降压110kv 变电站一次系统设计

x. . 山东农业大学毕 业 设 计110kV 降压变电站一次系统设计 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化班 届 次 学生姓名 学 号 指导教师 年月日装订线. . . II 目 录摘要IAbstractII引言11 电气主接线方案的选择11.1 电气主接线设计11.1.1 主接线的设计原则11.1.2 主接线的设计要求11.1.3 拟定主接线方案21.1.4 原始资料41.1.5 拟定方案51.2 电气主接线方案的确定51.2.1 主接线方案的可靠性比较51.2.2 主接线方案的灵活性比较71.2.3 主接线方案的经济性比较71.2.4 主接线方案的确定72 变压器的确定82.1 主变压器容量、台数及型号的选择82.1.1 主变压器的选择82.2 所用变压器容量、台数及型号的选择102.2.1 所用变压器台数及容量的确定102.2.2 所用电源引接方式112.2.3 所用变的选择113 短路电流计算113.1 短路电流计算的目的113.2 短路电流计算的一般规定123.2.1 计算的基本情况123.2.2 接线方式123.2.3 计算容量123.2.4 短路种类123.2.5 短路计算点123.3 短路电流计算123.3.1 选择计算短路点123.3.2 画等值网络图123.3.3 计算124 设备的选择与校验164.1 设备选择的原则和规定164.1.1 设备选择的一般原则164.1.2 设备选择的有关规定174.2 导线的选择和校验174.2.1 导线的选择174.2.2 导线的校验194.3 断路器的选择和校验194.3.1 断路器选择的技术条件194.3.2 断路器型式和种类的选择214.3.3 断路器的选择和校验214.4 隔离开关的选择和校验224.4.1 隔离开关的选择及校验原则224.4.2 隔离开关的选择及校验234.5 互感器的选择及校验244.5.1 电压互感器的选择244.5.2 电流互感器的选择244.5.3 电流互感器的校验254.6 避雷器的选择及校验264.6.1 型式264.6.2 金属氧化物避雷器选择原则265 屋内外配电装置设计275.1 配电装置的设计要求275.1.1 配电装置应满足的基本要求275.1.2 配电装置的安全净距285.2 配电装置的选型、布置285.2.1 屋外配电装置选择原则285.2.2 屋外配电装置选择295.2.3 10kV屋内配电装置选择296 防雷及接地系统设计296.1 防雷系统296.1.1 hx=11m的保护范围296.1.2 hx=7m的保护范围306.2 变电站接地装置316.2.1 接地装置要求316.2.2 接地网的扁钢尺寸要求316.2.3 接地装置选择317 变电站总体布置317.1 总体规划317.2 总平面布置317.2.1 总平面布置的主要内容317.2.2 总平面布置的基本原则31参考文献33致谢34附录35ContentsAbstractIIIntroduction11 The choice of electrical main wiring scheme11.1 Electrical main wiring design11.1.1 Design principle of main wiring11.1.2 Main wiring design requirements11.1.3 Main wiring scheme21.1.4 Source41.1.5 Plan51.2 Determination of electrical main wiring scheme51.2.1 Reliability comparison of main wiring scheme51.2.2 The flexibility of main wiring scheme71.2.3 Economic comparison of main wiring schemes71.2.4 Determination of main wiring scheme72 Determination of transformer82.1 The main transformer capacity and number and type selection82.1.1 Selection of main transformer82.2 Volume, number and types of transformer used in the choice of102.2.1 By determine the number and capacity of transformers102.2.2 Lead connection mode112.2.3 Variable selection used113 Calculation of short-circuit current113.1 The purpose of short-circuit current calculation113.2 General rules for calculation of short-circuit current123.2.1 Basic situation of calculation123.2.2 Connection mode123.2.3 Computational capacity123.2.4 Short-circuit type123.2.5 Short-circuit calculation point123.3 Calculation of short-circuit current123.3.1 Select the short-circuit point123.3.2 Drawing equivalent network diagram123.3.3 Calculation124 Selection and verification of equipment164.1 The principle and regulations of equipment selection164.1.1 General principles for equipment selection164.1.2 The relevant provisions of the choice of equipment174.2 Wire selection and verification174.2.1 Wire selection174.2.2 Calibration of wire194.3 