110KV电力系统继电保护设计.doc

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1、 毕业设计（论文） 题 目： 110KV电力系统继电保护设计 学 院： 电子信息学院 专业班级：电气工程及其自动化06级2班 指导教师： 职称： 教授 学生姓名： 学 号： 摘 要 本次设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度，同时检验本专业的学习成果。首先，根据毕业设计的要求，建立合理的电力系统，本次毕业设计以拟建110KV变电站为例。其次，根据毕业设计的主要内容，对110KV电力系统进行继电保护配置，并依据继电保护配置原理，对所选择的保护进行整定和灵敏性校验，确定保护方案。 本次毕业设计分为六个章节，第一章主要讲述电力系统继电保护概述，包括继电保护发展简史，继电保护的作用，继电保护的基本

2、要求，继电保护的基本原理、构成和分类，简单叙述电力系统继电保护的基本情况；第二章变电站分析主要是对负荷的分析，主变压器台数、容量，绕组的连接方式，以及冷却方式的确定，最后是电气主接线的确定；第三章是系统短路电流的计算，包括短路电流的概念、种类，短路电流计算的目的，以及短路电流标幺值计算法；第四章线路保护，包括线路保护原理分析、保护整定计算和灵敏性校验，本系统采用单测电源网络相间短路的电流保护，包括电流速断保护，定时限过电流保护，简单实用；第五章变压器保护，包括变压器保护原理分析、保护整定计算和灵敏性校验，主保护采用的是纵联差动保护和瓦斯保护，两者结合做到优势互补，后备保护是过电流保护。第六章母

3、线保护，包括母线保护原理分析、保护整定计算和灵敏性校验，本系统主要采用了完全电流差动保护，简单可靠。关键词：短路电流，整定计算，灵敏度，继电保护ABSTRACT The design task is to reflect on the subjects of the professional knowledge levels, while testing the professional learning outcomes. First, according to the requirements of graduation, to establish a rational system, t

4、his graduation design to the proposed 110KV transformer substation as an example. Secondly, according to the main content of graduation, on the 110KV power system relay protection, relay protection according the principle of conservation of the chosen sensitivity setting and checking, determine the

5、protection program. The graduation project is divided into six chapters, the first chapter describes an overview of power system protection, including the brief history of relay protection, relay protection, the role of the basic requirements of relay protection, relay protection of the basic princi

6、ples of composition and classification, a brief description of the basic situation of the power system protection; second chapter of the main substation is a load analysis, the number of main transformers, capacity, winding connections, and cooling methods to determine, finally, determination of mai

7、n electrical wiring ; The third chapter is the system short-circuit current calculation, including the concept of short-circuit current, type of short circuit current purposes of the calculation and short circuit current per unit value calculation method; fourth Zhang line protection, including the

8、Principle of line protection, protection setting calculations and sensitivity of calibration, the system uses single-phase short circuit test current power network protection, including Current Protection, a time limit for over-current protection, simple and practical; Chapter transformer protection

9、, including the principle of transformer protection, protection setting calculations and the sensitivity of school experience, the main protection is used in differential protection and gas protection, combination of the two do complement each other, back-up protection is a complex voltage start ove

10、r-current protection. Chapter VI of the bus protection, including the principles of bus protection, protection setting calculations and the sensitivity check, the system mainly uses a fully differential current protection, simple and reliable. KEY WORDS: short-circuit current, setting calculation, s

11、ensitivity, relay protection目 录第1章 电力系统继电保护概述1 1.1 继电保护发展简史11.1.1 继电保护发展现状11.1.2 继电保护的未来发展1 1.2 继电保护的作用1 1.3 对电力系统继电保护的基本要求2 1.4 继电保护的基本原理、构成与分类51.4.1 基本原理51.4.2 构成81.4.3 分类9第2章 变电站分析11 2.1 变电站的负荷分析11 2.2 主变压器132.2.1 主变台数和容量计算132.2.2 绕组数和绕组连接方式的选择142.2.3 主变压器的冷却方式15 2.3 电气主接线152.3.1 电气主接线的设计要求152.3.

