本科千伏变电站毕业设计正文

1、XXXXX大学本科毕业设计10KV降压变电所继电保护设计学生姓名 _XXXXX_院系名称 _XXXXX_专业名称 _XXXXX_班 级 _XXXXX_学 号 _XXXXXXX_指导教师 _XXXXXX _完成时间 _XXXXXX _10KV降压变电所继电保护设计学生： XXXX 指导老师： XXX摘要：电力在现代社会生产生活的各个方面都起着不可替代的重大作用。 变电所是 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。 当变配电站运行过程中 发生故障和出现不正常运行状态时， 要求继电保护能有选择性发出跳闸命令切除

2、故障或发出报警信号，从而减小故障造成的损失，保证电力系统安全稳定运行。本次变电所继电保护的初步设计包括了： 负荷分析计算、 变压器选择、 主接 线的选择短路电流计算、 高低压电力线路与一次设备的选择、 继电保护整定计算、 防雷与接地保护等内容。关键词： 变电所；配电系统；继电保护；AbstractElectric energy plays an irreplaceable role in all aspects of the modern social production and life.The substationis an important part of power system,

3、which directly affects the safety and economicoperation of the whole power system.The substation is the intermediate link between power plants and users,playsa role in transformation and distribution of electric energy.When the substation occurs fault or appear abnormal state in the running course,t

4、he requirements of proactive relaying can send out tripping command resection fault selectively or alarm signal,so as to reduce the loss caused by fault,and ensure the safe and staboleperation of power system.The preliminary design of the substation protective relaying include:(1) load analysis (2)

5、the selection of transformer (3) the main connection of choice (4) calculation of short circuit current (5) high and low voltage power line and primary equipment selection (6) protective relaying setting calculation (7) lightning protection and grounding protection and so on.Keywords:substation;powe

6、r system;protective relaying;目录目录 .3 1原始资料 .5.1.1 供电用户基础资料 .5.1.2地理及水文资料 .5.1.3 工厂供电协议 .5.1.4供电负荷 .5.2 变电所负荷计算和无功补偿计算 .7.2.1计算负荷的意义及负荷计算法的确定 .7.2.2 需要系数法的基本概念 .7.2.3变电所负荷计算 8.2.4 无功补偿的目的与方式 .1.12.5 无功补偿计算及电容器选择 .1.23 变电所变压器选择 . 变压器选择原则 . 变压器类型选择 . 变压器台数选择 . 变压器容量确定 .1.5.4

7、 变电所主接线选择 . 变电所主接线的基本要求 .1.64.2 主接线的基本形势和分析 .1.64.3 变电所主接线方案选择 .1.84.4 变电所主接线图 .1.9.5 短路电流计算 .短路电流产生的原因，危害和计算方式 .2. 05.2三相短路电流计算 2.05.3两相短路电流计算 2.76 导体和高低压一次设备、互感器的选择 .2.86.1 高压侧进线选择 . 高压侧一次设备选择 .2.96.3 低压侧一次设备的选择 .3.26.4 低压侧线路导体选择 .3.37 变电站继电保护计算校验 .3.57.1 继电保护的概念 . 继电保护

8、的任务和要求 .3.57.3 电力线路继电保护整定 .3.57.4 电力变压器继电保护 .4.08 变电所防雷与接地装置的确定 .4.48.1 防雷装置的确定 . 确定共用人工接地装置 .4.4参考文献 .4.6.致谢.4.7.1 原始资料1.1供电用户基础资料1.变电站情况及扩建计划变电站主要供给学校和住宅区使用；由于变电站受环境限制，有增加 20% 负 荷扩建可能。2.负荷性质电力负荷情况分析：教学楼、科研楼、餐厅为二级负荷，其余为三级负荷；住 宅区为三级负荷。昼夜负荷变化较大。1.2 地理及水文资料站区砂质粘土，土壤允许承载能力为 20吨/米 2。中等含水量时，实得土壤电

9、阻率为2X 103Q/cm。地下水位3.55m。最热月平均温度为 23C，极端温度为 38C,极最低温度为-26.5C。本地区年雷暴日数为36.5天。最热日地下0.8m处， 土壤平均温度为19.5C，冬季冷却冻结深度为1.2m。本地区夏季主导风向为西 南风，最大风速为 15m/s。1.3工厂供电协议由于本地区的电力供应的特定条件，供电部门要求本站从东北方向 6km 的地 区变电所用 10KV 的回线路向本站供电，该电源断路器断流容量为750MV.A；另一回线从西南方向 8km 的地区变电所用 10KV 的线路向本厂供电，该电源断 路器断流容量为 500MV.A。在本站总变电所高压侧计量，功率因