Selection and verification of circuit breaker194.3.1 Technical conditions for selecting circuit breakers194.3.2 Choice of type and type of circuit breaker214.3.3 Selection and verification of circuit breaker214.4 Isolation switch selection and verification224.4.1 Isolation switch selection and calibration principle224.4.2 Isolation switch selection and verification234.5 Selection and verification of transformer244.5.1 The choice of voltage transformer244.5.2 The choice of current transformer244.5.3 Calibration of current transformer254.6 Selection and verification of arrester264.6.1 Type264.6.2 Metal oxide arrester selection principle265 Design of power distribution equipment inside and outside the house275.1 Distribution equipment design requirements275.1.1 Basic requirements for distribution equipment275.1.2 Distribution device security clearance285.2 Distribution equipment selection and layout285.2.1 Selection principle of distribution equipment outside the house285.2.2 Outdoor distribution equipment selection305.2.3 10kV power distribution device selection306 Lightning protection and grounding system design296.1 Lightning protection system296.1.1 Hx=11m protection range296.1.2 Hx=7m protection range306.2 Substation grounding device316.2.1 Earthing device requirements316.2.2 Grounding flat size requirements316.2.3 Earthing device selection317 Substation general layout317.1 Overall planning317.2 General layout317.2.1 Main contents of total plane layout317.2.2 Basic principles of general layout31Reference33Thank34Appendix35110KV降压变电站一次系统设计（山东农业大学 电气工程及其自动化）摘要：本文是对110kV 变电站电力系统进行总体分析，然后进行计算和初步设计，确定了变电站电气一次系统主接线的形式。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为 110kV、35kV 和 10kV 三个电压等级。本次设计进行了电气主接线的设计和选择、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、互感器、避雷器等）、各电压等级配电装置设计、防雷保护接地系统设计和变电站总体布置。本设计以电力工程电气设计手册、35110kV高压配电装置设计规范等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。关键词：一次系统 变压器 短路电流 设计 110 kv step-down substation system designQi Dong(Electric Engineering and Automation College of Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018)Abstract This article is to overall of 110 kv substation of power system analysis, and then the calculation and preliminary design, determines the electric substation main wiring in the form of a system. The substation equipped with two sets of the main transformer, station NaZhu wiring is divided into 110 kv, 35 kv and 10 kv voltage grade three. The design of the main electrical wiring design and selection, short-circuit current calculation, the main electrical equipment selection and calibration (including circuit breaker, isolating switch, current transformer, lightning arrester, etc.), the voltage level distribution equipment design, lightning protection design and general arrangement of substation grounding