60KV降压变电所电气部分初步设计

精品文档摘 要随着社会现代化建设的飞速发展,近年来城市电网建设力度亦随之加大,各地区不同电压等级变电所的建设已成为电力行业中非常重要的一项建设发挥着重要的作用。本毕业设计论文是60KV降压变电所电气部分初步设计。为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证变电所能够长期可靠供电。根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及变电所设计等书籍的有关内容，设计过程中完成了10KV出线的选择、无功补偿、主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、主变压器继电保护、电气设备选择、配电装置的规划和防雷保护的规划等主要工作。在此期间，遇到的种种问题均通过反复比较、验算，并请教老师得以解决。毕业设计论文由设计说明书、设计计算书、一套图纸（电气主接线图、防雷保护图）组成。内容较为详细，对今后扩建有一定的参考价值。关键词：主变压器继电保护、短路计算、设备选择AbstractWith the developing of the society,the power network construction is expanding in the city in recent years. The construction of every substation has been essentional engineering during the electric power Construction in the urban ,It programs an important effect in the developing changing society. This graduate design thesis is a 60 KV declining to press to change to give or get an electric shock an electricity parts of first steps design.For the sake of dependable that guarantee the power supply with a request that contented long-term burthen, carries according to the forward the programming proceeding design developments, from but guarantee to change to give or get an electric shock can long-term dependable power supply.Design the request of the mission book according to the graduate, synthesize a programming for learning profession knowledge and s changing giving or get an electric shock the designed waiting dogs- ear relevantly contents, designing in the process completing lord changing choice, electricity lord connecting linear draw- up, short circuit computing, electricity equipments choosing, going together with electricity equiping, after give or get an electric shock the protection with the programming of the automatic device with defend protective programming in thunder etc. main work.Here period, all kinds problems that meet all passes to compare, check to calculate again and again, and ask the can solution in teacher.Graduate to design the thesis from design the manual, design calculation book, a set of diagrams paper( the electricity lord connects the line diagram, total flat surface arranges the diagram and go together with electricity equip cross section diagram, defend thunder protection diagram) constitute.The contents is more detailed, to from now on extend to consults certainly valueKey words：Main transformer relay protection ；Short circuit calculation；The choice of the equipments目 录第1章 绪 论1第2章 负荷分析及计算22.1 负荷分类及定义22.2 标准件厂10kV出线分析及计算22.2.1 电阻计算32.2.2 无功功率计算32.2.3 电抗计算32.2.4 有功损耗及无功损耗32.3 机械加工厂10kV出线42.3.1 电阻计算42.3.2 无功功率计算42.3.3 电抗计算42.3.4 