所以每台主变压器可以带总负荷的60%。

S

LMAX

/S

N

=

经查表知事故过流允许负荷在过负荷倍时为15分钟，过负荷倍的允许时间为4分钟。

变压器参数列表:

表2-1 变压器参数列表

阻抗电压

容量空载损短路损

调压范围 电压KV

MVA

耗（KW） 耗（KW） U

I-2

% U

1-3

% U

2-3

%

240 220/110/ 230 1080 14 24 9

±2×%

第三章 短路计算

第节 相关参数计算

等值220kv系统:

变压器:

所以

X

S1

= X

S0

=

U

1

%=(U

12

%+U

13

%-U

23

%)=(14+24-9)=

U

2

%=(U

12

%+U

23

%-U

13

%)=(14+9-24)=

U

3

%=(U

13

%+U

23

%-U

12

%)=(24+9-14)=

X

T1

=U

1

%×S

B

/(100×S

N

)=×100/(100×240)=

X

T2

= U

2

%×S

B

/(100×S

N

)=0

X

T3

= U

3

%×S

B

/(100×S

N

)=×100/(100×240)=

第节 短路点选择

F1点

F2点

F3点

F4点

F5点

F6点

图 3-1 短路点分布图

220kv进线断路器内侧

220kv母联断路器

220kv母线

主变压器高压侧

主变压器中压侧

110kv母线

F7点

F8点

F9点

110kv出线

主变压器低压侧

35kv出线

第节 短路计算

图 3-2

按近期最大运行方式所给参数进行短路计算：

X

1

=2X

S1

=2×=

X

T1

=

X

T3

=

I

B1

=S

B

/

3

U

B1

=100/230

3

=

I

B2

=S

B

/

3

U

B2

=100/115

3

=

I

B3

=S

B

/

3

U

B3

=100/37

3

=

短路点F1：（220kv进线断路器内侧）

标： I

K1

=E/X

1

=1/=

图 3-3

有： I

K1

=I

K1

×I

B1

=×= KA

短路点F2：（220kv母联断路器）

标：

有：

I

K2

=E/X

S1

=1/=

I

K2

=E×I

B1

=×=

图 3-4

短路点F3（220kv母线），F4（主变压器高压侧），与F2情况相同。

短路点F5：（主变压器中压侧）

X

K

=（X

1

+X

T1

）=（+）=

标：

有：

I

K5

=E/（2×X

K

）==

I

K5

=I

K5

×I

B2

=×=

图 3-5

短路点F6：（110kv母线）

图 3-6

X

K

=（X

1

+X

T1

）=

标： I

K6

=E/X

K

=1/=

有： I

K6

=I

K6

×I

B2

=×= KA

短路点F7（110kv出线）情况与F6相同。

短路点F8：（主变压器低压侧）

图 3-7

X

K

=（X

T1

+X

1

）+X

T3

=（+）+=

标： I

K8

=E/X

K

=1/=

有： I

K8

=I

K8

×I

B3

=×= KA

短路点F9（35kv出线）情况与F8相同。

第四章 主要电气设备选型

第节 断路器的选择

断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行

维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6－220kV的电网一般选

用少油断路器，电压110－330kV电网，可选用SF

6

或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线

时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。

断路器选择的具体技术条件如下：

（1）电压：U

g

≤ U

n

U

g

---电网工作电压

（2）电流：≤ I

n

最大持续工作电流

（3）开断电流：≤ I

nbr

I

pt

---断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量

I

nbr

---断路器额定开断电流

（4）动稳定： i

ch

≤ i

max

i

max

---断路器极限通过电流峰值

i

ch

---三相短路电流冲击值

（5）热稳定：I

∞

2t

dz

≤I

t

2t

I

∞

--- 稳态三相短路电流

t

dz

-----短路电流发热等值时间

I

t

--- 断路器t秒热稳定电流

其中t

dz

=t

z

+β"2由β" =I" /I

∞

和短路电流计算时间t，可从《发电厂电气部分课程设计参考

资料》P112，图5－1查出短路电流周期分量等值时间，从而可计算出t

dz

。

220kv出线断路器

（1）选择

U

g

=220 KV

I

gmax

=P

LMAX

/(

3

×U

n

COS



)=

选择LW2-220 SF

6

断路器

（170160）

=

2200.853

KA

表4-1 LW2-220 SF

6

断路器参数表

额定电额定电额定短额定短额定峰4秒热全开断

型号

压（kv） 流（ka） 路开断路关合值耐受稳定时间（s）

LW2-220

I

∞

2

t

dz

≤

220

电流电流电流电流

（ka） （ka） （ka） （ka）

80 100 40

（2）热稳定校验：

式中 I

∞

-------------稳态三相短路电流；

t

dz

-------------短路电流发热等值时间；

I

t

---------------断路器t秒稳定电流。

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

短路电流计算时间t=t

pr

+t

ab

=++=(t

pr

为全保护时间，t

ab

为固有全分闸时间，它包括断路器

固有分闸时间和电弧燃烧时间)可从小电气书图5-1中查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽

略短路电流非周期分量。所以：

t

dz

=t

z

+β”= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

max

---------断路器极限通过电流峰值；

i

ch

-----------三相短路冲击值。

i

ch

=”=



i

max

=100KA

满足动稳定要求。

母联断路器，变压器高压侧断路器

（1）选择

U

g

=220 KV

1.05240

= KA

2203

选择LW2-220 SF

6

断路器

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)=

表4-2 LW2-220 SF

6

断路器参数表

额定短额定短

额定电额定电路开断路关合

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流

（ka） （ka）

LW2-220 220 80

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

额定峰

值耐受

电流

（ka）

100

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

40

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间tz= S，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=100KA