12、2 电气主接线形式的确定16第3章 短路电流计算18 3.1 短路的概念及短路电流的种类183.1.1 短路的概念183.1.2 短路电流的暂态过程和短路电流种类18 3.2 短路电流的标幺值计算法19 3.3 短路电流的简化计算20 3.4 在最大运行方式下的短路电流21第4章 线路保护28 4.1 单测电源网络相间短路的电流保护284.1.1 电流速断保护（第段）284.1.2 整定值计算及灵敏性校验294.1.3 限时电流速断保护（第段）294.1.4 定时限过电流保护（第段）30 4.2 线路末端短路电流32 4.3 线路保护整定334.3.1 35kv侧线路保护整定334.3.2 1

13、0kv侧线路保护整定33第5章 变压器保护35 5.1 电力变压器保护的重要性35 5.2 电力变压器的故障类型和不正常工作状态355.2.1 变压器的故障类型355.2.2 变压器的不正常工作状态35 5.3 变压器保护的配置原则36 5.4 变压器瓦斯保护的基本原理及整定385.4.1 瓦斯继电器的基本原理385.4.2 瓦斯保护的整定38 5.5 变压器纵联差动保护395.5.1 构成变压器纵差动保护的基本原则395.5.2 变压器差动保护的不平衡电流42 5.6 变压器过负荷保护43 5.7 变压器过流保护43 5.8 变压器零序电流保护44 5.9 变压器保护的整定计算455.9.1

14、 纵联差动保护的整定计算455.9.2 过流保护的整定计算52第6章 母线保护54 6.1 母线故障和母线保护的重要性54 6.2 母线保护基本原则54 6.3 母线保护的配置原则56 6.4 母线的完全差动保护56 6.5 母线保护整定计算57总结与体会59致 谢60参考文献61第1章 电力系统继电保护概述1.1 继电保护发展简史1.1.1 继电保护发展现状电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，技术得天独厚，在40余年的时间里共完成发展了四个历史阶段。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保

15、护的时代。1.1.2 继电保护的未来发展随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。1.2 继电保护的作用电力系统运行要求安全可靠。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响（如雷击、倒塔、内部过电压或运行人员误操作等），电力系统会发生各种故障和不正常运行状态。最常见、危害最大的故障是各种形式的短路。故障造成的很大的短路电流产生的

16、电弧使设备损坏。从电源到短路点间流过的短路电流引起的发热和电动力将造成在该路径中非故障元件的损坏。靠近故障点的部分地区电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使该系统瓦解和崩溃。所谓不正常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使运行参数偏离正常值，如一些设备过负荷、系统频率或某些地区电压异常、系统振荡等。故障和不正常运行情况常常是难以避免的，但事故却可以防止。电力系统继电保护装置就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和不正常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。它的基本任务是：自动、有选择

17、性、快速地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件损坏程度尽可能降低，并保证该系统中非故障部分迅速恢复正常运行。反映电气元件的不正常运行状态，并依据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出信号、减负荷或延时跳闸。应该指出，要确保电力系统的安全运行，除了继电保护装置外，还应该设置电力系统安全自动装置。后者是着眼于事故后和系统不正常运行情况的紧急处理，以防止电力系统大面积停电和保证对重要负荷连续供电及恢复电力系统的正常运行。例如自动重合闸、备用电源自动投入、自动切负荷、快关汽门、电气制动、远方切机、在按选定的开关上实现系统解列、过负荷控制等。随着电力系统的扩大，对安全运行的要求也越来越高。为此，还应

