马谷田镇35KV变电所设计

1、本设计根据驻马店市马谷田镇的电力负荷资料，作出了该区地面35kV变电所的初步设计。设计说明书内容共分为八章，包括主接线的设计、负荷计算与变压器选择、高压电器的选择、变电所的防雷及变电所的布置等。本设计以实际负荷为依据，以变电所的最佳运行为基础，按照有关规定和规范，完成了满足该区供电要求的35kV变电所初步设计。设计中先对负荷进行了统计与计算，选出了所需的主变型号，然后根据负荷性质及对供电可靠性要求拟定主接线设计，考虑到短路对系统的严重影响，设计中进行了短路计算。设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了防雷保护的设计和计算，提高了整个

2、变电所的安全性。关键词：变电站 变压器 电气主接线AbstractThis design according to the ZhuMaDianShi MaGuTian town of power load material, made the preliminary design of 35kV substation ground. The design specification content is divided into eight chapters, including the wiring design, load calculation and transformers, hig

3、h voltage apparatus, the substation of lightning and substation decorate etc. This design to the actual load, the best operation in substation, according to relevant regulations and standard, completed in power requirements meet 35kV substation preliminary design.In the design of the statistical and

4、 computational load, chose the model for, then according to the load on the power supply reliability requirements and main connection design, worked for system considering circuit, the design of short-circuit calculation. In the design of the main high-voltage electrical equipment selection and calc

5、ulation, such as circuit breaker, isolating switch, voltage transformer, current transformer, etc. In addition to the lightning protection design and calculation, improve the security of substation.Key words:transformer substation main electrical wiring diagram form目录前言11工程的总体说明2马谷田镇建变电所的可行性分析21.2 建

6、设的必要性22 变电站站址的选择原则和作用52.1 变电站的选址原则52.2 变电所在电力系统中的地位62.3 电力系统供电要求72.4 电力系统运行的特点72.5 电力系统的额定电压83 主接线设计103.1 对电气主接线的基本要求103.2 所要选择的主接线形式113.2.1 110KV接线形式的选择113.2.2 35KV接线形式的选择143.2.3 6KV接线形式的选择164 负荷计算174.1 计算负荷184.1.1 对于35KV段负荷的计算184.1.2 对于6KV段负荷的计算195 变电站主变压器的选择205.1 绕组数量和连接方式的确定205.1.1 绕组数量确定原则205.1

7、.2 连接方式的选择20主变阻抗及调压方式选择215.2.1 主变阻抗的选择215.2.2 调压方式的选择215.3 电容电流的计算225.3.1 35KV侧电容电流的计算225.3.2 6KV侧电容电流的计算235.4 变压器中性点接地方式和中性点设计235.4.1110KV侧中性点接地方式的选择225.4.2 6KV和35KV侧中性点接地方式的选择235.5 主变容量选择原则245.5.1 本设计中主变容量的选择245.5.2 主变台数选择原则256 短路电流的计算266.1 短路电流计算基础266.2 短路电流计算的目的及假设266.短路电流计算的目的256.短路电路计算的一般规定266

8、.计算各短路点的短路电流266.3 本次设计中短路电流的计算286.3.1 各回路电抗的计算28计算各短路点的短路电流287 高压电器设备的选择327.1 电器设备选择的一般原则327.1.1 按环境条件选择327.1.2 按电网电压选择32 高压断路器的选择原则327.2.1 按工作环境选型337.2.2 按额定电压选择337.2.3 按额定电流选择337.2.4 校验高压断路器的热稳定327.2.5 校验高压断路器的动稳定347.3 各电压等级侧断路器的选择357.3.1 110KV侧断路器的选择357.3.2 35KV侧断路器的选择367.3.3 6KV侧断路器的选择377.4 隔离开关

9、的选择387.4.1 隔离开关的作用387.4.2 110KV侧隔离开关的选择387.4.3 35KV侧隔离开关的选择397.4.4 6KV侧隔离开关的选择407.5 电压互感器和电流互感器的选择417.5.1 电压互感器的选择417.5.2 电流互感器的选择427.6 电抗器的选择437.6.1 普通电抗器的选择原则437.6.2 本设计中电抗器的选择437.7 高压熔断器的选择447.7.1 熔断器的作用447.7.2 熔断器的选择448 变电站的防雷保护468.1 变电站对直击雷的的防护468.1.1 装设避雷针（线）的原则478.1.2 直击雷防护装置的原理488.2 避雷针保护范围的

