毕业论文110kV降压变电所电气一次系统设计.doc

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1、110kV降压变电所电气一次系统设计：110/35/10kV，进出线数2/7/9题 目 毕 业 设 计(论文)院 系电力工程系专业班级农电08k2班学生姓名周笑天指导教师赵飞二一二年六月110kV降压变电所电气一次系统设计（110/35/10kV，进出线数2/7/9）摘 要变电所是电力系统的重要组成部分，其作用在于变换电压、汇集和分配电能，因此，变电所安全可靠运行与国民经济的发展密切相关。随着电力系统装机容量和供电地域的不断扩大，同时电能质量、供电可靠性、运行经济性的要求也越来越高。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。供电系统的核心部分是变电所。

2、因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。本次设计建设一座110kV降压变电所，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。然后，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和校验。最后进行配电装置设计和总平面布置，防雷保护的设计。关键词：变电所；电气主接线；电气设备；防雷接地；配电装置 A DESIGN OF ELETRIC MAIN

3、SYSTEMFOR 110kV STEP-DOWN SUBSTATION（110/35/10kV, the number of inlet and outlet 2/7/9）AbstractSubstation isan important part ofthe power system, itsrole is totransformvoltage, collection anddistribution of electric energy, therefore, safeand reliable operation ofsubstationandnational economic devel

4、opment are closely relatedWith the regional power system and electricity installed capacity continues to expand at the same time power quality, supply reliability, operational economy demands increasingly high. Along with the electric power system installed capacity and power supply area continues t

5、o expand, at the same time, power quality, power supply reliability, economic operation requirements are also getting higher and higher .The core of the city power supply system is the substation. Therefore, the design and construction ofa safe,economicalsubstation,it is extremely important.Thedesig

6、n and constructionof a110kV substationstep-down, first of all, according to the main terminalof theeconomic and reliable operationand flexibleasked toselectvarious voltage levels ofwiring, technical andeconomic aspects in the comparison, select the optimal flexible wiring. Second, the short-circuitc

7、urrent calculation, according to theshort circuit short-circuit steady-state were calculated for each point of the impact ofcurrent and short circuit current,calculatedfrom thethree-phase short circuit obtained when thevoltage levelinthe workof thebus, itssteady-statecurrent andthe impact ofshort-ci

8、rcuit current value. Then, we according to the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current of equipment selection and validation. Finally, electrical installations and the general layout,lightning protectiondesign.Keywords: Transformer substation; Main connection; Ele

9、ctric equipment; Lightning proof protection and earth system; Distribution equipment目录摘 要IAbstractII1 前 言12 变压器的选择22.1 变电站主变压器选择的规定22.2 主变压器选择的一般原则与步骤22.2.1 主变压器台数的确定原则22.2.2 主变压器形式的选择原则22.2.3 主变压器容量的确定原则22.3 主变压器的计算与选择32.3.1 容量计算32.3.2 变压器型号的选择33 电气主接线的设计43.1 概述43.2 主接线方式的简介43.3主接线设计的基本要求63.3.1 主接线

10、可靠性的要求63.3.2 主接线灵活性的要求63.3.3 主接线经济性的要求73.4 电气主接线的选择和比较73.4.1 主接线方案的拟订73.4.2 主接线各方案的讨论比较93.4.3 主接线方案的最终选择104 短路电流的计算114.1 概述114.2 短路电流计算的目的及原则114.3 计算步骤114.4 压器及电抗器的参数计算124.4.1 主变压器参数计算124.4.2 线路等值电抗124.5 变电站网络化简124.5.1 短路点d1的短路计算(主变110kV侧)134.5.2 短路点d2的短路计算(35kV母线)134.5.3 短路点d3的短路计算(10kV母线)135 导体和电气

