变电所电气设计说明

1、. . . . 摘 要本设计为35KV油田变电所电气部分的设计。设计的主要容包括：35/6kV变电所主变压器选择、变电所电气主接线设计、短路电流计算、负荷计算、无功功率补偿、电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等）、继电保护规划设计、防雷保护设计等。根据电气主线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求，本变电所电气主接线的高压侧采用单母线接线，低压侧采用单母线分段的电气主接线形式；对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法。为减少无功损耗，提高电能的利用率， 本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.69提高到0.93。短路电流的计算包括短路点的选择与其具体数值

2、计算，而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法。继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算。配电装置采用成套配电装置。本变电所采用避雷针防直击雷保护。关键词：35kV 变电所 电气主接线 继电保护 65 / 75AbstractThe topic of this design is"35KV the oilfield substation electrical part of the design." The main design elements include : 35/6kV main transformer su

3、bstation choice Electrical Substation main wiring design Short-circuit current calculation; Load Calculation Reactive power compensation Electrical Equipment (busHV circuit breakers, isolation switches and voltage transformer, and compensation capacitor MOA), relay Planning and Design; Lightning pro

4、tection design. According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements, The substation main electrical wiring High Side single-bus wiring, low voltage side of the single-bus above the main electrical wiring form; the low-pressure side load calc

5、ulated using the statistical needs coefficient. To reduce the reactive power loss, increased energy utilization, The design of reactive power compensation design, power factor from 0.69 to 0.93. short-circuit current calculations include short-circuit point for the selection and specific numerical c

6、alculation, and electrical equipment chosen by the choice of rated current, short-circuit current calculation by the results of the calibration methods. relay design of the main transformer Current Protection and over-current protection design. distribution installations complete set of power distri

7、bution equipment. The substation using direct lightning stroke prevention lightning protection. Key words：35kVSubstation design Main electrical wiring Relay protection目 录摘要IAbstractII目录I第1章绪论11.1 课题的目的与意义11.2 35kV变电所设计模式的研究与发展11.3设计容3第2章变压器的选择与负荷预测42.1 变压器的选择42.1.1变压器的容量与台数的确定42.2 负荷预测52.2.1周边地区油田产能

8、负荷62.2.2地区负荷62.3 无功功率补偿72.3.1并联电力电容器补偿72.3.2无功补偿容量的计算8第3章电气主接线103.1 对电气主接线的基本要求和原则103.1.1电气主接线的基本要求103.1.2电气主接线的基本原则113.2 主接线设计113.2.1单母线接线123.2.2单母线分段接线123.3 主接线的选择133.3.1 35kV侧主接线方案的确定133.3.2 6kV侧主接线的确定15第4章短路计算174.1 短路概述174.1.1短路的成因174.1.1短路的危害184.2 短路的计算194.2.1计算步骤194.2.2计算方法194.2.3短路电流计算的计算过程19

9、第5章电气设备的选择255.1 电气设备与分类255.2 电气设备选择的原则265.3 高压断路器选择275.3.1选择的思路285.3.2断路器的选择与校验295.4 母线的选择315.4.1导体截面的选择与校验315.4.2 35kV侧母线的选择与校验325.4.3 6kV侧母线的选择与校验345.5 隔离开关的选择365.5.1 35kV侧隔离开关的选择与校验365.5.2 6kV侧隔离开关的选择与校验375.6 电流互感器的选择385.6.1 6kV电流互感器选择的分类385.6.2 35kV侧电流互感器选择405.6.2 6kV侧电流互感器选择405.7 电压互感器的选择415.7.

10、1 35kV侧电压互感器选择415.7.2 6kV侧电压互感器选择42第6章继电保护436.1 继电保护436.2 继电保护原理446.3 继电保护的配置456.3.1变压器的保护456.3.2母线的保护456.3.3线路的保护466.3.4电容器的保护476.4 过电流与速断保护整定476.4.1过电流整定值计算476.4.2速断保护整定值计算516.5 交流所用电与直流系统526.5.1交流所用电系统与低压配电523.6.2直流系统52第7章配电装置547.1 配电装置的类型和要求547.1.1户配电装置设备547.1.2户外配电装置设备567.2 配电装置的应用567.3 本所电气布置规

