1、60KV 变电所电气设计- 1 -目 录第一章引论 41.1 电力系统的一般概念 41.2 变电所的作用和工作原理及分类 5第二章概论 72.1 设计的基本要求说明 72.2 设计范围及建设规模 92.3 设计主要内容 9第三章主变压器的选择 103.1 主变器台数的确定 103.2 主变压器的容量的确定 103.3 选择主变压器 11第四章 电气主接线 144.1 对电气主接线的说明 144.2 主接线设计原则 144.3 主接线的选择 17第五章短路电流计算 215.1 概述 2160KV 变电所电气设计- 2 -5.2 计算条件 235.3 短路过程分析 265.4 短路电流的计算方法
2、27第六章 变电所设备的选择与校验 326.1 高压电器选择的一般要求 326.2 高压断路器的选择 396.3 高压隔离开关选择 416.4 电流互感器的选择 416.5 电压互感器的选择 436.6 高压侧避雷器选择 446.7 10KV 侧主要电气设备选择 456.8 全所所用设备 47第七章继电保护设计 487.1 电力系统继电保护的作用 487.2 继电保护的要求 497.3 变压器保护的配置原则：497.4 变电所 10KV 配电装置母线保护 507.5 10KV 线路保护装设原理 50第八章过电压保护选择 5160KV 变电所电气设计- 3 -8.1 雷过电压保护 518.2 3
3、10KV 配电装置的过电压保护： 5360KV 变电所电气设计- 4 -第一章 引 论1.1 电力系统的一般概念电能是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大多建在动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远离大中性城市和工厂企业，这样需要远距离输送，经过升、降压变电所进行转接，在进一步的将电能分配到用户和生产企业。由于电力电能的重要特点是不能储存，因此电力电能的生产、输送、分配和使用是同时进行的，于是电力电能从生产到使用就构成一个整体，而由电力电能的生产、输送、分配和使用的发电机、变压器、电力线路及各种用电
4、设备联系在一起组成的统一整体就称为电力系统1.1.1 对电力系统运行的基本要求1.1.1.1 保证供电的可靠性电力系统的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危机人身和设备的安全运行，造成十分严重的后果，给国民经济带来严重的损失，因此，对电力系统的运行首先要保证供电的可靠性。根据用户本身的重要程度可将负荷分为三类：第一类负荷：将中断供电会造成人身事故、设备损坏、产品报废，生产秩序长期不能恢复，人民生活混乱，政治影响大等的用户以及军工系统划属为第一类负荷，是重要负荷；第二类负荷：将中断供电会造成大量减产，人民生活会受到影响的用户划属为第二类负荷；第三类负荷：除一、二类负荷以外的一般用户属于第三类负荷；
5、电力系统供电的可靠性，首先是保证第一类负荷，然后才保证第二类负荷，最后才是第三类负荷1.1.1.2 保证良好的电能质量1.1.1.3 提高系统运行的经济性1.1.1.4 保证电力系统安全运行1.2 变电所的作用和工作原理及分类1.2.1 变电所的作用和工作原理变电所是电力系统的重要组成部分，它是变换和调整电压、变换和分配电能的场所，往往担负着向用电设备直接供电的任务60KV 变电所电气设计- 5 -变电所一般由变压器、配电装置（包括高低压开关、电压和电流互感器、避雷器、母线等设备）及相应的各种构筑物，控制和信号设备，继电保护装置和测量仪表，通讯及电源设备，导线及电缆等组成。有些变电所考虑母线的
6、功率因数较低，还装有电力电容器组静止补偿装置或调相机等设备上述设备中，除控制与信号部分，继电保护装置，测量仪表，控制电源和通讯等设备外，其余部分称为一次设备，由一次设备组成的网络系统称为一次系统1.2.2 变电所的分类按电压的升降分类，分为升压变电所和降压变电所两大类。升压变电所多与发电厂建在一起，又称为发电厂升压站，它把发电机电压升高，经高压输电线路把电能送到远处的负荷区，或与其他的高压变电所联结成统一的电力网系统。降压变电所按性质和规模将划分为区域变电所、地方变电所、终端变电所三种、区域变电所（一次变）主要特点是电压等级高，进出回路多，变压器容量大，在系统中地位比较重要。其高压侧均在 11
