数据处理

3.1 负荷电流计算

(1)计算所有负荷大小：

p303040243860k0.85219.90MVAS110maxcos0.870.890.890.810.850.85p36335634635k0.8S10maxcos0.850.850.850.850.850.890.910.890.910.910.91S所max0.213225141.41.721.7151.71120100.850.1206MWS总219.9042.7180.1206262.739MWA0.7SS总Nn10.8515%254.645MWA (2)主变压器容量的选择

SN0.7S总（n1）0.85(15%)10254,645(mVA)

注: 这里考虑变电站10年的规划。

（3）主变压器选择表：

型号 额定高压 容量 中压 低压 连接组别 损/kw 短路 空载 耗空载阻抗电压总质电流/% /% 高 中 低 量/t SP-24000/220 24000 242±2121 ×2.5% 11 Ynyn0d11 80220 0 0.6 24 14 9 268

(4)所用变压器选择表：

型号 S9-100/10 额定容量 100 额定电压/KV 联结组别 损耗/W 一次 10 二次 0.4 Yyn0 空载 290 负载 1500 空载电流/% 1.6 阻抗电压/% 4 （5）常用架空线路规格：

型号 LQJQ-300 LQJQ-400

(6）计算变压器在各电压等级上额定电流情况：

计算外径（mm） 23.72 27.36 截面 （mm2） 335.74 446.6 单位质量（kg/km） 1117 1487 电阻 0.108 0.080 几何均距/m为6时的感抗 0.406 0.397 I220MAX=1.05×I10MAX=1.05×240240=630A I110MAX=1.05×=1265A 32313115240=13856A 310.5P

3UCOS(7)110KV侧线路各负荷电流：IMAX=

石化厂： I1=180.99A 炼油厂： I2=88.46A 甲县变：I3=176.92A 乙县变： I4=259.19A 丙县变： I5=148.20A 丁县变：I6=234.65A 10KV侧各线路负荷电流：Imax=P/3UcosΦ

氮肥厂:I1=339.62 机械厂：I2=203.77 纺织厂：I3=407.54 化工厂：I4=203.77A 造纸厂：I5=203.77A 水厂：I6=161.175A 建材厂：I7=380.67A A变：I8=194.61 B变：I9=253.78 C变：I10=380.67A D变：I11=190.33

3.2各元件阻抗计算

图3.1系统等值电路

3.2.1计算各线路阻抗：取基准值 UB=220KV,SB=240MVA，

2UBZB==201.67Ω

SB线路阻抗：

XL1=0.4×100=40Ω , XL2=0.4×120=48Ω XL3=0.4×150=60Ω ,XL4=0.4×100/2=20Ω

线路阻抗标幺值：

X*L1=XL1/ZB=0.198 X*L2=XL1/ZB=0.238 X*L3=XL3/ZB=0.298 X*L4=XL4/ZB=0.099 (2)系统电抗XS标幺值归算： X*S1=XS1×240=0.038