11、划方案57第8章防雷588.1 雷电过电压588.2 雷电的危害588.3 避雷器的选择598.4 防雷保护计算59经济与社会效益分析61总结62致63参考文献64CONTNTSChinese abstractIEnglish abstractIIChapter 1Introduction11.1 The purpose and meaning of topic11.2 The 35 kV substation designs the research and development11.3 Design contentses3Chapter 2 Choice of transformer a

12、nd load forecasting42.1 The choice of transformer42.1.1 The capacity of the transformer and the assurance of the set number42.2 Carry an estimate52.2.1 Carry an estimate62.2.2 The region carries62.3 Reactive power compensation72.3.1 Merge an electric power capacitor to compensate72.3.2 The calculati

13、on that compensates capacity without the achievement8Chapter 3Main electrical connection scheme103.1 Basic request and principle of main electrical connection scheme103.1.1Basic request of main electrical connection scheme103.1.2The basic principle of main electrical connection scheme113.2 Main elec

14、trical schemedesign113.2.1 The single bus line wiring123.2.2 The single bus line wiring of the single bus line wiring123.3 The lord connects a linear choice133.3.1 The 35 kV side lord connects the assurance of line project133.3.2 The 6 kV side lord connects a linear assurance15Chapter 4Short circuit

15、 computes174.1 The short circuit outlines174.1.1Cause formation ofshort circuit174.1.2 The harm of short circuits184.2 The calculation of short circuit194.2.1 Calculation steps194.2.2Calculation methods194.2.3 The calculation process that short-circuit electric currents compute19Chapter 5 The choice

16、 ofelectricity equipments255.1 Electricity equipments and classification255.2 The electricity equipments chooses265.3 The chooses of high voltage circuit breaker275.3.1 The way of thinking of choices285.3.2 The choices and check of high voltsge circuit breaker295.4 The choices of bus line315.4.1The

17、choices and checkof conductors cut315.4.2 35 kV side bus line of choice and check325.4.3 6 kV side bus line of choice and check335.5 The choices of disconnector355.5.1 The 35 kV side disconnector choice and check355.5.2 The 6 kV side disconnector choice and check365.6 The choices of current transfor

18、mer375.6.1Classification of 6kV current transformer choices375.6.2The choices of 35kV current transformer choices395.6.2The choices of 6kV current transformer choices395.7 The choices of current transformer405.7.1The choices of 35KV current transformer405.7.2The choices of 6kV current transformer40C

19、hapter 6Relay protection416.1 Relay protection416.2 Protect of relay protection426.3 Configuration of relay protection436.3.1 The protection of transformer436.3.2The protection of bus line436.3.3 The protection of circuit446.3.4 The protection of circuit456.4 Overcurrent andinstantaneous overcurrent

20、 protection456.4.1Conduct electricity to flow whole settle value calculation456.4.2Instantaneous overcurrent protection settle value calculation486.5Exchanges of electricity and DC systems526.5.1 The exchange of power system and low voltage distribution526.5.2 DC system52Chapter 7Power distribution

21、unit547.1Type and request ofpower distribution unit547.1.1 Power distribution unit indoor547.1.2 Power distribution unit outdoor567.2 The application of power distribution unit567.3 This electricity decoration programs a project57Chapter 8Defends thunder588.1 The thunder and lightning leads electric

22、 voltage588.2 The harm of the thunder and lightning588.3 The choice of lightning arrester588.4 Defend a thunder protection calculation59Economic and social analysis61Conclusion62Acknowledgements63Bibliography64第1章 绪论1.1 课题的目的与意义根据油田建设设计研究院编制的油田南中东一区产能建设工程，2009年，位于油田喇南地区的南中东一区预计新增产能用电负荷 4179kW。200920

23、13年，位于油田喇南地区北侧喇北区块新增产能用电负荷17855kW。根据关于石油管理局后四厂和让库迁建问题的联席会议纪要，为了改善地区铁路交通环境，市于2008年开始实施让湖路火车站改扩建工程。建设集团建材公司的“后四厂”和物资供应公司的“让库”等企业位于该区域，需要整体迁建到（位于让林路西侧，让杜路北侧，方晓居住区的后面）油田喇南地区的经济技术开发区。根据石油管理局“后四厂”与“让库”电力负荷预测表和经济技术开发区西排干渠东侧地块电力负荷估算表，开发区新增用电负荷51600kW，需要6kV 供电电源。该地区目前只有1座35kV长龙变电所，其主变容量2×8000kVA，年平均负荷7.