10、数 0.92。对本站（按大型工业用电企业 基本电费）按最大需要量收取为25.00元/KW.月表计电价（或电度电价）为0.525 元 /KW.h。1.4 供电负荷类 7 数、车设备容J量Pe（Kvy需用系数（Kd）功率因数（cos0）到变电站 长度（m平南小区7300.650.72400东方小区8600.650.72350综合楼3900.80.81240办公楼5300.90.78320餐厅1480.850.76430检测大楼800.750.8370招待所4000.700.65280室外照明3200.620.85500事故照明1201.000.86450表1用电负荷统计表2变电所负荷计算和无功补偿

11、计算2.1计算负荷的意义及负荷计算法的确定负荷计算是供配电系统正常运行的计算，是正确选择供配电系统中导线、电 缆、开关电器、变压器等的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的 环节。计算负荷确定是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。 如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属 的浪费；如果计算负荷确定过小，将使电器和导线处于过负荷下运行， 增加电能 损耗，产生过热，导致绝缘老化甚至烧毁，同样造成损失。因此，正确的计算负 荷意义重大。目前我国普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。 需要系数 法的优点是简单方便，计算结果较符合实际，适

12、用于确定用户、全厂和大型车间 变电所的计算负荷，因此本次设计变电所负荷的计算采用需要系数法。2.2需要系数法的基本概念在计算范围内，如一条干线、一段母线或一台变压器，用电设备组的计算负荷 并不等于其设备容量，两者间存在比值关系，因此需引入需要系数概念，即PcKdPeF :计算负荷Kd :需要系数1.单组用电设备的计算负荷RoKd Pe厂 Q3o 130 tanV S30P30 / cos.30S3O/W3UN)P3o:有功计算负荷巳：设备容量Pe :设备容量Q30:无功计算负荷Kd :需要系数S30:无功计算负荷2.多组用电设备的计算负荷COS :功率因数K p :有功功率同时系数K Q :无

13、功功率同时系数I 30(1)S30(1)、3 UN657.751.732 0.38999.38(A)NK Q Q30(i)i 1P30Q30S30 /( 3UN)对车间干线：K p 取 0.85-0.95，K Q 取 0.90-0.97对低压母线：由用电设备组计算负荷直接相加计算，K p取0.80-0.90，K Q取0.85-0.95 o由车间干线计算负荷直接相加计算，K p取0.90-0.95 , K Q取0.93-0.972.3变电所负荷计算1.平南小区：P30(1) Kd Pe 730 0.65 474.5(kw)Q30(1) P30(1) tan 474.5 0.96455.5(kva

14、r)S30(1). P30(1)2 Q30(1)2474.52 4 55.52657.75(KVA)2.东方小区：P30(2)Kd Pe 860 0.65 559(kw)Q30(2) P30(2) tan 559 0.96536.64(kvar)S30(2)P3o(2)2 Q3O(2)25592 536.642774.9(KVA)I 30(2)S3o(2)774.91177.37(A)、3 UN 1.732 0.383.综合楼:P30(3)Kd Pe 390 0.8312(kw)Q30(3)P30(3) tan312 0.72224.64(kvar)S30(3)P30(3)2 Q30(3)23

15、122 224.642384.46( KVA)I 30(3)S30(3)384.46584.2(A)3 UN1.732 0.384.办公楼:P30(4)Kd Pe 530 0.9477 (kw)Q30(4)P30(4) tan477 0.8381.6(kvar)S30(4)P30(4)2 Q30(4)24772 381.62 610.86(KVA)I 30(4)S30(4)610.86928.13(A)3 UN 1.732 0.385.餐厅:P30(5)Kd Pe 148 0.85125.8(kw)Q30(5)P30(5) tan125.8 0.86108.19(kvar)S30(5)P30(

16、5)2 Q30(5)2125.82 108.192 165.92( KVA)I 30(5)S30(5)165.92252.1(A)3 UN 1.732 0.386.检测大楼:P30(6)Kd Pe 80 0.7560 (kw)Q30(6)P30(6) tan60 0.7545(kvar)P30(6)2 Q30(6)2602 45275( KVA)S30(6)S30(6)75I 30(6)113.95(A)、3 UN1.732 0.387.招待所：P30(7)KdPe400 0.7280(kw)Q30(7)P30(7) tan280 1.17327.6(kvar)S30(7)P30(7)2Q30

