110kV变电所工程电气部分初步设计.doc

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1、 设计（论文）专用纸毕业设计（论文）题 目：110kV 变电所工程电气部分设计题目类型：工程设计型学 院：电力工程学院专 业：电力系统自动化专业年 级：德宏师专2009级学生姓名： 郭毕寒（20090638118）指导教师：朱 建 平 日 期：2012年5月 6月教务处制毕业设计（论文）任务书 电力工程 学院 电力系统自动化 专业 德宏师专2009 级学生姓名： 郭毕寒 学 号： 18 毕业设计（论文）题目： 110kV变电所工程电气部分初步设计 毕业设计（论文）内容：1、设计参数：序号类 型电压进出线数高压侧 推荐接线所用负电源Tmax母线短路kV荷 kVA距离 km容量 MVA18中间变1

2、104单母分段2004544002050序号10kV总负荷距离km电缆数距离km同时率cosj出线数有功 MW无功 MVAR181655.324.1525.20.840.92、设计自然条件：海拔 1000m ， 本地区污秽等级2级，地震裂度 6级，最高气温 31C，最低气温 -3C，平均温度 17C，最大风速20m/s，其他条件不限。3、设计任务：待设计变电所题目分析；变电所电气主接线方案优化设计，绘制电气主接线图；变电所所用电接线优化设计；短路电流计算；变电所主要导体和电气设备选择设计；变电所高压配电装置设计，绘制配电装置平面布置图、断面图；*变电所过电压保护及防雷规划设计，绘制直击雷保护范

3、围图；*变电所仪表与继电保护配置规划设计，绘制保护配置图；编制设计说明书（含计算书）。专题（子课题）题目： 无 内 容：无设计（论文）指导教师（签字）： 主 管 人（签字）： 2 0 1 2 年 0 5 月 0 5 日题 目：110kV变电所工程电气部分设计设计作者学 校：昆 明 理 工 大 学班 次：电力系统自动化技术2009级姓 名：郭毕寒指导教师单 位：昆 明 理 工 大 学姓 名：朱 建 平职 称：高级工程师目 录摘 要6前 言70-1毕业设计的意义70-2毕业设计任务要求、原始资料分析、完成计划7第一章变电站电气主接线优化设计111-1 主接线设计概述111-2 电气主接线的初步方案

4、选择设计131-3 电气主接线方案的经济技术比较171-4 最优电气主接线方案的确定191-5变电所主变和厂用变选择21第一章短路电流计算252-1 短路电流计算概述252-2 短路电流计算过程262-3 短路电流计算成果29第二章变电所导体和电气选择设计303-1导体和电器选择设计概述303-2导体的选择和校验313-3主要电器设备的选择和校验353-4无功补偿装置选择设计553-5导体和电器选择汇总56第三章屋外高压配电装置优化设计594-1高压配电装置概述594-2高压配电装置优化设计594-3高压配电装置平面布置和断面图65第四章防雷保护规划设计675-1 变压器过电压及防护分析675

5、-2 避雷器的配置规划与选择675-3 变电所避雷针配置规划及保护范围计算68第五章继电保护的配置规划设计726-1 继电保护的配置规划概述726-2 继电保护配置规划设计726-3 继电保护配置图绘制75结 论76设计总结与体会77谢 辞79参考文献80附 录81摘 要本次设计是根据指导教师所给的设计任务书及原始参数进行，通过对原始资料的详细分析，根据设计任务书的要求，从可靠性，灵活性，经济性，对电气主接线方案的进行了选择和经济技术比较，通过对短路电流计算的手算，对主要电气设备和导体进行了选择和校验，对配电装置进行的设计和选择，对变电站的防雷进行了设计，继电保护作了规划配置。最后绘制了电气主

