[毕业设计精品]HXF220kV变电站电气一次部分设计.doc

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1、分类号 编 号 XXX 毕 业 设 计题目HXF220kV变电站电气一次部分设计 学 院 电力学院 专 业 电气工程及其自动化 姓 名 学 号 指导教师 2010年 5月 25 日毕 业 设 计 任 务 书 设计题目：HXF220kV变电站电气一次部分设计专 业：电气工程及其自动化班级学号： 姓 名: 指导教师： 设计期限：2010 年 3 月 2日开始 2010 年 6 月 15日结束院、系： 电力学院 2010年 03 月 01 日一、毕业设计的目的毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业设计，旨在培养学生综合运用所学的基本理论和方法解决实际问题的能力，提高学员实际操作

2、的技能以及分析思维能力，使学员能够掌握文献检索、研究分析问题的基本方法，提高学员阅读外文书刊和进行科学研究的能力。在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。二、主要设计内容（1） 选择变电站主变压器台数及容量；（2） 设计变电站各电压侧主接线；（3） 电压互感器、电流互感器的配置（4） 电气设备选择（主变压器、断路器、隔离开关、母线、电缆、电流电压互感器）；（5） 无功补偿方案确定三、重点研究问题（1） 电气主接线方案的设计,要求方案应合理，主接线方案论证与比较不能少于两个方案。（2） 短路电流及电气设备选择计算方法。四、主要技术指标或主要设计参数（1）建所目

3、的为满足乡镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座220/110/10kV的区域性降压变电所。（2）拟建变电站概况220kV以双回路与 60km外的系统相连。系统最大方式的容量为3800 MVA，相应的系统电抗为0.53；系统最小的方式为2800 MVA，相应的系统电抗为0.602，（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=5750h。220kV另有负荷出线2回，每回出现功率100MVA；（3）110kV架空线4回，2回输送距离30km，每回输送功率60MVA；2回输送距离20km，每回输送功率50MVA。（4） 10kV电压

4、级，电缆出线2回，输送距离5km，每回输送功率3MW；架空输电线3回，输送距离7km，每回输送功率4MW。（5） 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摄氏度。五、设计成果要求1、 编写设计说明书（1） 变电站主变压器台数、容量选择计算及结果；（2） 变电站各电压侧主接线分析论证及结果；（3） 变电站短路电流计算；（4） 电气设备选择、校验；（5） 变电站无功补偿容量计算；2、 编写设计计算书（1）短路电流计算；（2）电气设备选择、校验计算；（3）变电站无功补偿容量计算；3、绘图（1）变电站主接线图(CAD出图A3和A1各1张)；（2）变电站断面图(CAD出图A31张)

5、；（3）变电站继电保护配置图(CAD出图A31张)4、要求（1）电气主接线方案设计应合理，主接线方案论证与比较不能少于两个方案。（2）短路电流及电气设备选择计算方法应正确。（3）主接线图形符号、线条及图签符合规范，接线正确，图面布局合理，参数标注正确，图形清晰美观。（4）论文格式应符合要求，结构严谨，逻辑性强，层次分明，文理通顺，无错别字，要求打印，统一用A4纸。（5）独立完成，严禁抄袭或请人代作。（6）按分配时间阶段完成相应任务。5、 专业相关文献翻译（原件及译文，汉字要求3000字以上）六、其它1、参考文献1范锡普主编 发电厂电气部分（第二版） 水利电力出版社 19952西北电力设计院 电

6、力工程电气一次设计手册 水利电力出版社 19893西北电力设计院 电力工程电气二次设计手册 水利电力出版社 19894陈珩主编 电力系统稳态分析 中国电力出版社 19985李光琦主编 电力系统暂态分析 中国电力出版社 20026贺家李 宋从矩 合编 电力系统继电保护 中国电力出版社 20032、时间安排本次设计的时间共12周，各部分设计内容的时间安排大致如下：（1）搜集资料，熟悉设计题目 1周（2）变电站电气主接线设计 1周（3）短路电流计算 1周（4）电气设备选择 2周（5）绘图 2周（6）整理说明书、计算书 1周（7）外文文献翻译 1周（8）答辩 1周XXX本科生毕业设计（论文）开题报告