有功损耗及无功损耗52.4 农药厂10kV出线52.4.1 电阻计算62.4.2 无功功率计算62.4.3 电抗计算62.4.4 有功损耗及无功损耗62.5 汽车厂10kV出线62.5.1 电阻计算72.5.2 无功功率计算72.5.3 电抗计算72.5.4 有功损耗及无功损耗82.6 粮食加工厂10kV出线82.6.1 电阻计算82.6.2 无功功率计算92.6.3 电抗计算92.6.4 有功损耗及无功损耗92.7 玩具厂10kV出线92.7.1 电阻计算102.7.2 无功功率计算102.7.3 电抗计算102.7.4 有功损耗及无功损102.8 电气开关厂10KV出线112.8.1 电阻计算112.8.2 无功功率计算112.8.3 电压计算122.8.4 有功损耗及无功损耗122.9 铝制品厂10KV出线122.9.1 电阻计算132.9.2 无功功率计算132.9.3 电抗计算132.9.4 有功损耗及无功损耗132.10 汽水厂10kV出线132.10.1 电阻修正142.10.2 无功功率计算142.10.3 电压损耗142.10.4 有功损耗及无功损耗152.11 水泥厂10kV出线152.11.1 电阻修正152.11.2 无功功率计算162.11.3 电压损耗162.11.4 有功损耗及无功损耗162.12 负荷侧有功功率、无功功率及视在功率的计算16第3章 变压器台数容量及补偿确定183.1 主变压器的选择183.2 计算功率因数193.3 静电补偿电容器选择20第4章 电气主接线214.1 对电气主接线的说明214.2 主接线设计原则214.3 主接线设计的基本要求214.3.1 可靠性224.3.2 灵活性224.3.3 经济性224.4 电气主接线的选择224.4.1 单母线接线234.4.2 单母线分段234.4.3 内桥接线：244.4.4 外侨接线：254.4.5 母线接线方式的选择25第5章 短路电流计算265.1 短路电流计算的目的265.2 短路电流计算时的一般规定265.3 短路过程分析265.4 计算步骤275.5 短路电流的计算方法275.6 短路电流计算29第6章 电气设备选择及校验326.1 高压电气选择的一般要求326.1.1 一般原则326.1.2 技术条件326.1.3 环境条件336.1.4 环境保护346.2 断路器的选择356.2.1 高压侧断路器的选择356.2.2 变压器10入口处断路器与母联断路器的选择366.2.3 10出线断路器的选择376.3 隔离开关的选择376.3.1 高压侧隔离开关的选择376.3.2 变压器10出口隔离开关和母联隔离开关的选择386.4 互感器的选择406.4.1 母线上电压互感器的选择406.4.2 60高压侧电压互感器的选择406.5 电流互感器的选择406.5.1 60侧电流互感器的选择与校验406.5.2 变压器10出口、母线及母联断路器回路电流互感器的选择416.5.3 10KV出线架空线上电流互感器的选择426.6 避雷器的选择436.6.1 避雷器的保护原理436.6.2 避雷器的要求436.6.3 避雷器的分类436.7 开关柜的选择436.8 汇流母线的选择与校验456.8.1 母线材料、类型、分布方式及截面的选择45用最大长期工作电流法选择母线截面45第7章 主变压器继电保护设计477.1 变压器的过电流保护477.2 变压器的电流速断保护487.3 变压器的差动保护497.3.1 差动保护的基本原理497.3.2 变压器差动保护中的不平衡电流及其减少措施497.3.3 由变压器接线而引起的不平衡电流及其消除措施497.3.4 由变压器励磁涌流引起的不平衡电流及其减小措施507.3.5 变压器差动保护动作电流的整定507.3.6 差动保护整定计算51第8章 防雷保护设计538.1 雷电的危害538.2 防雷保护装置538.3 避雷针的确定53第9章 结论55参考文献56致 谢57附 录58VII欢迎下载。第1章 绪 论电能是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大多建在动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远离大中性城市和工厂企业，这样需要远距离输送，经过升、降压变电所进行转接，在进一步的将电能分配到用户和生产企业。本毕业设计论文为东陵区二次变电所电气部分设计，要求所设计的变电所能长期可靠为其负荷供电。设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约能源和用地，对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成10kV出线的选择、无功补偿、主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计算、电气设备选择、主变压器继电保护、防雷保护规划、绘制图纸等主要工作，形成较为完整的论文。设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。在设计过程中，通过参考一系列相关书籍，并在指导教师的耐心帮助下圆满完成设计任务，在此表示衷心的感谢。第2章 负荷分析及计算2.1 负荷分类及定义一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。2.2 标准件厂10kV出线分析及计算已知线路的长度为2km，单回供电，远期最大负荷2500kW，功率因数COS=0.9，最大负荷利用小时=4000。 式（2.1）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=4000，得。