6、接线图、继电保护配置图和避雷针保护范围图关键词：主接线分析、短路计算、设备选择、配电装置。前 言0-1毕业设计的意义 在近3年的学习后，最终我们进行了毕业设计。毕业设计是检验几年来所学专业知识的一个重要手段，在这短短的一个月的时间时，我利用所学到的专业知识，结合在电力系统工作的经验，对110kV中间变电站的电气主接线和配电装置进行了设计。1. 通过此次设计，巩固加深我对电气工程及其自动化专业3年学习的相关理论基础知识、基本技能和专业知识，使之系统化、综合化。2. 加强了我的独立工作思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能力和获取新知识的能力。3. 加强了我对文献检索与翻译、计算、绘图、实验

7、方法、数据处理、编辑、设计文件、使用规范化手册、规程等最基本的工作实践能力的培养。4. 通过毕业设计的训练，使我树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点；树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风。0-2毕业设计任务要求、原始资料分析、完成计划一、 设计任务要求（题目）变电所工程电气部分初步设计1. 分析设计任务（1） 阅读设计任务书、设计指导书、分析原始数据资料，明确设计任务，理解设计成果和要求。（2） 广范查阅检索有关设计技术资料、收集设计参考文献中规定的资料。2. 电气主接线设计电气主接线设计时，必须从全局出发，统筹兼顾，根据本变电所在系

8、统中的低位、进出线回路数、负荷情况、工程特点、周围环境条件等，确定合理的设计方案。3. 短路电流计算（1） 选择计算短路点。（2） 画等值网络（次暂态网络）图。（3） 化简等值网络。（4） 求计算电抗Xjs（5） 由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只做到Xjs=3.5）（6） 计算无限大容量（Xjs3）的电源供给的短路电流周期分量（7） 计算短路电流周期分量有名值和短路容量。（8） 计算短路电流冲击值。（9） 绘制短路电流计算结果表。4. 导体和电气设备的选择设计。按选择设计的一般规定，根据导体和电器设备的选择校验技术条件和设计计算要求，用前一步骤短路电流计算结果，选择

9、并校验导体和电器，绘制出电气设备选择汇总表。（1） 各级电压母线，各电气设备间的连接导体、电缆。（2） 高压开关电器（各回路的断路器、隔离开关、高压熔断器）;（3） 保护、测量用电流互感器；补偿电容器等；（4） 支柱绝缘子和穿墙套管、阻波器等。5. 高压配电装置设计依照有关设计手册及设计技术规程所规定的设计原则与要求，根据变电站的类型和总体布置，对选定的主接线方案进行高压配电装置设计。（1） 按地理位置设计高压配电装置的进、出线断路器、互感器及避雷器等各电气间隔的布置方案，绘出对应接线布置的各电气间隔配置方案示意图，布置方案应母线上的负荷电流相对均匀。（2） 高压配电装置选型设计，对所选用的某

10、一配电装置方案，应理由充分，论据确凿。要求积极慎重地采用新技术、新设备新材料、新结构，尽量做到技术先进、经济合理、运行满足要求、安装维护方便、占地面积小。（3） 绘制屋外高压配电装置的平面图和断面图。6. 其他专题（1） 仪表配置规划设计：根据规程，列表绘图说明配置仪表种类、数量、位置。（2） 继电保护规划设计：主要的发电机、变压器、线路保护配置，列表绘图说明保护名称，反映的故障，动作结果，设计依据，设备厂家。（3） 继电保护局部设计：变电所主变压器保护设计；发电机变压器组保护设计等。（4） 变电站防雷保护设计：变电站避雷器配置图，避雷器选择；避雷针布置、高度设计，绘制变电站直击雷防护图；接地

11、设计及接地网图此次设计中,得到了指导教师的耐心帮助,同学们的大力支持,我认真地完成了设计任务二、 原始资料分析1、设计参数：序号类 型电压进出线数高压侧 推荐接线所用负电源Tmax母线短路kV荷 kVA距离 km容量 MVA18中间变1104单母分段2004544002050序号10kV总负荷距离km电缆数距离km同时率cosj出线数有功 MW无功 MVAR181655.324.1525.20.840.92、设计自然条件：海拔 1000m ， 本地区污秽等级2级，地震裂度 6级，最高气温 31C，最低气温 -3C，平均温度 17C，最大风速20m/s，其他条件不限。待设计变电所题目分析；变电所