满足动稳定要求。

110kv出线断路器，母联断路器

（1）选择

U

g

=110 KV

160

=

1100.853

选择LW2-132 SF

6

断路器

I

gmax

=P/(

3

COS



×U

n

)= KA

表4-3 LW2-132 SF

6

断路器参数表

额定短额定短额定峰

额定电额定电路开断路关合值耐受

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流电流

（ka） （ka） （ka）

LW2-132 132 80 100

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

查出短路电流周期分量等值时间tz= S，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=100KA

满足动稳定要求。

变压器中压侧断路器

（1）选择

U

g

=110 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)= KA

选择LW2-132 SF

6

断路器

表4-4 LW2-132 SF

6

断路器参数表

额定短额定短额定峰

额定电额定电路开断路关合值耐受

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流电流

（ka） （ka） （ka）

LW2-132 132 80 100

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=100KA

满足动稳定要求。

变压器低压侧断路器

（1）选择

U

g

=35 KV

I

gmax

=P

LMAX

/(

3

COS



×U

n

)=

选择LW2-132 SF

6

断路器

表4-5 LW2-132 SF

6

断路器参数表

额定短额定短额定峰

额定电额定电路开断路关合值耐受

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流电流

（ka） （ka） （ka）

ZN23-35 35 25 63 63

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

25

85

=

350.853

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=63KA

满足动稳定要求。

35kv出线断路器

（1）选择

U

g

=35 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)= KA

选择ZN23-35断路器

表4-6 ZN23-35断路器参数表

额定短额定短

额定电额定电路开断路关合

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流

（ka） （ka）

ZN23-35 35 25 63

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=63KA

满足动稳定要求。

额定峰

值耐受

电流

（ka）

63

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

25

第节 隔离开关

隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术

经济比较然后确定。

参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。

选择的具体技术条件如下：

（1）电压：U

g

≤ U

n

U

g

---电网工作电压

（2）电流：≤ I

n

最大持续工作电流

（3）动稳定： i

ch

≤ i

max

（4）热稳定：I2·t

dz

≤I

t

2·t

220kv隔离开关

（1）选择

U

g

=220 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)=0 .661

选择GW4—220隔离开关

表4-7 GW4—220隔离开关参数

额定峰值

额定电压额定电流热稳定电

型号 耐受电流

（kv） （ka） 流（ka）

（ka）

GW4-220 220 80

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=80KA

满足动稳定要求。

110kv隔离开关

（1）选择

U

g

=110 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)= KA

选择GW4—110隔离开关

表4-8 GW4—110隔离开关参数表

额定电压额定电流额定峰值热稳定电

型号

（kv） （ka） 耐受电流流（ka）

KA

GW4-110 110

（ka）

50 20

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=50KA

满足动稳定要求。

35kv隔离开关

1）选择

U

g

=35 KV

I

gmax

=P

LMAX

/(

3

×U

n

)=

选择GN1-35隔离开关

表4-9 GN1-35隔离开关参数表

额定峰值

额定电压额定电流热稳定电

型号 耐受电流

（kv） （ka） 流（ka）

（ka）

GN1-35 35 52 20

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=52KA

满足动稳定要求。

KA

第节 电流互感器

电流互感器的选择和配置应按下列条件：

(1)型式：

电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6～20

KV屋内配电装置，

可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35

KV及以上配电装置，一般采

用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

（2）一次回路电压：U

g

≤U

n

U

g

为电流互感器安装处一次回路工作电压，U

n

为电流互感器额定电压。

（3）一次回路电流：I

g

·

max

≤I

1n

I

g

·

max

为电流互感器安装处一次回路最大工作电流，I

1n

为电流互感器原边额定电流。当电

流互感器使用地点环境温度不等到于+40℃时，进行修正。修正的方法与断路器I

n

的修正方法

相同。

（4）准确等级：

电流互感器准确等级的确定与电压互感器相同，需先知电流互感器二次回路接测量仪表

的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。

（5）动稳定：

内部动稳定 i

ch

≤

2I

1n

K

dw

式中K

dw

电流互感器动稳定倍数，它等于电流互感器级限通过电流峰值i

dw

与一次绕组额

定电流I

1n

峰值之比，即

K

dw

=i

dw

/(

2

I

1n

)

(6) 热稳定： I

2



t

dz

≤(I

1n

K

t

)

2

Kt为电流互感器的1秒钟热稳定倍数。

220kv出线，母联处电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=220KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCLWD1-220，额定变比4×300/5，热稳定

倍数 60 ，动稳定倍数 60

校验：①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

2

I

ch

Kd=

2

××60= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =

KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×60

)

2

=

5184 KA

2

·S

变压器高压侧电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=220KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCWDL-220，额定变比4×300/5，热稳定倍

数 35，动稳定倍数 65

校验：①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

110kv 出线，母联处电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=110 KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCW-110，额定变比400/5，热稳定倍数 75 ，

动稳定倍数 150

校验： ①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

2

I

ch

Kd=

2

××65= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =

KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×35

)

2

=1764

KA

2

·S

2

I

ch

Kd=

2

××150= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =

KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×75

)

2

=

900 KA

2

·S

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

变压器中压侧电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=110 KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCWD-110，额定变比2×600/5，热稳定倍

数 75，动稳定倍数 130

校验： ①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

2

I

ch

Kd=

2

××130= KA

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk = KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×75

)

2

=8100

KA

2

·S

Qk < (I

1N

K

T

)

2

满足

35kv电流互感器

35KV

电缆侧电流互感器的选择：

（1）形式：采用树脂浇注绝缘结构的独立式结构

（2）电压：Ug=35 KV

（3）电流：

I

g

·

max

=

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCW-35，额定变比1000/5，热稳定倍数 65 ，

动稳定倍数 100

校验： ①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

2

I

ch

Kd=

2

××215= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×120

)