11、设备的选择和设计155.1 断路器的选择155.1.1 断路器选择原则与技术条件155.1.2 断路器型号的选择及校验165.2 隔离开关的选择185.2.1 隔离开关的选择原则及技术条件185.2.2 隔离开关型号的选择及校验195.3 电流互感器的选择205.3.1 110kV侧电流互感器的选择215.3.2 35kV电压等级电流互感器的选择215.3.3 10kV电压等级电流互感器的选择215.4 电压互感器的选择235.4.1 110kV侧母线上电压互感器235.4.2 35kV侧母线上电压互感器235.4.3 10kV侧母线上电压互感器235.5 高压熔断器的选择245.6 导线的选

12、择245.6.1 110kV侧母线桥的选择255.6.2 35kV侧母线的选择255.6.3 35kV侧出线的选择255.6.4 35kV侧变压器回路的选择265.6.5 10kV侧母线的选择265.6.6 10kV侧出线的选择265.6.7 10kV侧变压器回路的选择275.7 站用变压器的选择275.8 绝缘子的选择276 屋内外配电装置设计和总平面布置296.1 概述296.2 配电装置形式的设计296.2.1 屋内配电装置296.2.2 屋外配电装置297 防雷保护设计327.1 概述327.2 避雷装置的配置原则327.2.1 避雷器的配置原则327.2.2 避雷针的配置原则327.

13、3 避雷器的选择327.3.1 110kV侧避雷器的选择和校验327.3.2 35kV侧避雷器的选择和校验337.3.3 10kV侧避雷器的选择和校验347.4 避雷针的设计347.4.1 避雷针的作用347.4.2 避雷针的保护范围及计算358 接地系统的设计368.1 设计说明368.2 接地体的设计368.3 接地网间距的设计及选择37结论38参考文献39致谢401 前 言变电所是联系电网的纽带，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,主要是通过变压器将各级电压的电网联系起来,起着变换和分配电能的作用,其运行的可靠和安全与否直接关系到整个电网的安全运行。

14、变电所是电力系统的重要组成部分，是组成电网的基本单元之一，其运行的安全与否，直接关系到电网的安全和稳定，对国民经济和社会的发展至关重要1。随着电网的发展及超高压大容量的形成，变电所运行设备和运行操作一旦发生事故而不能及时消除或处理不当，就将危机电网的安全运行，严重时甚至酿成大面积停电。对一个中小型变电所的主接线就毋须要求过高的可靠性，也就没有必要采取太复杂的接线形式；而对于超高压变电站，由于它们在电力系统中的地位很重要，供电容量大、范围广，发生事故可能使系统稳定运行遭破坏，甚至瓦解，造成巨大损失，所以就要求较高的可靠性2。时代的要求使我们电力人应以高度的热忱和认真的态度去对待工作的各个环节。目

15、前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也正不断的更新换代3。我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所，微机监测变电所，综合自动化变电所相继出现，并得到迅速的发展。然而，所有的变化发展都是根据变电设计的基本原理而来，因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本4。本毕业设计的内容为110kV降压变电所电气一次系统设计，是最为常见的常规变电所，设计过程中需要考虑主接线的形式，主变压器的选择，短路电流的计算，断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等电气设备的选择和校验，防雷接地系统的设计，总布局和配电装置的设计等内容。本次设计完全按照任务书的要求进行，所有

16、数据及理论均有根有据，且较为权威。2 变压器的选择在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重，近期以节约为主。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济效益45。2.1 变电站主变压器选择的规定1）主变容量和台数的选择，应根据电力系统设计技术规程SDJ16185有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电站，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应该站全部负荷的60%

17、，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。2）根据电力负荷的发展和潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。3）主变调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程SDJ161的有关规定。2.2 主变压器选择的一般原则与步骤2.2.1 主变压器台数的确定原则为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。当只有一个电源或变电站的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。对大型枢纽变电站，根据工程的情况，应装设24台主变。当变电站装设两台变压器的时候当一台停运时，一台检修时，另一台