system. This design is to electrical engineering electrical design manual, 35 110 kv high-voltage power distribution equipment design code specifications such as discipline as the basis, the content of the design in conformity with the relevant economic and technological policies of the state, the selected equipment for all countries recommend new products, advanced technology, reliable operation, economic and reasonableKeywords: primary system; transformer; short-circuit current; design引言 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。电气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着全厂（所）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性因素。本次设计为110kV变电站一次系统初步设计，所设计的内容力求概念清楚，层次分明。本文在撰写的过程中，得到老师和同学大力协助和建议，在此致以衷心的感谢。由于时间所限，设计书难免存在不足之处，敬请各位老师批评指正并提出宝贵意见。 1 电气主接线方案的选择1.1 电气主接线设计在发电厂和变电站中，发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、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Times New Roman、五号、居中电能生产、汇集和分配的电气主回路，这个电气回路被称为电气一次系统，又称为电气主接线。电气主接线是变电站设计的主体，采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护的控制方式的拟定等都有直接的影响。因此，电气主接线的设计必须根据电力系统、变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。1.1.1 主接线的设计原则以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。1.1.2 主接线的设计要求1.1.2.1 可靠性：供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。（1）断路器检修时,能否不影响供电。（2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。（3）变电站全部停电的可能性。（4）满足对用户的供电可靠性指标的要求。1.1.2.2 灵活性：（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，且不影响对用户的供电。（3）扩建要求。应留有发展余地，便于扩建。2.1.2.3 经济性：（1）投资省。主接线应力求简单，有时应采取限制短路的措施，继电保护和二次回路不过分复杂； （2）占地面积小。主接线设计应使配电装置占地较少；（3）电能损失小。应避免迂回供电。主变压器的型号、容量、台数的选择要经济合理。1.1.3 拟定主接线方案主接线的基本形式，概括地可分为两大类：（1）有汇流母线的接线形式：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关。（2）无汇流母线的接线形式：变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。1.1.3.1 几种接线方式1.1.3.1.1 单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，投资省，运行操作方便，且便于扩建。缺点：可靠性及灵活性差。适用范围：只有一台主变压器，10kV出线不超过5回，35kV出线不超过3回，110kV出线不超过2回。1.1.3.1.2 单母线分段接线优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。（2）当一段母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。C扩建时需两个方面扩建。适用范围：适用于610kV配电装置出线6回及以下，3560kV配电装置出线48回，110220kV配电装置少于4回时。1.1.3.1.3 双母线分段接线。由于当进出线总数超过12回及以上时，方在一组母线上设分段断路器，根据原始资料提供的数据，此种接线方式过于复杂，故不作考虑。1.1.3.1.4 双母线接线。优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于检修和试验。缺点：使用设备多，特别是隔离开关，配电装置复杂，投资较多，且操作复杂容易发生误操作。适用范围：出线带电抗器的610kV出线，3560kV配电装置出线超过8回或连接电源较多，负荷较大时，110kV220kV出线超过5回时。1.1.3.1.5 增设旁路母线的接线。由于610kV配电装置供电负荷小，供电距离短，且一般可在网络中取得备用电源，故一般不设旁路母线；3560kV配电装置，多为重要用户，为双回路供电，有机会停电检修断路器，所以一般也不设旁路母线；采用单母线分段式或双母线的110220kV配电装置一般设置旁路母线，设置旁路母线后，每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关，这样一来，检修任何断路器都不会影响供电，将会大幅度提高供电可靠性。优点：可靠性和灵活性高，供电可靠。缺点：接线较为复杂，且操作复杂，投资较多。适用范围：（1）出线回路多,断路器停电检修机会多；（2）多数线路为向用户单供，不允许停电，及接线条件不允许断路器停电检修时。1.1.3.1.6 变压器线路单元接线。优点：接线简单，设备少，操作简单。缺点：线路故障或检修时，变压器必须停运；变压器故障或检修时，线路必须停运。