2

=

576 KA

2

·S

第节 电压互感器

电压互感器的选择：

35－110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器，220KV以上，一般釆用电容

式电压互感器。

当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有第三绕组的单相电

压互感器组。电压互感器三个单相电压互感器接线，主二次绕组连接成星形，以供电给测量

表计，继电器以及绝缘电压表，对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时

才能接入，附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压滤过器供电给继电器和接地信号

（绝缘检查）继电器。

（1）一次电压U

1

：>U

1

>，U

n

为电压互感器额定一次线电压，和是允许的一次电压波动范围，

即±10% U

n

。

（2）二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按下表选用所需的二次额定电压。

表4-10 JCC-220互感器参数表

绕组 主二次绕组 附加二次绕组

用于中性

用于中性点不接地

高压侧接接于线电接于相电

点直接接或经消弧

入方式 压上 压上

地系统中 线圈接地

系统中

二次额定

100 100/3

100/3

100

电压（V）

（3） 准确等级

电压互感器的准确度是在二次负荷下的准确级。

用于电度表准确度不低于级，用于电压测量，不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。

（4）二次负荷

S

n

是对应于在测量仪表所要求的最高准确级下，电压互感器的额定容量。

S

2

是二次负荷，它与测量仪表的类型，数量和接入电压互感器的接线方式有关，电压互感器

的三相负荷经常是不平衡的，所以通常用最大一相的负荷和电压互感器一相的额定容量相比

较。

220kv母线处电压互感器

220KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JCC-220型电压互感器：

表4-11 JCC-220型电压互感器参数表

在下列准确等级下

型 式 额定变比

的额定容量

1 3

22

屋外

//

JCC－220

单相 500 1000

33

3

110kv 电压互感器

110KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JCC-110型电压互感器：

表4-12 JCC-110型电压互感器参数表

最大容

量（VA）

2000

型 式

屋外

单相

JCC－110

额定变比

11

//

3

33

在下列准确等级下

的额定容量

1 3

500 1000 2000

最大容

量（VA）

2000

35kv电压互感器

35KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JDX6-35型电压互感器：

表4-13 JDX6-35型电压互感器参数表

在下列准确等级下的额

型 式 额定变比

定容量

1 3

JDX6

35000100100

（屋内

//

式）三相 －35 150 250 600

33

3

最大容

量（VA）

1200

第节 母线

母线应根据具体使用情况按下列条件选择和校验：

（1）型式：载流导体一般采用铝质材料，回路正常工作电流在4000

A

及以下时，一般选

用矩形导体。在4000～8000

A

时，一般选用槽形导体。110KV及以上高压配电装置，一般采

用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。

（2）按最大持续工作电流选择导线载面S，即

I

g

·

max

≤K



I

y

式中

I

y

——相应于某一母线布置方式和环境温度为+25℃时的导体长期允许载流量。

K



——

温度正系数

（3）按经济电流密度

J

选择：

在选择导体载面

S

时，除配电装置的汇流母线、厂用电动机的电缆等外，长度在20 m以

上的导体，其截面

S

一般按经济电流密度选择。即

S

j

=

I

g•max

(mm

2

)

J

式中 J——导体的经济电流密度，按此条件选择的导体截面

S

，应尽量接近经济计算截面

S

j

。当无合适规格导体时，允许小于

S

j

。

（4）热稳定校验：按上述情况选择的导体截面

S

，还应校验其在短路条件下的热稳定。

母线的校验公式为：

S≥S

min

=

I



t

dz

(mm

2

)