7、0KV 以上，低压侧也在 35KV 以上，它由大电网供电，通过降压后主要向地方变电所供电、地方变电所（二次变）地方变电所多由区域变电所或发电厂供电，主要向终端变电所供电，它的高压侧一般为 10-110KV，低压侧多为 6-10KV、区域变电所多是工矿企业变电所和农村的乡镇变电所，它的高压侧多为 10-35KV，低压侧为 3-10KV 和 0.4/0.22KV 系统。终端变电所主要由地方变电所或发电厂供电，降压后直接向各种用电设备供电本次设计的变电所是高压侧为 60KV，低压侧为 10KV 的终端变电所配电系统和保护系统60KV 变电所电气设计- 6 -第二章 概 论2.1 设计的基本要求说明2
8、.1.1 本次设计的变电所为高台地区公用终端的变电所，电压等级为 60/10KV，60KV 侧有两回进线，接于张家一次变，另外有两回转供线，10KV 侧有配出线路 14 回（及共有 14 个负荷回路）2.1.2 待设计的变电所所处的地区地势平坦，海拔高度为 400M，交通方便，周围空气无污染，最高气温+38，最低气温-25，年平均温度为 102.1.3 系统网络图如下：力 力 力 力 力 力0 044km72km5*50MWcos=0.8Xd“=0.1245*63MVAUd%=10.5力 力 力 力Xd“=0.646Sb=100MVA60KV 变电所电气设计- 7 -2.1.4 10KV 侧负
9、荷序号负荷名称远期最大负荷（KW）功率因 数 Tmax(b)重要负荷占比例回路数出线方 式1 1#水源地 1400 0.91 7000 90 2 架空线2 2#水源地 1500 0.90 7000 90 2 架空线3 电瓷厂 2900 0.91 4500 40 2 架空线4 砂轮厂 3800 0.90 4500 30 2 架空线5 矿山机械厂 4900 0.89 5000 45 2 架空线6 挖掘机厂 3500 0.89 5000 45 2 架空线7 东郊变 1900 0.85 2500 0 1 架空线8 西郊变 1800 0.86 2500 0 1 架空线2.1.5 其它条件2.1.5.1
10、线损率取 5%2.1.5.2 负荷的同时率系数为 0.92.1.5.3 有功负荷率为 0.75；无功负荷率为 0.82.1.5.4 要求变电所的平均功率因数补偿到 0.9 以上2.1.5.5 基本要求：从负荷表中可看出，重要负荷所占的比例较大，所以对可靠性要求高对本次设计的变电所，尽量考虑设备少，投资适当，占地面积小，高压电器设备维护量小，运行方式灵活，满足远景规划2.2 设计范围及建设规模2.2.160KV 室外变电设备2.2.210KV 室内配电设备2.2.3 变电所设备继电保护系统2.2.4 防雷系统2.3 设计主要内容2.3.1 变电所的变压器选定（型式、容量、台数）2.3.2 确定变
11、电所电气主接线型式和绘图2.3.3 短路电流计算60KV 变电所电气设计- 8 -2.3.4 电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器、补偿电容器等）2.3.5 配电装置设计2.3.6 继电保护和自动装置设计和整定计算2.3.7 过电压保护设计第三章 主变压器的选择3.1 主变器台数的确定3.1.1 从 10KV 侧的负荷表中可以看出，每个负荷出线为两回路，负荷可以按两回路进行分配3.1.2 主变压器在满足用户负荷容量的条件下，还应考虑检修、故障情况下的容量备用因此，本次设计的变电所采用两台主变压器3.2 主变压器的容量的确定3.2.1 主变压器的容量选择必须满足本次