10、计算方法498.2.1 单支避雷针的保护范围498.2.2 两支等高避雷针508.2.3 本设计中避雷针的选择518.3 对雷电入侵波的防护538.3.1 避雷器的作用538.3.2 对避雷器的基本要求538.3.3 避雷器的选择549 配电装置的平面设计559.1 配电装置的要求559.2 配电装置设计的基本步骤559.3 配电装置型式的选择原则56各种配电装置的特点569.5 本设计中配电装置的选择56结论58致 谢60参考文献61前 言本次设计的内容是马谷田镇35KV变电所设计，它是电气工程及其自动化专业学生毕业前的最后一次综合性课程设计。同时，由于其深度和广度，又成为课程设计中最重要的

11、一次设计。此次变电所设计以马谷田镇实际工程技术水平为基础，以变电所资料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖发电厂电气部分、变电站综合自动化、供电技术、高电压技术等主要专业课知识。通过设计，可以巩固各课程理论知识，使学生将书本上的知识融入到工程设计的实际运用之中。拉近了理论与实际的距离，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时也为今后走向工作岗位打下了良好的基础。在设计过程中，初步体现了工程设计的精髓内容，如根据规程选择方案、用对比的方法对方案评价等。教会了我们在工程中运用所学的专业知识，锻炼了我们用实际工程的思维方法去分析和解决问题的能力，为今后工作奠定基础。1 工程的总体说明1.1

12、马谷田镇建变电所的可行性分析马谷田镇位于河南省泌阳县东南部。北与411省道相连，南与312国道相连，西有南阳机场和焦枝铁路，东与107国道、京珠高速和京广铁路相通。信（阳）南（阳）省道柏油公路已建成通车。境内尚有明（港）泌（阳）铁路和公路横贯东西，是泌阳、桐柏、信阳三县的农副产品集散地。目前，这一地区韵用电设备为总容量29340KW，其中包括已投入开采的矿井点160个，装机容量5500KW；莹石开采矿12处，装机容量1257KW，铁精粉选矿厂25家，装机容量2850KW,农机修配5处，装机容量300KW，乡镇工业40处，装机容量3100KW,脱谷用电120处，装机容量2500KW。排水站13座

13、，装机容量2257KW。另外，该处有21个行政村，285个村民小组，常住人口约5万余人，该地区照明用电及家用电器用电1080KW。总耕地63000亩，属浅山丘陵区，其中水田10000亩，旱田45000亩，菜田8000亩。有山林13万亩，其中经济林2万亩，防护林7万亩，果林4万亩。农产品主要以小麦、水稻、玉米、蔬菜为主。变电所的建成，可为庙街、堡子、马谷田镇三个乡镇及西乡一部分地区提供电源。1.2 建设的必要性（1）马谷田镇变电所的建成，可缓解该地区供电电压低、供电距离长的问题，满足农村用电的需要。目前这一地区由高邑、庙街、堡子等五座变电所供电，该地区绝大部分供电都在各个变电所的末端，距北高邑变

14、电所26千米，距庙街变电所20千米，距堡子变电所15千米，其距离已超出10KV配电线路供电半径的要求，由于供电半径过长，造成线路末端电压低略，配电变压器二次线路电压只有300V左右，特别是在灌溉排水季节，对末端电压质量影响更为严重，配电变压器二次线路电压只能达到270V左右，使该地区大部分农用大型排水设备不能使用。由此，导致泵用电设备效率大大降低，提水、排水得不到保证，粮食产量也就不能得到充分提高。另外，该地区地势西高东低，东部低洼地区每年雨季一到，便积水成灾，内水不能自排，严重者便无收成，西部较高地区雨过地干。水源不足，旱情严重，要想改变该地区的抗灾能力，只有建排水站，用来提水和排水，目前这

15、一地区已建成排水站13座，但由于电压质量低略，限制了该地区粮食的增长，阻碍了该地区经济的发展。（2）新建变电所可解决该地区用电管理混乱，维护不便的问题。这一地区有五家供电、四家维护，结果有时造成管又不管的状态，给乡村造成不应有的麻烦。“三电”工作不能很好的开展，安全用电的宣传不能很好普及，人身触电事故和设备烧损事故不断增加，配电线路和用电设备的布局不合理。在设备维护上，该地区处于各个变电所的末端，距变电所较远，交通和通讯都很不方便，使电力事故得不到及时处理，不能很好可靠的向用户供电，尤其在排灌季节影响更大。 （3）新建变电所是该地区经济发展的需要该地区农业经济比较落后，主要原因是：粮、菜产量比