则 式（2.2）所以查供用电工程选择LGJ-150型架空线,其相关数据见表2.1所示表2.1 LGJ-150型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）1500.2110.3583872.2.1 电阻计算=0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.2.2 无功功率计算2.2.3 电抗计算由表2-1得知 则线路电抗 2.2.4 有功损耗及无功损耗 2.3 机械加工厂10kV出线已知线路的长度为3km，单回供电，远期最大负荷2600kW，功率因数COS=0.85，最大负荷利用小时=4500。 式（2.3）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=4500，得。则 式（2.4）所以查供用电工程选择LGJ-185型架空线,其相关数据见表2.2所示。截面积电阻（20）电抗载流量（80）A1850.1630.377453表2.2 LGJ-185型架空线参考数据2.3.1 电阻计算已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.3.2 无功功率计算 2.3.3 电抗计算由表2-2得知 则线路电抗 2.3.4 有功损耗及无功损耗 2.4 农药厂10kV出线已知线路的长度为5km，单回供电，远期最大负荷1800kW，功率因数COS=0.86，最大负荷利用小时=4000。导线为LGJ-120型架空线 式（2.5）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=4000，得。则 式（2.6）所以查供用电工程选择LGJ-120型架空线,其相关数据见表2.3所示。表2.3 LGJ-120型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）A1200.2550.3653442.4.1 电阻计算已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.4.2 无功功率计算 2.4.3 电抗计算由表2-3得知 则线路电抗 2.4.4 有功损耗及无功损耗2.5 汽车厂10kV出线已知线路的长度为7km，单回供电，远期最大负荷1600kW，功率因数COS=0.85，最大负荷利用小时=3500。 式（2.7）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=3500，得。则 式（2.8）所以查供用电工程选择L GJ-95型架空线,其相关数据见表2.4 所示。截面积电阻（20）电抗载流量（80）A950.3150.371302表2.4LGJ-95型架空线参考数据2.5.1 电阻计算已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.5.2 无功功率计算2.5.3 电抗计算由表2-4得知 则线路电抗 2.5.4 有功损耗及无功损耗 2.6 粮食加工厂10kV出线已知线路的长度为5km，双回供电，远期最大负荷2200kW，功率因数COS=0.85，最大负荷利用小时表 式（2.9）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=3000，得。则 式（2.10）所以查供用电工程选择LGJ-70型架空线,其相关数据见表2.5所示。2.5 LGJ-70型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）A950.3150.3713022.6.1 电阻计算已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.6.2 无功功率计算 2.6.3 电抗计算由表2-5得知 则线路电抗 2.6.4 有功损耗及无功损耗 2.7 玩具厂10kV出线已知线路的长度为8Km，单回供电，远期最大负荷1000kW，功率因数COS=0.85，最大负荷利用小时=3500。导线为LGJ-70型架空线 式（2.11）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=3500，得。则 式（2.12）所以查供用电工程选择LGJ-70型架空线,其相关数据见表2.6所示。表2.6 LGJ-70型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）A700.4320.3822282.7.1 电阻计算已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.7.2 无功功率计算 2.7.3 电抗计算由表2-6得知 则线路电抗 2.7.4 有功损耗及无功损 2.8 电气开关厂10KV出线已知线路的长度为8km，单回供电，远期最大负荷1600kW，功率因数COS=0.85，最大负荷利用小时=4000。导线为LGJ-95型架空线按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=4000，得。 式（2.13）则 式（2.14）所以查供用电工程选择LGJ-95型架空线,其相关数据见表2.7所示。表2.7 LGJ-95型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）A950.3150.3713022.8.1 电阻计算已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.8.2 无功功率计算 2.8.3 电压计算由表2-7得知 则线路电抗 2.8.4 有功损耗及无功损耗 2.9 铝制品厂10KV出线已知线路的长度为6km，双回供电，远期最大负荷2400kW，功率因数COS=0.92，最大负荷利用小时 式（2.15）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=4500，得。导线为LGJ-185型架空线。则 式（2.16）所以查供用电工程选择LGJ-185型架空线,其相关数据见表1.8所示。