课程设计论文220kV常熟变电所初步设计.doc

《课程设计论文220kV常熟变电所初步设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计论文220kV常熟变电所初步设计.doc（76页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、220kV 常熟变电所初步设计 作 者 所在单位 电气工程及自动化 指导教师 目 录课程设计任务书3摘 要6第1章 引言71.1 变电站的重要性71.2原始资料简要分析7第2章 电气主接线的设计92.1 电气主接线设计概述92.2 主接线的基本接线形式及其特点112.3 电气主接线的确定13第3章 主变压器的选择153.1 主变压器台数和容量的确定153.2 主变压器型式的选择163.3主变压器的选择结果17第4章 短路电流计算184.1 电路各元件参数标幺值的计算184.2 三相短路电流计算20第5章 导体和电气设备的选择265.1 断路器和隔离开关的选择275.2 电流互感器的选择375.

2、3 电压互感器的选择435.4导体的选择与校验455.5互感器在主接线中的配置52第6章 高压配电系统及配电装置设计546.1 配电装置的要求546.2 配电装置的分类556.3 配电装置的应用556.4 配电装置的设计要求及步骤566.5 屋内配电装置的布置原则576.6 本设计中配电装置的确定59第7章 所用电的设计617.1 所用电源数量及容量617.2 所用电源引接方式62第8章 防雷和接地设计648.1 防雷设计648.2 接地设计70第9章 保护配置729.1 变压器的保护配置729.2 母线的保护配置73第10章 总结74参考文献75附图（主接线）76附图（35kV开关柜）77课

3、程设计任务书题目：220KV常熟变电所初步设计（部分内容）学生姓名： 闻枫 学号：21070326设计时间：2011年 1 月 5 日至2011年 1月 20 日 指导老师： 唐小波一、原始资料1、 简化的220KV系统结构参数（远景1998年） 2、线路数及负荷（1） 220KV线路远景六回（望亭，苏南500KV变，沙洲，苏州和昆山，卫东）。主母线最大穿越功率为268MVA。（2） 110KV线路远景六回（沙溪，梅李，苏州，大义，太仓和备用1回），一路出线的最大负荷为39MW。1998年本侧最大负荷为111MW，负荷功率因数平均为0.85。 本侧系统等值电抗为0.1。（3） 35KV出线远景

4、共8回（白茆，梅李，北门，地机，国棉，化肥厂，练塘，常熟），本侧总负荷为50.5MW，一路出线的最大负荷为10.1MW，负荷功率因数平均为0.85。 静止无功补偿二组30MVAR。35KV线路总长158KM，电缆总长为150M。3、 变电所出线方向：220KV向东，110KV向南，35KV向西。4、 经过规划得工程选所的技术经济比较，所址选在常熟南门的郊区，距市区约1KM左右，该所址接近负荷中心，便于各级电压线路的引入和引出，离220KV望卫线近，便于开断环入。所址位于虞山镇近郊，沪虞宜公路之南，苏虞公路之东，交通运输方便。该区地势平坦，地耐力较高，具有适宜的地质条件，且环境条件也较好，为非污

5、秽区。所址标高在百年一遇的洪水位之上。离市区近，生产和生活用水方便，职工生活也方便。介所址处在高产良田区。 本所有220KV，110KV，35KV三个电压等级，它东连卫东，南连望亭、苏州，西连沙洲，并接入500KV苏南变电所，汇集系统中多个电源，同时它还承担常熟市和昆山，太仓地区逐年增长的部分负荷的供电，地位重要，为220KV枢纽变电所。5、 所用负荷经统计如下：动力负荷：171KW；照明负荷：61KW；加热电源：20KW。6、 环境条件（1） 所址当地年最高温度 38.2oC 年最低温度 -11.3oC 年平均最高温度 19.6oC 年平均最低温度 12.1oC 历年平均温度 15.4oC

6、最热月（7月）平均 28.0oC 最冷月（1月）平均 2.7oC（2） 所址高程平均在1.8米左右（黄海高程系）（3） 当地雷暴日数：历年平均 35.1，最多年 55（1963）（4） 日照：历年平均日照时数：2187.3 平均日照百分率：49%（5） 风：历年全年主导风向：东北，东南 夏季主导风向：东南 冬季主导风向：西北 平均风速：3.7米/秒 十分钟平均最大风速：29.0米/秒（1961） 瞬时最大风速：30米/秒（1977）（6） 其他从略。7、 年最大负荷利用小时数Tmax=5400小时。二、设计任务1、 主变台数、容量及型式的选择。2、 电气主接线方案的确定。3、 短路电流计算。4

