毕业论文kV变电站电气主接线设计

1、毕 业 设 计 题 目：330kV变电站电气主接线系统设计摘 要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，在全国电网中占有特别重要的位置。对变电站进行合理的规划和科学的设计是保证供电质量的前提和基础。本设计为330kV变电站设计，330kV变电站设计最终为3台主变压器，首期投产建设1台。综合考虑工程初期和长期运行的费用，追求设备寿命期内最优的经济效益，分为主变压器选择、主接线技术经济比较、短路电流计算、电气设备的选择等几部分，同时附有电气主接线图等图纸加以说明。站内主接线分为330kV、110 kV、和35

2、kV三个电压等级；各个电压等级分别采用双母线、双母线和单母线的接线方式；短路电流选取三个电压等级处为短路点进行计算，并介绍了短路电流的危害和产生原因；在电气设备的选择上以各种元器件参数选择为主。此外，还对导线、绝缘配合、过电压保护等方面进行了简单的设计，使变电站电气一次部分基本完成。关键词： 330kV变电站 主变压器 短路电流 电气主接线AbstractSubstation is an important part of the power system, which directly affects the entire power system security and economic

3、 operation .It is the intermediate links contracting the users and the power plants, and it has the function of transformation and distribution of electric energy, which plays a particularly important role in national power grid. Reasonable substation planning and scientific design is to ensure the

4、prerequisite and basis for power quality. The design is for the 330kV substation, the substation is finally a design of 3 sets of the main transformer, one set will be currently put into building. Considering the engineering costs of the initial and long-running period to pursuit the best economic i

5、nterest during the use time of the equipment, this design is divided into following parts, the main transformer selection, main connection technological and economic comparison , short circuit current calculation and selection of electrical equipments, accompanied by drawings of main electrical wiri

6、ng diagram to illustrate this. The main terminal station is divided into three voltage level, 330kV, 110 kV, and 35kV ;Various voltage levels is respectively divided into dual bus, dual-bus and single bus terminals; Select points which is at three voltage levels for the short-circuit calculations, a

7、nd describe the causes and harm of short-circuit current; The main point of the selection of electrical equipment is to choose the main parameters of the various components. In addition, she will put up with the simple design the of wire, insulation coordination, overvoltage protection and grounding

8、 aspects, so that the design of the first part of an electrical substation would be basically completed.Key Words：330kV substation main transformer short circuit current calculation main electrical wiring目 录第一章 绪论11.1 330kV变电站设计的研究意义11.2 330kV变电站国内外研究现状综述11.3 本设计的研究内容2第二章 原始资料分析3第三章 主变压器的选择43.1 概述43

9、.2主变压器台数、型式的选择43.3 站用变压器的选择53.4 本章小结6第四章 变电站电气主接线设计74.1电气主接线的基本要求74.2电气主接线的设计原则74.3主接线类型分析74.4 主接线方案技术经济性比较104.5 本章小结11第五章 短路电流计算125.1 短路电流的计算目的125.2 短路电流计算的步骤125.3 短路电流计算取值125.3.1 电抗标么值计算135.3.2 短路点的计算165.4 本章小结19第六章 主要电气设备的选择206.1断路器、隔离开关、互感器的选择原则206.2 330kV设备的配置与选择226.3 110kV设备的配置与选择246.4 35kV设备的

10、配置与选择256.5 导体的选择276.5.1 母线的选择原则276.5.2 母线的选择校验276.6 本章小结29第七章 变电站继电保护、绝缘配合及防雷技术297.1继电保护297.1.1 概述29继电保护配置方案317.2 避雷器的配置与选择327.3 电气设备的绝缘配合32 330kV电气设备的绝缘配合327.4.2 110kV绝缘配合337.4.3 35kV绝缘配合347.4.4 过电压保护34第八章 总结与展望35参考文献38致谢39附录40第一章 绪论1.1 330kV变电站设计的研究意义随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占的比例日趋增大

11、。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中不可或缺的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中药针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的设计水平和管理水平正在逐步提