2000 X*S2=XS2 ×240=0.045

1800 X*S3=XS3 ×240=0.052

1600(3)主变压器阻抗计算：

112211 UK2%=UK12%UK23%UK13%=(14+9-24)=-0.5

2211 UK2%=UK13%UK23%UK12%=(24+9-14)=9.5

22 UK1%=UK13%UK13%UK23%=(14+24-9)=14.5

主变压器各绕组等值电抗：

2UK1%UN XT11=XT21==29.24

100SN2UK2%UN XT12=XT22==-1.008

100SN2UK3%UN XT13=XT23==19.16

100SN

*各绕组等值电抗标幺值：X*XT21XT11T11ZZZ0.145

B

XT12XT13**XX*T22XXT120.005

B*T23T130.095

B变压器并联等值电路：

图3.2变压器并联等值电路

3.3短路电流计算

3.3.1 220KV母线短路电流计算： 220KV侧△→Y等值电路如图3.3：

图3.3 220KV侧等值电路

x1x2xxxxxL1L2L1L2L1L3L1L20.064

L3xxxxxxxxxxL1L3L1L2s110.08

L3x340.097

L3xxx0.0380.0640.102 xx5s2x20.0450.080.125

xx6730.097

xL40.0520.0990.151

xxs3用单位电流法求转移电抗： 作图：

令I11

UUI3bI1X4j0.102 UbI4I2j0.1020.816 j0.125I4I1I21.816

aX4j0.1021.816j0.097j0.278

UaEf

UaX7j0.278j1.841 0.1510.278

XGf1EIfXGf21EIf0.341

XGf32EIf0.151

320002.32 24018000.3412.56 X2js24016000.1511.001 X3js240X1js0.278可得220KV侧短路电流为：T=0s时

III'1k120002.15KA 2.323231118001.76KA 2.563231116003.99KA 1.0013231'2k'3kI'k0sI1kI2kI3k2.151.763.997.9KA

'''查运算曲线表可得：T=2s时

I''1k0.44820002.24KA 323118001.81KA 323116004.51KA 3231''''II''2k0.402''3k1.129''I''k2sI1kI2kI3k2.241.814.518.56KA

查运算曲线表可得T=4s时

I'''1k0.44820002.24KA 323118001.81KA 323116004.51KA 3231''''''II'''2k0.402'''3k1.129'''I'''k4sI1kI2kI3k8.56KA

3.3.2 110KV母线短路电流计算：

110KV母线短路： LQJQ-300 0.406 LQJQ-400 0.397

UUk(12)%14%

Ubk(13)%24% Uk(23)%9%

B220KV

S240WVA

xs10.322400.0384 20002400.340.045 xs21800xs30.352400.0525 1600B2BSUS0.406120xUSx0.40650US0.406100xUxl10.397100l2l3l40.3971002400.180 23022400.221 2230B2B0.406120B2B0.4061502400.276 2302B2B124010.4061000.092 2223021%%U21U1121424914.5

1%%U22U122149240.5

1%%U23U132249149.5

14.5XT21XT111000.145

0.59.50.005XT22XT12100XT23XT131000.095

作图：

令：I11

U4(0.3840.0588)10.0972

I2U40.0450.07340.82

I4I1I21.82

U50.14531.82U40.36

I350.362.94

0.05250.09234IIIU61.822.494.31

I50.07U50.66

XXXU60.66 f1I1f2U60.80

I2U60.265 f3I3XXX20005.5 24018000.806 js224016000.2651.767 js32400.66js1120001.83KA 5.53115I1k11800I2k631151.50KA

I3kIk116004.546KA 1.7673115I1kI2kI3k7.876KA

3.3.3 10KV侧母线短路电流计算：

作图：

令：I11

u40.03840.058810.0972

Iu420.0450.07340.82

I4I1I210.821.82

u5u4I40.090.09721.820.090.261Iu50.26130.05250.0920.05250.0921.806

I5I4I31.821.8063.626

u6u5I50.120.2613.6260.120.696x1fu6I0.696

1xu6.6962fI020.820.849xu60.696

3fI0.38531.806x2000js10.6962405.8xjs20.84918002406.368xjs30.3851600 2402.57

x*x1fxx2f3f0.192

1200018.96KA5.8310.511800I2k6.368310.515.54KA 11600I3k2.57310.534.23KAI1kIkI1kI2kI3k68.73KA

由于短路电流太大，要加装限流电抗器 NKL-10-2000型电抗器

IdSd310.524013.20KA 310.513.202000105000.192100%1.8% xL%43.31320010000则选NKL-10-2000-8型电抗器xL%8% ies=51KA

I2t71.2

2x*LxL%IUIUdNNd0.0813.2100.503 210.5xx*x*Lx0.5030.1920.695 换算到系统的计算电抗：

''0.695x200018001600 15.642401200018001600''18.98KAI15.64310.5查运算曲线表可得：T=2S，T=4S与T=0S相同