24、29MW，负载率48%，无法满足新增负荷需要。1.2 35kV变电所设计模式的研究与发展变电所与配电所在配电网中具有十分重要的地位。它既是变压器侧配电网中的负荷，又是下一级配电网的电源，其自动化程度的高低直接反映了配电自动化的水平。1995年，国家调度中心要求现有 35 kV110 kV 变电所在条件具备时逐步实现无人值班变电所，新建变电所可根据调度和管理需要以与规划要求，按无人值班设计。欲实现无人值班变电所，其中变电所的综合自动化程度很重要1。自建国以来，国外电网 35 kV 变电所有两种布置方式，即户和户外。早期采用敞开式常规设备的变电所多采用户外布置的方式，占地面积较大。采用户布置与户外

25、布置变电所相比，其优点是显而易见的：占地面积小；设备安装运行条件良好；控制电缆长度短；适宜无人值班变电所的管理；与周围环境的协调性较好。对于户型布置的变电所，由于设备布置紧凑，因而不如户外布置通风散热效果好，一旦发生火灾时，波与面较大。户型布置又分为全户布置和半户布置。全户布置方式是指主变压器、35kV配电设备等全部配电装置均为户布置。主变压器防噪声问题一向比较难处理。半户布置方式就是除主变压器以外的全部配电装置集中布置在一幢主厂房不同楼层的电气布置方式。这种布置方式结合了全户布置变电所节约占地面积，与周围环境协调美观，设备运行条件好和户外布置变电所工程造价低廉的优点。半户布置方式与全户布置方

26、式相比较，配电装置的布置方式和运行条件一样，区别主要在于主变压器的布置方式。由于半户布置方式将主变压器安装于户外，取消变压器室，即减少土建工程量，缩短建设周期，又降低了对通风散热、消防灭火系统的资金投入，从而降低了变电所的造价，变电所本体投资可降低 8% -16%。基于上述主变压器户外布置不仅便于安装和维护，而且还利于散热和消防等特点，在地理位置限制较少的非中心城区，在无重污染源，噪声又满足环保要求的情况下，建设半户布置变电所较全户布置变电所具有一定的优势5。伴随着国民经济的迅猛发展，城市用电负荷越来越紧，新建 35 kV 变电所在城郊、开发区、城市中心地带不断涌现。建设城市变电所应当遵循的基

27、本原则是足够的变电容量以满足供电区域中长期规划预测的负荷要求；可靠灵活的主接线方式；结构紧凑，设备体积小，占地面积小；主设备技术性能优越，可靠性高，检修频率低，噪声低；自动化程度高，通信误码率低，可靠性高。1.3设计容本论文根据变电所的设计原则，围绕35KV供配电系统设计这一课题展开了全面的设计与研究，主要完成以下工作：主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等）；配电装置设计；继电保护设计；防雷保护设计；绘制电气主接线图，绘制变压器继电保护图。依照主接线的特点，选择各个电压等级的接线方式，进行综合比较，选择最佳

28、接线方式。进行短路电流计算，根据短路点计算三相短路稳态电流和冲击电流。根据所选电气元件，结合实际绘制设计图纸针对油田负荷的用电要求，根据近几年的用电需求进行了负荷预测。据此进行了主变压器的选择，并进行无功补偿。根据变电所主接线的设计原则，对变电所的主接线进行设计：高压35kV采用外桥接法,6kV母线采用单母分段接线形式。采用标幺值法对供电系统进行了短路计算。选择了电气设备的规格型号，并对它们进行动稳定和热稳定校验。为了在供配电系统发生故障时，能够自动地、迅速地、有选择地将故障设备从系统中切除，以免事故的扩大，在论文中对变电所继电保护进行了设计。防雷保护是变电所保护中不可缺少的一项保护措施，故本