适用范围：只有一台变压器和一回线路时。1.1.3.1.7 桥形接线：分为内桥和外桥两种。（1） 内桥接线：连接桥断路器接在线路断路器的内侧。优点：高压断路器数量少，四回路只需三台断路器，线路的投入和切除比较方便。缺点：1）变压器的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路暂时停运；2）出线断路器检修时，线路需长时间停运；3）连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。适用范围：容量较小的变电站，并且变压器容量不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。（2）外桥接线：连接桥断路器接在线路断路器的外侧。优点：设备少，且变压器的投入和切除比较方便。缺点：1）线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，且影响一台变压器暂时停运；2）变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运；3）连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。适用范围：容量较小的变电站，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较低的情况，当电网中有穿越功率经过变电站时，也可采用此种接线。1.1.3.1.8 角形接线 由于保证接线运行的可靠性，以采用35角为宜。优点：（1）投资少，断路器数等于回路数；（2）在接线的任一段发生故障时，只需切除这一段及其相连接的元件，对系统影响较小；（3）接线成闭合环形，运行时可靠、灵活；（4）每回路都与两台断路器相连接，检修任一台断路器时都不致中断供电；（5）占地面积小。缺点：在开环、闭环两种运行状态时，各支流通过的电流差别很大，使电器选择困难，并使继电保护复杂化，且不便于扩建。适用范围：出线为35回且最终规模较明确的110kV以上的配电装置中。综上所述八种接线形式的优缺点，结合原始资料所给定的条件进行分析，拟定主接线方案。1.1.4 原始资料1.1.4.1 电压等级：110/35/10kV1.1.4.2 出线回路数：110kV侧2回（架空线）LGJ-300/35km35kV侧 6回（架空线）10kV侧 12回（其中电缆4回）1.1.4.3 负荷情况35kV侧：最大38/MW，最小20MW，10kV侧：最大27MW，最小18MW，负荷性质：工农业生产及城乡生活用电1.1.4.4 系统情况（1）系统经双回路给变电站供电。（2）系统110kV母线短路容量为3000MVA。（3）系统110kV母线电压满足常调压要求。1.1.4.5 环境条件：年最高温度：39年最低温度：-15海拔高度：100m雷暴日数：30日/年土质：粘土、土壤电阻率欧.米1.1.5 拟定方案结合所提供的数据，权衡各种接线方式的优缺点，将各电压等级适用的主接线方式列出：1.1.5.1 110kV只有两回出线，且作为降压变电站，110kV侧无交换潮流，两回线路都可向变电站供电，亦可一回向变电站供电，另一回作为备用电源。所以，从可靠性和经济性来定，110kV部分适用的接线方式为内桥接线和单母线分段两种。1.1.5.2 35kV部分可选单母线分段及单母线分段兼旁路两种。1.1.5.3 10kV部分定为单母线分段。1.1.5.4 拟定两种主接线方案：方案I：110kV采用内桥接线，35kV采用单母线分段接线，10kV为单母线分段接线。方案II：110kV采用单母线分段接线，35kV采用单母线分段兼旁路接线，10kV为单母线分段接线。绘出方案I、方案II的单线图如下图。图1-1 方案I接线图图1-2 方案II接线图1.2 电气主接线方案的确定1.2.1 主接线方案的可靠性比较110kV侧：方案I：采用内桥接线，当一条线路故障或切除时，不影响变压器运行，不中断供电；桥连断路器停运时，两回路将解列运行，亦不中断供电。且接线简单清晰，全部失电的可能性小，但变压器二次配线及倒闸操作复杂，易出错。方案II：采用单母线分段接线，任一台变压器或线路故障或停运时，不影响其它回路的运行；分段断路器停运时，两段母线需解列运行，全部失电的可能稍小一些，不易误操作。35kV侧：方案I：单母线分段接线，检修任一台断路器时，该回路需停运，分段开关停运时，两段母线需解列运行，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不致失电，另一段母线上其它线路需停运。方案II：单母线分段兼旁路接线，检修任一台断路器时，都可用旁路断路器代替；当任一母线故障检修时，旁路断路器只可代一回线路运行，本段母线上其它线路需停运。10kV侧：由于两方案接线方式一样，故不做比较。1.2.2 主接线方案的灵活性比较110kV侧：方案I：操作时，主变的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，扩建方便。线路的投入和切除比较方便。方案II：调度操作时可以灵活地投入和切除线路及变压器，而且便于扩建。35kV侧：方案I：运行方式简便，调度操作简单灵活，易于扩建，但当开关或二次检修时线路要停运，影响供电。方案II：运行方式复杂，调度操作复杂，但可以灵活地投入和切除变压器和线路，能满足在事故运行方式，检修方式及特殊运行方式下的调度要求，较易于扩建。10kV侧：两方案相同。1.2.3 主接线方案的经济性比较将两方案主要设备比较列表如下：表1-1 两种方案设备比较表项目方案主变压器（台）110kV断路器（台）110kV隔离开关（组）35kV断路器（台）35kV隔离开关（组）10kV设备I238816相同II2510827相同从上表可以看出，方案I比方案II少两台110kV断路器、两组110kV隔离开关，11组35kV隔离开关，方案I占地面积相对少一些（35kV侧无旁路母线），所以说方案I 比方案II综合投资少得多。1.2.4 主接线方案的确定对方案I、方案II的综合比较列表，对应比较一下它们的可靠性、灵活性和经济性，从中选择一个最终方案（因10kV侧两方案相同，不做比较）。