16、较低、乡村工业发展较慢。为改善该地区落后面貌，提高农业的抗灾能力，预计在三年内要打水田井200眼，菜田电井100眼，还要建中型排水站一座，预计装机容量可达5500千瓦。为充分发挥电力在经济建设中的作用，提高该地区的农民经济收入。马谷田镇变电所的建设是非常必要的，也是该地区群众所急需的，更是该地区农业经济繁荣发展的希望所在。2 变电站站址的选择原则和作用2.1 变电站的选址原则变电所的设计应根据工程5-10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能；变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合

17、国情合理地确定设计方案；变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。变电所应建在靠近负荷中心位置，这样可以节省线材，降低电能损耗，提高电压质量，这是供配电系统设计的一条重要原则。变电所的总平面布置应紧凑合理，依据变电站设计规范第条，变电站站址的选择，根据下列要求综合考虑确定：（1）靠近负荷中心。（2）节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地。（3）与乡或工矿企业规划相协调，便于架空线和电缆线路的引入和引出。交通运输方便。（4）具有适应地形，地貌，地址条件。°东经113.25°。泌阳县马谷田镇。本设计变电站靠近负荷中心，交通运输十分便利，新泌高速、沪陕高速穿其而过。综上所述，可满

18、足建所的要求，建站地基是天然地基。2.2 变电所在电力系统中的地位电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。其中变电所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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：（1）枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压

19、和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500KV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。（2）中间变电所：高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330KV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。（3）地区变电所：高压侧一般为110220KV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。（4）终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，即

20、为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。2.3 电力系统供电要求（1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。（2）保证良好的电能质量：电能质量包含电压质量，频率质量，和波形质量三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定值来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定值的，给定的允许频率偏移为等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。（3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的

21、一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3，而且电能在变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当客可观。因此，降低每生产一度电能消耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，有极其重要的意义。2.4 电力系统运行的特点（1）电能生产的重要性：电能与其它能量之间转换方便，易于大量生产，集中管理，远距离输送，自动控制，因此电能是国民经济各部门使用的主要能源，电能供应的中断或不足将直接影响国民经济各部门的正常运行。这就要求系统运行的可靠性。（2）系统暂态过程的快速性：发电机、变压器、电力线路、电动机等原件的投入和退出，电力系统的短路等故障都在一瞬间完成，并伴随暂态过程的出现，该过程非常短促，这就要求系

22、统有一套非常迅速和灵敏的监视、检测、控制和保护装置。（3）电能发、输、配、用的同时性：电能的生产、分配、输送和使用几乎是同时进行，即发电厂任何时候生产的电能必须等于该时刻用电设备使用的电能与分配，输送过程中损耗的电能之和，这就要求系统结构合理，便于运行调度。2.5 电力系统的额定电压（1）额定电压是指能使电气设备长期运行的最经济的电压。在系统中，各部分电压等级是不同的。三相交流系统中，三相视在功率S=3UI。当输出功率一定时，电压越高，电流越小，线路，电气等的载流部分所需的截面积就越小，有色金属的投资也越小，同是由于电流小，传输线路上的功率损耗和电压损失也较小。另一方面，电压越高，对绝缘水平的

23、要求则越高，变压器，开关等设备的投资也越大。综合考虑这些因素，对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济合理的输电电压，但从设备制造角度考虑，为保证产品的标准化和系列化，又不应随意确定输电电压。（2）用电设备的额定电压：经线路向用电设备输送电能时，由于用电设备大都是感性负荷，沿线路的电压分布往往是首段高于末端，系统标称电压于用电设备的额定电压取值一致，使线路沿线的实际电压于用电设备要求的额定电压之间的偏差不致太大。（3）变压器额定电压：变压器一次侧接电源，相当于用电设备，二次侧向负荷供电，又相当于电源，因此变压器一次侧额定电压应等于用电设备额定电压。由于变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压

