1、充值下载文档送图纸 Q 153893706110KV 降压变电站电气设计目 录摘 要 1Abstract2第一部分 设计说明书 3第 1 章 原始资料 31.1 电站设计电压等级 .31.2 主要技术指标及主要参数 .31.2.1 总体设计 .31.2.2 环境条件 .3第 2 章 电气主接线 42.1 电气主接线的说明 .42.2 主接线设计的基本要求 .42.2.1 可靠性 .42.2.2 灵活性 .42.2.3 经济性 .52.3 主接线接线方式类别 .52.3.1 单母线接线 .52.3.2 单母线分段接线 .52.3.3 单母分段带旁路接线 .52.3.4 桥型接线 .62.3.5
2、双母线接线 .62.3.6 双母线分段接线 .72.4 电气主接线接线选择原则及要求 .72.4.1 主接线选择原则 .72.5 变电站主接线设计依据 .82.6 变电站主接线选择 .92.6.1 110kV 侧主接线选择 .92.6.2 35kV 侧主接线选择 92.6.3 10kV 侧主接线选择 .10第 3 章 变压器选择 .133.1 主变压器型号的选择 13第 4 章 短路计算 .144.1 短路计算的说明 144.1.1 短路故障类型 144.1.2 短路计算目的 144.1.3 短路计算步骤 144.2 短路计算结果 15第 5 章 主要电气设备的选择及校验原则 .165.1 电
3、气设备及其作用 165.1.1 一次电气设备 165.1.2 二次电气设备 165.1.3 电气设备选择的概述 165.1.4 正常工作条件选择设备 175.1.5 短路条件校验设备的动稳定和热稳定 185.2 断路器和隔离开关的选择 205.2.1 概述 205.2.2 高压断路器的选择 215.2.3 高压断路器选型结果 215.2.4 隔离开关的选型结果 235.3 导体的选择 245.3.1 导体选择的一般要求 245.3.2 母线型式 245.3.3 母线截面的选择 245.3.4 导体的选型结果 255.4 互感器的选择 255.4.1 互感器概述 255.4.2 互感器的配置原则
4、 265.4.3 电压互感器的选择 275.4.4 电压互感器的选型结果 285.4.5 电流互感器的选择 285.4.6 电流互感器的选型结果 305.5 绝缘子和穿墙套管的选择 315.5.1 绝缘子的选择 315.5.2 绝缘子的选型结果 315.5.3 穿墙套管的选择 325.5.4 穿墙套管的选型结果 335.6 熔断器的原理与选择 335.6.1 熔断器的工作原理 335.6.2 熔断器选择概述 345.6.3 熔断器的选型结果 355.7 防雷保护规划 355.7.1 概述 355.7.2 避雷器 355.7.3 避雷器的选型结果 36第 6 章 电力系统继电保护 386.1 变
5、压器概述 386.1.1 概述 386.1.2 继电保护装置的基本要求 386.1.3 继电保护装置的一般规定 386.1.4 变压器继电保护类型 396.2 母线保护 416.2.1 概述 416.2.2 如何切除母线故障 416.2.3 专门的母线保护 42第二部分 设计计算书 .43第 7 章 变压器选择 .437.1 主变压器容量的确定 437.2 主变压器型号的确定 437.2.1 相数的确定 437.2.2 绕组数及其容量比的确定 437.2.3 绕组接线组别的确定 447.2.4 结构形式的确定 447.2.5 调压方式的确定 447.2.6 冷却方式的确定 447.3 所用电变
6、压器的选择 .45第 8 章 短路电流计算 468.1 系统等值网络图 468.2 110kV 侧发生短路即 点短路 471k8.2.1 点发生三相短路 .471k8.2.2 正、负、零序网络化简图 .488.2.3 点 a 相发生单相接地短路 .4918.2.4 点发生 b、c 两相短路不接地 49k8.2.5 点发生 b、c 两相短路接地 5018.3 35kV 侧发生短路即 点短路 .502k8.3.1 点发生三相短路 .5028.3.2 正、负、零序网络化简图 .518.3.3 点 a 相发生单相接地短路 .532k8.3.4 点发生 b、c 两相短路不接地 538.3.5 点发生 b
7、、c 两相短路接地 532k8.4 10kV 侧发生短路即 点短路 .5438.4.1 点发生三相短路 .543k8.4.2 正、负、零序网络化简图 .548.4.3 点 a 相发生单相接地短路 .5638.4.4 点发生 b、c 两相短路 563k8.4.5 点发生 b、c 两相短路接地 56第 9 章 电气设备选择 .579.1 断路器选择 579.1.1 110kV 主变侧断路器的选择 579.1.2 35kV 主变侧断路器的选择 .589.1.3 10kV 主变侧断路器的选择 .599.1.4 35kV 出线侧断路器的选择 .609.1.5 10kV 出线侧断路器的选择 .629.2
8、隔离开关选择 639.2.1 110kV 主变侧隔离开关的选择 639.2.2 35kV 主变侧隔离开关的选择 .649.2.3 10kV 主变侧隔离开关的选择 .659.2.4 35kV 出线侧隔离开关的选择 .669.2.5 10kV 出线侧隔离开关的选择 .689.3 导线选择 699.3.1 110kV 母线的选择 699.3.2 35kV 母线的选择 .699.3.3 10kV 母线的选择 .719.3.4 35kV 架空线出线的选择 .739.3.5 10kV 架空线出线的选择 .739.3.5 10kV 侧电缆出线的选择 .749.4 电压互感器选择 759.4.1 110kV
