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1、绪 论61 毕业设计任务书71.1 原始资料71.1.1 电源71.1.2 设计范围71.1.3 负荷资料71.2 原始资料分析81.2.1 所址选择81.2.2 地理位置及地理条件的简述82 电力负荷的分级与计算82.1 负荷分级与供电要求82.1.1 负荷82.1.2 负荷分级82.2 电力负荷计算92.2.1 负荷计算的目的和意义92.2.2 负荷计算：92.3 主变压器选择122.3.1 主变台数的确定：122.3.2 主变容量的选择原则：122.3.3 主变相数选择：122.3.4 主变绕组接线方式122.3.5 主变压器选型122.3.6 变压器的功率损耗132.4无功功率补偿13
2、2.4.1 功率因数的计算132.4.2 功率因数对供电系统的影响142.4.3 功率因数的改善142.4.4 无功补偿计算153 供配电系统设计153.1电气主接线设计153.1.1 主接线的要求163.1.2 主接线的形式163.1.3 主接线方案的确定183.2导线和电缆的选择183.2.1 导线和电缆截面选择的方法193.2.2 110kV进线导线的选择203.2.3 110kV电缆线路的选择223.3 短路电流的计算233.3.1 短路电流概述233.3.2 短路回路各元件阻抗计算243.3.3 主变高压侧短路电流计算253.3.4 主变低压侧短路电流计算253.4 主要一次设备选型
3、263.4.1 电气设备选择的一般原则263.4.2断路器的选择272.4.3 隔离开关的选择302.4.4 电流互感器的选择322.4.5 电压互感器的选择352.4.6 母线选择364 变电所的防雷和接地保护384.1 变电所的防雷保护384.1.1 变电所防直击雷的保护384.1.2 变电所35110kV架空线的进线保护（侵入雷电波保护）394.1.3 配电线路的防雷保护394.1.4 避雷器的选择404.2 变电所的接地保护404.2.1 接地类型404.2.2 电气装置接地要求41摘 要本篇毕业设计的课题是“南京某大学110 kV变电站用电”，主要是关于变电所的电气一、二次部分的设计
4、。该工程由南京市某220 kV变电站出2回110kV线路供南京某大学110 kV变电站用电，形成双回路同时供电方式，满足该大学供电可靠性的要求。其负荷电压等级为10KV。通过技术和经济比较，现采用下列方案：1.内设两台双绕组变压器，电压等级为110/10.52.110KV进线采用内桥接线3.10KV配电装置采用单母分段接线方式4.所用电分别从两端母线获得关键词：变电所，主变压器，负荷计算，短路计算，设备选型,继电保护及其二次回路Abstract This graduation thesis is about “a transformer substation of a Nanjing Univ
5、ersity”. It is mainly about the design of the first and the secondary circuit of the transformer substation. The transformer substation of a Nanjing University obtains power from two 110KV over-head lines. Satisfied this university power supply reliable request .The local load in the substation is 1
6、0KV.According the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:1. There are two two-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 110KV and 10.5KV.2. For 110KV main electrical connections shall adopt inside bridge connection.3. For 10KV main electrical connecti
7、ons employ single sectionalized bus.4. Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.Key Words:Substation, Main transformer, Load calculation, Short circuit calculationThe equipments choose the type,relay protection and the secondary circuit绪 论电力是国民经济发展的基础，而变电站在电力行业中又占据着及其重要的作用与地位
8、。变电站的良好运行不仅可以促进工农业的稳步发展，也是百姓安居乐业和社会稳定的重要保障。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。 变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。在企业生产中，需要稳定、可靠的供电系统来保证生产过程的不间断，从而保障生产的安全性、经济性。变电站就是通过电力变换，提高供电可靠性达到上述目的，因此变电站在现代企业中有着至关重要的作用。本毕业设计