表1-2 两种方案综合比较列表方案项目方案I方案II可靠性（1）简单清晰，设备少（2）35kV母线故障或检修时，将导致该母线上所带3回出线全停（3）任一主变或110kV线路停运时，均不影响其它回路停运（4）各电压等级有可能出现全部停电的概率不大（5）操作简便，误操作的机率小（1）简单清晰，设备多（2）35kV母线检修时，旁路断路器要代该母线上的一条线路，给重要用户供电，任一回路断路器检修，均不需停电（3）任一主变或110kV线路停运时，均不影响其它回路停运（4）全部停电的概率很小（5）操作相对简便，误操作的机率大灵活性（1）运行方式简单，调度灵活性强（2）便于扩建和发展（1）运行方式复杂，操作烦琐，特别是35kV部分（2）便于扩建和发展经济性（1）高压断路器少，投资相对少（2）占地面积相对小（1）设备投资比第I方案相对多（2）占地面积相对大通过以上比较，经济性上第I方案远优于第II方案，在可靠性上第II方案优于第I方案，灵活性上第I方案远不如第II方案该变电站为降压变电站，110kV母线无穿越功率，选用内桥要优于单母线分段接线。又因为35kV及10kV负荷为工农业生产及城乡生活用电，在供电可靠性方面要求不是太高，即便是有要求高的，现在35kV及10kV全为SF6或真空断路器，停电检修的几率极小，再加上电网越来越完善，N+1方案的推行、双电源供电方案的实施，第I方案在可靠性上完全可以满足要求，第II方案增加的投资有些没必要。经综合分析，决定选第I方案为最终方案，即110kV系统采用内桥接线、35kV系统采用单母分段接线、10kV系统为单母线分段接线。2 变压器的确定2.1 主变压器容量、台数及型号的选择2.1.1 主变压器的选择2.1.1.1 主变容量和台数的确定原则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确定。在有一、二级负荷的变电站中宜装设两台变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变。如变电站可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变。对大城市郊区的一次变电站，在中压侧构成环网的情况下，宜装设两台变压器。装设两台及以上主变的变电站，当断开一台时，其余主变的容量不应小于70-80%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。电力潮流变化大和电压偏移大的变电站，在普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。主变压器容量一般按照变电站建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。对引入至负荷中心、具有直接从高压将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。对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。2.1.1.2 主变压器台数的确定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确定。由于本变电站出线较多，负荷较重，为了提高供电可靠性，尽量减少由于停电带来的损失，因此，本变电站安装两台主变压器。2.1.1.3 调压方式的确定：据设计任务书中：系统110kV母线电压满足常调压要求，且为了保证供电质量，电压必须维持在允许范围内，保持电压的稳定，所以应选择有载调压变压器。2.1.1.4 电压等级的确定：本变电站有三个电压等级，一次侧为110kV，二次侧为35kV和10 kV，且没有制造、运输等方面的特殊要求，故选用三绕组变压器。 2.1.1.5 主变压器容量的确定主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，亦要根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对装设两台主变压器的变电站，每台变压器容量应按下式选择： =0.7 。因对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证7080%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40%。由于一般电网变电站大约有25%为非重要负荷，因此，采用 =0.7 确定主变是可行的。由原始资料知：35kV侧，10kV侧，所以，在其最大运行方式下：参考电力工程电气设计手册选择两台三相三绕组风冷有载调压变压器两台，型号为：SFSZ10-63000型变压器。2.1.1.6 容量校验起始负荷系数=实际最小负荷额定容量=（20+18）63=0.603变压器允许过负荷系数=实际最大负荷额定容量=（38+27）63=1.032另外,工厂电气设备手册P244规定:自然油循环的变压器过负荷系数不应超过1.5。综上, 并查工厂电气设备手册P244变压器过负荷曲线图(图2-1)可以得出过负荷时间。图2-1 变压器过负荷曲线图可见：此变压器能满足过负荷要求，可以选用此型号的变压器。所选变压器主要技术参数如下表：表2-1 选定变压器主要技术参数表型号额定电压(kV)空载损耗(kW)空载电流(%)接线组别阻抗电压SFSZ10-6300011081.25%/38.522.5%/10.584.71.2,高-中高-低中-低17.510.56.52.2 所用变压器容量、台数及型号的选择2.2.1 所用变压器台数及容量的确定2.2.1.1 确定依据 电力工程电气设计手册中规定：“枢纽变电站及总容量在630kVA及以上的变电站及有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器及装有同步调相机的变电站应装设两台所用变。”2.2.1.2 所用变压器所带负荷的统计不经常短路及不经常断续运行的负荷不计入计算负荷表2-2 所用变压器所带负荷统计表序号名称容量（kW）cos备注1主变风扇100.512蓄电池通风1.70.723室内配电室通风4.40.624操作机构加热1015硅整流充电器200.786其它300.82.2.1.3 所用变压器容量的确定（负荷同时率取0.85）：2.2.2 所用电源引接方式根据规定，所内有较低电压母线时，一般由此类母线上引接1-2个所用电源。故本所从35kV、10kV母线上各引接一个所用电源。变电站所用电压为400V，且400V电压等级接线方式为中性点直接接地。2.2.3 所用变的选择2.2.3.1 35kV所用变型号：S9-100/35额定电压：38.5005%/0.4联结组别：Y.yn02.2.3.2 10kV侧所用变型号：SC10-100/10额定电压：1022.5%/0.4联结组别：Yyno3 短路电流计算3.1 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.3.2 短路电流计算的一般规定3.2.1 计算的基本情况 （1）系统中所有电源均在额定负荷下运行。