29、次设计采用三支等高避雷针作为变电所防雷措施。第2章 变压器的选择与负荷预测2.1 变压器的选择在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。在输配电系统中，变压器起到桥梁作用，变压器是借助电磁感应原理，以一样的频率，交换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择除了依据基础资料外，还取决于输送功率的小，与系统的联系的紧密程度。主变的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有影响。既要满足近期负荷的需求也要考虑到远期。22.1.1变压器的容量与台数的确定1. 变压器的容量 变压器空载运行时需要用较大的无功功率，需由供电系

30、统供给，变压器的容量如果选的过大，会增加投资，而且会是变压器长期处于轻载运行，使空载的损耗增加，功率因数增加，网络损耗增加。若容量选的小，会使变压器长期负载，易损坏设备。变压器的最佳负载率在40%70%之间，负载过高，损耗明显增加；另一方面，由于变压器的容量裕量小，负载稍有增长，就需要更换大容量的变压器，会增加投资，而且影响供电。变压器的容量要以现有的负荷为依据，按照 10年的发展计划来确定，所以选用变压器容量为1000kV9。2. 变压器的台数和型号（1）台数变压器的台数应根据负载的特点和经济运行选择，由负载的大小对供电的可靠性和电能质量的要求决定的，并且要节约电能、维护设备等因素，确定变压

31、器应综合考虑，进行认真的技术、经济比较。本设计准备拟定两台主变压器。（2）型号主变压器的型号选择主要考虑一下因素：变电所的地址选择；主要用电设备对供电的要求；当地供电部门对变电所的管理体制等。3主变压器的确定主压器选用35KV低耗三相双绕组有载调压油浸变压器，型号SFZ9-20000/35,电压等级38.5%×3.5%/6.3KV，接线组别YN,d11。2.2 负荷预测电力负荷预测是实现电力系统安全生产、经济运行的基础。准确的负荷预测有利于提高电网运行的稳定性与经济性。电力负荷预测，是电力市场的重要组成部分，实质是对电力市场需求预测，它主要是指在考虑系统运行特性、自然条件、社会条件和

32、地区经济状况等重要因素影响的条件下，利用历史负荷值经过一系列的数学计算，在满足一定精度和速度的情况下，决定未来某特定时刻的负荷，负荷预测对电力系统控制、运行和计划很重要8。负荷预测是指从负荷本身的变化情况以与经济、气象等因素的影响规律出发，通过对历史数据的分析和研究，探索事物之间的在联系和发展变化的规律，对电力需求做出预先的预测和估计。不同的负荷 预测方法适用围不同，在具有应用于城市电网负荷预测时，必须结合城市负荷发展的特点 、要求以与预测条件，选择合适的预测方法，才能达到满足预测精度的要求。在我国经济快速的拉动下，城市电网用电量多年来一直保持较快增长的势头，与此同时，城市电网的最大负荷也稳定

33、提高；第三产业用电和生活用电所占比重逐渐增加；最大负荷利用小时有所下降。城市冬季的取暖负荷和夏季的降温负荷均增加较大，城市电网负荷曲线峰谷差拉大，城市电网最大负荷的增长速度一般要高于用电量的增长速度，电网最大负荷利用小时呈下降趋势。城市电网负荷发展呈现的特点给负荷预测工作增加了一定的难度，为提高城市电网负荷预测的效率和质量，更好地服务于城市电网建设，城市电网负荷预测需要理顺思路，并注意把我重点12。通过负荷调查，用趋势外推法进行负荷预测。20102015年，油田与周边地区预测新增用电负荷总计73535KW。2.2.1周边地区油田产能负荷2011年新增的油田产能4180KW负荷，分别为机采负荷3

34、426KW、注入站负荷454KW、配置站负荷300KW；20112015年新增的油田产能17855KW负荷，分别为井场8875KW、转油站1380KW、注入站4400KW、配置站1100KW、水处理站2100KW。2.2.2 地区负荷该地区新增负荷分为油田公司未上市部分负荷以与开发区招商区块负荷两部分。未上市部分新增负荷总计21200KW。另一部分为招商区块新增负荷总计30300KW。根据上述新增负荷数据以与该地区负荷现状，得出该地区负荷预测表。表2-1 负荷预测表年份2010年2011年2012年2013年2014年2015年周边4180 kV4180 kV4180 kV4180 kV418