18、设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制，这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。1.3 对电力系统继电保护的基本要求为实现其目标，作用于跳闸的继电保护装置在技术性能上必须满足以下四个要求：即选择性，速动性，灵敏性和可靠性。 选择性选择性的基本含义是保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障部分继续安全运行，如图1-1所图1-1 保护选择性说明图当K3发生故障时，则应由保护装置4动作切除4QF，仅使本线路停电，停电范围最小，其余非故障部分可继续运行，这是有选择性动作。若K1点发生故障，由保护

19、装置1和2动作，断路器1QF、2QF跳闸以切除故障线路，也满足选择性的要求。若此时断路器5QF或6QF也跳闸，则扩大了电网停电范围，这种情况就属于非选择性动作。但是，当K3点发生短路，如果保护4或断路器4QF由于某种原因拒绝动作，而由保护3动作使断路器3QF跳闸，从而切除故障线路BC，也是有选择性的。此时，虽然切除了一部分非故障线路，但在4QF或保护4拒动的情况下，达到了尽可能限制故障的扩展，缩小停电范围的目的。因此，把它称为下一段线路保护或断路器拒动的“后备”保护。对每个被保护设备（或称元件）上装设着分别起主保护和后备保护作用的独立的两套保护，“就近”实现后备，不依靠相邻的上一个元件的保护，

20、称“近后备”保护。断路器拒动则由本站装设的断路器失灵保护（也称近后备结线）动作切除联结在该段母线上的其他断路器。在远处实现的“后备”称远后备。显然，远后备保护的功能比较完备，它对相邻元件的保护装置、断路器、二次回路和直流电源故障所引起的拒动都能起到后备作用，同时它比较简单、经济。因此，远后备宜优先采用。只有当远后备保护不能满足灵敏度要求时，再考虑采用“近后备”的方式。辅助保护为补充主保护某种保护性能的不足（如方向性元件的电压死区）或加速切除某部分故障而装设的简单保护（如无时限电流速断）。 速动性速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。这样就能降低故障设备的损坏程度，减少用户在低电

21、压情况下工作的时间，提高电力系统运行的稳定性。快速切除故障，可提高发电厂并列运行的稳定性，可用图1-2说明。图1-2 电力系统并列运行示意图若A厂母线附近K点发生三相短路时，A厂母线电压会大大下降而卸去母线上负荷，但发电厂调速系统来不及作相应调整，则A厂发电机转速必然升高。此时，B厂母线还有较高残余电压，故B厂卸去或增加的负荷不多，发电机转速变化较小。这样A、B两厂的发电机就产生转速差而失去同步。若切除故障时间短，则转差小，很易恢复同步运行；若切除故障时间长，则两厂解列（联络线断开）。故障切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和。目前保护动作速度最快的约0.02s，加上快速断路器的动作时间，故

22、障可在0.050.06s以内切除。应考虑不同电网对故障切除时间的具体要求和经济性、运行维护水平等条件以便确定合理的保护动作时间。 灵敏性保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反映能力称为灵敏性（灵敏度）。灵敏性常用灵敏系数来衡量。它是在保护装置的测量元件确定了动作值后，按最不利的运行方式、故障类型、保护范围内的指定点校验，并满足有关规定的标准。 可靠性可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而在不属于该保护动作的其他任何情况下，则不应该动作（即不误动）。可靠性取决于保护装置本身的设计、制造、安装、运行维护等因素。一般来说，保护装置

23、的组成元件质量越好、接线越简单、回路继电器的触点和接插件数越少，保护装置就越可靠。同时，保护装置恰当的配置与选用、正确的安装与调试、良好的运行维护，对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。对继电保护装置的4项基本要求是分析研究继电保护的基础，也是贯穿全书的主线，必须反复地深刻领会。要注意的是这4项基本要求之间往往有矛盾的一面，例如，既有选择性又有速动的保护，其装置结构都比较复杂，可靠性就比较低；提高保护的灵敏性，却增加了误动的可能性，降低了可靠性。因此，必须从被保护对象的实际情况出发，明确矛盾的主次，采取必要的措施，通过实践是可以逐步掌握的。除了以上四项基本要求外，还应该考虑经济性与可维护性。经