12、高，对变电所的设计提出了更高的要求，需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。我国具有极其丰富的能源。这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。尤其是在中国西部，矿藏着丰富的煤炭资源，而且自然条件优势突出，蕴含风能、太阳能等洁净能源。 “十二五”期间也是我国发展低碳经济的关键时期，因此西北电网发展面临着前所未有的历史机遇。预计2015年之前，我国“以煤为主”的电力消费结构仍然很难改变，尽管煤炭消费量占整个能源消费总量的比重会下降几个百分点，但“十二五”期间，逐年的煤电需求还会增长，因此在未来相当长的一段时间内，我国的能源仍将保持以煤炭为基础，电力为中心的格局。在“十二五”期间，

13、国家电网将新增110千伏以上的输电线路33.7万公里，以满足新增3.8亿千瓦电力装机的介入和输送需求，实现跨区输送2.5亿千瓦的电力和1.15万亿千瓦时的电量。预计到“十二五”期末，我国电力装机容量将超过14亿千瓦。但是，随着我国国民经济的高速发展和人们生活水平的提高，电力工业的发展仍然不能满足整个社会发展的需要。另外，由于我国人口众多，因此再按人口平均用电方面，迄今仍落于一些发达国家，即使在发展中国家，也只处于中等水平，尚不及世界人口平均用电量的一半。因而，要实现我国电力行业的持续稳步发展，就要加强电源建设，搞好“西电东送”以确保电力先行。1.2 330kV变电站国内外研究现状综述自20世纪

14、70年代330kV电网在我国西北地区出现自今，330kV电网已经成为我国西北地区的主力电网。截至2004年底，全国共投运330kV线路115条，总长度约为1070km，全网共有330kV降压变电站52座，主变压器总容量20640MVA。330kV变电站设计也相应经历了初期阶段、成长阶段和成熟阶段。在智能电网建设的大背景下，数字化变电站快速发展是必然趋势，数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站在我国发展迅速，从1995年德国提出制定IEC61850的设想开始，中国就一直关注IEC61850的发展。宁夏电力公司于2

15、010年9月30日投运国内首座数字化330kV蒋家南变电站。欧洲绝大部分超高压变电站从一开始就按无人值班设计，已普及了变电站自动化。如英国Enderby变电站于20世纪60年代建设，电压等级为400132 kV，4回400 kV进线，3台主变。400 kV母线四角形接线，132 kV母线为双母单分段。埃德拜变电站为无人值班、有人看守站。欧洲大部分400 kV变电站的一次设备（变压器、开关、母线等）仍广泛采用常规的、分散安装的设备，而只在部分城市的个别400 kV变电站采用GIS设备，国外电网的可靠性很高，在设计的过程中更注重的是投资和效益。1.3 本设计的研究内容变电所是电力系统的主要组成部分

16、，起着电能的接受，分配、联络、稳定系统的重要作用。电气主接线是变电所的重要组成部分，电气主接线方式直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系到电气设备的选择，是变电所电气部分投资大小的决定性因素。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。本设计针对330kV变电站做电气主接线方面设计，主要内容如下：1. 分析原始材料，确定待建变电站的规模、负荷、环境条件等。2. 根据原始材料制定出几种接线方案，通过经济及安全可靠性比较，确定出最优方案，完成变电站电气主接线的设计（完成主接线、主变及站变的选择，包括容量计算，型号及台数

17、的选择，绘出主接线图）。3. 短路电流计算。短路电流可为不同方案进行技术经济比较，并且为确定是否采取限制短路电流措施、选取电气设备提供依据。4. 主要电气设备及导体的选择、校验。包括断路器、隔离开关、互感器等的选择及短路热稳定校验及动稳定校验。5. 变电站的继电保护、绝缘配合、防雷及过电压保护设计。第二章 原始资料分析根据电力系统规划需新建一座330kV区域变电所，该变电站位于某市城郊，当地年高气温27，年最低气温-18，最热月平均最高气温21.5，当地海拔高度：1000m，雷暴日：25日/年。1 .待建变电站的规模本变电站的电压等级分别为330kV、110kV、35kV。330kV 首期1进