表1.8 LGJ-185型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）A950.5130.3713022.9.1 电阻计算已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.9.2 无功功率计算 2.9.3 电抗计算由表2-8得知 则线路电抗 2.9.4 有功损耗及无功损耗 2.10 汽水厂10kV出线已知线路的长度为8km，单回供电，远期最大负荷1000kW，功率因数COS=0.85，最大负荷利用小时=3500。导线为LGJ-95型架空线。 式（2.17）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=3500，得。则 式（2.18）所以查供用电工程选择LGJ-70型架空线,其相关数据见表2.9所示。表2.9 LGJ-95型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）A700.4320.3822282.10.1 电阻修正已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.10.2 无功功率计算 2.10.3 电压损耗由表2-9得知 则线路电抗 2.10.4 有功损耗及无功损耗 2.11 水泥厂10kV出线已知线路的长度为3km，单回供电，远期最大负荷2800kW，功率因数COS=0.83，最大负荷利用小时=4600 式（2.19）按照经济电流密度法选择截面，经查软导线经济电流密度曲线图，由=4600，得。则 式（2.20）所以查供用电工程选择LGJ-185型架空线,其相关数据见表2.10所示。表2.10 LGJ-185型架空线参考数据截面积电阻（20）电抗载流量（80）A1850.1630.3774532.11.1 电阻修正已知 =0.0036 ， ，则修正电阻为 线路阻值 2.11.2 无功功率计算 2.11.3 电压损耗由表2-10得知 则线路电抗 2.11.4 有功损耗及无功损耗 2.12 负荷侧有功功率、无功功率及视在功率的计算变电所负荷侧总的有功功率为： 变电所负荷侧总的无功功率为： 变电所二次侧线 路总有功损耗为：变电所二次侧线路总无功损耗为： 变电所10KV出线有功功率为： 变电所10KV出线有功功率计算负荷为： 变电所10KV出线无功功率功率为： 变电所10KV出线无功功率功率计算负荷为： 变电所计算负荷为：第3章 变压器台数容量及补偿确定3.1 主变压器的选择在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。根据设计规程规定：为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变，当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。因此，本次设计的变电所采用两台主变压器主变容量的确定应根据电力系统510年发展规划进行。装设两台及以上主变压器的变电所中，当一台断开，其余一台主变压器的容量一般应保证全部负荷的70%获得供电主变压器的容量根据负荷情况，为确保系统供电的安全可靠性，保证设备和人身安全，并考虑经济运行的角度，选定东陵区变电所主变压器为型；两台变压器并列运行，变压器主要参数见表3.1所示。表3.1 主变压器的参数额定容量kVA高压kV高压分接范围低压kV联合组标号(W)空载损耗W负载损耗W空载电流%160006310.5YNd1120240735301.0阻抗电压%重量kg外形尺寸(mm)轨距(mm)器身油重总重长宽高91853010820367505490391648501475两台变压器导纳功率损耗两台变压器中的功率损耗为负荷总有功和无功3.2 计算功率因数在没有考虑低压母线（10kV）上装无功补偿装置情况下，只要满足以上的参数即可选择主变压器，但是根据设计要求，变电所的平均功率因数应达到0.9以上，则需计算出补偿前的变电所平均功率因数，若低于0.9，则还需在低压母线上装设无功功率补偿装置，以提高变电所的平均功率因数。由于用户负荷多为感性负载，因而造成无功功率在线路上的损耗，给系统带来不利的经济损失。需要尽可能在负荷末端进行无功功率补偿，补偿装置选用电力电容器组，安装在10kV配电室内，连接在10kV母线上补偿前功率因数，则需要进行无功补偿其中：有功负荷系数；无功负荷系数；总降压变电所10kV出线上的计算负荷分别相加后，乘以各自最大负荷的同时系数Kp或Kq；P,Q企业的有功负荷及无功负荷；R,X10KV架空线路的电阻值和电抗值；供电线路的额定电压需要补偿的无功功率 3.3 静电补偿电容器选择电力电容器的个数应为6的倍数，因为电容器集中补偿在降压变电所二次侧且主变压器一般为两合，为了使两合变压器补偿均匀分布，此外电容器台数不易过多。结合上述数据确定电容器台数为12台，并选择BFF10.5-200-1W型号的电容器,其相关数据见表3.2所示。电容器型号为BFM10.5-200-1W型。表3.2 电容器参数额定电压10.5kV标称容量200kVA标称电容9.64F相数1外行尺寸重量 由此可见，每台电容器的容量为200 kvar，则需要电容器12台，每相6台,并列使用，角型接线。若考虑在变压器的二次侧加电容器进行补偿，则在选定变压器前应减掉补偿的无功功率，加电容器后应再次经过计算保证变电所的功率因数达到0.9以上。变压器选定后，还应验证变压器高压侧母线的功率因数也不应低于0.9，经过计算，得出高压侧母线的功率因数为0.90=0.9，则确认所选变压器和电容器能够满足该系统的正常运行。第4章 电气主接线4.1 对电气主接线的说明变电所的电气主接线是电力系统接线的重要部分。电气主接线是主要电气设备（如发电机、变压器、开关、互感器、线路、电容器、电抗器、母线、避雷器等）按一定顺序要求，连接而成的，分配和传送电能的总电路，将电路中各种电气设备用统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气联接图，称为电气主接线图。