35、0 kV西区4187 kV10389 kV14278 kV15754 kV17855 kV南区7290kV13290 kV20290 kV27290 kV35290 kV51600 kV合计7290kV21657 kV34859 kV45748 kV55224 kV73635 kV2.3 无功功率补偿所谓无功功率补偿是把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量在相互转化，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿9。根据油田的具体情况，与其无功补偿方法的技术、经济比较选用电力电容器补偿中的并联补偿方法。并联补偿时把电容器并接到被补偿设备的电路上，以提高功

36、率因数，这种方法称为并联电容器补偿，这种方法适用于用电单位5。2.3.1 并联电力电容器补偿电力电容器进行无功补偿时，线路WL1输送无功功率仍为无功功率，即Q=QL，而变压器输送的无功功率则为Q=QL-QC，线路WL1输送的无功功率则为Q=QL+QT-QC，因此，电源只需向电力负荷提供S=P=J(QL-QC)的功率。通过以上可知并联电力电容器降低了通过输电线路与变压器的功率（或电流），同时也减少了对发电机无功功率的需求量。2.3.2 无功补偿容量的计算根据设计要求与实际需要变电所的功率因数达到0.9，所以对无功进行补偿。1#变压器的负荷补偿：功率因数：现将其提高到0.93经补偿后：补偿电容：

37、（2-1） （2-2）2#变压器的负荷补偿功率因数：现将其提高到0.93经补偿后：补偿电容： （2-1） （2-2）第3章 电气主接线电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。它是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又一次接线或电气主系统。13电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线图。电气主接线是变电

38、所电气设计的首要部分，也构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求，概括的说包括可靠性、灵活性、经济性三方面9。3.1 对电气主接线的基本要求和原则3.1.1电气主接线的基本要求1. 可靠性可靠是主接线的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求，并保证对用户不间断的供电。主接线的可靠性不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可能的影响。电气主接线的可靠性不是绝对的，所以在分析电气主接线的可靠性时，要考虑变电所的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备的制造水平与运行经验等诸多因素。2灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。

39、灵活性包括以下几个方面：（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，检修方式以与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、母线与其继电保护设备，进行安全检修，且不致影响对用户供电。3. 经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应该在满足可靠性与经济性的前提下做到经济合理。经济性应考虑以下几个方面：（1）节省一次性的投资。（2）占地面积少。（3）电能损耗少。3.1.2 电气主接线的基本原则变电所电气主接线是电力系统的主要组成部分，它表明了发电机、变压器、线路、和断路器等设备的数量和接线方式，从而

40、实现安全的输变电、配电的任务。在保证供电可靠性、灵活性、满足各种技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省资源，力争设备元件和设计的性进行和可靠性。当有扩建需求时，应在布置上考虑接线的准备19。3.2 主接线设计主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种形式，分为两大类：有汇流母线的接线方式、无汇流母线的接线方式。变电所电气主接线的基本环节是变压器、母线和出线。各个变电所的出线回路数和电源数不同，每个出线所传输的功率也不一样。在进出线数较多时，为便于变压器的汇集和分配，采用母线 作为中间环节，可使接线简单清晰。有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用

41、开关电器少，占地面积小，但是只适合用于进出线回路少，不在扩建和发展的变电所。有汇流母线的接线形式主要有：单母线接线和双母线接线。设计只以单母线为例。3.2.1 单母线接线1单母线接线的优缺点优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建。缺点：灵活性和可靠性差，母线出现故障时，各出线必须全部停电。 2单母线接线的使用围一般适用于一台主变压器的以下两种情况：（1）6-10KV配电装置的出线回路数不超过五回。（2）35-66KV配电装置的出线回路数不超过三回。3.2.2 单母线分段接线 为了克服一般单母线存在的缺点，提高其供电可靠性和灵活性，可以把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个互感器和两个

42、隔离开关。每段母线上均接有电源和处线回路，便成为单母线分段接线。1.单母线分段接线的优缺点 优点：母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响围;对双回路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。 缺点：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遭检修期间停电；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。2.适用围（1）6-10KV配电装置出线回路数为6回与以上。（2）35-66KV配电装置出现回路数为4-8回。3.3 主接线的选择3.3.135kV侧主接线方案的确定35kV侧，规则上讲，对于变