18、3出，终期2进4出110kV 首期6回出线，终期14回出线2 .设系统容量：A系统：S=1500MVA X=0.38 B系统：S=2000MVA X=0.32C系统：S=1200MVA X=0.423. 连接方式：该变电站D以双回路与相距100km的A系统相连，与相距85km的C系统相连；以单回路与相距130km的B系统相连；其中A系统与B系统的距离150km，B系统与C系统的距离160km。导线型号均选LGJQ-400。如图2-1所示B待建变电站AC 图2-1 连接方式4 .其他条件变电站所处位置，地形平坦、开阔，占地范围内无生态敏感区。第三章 主变压器的选择3.1 概述变压器是变电所的电气

19、设备之一，起担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的任务，同时兼顾电力系统负荷增长的情况，并根据电力系统5-10年发展规划综合分析，合理选择。在选择主变时，要根据原始材料和变电所自身的特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择变压器。3.2主变压器台数、型式的选择1. 对于大城市郊区的一次变电站在中低压侧已构成环网的情况下，变电所装设两台变压器为宜。2. 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。3. 对于规划只装设两台变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的 12 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。4. 装有两台及以上主变压器

20、的变电站，其中一台事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%到80%，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。由前设计说明可知、正常运行时，变电站负荷由330kV系统供电，为提高负荷供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，最终应采用三台容量相同的变压器并联运行。330 kV变电站可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性及运输条件等因素，在不受运输条件限制时，330kV 及以下的变电所均应选用三相变压器，对具有三种电压的变电所，如果

21、通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15以上时，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。采用三绕组变压器。110 kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器。 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。在变电站中，一般考虑系统的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素。我国110 kV及以上电压变压器绕组都采用中性点直接接地， 35kV以下电压等级、变压器绕组都采用连接。根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为YY接线。综上所述，并考虑到本次设计的三个电压等级

22、，查330kV三相三绕组电力变压器技术数据表，选择变压器的型号为OSFPZ9-240000，其参数见表3-1。表3-1 主变压器技术参数项 目技 术 参 数备 注主变压器型号三相、三绕组、有载调亚、油浸、风冷、自耦电力变压器额定容量240MVA容量比240/240/72MVA电压比345±8×1.25%/121/35kV电压比及短路阻抗应根据实际工程选择短路阻抗Uk1-2%=10.5 Uk1-3%=24 Uk2-3%=13连接组别YNa0dll调压方式有载调压冷却方式ONAF或ODAF中性点接地方式及绝缘水平直接接地高、中及中性点均副套管式电流互感器3.3 站用变压器的选择

23、站用变的容量必须满足常用负荷需要和留有10%的裕度，以备加临时负荷。两台站变互为暗备用，正常情况单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。经初步计算，选用两台630kVA的站用变压器，型号为SZ9-630/35，油浸式，有载调压。考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。1) 当变电站内有较低电压母线时,一般均较低电压母线上引接12个站用变压器,这一站用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。2) 当有可靠的635KV电源联络线时，可将一台站用变压器接到联络变压器外侧

24、，更能保证站用电的不间断供电。 3) 由主变压器第三绕组引接,所用变压器高压侧要选用大断流容量的开关设备，否则要加装限流电抗器。由于本所内有较低电压（35KV）母线时,所以从35KV母线上引接2台站用变压器,互为备用，平时运行当一台故障时另一台能承受变电所的全部负荷。3.4 本章小结变压器是变电站的核心电气设备，变电站能量的大小也主要取决于变压器的能力，本章对变压器进行了选型，包括型号、型式、台数的确定，而且对站用变压器也进行了选择。变压器选定之后，再设计电气主接线，按照选定的接线方式，变压器、输电线路及其他电气设备与电力系统才能正确连接。 第四章 变电站电气主接线设计变电所电气主接线设计是依

25、据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所得电气主接线是电力系统的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器饿界限。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。电气主接线是多种电气设备通过连线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，也成为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号将发电机、变压器、母线、输电线路等有关电气设备，按其工作顺序，详细表示电

26、气设备和连接关系的单线接线图，称为电气主接线图。4.1电气主接线的基本要求（1）可靠性  电气接线必须保证用户供电的可靠性，应分别按各类负荷的重要性程度安排相应可靠程度的接线方式。保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现。（2）灵活性  电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的要求。并可以保证能将符合质量要求的电能送给用户。（3）安全性  电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性。（4）经济性  其中包括最少的投资与最低的年运行费。（5）应具有发展与扩建的方便性  在设计接线方时要考虑到510年的发展远