12、设计的变电所的负荷容量要求，也尽可能考虑变电所建成后 5-10 年的规划负荷的要求，也适当考虑到远期的负荷发展，与城市规划相结合3.2.2 根据变电所所带用户负荷的性质和电网的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重要负荷。对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70%-80%3.3 选择主变压器3.3.1 根据 10KV 侧负荷表计算（详细的计算过程见计算书） ，最大负荷为：S 总 =27600KVA （考虑线损和负荷同时率）3.3.2 本次设计采用两台主
13、变压器互相备用运行方式，60KV 变电所电气设计- 9 -即当一台变压器停运或故障时，另一台变压器能保证全部负荷的 70%重要负荷供电，即：SB70%18200KVA其中由负荷表计算得重要负荷为：13966.3KVA，即变电所的重要负荷小于变压器的 70%的备用容量（18200KVA13966.3KVA） ，所以变压器的 70%的备用容量完全可以保证重要负荷的运行要求3.3.3 计算功率因数在没有考虑低压母线（10KV）上装无功补偿装置情况下，只要满足以上的参数即可选择主变压器，但是根据设计要求，变电所的平均功率因数应达到 0.9 以上，则需计算出补偿前的变电所平均功率因数，若低于 0.9，则
14、还需在低压母线上装设无功功率补偿装置，以提高变电所的平均功率因数。由于用户负荷多为感性负载，因而造成无功功率在线路上的损耗，给系统带来不利的经济损失。需要尽可能在负荷末端进行无功功率补偿，补偿装置选用电力电容器组，安装在 10KV配电室内，连接在 10KV 母线上。经过计算补偿前变电所的平均功率因数COS=0.890.960KV 变电所电气设计- 10 -经过计算得出需补偿的无功功率为：Q 补 =1008.6Kvar (应取 3 的倍数 1200 Kvar)3.3.4 选择电容器电容器型号为 BWF11/3-200-1WB-B 系列并列电容器 W-烷基苯 F-纸膜 200-容量（Kvar）/每
15、台1-单相 W-户外由此可见，每台电容器的容量为 200 Kvar，则需要电容器 6 台，每相两台,并列使用，星型接线若考虑在变压器的二次侧加电容器进行补偿，则在选定变压器前应减掉补偿的无功功率，加电容器后应再次经过计算保证变电所的功率因数达到 0.9 以上。则补偿后低压侧母线的：P 总=25000KWQ 总=12708KvarS 总=28045KVA则可以依据以上的参数选定变压器，据设备清册，选型号为 SFL1-20000/60 变压器，其主要参数见下表：60KV 变电所电气设计- 11 -额定电压 602*2.5%/11 空载损耗 22KW短路损耗 123KW 额定电流空载电流 1.0%
16、阻抗电压 9.0%油重 6.33 吨 总重 29.38 吨外行尺寸 5140*3620*4560 轨距 1435MM联接组别 Y0/-11 器身重 13.6 吨变压器选定后，还应验证变压器高压侧母线的功率因数也不应低于 0.9，经过计算，得出高压侧母线的功率因数为0.9050.9，则确认所选变压器和电容器能够满足该系统的正常运行名 称 S（KVA）补偿前负荷（考虑线损和同时率） 27600无功功率补偿的容量 1008.6Kvar补偿后的计算负荷 28045KVA第四章 电气主接线4.1 对电气主接线的说明变电所的电气主接线是电力系统接线的重要部分。电气主接线是主要电气设备（如发电机、变压器、开
17、关、互感器、线路、电容器、电抗器、母线、避雷器等）按一定顺序要求，60KV 变电所电气设计- 12 -连接而成的，分配和传送电能的总电路，将电路中各种电气设备用统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气联接图，称为电气主接线图。其中分配电能部分即为配电系统图拟定一个合理的电气主接线方案，不仅与电力系统整体变电所本身运行的可靠性、对电气设备的选择，配电装置的布置、灵活性、操作与检修的安全、继电保护配置以及今后的扩建，对电力工程建设和运行的经济性等，都有很大的影响。是电气工程设计最基础的部分。由于主接线的确定，变电所的形式也就随之而确定下来4.2 主接线设计原则4.2.1 主接线设计依据4.2.1.