12、电气主接线方案优化设计，绘制电气主接线图；变电所所用电接线优化设计；短路电流计算；变电所主要导体和电气设备选择设计；变电所高压配电装置设计，绘制配电装置平面布置图、断面图；*变电所过电压保护及防雷规划设计，绘制直击雷保护范围图；*变电所仪表与继电保护配置规划设计，绘制保护配置图；编制设计说明书（含计算书）。三、 完成计划 第一章 变电站电气主接线优化设计1-1 主接线设计概述 一、电气主接线设计意义主接线代表变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响电力系统运行的稳定性和灵活性，并对电气的选择，配电装置的布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。主接线

13、设计的好坏，将对电厂、系统、工农业生产有直接影响。因此，我们需同时考虑变电站接线的可靠性，灵活性和经济性，制定出最佳方案。二、电气主接线设计依据本次电气主接线设计是根据以下各点为基本设计依据：1、根据毕业指导教师具体安排的课题和设计任务书要求；2、根据变电站在电力系统中的地位和作用；3、根据变电站的最终建设规模；4、根据变电站负荷的大小和重要性；5、根据系统备用容量的大小；6、根据变电所主接线设计的具体资料（出线电压等级、回路数、输送容量和最大负荷利用小时数）。三、电气主接线设计方法四、电气主接线设计的基本要求可靠性、灵活性和经济性是电气主接线设计应满足的三项基本要求。1、可靠性要求（1）、供

14、电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。研究主接线可靠性应注意的问题：a、应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的衡量标准是运行实践。b、主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。c、主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。d、要考虑所设计发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用。（2）、主接线可靠性的具体要求a、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。b、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，并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。c、尽量避免发电

15、厂、变电所全部停运的可能性。d、大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。2、灵活性要求主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。(1)调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。(2)检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。(3)扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压气或线路而不互相干扰，并且对一次和二次的改建工作量最少。3、经济性要求（1）、设备、线路经济合理a、主接线

16、应力求简单，以节省短路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。b、要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。c、要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。d、如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。（2）、占地面积小主接线设计要为配置布置创造条件，尽量使占地面积减少。（3）、电能损失少经济合理地选择变压器的种类（双绕组、三绕组或自藕变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。1-2 电气主接线的初步方案

17、选择设计 一、 设计任务：表1.1 110KV中间变电站设计原始参数表序号类型电压进出线数高压侧推荐接线所用负荷Psy/KVA电源距离KmTmax母线短路容量KV18中间变1104单母分段2004544002050序号10kv出线数总负荷P距离KM电缆数距离KM同时率Cos有功MW无功MVAR181655.324.1525.20.840.9二、110 kV中间变电所主接线模式分析:中间变电所具有交换系统功率和降压分配功率的双重功能，它是中心变电所和终端变电所之间的中间环节。这类变电所在地方电网110 kV系统中较为普遍，一般高压侧进出线回路数较多，变电所在系统中的地位较为重要。因此，中间变电所

18、主接线方式既不能像终端变电所那样简单，也不必象中心变电所那样复杂，应根据变电所在系统中的地位和作用来确定。一般中间变电所的高压侧主接线形式可考虑单母线、单母线分段、内桥式接线。低压侧主接线形式可考虑单母线、单母线分段、单母线分段带旁路接线1、110KV侧接线 110kV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、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，我们设计110kV变电所主接线时一般采用单母线、单母线分段、内桥式。考虑其可行性对比分析如表2.1：表1.2 110KV侧主接线方式对比分析接线方式单母线单母线分段 内桥式接线

19、优点简单、清晰、设备少可靠性、灵活性较高。任一段母线故障，分段断路器可在继电保护装置作用下自动断开。适用于线路较长或不需要经常切换变压器；线路故障不会影响变压器的正常运行；造价较低，接线结果简单清晰。缺点可靠性、灵活性不高，当母线或母线隔离开关发生故障或检修时都要使整个配电装置停电当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；费用较高，架接线路复杂只适用于两台变压器、两条线路的接线适用范围电压为110220KV时，出线回路数不超过2回电压为110220KV时，出线回路数为34回为宜适用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的变电站中采用或不采用原因在该设