27、景，要求在设备容量、安装空间以及接线形式上，为510年的最终容量留有余地。 4.2电气主接线的设计原则以设计任务书为原则，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳、结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能节省投资，例证设备原件和设计的先进性，坚持可靠、先进、使用、经济、美观的原则。4.3主接线类型分析1. 单母线接线优点：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。缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。使用范围：一般适应一台主变的以下情况。 610KV配电装置的出线回路数不超过5回。 35

28、63KV配电装置的出线回路数不超过3回。 110KV220KV配电装置的出线路数不超过2回。2. 单母分段接线优点：母线分段后，对主要用户可从不同段供电，保证供电的可靠性，另外，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。缺点：当母线故障时，该段母线的回路都要停电，同时扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围： 610KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。 3563KV配电装置的出线回路数为48回时。 110KV220KV配电装置的出线路数为34回时。3. 单母分段带旁路母线这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35110KV的变电所较为实用，具

29、有足够的可靠性和灵活性。4. 双母线接线 优点为：供电可靠，通过两组母线隔离开关的操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时图4-1 双母线接线只停该回路；扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越；便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。缺点是：增加一组母线，就要增加一组母线隔离开关，设备多，投资大，而且容易造成误操作。 适用范围： 610KV配电装置当短路电流较大，出线需要装设电

30、抗器时。 3563KV配电装置的出线回路数超过8回路时。 110KV220KV配电装置的出线回路数为5回及以上时。5. 双母线分段接线优点：有较高的可靠性和灵活性，缩小了母线故障的影响范围缺点：占地面积大，增加投资适用范围：用于进出线回路数较多的配电装置。一般220KV进出线超过10-14回时，可采用双母单分段接线。当回路数达15回以上时，可采用双母双分段接线。6. 双母线带旁路母线接线优点:出线回路数较多时，提高了双母线工作的可靠性和灵活性缺点：占地面积大，投资大适用范围：110KV出线在6回以上，220KV出线在4回以上时，宜采用带专用旁路QF的旁路母线。但当采用可靠性较高的SF6断路器时

31、可不设置旁路母线。7. 一台半断路器接线，就是每两个回路用三台断路器接在两组母线上，即每一回路经一台断路器接至一组母线，两条回路间设一台联络断路器，形成一串，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。图4-2 二分之三接线优点：具有较高的供电可靠性及运行灵活性，一母线故障或检修均不停电。隔离开关仅做隔离电源用，不易产生误操作。缺点：使用设备多，占地面积较大，增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性，且投资大。适用范围：大型发电厂和变电所的超高压配电装置中， 一般进出线数在6回以上。4.4 主接线方案技术经济性比较1. 330kV主接线方案考虑到330kV变电站在西北电网中的主导性和重要性，从

32、可靠性角度出发，330kV侧可选用的主接线方案有双母线接线，双母带旁接线，一个半断路器接线。330kV电网建设初期，曾采用双母线带旁路母线接线，为节约投资，2000年以后设计的变电站均已基本取消旁路母线。因此现在主要比较双母线接线与一个半断路器接线的优缺点，如表4-1，确定接线方案。表4-1 方案比较指标 方案方案I 双母线接线方案II 一个半断路器接线可靠性较高，可以轮流检修一组母线而不致供电中断当一组母线故障时, 只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线。较高，每一回路由两台断路器供电, 母线发生故障时, 任何回路都不停电，检修任何一台断路器也不致中断供电。灵活性易于向母线两侧任一个方向扩建

33、。正常时两条母线和全部断路器运行, 成多路环状供电。经济性增加一组母线，就要增加一组母线隔离开关，设备多，投资大。使用设备较多, 特别是断路器和电流互感器, 投资费用大, 保护接线复杂。比较二者都具有较好的灵活性，方案II的可靠性略高于方案I，终期规模相比，方案II的设备购置费用高于方案I，占地面积增大也会增加建筑成本，二次回路接线复杂使得继电保护成本增加，而且本设计拟选用可靠性更高的GIS配电装置，综上考虑选择双母线接线方式。 2. 110kV主接线方案110kV出线最终建设规模为14回，出线回路数较多，从可靠性方面讲，不能采用单母线类接线方式，可以采用的接线方案有双母线接线，双母线带旁路接