24、济性是指保护装置购置、安装、调试及运行维护等费用，但经济性首先要着眼于国民经济的整体利益，而不应只着眼于节省继电保护装置的投资。另一方面，对于那些次要而数量很多的电气设备，如异步电动机的保护，也不应该装设复杂而昂贵的继电保护装置。可维护性则是指保护装置的正常动作维护及定期维护应该比较方便。1.4 继电保护的基本原理、构成与分类1.4.1 基本原理要完成继电保护的基本任务，首先要提取和利用电力元件在三种运行状态下的“差异”，然后“区分”出三种运行状态（正常、不正常和故障状态），最后是“甄别”出发生故障和出现异常的元件。目前已经发现不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序电流

25、、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。发现并正确利用能可靠区分三种运行状态的可测参量或参量的新差异，就可以形成新的继电保护原理。（a）正常运行情况（b）三相短路情况图1-3 我国常用的110kV及以下单侧电源的供电网络在此以图1-3为例分析一下利用不同电气量特征分别能构成哪种保护：1.线路电流幅值2.母线的相间或对地电压幅值3.线路始端电压与电流之比（即测量阻抗）如图1-4所示，其中：图1-4 220kV及以上多侧电源的输电网路正常运行如果规定电流的正方向是从母线流向线路，那么，A-B两侧电流的大小相等，相位相差，两侧电流的矢量和为零。外部短

26、路如图1-4（b）所示，如果规定电流的正方向是从母线流向线路，那么，A-B两侧电流的大小相等，相位相差，两侧电流的矢量和为零。内部短路两侧电源分别向短路点供给短路电流和，都是由母线流向线路，此时两个电流一般不相等，在理想条件下（两侧电势同相位且全系统的阻抗角相等），两个电流同相位，两个电流的矢量和等于短路点的总电流，其值较大。其他类型的保护有：1.纵联保护利用某种通信通道同时比较被保护元件两侧正常运行与故障时电气量差异的保护。电流差动保护利用内部与外部短路时两侧电流矢量的差别构成。电流相位差动保护利用内部与外部短路时两侧电流相位的差别构成。方向比较式纵联保护利用内部与外部短路时两侧功率方向的差

27、别构成。以上保护常被用做220kV及以上输电网络和较大容量发电机、变压器、电动机等电力元件的主保护。2.反映非电量特征的保护气体保护当变压器油箱内部的绕组短路时，反应于变压器油受热分解所产生的气体保护。过热保护当变压器油箱内部的绕组短路时，反应于电动机绕组温度的升高而构成的保护1.4.2 构成以过电流保护为例：（如图1-5所示）图1-5 过电流保护单相原理图正常运行： LJ不动故障时： LJ动 SJ动（延时） XJ动 信号 TQ动 跳闸保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。（如图1-6所示）图1-6 继电保护装置组成方框图 测量元件测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻

28、抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。 逻辑元件根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。 执行元件：根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。1.4.3 分类通常分为以下几类： 按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压

29、器保护、电动机保护、母线保护等； 按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等； 按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等； 按构成继电保护装置的继电器原理分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等； 按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保护满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：当主保

30、护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。第2章 变电站分析本变电站的情况，110KV侧有4回出线（近期2回，远景发展2回），35KV侧有4回出线，10KV侧有11回出线（近期9回，远景发展2回）。110KV变电站系统图2.1 变电站的负荷分析根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，即一级负荷、二级负荷、三级负荷。等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也

31、不同。如果停电，一级负荷将造成人身伤亡或引起对周围环境严重污染对工厂将造成经济上的巨大损失，如重要的大型的 设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响。二级负荷会造成较大的经济损失，如生产的主要设备损坏、产品大量报废或减产；还可能引起社会秩序混乱或较严重的政治影响。三级负荷造成的损失不大或不会造成直接经济损失。由此可知，供电的稳定性直接影响经济的发展，负荷等级不同，对供电的要求也不相同：对于一级负荷，必须有二个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对特别重要的一级负荷应该由二个独立电源点供电。对于二级负荷，一般要有两个