9、主变侧电压互感器的选择 759.4.2 35kV 电压互感器的选择 .769.4.3 10kV 电压互感器的选择 .769.5 电流互感器选择 779.5.1 110kV 主变侧电流互感器的选择 779.5.2 35kV 主变侧电流互感器的选择 .779.5.3 10kV 主变侧电流互感器的选择 .789.5.4 35kV 出线侧电流互感器的选择 .789.5.5 10kV 出线侧电流互感器的选择 .799.6 绝缘子及穿墙套管选择 799.6.1 110kV 绝缘子的选择 799.6.2 35kV 绝缘子的选择 .809.6.3 10kV 绝缘子的选择 .809.6.4 10kV 穿墙套管的
10、选择 .819.7 高压熔断器选择 819.7.1 35kV 高压熔断器的选择 .819.7.2 10kV 高压熔断器的选择 .829.8 避雷器选择 829.8.1 110kV 侧避雷器的选择 829.8.2 35kV 侧避雷器的选择 .839.8.3 10kV 侧避雷器的选择 .849.8.4 10kV 电缆出线侧避雷器的选择 .859.8.5 变压器中性点避雷器的选择 86第 10 章 变压器继电保护整定计算 8710.1 变压器瓦斯保护整定 .8710.2 BCH2 型差动保护整定计算 8710.3 变压器复合电压启动的过电流保护 .9010.4 变压器接地短路的后备保护-零序电流保护
11、 91第 11 章 母线保护 .9311.1 110KV 侧保护的选用 .9311.2 35KV、10KV 侧保护的选用 93参考文献 .94致 谢 .95充值下载文档送图纸 Q 153893706第 1 页，共 116 页摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，承担着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂和变电所的主要部分，电气主接线是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，又称一次接线或电气主系统。它直接影响着配电装置的布置，继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，对电力系统运行可靠性、灵活性和经济性起决定
12、作用。它应满足供电可靠、高度灵活、运行检修方便且具有经济性和扩建发展的可能性等基本要求。它是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计建设一座 110KV 降压变电站。首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，设备选择后，一定要进行必要的校验。看是否符合要求，满足的则选定，不满足的须重新选择。关
13、键词：变电站、变压器、主接线、电气设备、继电保护第 2 页，共 116 页第 3 页，共 116 页AbstractThe transformer substation is the important component of the power system, it influences security of the whole power system and economical operation directly, it is the intermediate link which contacts the power plant and user, undertake to v
14、ary and distribute the function of the electric energy. Electric main wiring is the main parts of the power plant and transformer substation, electric main wiring is by the circuit of acceptance that the high-pressure electric equipment make up through the connecting wire and distribution electric e
15、nergy, also called wiring or electric main system. It is influencing the arrangement of the distribution device directly, the disposition of relay protection, the choices of the automatics and control method, play a decisive role to the operation dependability of the power system, flexibility and ec
16、onomy. It is a decisive factor of the size of electric some investment of the transformer substation.It is reliable, highly flexible, operates overhauling and convenient and having such basic demand as economy and possibility of extending development,etc. Dr.eye: that it should meet and supply power