43、电所的电气主接线，当满足运行要求时，其高压侧应尽量采用桥型线路变压器组或线路分支接线。待设计变电所一次进线为两回，故拟定线路变压器组和外桥接线两种方案。1、 线路变压器组接线变电所只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，其特点是设备少、投资省、操作简便、宜于扩建，但灵活性和可靠性较低。如图3-1所示。图3-1 线路变压器组接线2、 外桥接线桥形接线由一台断路器和两组隔离开关组成连接桥，连接桥连接变压器一线路组的断路器和线路之间的称为外桥接线。如图3-2所示。图3-2 外侨接线表3-1 两种方案比较线路

44、变压器组接线外桥接线特点就其特点而言，线路变压器组接线简单，是最简单的接线，外桥是在其基础上在线路或变压器发生故障，该线路均停止运行。而外桥接线，当线路故障时与之相连的两个断路器断开，从而影响一回未发生故障的线路，当变电器发生故障时仅线路变压器断开，不影响其它回路运行。可靠性外桥接线要比线路变压器可靠。经济性线路变压器组比外桥接线经济。灵活性外桥接线要比线路变压器组倒闸操作方便。综上，通过对经济性的考虑方案一比方案二实惠的多，故本设计变电所一次侧采用外桥接线。3.3.26kV侧主接线的确定规程上讲，当变电所装有两台去变压器时，6-10KV侧宜采用分段单母线，线路为12回与以上时亦可采用双母线，

45、当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。待设变电所6KV侧低于12回出线，并带有重要负载，可行性的方案有单母线分段、单母分段带旁路、双母线。以下对两种方案进行比较：分析：单母线分段较单母线分段带旁路和双母线简单、经济性好，但供电可靠性和灵活性较差，但通过对待设变电所所带负荷进行分析，待设变电所所带重要负荷均为两回线，我可以对重要负荷从不同段引出两个电源供电，提高了供电的可靠性，完全可以弥补单母线分段接线供电可靠性不高的缺陷。因此，综合各方面因素，二次侧宜采用单母线分段，其接线图如下：图3-2单母线分段最后，通过前面对一次侧和二次侧接线经济性、可靠性、灵活性等各方面的综合比较，同时考虑本设计的

46、进线、出线的回路以与重要负荷的分布等因素，一次侧采用外桥的接线形式，二次侧采用单分段的接线形式。第4章 短路计算短路是电力系统中常发生的一种故障。所谓短路时指电网中某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或“地”相接触。电网正常运行的破坏大多数是由短路故障引起的，危害很大。17电力系统正常运行的破坏或多半是由短路故障引起的。计算短路电流的目的是为了选择有足够机械稳定和热稳定度的电气设备、合理的配置各种继电保护和自动装置、比较各种不同方案的接线图、研究短路对用户工作的影响等。15选择电气设备、整定继电保护、确定电气主接线方案、考虑限制短路电流的措施与分析电力系统是短路计算的最终目的。所谓短路是

47、指不同电位导电部分之间的不正常短接，既有一样与相之间导体的金属性短接或者经小阻抗的短接，也有中性点直接接地系统或三相四线制系统中单相或多相接地。4.1 短路概述电力系统的状态有三种：正常运行状态、不正常运行状态、短路故障。在电气设计和运行中，不仅要考虑系统正常运行状态，而且要考虑它发生故障时的情况，最严重的故障是电路乃至系统发生短路。电力系统正常运行时，其相与相之间，中性点接地系统的中性线与相线之间，都是通过负荷或阻抗连接的。254.1.1 短路的成因造成短路的原因有很多，归纳可得到的原因大概有：1 设备绝缘损坏。老化、污闪、雾闪、盐碱击穿。2 外力破坏。雷击、鸟害、动物接触、人员或植物距离太

48、近。3 设备机械损伤。疲劳严重、断线、倒塔、倒杆、电动力太大拉断导线。4 运行人员误操作、带地线合隔离开关、带负荷拉隔离开关。4.1.1 短路的危害1 电力系统发生短路时，网络总阻抗减小很多，短路回路中的短路电流可能超过该回路的正常工作电流十几倍甚至几十倍，如610kV的大容量装置，短路电流可达到几万甚至几十万安。132 选的各种电气设备应有足够的热稳定度。3 短路电流通过导体时，同时也使导体受到很大的电动力作用、使导体发生变形，甚至损坏。因此，电气装置中所选的各种电气设备还应有足够的电动稳定度。4 短路必将造成局部停电，而且短路点越靠近电源，停电围越大、给国民经济造成的损失也越大。5的电压为