20、计中用户有一级负荷、二级负荷，可靠性、灵活性要求较高，不宜采用满足设计要求，宜采用由于本设计110KV，进出线数为4条，不宜采用 本变电所110KV进出线回路数增加4回，单母线供电不可靠，需要用断路器将母线分段，成为单母线分段 ，故本设计中间变电站110KV侧主接线采用单母线分段的接线方式。 2、10KV侧接线表1.3 10KV侧主接线方式对比分析接线方式单母线单母线分段单母线分段带旁路接线图优点接线简单、清晰，采用设备少，操作方便，便于扩建简单、操作方便、运行经济等，不仅利于分段检修母线，还可减小母线故障的影响范围，对主要用户可以从不同分段母线上引接，在一定程度上克服了单母线的缺点，提高了系

21、统供电可靠性供电可靠，调度灵活，扩建方便，易于试验适用范围610kV配电装置出线回路数为6回及以下时610kV配电装置出线回路数为6回及以上时;每段母线容量不超过25MW；短路电流较大，出线需要带电抗器时缺点运行不够灵活、可靠，当母线或母线隔离开关发生故障或检修时都要使整个配电装置停电当一段线母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回线路都要在检修期内停电；当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建接线较为复杂，母线、断路器等设备较单母线分段要多，当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作采用或不采用原因可靠性、灵活性达不到要求，不宜采用满足设计要求，

22、采用本设计中变电站接线较为简单，此方案成本较高，不宜采用在正常运行方式下，分段断路器合上，相当于单母线运行方式，系统接线简单、清晰，有利于继电保护配置。当一段母线故障时，其分段断路器在继电保护作用下，自动将故障点切除，而保证了另一段母线的正常运行，确保重要用户的正常用电。因此，在地方电网110 kV中间变电所中，如电气设备采用GIS组合电器、S 断路器等供电可靠性较高的开关设备时，一般优先选用单母线分段主接线方式。综上所述，10kV可采用单母线分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此种接线方式同时兼顾了可靠性，灵活

23、性，经济性的要求。1-3 电气主接线方案的经济技术比较 在110KV变电所设计建设当中，主要考虑的接线方式经济运行指标可以用如下方法计算。一、 电气主接线的可靠性定量指标1、可靠性定量指标计算（1）、事故限电量：本变电所采用的是有备用电源自动投入装置的方式，其事故限电量为式中：事故停运主变的容量(万kVA )； 主变负载率(%)；同时事故停运的主变台数；仍在运行的主变热备用容量；仍在运行的主变热备用的台数；主变事故强迫停运的时间，若经切换操作可恢复供电时，它等于判明事故及处理事故的时间，取l小时。（2）限电经济损失：（万元/年）式中：K单位电度损失计算系数，取15元kWh。 2、电气主接线的限

24、电经济损失计算结果以主变压器单位（万KWh）容量为基准，根据110KV变电站电气主接线的技术经济研究表1的指标，计算电气主接线方案可靠性定量指标结果如下：表1.4 待选接线方案可靠性定量指标计算结果表接线形式单母线单母线分段内桥式接线事故平均年限电量（万KWh/年）27.2313.624.875限电经济损失（万元/年）40.8420.427.31二、电气主接线方案经济指标1、电气主接线方案经济指标计算110KV变电站基建时问比较短， 在经济比较中可忽略时间因素的影响，计算式为： 上式中：Z年计算费用（万元）；C年生产费用(万元)，取投资5%；U年平均事故停电损失(万元)，它等于平均年事故限电量