7、、 主要电气设备选择。5、 配电装置布置型式的确定。6、 电气总平面方案确定（以框图方式，不按比例尺寸）。7、 某一电压侧一个间隔断面图。三、设计成果1、 设计说明书和计算书。2、 图纸：（1） 电气主接线图1张。（2） 电气总平面布置示意性框图。（3） 某一电压侧某一间隔断面图。四、参考文献资料1、 发电厂电气部分（统编教材）华中工学院主编2、 发电厂电气部分课程设计参考资料 天津大学 黄纯华编3、 电力工程设计手册（第一册）西北及东北电力设计院编4、 电力工程电气设计手册 电气一次部分 水利电力部西北电力设计院编摘 要变电所是电力系统的重要的组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行

8、，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。电力主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系这全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定型因素。这次毕业设计，是在课程理论知识学习完成后的一次实践性设计，使基础知识与实际操作紧密联系。本次课程设计内容为对220kV常熟变电所的初步设计。主要介绍了220kV变电所电气一次部分的设计内容和设计方法。设计的内容包括220kV变电所的电气主接线的选择，主变压器、所用变压器的选择，母线、断路器和隔离开关的选择，互感器的配置等。此外还进行了部分器件的保护配置和防雷保护的简要概述。关键

9、词：变电站 主接线 第1章 引言1.1 变电站的重要性变电站是电力系统的重要组成部分，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，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。变电站按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电站容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电站；按供电对象的差异可以分为城镇变电站、工业变电站和农业变电站；按变电站在电力系统中的地位分为枢纽变电站、中间变电站、地区变电站和终端变电站；按电压等级可以分为超高压、高压、中压变电站和低压变电站；按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电站，无人值班变电站等。变电站的电气设备可划分为一次设备和二次设备两大类。一次设备是直接进

10、行电能生产转换和输配的设备，包括同步发电机、电力变压器、电动机、断路器、负荷开关、隔离开关、避雷器、互感器、消弧线圈、补偿电容器或调相机等，都是电压高、电流大的强电设备，它们的安全可靠性是变电站最关心的头等大事。二次设备是对一次设备和系统进行检测、控制、调节、保护并与上级有关部门和电力用户进行联络通信的有关设备，主要包括各种继电保护装置和自动装置，测量与监控设备、直流电源和远动通信设备等。变电站是电力系统的一个重要环节,由电气设备及配电线路按一定的接线方式所组成；它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，将电能安全、可靠、经济地送到每一个用电设备的装设场所，并利用电气控制设备来

11、决定用电设备的运行状态，最终使电能为国民经济和人民生活发挥巨大的作用。变电站的设计应根据工程的年发展规划进行，做到远近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。变电站的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案；必须坚持节约用地的原则；同时还应符合现行的国家有关标准和规范的规定。1.2 原始资料简要分析1、 建设规模：电压等级为220/110/38.5kV 待建变电所地位为220kV枢纽变电所。 2、220kV进出线六回，110kV进出线六回，35kV进出线八回。3、本设计中各级电压侧年最大负荷利用

12、小时数为： 220kV侧 Tmax=5400小时/年 110kV侧 Tmax=5400小时/年 35kV 侧 Tmax=5400小时/年根据以上年最大负荷利用小时数，可查表得出导体经济电流密度，进而按照经济电流密度进行母线截面的选择。 4、所址概述：该变电所地势较平，地耐力较高，环境条件较好，交通便利，出线走廊开阔，地该所接近负荷中心，区域稳定可满足建所要求，离市区近，生产和生活方便。5、所用负荷有：主控制室照明、主建筑物和辅助建筑物照明等为61kW，加热电源20kW，锅炉动力、检修间动力、主变冷却装置动力等为171kW。 根据以上所用负荷，可确定所用电设计的相关情况，如对所用变压器和所用主接

13、线进行设计。 第2章 电气主接线的设计发电厂和变电所的电气主接线是指由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产、汇集和分配电能的电路。电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护配置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。2.1 电气主接线设计概述2.1.1 对电气主接线的基本要求 电气主接线的基本要求：（1）电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。对三类负荷以一个电源供电即可。对一类负荷和二类负荷占大多数的用户应由两

14、个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能保证向重要负荷供电。（2）电气主接线应具有一定得灵活性和方便性，以适应电气装置的各种运行状态。不仅要求在正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。（3）电气主接线应在满足上述要求的前提下，尽可能经济。应尽量减少设备投资费用和运行费用，并尽量减少占地面积，同时注意搬迁费用、安装费用和外汇费用。（4）具有发展和扩建的可能性。电气主接线在设计时应尽量留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段

