课程设计某变电站一次部分初步设计

1、设计题目：某变电站一次部分初步设计院 系 电力工程系 专 业 发电厂及电力系统 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师日 期 重庆电力高等专科学校课程设计任务书课程名称：课程设计 教研室：电气 指导教师：学生姓名学号专业班级设计题目某变电站一次部分初步设计设计技术参数见附录一：设计基础资料设计要求 包括设计依据的说明、原始资料的介绍、高压主接线设计（原则、要求和步骤的说明、具体方案的拟定过程）、主变压器的选择方法和结果、短路计算（目的、假设、步骤和结果）、高压电器选择的一般条件和选择结果。：包括短路计算、高压电器的选择校验计算。：绘电气主接线图一张，包括对所有一次设备的型号和参数进行标注。参考

2、资料 发电厂电气部分课程设计参考资料 天津大学电力工程电气设计手册（电气一次部分） 西北电力设计院发电厂 变电站电气设备 重庆大学出版社 黄益华主编电力系统 重庆大学出版社 李霜主编电力工程电气设备手册（电气一次部分） 中国电力出版社周次第一周第二周应完成内容主变选择主接线选择短路电流计算完成短路电流计算断路器和隔离开关选择和校验完成设计说明的编写指导教师签字郭剑峰教研室主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送实践部一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。附录一：一、 设计基础资料1. 变电站基本情况根据重庆市荣昌工业园区的发展需要，该地区的工业用户逐渐增多，已有电网

3、基本上处于满负荷运转，因此由永川供电局永电函【2008】8号决定，修建梧桐变电站一座。（1）梧桐变电站站址的地理位置：站址位于重庆市荣昌工业园“物流1”地块内西北侧，紧邻园区规划道路。进站道路可从该道路上引接，交通条件便利。（2）梧桐变电站站址的地形地貌该站址位于重庆市荣昌工业园区“物流1”地块，属单斜地质构造地貌单元的残蚀丘陵地貌。最高处标高，最低处标高。场平工作由园区完成（口头协议），填方28000m3，挖方2100 m3，其中土石比例3：7。（3）梧桐变电站站址的工程地质该站址属单斜岩层地质构造。建地范围内次级褶皱和构造节理、裂隙不太发育。站址及其附近区域无构造断裂通过，无特殊的不良地质

4、现象，没有产生泥石流的条件，无汇集洪水的地表径流。根据现场观察，拟建站址场地内地下水主要为基岩裂隙水，基岩裂隙水埋藏较深，拟建站址场地不受地下水影响。场地稳定，适宜建站。且历史上无四级以上地震发生过。该站址区域无压矿，无文物。2. 工程建设规模（1）主变压器：按重庆市电力公司关于110kV荣昌梧桐输变电工程建设规模的函中给定的要求，最终规模容量为3×50MVA，有载调压变压器，电压等级110/35/10kV；本期2×50MVA，有载调压变压器，电压等级110/10kV。（2）110kV出线：最终6回，本期4回，由110kV邮坡（邮亭-桑树坡）南、北线开断入；（3）10kV出

5、线：最终36回，本期24回。（4）无功补偿装置：最终装设3×2×4200kvar电力电容器组，本期2×2×4200kvar。（5）土建按最终规模一次完成。（6）按无人值班综合自动化变电站设计。注：上级系统短路容量为3100MVA，短路计算时所选基准容量为100MVA。220KV邮亭变电站到本站的线路长度为/km。110KV进线及母线长期工作的电流为790A，110KV主变进线长期工作的电流为260A；10KV主变进线长期工作的电流为2890A；10KV接地变出线长期工作的电流为27A；10KV电容器出线长期工作的电流为240A。短路计算动作时间110KV

6、侧为2.5s；10KV主变进线侧为1.5s；10KV接地变出线与10KV电容器出线侧为0.5s。周围环境温度最高为。 二、课程设计计划书本次设计进程安排如下表：内容安排时间授课时间1下达任务书、讲述任务基本要求12主变选择12主接线选择23短路电流计算24设备选择和校验15说明书编写26答辩17重庆电力高等专科学校目录摘要I第1章主变压器的选择2第2章电气主接线设计22.1 主接线的设计原则22.2 主接线设计的基本要求22.3 电气主接线的选择和比较3主接线方案的确定6第3章短路电流计算8短路的后果8短路电流计算的目的8短路电流计算方法83.4 110KV母线短路点的短路计算93.5 35K