24、，额定负载下变压器内部的电压降落约为，当供电线路较长时，为使正常运行时变压器二次测电压较系统标称电压高，以便补偿线路电压损失。变压器二次测额定电压应较用电设备额定电压高，只有当变压器二次测与用电设备间电气距离很近时，其二次侧额定电压才取为用电设备额定电压的倍。3 主接线设计3.1 对电气主接线的基本要求（1）运行的可靠安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，也是电力生产和分配的首要要求。它要求断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。（2）具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活

25、的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且在检修时可以保证检修人员的安全。（3）操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。（4）经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。（5）应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选

26、择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。3.2 所要选择的主接线形式由负荷资料知，110KV上近期无负荷。35KV的负荷中有选铁矿、铁矿厂和莹石开采矿厂等重要的工业负荷。若断电将造成较大的经济损失和资源浪费。而6KV的负荷中有汽车站、机械厂、水泥厂等、类负荷组成较高的负荷，因而需要保证供电的可靠性；同时，由于6KV承担着马谷田镇镇区的供电和邻近的几个村庄的供电，镇区内的一些用户如医院、交通调度等单位对电力供应的可靠性要求也是极高的，故而在设计过程中应尽力保证供电的可靠性。3.2.1 110

27、KV接线形式的选择110KV段进线回路数有2回，根据设计原则可采用单母线分段带旁路接线或双母线带旁路的接线形式。图3-1 单母分段带旁路接线表3-1 110KV方案对比单母线分段带旁路接线 双母线带旁路接线供电可靠性对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。两段母线同时故障几率甚小，可以不予考虑。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电。由于加装了旁路母线则可避免检修断路器时造成短时停电。运行灵活性有了旁路母线，检修与它相连的任一回路的断路器时，该回路便可以不停电，运行较灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上

28、，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建方便性扩建不方便，向母线左右任何方向扩建，均会影响母线的运行。向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。节约投资带有专用旁路断路器的接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。使用设备多，配电装置复杂，投资较多；在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作。尤其当母线出现故障时，须短时切换较多电源和负荷。本次设计的变电站为地区性变电所，由于其负荷的重要性，考虑到占地和经济性的要求，110KV选用双母线带旁母的接线形式以保证其供电的可靠性。W1W2W3图3-2 双母带旁路

29、的接线3.2.2 35KV接线形式的选择出线回路数为6回，其中2条为备用，根据上述规范采用双母线接线形式或双母线分段带旁路接线形式。图3-3 双母线分段接线表3-2 35KV方案对比双母线接线双母线带旁路接线供电可靠性供电可靠，由于采用双母配置，当一组母线故障时，可迅速恢复供电。加装旁路母线后，当出线断路器故障或检修时，可避免对此回路停电，提高了可靠性运行灵活性调度灵活，通过倒换操作可以组成各种运行方式。接线相对复杂，调度灵活扩建方便性扩建方便，向双母线左右任何方向扩建不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配。向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会

30、造成原有回路停电节约投资双母占地面积少，土建投资相对较小隔离开关的用量也小，总体投资都小于双母线带旁母。较经济。双母带旁母占地面积大，土建投资大，所用的隔离开关多。不够经济。从保证负荷用电可靠性来讲，该变电站的接线形式也采用双母带旁路的接线形式。3.2.3 6KV接线形式的选择出线回路数为10回，可采用单母线分段或双母线分段。表3-3 6KV方案对比单母线分段双母线分段供电可靠性对重要用户可以从不同分段引出两回馈电线路，由两个电源供电。当一条母线发生故障时还能保证另一条母线的正常供电。供电可靠性较高。供电可靠，母线分段使检修任一回路都不用停电。运行灵活性接线简单清晰，运行操作方便。接线相对复杂

31、，调度灵活节约投资少用了断路器、隔离开关，较经济。双母分段占地面积大，土建投资大，所用的隔离开关多。不够经济。该变电站位于马谷田镇镇区，为节约用地，采用单母分段的接线形式。综合以上三种接线形式，画出主接线图，本设计中电气总设计图见大图所示。4 负荷计算图4-1 负荷原始资料：电压等级负荷名称最大负荷MVA负荷组成（%）自然力率Tmax(h)线长km备注一级二级三级35KV铁矿厂3.37540%30%20选矿厂2.02540%30%20周围乡镇20%.10莹石开采厂20%30%20备用一备用二6KV化肥厂40%20%550015水泥厂40%20%550012周围乡镇20%5电线电缆厂1.3520