49、零，结果可能导致非故障围部分或全部用户的供电破坏。当电压降低到额定值的80左右时，电磁开关有可能断开，因而中断供电；当电压下降到30一40。并持续达1s以上时，电动机可能停止转动，使工厂产品报废，甚至造成人身伤亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系统网络电压才能得以恢复。由此可见。短路的后果是十分严重的，且短路所引起的危害程度，与短路故障的地点、类型与持续时间等因素有关。为了保证电气设备安全可靠运行，减轻短路的影响，除应努力设法消除可能引起短路的一切因素外，一旦发生短路，应尽快切除故障部分，使系统的电压在较短的时间恢复到正常值。为此，需要进行短路电流计算，以便正确地选择具有足够的动稳定性和热稳

50、定性的电气设备，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。164.2 短路的计算4.2.1 计算步骤1. 画等值电抗图（1） 首先去掉系统中的所有符合开关、线路电容、各元件电阻。（2） 选取基准容量和基准电压。（3） 计算各元件的电抗标幺值。2 选择计算短路点。3 求各三相短路时的最大冲击电流和短路容量。4 各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。5 列出短路电流计算数据表。4.2.2 计算方法标幺值法：取基准容量=100MVA，基准电压计算公式：变压器： 发电机：线 路： 短路电流周期分量有效值：短路电流冲击值：4.2.3 短路电流计算的计算过程变电所2回35kV进线分别引自110kV方晓

51、变和110kV喇一变，主变按规划容量20000kVA归算，6kV按并列、分列运行分别计算。35kV变电所1回35kV进线电源引自110kV变电所一次变，1回35kV引线电源引自110kV变电所一次变。1. 准备工作（1） 进线取自变电所一次变的1段的1条35KV线路，一次变段的一条35KV线路，35KV按并、分列运行两种方式，6KV分列运行。计算短路电流时忽略线路电阻，但线路阻抗，线路电抗分别为=11×0.0262+0.40×0.00584=0.291（线路长11千米，电缆400米），=6.5×0.0262+0.35×0.00584=0.172（线路长6

52、.5千米，电缆350米）。 型号为LGJ-150导线每千米电抗为0.0262，型号为YJLV29 3×（1×185）电缆每千米电抗为0.00584。2 阻抗标幺值最大运行方式下一次变35KV母线短路电流周期分量有效值Id=10.08KA，短路阻抗标幺值Xs=0.15474。设系统为无限大容量：，三相短路标幺值： （4-1）化为有名值： （4-2）同理，最大运行方式下变电所一次变35KV母线短路电流周期分量有效值Id=9.81KA,短路阻抗标幺值变压器阻抗电压，阻抗标幺值3 最大运行方式下短路电流计算(a) （b）图4-2 35KV 分列运行阻抗网络图（a） 35KV母线d1

53、点短路电流计算（b） 35KV母线d1点短路电流计算(a) (b)图4-3 35KV 分列运行阻抗网络图（a） 35KV母线d2点短路电流计算（b） 6KV母线d2点短路电流计算(a) (b)图4-4 6KV 分列运行阻抗网络图(a) 6KV母线d2点短路电流计算(b) 6KV母线d2点短路电流计算表4-1 短路电流计算结果 系统供电方式短路参数110KV方晓一次供电110KV喇南一次供电35kV母线6kV母线35kV母线6kV母线并列分列并列分列阻抗（标幺值）0.44870.64870.848740.335750.535750.73575短路电流（kV）3.47614.12010.7924.64617.09812.450全电流有效值（kA）5.28421.46216.4057.06225.98818.924冲击电流（kA）8.86536.00527.52111.84843.59931.747短路容量（MVA）222.846154.145117.822297.841186.654135.916第5章 电气设备的选择电器设备选择是发电厂和变电所设计的主要容之一。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程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，选择合适的电器。电气装置中的载流导体和电气设备