17、(7)22802 327.62 430.95(KVA)S30(7)430.95小八I 30(7)L654.79(A)3 UN1.732 0.388.室外照明：P30(8)KdPe320 0.62198.4(kw)Q30(8)P30(8) tan198.4 0.62123(kvar)S30(8)P30(8)2Q30(8)2198.42 1232233.44(KVA)S30(8)657.75I 30(8)354.68(A)3 UN1.732 0.389.事故照明：P30(9)KdPe120 1120(kw)Q30(9)P30(9) tan120 0.5970.8(kvar)S30(9)P30(9)

18、2Q30(9)2、1202 70.82139.33(KVA)S30(9)139.33 I 30(9)211.7(A)3 UN1.732 0.38取全站同时系数Kq =0.95 , K Q =0.97，则全站计算负何为：=0.95 2606.72476.37(kw)NP3oK p忠忠i 1Q30K Q Q30(i)=0.97 2272.97 2204.78(kvar)i 1S30P30 Q3= .2476.3722204.782 3315.64(KVA)I3 (5) = 1138 503774(A)表2计算负荷表数类、 设备容量Fe别(KW)需要系数(Kd )功率因数(COS 0)到 变 电 站

19、长度(m)F30(KW)Q30(k var)S30(KVA)I 30(A)平南小7300.650.72400474.5455.5657.75999.38东方小区、8600.650.72350559536.6774.91177.4综合楼、3900.80.81240312224.6384.46584.2办公楼5300.90.78320477381.6610.86928.13餐厅1480.850.76430125.8108.2165.92252.1检测大楼800.750.8370604575113.95招待所4000.700.65280280327.6430.95654.79室外照明3200.620

20、.85500198.4123233.44354.68事故照明1201.000.8645012070.8139.33211.7总计算负荷247622043315.65037.72.4无功补偿的目的与方式感性用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从儿降低功率因数。功率因数太低将会增加供配电系统的电能损耗、 增加电压损失以及造成供电设备利用 率低等不良影响。由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机等，都是感性负荷， 使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。国家标准评价企业合理用电技术导则中规定：“企业最大负荷时的功率因数不得低于 0.9, 凡功率因数达不到上述规定的，应在负荷侧合

21、理装置集中与就地无功补偿装置。” 根据本次设计的具体要求，功率因数应 0.92。为了提高功率因数，通常需要装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量 QN.C应为：QN.C Q30 Q30 F30(tantan )在确定了总的补偿容量后，就可根据选定的单相并联电容器容量qN.C来确定电容器组数:QN.CnqN.C提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。 前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备则主要用于急剧变 动的冲击负荷。目前提高功率因数的常用的办法是装设无功自动补偿并联电容器 装置。在用户供电系统中，无功补偿并联电容器的装设位置一般有三种安装方式：

22、 1高压集中补偿：高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在总降压变电所的610kv母线上该方式补偿范围小，经济效果较差，但初投资较少，便于集中运行维护，而且能 对企业高压侧的无功功率进行有效补偿，以满足企业总功率因数的要求，所以在一些大中型企业中应用。2.低压集中补偿：低压集中补偿是指将低压电容器集中装设在车间变电所或建筑物变电所的低 压母线上。补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率， 从而可使主变压器的容量选的较小，因而在实际工程中应用相当普遍。3.单独就地补偿：单独就地补偿是指在个别功率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组。该方式补偿效果最好。但这种补偿方式投资大，且电

23、容器组在被补偿的设备停止运用时， 它也将一并被切除，因此其利用率较低。由上面的分析并综合考虑本次设计的具体要求采用低压集中补偿方式。2.5无功补偿计算及电容器选择变压器低压侧的有功功率P302476.37(kw),视在功率S303315.64(KVA)QyiQ7则低压侧的功率因数为：cos (2) -.一 0.753315.64要求高压侧的功率因数0.92,则低压侧补偿后的功率因数应高于 0.92，取: cos 0.95。为使低压侧功率因数从0.75提高到0.95,则低压侧需装设并联 电容器容量为：Qc 2476.37 (tanarccos0.75 tanarccos0.95) 1365.22

24、(kvar)选用补偿电容器的型号为BCMJ0.4-40-3,根据此单相并联电容器容量 QNC确 定电容器组数：Qc1365.22nQn.c4034考虑三项均衡分配，则应装设36个并联电容器。36 401440 (k var)。补偿后变电所低压侧视在计算负荷为：每相13个。实际补偿容量为S30(2)2476.372 (2204.78 1440)22591.77(KVA)2591 77计算电流 130(2)2591.773937.91(A)1.732 0.38变压器的功率损耗为:PT 0.015S30(2)0.015 2591.7738.88(kw)QT 0.06S30(2)0.06 2591.7