7、2010年 3月 26 日学生姓名XXX学号200814315专业电气工程及其自动化题目名称HXF220kV变电站电气一次部分设计课题来源模拟主要内容一 设计原始资料为满足乡镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发规划，拟建设一座22011010kV的区域性降压变电所。220kV以双回路与60km外的系统相连。系统最大方式的容量为3800MVA，相应的系统电抗为0.53；系统最小的方式为2800MVA，相应的系统电抗为0.602，（以系统容量及电压为基准的标幺值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5750h.220kV另有负荷出线2回，每回出线功率100MVA；110K

8、V架空线4回，2回输送距离30km,每回输送功率60MVA；2回输送距离20km，每回输送功率50MVA；10kV电压级，电缆出线2回，输送距离5km，每回输送功率3MW；架空输电线3回，输送距离7km,每回输送功率4MW。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摄氏度。二设计内容1. 变电站主变压器台数及容量的选择由任务书中给出的新建变电站的性质和规模，针对变电站的作用和地位，对待建变电站的必要性和可行性进行进一步分析，论述。220kV回路数，负荷数据，参考有关文献资料，主要负荷的行业性质，特点，负荷等级，及其对供电可靠性的要求进行分析，综合和计算，为主变压器选择及接线

9、方式的设计准备必要的资料。根据电气设计手册及变电设备合理选择运行对主变的要求，可以确定主变压器的台数，容量，变压器型号也就确定了。2.各电压级接线方案的确定主变压器台数、型式、容量确定之后，变电站电气主接线的框架就已确定，这时，可进行各电压等级接线方式的设计。每个电压等级可分别拟定出2个初步方案，进行比较，主要是进行上述的技术方面的可靠性、灵活性和方便性比较，然后分别得出各电压等级的最佳接线方式。在比较小的用电等级接线方式设计中，可粗略估计其短路电流，确定是否限制短路电流措施。在主接线设计中，认真学习和回顾有关专业课程内容，深入研究有关设计技术规范、规程、必要时，有些规程的有关条款要摘抄到说明

10、书中来。设计结果要符合规程规定。3. 主要电气设备的选择.断路器和隔离开关的选择断路器和隔离开关的型式选择要根据电压等级、安装地点、对系统稳定运行的影响等因素决定。 断路器选择校验内容：（1）选择类型；（2）选择额定电压；（3）选择额定电流；（4）校验切断能力；（5）校验热稳定性；（6）校验动稳定性。隔离开关的选择校验内容：（1）选择类型；（2）选择额定电压；（3）选择额定电流；（4）校验热稳定性；（5）校验动稳定性。 .电压互感器的选择电压互感器的选择内容：（1）根据安装地点和用途，选择电压互感器的型号、台数；（2）确定额定电压；（3）根据额定电压，确定接线方式和准确级。 .电流互感器的选择

11、 电流互感器的选择内容：（1）选择类型；（2）选择额定电压；（3）选择额定电流；（4）校验动稳定性；（5）校验热稳定性；（6）在施工阶段，需要校验准确级。 .避雷器的选择避雷器的选择内容：（1）选择避雷器型号；（2）选择额定电压；（3）校验最大允许电压；（4）校验工频放电电压。 .高压熔断器的选择高压熔断器只适用于35kV及以下电压等级，较广泛地用于高压输电线路、变压器和电流互感器等设备过载及短路保护。它的选择内容：（1）选择型式种类；（2）选择额定电压；（3）选择额定电流；（4）选择开断电流。4.硬母线及其软导体的选择硬导体包括矩形、槽形和管形等，软导体指钢芯铝绞线。对于年最大负荷利用小时数