9、的内容主要的研究方向为110kv/10kv变电站的电气一、二次部分的设计。该变电所由南京市某220 kV变电站出2回110kV线路供电，形成双回路同时供电方式，满足该大学供电可靠性的要求。设计范围包括:变电站围墙范围内的110kV及10kV配电装置，主变压器，10KV电容器，自补装置，站用交直流电系统，控制保护，防雷接地等一、二次部分。目前110KV及以下变电所的设计在国内已经非常普遍。其采用的方案、技术以及电气设备的选择都已十分成熟。故本次毕业设计也采用当前比较常见的方案。这些方案从国内长期的运行情况来看都是经得起实践考验的。在当今社会中，随着生产水平的提高，电气设备也在不断更新换代。如今的
10、110kV变电所常用的电气设备也相应有了很大进步。比如变压器S11，采用了更加先进的材料与技术降低了能量在变压器上的损耗，使其更加节能；110kV断路器采用SF6气体，这种惰性气体能够更安全有效的灭断高强度电弧；10kV断路器采用真空组合开关柜，安装维护方便，集成度高，大大缩小了占地面积等等诸如此类一系列高新技术的电气设备。在变电自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关，光电式互感器的机电一体化设备的出现，变电站自动化技术进入了数字化阶段。随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在现状检测、变电站运行操作培训仿真的技术日趋成熟，高速计算机网络在实时系统中的运用，全智能化的变电站
11、自动化技术出现。智能化的一次设备，网络化的二次设备，自动化的运行管理系统，变电站接线方案趋于简单，大量采用新的电气一次设备，变电站采用综合自动化管理，110kV系统日趋采样无人值守，这使得变电站用地面积大大减少。该变电所的电源由两路进线提供，所供给的负荷均为二类负荷，故考虑设置两台变压器，高压侧采用内桥接线，低压侧则采用单母分段接线。这样，不但可靠性高，而且运行方式也非常灵活，也便于将来负荷的发展。首先由提供的负荷资料和对供电可靠性的要求来计算负荷，以确定变压器的型号和负荷侧电力无功补偿的容量。再确定短路电流计算点来计算短路电流，由正常的负荷电流和短路电流共同来选择、校验一次回路中的主要电气设
12、备，如断路器、隔离开关、电流互感器等。并考虑变电所的防雷和接地保护，设计二次部分的继电保护装置和必要的自动装置以及一次回路断路器控制回路设计事故和预告信号回路。当前，变电站正朝着高度智能化和值班无人化的方向发展，其技术已涉及、涵盖和应用了电能、电气设备、自动控制、计算机、网络、通信等技术，在现代国民经济中将会扮演越来越重要的作用。1 毕业设计任务书1.1 原始资料1.1.1 电源由南京市某220 kV变电站出2回110kV线路供南京某大学110 kV变电站用电，形成双回路同时供电方式，满足该大学供电可靠性的要求。110 kV线路分成架空线和电缆2部分，其中架空线长3公里, 电缆长0.5公里,系
13、统短路容量为Skmax=5680MVA,Skmin=2784MVA。1.1.2 设计范围变电站围墙范围内的110kV及10kV配电装置，主变压器，10KV电容器，自补装置，站用交直流电系统，控制保护，防雷接地等一、二次部分。1.1.3 负荷资料该变电站的负荷资料见下表所示:表1-1 负荷资料序号工程项目计算负荷(kW)功率因数1主教学楼113600.82主教学楼212000.8主教学楼88000.83图书馆12000.84基础实验楼113000.85基础实验楼212000.86专业课实验楼16000.87行政楼国际交流中心13200.88学院楼18000.89学院楼216000.810学院楼3
14、8000.811学院楼48000.812学院楼512000.813食堂11000.814体育馆14400.815学生公寓1区12000.8516学生公寓2区12000.8517学生公寓3区12000.8518学生公寓4区12000.8519学生公寓5区12000.8520学生公寓6区12000.8521教师公寓区88000.851.2 原始资料分析1.2.1 所址选择首先考虑变电所所址的标高，历史上有无被洪水浸淹历史；进出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量少占地并考虑发展余地；其次列出变电所所在地的气象条件：年均最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些作
15、为设计的技术条件。1.2.2 地理位置及地理条件的简述变电所位于南京某大学， 地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔10米，最高气温40，最低气温-8，年平均气温16，最热月平均最高气温28.1，土壤温度25。2 电力负荷的分级与计算2.1 负荷分级与供电要求2.1.1 负荷电力负荷又称为电力负载，指耗用电能的用电设备或用户。各类负荷的运行特点跟重要性都不一样，对供电的可靠性与电能质量的要求也不一样。2.1.2 负荷分级(1) 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。(2) 二级负荷：中断供电将造