25、7155.51(kw)变电所高压侧的计算负荷为:P30(1)2476.3738.882515.25(kw)Q30(1)2204.78 1440155.51920.29(kvar)S30(1)22515.252920.292678.32(KVA)I 30(1)2678.321.732 10154.64(A)2515 25补偿后的功率因数为：cos0.94满足(大于0.92)的要求。2678.323 变电所变压器选择3.1变压器选择原则变压器是变电所中关键的一次设备， 其主要功能是升高或降低电压， 以利于电 能的合理输送、 分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重 要影响。选择变压

26、器时必须遵照有关国家规范标准， 在保证电能质量的要求下， 应尽量 减少投资、运行费用和有色金属耗用量。3.2变压器类型选择电力变压器类型的选择主要是确定变压器的相数、 功能、调压方式、绕组形式、 绝缘及冷却方式、联结组别等。按功能分变压器有升压和降压两种。此为降压变电所应使用降压变压器。 按相数分变压器有单相和三相两种。变电所采用三相变压器。 按调压方式变压器有无载调压和有载调压两种。 10kV 配电变压器采用无载调 压方式。按绕组形式变压器有双绕组变压器、 三绕组变压器和自耦变压器等。 用户供电 系统大多采用双绕组变压器。按绝缘及冷却方式变压器有油浸式、干式和充气式（SF6）等。无特殊要求1

27、0kv 配电变电所通常采用油浸式自冷变压器。10kV 变压器有 Yyn0 和 Dyn11 两种常见联结组。由于 Dyn11 联结组变压器具 有低压侧单相接地短路电流大， 具有利于故障切除、 承受单相不平衡负荷的负载 能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点， 从而得到 广泛的应用。由上述分析可以得出此变电所变压器选择的类型为：三相、降压、无载调压、 双绕组、油浸式、 Dyn11 联结组。3.3变压器台数选择变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。当符合以下条件之一时，宜装设两台及两台以上的变压器：1.有大量一级或二级负荷；2.季节性负荷或昼夜负荷

28、变化较大；3.集中负荷容量较大。结合本变电所的具体情况，考虑到昼夜负荷变化大、二级重要负荷的供电安全 可靠，故选择两台主变压器。3.4变压器容量确定装有两台主变压器时，其任一台变压器的容量SN应同时满足以下两个条件：1任一台变压器单独运行时，宜满足：SN (O.6O.7)S3O。2任一台变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷需求。应满足：S S30(1 11)。代入数据可得：SN (0.6 0.7) 2678.32 (1607 1874.82)KVA考虑到未来510年的负荷发展，初步取 S 2000kVA。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为 S9系列油浸式变压器。型号：S9-2000

29、/10,其主要技术指标见表3。表3主变压器技术指标额定联结空载短路空载阻抗主变型号容量SN组别损耗损耗电流电压/kVAF/kWPK/kWIo%UK %S9-2000/102000Dyn 113.001.800.864 变电所主接线选择4.1变电所主接线的基本要求主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电 容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。 它是电气设备选择及 确定配电装置安装方式的依据， 也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重 要依据。对一次接线的基本要求包括安全、可靠、灵活和经济四个方面。 1.安全性：主接线的设计应符合国家标准有关技术规范的要

30、求，能充分保证人身 和设备的安全。正确选择电气设备及其监视、 保护系统，考虑各种安全技术措施。 2.可靠性：应能满足用电单位对供电可靠性的要求。3.灵活性：能适应各种不同的运行方式，操作检修方便。4.资省、占地少、运行费用低，一般情况下要考虑节约电能和有色金属的耗量。 应选用技术先进、经济适用的节能产品。4.2主接线的基本形势和分析供配电系统变电所常用主接线基本形势有线路变压器组接线、 单母线接线 和桥式接线 3 种类型。根据本变电站设计具体要求本厂为 10KV 降压变电站且由两条回路分别 向本厂供电。因此可选择单母线接线。1.单母线不分段接线这种接线的优点是接线简单清晰、 设备少、操作方便、

31、 便于扩建和采用成套配 电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障检修， 均需要使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时， 全部回路仍需短时停电， 在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段 的供电。适用范围： 适应于容量较小、 对供电可靠性要求不高的场合， 出线回路少的小 型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。如图 1图i单母线不分段接线2.单母线分段接线在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时， 分段断路器接同运行，此时，任一段母线出现故障，分段断路器与故障段进线断 路器都会在继电保护装置作