32、%30%450022汽车站1.3530%30%50008排水站1.3530%30%4000食品厂20%30%4500镇区20%40%3000备用一4.1 计算负荷综合最大计算负荷：K同时系数，对于出线回数较少的情况，可取0.90.95,出线回数较多时，取0.850.9;%线损，取5% 对于35KV段负荷的计算 对于6KV段负荷的计算综上：总的计算负荷：MVA5变电站主变压器的选择5.1 绕组数量和连接方式的确定 绕组数量确定原则在具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。在

33、本变电站中：因此，在本变电站设计中主变压器选为三绕组变压器。 连接方式的选择依据电力工程设计手册规定指出：第条 在具有三种电压等级的变电所中，如通过各侧绕组的功率均达到该变压容量的15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器。第条 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方式只有和型两种。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用0连接，35KV亦采用型，其中性点通过消弧线圈接地。35KV以下电压变压器绕组都采用连接。本设计中变电站电压等级为110/35/6KV，接线方式采用YN/Yn0/d11的接线方式。 主变

34、阻抗的选择根据电力工程电气设计手册（电气一次部分），变压器的阻抗实质就是绕组间的漏抗，阻抗的大小主要取决于变压器的结构和采用的材料。从系统稳定和供电电压质量考虑，希望主变压器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系统短路电流增加，高、低压电器设备选择遇到困难；另外阻抗的大小要考虑变压器并联运行的要求。主变阻抗选择原则：各侧阻抗值的选择须从电力系统稳定、潮流计算、无功分配、继电保护、短路电流、系统内的调压手段和并联运行等方面进行综合考虑；对普通三绕组变，目前有“升压型”和“降压型”两种，“升压型”绕组排列顺序为自铁芯向外为中、低、高。所以高、中侧阻抗最大；“降压型”依次为低、中、高，所以高、低压侧阻抗最

35、大。综上，选择“降压型”结构的变压器，绕组的排列顺序为自铁芯向外依次为低，中，高。高，低压侧的阻抗最大。 调压方式的选择为保证供电所或发电厂的供电质量，电压必须维持在允许的范围内，调压方式有两种，一种称为无激磁调压，调整范围在±2×2.5%以内；另一种成为有载调压，调整范围达30%，其结构复杂，价格昂贵，在下例情况下选用：接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证用电质量，要求母线电压恒定时，且随着各方面的发展，为了保证电压质量及提高变压器分接头质量。所以选用有载调压。5.3 电容电流的计算电网的电容电流计算应包括电气连接的所有架空线路、电缆回路、发电

36、机、变压器以及母线和电器的电容电流，并考虑电网510年的发展。架空线路的电容电流可按下式计算：适用于无架空地线的线路；适用于有架空地线的线路。同杆双回线路的电容电流为单回路的1.31.6倍。由电气工程手册变电所增加的接地电容电流35KV：附加值13；6KV：附加值16。5.3.1 35KV侧电容电流的计算由于出线为架空线路，故有：,故35KV需加消弧线圈。消弧线圈容量计算：式中 消弧线圈选择XDJ550/35，其具体参数为下：表5-1XDJ-550/35型消弧线圈参数表型号额定容量KVA额定电压KV额定电流AXDJ-550/35550355.3.2 6KV侧电容电流的计算由于出线上为架空出线：

37、所以不用加装消弧线圈接地。5.4 变压器中性点接地方式和中性点设计电力网中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。电力网中性点的接地方式有：a.中性点非直接接地 b.中性点经消弧线圈接地c.中性点经高阻抗接地 d.中性点直接接地5.4.1 110KV侧中性点接地方式的选择主变压器的110KV侧采用中性点直接接地方式。直接接地的单相短路电流很大，线路或设备须立即切除，增加了QF的负担，降低了供电连续性，但由于过电压降低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，特别是在高压和超高压电网中经济效益显著。所有普通变压器的中性点都应经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择接地点。110KV侧采用中性点直接