25、乘单位kwh损失计算系数K；Xt年投资积压损失系数，取投资10%Tz总投资(万元)，包括设备费、建安工程费、占地补偿费(TZ指方案相对比较项资，不包括主变压器、10kV设备、二次公用设备及综合性建筑等共同部分的费用， 但考虑了不同方案的差别)2、电气主接线的经济指标计算结果表1.5 待选接线方案的经济指标计算结果表接线形式单母线单母线分段内桥式接线总投资（万元）499.8529.3481.7年计算费用（万元/年）115.8134.179.61-4 最优电气主接线方案的确定 经过1-2中对各主接线方式运行的优缺点分析以及1-3中对接线方式的技术经济指标的计算比较，本着以变电所运行可靠性为前提，考

26、虑未来扩建等因素，其次尽量减少总投资和运行成本费用的原则，最终确定该站高低压侧的接线方式如下：表1.3 最优主接线方案确定及说明表电压侧110kV侧10kV侧接线方式单母线分段接线单母线分段接线主要特点可靠性、灵活性较高。任一段母线故障，分段断路器可在继电保护装置作用下自动断开。范围符合本变电所110KV进出线回路数4条的要求简单、操作方便、运行经济等，不仅利于分段检修母线，还可减小母线故障的影响范围，对主要用户可以从不同分段母线上引接，在一定程度上克服了单母线的缺点，提高了系统供电可靠性。范围符合10KV出线数16条的要求。110KV变电所主接线如图1.1所示：图1.1 110KV变电所主接

27、线示意图1-5变电所主变和厂用变选择 一、 主变的选择：主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（一）、变压器容量、台数的确定1、台数如果变电所可由中、低压侧电网去的足容量的备用电源时，可装设一台主变压器；当变电所处于负荷较高的地区时，可装设三台主变压器；其余变电所常装设两台主变压器，根据本变电所电气主接线，确定该站主变台数为2台。2、容量确定根据设计任务书所给的出线负荷和选的电气主接线方式，故选择容量及型号相同的2台主变。装有两台机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应不小于总负荷的60%，所以得【参看35KV-110KV无人值班变

28、电所设计规程6.1】3、根据设计自然条件：海拔1000m，本地污秽等级2级，地震裂度6级，最高气温31，最低气温-3，平均温度17，最大风速20m/s，其他条件不限（包括运输）。故选择采用三相电力变压器。4、绕组数的及调压方式的确定在本设计变电所中，仅有两个电压等级，只需要由高压向低压供电，因此选用双绕组变压器。双绕组变压器可减少变电所电压等级，有利于简化主接线，提高供电可靠性，有利于实现无人值班变电所的远方监控。当今社会市场经济要求严格履行供电质量指标，系统内对电压合格率也严格的考核，所以本设计变电所采用装设有载调压变压器5、连接组别的确定变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并

29、列运行。该变电所有两个电压等级，所以选用双绕组变压器。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国110KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等，变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN,d11型。主变容量：(根据设计任务书统计负荷)距题意得：Pjs=55.3MWQjs=24.1MW在计算负荷中，变压器的有功和无功损耗可分别用下列近似公式计算变电所110KV侧总高压负荷为变电所的功率因数，则则系统供给的

30、无功功率Qx；需补偿的无功功率变电所主变压器的容量为为保证重要供电，待设计的变电所宜选择两台主变压器，采用暗备用的方式，若每台变压器的容量要求能带全部负荷的84%计算。（中小型水电厂和降压变电站，多采用暗备用方式）（二）、根据以上分析条件，查附表13，选两台SFZ763000/110型变压器，该变压器的技术数据见表1.6型号额定容量（MVA）额定电压损耗电压%电流%联结组别号SFZ763000/11063高压低压空载短路10.50.9YN,d1111081.25%10.571260二、所用变的选择1. 所用变台数的确定根据变电所技术规程，第2930条规定结合本站实际，采用两台所用变压器，并装设

31、备用电源自动投入装置，采用380/220V低压母线用空气自动开关分成两段，两台变压器互为暗备用。2. 所用变容量的确定题意已知所用变负荷为S=200KVA，选择SL7200/10型变压器两台，其技术数据见下表1.7：型号额定容量(KVA)额定电压(KV)损耗(KW)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组别SL7200/10200100.40.543.442.4Y,y0n0-121-6变电所所用电设计（说明，绘图）一般有重要负荷的大型变电所，380220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。所以本站采用两台站用变，低压10KV母线可