32、用下自动断开， 将故障段母线切除后，非故障段母线 便可继续工作，而当两路电源同时工作互为备用时， 分段断路器则断开运行，此 时若任一电源出现故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器可自动投入，保 证给全部出线或重要负荷继续供电。此种接线方式供电可靠性高，操作灵活，除 母线故障或检修外，可连续供电。缺点是母线故障或检修，仍有50%用户停电。适用于两路电源进线，可对一、二级负荷供电。接线方式如图2所示图2单母线分段接线4.3变电所主接线方案选择方案I：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断用户供电。缺点：投资咼。方案u：高压侧采用单母线、低压采用单母线分段。优点：任

33、一主变压器检修或发生故障时， 通过切换操作，即可迅速恢复对整个变 电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。方案川：高低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电：当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常断母 线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。以上三种方案均能满足主接线要求，采用方案U时经济性最佳，但是可靠性较 其他两方案差，使用于三级负荷；采用方案I需要的断路器数量多，接线复杂， 经济性能较差；采用方案川既满足负荷

34、供电要求又较经济， 装备用电源自动投入 装置，可提高供电可靠性。综合考虑，因此本次设计选用方案川。4.4变电所主接线图根据所选的接线方式，画出主接线图，如图3图3变电所主接线图5短路电流计算5.1短路电流产生的原因，危害和计算方式在供配电系统的设计和运行中，不仅要考虑系统的正常运行状态，还要考虑系 统的不正常运行状态和故障情况， 最严重的故障时短路故障。所谓短路，就是指 供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。短路发生的主要原因是电力系统电气设备载流导体的绝缘损坏。主要原因有设备长期运行导致绝缘自然老化、雷击过电压、操作过电压等。短路发生时，由于短路回路阻抗小，短路

35、电流数值通常是正常工作电流值的十 几倍或几十倍。当它通过电气设备时，会造成设备的载流部分变形或损坏。同时， 系统电压降低，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的 电动机或其它设备的正常运行。严重的短路可能影响电力系统运行的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步，造成系统解列，甚至崩溃。供配电系统通常有多个电压等级，有名值计算短路电流需要归算阻抗到同一电压级，显得麻烦和不便。因此，计算短路电流的方法采用标幺值法计算。用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。标幺值为任意一物理量的有名值与基准值的比值，标幺值没有单位，即：物理量的有名值（MVA，kV,kA,）某量的标幺值=-物理量的

36、基准值（MVA，kV,kA,）所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度。供电系统中的元件包括电源、 输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标 幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。5.2三相短路电流计算本站电源从东北方向6km的地区变电所用10KV的回线路向本站供电，该电 源断路器断流容量为750MVA ;另一回线从西南方向8km的地区变电所用10KV 的线路向本厂供电，该电源断路器断流容量为 500MV。k1SSkk2架空线电源 10kvS9-200010kv取 Sd 100MV A，Uc110.5kV，Uc2 0.4kV所以：ld1100MV A3 10.5kV

37、5.500kA100MV A3 0.4kV144.34kA0.38kv图4供电系统图求10kV母线上K1点短路和380V低压母线上K2点短路电流和短路容量1确定基准值：2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值:电力系统电抗标幺值：电源侧短路容量为SR=750MVA,因此X1蛍=100MVA/750MV.A=0.133Sk电源侧短路容量为 Sk =500MVA，因此SdX1=100MV- A/500MV.A=0.2Sk架空线路电抗标幺值：查手册得 X00.35 /km。因此d2X2XoLSdU：20.35 /km 6km100MVA(10.5kV)21.905X2XLSdUc20.35 / km

38、 8km100MVA(10.5kV)22.54Xs线路长度为8km,电力变压器：所选电力变压器Uk%=6 ,而SNT =1000KV.A,因此X4 遇遇= =6 10嘶=3100SNT 100 2000KVA绘出短路电路的等效电路如图5.2, 5.3所示图5东北方向电源短路计算等效电路k1k23/31/0.22/2.544/3图6西南方向电源短路计算等效电路3.求K1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量:IK3)I东北方向电源回线总电抗标幺值：X*（K1）X；X；=0.133+1.905=2.038三相短路电流周期分量有效值:*=5.50kA/2.038=2.699kAX (k 1

39、)其他三相短路电流:IK3)1%lk31=2.699kAl；h =2.55*2.699kA=6.882kAI S：)=1.51*2.699kA=4.075kA三相短路容量：sk31)S =100MV A/2.038=49.068MV AX (k 1)西南方向电源回线总电抗标幺值：* * *x(K X1 X2 =0.2+2.54=2.740三相短路电流周期分量有效值：I 畀=5.50kA/2.74=2.007kAX (k 1)其他三相短路电流：IK31丨忆 Ik31=2.007kAiSJ =2.55*2.007kA=5.119kAISh3)=1.51*2.007kA=3.031kA三相短路容量：