C

式中

S

min

——

根据稳定决定的导体最小允许截面

（mm

2

）；

C——

热稳定系数；

I



——

稳态短路电流

（KV）；

t

dz

——

短路电流等值时间

（s）。

（5）

动态稳定校验

：

σ

max

≤

σ

y

式中

σ

y

——

母线材料的允许应力（硬铝

σ

y

为

69×10

6

Pa,硬铜为

157×10

6

）；

σ

mix

——

作用在母线上的最大计算应力

。

对于输电线路应校验线路电压损失。对于发电厂、变电所内的导体，由于相对距离较短，

电压损失不严重，所以可不较验。

35KV侧母线

由断路器最大回路电流值可知，

I

g

·

max

= 回路正常工作电流在4000A以下,选用矩形导

体。条件为相间距a=，绝缘子跨距l=，母线保护时间t

pr

= ，选h

×b=

125×10 ,三条平放，

长期允许载流量3903A。

查表知集肤效应系数为Ks= ,环境温度为29℃，查表知温度修正系数K=,则

I

al29

℃

=

×

3903=3903A > 3637A

热稳定校验：t

k

=t

pr

+t

kd

+t

a

=++=

β

〞

=I〞/

I



=1 t

z

=

t

dz

=t

z

+

β

〞

2

=+

×

=

Q

k

=

I



2

t

dz

=

×= KA

2

·

S

正常运行时得导体温度：θ=θ

0

+(θal-θ

0

)I

2

max

/I

2

al

=25+(70-25)3300

2

/3903

2

=℃

查表得：C=

Q

k

K

s

561.810

6

Smin===109 mm

2

〈 3750 mm

2

C92.12

动稳定校验： 导体自振频：

m

=

h×b×ρω=

××2700=m

I=bh

3

/12=×12=×10

-6

m

4

按汇流母线为两端简支多跨梁查表可知，N

f

= 则

f

1

=

故 β=1

冲击系数K=, 则

i

sh

=

2

I〞=×=

母线相间应力：

f

ph

=×10

-7

i

2

sh

/a =×10

-7

×20660

2

/=m

导体截面系数：

ω=

=××=×10

-6

m

3

则

σ

ph

=

98.51.2

2

=

10



1078.12510

6

f

ph

l

2

N

f

l

2

EI

3.56710

10

1.6310

6

== > 155HZ

m

1.2

2

3.375

=

×10

6

pa <

σ

al

=70×10

6

pa

同相条间作用应力计算：

b/h=10/125= (2b-b)/(b+h)=10/(10+125)=

(4b-b)/(b+h)=30/135=

查曲线得导体形状系数 K12= ,K13=

f

b

=8(K

12

+K

13

) ×10

-9

×i

sh

2

/b=8+×10

-9

××10

6

/=331 pa

条间衬垫跨距计算，每相三条铝导体λ=1197 临界跨距

Lcr=λb

4

0.125

h

=1197××

4

=

4

1.710

fb

σ

bal

=σ

al

-σ

ph

=

×10

6

=×10

6

pa

2h



al

20.12560.3910

6

条间衬垫最大跨距：L

bmax

=b== < L

cr

=

f

b

17000

为了便于安装，每跨绝缘子中设三个衬垫：L

b

=L/4=4=

110kv和220kv的选择

110KV侧母线，由断路器最大回路工作电流

I

g

·

max

= ，选择LGJ-120

220KV侧母线，由断路器最大回路工作电流

I

g

·

max

= ，选择LGJ-120

第节 电缆

电缆应按下列选择及校验

（1） 型式：应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式。

① 明敷（包括架空、隧道、沟道内等）的电缆，一般选用裸钢带铠装或塑料外护层电缆。

在易受腐蚀地区应选用塑料外护电缆。在需要使用钢带铠装电缆时，宜选用二级外护层型式。

② 直埋敷设时，一般选用钢带铠装电缆。在潮湿或腐蚀性土壤的地区，应带有塑料外护

层。

③ 三相交流系统的单芯电力电缆，要求金属护外层采用一端接地时，在潮湿地区，外护

层宜选用塑料挤包的型式。

电力电缆除充油电缆外，一般采用三芯铝芯电缆。

（2） 按额定电压选择：

U

g

·

max

≤U

n

（3） 按最大持续工作电流选择电缆截面

S：

I

g

·

max

≤KI

y

K=

T

M

T

2

T

M

T

1

上二式中

K——

温度修正系数。

T

M

——

电缆芯最高工作温度（℃）；

T

1

——

对应于额定载流量的基准环境温度（℃）；

T

2

——

实际环境温度；

I

y

——对应于所选用电缆截面

S

、环境温度为+25℃时，电缆长期允许载流量（

A

）。

（4） 按经济电流密度选择导体截面以及允许电压降的校验，与裸导体计算相同。

（5） 热稳定校验：

S≥S

min

=

式中

C——热

稳定系数。

I



t

dz

C

35kv电缆的选择与校验

I

g

·

max=

=

（1）型式：热阻系数为80℃·cm/

ω,I

N

=230

A,直埋敷设型号为ZQF2-35截面积185mm

2

（2）校验： ①电压：Ug=Un=35KV

②电流：

K=

T

M

T

2

5025

==

1

T

M

T

1

5025

KI

y

=1×230A >

I

g

·

max

=155KA

7.6810

3

I



3.93

=160

mm

2

< S=185 mm

2

③热稳定：

S

min

=

t

dz

=

95

C

④动稳定：由厂家来保证。

110kv电缆的选择与校验

I

g

·

max=

=

（1）型式：热阻系数为80℃·cm/

ω,I

N

=326

A,直埋敷设型号为ZQCY22-110截面积100mm

2

（2）校验： ①电压：Ug=Un=110KV

②电流：

K=

T

M

T

2

7525

==

1

T

M

T

1

7525

KI

y

=1×326 >

I

g

·

max

=247A

3.0710

3

I



3.93

=

< S=100 mm

2

③热稳定：

S

min

=

t

dz

=

95

C

④动稳定：由厂家来保证。

220kv电缆的选择与校验

I

g

·

max=

=

（1）型式：热阻系数为80℃·cm/

ω,I

N

=534

A,直埋敷设型号为ZQCY22-220截面积400mm

2

（2）校验： ①电压：Ug=Un=220KV

②电流：

K=

T

M

T

2

7525

==

1

T

M

T

1

7525

KI

y

=1×534 >

I

g

·

max

=

0.94110

3

I



3.93

=

< S=400 mm

2

③热稳定：

S

min

=

t

dz

=

95

C

④动稳定：由厂家来保证。

第节 避雷器的选择

避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器，电站和变电所等电器设备的绝缘免受大

气过电压或某些操作过电压的危害。大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是

由于电力系统的运行情况发生突变而产生电磁振荡所致。

避雷器有两种：（1）阀型避雷器按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避

雷器；（2）管型避雷器，利用绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。用于线路作

为防雷保护。

变压器中性点的阀型避雷器的选择

选择FZ－110避雷器

表4-14 选择FZ－110避雷器参数表

型号

FZ－110

组合方式 额定电压 灭弧电压

单独

110kV 126kV

工频放电电压（kV）

不小于254 不大于312

（1）U

mi

(灭弧电压)

U

mi

＝126kV>k

m

U

xg

(系统最高相电压)

＝220/3 ×＝（kV）

Umi:又称避雷器的额定电压Ube，应按设备上可能出现的最大工频过电压选择，在220KV

及以下电网中，一般直接反映在电网接线系数上，即：U

mi

>K

m

U

xg

U

mi

---系统最高相电压（考虑15%过负荷）

U

xg

---系数，一般K

m

=1，其它条件下不满足时，可取K

m

=

（2）工频放电电压下限

U

gfx

> =×220/3 ＝

内部过电压水平33－63KV取,110－154KV取,220KV及以上取 U

xg

。

（3） 频放电电压上限：U

gfs

<（变压器内绝缘一分钟工频试验电压）

110kV母线所接避雷器

表4-15 FZ－110避雷器参数表

型号 组合方式 额定电压 灭弧电压 工频放电电压（kV）

不小于不大于

110kV 126kV

FZ－110 单独

254 312

（1）U

mi

=126kV>k

m

U

xg

(系统最高相电压)

＝110/3 ×＝（kV）

（2）工频放电电压下限

U

gfx

＝254kV > =×110/3 ＝

（3）工频放电电压上限：U

gfs

<（变压器内绝缘一分钟工频试验电压）。

35kV母线所接避雷器

表4-16 FZ－35避雷器

型号 组合方式 额定电压 灭弧电压 工频放电电压（kV）

不小于不大于

35kV 41kV

FZ－35 单独

84 104

（1）U

mi

=41kV>k

m

U

xg

(系统最高相电压)

＝35/3 ×＝（kV）

（2）工频放电电压下限

U

gfx

＝84kV > =×35/3 ＝

（3）工频放电电压上限：U

gfs

<（变压器内绝缘一分钟工频试验电压）

2024年10月22日发(作者：越如风)

第一章 220KV 变电站电气主接线设计

第节 原始资料

变电所规模及其性质：

电压等级

线路回数

220/110/35 kv

220kv 本期2回交联电缆（发展1回）

110kv 本期4回电缆回路（发展2回）

35kv

30回电缆线路，一次配置齐全

本站为大型城市变电站

2．归算到220kv侧系统参数（SB=100MVA,UB=230KV）

近期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0=

近期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0=

远期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0=

3．110kv侧负荷情况：

本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW

远期6回电缆线路 最大负荷是280MW

最小负荷是130MW

最小负荷是 230MW

4．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路）

远期

近期

最大负荷是240MW

最大负荷是170MW

最小负荷是 180MW

最小负荷是 100MW

5．环境条件：当地年最低温度-24℃，最高温度+35℃，最热月平均最高温度+25℃，海拔高

度200m，气象条件一般，非地震多发区，最大负荷利用小时数6500小时。

第节 主接线设计

本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧，110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和

110kv采用SF6断路器。

220kv 采取双母接线，不加旁路。

110kv 采取双母接线，不加旁路。

35kv 出线30回，采用双母分段。

低压侧采用分列运行，以限制短路电流。

第节 电气主接线图

第二章 主变压器选择和负荷率计算

第

节

原始资料

1．110kv侧负荷情况：

本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW

远期6回电缆线路 最大负荷是280MW

最小负荷是130MW

最小负荷是 230MW

2．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路）

远期

近期

最大负荷是240MW

最大负荷是170MW

最小负荷是 180MW

最小负荷是 100MW

3．由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COSφ=

第

节

主变压器选择

容量选择

(1)按近期最大负荷选：

110 kv侧： 160 MW

35 kv侧： 170 MW

按最优负荷率选主变压器容量

每台主变压器负荷

110 kv侧： 80 MW

35 kv侧： 85 MW

按最优负荷率选主变压器容量。

S

N

=P

L

/×η)=(80+85)/×= MVA

或S

N

==（160+170）/= MVA

选 S

N

=240MVA，容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器

负荷率计算

由负荷率计算公式:

η=S/S

B

110kv最大,最小负荷率:

η=80/×120)=%

35kv最大,最小负荷率

η=65/×120)=%

η=85/×120)=%

总负荷率：

η=50/×120)=49%

η=(85+80)/×240)=% η=(50+65)/×240)=%

(2)按远期最大负荷选：（远期设三台主变压器）

110 kv侧： 280 MW

35 kv侧： 240 MW

每台主变压器负荷

110 kv侧： MW

35 kv侧： 80 MW

按最优负荷率选主变压器容量。

S

N

=P

L

/×η)=+80)/×=234 MVA

选S

N

=240MVA，容量比100/50/50

负荷率计算

110kv最大负荷率: η=×120)=%

η=80/×120)=%

η=+80)/×240)=%

35kv最大,最小负荷率

总负荷率：

所以，综合以上讨论可知，从长远考虑选主变压器容量：S

N

=240 MVA，容量比100/50/50的

变压器。

因为：S

N

/S

LMAX

=(240×/(160+170)=%＞60%

所以每台主变压器可以带总负荷的60%。

S

LMAX

/S

N

=

经查表知事故过流允许负荷在过负荷倍时为15分钟，过负荷倍的允许时间为4分钟。

变压器参数列表:

表2-1 变压器参数列表

阻抗电压

容量空载损短路损

调压范围 电压KV

MVA

耗（KW） 耗（KW） U

I-2

% U

1-3

% U

2-3

%

240 220/110/ 230 1080 14 24 9

±2×%

第三章 短路计算

第节 相关参数计算

等值220kv系统:

变压器:

所以

X

S1

= X

S0

=

U

1

%=(U

12

%+U

13

%-U

23

%)=(14+24-9)=

U

2

%=(U

12

%+U

23

%-U

13

%)=(14+9-24)=

U

3

%=(U

13

%+U

23

%-U

12

%)=(24+9-14)=

X

T1

=U

1

%×S

B

/(100×S

N

)=×100/(100×240)=

X

T2

= U

2

%×S

B

/(100×S

N

)=0

X

T3

= U

3

%×S

B

/(100×S

N

)=×100/(100×240)=

第节 短路点选择

F1点

F2点

F3点

F4点

F5点

F6点

图 3-1 短路点分布图

220kv进线断路器内侧

220kv母联断路器

220kv母线

主变压器高压侧

主变压器中压侧

110kv母线

F7点

F8点

F9点

110kv出线

主变压器低压侧

35kv出线

第节 短路计算

图 3-2

按近期最大运行方式所给参数进行短路计算：

X

1

=2X

S1

=2×=

X

T1

=

X

T3

=

I

B1

=S

B

/

3

U

B1

=100/230

3

=

I

B2

=S

B

/

3

U

B2

=100/115

3

=

I

B3

=S

B

/

3

U

B3

=100/37

3

=

短路点F1：（220kv进线断路器内侧）

标： I

K1

=E/X

1

=1/=

图 3-3

有： I

K1

=I

K1

×I

B1

=×= KA

短路点F2：（220kv母联断路器）

标：

有：

I

K2

=E/X

S1

=1/=

I

K2

=E×I

B1

=×=

图 3-4

短路点F3（220kv母线），F4（主变压器高压侧），与F2情况相同。

短路点F5：（主变压器中压侧）

X

K

=（X

1

+X

T1

）=（+）=

标：

有：

I

K5

=E/（2×X

K

）==

I

K5

=I

K5

×I

B2

=×=

图 3-5

短路点F6：（110kv母线）

图 3-6

X

K

=（X

1

+X

T1

）=

标： I

K6

=E/X

K

=1/=

有： I

K6

=I

K6

×I

B2

=×= KA

短路点F7（110kv出线）情况与F6相同。

短路点F8：（主变压器低压侧）

图 3-7

X

K

=（X

T1

+X

1

）+X

T3

=（+）+=

标： I

K8

=E/X

K

=1/=

有： I

K8

=I

K8

×I

B3

=×= KA

短路点F9（35kv出线）情况与F8相同。

第四章 主要电气设备选型

第节 断路器的选择

断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行

维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6－220kV的电网一般选

用少油断路器，电压110－330kV电网，可选用SF

6

或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线

时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。

断路器选择的具体技术条件如下：

（1）电压：U

g

≤ U

n

U

g

---电网工作电压

（2）电流：≤ I

n

最大持续工作电流

（3）开断电流：≤ I

nbr

I

pt

---断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量

I

nbr

---断路器额定开断电流

（4）动稳定： i

ch

≤ i

max

i

max

---断路器极限通过电流峰值

i

ch

---三相短路电流冲击值

（5）热稳定：I

∞

2t

dz

≤I

t

2t

I

∞

--- 稳态三相短路电流

t

dz

-----短路电流发热等值时间

I

t

--- 断路器t秒热稳定电流

其中t

dz

=t

z

+β"2由β" =I" /I

∞

和短路电流计算时间t，可从《发电厂电气部分课程设计参考

资料》P112，图5－1查出短路电流周期分量等值时间，从而可计算出t

dz

。

220kv出线断路器

（1）选择

U

g

=220 KV

I

gmax

=P

LMAX

/(

3

×U

n

COS



)=

选择LW2-220 SF

6

断路器

（170160）

=

2200.853

KA

表4-1 LW2-220 SF

6

断路器参数表

额定电额定电额定短额定短额定峰4秒热全开断

型号

压（kv） 流（ka） 路开断路关合值耐受稳定时间（s）

LW2-220

I

∞

2

t

dz

≤

220

电流电流电流电流

（ka） （ka） （ka） （ka）

80 100 40

（2）热稳定校验：

式中 I

∞

-------------稳态三相短路电流；

t

dz

-------------短路电流发热等值时间；

I

t

---------------断路器t秒稳定电流。

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

短路电流计算时间t=t

pr

+t

ab

=++=(t

pr

为全保护时间，t

ab

为固有全分闸时间，它包括断路器

固有分闸时间和电弧燃烧时间)可从小电气书图5-1中查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽

略短路电流非周期分量。所以：

t

dz

=t

z

+β”= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

max

---------断路器极限通过电流峰值；

i

ch

-----------三相短路冲击值。

i

ch

=”=



i

max

=100KA

满足动稳定要求。

母联断路器，变压器高压侧断路器

（1）选择

U

g

=220 KV

1.05240

= KA

2203

选择LW2-220 SF

6

断路器

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)=

表4-2 LW2-220 SF

6

断路器参数表

额定短额定短

额定电额定电路开断路关合

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流

（ka） （ka）

LW2-220 220 80

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

额定峰

值耐受

电流

（ka）

100

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

40

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间tz= S，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=100KA