3.4 电气设备的选择与计算

3.4.1 断路器及隔离开关选择

1.变压器220KV侧：变压器220KV侧

（1）工作电压: Ug1.05UN1.05220231KV

（2）最大持续工作电流 （3）I'0's7.9KA 参数选择

Imax1.05In1.05240629.84KA 3231（1）按工作电压选择： 有UmaxUg231KA （2）按工作电流选择： 有InImax629.84KA （3）按断开电流选择： 有IdnI''7.9KA

（4）按额定关合电流选择： 有iGnish1.927.921.231KA （5）按热稳定校验：

7.92108.5628.5622 QtIdntQk4289.4732KAs

122（6）按动稳定校验： 有iesish21.231KA 变压器、断路器隔离开关220KV侧选择表 名称 计算数据 sw7-220/1500 高压隔离开关 额定电压 额定电流 额定开断电流 220KV 629.84A 7.9KA 220KV 1500A 21KA 55KA 2Gw6-220D/1000-50 隔离开关 220KV 1000A 极限通过过电流 21.231KA 热稳定校验 50KA 2Q k289.4732KASI2tt1764KAS I 2tt1764KAS 2关合电流峰值 21.231KA 55KA 2.变压器110KV侧断路器和隔离开关的选择 （1）工作电压： Ug1.05UN1.05110115.5KV

219.90103（2）最大持续工作电流 Imax1.05In1.051154.18A

3115.5（3）I'0's7.876KA 参数选择

I2s7.876KA

''I''4s7.876KA

（1）按工作电压选择： 有UmaxUg115.5KA （2）按工作电流选择： 有InImax1154.18A （3）按断开电流选择： 有IdnI''7.876KA

（4）按额定关合电流选择： 有iGnish1.927.87621.16KA （5）按热稳定校验：

7.8762107.87627.87622 QtIdntQk4248.13KAs

122（6）按动稳定校验： 有iesish21.16KA 变压器、断路器隔离开关110KV侧选择表 名称 计算数据 sw7-220/1500 高压隔离开关 额定电压 额定电流 额定开断电流 110KV 1154.18A 7.876KA 110KV 1200A 15.8KA Gw6-220D/1000-50 隔离开关 110KV 1250A 极限通过过电流 21.16KA 41KA 热稳定校验 Q k248.13KAS2I 2tt15824998.56KAS2I 2tt31.5243969KAS2关合电流峰值 21.16KA 41KA 80KA 3.变压器10KV侧高压断路器选择

（1）工作电压： Ug1.05UN1.051010.5KV （2）最大持续工作电流 （3）

Imax1.05In1.052.7180.12062473A

310.5QkI''2218.9841440.96KAS tk2参数选择

（1）按工作电压选择： 有UmaxUg10.5KA （2）按工作电流选择： 有InImax2473A （3）按断开电流选择： 有IdnI''18.98KA

（4）按额定关合电流选择： 有iGnish1.9218.9851KA （5）按热稳定校验：

18.9821018.98218.9822 QtIdntQk41440.96KAs

122（7）按动稳定校验： 有iesish51KA 变压器10KV侧断路开关、隔离开关选择表

名称 计算数据 sw7-220/1500 高压隔离开关 额定电压 额定电流 10KV 2473A 10KV 3000A Gw6-220D/1000-50 隔离开关 10KV 3000A 额定开断电流 18.98KA 43.3KA 极限通过电流 51KA 热稳定校验 130KA 2160KA Q k2218.982475.928KA43.3247499.56KASIttSI 2tt752422500KAS2 130KA 关合电流峰值 51KA 4.各电压等级母联断路器，分段断路器，旁路断路器及其开关的