32、独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷供电。对于三级负荷，一般只需一个电源供电。、类负荷分析：表11 35kv负荷分析电压等级负荷名称最大负荷（mW）负荷组成()自然功率(h)线长(km)备注近期远景一二35kv郊一4.87.25300.912郊二68.45300.916水泥厂13.64.815300.920水泥厂23.64.815300.920在35KV负荷中一、二类负荷比较大，发生断电时，会造成生产机械的寿命缩短产品质量下降和一定的经济损失.因此要尽可能保证其供电可靠性。表1-2 10KV负荷分析电压等级负荷名称最大负荷(mW)负荷组成 () 自然功率(h)线长(k

33、m) 备注近期远景一二 10kv棉纺厂14.8620400.7555003.5棉纺厂24.8620400.7555003.5印染厂13.64.830400.7850004.5印染厂23.64.830400.7850004.5毛纺厂2.44.820400.7550002.5针织厂2.43.620400.7545001.5橡胶厂2.43.630400.7245003市区13.64.820400.825002市区23.64.820400.825002备用1 3.6.0.78备用23.60.78在10KV负荷中，印染、毛纺厂、针织厂、棉纺厂、橡胶厂、市区一、二类负荷比较大；若发生停电对企业造成出现次品

34、，机器损坏，甚至出现事故，对市区医院则造成不良政治和社会影响，严重时造成重大经济损失和人员伤亡，必须保证其供电可靠性。2.2 主变压器2.2.1 主变台数和容量计算根据“35110KV变电所设计规范”主要变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。在有一、二级负荷变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器的15以上，主要变压器宜采用三线圈变压

35、器。由于我国电力不足、缺电严重、电网电压波动较大。变压器的有载调压是改善电压质量、减少电压波动的有效手段。对电力系统，一般要求110KV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器，因此城网变电所采用有载调压变压器的较多。（1）35KV中压侧：其出线回路数为4回，,结合“2.1变电站的负荷分析”35kv负荷情况分析表11知： 27.048MVA（2）10KV 低压侧：由于其出线回路数共11回，故可取Kt=0.85,结合10kv负荷情况分析可知： 0.851.05（0.851.05（886.156.156.44.8+5+6+6+4.615+4.615）58.664MVA则三绕组变压器的计算容量： 因此

36、，选择两台50MVA的变压器。校验：（1） 满足一台停运时另一台不小于全部容量的60。 31.8MVA（2）也满足一台停运时另一台满足全部一、二类负荷。2.2.2 绕组连接方式的选择参考电力工程电气设计手册和相应规程指出：变压器绕组的连接方式必须和系统电压一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的连接方式有Y和型两种，而且为保证消除三次谐波的影响，必须有一个绕组是型的，我国110KV及以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中性点，所以都需要选择的连接方式。对于110KV变电所的35KV侧也采用的连接方式，6-10KV侧采用型的连接方式。综上变电所主变采用的绕组连接方式为：。2.2.3

37、 主变压器的冷却方式根据主变压器的型号有：自然风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式、强迫导向油循环式等。从经济上考虑，结合本站选用50MVA的变压器，应选用强迫空气冷却。综上所述：最终确定为SFSZ750000/110型变压器。表2-1 SFSZ7-50000/110系列电力变压器主要技术参数型号额定容量（KVA）额定电压（KV）连接组别阻抗电压（%）空载电流（%）损耗（KW）高压中压低压高低高中中低空载负载SFSZ7-50000/1105000011081.25%38.522.5%10.5YN yn0 d111810.56.51.371.2250=11 =-0.5=7 （记为0）2.3