17、.The design and construction of a 110KV step-down substation .First of all, the wiring of the voltage level is selected according to the main wiring economic, reliable, flexible requirements, technical and economic comparison, select the optimal flexible wiring.Followed by the short-circuit current
18、calculation, based on the short-circuit point out the points short steady-state current and short-circuit the impact of current, obtained from the three-phase short circuit calculation when the short circuit occurs in the voltage level of the bus, the short-circuit steady-state current, and the impa
19、ct of currentvalue.Finally, according to the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current equipment selection,after the equipment is chosen, must carry on essential check-up. See whether to fulfil requirements or not, the satisfied one is then selection, the ones that
20、are unsatisfied with must reselect.Key Words: Transformer substation;Transformer;main connection;Electrical equipment;Relay protection第 4 页，共 116 页第一部分 设计说明书第 1 章 原始资料1.1 电站设计电压等级根据设计任务本次设计的电压等级为：110/35/10KV。1.2 主要技术指标及主要参数1.2.1 总体设计110KV 以双回路与 60km 外的系统相连。系统最大方式的容量为 3550 MVA，相应的系统电抗为 0.525；系统最小的方式为
21、 2250 MVA，相应的系统电抗为 0.61， （一系统容量及电压为基准的标么值） 。系统最大负荷利用小时数为TM=5800h。 35KV 架空线 6 回，3 回输送距离 30km，每回输送功率 20MVA；3 回输送距离 20km，每回输送功率 10MVA。10KV 电压级，电缆出线 4 回，输送距离 5km，每回输送功率 3MW；架空输电线 4 回，输送距离 7km，每回输送功率 4MW。1.2.2 环境条件变电站所在高度 65M，最高年平均气温 20 摄氏度，月平均气温 26 摄氏。第 5 页，共 116 页第 2 章 电气主接线2.1 电气主接线的说明电力系统是由发电厂、变电站、线路
22、和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种
23、与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。2.2 主接线设计的基本要求 2.2.1 可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。评价主接线可靠性的标志是：（1）断路器检修时是否影响供电；（2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运时间的长短以及能否保证对重要用户的供电；（3）变电所全部停电的可能性。2.2.2 灵活性（1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求；（2）检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安第 6 页，共 116 页
24、全检修，且不致影响对用户的供电；（3）扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备的改造量最小。2.2.3 经济性投资省、占地面积小、能量损失小。在主接线满足必要的可靠性和灵活性的前提下，应尽量做到经济合理，努力节省投资。2.3 主接线接线方式类别2.3.1 单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一组件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。适用范围： 35-63K
25、V 配电装置出线回路数不超过 3 回；110-220KV 配电装置的出线回路数不超过 2 回。2.3.2 单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围： 35KV 配电装置出线回路数为 4-8 回时；110-220KV 配电装置出线回路数为 3-4 回时。2.3.3 单母分段带旁路接线第 7 页，
26、共 116 页这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为 35-110KV 的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.3.4 桥型接线（1）内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。（2）外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器