34、线。110kV侧从70年代初到80年代中期,由于110 kV输电线路网架很不完善,造成110 kV线路负荷较重,输送距离较远,输送功率较大,且其配电装置均采用少油断路器,为保证电网安全及供电可靠性,110 kV配电装置接线大多采用双母线带专用旁路母线接线。改革开放以来随着电力工业的快速发展,电网装机容量不断增加,330 kV输电网络不断扩展,原由110kV输电线作为主网架承担大容量长距离输电的功能已由330 kV超高压电网所承担,110 kV网络主要作为二次输电网;且110 kV输电线大多形成环网双回路供电,电网供电可靠性大大提高。同时,本装置采用GIS配电装置，SF6断路器具有可靠性高,开断

35、能力强,电寿命、机械寿命和检修周期长的特点,使电网配电装置的安全水平也大为提高。因此110 kV采用双母线接线,取消旁路母线和旁路设施是可行的。综上，本设计采用双母线单分段接线，GIS设备。一期110kV出线6回，1回主变进线，共7回进出线，采用双母线接线，1个母线回路，装设2组母线设备。终期14回出线，3回主变进线。3. 35kV主接线方案330 kV变电所中的35kV(或10 kV)电压等级接线,主要用于无功补偿,在已运行的330 kV变电所中,主变低压侧35 kV均以变压器为单元采用单元式单母线接线。最终3台主变压器，每台主变压器35kV侧各装设35kV并联电抗器1组、35kV并联电容器

36、最终3组。一期安装35kV并联电抗器1组、容量为30Mvar；35kV并联电容器3组、容量为20Mvar。其中2台主变低压变压器侧还各接有一台站用变压器。4.5 本章小结变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。本章通过可靠性经济性的比较，确定了330kV变电站电气主接线的形式，拟定配电装置采用GIS配电装置，综合考虑，330kV侧选用双母线接线，110kV采用双母单分段接线，35kV采用以变压器为单元的接线。第五章 短路电流计算5.1 短路电流的计算目的在电力系统中运行的电气设备，在其运行中都必须考虑到发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路。因为它们

37、会破坏对用户正常供电和电气设备的正常运行，使电气设备受到破坏。所谓短路是指一切不属于正常运行的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的有对称的三相短路和不对称的两相短路、两相接地短路和单相接地短路。在各种类型的短路中，单相短路占多数，三相短路几率最小，但其后果最为严重。因此，我们采用三相短路（对称短路）来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。电力系统侧按无限大容量系统供电处理；用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；5.2 短路电流计算的步骤1.计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；2.给系统制订等值网络图；3.短路点的选择在每个电压等级下选一

38、个短路点，即330kv、110kv、10kv电压等级短路点分别选在d1、d2、d3点；4.对网络进行化简，计算短路电流标幺值、有名值。标幺值： (5-1) 有名值： (5-2)5.计算短路电流冲击值短路电流 (5-3)6.列出短路电流计算结果5.3 短路电流计算取值计算系统中各设备电抗标幺值时，取基准容量=2000MVA，基准电压取平均电压：330kV电压侧取345kV；110kV电压侧取115 kV；35kV 电压侧取37kV。 5.3.1 电抗标么值计算 电抗标幺值： （5-4）若换算到统一基准值下 （5-5） 则 （5-6）进行网络简化时，求出各等值电源与短路之间的转移电抗，再将其换算成

39、以等值电源容量为基准的标幺值，即为该电源的计算电抗Xjsi 。 （5-7）式中，SNi第i个等值电源的额定容量，MVA；i=1，2，1. 系统电抗A： B：C：2. 各系统与D间电抗（查得LGJQ-400的电抗为X=0.417）C-D：B-D：A-D：3. 各系统间电抗B-C：A-B： 查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如表5-1。表5-1变压器型号数据表型号及容量（kVA）额定容量比：高压/中压/低压(%)额定电压：高压/中压/低压(kV)空载损耗(kW)负载损耗(kW)阻抗电压（各线圈值）（%）空载电流高-中高-低中-低OSFPZ9-240000100/100/30330/110/