16、成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。(3) 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。根据负荷的性质和表1-1负荷资料的内容可知，本变电站所供给的负荷为二、三级负荷。2.2 电力负荷计算2.2.1 负荷计算的目的和意义供配电系统要能可靠地运行，其中的各个原件都必须选择得当，除了要满足额定电压和频率外，最为重要的是能满足负荷电流的要求。因此必须对系统中的各个负荷进行计算。负荷计算主要是确定
17、计算负荷。负荷计算的目的除了向电力部门申请用电外，最重要的是作为选择和校验电气设备的依据。根据计算负荷选择导体及电气设备，则在实际运行中的最高温升不会超过其允许值。由此可见，正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。2.2.2 负荷计算：（1）主教学楼1： Pca=1360kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=13600.75=1020(kvar)Sca= Pca/ cos=1360/0.8=1700(kVA)（2）主教学楼2：Pca=1200 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca= Pca tan
18、=12000.75=900(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.8=1500(kVA)（3）主教学楼8：Pca=800 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca= Pca tan=8000.75=600(kvar)Sca= Pca/ cos=800/0.8=1000(kVA)（4）图书馆：Pca=1200 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=12000.75=90(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.8=1500(kVA)（5）基础实验楼1：Pca=1300 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca
19、=Pca tan=13000.75=975(kvar)Sca= Pca/ cos=1300/0.8=1625(kVA)（6）基础实验楼2：Pca=1200 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=12000.75=900(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.8=1500(kVA)（7）专业课实验楼：Pca=1600 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=16000.75=1200(kvar)Sca= Pca/ cos=1600/0.8=2000(kVA)（8）行政楼国际交流中心： Pca=1320kW, cos=
20、0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=13200.75=990(kvar)Sca= Pca/ cos=1320/0.8=1650(kVA)（9）学院楼1：Pca=800 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca= Pca tan=8000.75=600(kvar)Sca= Pca/ cos=800/0.8=1000(kVA)（10）学院楼2：Pca=1600 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca= Pca tan=16000.75=1200(kvar)Sca= Pca/ cos=1600/0.8=2000(kVA)（11）学院楼3：Pca=80
21、0 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=8000.75=600(kvar)Sca= Pca/ cos=800/0.8=1000(kVA)（12）学院楼4：Pca=800 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=8000.75=600(kvar)Sca= Pca/ cos=800/0.8=1000(kVA)（13）学院楼5：Pca=1200 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=12000.75=900(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.8=1500(kVA)（14）食堂：Pc
22、a=1100 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca=Pca tan=11000.75=825(kvar)Sca= Pca/ cos=1100/0.8=1375(kVA)（15）体育馆：Pca=1440 kW, cos=0.8, tan=0.75，因此Qca= Pca tan=14400.75=1080(kvar)Sca= Pca/ cos=1440/0.8=1800(kVA)（16）学生公寓1区：Pca=1200 kW, cos=0.85, tan=0.62，因此Qca=Pca tan=12000.62=744(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.85=141