18、1 变电所在电力系统中的地位和作用，本变电所属于电力系统中的一般变电所4.2.1.2 变电所的分期后最终建设规模，变电所依据 5-10 年电力系统发展规划进行设计4.2.1.3 负荷大小的重要性：本变电所为二次变，一般由两个电源独立供电，当任何一个电源消失后，能保证重要负荷继续供电4.2.1.4 系统备用容量的大小60KV 变电所电气设计- 13 -4.2.1.5 系统专业对电气主接线提供的资料4.2.2 主接线设计的基本要求：主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三相基本要求4.2.2.1 保证必要的供电可靠性供电可靠性是电力生产和电能分配的首要任务。由于电力系统的发电、送电和用电是同时完成的，
19、并且在任何时候都保持平衡关系，无论哪部分故障，都将影响整个电力系统的正常运行电气主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一次部分和二次部分综合。因此除了尽可能选用工作可靠的一次设备和二次设备外，还应设计这些设备的合理连接方式可靠性的具体要求：4.2.2.1.1 断路器检修时，不宜影响对系统和设备供电4.2.2.1.2 断路器或母线故障，以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并保证对一般负荷及全部或部分二级负荷的供电4.2.2.1.3 尽量避免边电所全部停运的可能性4.2.2.2 灵活性电力系统是一个紧密联系的整体。变电所电气主接线的60KV 变电所电气设计- 14 -运行方式随整个电力系
20、统的运行要求而改变。因此，所设计的电气主接线应能灵活地投入和切除某些变压器、线路等，从而达到调配电源和负荷的目的；并能满足电力系统在事故运行方式、检修运行方式和特殊运行方式下的调度要求。当需要检修某些设备时，应能够很方便地使断路器、母线及继电保护设备退出运行进行检修，而不影响电力网的运行或停止对用户的供电。此外，电气主接线方案还必须能够容易的从初期接线过度到最终接线，以满足扩建的要求4.2.2.3 经济性主接线在满足可靠性、灵活性的前提下要做到经济合理4.2.2.3.1 主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备4.2.2.3.2 要使继电保护和二次回路不过于
21、复杂，以节省二次控制设备、电缆4.2.2.3.3 要限制短路电流，以便于选择廉价的电气设备和轻性设备4.2.2.3.4 节省占地面积、合理使用资源4.2.2.3.5 电能损失减少到最低程度并且，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般60KV 变电所电气设计- 15 -不超过两种4.3 主接线的选择本设计为 60/10KV 电压等级的二次变电所，可选择的接线方式有：、有汇流母线的接线。单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路开关等、无汇流母线的接线。变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等6-220KV 高压配电装置的接线方式，主要决定于电压等级及出线回路数4.3.1 单
22、母线接线 如图4.3.1.1 主要优点：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4.3.1.2 主要缺点：不够灵活可靠，任一元件故障和检修，均需使整个配电装置停电。虽然可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电4.3.1.3 适用范围：一般适用一台发电机或一台主变的60KV 变电所电气设计- 16 -以下三种情况：4.3.1.3.16-10KV 配电装置的出线回路数不超过 5 回4.3.1.3.235-60KV 配电装置的出线回路数不超过 3 回4.3.2 单母线分段 如图4.3.2.1 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
23、源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电4.3.2.2 缺点：4.3.2.2.1 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停电4.3.2.2.2 当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越4.3.2.2.4 扩建时需向两个方向均衡扩建4.3.2.3 使用范围：4.3.2.3.1 6-10KV 配电装置出线回路数为 6 回及以上4.3.2.3.2 35-60KV 配电装置出线回路数为 4-8 回60KV 变电所电气设计- 17 -4.3.3 双母线接线双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与
24、负荷平均分配在两组母线上4.3.3.1 优点、供电可靠性通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，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、便于试验4.3.3.2 缺点4.3.3.2.1 增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关，投资增大4.3.3.2.2 当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作4.3.3.3 适用范围60KV 变电所电气设计- 18 -当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率