27、检修时，变压器较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。2.3.5 双母线接线(1)优点：供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。(2) 缺点：增加一组母线和使每回
28、线路需要增加一组母线隔离开关。第 8 页，共 116 页当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：6-10KV 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV 配电装置，当出线回路数超过 8 回时，或连接的电源较多、负荷较大时；10-220KV 配电装置，出线回路数为 5 回及以上时，或 10-220KV 配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为 4 回及以上时。2.3.6 双母线分段接线双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个组件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有
29、利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在 1回及以下时，母线不分段。2.4 电气主接线接线选择原则及要求主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济
30、运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠2.4.1 主接线选择原则（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于第 9 页，共 116 页它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。（2）考虑近期和
31、远期的发展规模变电所主接线设计应根据 510 年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。（4）考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要
32、求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。（5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电、适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不问。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。2.5 变电站主接线设计依据在35-110kV 变电所设计规范中有以下几条规定第 3.2.1 条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确
33、定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。第 3.2.2 条：当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。第 3.2.3 条：35110kV 线路为两回及以下时，宜采用挢形、线路变压器第 10 页，共 116 页组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大挢形、单母线的接线。3563kV 线路为 8 回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV 线路为 6 回及以上时，宜采用双母线接线。第 3.2.4 条： 在采用单母线、分段单母线或双母线的 35110kV 主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。2.6 变电站主接线选择2.6.1
34、110kV 侧主接线选择从原始资料可知，110kV 只有两台主变压器和两回输电线路，因此初步拟定桥形接线和单母线分段带旁路接线。主接线方案比较：单母线分段 外桥可靠性任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围。重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。1、 其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响，操作比较简单。2、 穿越功率只经过桥连断路器，所造成的断路器故障、检修及系统开环的几率小。灵活性任一台开关检修或故障，操作都较简单，且操作过程不影响其它出线正常运行扩建裕度大，容易扩建其中一回线路检修或故障时，有一台变压器短时停运，操作较复杂。变压器切除、投