23、1.76(kVA)（17）学生公寓2区：Pca=1200 kW, cos=0.85, tan=0.62，因此Qca=Pca tan=12000.62=744(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.85=1411.76(kVA)（18）学生公寓3区：Pca=1200 kW, cos=0.85, tan=0.62，因此Qca=Pca tan=12000.62=744(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.85=1411.76(kVA)（19）学生公寓4区：Pca=1200 kW, cos=0.85, tan=0.62，因此Qca=Pca tan=12000.62=744
24、(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.85=1411.76(kVA)（20）学生公寓5区：Pca=1200 kW, cos=0.85, tan=0.62，因此Qca=Pca tan=12000.62=744(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.85=1411.76(kVA)（21）学生公寓6区：Pca=1200 kW, cos=0.85, tan=0.62，因此Qca=Pca tan=12000.62=744(kvar)Sca= Pca/ cos=1200/0.85=1411.76(kVA）（22）教师公寓区：Pca=6400 kW, cos=0.85, tan
25、=0.62，因此Qca=Pca tan=64000.62=3968(kvar)Sca= Pca/ cos=6400/0.85=7529.41(kVA)取同时系数K=0.85。因此，总的计算负荷为Pca()=KPca=0.8531320=26622(kW)Qca()=KQca=0.8521722=18463.7(kvar)Sca()=32398.13(kVA)2.3 主变压器选择2.3.1 主变台数的确定：为了满足用电负荷对供电可靠性的要求。对有大量一、二级负荷的变电所宜采用两台变压器，以便当一台检修或故障时，另一台能对一、二级负荷继续供电 ；对季节负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的
26、变电所，也应考虑采用两台变压器；在确定主变台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。考虑实际情况本次变电所设计采用两台相同容量的变压器。2.3.2 主变容量的选择原则：根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70-80。此变电所是一般性变电所。有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：ST0.7 Sca=0.7 Sca()=0.732398.13=22678.69(kVA)所以应
27、选容量为25000KVA的主变压器。2.3.3 主变相数选择：主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素；当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。 2.3.4 主变绕组接线方式变压器的连接方式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y和，高、低侧绕组如何要根据具体情况来确定。 我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35KV及以下电压，变压器绕组都采用连接。有
28、以上知，此变电站110KV侧采用Y0接线，其中中性点采用直接地方式；10KV侧采用接线。2.3.5 主变压器选型因此，选择两台SFZ11-25000/110系列低损耗、低噪声、风冷式三相双绕组有载调压电力变压器。其主要参数见表2-1表2-1变压器参数型号额定容量kVA额定电压kV联结组标号空载损耗kW负载损耗kW空载电流%短路阻抗%SFZ11-25000/11025000高压：11081.25%低压：10.5YNd1121.2110.70.4610.52.3.6 变压器的功率损耗变压器的功率损耗包括有功功率损耗PT和无功功率损耗QT。（1）变压器在计算负荷Sca下的有功功率损耗PT为：PT=P
29、0+PK=21.2+110.7=207.11(kW)式中 Sca 变压器低压侧的计算负荷，kVA； SNT 变压器额定容量，kVA； P0 变压器空载有功损耗，kW； Pk 变压器有功短路损耗，kW。（2）变压器在计算负荷Sca下的无功功率损耗QT为：QT=SNT =25000 =4523.48(kvar)式中 I0%变压器空载电流的百分值；Uk%变压器阻抗电压的百分值。2.4无功功率补偿2.4.1 功率因数的计算(1) 瞬时功率因数瞬时功率因数可由功率因数表或相位表直接读出，或由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出：cos= (1-4)(2) 均权功率因数均权功率因数是指某一规定时间内功率