40、3510552210.6726.1316.580.5* X1-2、 X1-3、X2-3分别表示高-中、高-低、中-低阻抗35kV C X4X5X6X7X8X1X2X3X9X10X11X12X13X14X15X166X17B A 330kV 110kV 系统网络图及其化简图5-2如下所示：图5-2 系统网络图利用系统简化图计算各级电阻，电路图如图5-3所示X8CBAd1d2d3X3X4X2X6X5X7X1X18X19图5-3 网络化简图系统网络等效电阻的计算，电路图如图5-4所示：CBAd1d3X2dX3dX1dX18X19X20d2图5-4 系统网络等效图5.3.2 短路点的计算1. d1点短

41、路（330kV母线）d1CBAX2dX3dX1d图5-5 d1点计算电抗电路1) 计算各系统电源计算电抗,电路图如图5-5所示；2) 短路电流有名值 冲击电流 全电流最大有效值短路电流容量2. d2点短路（110kV母线）CBAX2dX3dX1dd2X211) 计算各系统电源计算电抗：各系统转移电抗，电路图如图5-6所示： 图5-6 d2点转移电抗电路X2dfX3dfX1dfd2CBA图5-7 d2点计算电抗电路各系统电源计算电抗,电路图如图5-7所示：2) 短路电流有名值3) 冲击电流4) 全电流最大有效值5) 短路电流容量CBAX2dX3dX1dd3X22图5-8 d3点转移电抗电路3.

42、d3点短路（35kV母线）1) 计算各系统电源计算电抗：各系统转移电抗，电路图如图5-8所示：X2dfX3dfX1dfd3CBA图5-9 d3点计算电抗电路各系统电源计算电抗，电路图如图5-9所示：2) 短路电流有名值3) 冲击电流4) 全电流最大有效值5) 短路电流容量4. 短路电流计算结果各短路点短路电流计算结果如表5-2表5-2 短路电流计算结果短路类型三相短路短路点d1d2d3短路点平均电压（kV）33012138.5短路电流周期分量起始有效值I（kA）7.839.7719.8短路电流冲击值（kA）19.9724.9150.57短路电流最大有效值（kA）12.1414.7529.895

43、.4 本章小结为保证变电站正常运行，要防止出线短路情况，本章分析了短路所带来的影响，然后经计算得到三相短路时的短路电流大小，为后面的电气设备选择打下基础。第六章 主要电气设备的选择6.1断路器、隔离开关、互感器的选择原则 断路器、隔离开关的选择原则：1.按正常工作条件选择1) 额定电压：一般可按照电气设备的额定电压 不低于装置地点电网额定电压 的条件选择。即2) 额定电流电气设备的额定电流 ，或电气设备的长期允许电流， 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 ，环境条件对设备选择的影响当电气设备安装地点的环境条件（如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰度等）超过一般电气

44、设备使用条件时，应采取措施。2.按短路状态校验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、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2) 热稳定校验短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值。即应满足： 或 （6-1）式中：短路电流产生的热效应电气设备和载流导体允许的热效应、t电气设备允许通过的热稳定的电流和时间3) 动稳定校验：电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为：ichidw

45、（6-2）其中：ich 三相短路冲击电流的幅值；idw设备允许通过的动稳定电流（极限电流）峰值。4) 短路计算时间验算热稳定的短路计算时间为继电保护动作时间和相应断路器的全分闸时间之和，即： （6-3） 一般取保护装置的后备保护动作时间电压互感器的选择原则：母线。除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。电压互感器的选择应该按以下参数和方式进行：(1)一次电压U1：1.1UnU10.9 Un.Un为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压的波动范围，即为±10% Un。(2)二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，选用所

46、需二次额定电压U2n如表6-1所示。表6-1 电压互感器二次额定电压选择表绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统中用于中性点不接地或经消弧线圈接地系统中二次额定电压（V）100100/100100/3准确等级：电压互感器应在哪一级下工作需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。二次负荷S2：S2Sn。型式的选择：330kV及以上配电装置，高容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器组。电流互感器的选择原则：电流互感器是电