40、sk31S* d=100MV- A/2.74=36.496MV AX (k 1)4.求K2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量:东北方向电源回线两台变压器并列运行：(3)I K 2Sd*X (k 2)=100MV- A/5.038=19.849MV A总电抗标幺值：X*(K 2) X； X； X3 / X4 =0.133+1.905+3/2=3.538 三相短路电流周期分量有效值：.(3)I d2I K ;*=144.34kA/3.538=40.797kAX (k 2)其他三相短路电流：(3)(3)(3)I K 2 I k 2 I k 2 =40.797kAl；h =1.84*40

41、.797kA=75.066kAI Sh0 =1.09*40.797kA=44.469kA三相短路容量：SSk32 =100MV A/3.538=28.265MV AX (k 2)两台变压器分列运行：总电抗标幺值：* * * *X (K 2)X1X2 X3 =0.133+1.905+3=5.038三相短路电流周期分量有效值：=144.34kA/5.038=28.650kAX (k 2)其他三相短路电流：IK32I(3)2Ik3)2=28.650kAl；h =1.84*28.650kA=52.716kAI S3 =1.09*28.650kA=31.229kA三相短路容量:西南方向电源回线 两台变压

42、器并列运行: 总电抗标幺值：X*(K 2) X； X； X3 / X4 =0.2+2.54+3/2=4.240三相短路电流周期分量有效值：(3)I K 2I d 2=144.34kA/4.24=34.042kAX (k 2)其他三相短路电流:lK32I(3)2I k32 =34.042kAl；h =1.84*34.042kA=62.638kA(3)I Sh) =1.09*34.042kA=37.106kA三相短路容量:(3)I K 2d2*X (k 2)=100MV A/4.240=23.585MV A两台变压器分列运行：总电抗标幺值：* * * *x(K 2) X1 X2 X3=0.2+2.

43、54+3=5.740 三相短路电流周期分量有效值：I K3)2!d2 =144.34kA/5.740=25.146kAK 2X (k 2)其他三相短路电流：IK32I (3)2Ik3225.146kAl；h =1.84*25.146kA=46.269kAI S3 =1.09*25.146kA=27.409kA三相短路容量：I K3)2!d2 =100MV- A/5.740=17.422MV AK 2X (k 2)由以上计算结果，可得表4,表5。X (k i)东北方向电源进线短路计算结果总电抗标幺值三相短路电流/ kA三相短路量/MV A短路计算点*X1 (3)1 K( 3)I (3)i (3)

44、 iSh1 (3)1 ShSK3)k12.0382.6992.6992.6996.8824.07549.068变压器并列运行3.53840.79740.79740.79770.06644.46928.265k2变压器分列运行5.03828.65028.65028.65052.71631.29919/849表5西南方向电源进线短路计算结果总电抗标 幺值三相短路电流/ kA三相短路量/MV A短路计算点*X1 (3)1 K( 3)I (3)i (3) iSh1 (3)I ShSK3)k12.7402.0072.0072.0075.1193.03136.496变压器并列运行4.24034.04234

45、.04234.04262.63837.10623.585k2变压器分列运行5.74025.14625.14625.14646.26927.40917.422K1点：最大运行方式下三相短路电流：最大运行方式即两条进线并联运行时，即2.038 2.740=1.247,2.038 2.740“,(3)5.50则，iK.L.max=4.411KA1.247最小运行方式下三相短路电流：最小运行方式即阻抗最大，则只有西南方向进 线时，即，lK3L.mn =2.007KA。K2点：最大运行方式下三相短路电流：最大运行方式即两条进线并联且变压器并联运行 时，即卩X*(k2)血上=0.681,(1.247 1.

46、5则，iK3爲144.34 =211.95KA o0.681最小运行方式下三相短路电流：最小运行方式即阻抗最大，则只有西南方向进 线且变压器分列运行时，即，lK3）L.min=25.146KA o5.3两相短路电流计算K1点：最小运行方式下两相短路电流即只有西南方向进线时的两相短路电流,（2） 3（3）1.732lK.L.min= iK.L.min2.007 =1.738KA22K2点：最小运行方式下两相短路电流即只有西南方向进线且变压器分列运行时的两相 短路电流，（2） 3（3）1.732iKLm lK. L.mi25.146=21.776KA2 26导体和高低压一次设备、互感器的选择6.1