32、采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源，以获得较高的可靠性，低压侧采用单母线分段接线，并带有BZT装置，互为备用。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。其中注意，设置备自投宜分别设在负荷侧，避免设置母线段备自投，是为了防止一段母线故障时，备自投后造成所用电全部断开而扩大事故。图1.2 所用变主接线示意图1-6最优电气主接线图绘制（说明，绘图）第二章 短路电流计算2-1 短路电流计算概述一、短路电流计算的目的意义1、短路电流计算的目的：（1） 电气主接线方案的比较与选择。（2） 电气

33、设备和载流导体的选择。（3） 确定中性点接地方式。（4） 计算软导体的短路摇摆。（5） 确定分裂导线间隔棒的间距。（6） 验算接地装置的接触电压和跨步电压。（7） 选择继电保护装置和进行整定计算。短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在短路发生时，由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的短路电流值大大增加，可能超过该回路的额定电流许多倍。短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。且短路会引起电网中的电压降低，可能使部分用户供电受到破坏。还会引起系统功率分布的变

34、化，使发电机失去同步，破坏系统的稳定，引起大片地区停电。短路的种类分为三相短路、两相短路、单相短路接地和两相短路接地。在发电厂、变电所以及整个电力系统的设计和运行中，都必须进行短路计算，以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。二、短路电流计算的基本假定（1） 正常工作时，三相系统对称运行。（2） 所有电源的电动势相位角相同。（3） 系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和，磁滞，涡流及导体集肤效应等的影响。转子结构完全对称，定子三绕组空间位置相差120度电气角度。

35、（4） 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。（5） 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50负荷接在高压母线上，50负荷接在系统侧。（6） 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）（7） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（8） 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。（9） 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，元件的电阻都略去不计。（10） 元件的计算参数都取额定值，不考虑参数的误差和调整范围。（11） 输电线路的电容略去不计。（12） 用概率统计法制定短路电流运算曲线。2-2 短路电流计算过程 在本设计中，按设计要求，短

36、路电流计算将计算三相短路电流。短路电流计算时间为0s、1s、2s。一、短路电流计算的方法（运算曲线法）本次设计课题中短路电流计算是应用运算曲线进行的标么值的近似计算，其基本计算步骤为：1. 网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗；2. 求各电源的计算电抗（将各转移阻抗按各发电机额定功率归算）；3. 查运算曲线，得到以发电机额定功率为基准值的各电源送至短路点电流的标么值；4. 求（3）中各电流的有名值之和，即为短路点的短路电流；5. 在要求提高计算准确度的情况下，可进行有关的修正计算。6.为选择11010KV配电装置的电器和导体，需计算在最大运行方式下流过电气设备的短路电流，选两个短路点，既d1

37、和d 2，如图1.8所示图1.8设系统为无限大容量，Sc=，选Sj=100MVA根据设计任务书的要求,待设计变电所高压母线上的短路功率为Sd=2050MVA则系统电抗变压器电抗为（一） D1(3)点短路时：Up=115KV 基准电流：（KA）所以，三相短路电流：冲击电流： 短路容量：（注：Kim=1.8时，）（二） D2点短路时：在D2点短路时，阻抗图简化为C图短路电流的标么值：基准电流：三相短路电流：三相冲击电流：三相短路容量：全电流最大有效值：以上为D1和D2的短路电流计算过程2-3 短路电流计算成果 短路点支路名称暂态短路电脑（KA）短路电流冲击值（KA）全电流最大有效值（KA）短路容量

38、S（MVA）D1110KV母线10.526.2415.642049.622D210KV母线41.36105.4762.87752.2附：短路电流计算成果表第三章 变电所导体和电气选择设计3-1导体和电器选择设计概述 为了保证电气装置（设备）在正常运行和发生短路故障时的可靠性和安全性，必须正确的选择电气设备和载流导体。由于各种电气设备在系统中的用途和性能各有不同，所以对不同电气设备和载流导体的选择都有具体的选择条件，现在对选择的原则和条件进行说明。参考电力工程电气设计手册P332 第八章节、变电所设计技术规程、发电厂和变电所电气部分毕业设计指导的有关要求和方法，根据导体和电器选择设计技术规定进行