38、接地方式，中性点的设备有：中性点刀闸，避雷器，间隙，零序CT。5.4.2 6KV和35KV侧中性点接地方式的选择635KV侧采用中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式。663KV电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电流大于30A（6KV）或10A（35KV）时，中性点应经消弧线圈接地。装消弧线圈时,它可直接接到35KV侧中性点,且两台主变可共用一台消弧线圈。6KV侧由于是“”型接线，无中性点，故需加接地变，将中性点引处，以接消弧线圈，接地变的容量应大于消弧线圈的容量，一般，应在6KV级的每一段母线上安装型号一样，容量相同的接地变。但是电容电流不能超过允许值，否则接地电弧不易自熄，易产生较

39、高的弧光间隙接地过电压，波及整个电网，所以可采用消弧线圈补偿电容电流，即经消弧线圈接地。5.5 主变容量选择原则主变容量选择一般按变电所建成以后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年发展。对城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合。根据变电所带负荷性质及电网结构决定主变容量。对有重要负荷变电所考虑一台主变停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的一、二级负荷；对一般性变电所当一台主变停运时，其余主变应能保证其余负荷的60%。同级电压的单台降压容量的级别不易太多，应从全网出发，推行标准化、系列化（主要考虑备品、备件和检修方便）。 本设计中主变容量的选择在本变电站中，

40、当变电站的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的60%，即MVA。同时应该能保证用户的一级和二级负荷，、类负荷的总和为：14.202MVA，综合以上并考虑变压器容量必须大于，再综合分析，选择变压器容量=50MVA，查得110KV三相三绕组电力变压器技术数据表，选择变压器的型号为SFSZ10-50000/110，其参数如下表：表5-2 SFSZ10-50000/110型变压器参数表型号电压组合 （KV）联接组别损耗（KW）空载电流(%)阻抗电压高中低空载负载SFSZ10-50000/110110±8×1.25%±5%213 主变台数选择原则对大

41、城市郊区的一次变，在中、低压侧构成环网情况下，装两台主变。对地区性孤立的一次变或大工业的专用变电所，装三台主变。对规划只装两台主变的变电所，其主变基础按大于主变容量的12级设计，以便负荷发展时更换主变。在本变电站设计中，具有3个电压等级，由于本变电站为地区性变电站，所以主变台数选择2台，一台运行时，另一台为备用。6 短路电流的计算6.1 短路电流计算基础电力系统的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能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发生各种型式的短路，因为它们会破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相

42、与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。6.2 短路电流计算的目的及假设 短路电流的计算目的 短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节其计算目的是：(1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某

43、一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。(2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。(3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。(4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。短路电流计算的一般规定(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）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按

44、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，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。（4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。短路计算基本假设(1）正常工作时，三相系统对称运行；(2）所有电源的电动势相位角相同；(3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；(4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；(5）元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的

45、影响；(6）系统短路时是金属性短路。6.3 本次设计中短路电流的计算 各回路电抗的计算计算各回路电抗：（取基准功率，）系统K1K2110KV35KV6KVK3X2X5X4X1X3图6-1短路计算图根据前面所选变压器各参数得：=计算各短路点的短路电流在配电系统中，当发生三相短路时，后果最严重。因而以此验算电器设备的能力。1点短路时，对于110KV系统电源（无穷大容量）K1系统X1110KV图6-2 K1点短路时网络简化图2.点短路时，K2X2X1X3110KV35KV图6-3 K2点短路时网络简化图3.点短路时，K3系统X2X1X4110KV6KVX5图6-4 K3点短路时网络简化图7 高压电器

46、设备的选择变电站的高压电器对电能起着接收、分配、控制与保护的作用，主要有断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套配电设备等。电器的选择是根据环境条件和供电要求确定其型式和参数，保证电器正常运行时安全可靠，故障时不致损坏，并在技术合理的情况下注意节约。还应根据产品生产情况与供应能力统筹兼顾，条件允许时优先选用先进设备。电器设备选择的一般原则 按环境条件选择 电器产品在制造上分户外、户内两大类。户外设备的工作条件较恶劣，故各方面要求较高，成本也高。户内设备不能用于户外；户外设备虽可用与户内，但不经济。 按电网电压选择 电器可在高于10%到15% 设备额定电压的情况下长期运