12、较大，距离长、传输容量大的回路（如发电机引出线回路变压器引出线回路），一般按经济电流密度选择截面，其它短导体按长期发热允许电流选择截面。一般原则如下.按长期发热允许电流选择截面； .按经济电流密度选择截面； .按电晕电压校验（对110kV及以上电压的母线进行校验）；.在三相短路状态下，进行热稳定和动稳定校验。5.无功补偿方案确定配电网合理的无功补偿，可以有效的维持系统的电压水平，降低有功网损，提高网络输送容量，减少发电费用。采用两种无功补偿方式，并对其进行技术经济比较，分析它们各自的优缺点，寻求其中配电网无功补偿的最优方案。三重点研究问题1.电气主接线方案的设计，要求方案应合理，主接线方案论证

13、与比较不能少于两个方案；2.短路电流及电气设备选择计算方法。采取的主要技术路线或方法 在发电厂和变电所中，发电机，变压器，断路器，隔离开关，电流电压互感器，避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能的生产、汇集和分配的电气主回路。这个电气主回路被称为电气一次系统，又叫电气主接线。电气主接线必须满足可靠性，灵活性和经济性三项基本要求。其设计方案由以下五方面：1. 负荷分析2. 变压器配置方案的确定3. 各电压级接线方式的确定4. 短路电流计算5. 主要电气设备的选择 预期的成果及形式一 设计说明书：主要内容包括电站主变压器台数、容量选择及计算结果，变电站各电压侧主接线

14、分析论证及结果，变电站短路电流的计算，电气设备的选择、校验，变电站无功补偿容量计算。要求字数在10000-15000字，论文格式参照XXX关于本科毕业设计论文格式要求；二设计计算书：短路电流计算，电气设备选择校验计算，变电站无功补偿容量计算；三 绘图：变电站主接线图（CAD出图A3和A1各1张），变电站断面图（CAD出图A31张）。变电站继电保护图（CAD出图A31张）时间安排本次设计的时间共12周，各部分设计内容的时间安排大致如下：（1）图书馆查找资料，熟悉设计题目 1周（2）变电站电气主接线设计 1周（3）短路电流计算 1周（4）电气设备选择 2周（5）绘图 2周（6）整理说明书、计算书

15、1周（7）外文文献翻译 1周（8）答辩 1周指导教师意见签 名：年 月 日备注设计参考资料1范锡普主编 发电厂电气部分（第二版） 水利电力出版社 19952西北电力设计院 电力工程电气一次设计手册 水利电力出版社 19893西北电力设计院 电力工程电气二次设计手册 水利电力出版社 19894陈珩主编 电力系统稳态分析 中国电力出版社 19985李光琦主编 电力系统暂态分析 中国电力出版社 20026贺家李 宋从矩 合编 电力系统继电保护 中国电力出版社 2003摘 要本说明书以220kV地区变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设计（一次部分）的全过程。本文通过对拟建变电站的概括以

16、及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了220kV，110kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型。设计中也配置了避雷器及继电保护装置，无功补偿方案设计，较为详细地完成了电力系统中变电站设计。限于毕业设计的具体要求和设计时间的限制，本毕业设计只对变电站电气一次部分做了较为详细的理论设计，而对其电气二次部分并没有详细涉及，这有待于在今后的学习和工

17、作中进行研究。关键词：变电站 短路电流 电气设备 继电保护装置 无功补偿ABSTRACTThe statement about the 220kv transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring desi

18、gn stations, short circuit current calculations, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, design over-voltage protection and mine devices , design general electric graphic and distribution devices flood,

19、 and without power compensation. Lastly,completed substation design in power system. Limited to the specific design requirements and design time of constraints, The design only is a part of the electrical transformer stations, and its second part did not involve, which research it in future study an

20、d work. KEY WORDS: Substation, Short circuit currents, electrical equipment, relay protection devices，Without power compensation目 录摘 要IABSTRACTII设计说明书11 电气主接线设计11.1 概述11.2 电气主接线的基本要求11.3 主接线的接线方式选择22 主变压器容量、台数及形式的选择62.1 概述62.2 主变压器台数的选择62.3 主变压器容量的选择62.4 主变压器型式的选择73 短路电流计算93.1 概述93.2 短路电流计算的目的93.3 短