（2）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（3）所有电源的电动势相位角相同。（4）应考虑对短路电流值有影响的所有元件。3.2.2 接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是最大运行方式，不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3.2.3 计算容量按该设计规划容量计算。3.2.4 短路种类 均按三相短路计算。3.2.5 短路计算点在正常运行方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。3.3 短路电流计算3.3.1 选择计算短路点在下图中，d1，d2，d3分别为选中的三个短路点3.3.2 画等值网络图见图3-13.3.3 计算3.3.3.1 系统电压等级为110kV、35kV、10kV，基准容量=100MVA，系统110kV母线系统短路容量为3000MVA，110kV侧为双回LGJ-300/35km架空线供电。3.3.3.2 视系统为无限大电流源，故暂态分量等于稳态分量，即，3.3.3.3 主变为SFSZ10-63000型变压器，基准容量=100MVA 基准电压 基准电流图3-1 等值网络图基准电抗对侧110kV母线短路容量Skt的标幺值为对侧110kV母线短路电流标幺值对侧110kV系统短路阻抗标幺值查电力工程电气设计手册第189页对于LGJ-300线路d1、d2、d3点的等值电抗值计算公式： 其中：变压器高压与中压绕组间短路电压 变压器高压与低压绕组间短路电压 变压器中压与低压绕组间短路电压由变压器参数表得知，绕组间短路电压值分别为： 主变额定容量所以标么值: 已知110kV系统折算到110kV母线上的等值电抗当d1点短路时 其中：短路电流周期分量有效值 ：起始次暂态电流 ：t=时稳态电流 ：短路容量当d2点短路时 当d3点短路时表3-1短路电流计算结果表短路点基准电压(kV)基准电流(kA)电压等级(kV)计算电抗额定电流(kA)T=0时刻短路电流周期分量稳态短路电流短路电流冲击值(kA)最大电流有效值(kA)短路容量(kVA)标么值有名值(kA)标么值有名值(kA)公式=/ /d11150.5021100.0840.3211.915.9811.915.9815.259.081189.9d2371.56350.2240.984.466.9584.466.95817.7410.58445.9d310.55.5100.1673.475.98832.95.98832.983.9050598.32 额定电流计算因所以 4 设备的选择与校验4.1 设备选择的原则和规定 导体和设备的选择设计，应做到技术先进，经济合理，安全可靠，运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。4.1.1 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，并考虑远景发展的需要。（2）应力求技术先进和经济合理。（3）选择导体时应尽量减少品种。（4）应按当地环境条件校核。（5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致。（6）选用的新产品，均应有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。4.1.2 设备选择的有关规定4.1.2.1 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。4.1.2.1.1 长期工作条件（1）电压：选用的电器允许的最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压，即，当额定电压在220kV及以下时为1.15 。表4-1 额定电压与设备最高电压受电设备或系统额定电压供电设备额定电压设备最高电压1010.511.53538.540.5110121126（2）电流：选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即IeIg。由于高压电器没有明显的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种方式下回路持续工作电流。（3）机械负荷：所选电器端子的允许负荷，应大于电器引下线在正常运行和短路时的最大作用力。4.1.2.1.2 短路稳定条件（1）校验的一般原则电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定检验，检验的短路电流，一般取三相短路时的短路电流。（2）短路的热稳定条件：在计算时间tjs秒内，短路电流的热效应（kA2.S）t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）（3）短路的动稳定条件 短路冲击电流幅值（kA）短路冲击电流有效值（kA）电气设备允许通过的动稳定电流幅值（kA）电气设备允许通过的动稳定电流有效值（kA）（4）绝缘水平在工作电压和过电压下，电气的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算选用适当的电压保护设备。4.1.2.2 环境条件选择导体和电阻时，应按当地环境条件校核。原始资料提供环境条件如下：年最高温度+39，最低气温-15。4.2 导线的选择和校验载流导体一般采用铝质材料比较经济，110kV及以上高压配电装置一般采用软导线，当负荷电流较大时，应根据负荷电流选用较大截面的导线。矩形导线一般只用于35kV及以下，电流在4000A及以下时；槽形导体一般用于40008000A的配电装置中；管形导体用于8000A以上的大电流母线。4.2.1 导线的选择4.2.1.1 按回路最大持续工作电流选择： 其中Ig.max导体回路持续工作电流（A） Ixu相应于导体在某一运行温度、环境条件下长期允许工作电流（A） 若导体所处环境条件与规定载流量计算条件不同时，载流量应乘以相应的修正系数。4.2.1.2 按经济电流密度选择 其中，Sj按经济电流密度计算得到体截面（mm2） j经济电流密度（A/ mm2）4.2.1.3 分别对各电