47、行，故所选设备的额定电压应不小于装设处电网的额定电压，即按长时工作电流选，电器的额定电流In是指周围环境温度为时，电器长期允许通过的最大电流。它应大于负载的长时最大工作电流，即7.2 高压断路器的选择原则选择高压断路器时，除按电气设备一般原则选择外，由于断路器还要切断短路电流，因此必须校验断流容量（或开断电流）、热稳定及动稳定等各项指标。 按工作环境选型 根据使用地点的条件选择，如户外式、户内式，若工作条件特殊，尚需选择特殊型式（如防爆型）。 按额定电压选择高压断路器的额定电压，应等于或大于所在电网的额定电压，即 式中，断路器的额定电压；高压断路器所在电网的额定电压。按额定电流选择 高压断路器

48、的额定电流，应大于或等于负载的长时最大工作电流，即式中断路器的额定电流；负载的长时最大工作电流。 校验高压断路器的热稳定高压断路器的热稳定校验要满足下式要求：式中 断路器的热稳定电流；断路器热稳定电流所对应的热稳定时间；短路电流稳定值；作用下的假想时间。 断路器通过短路电流的持续时间按下式计算：式中 断路器通过短路电流的持续时间；断路器保护动作时间；断路器的分闸时间。断路器的分闸时间，包括断路器的固有分闸时间和燃弧时间，一般对快速动作的断路器，可取0.11到0.16s，其中，低速动作的断路器，可取0.18到0.25s。校验高压断路器的动稳定 高压断路器的动稳定是指承受短路电流作用引起的机构效应

49、的能力，在校验时，须用短路电流的冲击值或冲击电流的有效值与制造厂规定的最大允许电流进行比较，即 式中 、设备极限通过的峰值电流及其有效值； 、短路冲击电流及其有效值。7.3 各电压等级侧断路器的选择7.3.1 110KV侧断路器的选择本设计中断路器安装在户外，故选择户外式断路器，该回路电压等级为110KV，可选择高压六氟化硫断路器，所要选择的断路器的额定电压， 同时断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流。本次设计中采用是的高压六氟化硫断路器，型号为LW25-126，其主要参数如下：表7-1 LW25-126型高压六氟化硫断路器参数表型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA

50、）动稳定电流（KA）4S热稳定电流（KA）固有分闸时间合闸时间LW25-1261263150408040因为三相短路电流大于两相短路电流，所以选三相短路电流来进行校验，断路器的额定开断电流比系统短路电流大的多，选择断路器的短路电流计算时应考虑在断路器两侧发生短路时通过断路器的短路电流，选较大者进行校验，由于本设计中只有1个电源，所以两侧短路电流是一样的。故选I=6.73KA进行校验。所选断路器的额定开断电流，则断流能力满足要求。所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为，流过断路器的冲击电流为。所以所选断路器的短路关合电流满足要求，因而动稳定也满足要求。最后进行热稳定校验，设后备保护动作时间为1

51、.9s，所选断路器的分闸时间为0.15s，选择熄弧时间为0.03s，则短路持续电流时间，短路热效应。所选断路器允许的热效应，即，热稳定也满足要求，以上各种参数校验均满足要求，故选择LW25-126断路器。7.3.2 35KV侧断路器的选择该回路安装在户外，选择户外型断路器，该回路电压为35KV，因此选择的断路器的额定电压的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流，所以35KV段选择的断路器型号为LW8-35，其基本参数如下：表7-2 LW8-35型断路器参数表型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）动稳定电流（KA）4S热稳定电流（KA）固有分闸时间合闸时间LW8-353

52、5200040下面对所选的断路器进行校验，通过断路器的短路电流。所以所选断路器的短路关合电流满足要求，因而动稳定也满足要求。最后进行热稳定校验，设后备保护动作时间为1.9s，所选断路器的分闸时间为0.15s，选择熄弧时间为0.03s，则短路持续电流时间短路热效应。所选断路器允许的热效应，即，热稳定也满足要求，以上各种参数校验均满足要求，故选择LW8-35断路器。7.3.3 6KV侧断路器的选择该回路安装在户外，选择户外型断路器，该回路电压为，因此选择的断路器的额定电压的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流，所以段选择的断路器型号为ZN28A-10，其基本参数如下：表7-3 ZN28A-10型断路器参数表型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）动稳定电流（KA）4S热稳定电流（KA）固有分闸时间合闸时间ZN28A-1010125040下面对所选的断路器进行校验，通过断路器的短路电流，所选断路器的额定开断电流为31.5KA，故断流能力满足要求。所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为40KA，流过断路器的冲击电流为21.45KA，所以所选断路器的短路关合电流满足要求，因而动稳定也满足要求。