满足动稳定要求。

110kv出线断路器，母联断路器

（1）选择

U

g

=110 KV

160

=

1100.853

选择LW2-132 SF

6

断路器

I

gmax

=P/(

3

COS



×U

n

)= KA

表4-3 LW2-132 SF

6

断路器参数表

额定短额定短额定峰

额定电额定电路开断路关合值耐受

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流电流

（ka） （ka） （ka）

LW2-132 132 80 100

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

查出短路电流周期分量等值时间tz= S，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=100KA

满足动稳定要求。

变压器中压侧断路器

（1）选择

U

g

=110 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)= KA

选择LW2-132 SF

6

断路器

表4-4 LW2-132 SF

6

断路器参数表

额定短额定短额定峰

额定电额定电路开断路关合值耐受

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流电流

（ka） （ka） （ka）

LW2-132 132 80 100

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=100KA

满足动稳定要求。

变压器低压侧断路器

（1）选择

U

g

=35 KV

I

gmax

=P

LMAX

/(

3

COS



×U

n

)=

选择LW2-132 SF

6

断路器

表4-5 LW2-132 SF

6

断路器参数表

额定短额定短额定峰

额定电额定电路开断路关合值耐受

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流电流

（ka） （ka） （ka）

ZN23-35 35 25 63 63

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

25

85

=

350.853

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=63KA

满足动稳定要求。

35kv出线断路器

（1）选择

U

g

=35 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)= KA

选择ZN23-35断路器

表4-6 ZN23-35断路器参数表

额定短额定短

额定电额定电路开断路关合

型号

压（kv） 流（ka） 电流电流

（ka） （ka）

ZN23-35 35 25 63

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2×t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=63KA

满足动稳定要求。

额定峰

值耐受

电流

（ka）

63

4秒热

稳定全开断

电流时间（s）

（ka）

25

第节 隔离开关

隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术

经济比较然后确定。

参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。

选择的具体技术条件如下：

（1）电压：U

g

≤ U

n

U

g

---电网工作电压

（2）电流：≤ I

n

最大持续工作电流

（3）动稳定： i

ch

≤ i

max

（4）热稳定：I2·t

dz

≤I

t

2·t

220kv隔离开关

（1）选择

U

g

=220 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)=0 .661

选择GW4—220隔离开关

表4-7 GW4—220隔离开关参数

额定峰值

额定电压额定电流热稳定电

型号 耐受电流

（kv） （ka） 流（ka）

（ka）

GW4-220 220 80

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=80KA

满足动稳定要求。

110kv隔离开关

（1）选择

U

g

=110 KV

I

gmax

==×S

n

/(

3

×U

n

)= KA

选择GW4—110隔离开关

表4-8 GW4—110隔离开关参数表

额定电压额定电流额定峰值热稳定电

型号

（kv） （ka） 耐受电流流（ka）

KA

GW4-110 110

（ka）

50 20

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=50KA

满足动稳定要求。

35kv隔离开关

1）选择

U

g

=35 KV

I

gmax

=P

LMAX

/(

3

×U

n

)=

选择GN1-35隔离开关

表4-9 GN1-35隔离开关参数表

额定峰值

额定电压额定电流热稳定电

型号 耐受电流

（kv） （ka） 流（ka）

（ka）

GN1-35 35 52 20

（2）热稳定校验：I

∞

2

t

dz

≤I

t

2

t

其中t

dz

=t

z

+β”,由β=I

，

/I

∞

=1

查出短路电流周期分量等值时间t

z

=，忽略短路电流非周期分量。

t

dz

=t

z

+β”=tz= S

Q

k

= I

∞

2

t

dz

=



＜ I

t

2

t

∴I

t

2t>Q

k

满足热稳定要求 。

（3）动稳定校验：i

ch

≤i

max

i

ch

=”=



=< i

max

=52KA

满足动稳定要求。

KA

第节 电流互感器

电流互感器的选择和配置应按下列条件：

(1)型式：

电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6～20

KV屋内配电装置，

可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35

KV及以上配电装置，一般采

用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

（2）一次回路电压：U

g

≤U

n

U

g

为电流互感器安装处一次回路工作电压，U

n

为电流互感器额定电压。

（3）一次回路电流：I

g

·

max

≤I

1n

I

g

·

max

为电流互感器安装处一次回路最大工作电流，I

1n

为电流互感器原边额定电流。当电

流互感器使用地点环境温度不等到于+40℃时，进行修正。修正的方法与断路器I

n

的修正方法

相同。

（4）准确等级：

电流互感器准确等级的确定与电压互感器相同，需先知电流互感器二次回路接测量仪表

的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。

（5）动稳定：

内部动稳定 i

ch

≤

2I

1n

K

dw

式中K

dw

电流互感器动稳定倍数，它等于电流互感器级限通过电流峰值i

dw

与一次绕组额

定电流I

1n

峰值之比，即

K

dw

=i

dw

/(

2

I

1n

)

(6) 热稳定： I

2



t

dz

≤(I

1n

K

t

)

2

Kt为电流互感器的1秒钟热稳定倍数。

220kv出线，母联处电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=220KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCLWD1-220，额定变比4×300/5，热稳定

倍数 60 ，动稳定倍数 60

校验：①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

2

I

ch

Kd=

2

××60= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =

KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×60

)

2

=

5184 KA

2

·S

变压器高压侧电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=220KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCWDL-220，额定变比4×300/5，热稳定倍

数 35，动稳定倍数 65

校验：①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

110kv 出线，母联处电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=110 KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCW-110，额定变比400/5，热稳定倍数 75 ，

动稳定倍数 150

校验： ①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

2

I

ch

Kd=

2

××65= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =

KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×35

)

2

=1764

KA

2

·S

2

I

ch

Kd=

2

××150= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =

KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×75

)

2

=

900 KA

2

·S

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

变压器中压侧电流互感器

（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式

（2）电压：Ug=110 KV

（3）电流：

I

g

·

max

= KA

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCWD-110，额定变比2×600/5，热稳定倍

数 75，动稳定倍数 130

校验： ①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

2

I

ch

Kd=

2

××130= KA

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk = KA

2

·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×75

)

2

=8100

KA

2

·S

Qk < (I

1N

K

T

)