其中分配电能部分即为配电系统图。拟定一个合理的电气主接线方案，不仅对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、对电气设备的选择，配电装置的布置、灵活性、操作与检修的安全、继电保护配置以及今后的扩建，对电力工程建设和运行的经济性等，都有很大的影响。是电气工程设计最基础的部分。由于主接线的确定，变电所的形式也就随之而确定下来。4.2 主接线设计原则1. 变电所在电力系统中的地位和作用，本变电所属于电力系统中的一般变电所。2. 变电所的分期后最终建设规模，变电所依据5-10年电力系统发展规划进行设计。3. 负荷大小的重要性：本变电所为二次变，一般由两个电源独立供电，当任何一个电源消失后，能保证重要负荷继续供电。4. 系统备用容量的大小。5. 系统专业对电气主接线提供的资料。4.3 主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三相基本要求。供电可靠性是电力生产和电能分配的首要任务。由于电力系统的发电、送电和用电是同时完成的，并且在任何时候都保持平衡关系，无论哪部分故障，都将影响整个电力系统的正常运行。电气主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一次部分和二次部分综合。因此除了尽可能选用工作可靠的一次设备和二次设备外，还应设计这些设备的合理连接方式。4.3.1 可靠性（1）断路器检修时，不宜影响对系统和设备供电。（2）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，并保证对一般负荷及全部或部分二级负荷的供电。（3）尽量避免变电所全部停运的可能性。4.3.2 灵活性电力系统是一个紧密联系的整体。变电所电气主接线的运行方式随整个电力系统的运行要求而改变。因此，所设计的电气主接线应能灵活地投入和切除某些变压器、线路等，从而达到调配电源和负荷的目的；并能满足电力系统在事故运行方式、检修运行方式和特殊运行方式下的调度要求。当需要检修某些设备时，应能够很方便地使断路器、母线及继电保护设备退出运行进行检修，而不影响电力网的运行或停止对用户的供电。此外，电气主接线方案还必须能够容易的从初期接线过度到最终接线，以满足扩建的要求。4.3.3 经济性主接线在满足可靠性、灵活性的前提下要做到经济合理。（1）主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。（2）要使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次控制设备、电缆。（3）要限制短路电流，以便于选择廉价的电气设备和轻性设备。（4）节省占地面积、合理使用资源。（5）电能损失减少到最低程度。并且，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。4.4 电气主接线的选择本设计为60/10KV电压等级的二次变电所，可选择的接线方式有：1有汇流母线的接线。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开关等。2无汇流母线的接线。变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。6-220KV高压配电装置的接线方式，主要决定于电压等级及出线回路数。4.4.1 单母线接线 1.主要优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。2.主要缺点：不够灵活可靠，任一元件故障和检修，均需使整个配电装置停电。虽然可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电。3.适用范围：一般适用一台发电机或一台主变的以下三种情况： （1）6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回。（2）35-60KV配电装置的出线回路数不超过3回。图5.1单母线接线方式4.4.2 单母线分段如图5.2单母线分段接线方式所示。1.优点：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；当一段母线 发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电。2.缺点：（1）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停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越。（3）扩建时需向两个方向均衡扩建。3.使用范围：（1） 6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上。（2） 35-60KV配电装置出线回路数为4-8回。图5.1单母线分段接线方式4.4.3 内桥接线：如图所示5.2内桥接线方式内桥接线的特点：线路的投资和切除比较方便，变压器的投入和切除比较复杂，所以内桥接线使用与较长线路和变压器不需要经常切换的场合。4.4.4 外侨接线：外侨接线特点：它适用于线路较短和变压器需经常切换的场合，此外，当两条线路间有穿越功率时，也应采用外侨接线，因为这时的穿越功率仅通过桥断路器，而且还要通过二组成线路断路器，其中任一台断路器检修或故障时，都将影响穿越功率的传送。如图所示5.2外桥接线方式4.4.5 母线接线方式的选择据上述各种母线的接线方式的论述，结合本次变电所的实际情况和负荷分配情况，本次设计的变电所60KV选择内桥接线方式， 10KV母线选择单母线分段的接线方式。