25、较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。各级电压采用如下：4.3.3.3.16-10KV 配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时4.3.3.3.235-60KV 配电装置，当出线回路数超过 8 回数时；或连接的电源较多、负荷较大时4.3.4 母线接线方式的选择据上述各种母线的接线方式的论述，结合本次变电所的实际情况和负荷分配情况，本次设计的变电所 60KV 和 10KV母线选择单母线分段的接线方式。系统图 11#电 容 器 河线小区辽 1#所 用 变 热线公司供2#所 用 变 2#电 容 器压厂左电气低 学
26、矿砂 挖 右机厂右械厂线右 线 线左厂机 校轮 山 掘电低挖矿砂电 学 厂线右气电右厂 线地右源左机厂左械 厂机线左线厂线左厂左线水 线 轮 山 掘 校 水压 线线地左源2#转 供 线 6KV 段2#主 变 10KV 段1#进 线1#转 供 线6KV 段1#主 变10KV 段2#进 线60KV 变电所电气设计- 19 -第五章 短路电流计算5.1 概述计算短路电流的目的是用于电气主接线的选择；导线及电气设备的选择，确定中性点接地方式；计算软导线的短路摇摆；验算接地装置的接触电压和跨步电压；选择继电保护装置和进行整定计算60KV 变电所电气设计- 20 -供电系统的设计和运行中，不仅要考虑到正常
27、工作状态，而且还需考虑到可能发生的短路故障以及正常运行情况。多年运行经验表明，供电系统的故障，大多数是由短路引起的，短路故障的基本类型有四种：三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路三相短路时，由于短路回路的三相电流基本相等。因此，三相电流和电压仍是对称的，故又称为对称短路，其他类型的短路均为不对称短路。统计资料表明，在大接地电流系统中，以单相接地故障最多；小接地电流系统中，主要是相间短路故障发生短路故障后，将会造成以下后果：、电流可能达到该回路额定电流的几倍甚至几十倍。短路电流的热效应可能导致导体发热甚至融化；使电气设备绝缘过热而被烧坏、短路将使网络电压下降，严重时影响电机、照明、生产
28、和家用电器等电气设备正常运行，甚至破坏发电机的并列运行，造成系统解列和电压崩溃，导致大面积停电、巨大的短路电流将在电气设备中产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏、巨大的短路电流将周围空间产生较强的电磁场，尤60KV 变电所电气设计- 21 -其是不对称短路所产生的不平衡交变磁场，对周围的通讯网络、信号系统、晶闸管触发系统及自控系统产生干扰正因为短路故障对电力系统可能造成极其严重的后果，所以一方面采取限制短路电流的措施；另一方面要正确选择电气设备载流导体和继电保护装置，以防止故障的扩大，保证电力系统的安全运行。只有正确计算出各种网络结构不同短路点的短路电流才能正确地选择各种电气设备，并对
29、继电保护进行整定5.2 计算条件5.2.1 电气系统短路电流计算条件基本假定：正常工作时三相系统对称运行；所有电源的电动势相位角相同；系统中的同号和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体肌肤效应等影响，转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差 120电角度；电力系统中个元件的磁路不饱和，既有铁芯的电器社别电抗值不随电流大小发生变化；电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 5060KV 变电所电气设计- 22 -负荷接在高压母线上，50负荷接在系统侧；不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；短路发生在电流为最大值是瞬间；除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外
30、，元件的电阻都略去不计元件的计算参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围；输电线路的电容略去不计。5.2.2 一般规定验算倒替和电器动稳定，热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划发展。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。选择导体和电器用的短路电流，在电器连接网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算电路点，60KV 变电所电气设计- 23 -应选择在正常接线方式短路电流的最大的地点。导体和电器的动稳定、热
31、稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地系统短路较三相短路严重时，应按严重情况计算。5.2.3 限制措施电力系统可以采取的限制短路电流的措施：提高电路系统的电压等级；采用直流输电方式；在电力系统的主网加强联系后，将次级电网解列运行；在允许的范围内，增大系统的零序阻抗。变电所可以采取的限流措施：变压器分列运行；在变压器回路中装设分裂电抗器；采用低压侧为分绕组的变压器；出线上装设电抗器。5.3 短路过程分析5.3.1 由“无限大容量系统”供电的三相短路电流60KV 变电所电气设计- 24 -所谓“无限大容量系统”仅