电压等级 220KV 主接线形式 双母线接线 断路器型号 SW7-220/1500 隔离开关型号 GW6-220D/1000-50 110KV 10KV 双母线带旁路 单母线分段 SW3-110G/1200 GW14-110/1250 SN10-10III/3000 GN10-10T/3000-160 5.110KV线路负荷侧的断路器和隔离开关的选择

(1)工作电压：UgUN115KV

(2)最大持续工作电流：IMAX1.05IN1.05''60316.28A

31152(3)I0S7.876KA QKI参数选择：

t7.8764248.13KA''22S

(1)按工作电压选择：UNUg115KV (2)按工作电流选择: INIMAX316.28A (3)按额定开断电流选择(4)按额定关合电流选择

II..''nbrI7.876KA Ish21.16KA

.ncl22ItQ7.8764 K(5)按热稳定校验:t(6)按动稳定校验:iesish21.16KA

110KV负荷侧断路器、隔离开关选择表

计算数据 额定电压UN 额定电流IN 额定开断电流Inbr 关合电流峰值Incl 热稳定校验It2t 极限通过电流ies 110KV 316.8A 7.876KA 21.16KA (7.876)2×4 (KA)2S 21.16KA SW4-110/1000型断路器 UN IN Inbr Incl ies 110KV 1000A 18.4KA 55KA 55KA GW4-1100/600型隔离开关 UN IN - - ies 110KV 600A - - 50KA It2t (21)2×5 (KA)2S It2t (14)25 (KA)2S 6. 10KV负荷侧断路器和隔离开关的选择 （1）工作电流： Ug1.05UN10.5KV

（2）最大持续工作电流：

''IMAX1.05IN1.05''60.4075KA407.5A 30.8510.5''I4S18.98KA

（3）短路电流： I18.98KA I2S18.98KA QKI参数选择：

(1)按工作电压选择：UNUg10.5KV (2)按工作电流选择: INIMAX407.5A (3)按额定开断电流选择(4)按额定关合电流选择

2''2tK18.98241440.96(KA)2S

II..''nbrI18.98KA

Ish1.9218.9851KA

2.ncl(5)按热稳定校验:IttQK1440.96(KA)S (6)按动稳定校验:iesish51KA

计算数据 SN10-12II/1000型断路器 GN6-101600-52型隔离开关 额定电压UN 额定电流IN 额定开断电流Inbr 关合电流峰值Incl 热稳定校验It2t 极限通过电流ies

10KV 407.5A 18.98KA 51KA QK=1440.96(KA)2S 51KA UN IN Inbr 10KV 1000A 31.5KA UN IN - 10KV 600A - Incl 80KA It2t Qt=31.52×2(KA)2S ies 80KA - - 2Itt Qt=It2t=1600(KA)2S ies 52KA

3.4.2 母线选择

1. 220KV母线选择：

262.739(1)S总262.739MVA IMAX689.51A

3220 TMAX5200H

查经济电流密度曲线可得： J0.73(A/mm) 导体的经济截面SIMAX689.51944.53mm2

J2J0.73则可选择管形铝锰合金导体φ40/35，最大工作允许电流770A Kf1.02 ，当环境温度为19℃时温度修正系数为K1.06

IAl191.06770816.2A689.51A

(2)热稳定校验，导体正常运行时的导体温度

2IMAX689.512 0al0219701955.4C

Ial816.22c97, 满足短路时发热的最小导体截面为

SMIN满足热稳定要求。

(3)由铝导体的弹性模量E710pa,母线频率系数Nf3.56 取支柱绝缘子间跨距L1m,相间距离a1.5(m)

10QKKfC289.471061.02184.76(mm2)294(mm2)

97mhbm0.0630.006327001.07(kg/m)

J5.2cm45.2108m4

EJ710105.21083.56f22240.89Hz155Hz

Lm1.07L可见对该母线可不计共振影响

NfK1.9 I''IK7.9KA

ish1.92I''21.23KA

fph2ish21.23103771.73101.7310a1.5251.98(N/M)