47、力系统中用来测量电流的仪表、继电保护等二次设备获取一次回路电流信息的传感器，它应该遵循以下配置原则：1. 为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母线断路器、旁路断路器等回路中均需设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依据具体情况按两相或三相配置。保护用电流互感器的装设地点应尽量消除主保护装置的死区来设置。如有两组电流互感器，应尽可能设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。为了防止电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧，即尽可能不在仅靠母线侧装设电流互感器。2. 电流互感器的选择和校验

48、应该按以下参数和方式进行：(1)一次回路电压：UgUn。 Ug为电流互感器安装处一次回路工作电压，Un为电流互感器额定电压。(2)一次回路电流：Ig.maxI1n。 Ig.max为电流互感器安装处的一次回路最大工作电流，I1n为电流互感器原边额定电流。(3)准确等级：电流互感器准确等级的确定与电压互感器的相同，需先知电流互感器二次回路所按测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。(4)二次负荷S2：S2Sn。6.2 330kV设备的配置与选择330kV配电装置采用GIS方案，GIS具有结构简单紧凑、占地面积小、耐污秽等级高、可靠性高、维护工作量小等优点，特别适合于工矿

49、企业的高压变电所。1. 330kV设备选择的基本条件1）=330kV=2) 变电站最大长期工作电流=1.05×=440.89A根据以上条件，330kV GIS选用ZF6-330系列六氟化硫封闭式组合电器，其中电气设备的主要技术参数如表6-2 6-3 6-4。表6-2 断路器、隔离开关主要技术参数设备型号额定电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击值（kA）3S热稳定电流（kA）断路器SFMT-30033025004010040隔离开关GW6-330GD/2500330250010040表6-3 TYD-330/-0.005电压互感器参数型号额定电压（K

50、V）二次绕组额定输出（VA）电 容 量载 波耦 合电 容一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.5级1级高压电容中压电容TYD330/-0.0050.1150VA300VA12.55010表6-4 330kV电压互感器参数名称型式参数额定电压（kV）最高工作电压（kV）3s热稳定电流（kA）电流互感器（TA）LB-330GY10002000/1A330363502. 330kV断路器的校验1) =2500A>440.89A2) 额定开断电流校验：330kV母线三相稳态短路电流 =7.83 KA ，SFMT-300断路器的额定开断电流等于40KA符合要求。3) 动稳定校验 ：330kV母线短路三相

51、冲击电流：ich =19.97(kA)SFMT-300断路器的极限通过电流idw =100(kA)ich < idw 符合动稳定要求4) 热稳定校验：可从电气设备手册查出断路器固有分闸时间为0.06s，设后备保护动作时间为2s,t=tpr + tab=2+0.06=2.06330kV母线短路热容量：SFMT-300断路器的3秒热稳定电流： =40(kA)< 符合热稳定要求 5) 温度校验：SFMT-300断路器允许使用环境温度：-4040，该变电所地区气温：-1827，符合要求。通过以上校验可知，330kV侧所选SFMT-300断路器完全符合要求。3. 330kV隔离开关的校验1)

52、 =2500A>440.89A2) 动稳定校验 ：330kV母线短路三相冲击电流：ich =19.97(kA)GW6-330GD/2500隔离开关的极限通过电流idw =100(kA)ich < idw 符合动稳定要求3) 热稳定校验：330kV母线短路热容量：GW6-330GD/2500隔离开关的3秒热稳定电流：=40(kA) < 符合热稳定要求4) 温度校验：GW6-330GD/2500隔离开关允许使用环境温度：-4040本变电所地区气温：-1827，符合要求。通过以上校验可知，330kV侧所选GW6-330GD/2500隔离开关完全符合要求。6.3 110kV设备的配置

53、与选择1. 110kV设备选择的基本条件1）=110kV=2）变电站最大长期工作电流=1.05×= =1322.66A根据以上条件，110kV GIS选用ZF6-110系列六氟化硫封闭式组合电器，其中电气设备的主要技术参数如表6-5 6-6 6-7。表6-5 断路器、隔离开关主要技术参数设备型号额定电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击值（kA）3S热稳定电流（kA）断路器LW6-110I11031505012550隔离开关GW25110/4000110400010040表6-6 TYD110/-0.015电压互感器参数型号额定电压（KV）二次绕组额定输出