30、因数的平均值。其计算公式如下：coswm= (1-5) 式中 Wp某一时间内消耗的有功电能 (kWh)，由有功电度表读出；Wq某一时间内消耗的无功电能 (kvar h)，由无功电度表读出 。我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定要按月平均功率因数来调整。对于正在进行设计的工业企业可按下述公式计算： cosav= = (1-6)式中 平均有功负荷系数，一般取0.75；平均无功负荷系数，一般取0.8。(3) 最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数是指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数。cosca= (1-7)2.4.2 功率因数对供电系统的影响工矿企业的用电设备多为感性负荷，除由电源取用
31、有功功率之外，还有大量无功功率由电源到负荷往返交换，导致功率因数降低。在输送的有功功率维持不变的情况下，功率因数降低，无功功率将增大，从而造成下述不利影响：（1）引起线路电流增大，使设备和线路的功率损耗和电能损耗急剧增加。（2）电流增大，使得系统中电气元件的容量增大，测量仪表等规格尺寸增大，从而增大了投资费用。（3）线路电压损失增大，影响负荷端的电压质量。（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。2.4.3 功率因数的改善1.提高自然功率因数降低各用电设备所需的无功功率以改善其功率因数，主要由以下几种措施：正确选用异步电动机的型号和容量，使其接近满载运行。更换轻负荷感应电动机或者改变轻负荷
32、电动机的接线。电力变压器不宜轻载运行，一般在60%以上运行时才较经济。合理安排和调整工艺流程，改善设备的运行状况，使用无电压运行的电磁开关。2.人工补偿无功功率当采用提高自然功率因数的方法后，功率因数仍达不到所要求的数值时，需采用人工补偿，主要有以下三种方法：采用同步电动机补偿。采用移向电容器补偿。这是目前工业企业内广泛应用的一种补偿装置。动态无功功率补偿。2.4.4 无功补偿计算本变电站采用并联静电电容器来补偿。电力电容器的补偿容量可由下式来确定：Qc=Pav(tan1tan2)=Pca (tan1tan2) (1-8)式中 tan1，tan2补偿前后平均功率因数角的正切值。由公式(1-6)
33、可知，该化工厂的平均功率因数cosav为：cosav= =0.804根据规定，应将平均功率因数提高到0.9，则有：tan1= tan(arccos0.804)=0.740tan2= tan(arccos0.9)=0.4843Qc=Pca (tan1tan2)=0.7526622(0.7400.4843.)=5111.424(kvar)选用TBB103000/100AK型高压并联电容器柜。主变低压侧每段母线上设置两组此型号的电容器柜，则实际补偿的无功容量为6000 kvar。所以补偿后实际平均功率因数为：cosav= = = =0.9150.9，符合要求经校验，选用此电容器柜合乎要求。3 供配电
34、系统设计3.1电气主接线设计变电所的电气主接线（Main Electrical Connection）是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆等各种电气设备及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的重要组成部分3.1.1 主接线的要求（1）安全性。必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员和设备的安全。（2）可靠性。能满足各级用电负荷供电可靠性的要求。（3）灵活性。在安全、可靠的前提下，力求接线简单、运行灵活，能满足各种可能的运行方式的要求。（4）经济型。在满足以上要求的情况下，力求最少的一次投资和最低的年运行费用。3.1.2 主接线的形式图3-1 图3-2
35、 单母线接线 图3-3单母线分段接线线-变组接线 图3-4内桥式接线 图3-5外桥式接线变电所的主接线可以分为有汇流母线的主接线和无汇流母线的主接线两大类。有汇流母线的主接线又可分为单母线接线和双母线接线；无汇流母线的主接线又可分为单元接线、桥式接线和多角接线。变电所的主接线形式有多种，其中常见的有：（1）线路-变压器组接线适用于只有一回进线和一回出线，变电所装设单台变压器的场合。见图3-1。（2）单母线接线所有电源和引出线回路都连接于同一汇流母线上。见图3-2。（3）单母线分段接线母线分段后，对于重要的用户可由分别接于两段母线上的两条出线同时供电。在正常情况下，一般采用分列运行方式，即正常时
36、分段断路器QF3是断开的，在QF3上装有备用电源自动投入装置，当任一电源失电后，QF3自动接通，保证全部线路继续供电。见图3-3。（4）桥式接线当只有两台变压器和两条线路时，可采用桥式接线。广泛使用于及以下的变电所中，具有两路电源的工厂企业变电所也普遍采用，还可以作为建设初期的过度接线。按桥断路器的位置可分为：内桥式接线。桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧）。适用于进线线路较长，负荷比较平稳，变压器不需经常投切的场合。见图3-4。外桥式接线。桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧）。适用于进线线路较短，负荷变化较大，变压器需要经常切换或电网有穿越功率经过的的场合。见图3-5。3.1.3 主接