7、V母线短路点的短路计算103.6 10KV母线短路点的短路计算11第4章主设备选择及校验13断路器的选择及校验134.1.1 母线断路器110KV的选择及校验134.1.2 35KV母线断路器130、131、132的选择及校验144.1.3 10KV母线断路器120、121、122、的选择及校验15隔离开关的选择及校验164.2.1 110KV隔离开关的选择及检验164.2.2 35KV隔离开关的选择及检验174.2.3 10KV隔离开关的选择及校验18结论27致谢28参考文献29附录1 主接线方案图30摘要变电站作为电力系统中的重要组正部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设

8、计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。 本论文110KV 某市变电站电气部分设计，首先通过对原始资料的分析及根据变电站的总负荷选择主变压器，同时根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。 其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电

9、压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关等）。关键词：变电站负荷计算接线选择第1章主变压器的选择变压器的选择 在各级电压等级的变电站中，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站安全可靠供电和网络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重，近期以节约为主。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济效益 。主变容量的确定：运行主变压器的容量应根据电力系统10- 20年的发展规划进行选择。由于任务书给定的是一个三个电压等级的变电站，而且每个电压等级的

10、负荷均较大，故采用三绕组变压器2台，最终为3台。主变容量为50MVA，选SFSPZ7-5000/110型，选择结果如表2-1：表2-1主变压器参数表型号额定容量KVA额定电压kv负载损耗%阻抗电压%高压中压低压高-中高-低中-低高-中高-低中-低SFSZ7-50000/11050000110+8*1.25%+2*2.5% 250 1718(10.5)10.5(1718)：按重庆市电力公司关于110kV荣昌梧桐输变电工程建设规模的函中给定的要求，最终规模容量为3×50MVA，有载调压变压器，电压等级110/35/10kV；本期2×50MVA，有载调压变压器

11、，电压等级110/10kV。主变的台数为3台。相数的确定为了提高电压质量最好选择有载调压变压器。绕组的确定本站具有三种电压等级，且通过主变各侧绕组功率均达到该变压器容量的15%以上，故选三绕组变压器。绕组的连接方式考虑系统的并列同期要求以及三次谐波的影响，本站主变压器绕组连接方式选用Y0/Y/-11。采用“”接线的目的就是为三次谐波电流提供通路，保证主磁通和相电势接近正弦波，附加损耗和局过热的情况大为改善，同时限制谐波向高压侧转移。第2章电气主接线设计2.1 主接线的设计原则主接线代表了变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它对电气设备选择、配电装置的布置及运行的可靠性和

12、经济性等都有重大影响。因此，电气主接线应满足以下要求：根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。因事故被迫停电的机会也少，事故后的影响范围越小，主接线的可靠性就越高。应具有一定的灵活性，以适应各种运行状态。主接线的灵活性表现在：能满足调度灵活，操作方便的基本要求，可以方便地投入或切除某些机组、变压器或线路，还能满足系统在事故检修及特殊运行方式下的调度要求，不致过多影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。接线应尽可能简单明了，以便减少倒闸操作且维护检修方便。在满足上述要求后，应使接线的投资和运行费达到最经济。在设计主接线时应考虑留有发展的余地。2.2 主接线设计的基本要求变电站的电气主

13、接线应根据该变电站所在电力系统中的地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。2 主接线可靠性的具体要求：供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。.1 断路器检修时，不宜影响对系统的供电。.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，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。.3 尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。.4 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。2 主接线灵活性的要求：主接线应满足在调度、检修及扩建时的

14、灵活性。.1 调度时，应可以灵活的投入和求出发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调要求。.2 检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。.3 扩建时，可以容易的从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。 主接线经济性的要求：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。.1 2.3 电气主接线的选择和比较主接线的总体分类.1单母线接线 1） 运行说明及基本操作：根据断

15、路器和隔离开关的性能，电路的操作顺序为，接通电路时应先合断路器两侧的隔离开关，再合断路器;切断断路时，应先断开断路器，再断开两侧的隔离开关。 2） 优缺点分析 优点：简单、经济，接线简单（设备少）、清晰、明了；布置、安装简单，配电装置建造费用低；断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁，操作安全、方便，母线故障的几率低；易扩建和采用成套式配电装置。 缺点：不够灵活可靠。主母线、母隔故障或检修，全厂停电；任一回路断路器检修，该回路停电。 3）适用范围 小型骨干水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线； 610kV配电装置的出线回路数回； 35kV配电装置的出线回路数回； 110kV配电装置的

16、出线回路数回。 图1单母线.2单母分段接线1） 运行说明及基本操作：该接线的基本操作与单母线一样，主要是保证断路器与隔离开关的操作顺序。2） 优缺点的分析（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切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2） 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在检修期间内停电。出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。3） 适用范围：一般来说单母分段接线应用在电压等级为610kV出线在6回及以上时，每段所接容量不宜超过25m