21、路电流计算的一般规定93.4 短路电流计算的内容103.5 短路电流计算的步骤104 电气设备的选择114.1概述114.2 断路器的选择134.3 隔离开关的选择144.4 互感器的选择144.5 熔断器的选择174.6 母线及出线的选择184.7 支柱绝缘子及穿墙套管的选择205 配电装置235.1 概述235.2 配电装置的基本要求235.3 配电装置的设计原则235.4 各电压等级配电装置设计246 防雷保护的设计266.1 概述266.2 避雷器的技术参数266.3 避雷器的配置原则267 继电保护配置规划287.1 概述287.2 变压器的保护287.3 线路的保护298 无功补偿

22、308.1 概述308.2 提高功率因数的意义308.3 补偿装置的确定309 主变容量的确定计算3210 短路计算3310.1 三相短路计算3310.2 两相短路计算3611 电气设备选择计算3811.1 断路器选择计算3811.2 隔离开关选择计算4111.3 互感器选择计算4311.4 220、110kV主母线及出线的选择计算4411.5 10kV母线及出线的选择计算4711.6 支持绝缘子及穿墙套管的选择5112 避雷器的选择计算5312.1 220kV避雷器选择计算5312.2 110kV避雷器选择计算5312.3 10kV避雷器选择计算5313 无功补偿55致谢56参考文献57附录

23、一：文献翻译58附录二：电气主接线图66附录三：110KV侧断面图66附录四：继电保护配置图66设计说明书 1 电气主接线设计1.1 概述变电站电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电站的性质，选择出一种与变电站在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电站的电气主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电站内的变压器、各电压等级的线路 、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电站内各种电气设备之间的连接方式。变电站电气主接线设计是依据变电站的最高电压等级和变电站的性质，选择出一种与变电站在系统中的地位和作用相适应的接线方式。一个变电站的电气主接线包括高压侧、中压侧、低

24、压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。我国变电所设计技术规程SDJ2-79规定：变电站的主接线应根据变电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。1.2 电气主接线的基本要求（1） 可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的具体要求： 断路器检修时，不宜影响对系统的供电； 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，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电

25、； 尽量避免变电所全部停运的可靠性。（2） 灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求； 为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电； 为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。（3） 经济性：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。 投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器

26、、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器； 占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布 置。 电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。1.3 主接线的接线方式选择表1-3-1 主接线方案方案220kV110kV10kV主变台数方案一双母线单母线分段单母线分段2方案二双母线单母线分段兼旁路单母线分段兼旁路2（1）

27、单母线分段优点:母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源;一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作.缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作.适用范围： 610kV 配电装置出线回路数为6回及以上 3563kV 配电装置出线回路数为48回 110220kV 配电装置出线回路为34回（3） 单母分段带旁路母线为了保证单母线分段接线在断路器检修或调试保护装置时，不中断对用户的供电，需增设旁路母线。对于110220kV线路，输送距离远，输送功

28、率大，停电影响面大，一般可装设旁路母线。这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35110kV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性（4） 双母线接线优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便.缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电，造价高。适用范围： 610kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时 3563kV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 110220kV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110220kV配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上。方案

29、一图1-3-1方案一的接线特点：（1） 220kV采用双母线接线方式，供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便.（2） 110kV及10kV侧采用单母分段接线，母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源;一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作.方案二图1-3-2方案二的接线特点：（1） 220kV采用双母线接线方式，供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便.（2） 110kV及10kV侧采用单母分段兼旁路接线，并设专用