47、高压侧进线选择高压开关柜，柜下进线一般需通过电缆引入。因此，采用架空线长距离传输， 再由电缆线引入的接线方式。高压开关柜引入的电缆线，因短路容量较大而负荷 电流较小，一般先按短路热稳定条件选择导体截面，再校验电压损失和机械强度。1.东北方向进线 架空线选择按热稳定条件选择导体截面：长度为6km。查表得，C 87A s/mm2，:, tima 取1.2 (取值为继电器动作时间)A Amin= I103 tima /C=2.699*103*、1.2/87=33.98mm22初选35 mm LGJ型钢芯铝绞线。最热月平均温度为23C，高压侧计算电流130(1)154.64(A)，LGJ-35导线25

48、 C允许载流量为170A,满足条件。 电缆线选择C 143A. s/mm2，.a取1.2 (取值为继电器动作时间)A Amin= I103 tima /C =2.699*103*、1.2 /143=20.68mm22初选35 mm三芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。_ 2本地最热日地下0.8m处，土壤平均温度为19.5 C。35 mm的YJY型三芯交 联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆在 25C的空气中敷设时的载流量为172A，在20C直 埋敷设时的载流量为166A，大于计算电流丨30(1)154.64(A)，满足要求。2.西南方向进线 架空线选择按热稳定条件选择导体截面：长度为8km。查表得，C=87A

49、s mm2,门阮 取1.2 (取值为继电器动作时间)A Amin= I103 tima /C =2.007*103* 1.2/87=25.27mm22初选35 mm LGJ型钢芯铝绞线。最热月平均温度为23C，高压侧计算电流130(1)154.64(A)，LGJ-35导线25 C允许载流量为170A,满足条件。 电缆线选择C=143A - s - mm2， . tima取1.2 (取值为继电器动作时间)A Amin= I103 tima /C =2.007*103* 1.2 /143=15.37mm22初选35 mm三芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。9本地最热日地下0.8m处，土壤平均温度为19

50、.5 C。35 mm的YJY型三芯交 联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆在 25C的空气中敷设时的载流量为172A，在20C直 埋敷设时的载流量为166A，大于计算电流l30（i）154.64（A），满足要求。6.2高压侧一次设备选择6.2.1高压侧短断路器、隔离开关选择高压侧短断路器、隔离开关、熔断器选择原则如下： 按工作环境选择：选择户外或户内，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式。 按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即：UN.QF UN ；按额定电流选择：应该等于或大于变压器高压侧最大长期工作电流，即：I N .QF I 30。 短路校验：校验高压断路器的动稳定性：iish ；校验高

51、压断路器的热稳定max性: Itt I 2tima。 开关电器断流能力校验：校验高压断路器的开断电流：即： Ioc I K3）。1.高压断路器选择：高压断路器除在正常情况下通断电路外， 主要是在发生故障时，自动而快速的 将故障切除，以保证设备的安全运行。高压断路器一般选用少油断路器、 六氟化 硫断路器和真空断路器。根据分析并查资料：选择ZN5-10/1000型10KV高压断 路器。表6ZN5-10/1000断路器的技术参数类 别型号额定 电压kV额定 电流A开断 电流kA断流容量MV A极限 通过 电流 峰值/kA热稳定电 流kA固有 分闸 时间/s合闸 时间/s配用操 动机构 型号ZN5-1

52、0/1000101000 205020 (2S)0.050.1专用CD型2.高压隔离开关选择隔离开关主要用于电气隔离而不能分段正常负荷电流和短路电流。根据资料分析，选择GN8 10T/400型隔离开关。6表7GN8 10T/400型隔离开关的技术参数型号额定 电压kV额定 电流A极限通过电流/kA热稳定电流（5s）kA配用操动 机构型号GN| 10T/40010400峰值40有效值3014CS6-1T(CS6-1)6.2.2高压熔断器的选择高压熔断器是一种过流保护元件，由熔件与熔管组成。当过载或短路时，熔件 熔断，达到切断故障保护设备的目的。电流越大，熔断时间越短。高压熔断器的 选择：按额定电

53、压选择：熔断器的电压应该大于或等于所在电网的额定电压，即： UN.FU UN ；按额定电流选择：熔断器的电流应该等于或大于它本身所安装的 熔体额定电流，即：IN.FU I30 ；校验高压熔断器的开断电流：即: Ioc根据分析和资料选择RN2-10型室内高压熔断器。表8RN2-10型室内高压熔断器技术参数型号额定 电压KV额定 电流A三相最大 断流容量MVA最大开 断电流KA最大电 流峰值KA过电压倍数RN2-10100.51000501000互感器的选择1.电流互感器的选择电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器