35、入或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单。经济性分段的单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积。高压断路器、隔离开关数量较少，花费比较少。第 11 页，共 116 页综合以上各项比较，最终选定 110kV 侧的主接线形式为：单母线分段接线。2.6.2 35kV 侧主接线选择根据原始资料，35kV 侧有 6 回，因此初步拟定单母线分段带旁母接线和一般双母线接线。主接线方案比较：单母线分段 单母线分段带旁母可靠性任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围。重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。当一段母线发生故障时，分断断路器自动将故障切除，保证正常母
36、线不间断供电。检修任一接入旁路的进出线的断路器时，使该回路不停电。因增加了旁路，使整体安全性大为提高。灵活性任一台开关检修或故障，操作都较简单，且操作过程不影响其它出线正常运行扩建裕度大，容易扩建因增加了旁母，接线、操作比较复杂。经济性分段的单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积。因设置了旁路，增加了很多旁路设备，增加了投资和占地面积综合以上各项比较， ，最终选定 35kV 侧主接线形式为：单母线分段接线。2.6.3 10kV 侧主接线选择根据原始资料，10kV 侧有 10 回，并且没有重要的类负荷，因此初步拟选单母分段接线和一般双母线接线方式。单母线分段 一般双母线第 12 页，共 116
37、 页综合以上各项比较，最终选定 10kV 侧主接线形式为：单母线分段接线。 综合以上本变电站主接线图如下图 2-1：可靠性任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围。重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。1、检修任一母线时，可以利用母联把该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，不会中断供电。2、检修任一回路的母线隔离开关时，只需停改回路及与该隔离开关相连的母线。3、任一母线故障时，可将所有连于该母线上的线路和电源倒换到正常母线上，使装置迅速恢复工作。灵活性1、任一台开关检修或故障，操作都较简单，且操作过程不影响其它出线正常运行2、扩建裕度大，容易扩建1
38、、两组母线并列运行方式2、两组母线分裂运行方式一组母线工作，另一组母线备用的运行方式经济性分段的单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积。所用设备较多，特别是隔离开关，配电装置复杂，投资较大，不是很经济第 13 页，共 116 页kV35kV10 kV10电源进线图 2-1第 14 页，共 116 页第 3 章 变压器选择变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装
39、置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷的增长速度等方面，并根据电力系统510 年发展规划，综合分析，合理选择。否则，将造成经济技术上的不合理。如主变容量选择得过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便。设备亦未能充分发挥效益。若容量选择得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响变压器的使用寿命。则会限制变电所负荷的需要，显然技术上是不合理的。在生产上电力变压器有制成单相、三相、双绕组、三绕组、自耦、分裂变压器等，在选择变压器时，要根据原始资料和所设计的变电站的自身特点，在满足变压器的可靠性的前提
40、下，要充分考虑到经济性来选择主器。 为保证供电可靠性，本变电站主变的台数最终确定为 2 台。3.1 主变压器型号的选择所选变压器型号的技术参数如下表 3-1：表 3-1 SFPSZ7-75000/110 技术参数额定电压（kV） 损耗（kW）阻抗电压（%） 型 号 额定容量（kVA）高压 中压 低压 连接组 空载短路空 载电 流（%） 高中高低中低SFPSZ7-75000/1107500011081.25%38.55% 10.5Yn，yn0，d1180385 1.2 22.513 8第 15 页，共 116 页第4章 短路计算4.1 短路计算的说明4.1.1 短路故障类型短路是电力系统中常发生
41、的一种故障。所谓短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。短路故障分为对称短路和不对称短路。三相短路是对称短路，造成的危害最为严重，但发生的机会较少。其它的短路都是不对称短路，其中单相短路发生的机会最多，约占短路总数中的 70以上。因此在短路电流计算时，应该选对称和不对称的四种短路类型计算。4.1.2 短路计算目的发生短路时，网络的总阻抗突然减小，回路中的电流可能超过正常运行电流很多倍，短路电流是导线和设备过热，绝缘被破坏，持续的时间越长，其危害就越严重。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅回影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏
42、电气设备。导体流过短路电流时，还会产生强大的机械力，使导体变形或支架损坏。因此短路计算的目的为：选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。在选择电气设备时，为了保证各种电器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。4.1.3 短路计算步骤（1）三相短路计算（对称短路电流的计算）:确定短路计算点；计算各电气元件的电抗标幺值；第