39、导体和电器选择。查电力工程设备手册、城乡电网建设改造设备使用手册、高压电器产品样本得出设备数据并校验。一、 通用技术条件1 按照正常工作条件选择 额定电压选用的电器允许最高工作电压 Umax不得低于装置回路最高运行电压。一般按电气设备和电缆的额定电压 Un 不低于装设地点的电网额定电压 Unw的条件选择，即：UmaxUg UnUnw 额定电流所选电气设备的额定电流 In，不得小于装设回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流 Imax，即应该满足InImax2 按短路状态校验。 热稳定检验当短路电流通过被选择的电气设备和在流导体时，其热效应不应超过允许值，即应满足Q d Q yQ dt I 1

40、2 t在计算时间tjs秒内，短路电流的热效应（KA2.s）;Itt 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）；t设备允许通过的热稳定电流时间（s）。 动稳定校验被选择的电气设备和载流导体，通过可能最大的短路电流时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏，即应满足：ichimaxIchImaxich短路冲击电流峰值（kV）；Ich短路全电流有效值（kV）;igf电器允许的极限通过电流峰值（kV）；Igf电器允许的极限通过电流有效值（kV）；3 绝缘水平。在工作电压和过电压作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。4 短路校验时短路电流的计算条件。为使所选电器具有足够的可靠性、经济性和合理性

41、，并在一定时期内适应电力系统的发展，作验算用的短路电流应按以下条件确定： 按设计容量计算，并考虑远景发展规划： 接线方式采用可能发生最大短路电流的正常接线； 按三相短路验算； 选择通过电器的短路电流为最大的点作为短路计算点。3-2导体的选择和校验一、110kV母线和变压器出口引线的选择和校验1. 选择导线按经济电流密度选择 110kV 母线桥和变压器引线的截面 S，并按 d 1(3) 短路电流进行热稳定的校验，最大持续工作电流为：Tmax=4400h, 查发电厂和变电所电气部分图 5-4，钢芯铝绞线的经济电流密度为J=1.18A/mm2 （mm2）查发电厂和变电所电气部分表5-20，试选择LG

42、J-300钢芯铝绞线，在最高允许温度+70的载流量为 690A，故满足最大工作电流的要求。2. 校验热稳定校验在d1(3)点短路条件下的热稳定；按课导体热稳定校验公式：查发电厂和变电所电气部分表C=87，D1(3) 点的三相稳态短路电流（3）=10.3（KA）。设线路主保护动作时间为0.02S，断路器全分闸时间 0.15S，则查发电厂和变电所电气部分表5-7得tg=0.3s,所以为满足短路条件下的热稳定性要求，需要选LGJ240的钢芯铝绞线。长期允许载流量610A，综合修正系数K=0.95。则I=6100.95=579.5。二、10KV母线的选择和校验：1.选择导线最大持续工作电流I g ma

43、x按一台变压器的持续工作电流，即查表发电厂和变电所电气部分表 5-7，选 12510 三条矩形铝母线，竖放时长期允许载流量为 4194（A），温度修正系数0.94。I=41940.94=3942.36（A）2. 校验热稳定按 d2点的短路条件校验热稳定：t=1S，t3=0.8STdx=0.85(s) 取C=87 ， 矩形母线 12510=1250mm2，故满足热稳定的要求。3.动稳定校验：动稳定的校验：取 L=1m，a=25cm=0.25m，=1 式中 硬铝的最大允许应力 ，故满足动稳定的要求三、10KV电缆的选择和校验1. 选择导线。10kV 全部负荷为有功 55.3MW，无功24.1MW,按变电所供电负荷平均值日来选择 10kV 架空线的截面 S，并按 d 2(3) 短路电流进行热稳定的校验，最大持续工作电流为：最大负荷利用小时数Tmax