18、应该能够60%以上的负担67。2.2.2 主变压器形式的选择原则1）110kV主变一般采用三相变压器。2）当系统有调压方式时，应采用有载调压变压器。对新建的变电站，从网络经济运行的观点考虑，应采用有载调压变压器。3）具有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。2.2.3 主变压器容量的确定原则1）为了准确选择主变的容量，要绘制变电站的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电站的年、日最高负荷和平均符合。2）主变容量的确定应根据电力系统510年发展规划进行。3）变压器最大负荷按下式确定7： (2-1)式中K0负荷同时系数； P按负荷等级统计的综合用电负荷。对于两台变压器的变电站，其变压器的容量可以

19、按下式计算： (2-2)如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证84%的负荷供电。2.3 主变压器的计算与选择2.3.1 容量计算在电力工程设计手册可知：装有两台及以上主变压器的变电所中，当断开一台主变时，其余主变压器的容量应能保证用户的一级和二级负荷，其主变压器容量应满足“不应小于70%-80%的全部负荷” 578。已知35kV侧最大负荷85MW, 进行无功补偿Q=11.5Mvar, ；10kV侧最大负荷12MW，进行无功补偿Q=0.939Mvar, 。由计算可知单台主变的最大容量为： 结论：选择两台75MVA的变压器并列运行。2.3.2 变压器型号的选择因为本次设计

20、中有三个电压等级，且当变压器最小负荷侧通过的容量大于主变容量的15%时，宜选用三绕组变压器8。综上所述： 主变压器选用三相三线圈有载调压、全封闭节能型降压变压器。型 号:SFPSZ7-75000/110容 量：75000kVA电压比：115 / 38.5 / 10.5kV接线方式：YN / yn / d11阻抗电压百分比：高-中22.5% 高-低13% 中-低8%空载损耗：80.0kW空载电流：1.3%调压方式： 有载调压冷却方式：强迫油循环水冷3 电气主接线的设计3.1 概述变电所的电气主接线是由高压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。变电站电气主接线是电力系

21、统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路、和断路器等的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。电气主接线的设计，直接影响着全站电器设备的选择、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、灵活和经济运行。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，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。对于6220kV电压配电装置的接线，一般分两类：一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括桥形接线和角形接线等。应视电压等级和出线回数，酌情选用8。3.2 主接线方式的简介

22、1)单母接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，当母线或母线隔离开关发生开断故障或检修时，必须断开全部电源，造成全站停电。此外，在断路器检修时，也将停止回路工作。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，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器34。单母接线适用于：110200kV配电装置的出线回路数不超过两回，3563kV，配电装置的出线回路数不超过3回，610kV配电装置的出线回路数不超过5回，才采用单母线接线方式。2)单母分段

23、单母线借分段器FD进行分段，可提高供电可靠性和灵活性。这不仅便于分段检修母线，而且可减少母线故障影响范围。对重要用户可从不同分段上引线，当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器FD跳开，保证正常段母线不间断供电。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，故障时将短时停电，拉开隔离开关FG后，完好段即可恢复供电。分段的数目，取决于电源数量和容量，段数分的越多，故障时停电范围越小，但使用断路器等设备的数目也增多，配电设备运行也就越复杂，通常以2-3段位宜。单母分段适用于：110220kV配电装置的出线回路数不超过4回，3560kV配电装置的出线回路数不超过8回，610kV配电装置每段容量不宜超过2

24、5MW。3)带旁路母线断路器经过长期运行和切断数次短路电流后，都需要检修。为了检修出线断路器，不致中断该回路供电，可增设旁路母线PM和旁路断路器PD，旁路母线经旁路隔离开关PG与每一出线连接。正常运行时，PG和PD断开。当检修某出线断路器DL时，先闭合PG和PD，然后断开DL及两侧的线路隔离开关XG和母线隔离开关MG，这样DL就退出工作了，由旁路断路器PD执行其任务。旁路母线适用于：多用于35kV以上系统中，因电压越高，断路器检修需要的时间越多，停电损失越大，有旁路短路器可弥补这点缺陷。但断路器价格高昂，一般在电压为35kV而出线在8回以上、110kV在6回以上、220kV在4回以上的屋外配电