15、施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过渡方案的实施。2.1.2 变电所电气主接线的设计原则变电所主接线的设计必须满足上述四个基本要求，以设计任务书为依据，以国家经济建设方针、政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点，准确地掌握基础资料，做到既要技术先进，又要经济实用。我国变电所设计技术规程对主接线设计作了如下规定：在满足运行要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器较少的或不用断路器的接线。在110220kv变电所中，当出线为2回时，一般采用桥型接线；当出线不超过4回时，一般采用单母线分段接线；当枢纽变电所的出线在4回及以上时，一般采用双母线。在35kv变电所中，

16、当出线为2回时，一般采用桥型接线；当出线为2回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线。出线回路数和电源数较多的污秽环境中的变电所，可采用双母线接线。在610kv变电所中，一般采用单母线接线或单母线分段接线。旁路设施可按主接线基本形式中所述的情况设置。2.1.3 电气主接线的设计步骤电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，经历可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度，广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。1、 对原始资料进行综合分析（1）变电所的情况，包括变电所的类型，在电力系统中的地位和作用，

17、近期及远景规划容量，近期和远景与电力系统的连接方式和各级电压中性点接地方式、最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。（2）负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。电力负荷的原始资料室设计主接线的基础数据，应在电力负荷预测的基础上确定，其准确性直接影响主接线的设计质量。（3）环境条件，包括当地的气温、湿度、污秽、覆冰、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素。这些对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响，必须予以重视；此外，对重型设备的运输，也应充分考虑。（4）设备情况。为使所设计的主接线可行，必须对各主要电器的性能、制造能力、供货情况和价格等资料汇集并进行分

18、析比较，保证设计具有先进性、经济性和可行性。2、 确定主变压器的容量和台数变电所主变压器的容量，一般应按510年规划负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定。对重要变电所，应考虑当1台主变压器停运时，其余变压器容量在记及过负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电；对一般性变电所，当1台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70至80。变电所主变压器的台数，对于枢纽变电所在中、低压侧已形成环网的情况下，以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器，以提高供电可靠性。3、 主接线方案的拟定与选择根据设计任务书的要求，在原始资料

19、分析的基础上，根据对电源盒出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等，可拟定出若干个主接线方案。依据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留23个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，在进行经济比较。对于在系统中占有重要地位的大容量变电所的主接线，还应进行可靠性定量分析计算比较，最终确定出在技术上合理、经济上可行的最终方案。4、所用电源的引接确定所用电源的引接方式。5、 短路电流计算和主要电气选择对所选的电气主接线进行短路电流计算，并选择合理的电气设备。6、绘制电气主接线图对最终确定的主接线，按工程要求绘制工程图。2.2 主接线的基本接线形式及其特点电气

20、主接线的型式是多种多样的，按有无母线可分为有母线型的主接线和无母线型的主接线两大类。2.2.1 有母线型的电气主接线1、单母线接线及单母线分段接线（1）单母线接线单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。单母接线的优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便和采用成套配电装置。缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就成了全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只

21、能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况： 610kV配电装置的出线回路数不超过5回； 3563kV配电装置的出线回路数不超过3回； 110220kV配电装置的出线回路数不超过两回。（2）单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完

22、成即可恢复供电。单母线分段接线的缺点是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。（3）单母线带旁路母线的接线为了检修出线断路器，但不中断对该出线的供电，可增设旁路母线。当检修电源回路断路器期间不允许断开电源时，旁路母线还可以与电源回路连接，此时还需在电源回路加装旁路隔离开关。有了旁路母线，提高了供电的可靠性，但旁路系统造价昂贵，同时使配电装置运行复杂化，另外检修母线或母线故障期间中断供电。2、双母线接线及分段接线（1）双母线接线双母接线有两组母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都

23、装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。由于有了两组母线，时运行的可靠性和灵活性大为提高。其优点主要有：检修母线时不影响正常供电； 检修任一组母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属回路和与此隔离开关相连的该组母线，其他回路均可通过另一组母线继续运行； 工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电； 检修任一出线断路器时，可用母联断路器代替检修的断路器，回路只需短时停电； 调度灵活； 扩建方便等特点。 缺点:在倒母线的操作过程中，隔离开关作为操作电器，容易发生误操作； 检修任一回路的断路器或母线故障时，仍将短时停电； 所使用的设备多（

24、母线隔离开关的数目多），并且使配电装置结构复杂，所以经济性能差。（2）双母线分段接线为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母线分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。这种接线具有单母线分段和双母线的特点，较双母线接线具有更高的可靠性和灵活性。正常运行时工作母线工作，备用母线不工作，它是单母线分段接线方式，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路倒至备用母线上，即可恢复供