37、线方案的确定图3-6主接线图（1）方案比较以上介绍的常见的几种主接线形式其技术比较见表3-1。（2）方案确定从表中各种主接线形式的优缺点比较及其适用场合，并考虑到该变电所有两回进线，进线输电距离较长，负荷又较平稳，变压器正常运行时无需经常投切，故110KV侧采用内桥接线方式。本所10KV出线共16回线路，对于10KV系统，当出线回路数在6回及以上时，宜采用单母线分段接线。本变电所10KV负荷均为一、二级负荷且两边对称，每一负荷均可由两段不同母线同时供电。这样即保证了供电的可靠性，又便于将来扩建。故10KV侧采用单母分段接线方式。（3）电气主接线图通过以上的分析可以画出本变电所的电气主接线图。见
38、图3-6所示。表3-1主接线方案比较方案线-变组接线单母接线单母分段接线内桥接线外桥接线优点接线简单清晰；所使用的设备少，节省投资。接线简单清晰；便于进出线；操作方便。接线简单清晰；操作方便；便于扩建；可靠性和灵活性高。接线简单清晰；四条回路使用三台断路器，线路投切比较方便。装置简单清晰；工作可靠、灵活；变压器切换比较方便。缺点主接线中任一设备（包括线路）故障或检修时，全部负荷都将停电，可靠性差。母线或连接于母线上的任一隔离开关故障或检修时都将影响全部负荷的用电，可靠性和灵活性差。增加了断路器的数量，投资较大。变压器的投切比较复杂。不适用于线路需要经常切换的情况。3.2导线和电缆的选择导线和电
39、缆的选择是供配电系统设计的主要内容之一。导线和电缆是输送及分配电能的主要元件，且需要消耗大量有色金属，因此在选择时，既要保证供电系统的安全、可靠，又要充分利用导线和电缆的负载能力，节约有色金属消耗量，节省投资。3.2.1 导线和电缆截面选择的方法导线和电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠的条件，其选择方法如下：（1）按允许载流量选择导线和电缆的截面在导线和电缆通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，导线发热不应超过正常运行时的最高允许温度，以防止因过热而引起导线绝缘损坏或加速老化。所选导体截面对应的允许载流量Ial不应小于通过导体的计算电流Ica，即：IalIca (3-1)Ial= (3-2)
40、式中 Ial、Ial分别为经修正以后的导体实际允许电流值和表中查得的未修正的允许电流； Kt温度修正系数，见公式3-3； Kp并排修正系数，可参见附录表5； Ktr土壤热阻修正系数，可参见附录表4。资料中所查得的导体允许载流量一般是对应于环境温度为25的允许载流量，若环境温度不等于25，允许载流量应乘以温度修正系数Kt。 (3-3)式中 导体长期允许温度，；实际环境温度，。（2）按经济电流密度选择导线和电缆截面经济电流密度是年运行费用最小的电流密度，按此选择时可减少电网投资和年运行费用。对电压在35kV及以上的高压线路及35kV以下但距离长、电流大的线路，宜按经济电流密度选择。对工厂内的10k
41、V及以下线路，通常不按此原则选择。其计算公式为： (3-4)式中 Sec导线经济截面，mm2； Ica线路计算电流，A； Jec经济电流密度,A/mm2。见表3-2所示。表3-2经济电流密度Jec值导体材料年最大负荷利用小时数Tmax/h3000以下300050005000以上铜裸导线和母线3.02.251.75铝裸导线和母线1.651.150.9铜芯电缆2.52.252.0铝芯电缆1.921.731.54（3）按允许电压损失选择截面导体在通过正常最大负荷电流时，产生的电压损失应低于正常运行时允许的电压损失以保证供电质量。其计算公式为： (3-5)式中UN的单位是kV，的单位是V，P的单位为k
42、W，Q的单位为kvar。（4）按机械强度选择截面为保证架空线路在运行中有足够的机械强度，要求导线截面不能太细。如果截面太细，其机械强度太小，则有可能会发生断裂。各种线路、不同材料的导线，其最小机械强度的允许截面值见附表。需要特别注意的是，由于电缆一般埋地敷设，因而不必校验机械强度，但必须校验短路热稳定性。60kV及以上的电力线路要进行电晕校验。实际工程设计中，常常根据不同线路的特点采用不同的方法来选择导体截面，见表3-3所示。表3-3 电力线路截面的选择和校验项目电力线路的类型允许载流量允许电压损失经济电流密度机械强度35kV及以上电源进线校验校验选择校验无调压设备的610kV较长线路校验选择
43、校验610kV较短线路选择校验校验低压照明线路校验选择校验低压动力线路选择校验校验3.2.2 110kV进线导线的选择对于35kV及以上的高压线路，一般按照经济电流密度来选择，然后再进行校验。（1）选择经济截面进线线路上的计算电流为：Ica=152.71(A)由年最大负荷利用小时数Tmax5000h,查表2-2得经济电流密度Jec=0.9A/mm2，所以Sec=169.68(mm2)查附表1选标准截面240 mm2，即LJ-240。（2）校验允许载流量查表3-4，LJ-240型铝绞线在室外环境温度为40时，其允许的载流量为=500A152.71A可见满足允许载流量的要求。 表3-4 LJ型铝绞线的主要技术数据额定截面/mm2116225335550770995112011501185224050时电阻/(/km)22.0711.3300.9600.6600.4800.3600.2800.2300.1800.14线间几何均距/mm线路电抗/(/km)60000.3600.3500.3400.3300.3200.3100.3