2.6cm32.6106m3

51.98126ph2106Pa70106Pa 610102.610可见满足要求。 2. 110kv母线 SN=219.9 Imax=Tmax=5200n

查经济电流省序曲线0.73A/mm2

fphL2219.901154.2A

3110S=JImax1154.21581.1mm2 J0.73则可选择管形铝锰合金导体60/54，允许电流1240A, 电路电压校验，裸道题临界电压

UCR>UMAX最高工作电压 热稳定校验SMIN=

QKKF1QKKF (KF=1)

AhAwcK=1.06 Iai=K1240=1314.4(A)

正常运行温度

2iMAX1154.220(al0)219(7019)58.33C 2Ial1314.4SminQKk7f/C248.131061/91173.10mm2539mm2

fph2ish21.1610371.73101.7310a1278.19(N/m)

7.29cm37.29106m3

78.19126ph1.08106Pa70106Pa 610107.2910

可见满足要求

3. 10KV母线选择 Tmax=5200h J=0.73A/mm IMAX=

2fphL2S10MAXI2466.32466.3A SJ=max3378.5mm2

J0.73310kv选用3条100mm10mm矩形铅导体，竖放允许电流为3578A KF=1.7 当环境温度

0为20C时，修正系数K=1.05，则Ia120c1.0535783756.9A2466.3A

热稳定校验

Imax2466.320(a10)220(7020)42c2Ia13756.9正常运行导体温度

查

表

，

C=99

满

足

短

路

时

发

热

的

最

小

道

题

截

面

为

QKKF1440.961.7106Smin499.94mm23100103000mm2

C99满足热稳定要求

动稳定校验

mhbpm0.10.0127002.7(kg/m)bh30.010.13J8.3107m41212

母线频率系数NF=3.56，铝导体弹性模量E=710pa

10NFf12LEJ3.5622M1710108.3107522.2HZ155HZ

2.7,,课件，对流母线可不计共振影响。K=1.9，IIK18.98KA 4.母线选择结果

(1)220KV母线的选择结果

220KV母线采用40/35铝锰合金管形导体技术参数表 导体尺寸D/d(mmmm)导体截面mm2 导体在最高允许温度下的载流是 (A) 截面系数 W 惯性半径 R cm 惯性矩 J （cm4） 质量 （kg/m） 7040/35 294 C 80C 712 （cm3） 2.6 1.33 5.20 2.7Kg 770 (2)110KV母线的选择结果

110KV母线采用60/54铝锰合金管形导体导体

110KV旁路母线采用60/54铝锰合金管形导体技术参数表 导体尺寸D/d(mmmm)导体截面mm2 导体在最高允许温度下的载流是 70C 80C 60/54 539 1240 1072 截面系数 惯性半 W 径 RS （cm3） （cm） 惯性矩 J （cm4） 质量 （kg/m） 7.29 2.02 21.9 2.7Kg (3)10KV母线的选择结果

10KV母线采用3条100mm10mm竖放矩形铝导体技术参数表 导体尺寸导体截面hb(mmmm)mm2 导体在最高允许温度下的载流是 70c 1803 截面系数 W （m3） 惯性半径 RS (CM) 惯性矩 质量 J （kg、m） （mm4） 10010 1000 3.3105 8.33107 2.7Kg 3.4.3电压互感器和电流互感器的配置选择：

1.电流互感器

（1）安装位置

位置1：选取10KV线路最大分支负荷：纺织厂7.059MVA 额定电流 388.13A

选取LA-10，互感器额定电流900/5 位置2：额定电流 2335A

选取LMC-10，互感器额定电流3000/5

位置3：选取110KV出线最大分支石化厂，67.42MVA 线路额定电流 0.338KAA

选取LCWD-110，互感器额定电流600/5 位置4：额定电流1.104KA

选取LCWD-110，互感器额定电流选1200/5 位置5：额定电流 0.659KA

选取LCW-220，互感器额定电流取1200/5

（2）电流互感器校验： 10KV：1. LA-10,900/5

热稳定校验：(KtI1N)2=(50*0.9)2=2025。>1440.96(KV)2S 动稳定校验：2I1NKES=114.5>51KV 2. LMC-10， 3000/5