25、电，这样，只是部分短时停电，而不必短期停电，仍是单母线分段运行方式。双母线分段接线主要用于大容量进出线较多的配电装置中，如220KV进出线达1014回时，就可采用双母线三分段的接线。在330500KV的配电装置中，也有采用双母线四分段的。（3）双母线带旁路母线的接线为了不停电检修出线断路器，双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这种接线运行操作方便，不影响双母线正常运行，但多装了一组断路器和隔离开关，增加了投资和配电装置的占地面积，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。2.2.2 无母线型的电气主接线无母线

26、型的电气主接线在电源与引出线之间或接线中各元件之间没有母线连接，常用的有桥型接线、多角形接线和单元接线。1、桥型接线适用于仅有两台变压器和两条引出线的发电厂和变电所中。因此，它不适合本设计中对主接线进出线的要求。2、多角形接线没有集中地母线，相当于将单母线用断路器按电源和引出线的数目分段，且连接成环形的接线。这种接线一般适用于最终规模已确定的110kV及以上的配电装置中，且以不超过六角形为宜。多角形接线的缺点之一就是扩建困难，因此，此接线型式亦不适合本设计的要求。3、单元接线一般适用于只有一台变压器和一回线路时的小容量终端变电所和小容量的农村变电所，因此，此接线也不适合本设计的要求。2.3 电

27、气主接线的选择根据对原始资料的分析以及对主接线的认识，现列出以下主接线方案。220KV、110KV侧侧双母线带旁路母线接线，35KV侧单母线分段接线。方案主接线的草图如图所示：注：图中器件和进出线等并未画全，只是对变电所的主接线进行大概的选择，已进行短路计算和器件的选择，详图见图纸。第3章 主变压器的选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。3.1 主变压器台数和容量的确定3.1.1 主变压器台数的确定 主变压器的台数

28、选择原则为：（1）对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。（3）对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。根据以上主变压器台数的选择原则以及本设计的要求，该变电所装设两台主变压器。3.1.2 主变压器容量的选择 1、主变压器容量的确定原则（1）主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主

29、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负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。（3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。 2、本变电所主变压器容量的确定 110kV侧： 35kV侧： 考虑线路线损(1.05)，同时系数(0.9)时的容量: 考虑一台主变停运时，其余变压器的容量应保证全负荷，确定单台变压器的额定容量： 3.2 主变压器型式的选择3.2.1 主变压器相数的的选择选择主变压器的相数，需考虑如下原则：

30、1、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。2、当发电厂与系统连接的电压为500KV时，已经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升压到500KV的，宜选用三相变压器。3、对于500KV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。在

31、发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。对于容量、阻抗、电压等技术参数相同的两台或多台主变压器，首先应考虑共用一台备用相。备用相是否需要采用隔离开关和切换母线与工作相相连接，可根据备用相在替代工作相的投入过程中，是否允许较长时间停电和变电所的布置条件等工程具体情况确定之。根据以上选择原则以及原始资料分析，本变电站选用三相变压器作为主变压器。3.2.2绕组数量和连接方式的选择在具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器。变压器绕组的连接方式必

32、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方式只有丫和，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组多采用丫连接；35KV亦采用丫连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压，变压器绕组多采用连接。由于35KV采用丫连接方式，与220、110系统的线电压相位角为0，这样当变压变比为220/110/35KV，高、中压为自耦连接时，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星接线的变压器，全国投运这类变压器约4050台。本设计中变电所具有三种电压等级，即220kV、110kV和35kV，需选用三绕组变压器，变压

33、器绕组的连接方式为丫/丫/。3.3主变压器的选择结果查电力工程电气设备手册：电气一次部分，选定变压器的额定容量为120MVA。这里选择三绕组变压器，所选变压器的技术参数如下所示：型号：SFPS7-120000/220额定容量(kVA)：120000额定电压（kV）: 高压22022.5%42.5% ；中压121 ；低压38.5连接组标号：YN/y0/d11空载损耗(kW)：129负载损耗(kW）：高-中：477；高-低：150；中-低：102阻抗电压（%）： 高-中：14；高-低：23；中-低：7.2空载电流（%）：0.5 所以选择两台SFPS7-120000/220 型变压器为主变压器。第4