43、16 页，共 116 页化简等值网络：将等值网络图化简为以短路点（要确定 3 个及 3 个以上短路点）为中心的辐射型等值网络图，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗 。fX求出计算电抗 ，当 不等于 时， ，由 查运算曲线jsBSNBNfjsSXjs表，求出各短路计算点不同时刻的三相短路电流。（2)不对称短路电流的计算:计算各个电气元件的正序、负序、零序阻抗，画出正序网络，负序网络，零序网络电路图；用复合序网计算单相接地短路电流，两相短路电流，两相短路接地电流。， ， 为附加电抗，M 为故障相短路电流对正XUIff1011ffIX序分量的倍数。短路类型 M单相接地短路【 】1f02X3两
44、相短路【 】2两相短路接地【 】1,f02/ 20213X表 4-1 各种短路时的 和 M 值X4.2 短路计算结果短路点三相短路电流（kA）单相接地短路电流（kA）两相短路电流（kA）两相短路接地电流（kA）冲击电流（kA）1k4.781 50456 4.14 5.202 12.1726.118 4.942 5.299 5.689 15.574第 17 页，共 116 页3k28.639 0 24.8 24.8 72.903表 4-2 短路计算结果第 18 页，共 116 页第 5 章 主要电气设备的选择及校验原则5.1 电气设备及其作用5.1.1 一次电气设备直接参与生产，变换，传输，分配
45、和消耗电能的设备称为电气一次设备、（1）进行电能生产和变换的设备，如发电机、电动机、变压器等；（2）接通和断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、熔断器等；（3）限制过电流或过电压的设备，如限流电抗器、避雷器等；（4）将电流中的电压和电流降低，供测量仪表和继电保护装置使用的变换设备，如电压互感器、电流互感器；（5）截流导体及其绝缘设备，如母线、电力电缆、绝缘子、穿墙套管等；（6）为电气设备正常运行及人员，设备安全而应采取的相应措施，如接地装置等。5.1.2 二次电气设备为了保证电气一次设备的正常运行，对其运行状态进行测量、监视、控制、调节、保护等的设备称为电气二次设备，主
46、要有（1）各种测量表计、如电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、功率因数表等；（2）各种继电保护及自动装置。5.1.3 电气设备选择的概述变电所的高压电气设备对电能起到接受、分配、控制与保护等作用，主要有断路器、隔离开关、熔断器、互感器、母线、避雷器等。不同类别的电器设备承担的任务各不相同,因此它们的具体选择方法也不相同。但是,为了保证工作的可靠性及安全性,在选择它们时的基本要求是相同的，即按正常工作条件选择，按短路条件校验其动稳定和热稳定。对于断路器、熔第 19 页，共 116 页断器等还要校验其开断电流的能力。5.1.4 正常工作条件选择设备(1)按使用环境选择设备温度和湿度一般高压电气
47、设备可在环境温度为-3040的范围内长期正常运行。当使用环境温度低于-30时，应选择适合高寒地区的产品；若使用环境温度超过40时，应选择型号后带“TA”字样的干热带型产品。一般高压电气设备可在温度为+20，相对湿度为 90%的环境下长期正常运行。当环境的相对湿度超过标准时，应选用型号后带有“TH”字样的湿热带型产品。污染情况安装在污染严重，有腐蚀性物质、烟气、粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或将设备布置在室内。海拔高度一般电气设备的使用条件为不超过 1000m。当用在高原地区时，由于气压较低，设备的外绝缘水平将相应下降。因此，设备应选用高原型产品或用外绝缘提高一级的产品。现行电压等
48、级为 110kV 及以下的设备，其外绝缘都有一定的裕度，实际上均可使用在海拔不超过 2000m 的地区。安装地点配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备则应选户外式。此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。(2)按正常工作电压选择设备额定电压所选电气设备的最高允许电压必须高于或等于所在电网的最高运行电压。设备允许长期承受的最高工作电压，厂家一般规定为相应电网额定电压的1.11.15 倍，而电网实际运行的最高工作电压也在此范围内，故选择时只要满足下式即可： NSU式中： 设备所在电网的额定电压，kV；NSU第 20 页，共 116 页设备的额定电压，kV。NU(3)按
49、工作电流选择设备额定电流所选设备的额定电流应大于或等于所在回路的最大长期工作电流： maxgNI应当注意，有关手册中给出的各种电器的额定电流，均是按标准环境条件确定的。当设备实际使用环境条件不同时，应对其额定电流进行修正。各种回路最大长期工作电流 的计算方法如下：maxgI发电机和变压器回路由于发电机和变压器在电压降低 5%时，出力可保持不变，故该回路的最大工作电流应不小于相应额定电流的 1.05 倍。若变压器油过负荷运行的可能时，还应计及实际的过负荷电流。馈电线路 cosUPINmaxaxg3式中 线路最大有功负荷，kW;maxP线路额定电压， kV;NU线路最大负荷时的功率因数。cos母线分段断路器及母联断路器回路母线分段断路器及分段电抗器的最大工作电流，一般可取母线分段上一台最大发电机额定电流的 50%80%；母联断路器的最大工作电流则应取母线上最大一台发电机或变压器的最大工作电流。汇流母线汇流母线的最大长期工作电流应根据电源支路与负荷支路在母线上的实际排列顺序确定。往往并不等于母线上的全部负荷电流的总和。5.1.5 短路条件校验设备的动