第5章 短路电流计算5.1 短路电流计算的目的(1) 电气主接线的比较(2) 选择导体和电器(3) 确定中性点接地方式(4) 计算软导线的短路摇摆(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5.2 短路电流计算时的一般规定(1) 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，应按本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。(2) 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动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。(3) 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。对带电抗器的610KV出线与厂用分支线回路，除母线与母线隔离开关之间阁板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。(4)导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。5.3 短路过程分析所谓“无限大容量系统”仅为一个相对概念。当电源的容量足够大时，其等值内阻抗就很小，此时若在电源外部发生短路，则整个短路中各个元件的等值阻抗将比电源的内阻大的多，因而电源母线上的电压变化很小，实际计算时甚至可以认为没有变化，既认为是一个恒压源，这种电源就称为无限大容量电源。(1) 三相短路电源的变化规律三相短路后，在短路暂态过程中，短路电流等于它的周期分量和非周期分量的瞬间值之和，短路电流的非周期分量是随时间按指数规律衰减的。当非周期分量为零时，短路既进入稳态过程，此时稳态短路电流的大小不再变化，这是这种系统短路的显著特点。(2) 三相短路冲击电流三相短路电流的最大瞬时值出现在短路发生后约半个周波左右，它不仅与周期分量的幅值有关，也与非周期分量的起始值有关，最严重的短路情况下，三相短路电流的最大瞬时值称为冲击电流ish。 式（5.1）式中： Kch =1+edt 短路电流冲击系数。 I短路电流周期分量的有效值。一般:高压电网：Kch=1.8 ish=2.55I 低压电网：Kch=1.3 ish=1.84I 5.4 计算步骤(1) 画等值电抗图。(2) 首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻。(3) 选取基准容量和基准电压。(4) 计算各元件的电抗标么值。(5) 选择计算短路点。(6) 绘画等值电抗图。(7) 求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。(8) 各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。(9) 列出短路电流计算数据表。5.5 短路电流的计算方法电力系统短路电流的计算方法通常有三种，即标么值法、短路容量法（又称MVA法）和有名单位制法（又称欧姆法），高压系统中，一般采用标幺值法。标么值法的基本原理：标么值又称为相对单位制，它是各个物理量的实际值与基准值的比值（系数或百分比）采用标幺制，首要的问题是确定基准值：(1) 基准值：在短路电流的实际计算中，为了方便常选取100MVA或10000MVA作为视在功率基准值，选用某电压等级的平均额定电压作为电压的基准值。所谓线路平均额定电压，指线路始端最大额定电压与线路末端最小额定电压的平均值。表5.1线路额定电压与平均额定电压额定电压 103560110154220平均额定电压 10.53763115162230(2) 标么值标么值的定义：容量标么值： 式（5.2）电压标么值： 式（5.3）电流标么值： 式（5.4）额定标么值：在电气设备（如发电机、变压器、电抗器及电动机等）的技术数据中，往往给出以其自身额定参数为基准的标么值。容量的额定标么值： 式（5.5）电压的额定标么值： 式（5.6） 电抗的额定标么值： 式（5.7）电流的额定标么值： 式（5.8） (3) 取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=Uav计算用公式：变压器的电抗： 式（5.9） 线路的电抗： 式（5.10） 标么值转化为有名值： 5.6 短路电流计算取 电源为 63KV架空线路的标幺值 变压器T的标幺值10.5KV架空线路的标幺值（1）点 待设变电所变压器高压侧的短路电流计算(2) 点 变压器低压侧的短路电流计算（3）点 负荷侧短路电流计算第6章 电气设备选择及校验6.1 高压电气选择的一般要求电气设备的选择是发电厂和变电所电气部分设计的重要内容之一。如何正确地选择电气设备，将直接影响到电气主接线和配电装置的安全及经济运行。因此在进行设备的选择时，必须执行国家的有关技术经济政策，在保证安全、可靠的前提下，力争做到技术先进、经济合理、运行方便和留有适当的发展余地，以满足电力系统安全、经济运行的需要。6.1.1 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验。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试验依据，并经正式鉴定合理，在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时应经上级批准。6.1.2 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、过流的情况下，保持正常运行。1.长期工作条件：电压：该回路的最高运行电压应小于选用的电器在允许最高工作电压即：电流：所在回路各种可能运行方式的持续工作电流应小于选用的电器额定电流 即：由于变压器短路时过载能力很大，双回路出现的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式回路持续工作电流的要求。2.短路稳定条件：校验的一般原则：（1）电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验