54、工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A或者1A。电流互感器的选择条件： 一次侧额定电压大于或等于电网电压：U1N UN 一次侧额定电流大于或等于长时最大工作电流：|1N （1.21.5）130 校验：按热稳定校验：（Ktl1N）2t （I）2tima按动稳定校验：NKam ishI1N :电流互感器额定一次电流；Kam :动稳定倍数根据分析和资料选用电流比为400/5的LQJ-10型电流互感器。表9LQJ-10-400/5型电流互感器技术参数型号额定电流比A准确级次额定二次负荷Q10%倍数1s热稳定倍数动稳定倍数LQJ-10400/50.50.46751602.电压互感器选择

55、电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈 串联，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。二次绕组的额定电压一般为 100 V。实际中广泛应用三相三线五柱式(丫 丫)电压互感器。根据分析和资料选用JDZJ-10型电压互感器。母线的截面选择按允许载流量选择Ic打，计算电流154.64A，查资料分析，2选择截面为20*3=60 mm的LMY型每相一铝排，在竖放时载流量为 215A，大 于计算电流，满足条件，于是选择高压母线型号为LMY-3*(20*3)。按热稳定性效验：效验条件：A=I103 . tima /C，查资料，得铝母线的 2 2 2C 87A s/mm，取 0.

56、75S，母线的截面：A=20*3 mm =60mm，允许的最小截面：2.669 1 03 0.752东北方向为Amin26.86mm，A Amin，该母线满足87热稳定性要求；西南方向Amin2-007 1 0375 19.98mm2，A 心，该母线满足87额定电压V额定容量VAcos0.9型号一次线圈二次线圈辅助线圈0.5级最大容量VA连接组JDZJ-10100001001003504001/1/1-12-12表10JDZJ-10型电压互感器技术参数6.2.4母线选择热稳定性要求。20001.732 10.526.25=2886.82A625支柱绝缘子的选择支柱绝缘子主要是用来固定导线或母线

57、，并使导线或母线与设备或基础绝缘 选择的条件有：1按使用场所（户内或户外）选择型号。2.按工作电压选择额定电压。3.校验动稳定 Fc KFal可选择ZN-10/8型户内绝缘子。6.3低压侧一次设备的选择6.3.1低压断路器选择低压断路器选择应满足：1.低压断路器型号及操作机构形式应符合工作环境、保护性能等要求。2.低压断路器额定电压应不低于装设点线路额定电压。3.低压断路器额定电流应不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流。4低压断路器短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流=34.042KA，结合分析和资料选用DW15-2500型低压短路器，其断流能力为60KA 6.3.2低压侧母线选择每台

58、变压器二次侧额定电流：I k SN 10.52 N I 1N K3 U1N 0.4则低压侧母线允许载流量应大于|2N，初选80*10=800mm2截面LMY型每相3 铝排矩形母线，其允许载流量为3100A。大于变压器二次侧额定电流 |2N对万能式（DW型）断路器，其分段时间大于0.02s,1 OC(3)1 K东北和西南方向进线的低压侧最大三相短路电流分别为按下式校验：I K3）=40.797KA, I K3）=2886.82A。热稳定度校验A A,in = I 103jtm?/c，查资料，得铝母线的 C 87A s/mm2，允许的最小截面：东北方向：Amin40.797 1030.758724

59、06.11mm ；34.042 10 J0.752西南方向：Amin338.86mm2。87A Amin,该母线满足热稳定性要求。因此，低压母线选择型号为LMY-3*(80*10)6.4低压侧线路导体选择从变电所到办公楼、住宅区采用电缆供电，电缆采用YJV22交联聚氯乙烯护套电力电缆，导线接线采用 TN-C系统，。根据不同的住宅区、不同的用电负荷 采用不同的截面。其中导线的截面选择满足条件： 相线截面的选择以满足发热条件即，Ial | 30 o 中性线(N线)截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足A0 0.5A o下面对各个用电负荷进行导线的选择：21.平南小区：|c=999.38A,截面为

60、500mm 的YJV22电缆25C时载流量为1000A满足发热条件，故选 A =500mm2 oN线截面的选择：2按 A 0.5A，选 =300mm。综上可知，平南小区所选的导线型号和规格可表示为：YJV22-1000-(3*500+1*300) o22.东方小区：|c=1177.4A,截面为800mm 的YJV22电缆25C时载流量为1300A满足发热条件，故选 A =800mm2 oN线截面的选择：2按 A 0.5A，选 AD =400mm。综上可知，东方小区所选的导线型号和规格可表示为：YJV22-1000-(3*800+1*400) o23. 综合楼：|c=584.2A，截面为240