38、 电气主接线2.3.1 电气主接线的设计要求 电气主接线是指发电厂或变电站中的一次设备按照设计要求连接起来表示生产、汇集和分配电能的电路,也称为主电路.电气主接线是由高压电器通过主接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，组成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电所电气部分主体结构，是电力系统的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各方面的因素，经过技术、经济论证后方可确定。主接线设计的基本要求为： (1)供电可靠性。主接

39、线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。(2)适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作方便，便于变电所的扩建。(3)经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。(4)简化主接线。配网自动化、变电所无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。(5)设计标准化。同类型变电所采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准化，有利于系统运行和设备检修。参考35110KV变电所设计规范第3.2.1条：变电所的主接线应根据变电所所在电网中的地位、出线回路数、

40、设备特点及负荷性质等条件确定，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。2.3.2 电气主接线形式的确定目前变电所常用的主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段等，我们在比较各种电气主接线的优劣时，主要考虑其安全可靠性、灵活性、经济性三个方面。首先，在比较主接线可靠性的时候，应从以下几个方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路、断路器或母线故障时以及母线或隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对、类用户的供电；变电站全部停电的可能性；大型机组突然停电时，对电力系统稳定性的影响与后果因素。其次，电气主接线应该

41、能够适应各种运行状态，并且能够灵活地进行运行方式的切换。不仅正常时能安全可靠的供电，而且在电力系统故障或电气设备检修时，也能够适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地切换运行方式，使停电的时间最短，影响的范围为最小。再次，在设计变电站电气主接线时，电气主接线的优劣往往发生在可靠性与经济性之间，欲使电气主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的电气设备和现代化的自动化装置，从而导致投资的增加。因此，电气主接线在满足可靠性与灵活性的前提下做到经济合理就可以了。参考35110KV变电所设计规范第3.2.3条：35110KV线路为两回及以下时，宜采用桥形线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形单

42、母线或单母分段的接线形式，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，可以设置旁路设施。当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼做旁路断路器的接线，当110KV线路为6回及以上，3563KV线路为8回及以上时，可装设专用的旁路断路器，主变压器35110KV回路中的断路器，有条件时，亦可接入旁路线母，采用SF6断路器的主接线不宜设旁路设施。第3.2.5条：当变电站装有两台主变时，610KV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时亦可

43、采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 综合以上规程规定，结合本变电站的实际情况，对各电压等级侧主接线设计方案如下:表24 主接线方案表110kv35kv10kv单母分段接线 单母分段接线 双母接线第3章 短路电流计算3.1 短路的概念及短路电流的种类 3.1.1 短路的概念电力系统不可避免会发生短路事故。短路事故威胁着电网的正常运行中，并有可能损坏电气设备。因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行短路电流计算，以便正确地选用和调整继电保护装置，正确地选择电气设备，确保电力系统的安全、可靠运行。短路的种类有以下几种：（1）三相短路。（2）两相短路。（3）两相短路接地。

44、（4）单相短路（接地）。三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍然是对称的，只是三相电流特大。除三相短路外的其他短路都是不对称性短路，每相电流和电压数值不相等，相角也不同。3.1.2 短路电流的暂态过程和短路电流种类1短路电流的暂态过程当电力系统发生三相短路时，由于短路回路存在着电感，电流不能突变，因此有一个暂态过程。短路电流随时间变化，最后达到稳定值。短路全电流id由对称的周期分量和不对成的非周期分量两部分合成，即。周期分量先开始衰减，然后逐渐增加到稳态值。非周期分量按指数规律衰减，其衰减时间常数为0.05-0.2。2计算各短路电流的目的（1） 短路冲击电流：用来校验电气设备和母线的动稳定。（2） 短路全电流最大有效值Ich（第一周期短路全电流有效值）：用来校验电气设备和母线的动稳定。（3）超瞬变短路电流有效值I：用来作继电保护的整定计算和校验断路器的短流量。（4） 短路后0.2秒后的短路电流周期分量有效值：用来校验断路器的断流量。（5）稳态短路电流有效值：用来校验电气设备和载流部分的热稳定。（6） 短路后