2

满足

35kv电流互感器

35KV

电缆侧电流互感器的选择：

（1）形式：采用树脂浇注绝缘结构的独立式结构

（2）电压：Ug=35 KV

（3）电流：

I

g

·

max

=

（4）准确等级：采用级，根据以上条件选择 LCW-35，额定变比1000/5，热稳定倍数 65 ，

动稳定倍数 100

校验： ①电压：Ug=Un

②电流：

I

g

·

max

〈 In

③动稳定：I

ch

= KA,

Qk <

(I

1N

K

T

)

2

满足

2

I

ch

Kd=

2

××215= KA,

2

I

ch

Kd > I

ch

④热稳定： Qk =·S

,(I

1N

K

T

)

2

=

×120

)

2

=

576 KA

2

·S

第节 电压互感器

电压互感器的选择：

35－110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器，220KV以上，一般釆用电容

式电压互感器。

当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有第三绕组的单相电

压互感器组。电压互感器三个单相电压互感器接线，主二次绕组连接成星形，以供电给测量

表计，继电器以及绝缘电压表，对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时

才能接入，附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压滤过器供电给继电器和接地信号

（绝缘检查）继电器。

（1）一次电压U

1

：>U

1

>，U

n

为电压互感器额定一次线电压，和是允许的一次电压波动范围，

即±10% U

n

。

（2）二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按下表选用所需的二次额定电压。

表4-10 JCC-220互感器参数表

绕组 主二次绕组 附加二次绕组

用于中性

用于中性点不接地

高压侧接接于线电接于相电

点直接接或经消弧

入方式 压上 压上

地系统中 线圈接地

系统中

二次额定

100 100/3

100/3

100

电压（V）

（3） 准确等级

电压互感器的准确度是在二次负荷下的准确级。

用于电度表准确度不低于级，用于电压测量，不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。

（4）二次负荷

S

n

是对应于在测量仪表所要求的最高准确级下，电压互感器的额定容量。

S

2

是二次负荷，它与测量仪表的类型，数量和接入电压互感器的接线方式有关，电压互感器

的三相负荷经常是不平衡的，所以通常用最大一相的负荷和电压互感器一相的额定容量相比

较。

220kv母线处电压互感器

220KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JCC-220型电压互感器：

表4-11 JCC-220型电压互感器参数表

在下列准确等级下

型 式 额定变比

的额定容量

1 3

22

屋外

//

JCC－220

单相 500 1000

33

3

110kv 电压互感器

110KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JCC-110型电压互感器：

表4-12 JCC-110型电压互感器参数表

最大容

量（VA）

2000

型 式

屋外

单相

JCC－110

额定变比

11

//

3

33

在下列准确等级下

的额定容量

1 3

500 1000 2000

最大容

量（VA）

2000

35kv电压互感器

35KV侧母线所连的电压互感器的选择，选用JDX6-35型电压互感器：

表4-13 JDX6-35型电压互感器参数表

在下列准确等级下的额

型 式 额定变比

定容量

1 3

JDX6

35000100100

（屋内

//

式）三相 －35 150 250 600

33

3

最大容

量（VA）

1200

第节 母线

母线应根据具体使用情况按下列条件选择和校验：

（1）型式：载流导体一般采用铝质材料，回路正常工作电流在4000

A

及以下时，一般选

用矩形导体。在4000～8000

A

时，一般选用槽形导体。110KV及以上高压配电装置，一般采

用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。

（2）按最大持续工作电流选择导线载面S，即

I

g

·

max

≤K



I

y

式中

I

y

——相应于某一母线布置方式和环境温度为+25℃时的导体长期允许载流量。

K



——

温度正系数

（3）按经济电流密度

J

选择：

在选择导体载面

S

时，除配电装置的汇流母线、厂用电动机的电缆等外，长度在20 m以

上的导体，其截面

S

一般按经济电流密度选择。即

S

j

=

I

g•max

(mm

2

)

J

式中 J——导体的经济电流密度，按此条件选择的导体截面

S

，应尽量接近经济计算截面

S

j

。当无合适规格导体时，允许小于

S

j

。

（4）热稳定校验：按上述情况选择的导体截面

S

，还应校验其在短路条件下的热稳定。

母线的校验公式为：

S≥S

min

=

I



t

dz

(mm

2

)