25、装置都加设旁路母线。但当采用可靠性较高的SF6断路器时，可不装置旁路母线。而610kV屋内配电装置，一般不装设旁路母线。4)双母接线它具有两组母线，工作母线和备用母线，每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器连接。在检修任一母线时，不会停止对用户连续供电，可把全部电源和线路倒换到备用母线上。在线路断路器检修时，可临时用母联断路器代替。它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点。双母接线适用于：对于，110220kV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，110kV220kV双母线接线的

26、配电装置中，当出线回路数达7回，（110kV）或5回（220kV）时，一般应装设专用旁路母线。5）一个半断路器（3/2）接线两个元件引线用三台断路器接往两组母上组成一个半断路器，它具有较高的供电可靠性和运行灵活性，任意母线故障或检修均不致停电，但是它使用的设备较多，占地面积较大，增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性，且投资大。一个半断路器（3/2）接线适用于：220kV以上的超高压、打容量系统中。但使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资较大，二次控制接线和继电保护都比较复杂。6）桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥式接线，所用断路器数目最少，依照连接桥的位置它可分为内桥

27、和外桥接线。运行时，桥臂上联络断路器处于闭合状态。内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除时。当变压器故障时，需停相应的线路。外桥接线：适合于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率时。为检修断路器LD，不致引起系统开环，有时增设并联旁路隔离开关以供检修LD时使用。当线路故障时需停相应的变压器。桥形接线：适用于由于使用断路器少，布置简单，造价低，往往在35kV220kV配电装置中广为采用。7）角形接线当母线闭合成环形，并按回路数利用断路器分段，即可构成角形接线。角形接线中，断路器数等于回路数，且每个回路都与两台断路器相连接，检修任意一台断路器都不致

28、中断供电，隔离开关只用于检修，从而具有较高的可靠性和灵活性，运行操作方便。角形接线：适用于角形接线不便于扩建，这种接线多用于最终规模较明确的110kV及以上的配电装置中，且以不超过六角形为宜。3.3主接线设计的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所所在电力系统中的地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行的灵活性、操作检修方便、成本的经济性和便于过渡或扩建的先进性等要求。3.3.1 主接线可靠性的要求可靠性的工作是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。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中

29、可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响4。评价主接线可靠性的标志是：1）断路器检修时是否影响停电。2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否对重要用户的供电。3）变电站全部停电的可能性。3.3.2 主接线灵活性的要求主接线的灵活性有以下几个方面的要求：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；能够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全检修，且不致影响对用户的供电。3）扩建要求。可以

30、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改造量最少。3.3.3 主接线经济性的要求在满足技术要求的前提下，做到经济合理。1）投资省：主接线简单，以节约断路器、隔离开关等设备的投资；占地面积小：电气主接线设计要为配电装置布置创造条件，以节约用地、架构、导线、绝缘子及安装费用。2）电能损耗少：经济选择主变压器型式、容量和台数，避免两次变压增加电能损失。3.4 电气主接线的选择和比较3.4.1 主接线方案的拟订高压侧是2回出线，可选择线路变压器组，单母分段带旁路母线，桥型接线。中压侧有7回出线，低压侧有9回出线，均可以采用单母线、单母分段、单母分段带旁路和双母线接线。在比较各种接线

31、的优缺点和适用范围后，提出如下五种方案：方案A（图2-1）高压侧：单元接线；中压侧，低压侧：单母线分段图2-1 方案A主接线图方案B（图2-2） 高压侧：内桥型接线；中压侧，低压侧：单母分段图2-2 方案B主接线图方案C（图2-3） 高压侧：单母分段带旁路母线；中压侧，低压侧：单母分段图2-3 方案C主接线图方案D（图2-4）高压侧：外桥接线；中压侧：单母分段带旁路母线；低压侧：双母线图2-4 方案D主接线图方案E（图2-5） 高压侧：内桥接线；中压侧，低压侧：单母线分段带旁路方式图2-5 方案E主接线图3.4.2 主接线各方案的讨论比较 方案A：110kV侧：采用单元接线。优点：接线简单，开