30、的旁路断路器，其经济性相对来是提高了，但是保证了各段出线断路器检修和事故不致影响供电的情况下，而且也不会破单母运行的特性，继电保护也比较容易配合，相对来可靠性即提高了。综观以上两种方案的比较，方案二的可靠性较高，但方案二相对投资较大且设备多接线复杂。而方案一接线简单，设备少，投资也小，由设计任务书的原始资料及经济性，供电可靠性等要求将方案一定为最终的选择方案。2 主变压器容量、台数及形式的选择2.1 概述主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的选择除依据基础材料外，主要取决与输送功率的大小、与系统联系的紧密程度、运行方式等因素，并至少要考虑510年规划负荷的发展需要。如果主变

31、压器容量造的过大，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；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此要合理选择变压器的容量和台数。2.2 主变压器台数的选择为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电站中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电站的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较

32、小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电站的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。2.3 主变压器容量的选择主变容量一般按变电站建成近期负荷，510年规划负荷选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电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站，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电站，当一台主

33、变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%80%。该变电站是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电站的总装容量为：se = 2（0.7PM） = 1.4PM。当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220kV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220kV侧引进。其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量为：Se = 0.7（S+S）。2.4 主变压器型式的选择（1） 相数的确定 容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kV及以下电力系统中，

34、一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。（2） 绕组数与结构的确定在具有三种电压等级的变电站，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。当中性点接地方式允许是则应采用自耦变压器。对深入引进负荷中心，具有直接从高压降为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操

35、作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。（3） 绕组接线组别的确定变压器三绕组的接线组别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有星形“Y”和三角形“D”。在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素。根据以上原则，主变一般是Y，D11常规接线。（4） 调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。通常，对于220kV及以上的降压变压器也仅在

36、电网电压有较大变化的情况时使用有载调压，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况定。（5） 冷却方式主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择强迫油循环风冷却。表2-4-1 SFPS7-180000/220的变压器参数型号SFPS7-180000/220联接组标号YN，yn，d11空载电流%0.7空载损耗(KW)178额定电压(KV)高压中压低压22022.5%12

37、110.5额定容量MVA18018090阻抗电压高中高低中低14237F：风冷却P：强迫油循环S：三绕组7：性能水平号180000：额定容量220：电压等级3 短路电流计算3.1 概述在电力系的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。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

38、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。3.2 短路电流计算的目的（1） 电气主接线的比较与选择。（2） 选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求。（3） 为继电保护的设计以及调试提供依据。（4） 评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施。（5） 分析计算送电线路对通讯设施的影响。3.3 短路电流计算的一般规定（1） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。（2）

39、所有电源的电动势相位角相同。（3） 验算导体和电器动稳定、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发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，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。（4） 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。（5） 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。（6） 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。3.4 短路

40、电流计算的内容（1） 短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。（2） 短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。（3） 短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的 。3.5 短路电流计算的步骤（1） 计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；（2） 给系统制订等值网络图；（3） 选择短路点；（4） 对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值

41、： = 有名值： = （5） 计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：S = 短路电流冲击值： = 2.55（6） 列出短路电流计算结果具体短路电流计算见计算说明书表3-5-1 短路电流计算结果K1K2K3三相短路6.96kA6.68kA53.91kA两相短路4.99kA5.23kA44.1kA4 电气设备的选择4.1概述导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适

42、当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。尽管电力系统中各种设备的工作和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验人稳定和动稳定。4.1.1 选择的一般原则（1） 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。（2） 应按当地环境条件校核。（3） 应力求技术先进和经济合理。（4） 与整个工程的建设标准应协调一致。（5） 同类设备应尽量减少品种。（6） 选用的新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。4.1.2 选择的技术条件（1） 按正常工作条件选择导体和电气

43、 额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压 ，故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。因此，在电气设备中一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网的额定电压的条件选择。即： 额定电流电气设备的额定电流是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即: 环境条件对设备选择的影响当周围环境温度Q和导体额定环境温度Q 0不等时，其长期允许电流Q可按下式修正： Q = = K基中K 修正系数 导体或电气设备正常发热允许最高温度我国目前生产的电气设备的额定环境温度= 40，裸导体的额定环境温度为+25。（2）按短路状态校验 校验的一