34、章 短路电流计算高压短路电流计算一般只计及各元件（即发电机、变压器、电抗器、线路等）的电抗，采用标幺值计算。在为选择电气设备而进行的短路电流计算中，如果系统阻抗（即等值电源阻抗）不超过短路回路总阻抗的5%10%，就可以不考虑系统阻抗，将系统作为“无限大”电力系统处理，按这种假设所求得的短路电流虽较实际值偏大一些，但不会引起显著误差以致影响所选电气设备的型式。另外，由于按无限大电力系统计算得到的短路电流是电气装置所通过的最大短路电流，因此，在初步估算装置通过的最大短路电流或缺乏必需的系统参数时，都可认为短路回路所接的电源容量是无限大电力系统。由于在本设计的原始资料中未提及220kV系统、110k

35、V系统的电源容量和等值电源内阻抗，因此，可近似将系统看作无限大电源系统。4.1 电路各元件参数标幺值的计算1、主变压器的各绕组电抗标幺值计算如下：取，则2、系统的综合电抗标幺值计算：220kV侧： 110kV侧： 变电所简化电路图如下图所示：4.2 三相短路电流计算4.2.1 220KV母线发生三相短路时的短路电流计算：系统的等效电路图简化过程如图所示。 （a） (b) (c) (d)(e)因为是无限大电源容量系统，所以次暂态短路电流为：有名值为：冲击电流瞬时值：短路电流的最大有效值：短路容量：4.2.2 110KV母线发生三相短路时的短路电流计算：等效电路图简化过程如图所示。 （a） (b)

36、因为是无限大电源容量系统，所以次暂态短路电流为：冲击电流瞬时值：短路电流的最大有效值：短路容量：4.2.3 35KV母线发生三相短路时的短路电流计算：等效电路图简化过程如图所示。 （a） （b） (c) (d)冲击电流：短路电流的最大有效值：短路容量：短路电流计算结果列表于下：短路点基准电压(kV)短路电流(kA)冲击电流(kA)短路容量(MVA)220kV母线23025.1064.0110000110kV母线11512.2431.22243935kV母线3720.8053.041333第5章 导体和电气设备的选择正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选

37、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，并注意节省投资，选择合适的电气设备。尽管电力系统中各种电器的作用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确是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。本设计中，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择。电气设备选择的一般原则：（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）

38、同类设备应尽量减少品种；（6）扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；（7）选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。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、过电流的情况下保持正常运行。同时，所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。各种高压设备的一般技术条件如下表所示：序号电器名称额定电 压（kA）额定电 流(A额定容 量(kVA)机械荷 载(N)额定开断电流(kA)短路稳定性绝缘水平热稳定动稳定1断路器2隔离开关3组合电器4负荷开关5熔断器6电流互感器7电压互感器8电抗器9消弧线圈10避雷器11封闭电器12穿墙套管13绝缘子5.1 断路器和隔离开关

39、的选择断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并在经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，现一般选用真空、SF6、少油和压缩空气等断路器作为10kV220kV的开关电器。 项目额定电压额定电流开断电流额定关合电流热稳定动稳定高压断路器隔离开关同样，隔离开关的选择校验条件与断路器相同，其型式应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合技术经济比较后确定。5.1.1 220kV主变、出线侧1、主变断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流 具体选择及校验过程如下：（1）额定电压选择：（2）额定电流选择：（3）额定开断电流选择：

40、选择LW6220/2500，其技术参数如下表：型号额定工作电压(kV)最高工作电压(kV)额定电流（A）额定开断电流（kA）额定关合电流（峰值）（kA）4s热稳定电流（kA）额定动稳定电流（峰值）（kA）额定开断时间(s)固有分闸时间(s)LW6-220/2500220252250040100401000.060.036（4）热稳定校验：It2t Qk 设主保护和后备保护的动作时间为0s和1.5s 。 热稳定电流计算时间： 因为是无限大电源系统，所以 可知 It2t ，满足热稳定校验。（5）动稳定校验：因为,所以满足动稳定校验。具体参数如下表：计算数据LW6220/2500220kV220kV

41、330.66A2500A25.10kA40 kA64.01kA100 kA982.82640064.01kA100 kA由表可知，所选断路器满足要求。2、出线断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流： 由上表可知LW6220/2500同样满足出线断路器的选择。其热稳定、动稳定校验计算与主变侧相同。其具体参数如下表：计算数据LW6220/2500220kV220kV629.84A2500A25.10kA40 kA64.01kA100 kA982.82640064.01kA100 kA由表可知，所选断路器满足选择要求。3、主变侧隔离开关的选择与校验过程如下：（1）额定电压选择：（2）额定电流选择：选择GW6220D/2000，其技术参数如下表：型号额定电压kV额定电流A3s热稳定电流（kA）