32、关设备少，节省投资，操作简单。不过缺点也相当突出：任意元件发生故障或经行检修时，整个单元需停止工作。35kV与10kV侧：均采用单母线分段的方式。方案B：110kV侧：采用内桥法接线。该接线形式所用断路器少，具有可观的经济效益。连接桥断路器接在线路断路器的内侧。因此，线路的投入和切除比较方便。当线路发生故障时，仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。但是当变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了一回未发生故障的运行。由于变压器是少故障元件，一般不经常切换，因此，系统中应用内桥接线较多，以利于线路的运行操作9。35kV和10kV侧：采用单母分段接线的形式使得重要用户可从不同

33、线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电。单母线分段接法可以提供单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范围。任意母线发生故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正确母线继续运行。方案C：110kV侧：变电所经两回线从系统获得电源，采用单母分段带旁路母线接线可以获得很高的可靠性，任意母线或断路器检修均不会造成停电，任意母线、断路器故障只会引起短时停电，任意进线故障不会造成停电。但同时我们也注意到，该方案较后两种方案多用了两套断路器和多台隔离开关，这无疑增加了变电所的一次投资，而且在检修时倒闸也十分的复杂，容易造成误操作，从而引起事故。35kV

34、和10kV与方案一致。当然这种接线也有它本身的缺点，那就是在检修母线或断路器时会造成停电，特别在夏季雷雨较多时，断路器经常跳闸，因此要相应地增加断路器的检修次数，这使得这个问题更加突出。方案D：110kV侧：采用外桥法接线。与内桥法一样，该接线形式所用断路器少，四个回路只需三个断路器，具有可观的经济效益。当任意线路发生故障时，需同时动作与之相连的两台断路器，从而影响一台未发生故障的变压器的运行。但当任一台变压器故障或是检修时，能快速的切除故障变压器，不会造成对无故障变压器的影响。因此，外桥接线只能用于线路短、检修和故障少的线路中。35kV侧：采用单母分段带旁路母线接线。该接线方法具有单母分段接

35、线优点的同时，可以在不中断该回路供电的情况下检修断路器或母线，从而得到较高的可靠性。这样就很好的解决了在雷雨季节断路器频繁跳闸而检修次数增多引起系统可靠性降低的问题。但同时我们也看到，增加了一组母线和两个隔离开关，从而增加了一次设备的投资。而且由于采用分段断路器兼做旁路断路器，虽然节约了投资，但在检修断路器或母线时，倒闸操作比较复杂，容易引起误操作,造成事故。10kV侧：采用双母线接线。优点：供电可靠。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，检修任一回路母线的隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，能

36、灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化地需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。扩建方便。缺点：增加一组母线和多个隔离开关，一定程度上增加一次投资。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。方案E：110kV侧：采用内桥接线。35kV侧与10kV侧均采用单母线分段带旁路母线的接线方式。此方案该接线方法具有单母分段接线优点的同时,可以在不中断该回路供电的情况下检修断路器或母线,从而得到较高的可靠性。3.4.3 主接线方案的最终选择通过分析原始资料,可以知道该变电站在系统中的地位较重要,年运行小时数较高,因此主接线要求有较高的可靠性和调度的灵活性.根据以上各个方案的初步经济

37、与技术性综合比较,兼顾可靠性，灵活性,我选择方案B作为最终方案。4 短路电流的计算4.1 概述短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性10。4

38、.2 短路电流计算的目的及原则计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价并确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算送点线路对通讯设施的影响等。在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后510年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，某个枢纽点的三相短路电流和单相接地短路电流，并列表供查用。假若短路电流过大，应采取措施将其限制在合理水平。4.3 计算步骤1）选择计算短路点2）画等值网络图首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗Xk。选取基准容

39、量SB和基准电压UB(一般取平均电压)将各元件电抗换算为同一基准值的标么值给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号3）求计算电抗Xjs4）计算短路电流周期分量有名值和标幺值。5）计算短路电流冲击值。6）计算全电流最大有效值。7）计算短路容量。4.4 压器及电抗器的参数计算4.4.1 主变压器参数计算 (4-1) (4-2) (4-3) (4-4) (4-5) (4-6) (4-7) (4-8)4.4.2 线路等值电抗系统经双回线给变电所供电,其电缆型号为LGJ-185,距离为33km.查表得X*=0.00299,则线路等值电抗XS1=0.00299330.5=0.0454.5 变电站网络化简依据

40、本变电站选定的接线方式及设备参数，进行网络化简如图4-1：（根据任务书可得知，系统等值电抗Xs0.2）图4-14.5.1 短路点d1的短路计算(主变110kV侧)短路电流： (4-9)稳态电流：冲击电流：其中KM为冲击系数，取KM=1.8短路容量： (4-10)4.5.2 短路点d2的短路计算(35kV母线)短路电流：稳态电流：冲击电流：，其中KM为冲击系数，取KM=1.8短路容量：4.5.3 短路点d3的短路计算(10kV母线)短路电流：稳态电流：冲击电流：，其中KM为冲击系数，取KM=1.8短路容量：5 导体和电气设备的选择和设计5.1 断路器的选择5.1.1 断路器选择原则与技术条件在各

41、种电压等级的变电所的设计中，断路器是最为重要的电气设备。高压断路器的工作最为频繁，地位最为关键，结构最为复杂9。在电力系统运行中，对断路器的要求是比较高的，不但要求其在正常工作条件下有足够的接通和开断负荷电流的能力，而且要求其在短路条件下，对短路电流有足够的遮断能力10。高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或电路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油断路器

42、、少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。断路器型式的选择，除应满足各项技术条件和环境外，还应考虑便于施工调试和维护，并以技术经济比较后确认。目前国产的高压断路器在110kV主要是少油断路器。断路器选择的具体技术条件简述如下：1）电压：Uj（电网工作电压）Un。2）电流：Ig max（最大持续工作电流） In 。由于高压断路器没有持续过载的能力， 其额定电流取最大工作持续电流Ig max 。3）开断电流（或开断容量）Idt Ikd （或Sdt Skd） (5-1)式中 Idt 断路器实际开断时间t 秒的短路电流周期分量；Sdt 断路器t秒的开断容量；Ikd 断路器的开断容量；S

43、kd 断路器额定开断容量。断路器的实际开断时间t ,为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。固有分闸时间查阅发电厂电气部分课程设计参考资料表5-255-29。4）动稳定： (5-2)式中ich 三相短路电流冲击值；imax 断路器极限通过电流峰值。5）热稳定： (5-3)式中稳态三相短路电流； tdz 短路电流发热等值时间（又称假想时间）； It 断路器t 秒热稳定电流。其中tdz = tz + 0.05b，由和短路电流计算时间t。5.1.2 断路器型号的选择及校验（1）电压选择110 kV侧： UN Ug=110kV35kV 侧： UN Ug=35kV10kV 侧： UN Ug=1

44、0kV（2）电流选择：表5-1 最大持续工作电流表回路名称计算公式及结果主变110kV侧主变35kV侧主变10kV侧35kV母线35kV出线10kV母线10kV出线（3）开断电流：110kV侧： Ikd Idt = 2.014kA Skd Sd =401.16MVA35kV 侧： Ikd Idt = 3.910kA Skd Sd =250.575MVA10kV 侧： Ikd Idt= 16.13kA Skd Sd =293.42MVA（4）最大短路冲击电流：110kV侧： Imax ich=5.126kA35kV侧： Imax ich=9.953kA10kV侧： Imax ich=41.07kA根据以上数据，选定断路器如下：1）110kV侧桥间和出线选定为 SW3110G/1200，各项技术数据如下：表5-1 SW3110G/1200型断路器额定电压kV额定电流A动稳定电流kA全开断时间S热稳电流（4s）kA额定开断电流kA1101200410.0715.8