32、为一个相对概念。当电源的容量足够大时，其等值内阻抗就很小，此时若在电源外部发生短路，则整个短路中各个元件的等值阻抗，将此电源的内阻大的多，因而电源母线上的电压变化很小，实际计算时甚至可以认为没有变化，既认为是一个恒压源，这种电源就称为无限大容量电源。三相短路电源的变化规律三相短路后，在短路暂态过程中，短路电流等于它的周期分量和非周期分量的瞬间值之和，短路电流的非周期分量是随时间按指数规律衰减的。当非周期分量为零时，短路既进入稳态过程，此时稳态短路电流的大小不再变化，这是这种系统短路的显著特点。三相短路冲击电流 id三相短路电流的最大瞬时值出现在短路发生后约半个周波左右，它不仅与周期分量的幅值有
33、关，也与非周期分量的起始值有关，最严重的短路情况下，三相短路电流的最大瞬时值称为冲击电流 Idhich=2K chIzp式中： K ch =1+e-ttd 短路电流冲击系数60KV 变电所电气设计- 25 -Izp短路电流周期分量的有效值一般:高压电网：K ch=1.8 ich=2.55Izp低压电网：K ch=1.3 ich=1.84Izp三相短路冲击电流有效值 IchIch= Izp1+2（K ch-1） 2一般：高压电网：K ch=1.8 ich=1.52Izp低压电网：Kch=1.3 ich=1.09Izp5.3.2 由“有限容量系统”供电时的三相短路电流假如向短路点输送短路电流的电源
34、容量较小，或者短路点离电源较近，在这种情况下称为有限容量系统供电的短路，在此条件下，电源电压的变化并非恒定不变，短路电源周期分量的幅值随电源电压的变化而改变，短路的暂态过程更为复杂，因此，前文所述无限容量系统短路过程的分析和计算方法，已不全适用，此时必须考虑同步发电机在突然短路时的电磁暂态过程。5.4 短路电流的计算方法电力系统短路电流的计算方法通常有三种，即标么值法、短路容量法（又称 MVA 法）和有名单位制法（又称欧姆法） ，高压系统中，一般采用标麽值法。60KV 变电所电气设计- 26 -5.4.1 标麽值法的基本原理标麽制又称为相对单位制，它是各个物理量的实际值与基准值的比值（系数或百
35、分比）采用标麽制，首要的问题是确定基准值：基准值：在短路电流的实际计算中，为了方便常选取 100MVA 或10000MVA 作为视在功率基准值，选用某电压等级的平均额定电压作为电压的基准值。所谓线路平均额定电压，系指线路始端最大额定电压与线路末端最小额定电压的平均值。线路额定电压与平均额定电压额定电压 UN（KV） 10 35 60 110 154 220平均额定电压 UN（KV） 10.5 37 60 115 162 230若取 Sd=100MVA，由可列出不同基准电压 Ud 下的基准电流 Id，与基准电抗 Xd 值。常用基准值表基准电压Ud(KV)10.5 37 63 115 162 23
36、0基准电流 5.5 1.56 0.917 0.502 0.356 0.25160KV 变电所电气设计- 27 -Id(KA)基准电抗Xd()1.1 13.7 39.7 132 262 529标麽值标麽值的定义：容量标麽值：S * = S/Sd 电压标麽值：U * =U/Ud电流标麽值：I *=I*Id=I*3Ud*Sd额定标麽值：在电气设备（如发电机、变压器、电抗器及电动机等）的技术数据中，往往给出以其自身额定参数为基准的标麽值。容量的额定标麽值：S *=S/SN电压的额定标麽值：U N*=U/UN电抗的额定标麽值：X *=X/XN=X*SN/U2N电流的额定标麽值：I *=I/IN=3U N
37、I/SN5.5 短路电流的计算 （详细计算步骤见计算书）本次设计的变电所距负荷较近，配电线路较短，10KV 侧各配电线路末端的短路电流值与变电所二次母线上的短路电流值相差无几，故只计算出变压器一次与二次母线的短路电流既可满足要求（系统图如图 2）60KV 变电所电气设计- 28 -5.5.1 60KV 侧母线短路电流计算（如图 K1 点短路）经过详细计算 K1 点短路时短路电流为(计算过程详见计算书)iim=2.55I“=17.24KA5.5.2 10KV 侧母线短路电流计算（如图 K2 点短路）经过详细计算 K2 点短路时短路电流为(计算过程详见计算书) 1#主 变 1#主 变6KV 段 母
38、 线6KV 段 母 线10KV 段 母 线 0KV 段 母 线负 荷负 荷 K134K25K6图 2最大运行方式下：iim=2.55I“=38.5KA短路容量 Skt=3UavIk=369.44MVA60KV 变电所电气设计- 29 -稳态短路电流 Ik=15.2KA最小运行方式下：iim=2KimI“=29.7KAIim=I“1+2(Kim-1)=16.39KA短路容量 Skt=3UavIk=283.88 MVA稳态短路电流 Ik=11.65KA第六章 变电所设备的选择与校验6.1 高压电器选择的一般要求电气设备的选择是发电厂和变电所电气部分设计的重要内容之一。如何正确地选择电气设备，将直接
39、影响到电气主接线和配电装置的安全及经济运行。因此在进行设备的选择时，必须执行国家的有关技术经济政策，在保证安全、可靠的前提下，力争做到技术先进、经济合理、运行方便和留有适当的发展余地，以满足电力系统安全、经济运行的需要6.1.1 一般原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；应按当地环境条件校验；应力求技术先进和经济合理；60KV 变电所电气设计- 30 -与整个工程的建设标准应协调一致；同类设备应尽量减少品种；选用的新产品均应具有可靠的试验依据，并经正式鉴定合理，在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时应经上级批准。6.1.2 技术条件选择的高压电器应能在长期工作条件下和发生过电压、过流的情况下，保持正常运行。长期工作条件：电压：选用的电器在允许最高工作电压 Umax 不得低于该回路的最高运行电压 Ug即：UmaxUg电流：选用的电器额定电流 Ie 不得低于所在回路各种可能运行方式的持续工作电流 Ig即：IeIg由于变压器短路时过载能力很大，双回路出现的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流