热稳定校验：（KtI1N）2=(75*3)2=50625>1440.96(KV)2S 110KV: 1.LCWD-110 , 1200/5

热 ：(KtI1N)2=(75*1.2)2=8100>248.13(KV)2S 动：2I1NKES=2*1.2*150=254.52>21.16KA 220KV: LCW-220， 1200/5

热稳定：（KtI1N）2=2916>289.47(KA)2S

动稳定：2I1Nkes=76.4>21.23KA

LCW-220型电流互感器参数表

型号 额定电流比（A） 级次准二次负荷 准确等级 级次 0.2 (VA) Ω VA 负荷 LCW-220 4×300/5 D/D D/0.5 3-14 LCWD-110型电流互感器参数表

型号 额定电级次准确二次负荷 准确等级 10% 倍数 1s热稳定 动稳定 D 0.5 1.2 4 2 1.2 30 60 60 0.5 1 3 5P 10P 二次倍电倍电倍10% 倍数 1s热稳定 动稳定 组合 确数 流 数 流 数 流比（A） 组合 级次 0.2 V.A 0.5 1 3 5P 10P Ω V.A 二次负荷 倍电倍电倍数 流 数 流 数 LCWD-110 2×600/5 0.5/D1/D2 0.5 2 1.2 20 75 135 LMC-10型电流互感器参数表

型号 额定电流比（A） 级次组合 准确准确等级 级次 0.2 VA Ω VA 负荷 LMC-10 3000/5 0.5/0.5 0.5 1.2 3 2 1.2 20 75 90 0.5 1 3 5P 10P 二次倍电倍电倍二次负荷 10% 倍数 1s热稳定 动稳定 数 流 数 流 数

（3）电流互感器选择结果表

位置 10KV出线分支 10KV分段断路器 ，变压器 10KV出线母联短路器 110KV出线分支 110kv母联断路器 主变110KV出线断路器 220KV母联断路器主变 220KV侧断路器 220KV出线断路器

型号规格 LH-10 LMC-10 台数 14 3 额定电流 900/5 3000/5 热稳定系数 50 75 动稳定系数 90 LCWD-110 LCWD-110 11 3 600/5 1200/5 75 75 150 150 LCW-220 8 900/5 60 60

2电压互感器选择：

YDR-220型电压互感器参数表

型号 额定电压（kV） 二次绕组额定容量（VA） 最大容量（VA） 一次绕组 二次绕组 辅助绕组 YDR-220 0.2 0.5 1 3 220/3 0.1/3 0.1 150 220 400 1200 2200.1//0.13其额定变比为：3

JCC2-220型电压互感器参数表

型号 额定电压（kV） 二次绕组额定容量（VA） 最大容量（VA） 一次绕组 二次绕组 辅助绕组 YDR-220 0.2 0.5 1 3 110/3 0.1/3 0.1 500 1000 2000 其额定变比为

1100.1//0.1 33JSJW-10型电压互感器参数表

型号 额定电压（kV） 二次绕组额定容量（VA） 最大容量（VA） 一次绕组 二次绕组 辅助绕组 JSJW-10 0.2 0.5 1 3 10 0.1 0.1/3 120 200 480 960 0.1其额定变比为：10/0.1/

3

（2）各电压互感器选择结果：

电压等级 220kv 位置 双母线 出线 电压互感器型号 JDCF-220WB YDR-220 台数 3 5 110kv 双母线 旁路母线 JCC2-110 YDR-110 JSJW-10 2 1 2 10kv 母线 3.5 电气主接线图和电气配置图 3.5.1 电气主接线图

3.5.2 110kv,10kv电气配置图：