C

式中

S

min

——

根据稳定决定的导体最小允许截面

（mm

2

）；

C——

热稳定系数；

I



——

稳态短路电流

（KV）；

t

dz

——

短路电流等值时间

（s）。

（5）

动态稳定校验

：

σ

max

≤

σ

y

式中

σ

y

——

母线材料的允许应力（硬铝

σ

y

为

69×10

6

Pa,硬铜为

157×10

6

）；

σ

mix

——

作用在母线上的最大计算应力

。

对于输电线路应校验线路电压损失。对于发电厂、变电所内的导体，由于相对距离较短，

电压损失不严重，所以可不较验。

35KV侧母线

由断路器最大回路电流值可知，

I

g

·

max

= 回路正常工作电流在4000A以下,选用矩形导

体。条件为相间距a=，绝缘子跨距l=，母线保护时间t

pr

= ，选h

×b=

125×10 ,三条平放，

长期允许载流量3903A。

查表知集肤效应系数为Ks= ,环境温度为29℃，查表知温度修正系数K=,则

I

al29

℃

=

×

3903=3903A > 3637A

热稳定校验：t

k

=t

pr

+t

kd

+t

a

=++=

β

〞

=I〞/

I



=1 t

z

=

t

dz

=t

z

+

β

〞

2

=+

×

=

Q

k

=

I



2

t

dz

=

×= KA

2

·

S

正常运行时得导体温度：θ=θ

0

+(θal-θ

0

)I

2

max

/I

2

al

=25+(70-25)3300

2

/3903

2

=℃

查表得：C=

Q

k

K

s

561.810

6

Smin===109 mm

2

〈 3750 mm

2

C92.12

动稳定校验： 导体自振频：

m

=

h×b×ρω=

××2700=m

I=bh

3

/12=×12=×10

-6

m

4

按汇流母线为两端简支多跨梁查表可知，N

f

= 则

f

1

=

故 β=1

冲击系数K=, 则

i

sh

=

2

I〞=×=

母线相间应力：

f

ph

=×10

-7

i

2

sh

/a =×10

-7

×20660

2

/=m

导体截面系数：

ω=

=××=×10

-6

m

3

则

σ

ph

=

98.51.2

2

=

10



1078.12510

6

f

ph

l

2

N

f

l

2

EI

3.56710

10

1.6310

6

== > 155HZ

m

1.2

2

3.375

=

×10

6

pa <

σ

al

=70×10

6

pa

同相条间作用应力计算：

b/h=10/125= (2b-b)/(b+h)=10/(10+125)=

(4b-b)/(b+h)=30/135=

查曲线得导体形状系数 K12= ,K13=

f

b

=8(K

12

+K

13

) ×10

-9

×i

sh

2

/b=8+×10

-9

××10

6

/=331 pa

条间衬垫跨距计算，每相三条铝导体λ=1197 临界跨距

Lcr=λb

4

0.125

h

=1197××

4

=

4

1.710

fb

σ

bal

=σ

al

-σ

ph

=

×10

6

=×10

6

pa

2h



al

20.12560.3910

6

条间衬垫最大跨距：L

bmax

=b== < L

cr

=

f

b

17000

为了便于安装，每跨绝缘子中设三个衬垫：L

b

=L/4=4=

110kv和220kv的选择

110KV侧母线，由断路器最大回路工作电流

I

g

·

max

= ，选择LGJ-120

220KV侧母线，由断路器最大回路工作电流

I

g

·

max

= ，选择LGJ-120

第节 电缆

电缆应按下列选择及校验

（1） 型式：应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式。

① 明敷（包括架空、隧道、沟道内等）的电缆，一般选用裸钢带铠装或塑料外护层电缆。

在易受腐蚀地区应选用塑料外护电缆。在需要使用钢带铠装电缆时，宜选用二级外护层型式。

② 直埋敷设时，一般选用钢带铠装电缆。在潮湿或腐蚀性土壤的地区，应带有塑料外护

层。

③ 三相交流系统的单芯电力电缆，要求金属护外层采用一端接地时，在潮湿地区，外护

层宜选用塑料挤包的型式。

电力电缆除充油电缆外，一般采用三芯铝芯电缆。

（2） 按额定电压选择：

U

g

·

max

≤U

n

（3） 按最大持续工作电流选择电缆截面

S：

I

g

·

max

≤KI

y

K=

T

M

T

2

T

M

T

1

上二式中

K——

温度修正系数。

T

M

——

电缆芯最高工作温度（℃）；

T

1

——

对应于额定载流量的基准环境温度（℃）；

T

2

——

实际环境温度；

I

y

——对应于所选用电缆截面

S

、环境温度为+25℃时，电缆长期允许载流量（

A

）。

（4） 按经济电流密度选择导体截面以及允许电压降的校验，与裸导体计算相同。

（5） 热稳定校验：

S≥S

min

=

式中

C——热

稳定系数。

I



t

dz

C

35kv电缆的选择与校验

I

g

·

max=

=

（1）型式：热阻系数为80℃·cm/

ω,I

N

=230

A,直埋敷设型号为ZQF2-35截面积185mm

2

（2）校验： ①电压：Ug=Un=35KV

②电流：

K=

T

M

T

2

5025

==

1

T

M

T

1

5025

KI

y

=1×230A >

I

g

·

max

=155KA

7.6810

3

I



3.93

=160

mm

2

< S=185 mm

2

③热稳定：

S

min

=

t

dz

=

95

C

④动稳定：由厂家来保证。

110kv电缆的选择与校验

I

g

·

max=

=

（1）型式：热阻系数为80℃·cm/

ω,I

N

=326

A,直埋敷设型号为ZQCY22-110截面积100mm

2

（2）校验： ①电压：Ug=Un=110KV

②电流：

K=

T

M

T

2

7525

==

1

T

M

T

1

7525

KI

y

=1×326 >

I

g

·

max

=247A

3.0710

3

I



3.93

=

< S=100 mm

2

③热稳定：

S

min

=

t

dz

=

95

C

④动稳定：由厂家来保证。

220kv电缆的选择与校验

I

g

·

max=

=

（1）型式：热阻系数为80℃·cm/

ω,I

N

=534

A,直埋敷设型号为ZQCY22-220截面积400mm

2

（2）校验： ①电压：Ug=Un=220KV

②电流：

K=

T

M

T

2

7525

==

1

T

M

T

1

7525

KI

y

=1×534 >

I

g

·

max

=

0.94110

3

I



3.93

=

< S=400 mm

2

③热稳定：

S

min

=

t

dz

=

95

C

④动稳定：由厂家来保证。

第节 避雷器的选择

避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器，电站和变电所等电器设备的绝缘免受大

气过电压或某些操作过电压的危害。大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是

由于电力系统的运行情况发生突变而产生电磁振荡所致。

避雷器有两种：（1）阀型避雷器按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避

雷器；（2）管型避雷器，利用绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。用于线路作

为防雷保护。

变压器中性点的阀型避雷器的选择

选择FZ－110避雷器

表4-14 选择FZ－110避雷器参数表

型号

FZ－110

组合方式 额定电压 灭弧电压

单独

110kV 126kV

工频放电电压（kV）

不小于254 不大于312

（1）U

mi

(灭弧电压)

U

mi

＝126kV>k

m

U

xg

(系统最高相电压)

＝220/3 ×＝（kV）

Umi:又称避雷器的额定电压Ube，应按设备上可能出现的最大工频过电压选择，在220KV

及以下电网中，一般直接反映在电网接线系数上，即：U

mi

>K

m

U

xg

U

mi

---系统最高相电压（考虑15%过负荷）

U

xg

---系数，一般K

m

=1，其它条件下不满足时，可取K

m

=

（2）工频放电电压下限

U

gfx

> =×220/3 ＝

内部过电压水平33－63KV取,110－154KV取,220KV及以上取 U

xg

。

（3） 频放电电压上限：U

gfs

<（变压器内绝缘一分钟工频试验电压）

110kV母线所接避雷器

表4-15 FZ－110避雷器参数表

型号 组合方式 额定电压 灭弧电压 工频放电电压（kV）

不小于不大于

110kV 126kV

FZ－110 单独

254 312

（1）U

mi

=126kV>k

m

U

xg

(系统最高相电压)

＝110/3 ×＝（kV）

（2）工频放电电压下限

U

gfx

＝254kV > =×110/3 ＝

（3）工频放电电压上限：U

gfs

<（变压器内绝缘一分钟工频试验电压）。

35kV母线所接避雷器

表4-16 FZ－35避雷器

型号 组合方式 额定电压 灭弧电压 工频放电电压（kV）

不小于不大于

35kV 41kV

FZ－35 单独

84 104

（1）U

mi

=41kV>k

m

U

xg

(系统最高相电压)

＝35/3 ×＝（kV）

（2）工频放电电压下限

U

gfx

＝84kV > =×35/3 ＝

（3）工频放电电压上限：U

gfs

<（变压器内绝缘一分钟工频试验电压）