17、w;电压等级为3560kV时，出线数不超过8回；电压等级为110220kV时，出线数不宜超过4回。单母分段带旁路接线1） 运行说明及操作：正常情况下，旁路母线不带电，旁路断路器及其两侧的隔离开关处于断开运行。当检修任一出线断路器时通过倒闸操作实现不停电检修该断路器。2） 优缺点的分析（1） 优点：简单、清晰、操作方便、易于扩建；当检修出线断路器时可不停电检修。（2） 缺点：当汇流母线检修或故障时，该段母线将全部停电。3）适用范围：110kV出线在6回以上，220kV出线在4回及以上时，一般采用带专用旁路断路器的旁路母线，.3双母线接线1）运行说明及操作：任一电源或出线回路由工作母线切换到备母线

18、，或各种运行方式之间转换的基本操作是倒母线，通过倒母线操作，任一回路将不会停电。2)优缺点的分析（1）优点：可轮流检修母线而不影响正常供电，检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电，工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电，可利用母联断路器代替引出线断路器工作，便于扩建。（2）缺点：由于双母线接线的设备较多，配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。3）适用范围：（1）双母接线在我国大、中型发电厂和变电站中广为采用，并积累了丰富的运行经验。（2）3560kV出线出线超过8回以上（3）110kV出线数目为5回以上时（4）220kV出线数目

19、为3回以上时 图2双母线接线.4双母线分段接线 当进出回路数或母线上电源较多，输送和通过功率较大时，在610kV配电装置中，短路电流较大，为选择轻型设备，限制短路电流，提高接线的可靠性，常采用双母线三分段接线，并在分段处加装母线电抗器。这种接线具有很高的可靠性和灵活性，但增加了母线联断路器和分段断路器的数量，配电装置投资较大，35kV以上很少采用。.5双母线带旁路接线1） 运行说明及操作：具有专用旁路断路器的旁路母线操作与单母线带旁路母线的操作基本一样。2） 优缺点的分析采用专设旁路断路器接线（1）优点：避免了检修断路器时造成短时停电，运行操作方便，不影响双母线运行。（2）缺点：增加了投资和配

20、电装置的占地面积，整定较为复杂。采用母联兼旁路断路器接线（1） 优点：节省了断路器，缺点：检修期间把双母线变成单母线运行，增加了隔离开关的倒闸操作，可靠降低。10KV 侧：方案A：采用单母线接线方式；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（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需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：一般只适用一台发电机或一台主变压器的一下三种情况：1) 6 10kV配电装置的出线回路数不超过5回；2) 35 6

21、3kV配电装置的出线回路数不超过3回；3）110 220kV配电装置的出线回路不超过两回；在扩建方面还是可以用此方案，但是它不够灵活，供电不是很可靠，同时适用范围不符合要求，我们本期是24回，而此方案的6 10kV配电装置出线回路不超过5回，所以此方案不适用。方案B：采用单母线分段接线；优点：1）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。2）当一段母线发生故障，分段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用户停电。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内停电。2） 当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨

22、越。3） 扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：1）6 10kV配电装置出线回路数为6回以上时。2）35 63kV配电装置出线回路数为4 8回时。3）110 220kV配电装置出线回路为34回时。经过分析，由于此次建设的最终出线是36回，也就是三台变压器，而单母线分段是向两边均匀建设，所以我将单母线双分段改为单母线四分段，接线如下：方案C：采用双母线接线双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配两组母线上。由于母线继电保护的要求，一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定连接的方式运行。优点：1） 供电可靠。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

23、致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2） 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3） 扩建方便。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均匀分配，不会引起原有回路停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以至于连接不同的母线段时，不会如单母线分段那样导致出现交叉跨越。4） 便于实验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1） 增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。2） 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电

24、器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需要在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：1）6 10kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。2）35 63kV配电装置，当出线回路数超过8回时；或连接的电源较多、负荷较大时。3)110 220kV配电装置出线回路数为5回及以上时；或当110 220kV配电装置，在系统中居重要位置，出线回路数为4回以上时。由于此段母线电压是10kV，所以不用双母

25、线接线，因此在此段母线中排除双母线接线方式。因此方案C不适用。采用单母分段接线的形式使得重要用户可从不同线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电。单母线分段接法可以提供单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范围。任一母线发生故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正确运行。当然这种接线也有它本身的缺点，那就是在检修母线或断路器时会造成停电，特别在夏季雷雨较多时，断路器经常跳闸，因此要相应地增加断路器的检修次数，这使得这个问题更加突出。通过分析原始资料,可以知道该变电站在系统中的地位较重要,年运行小时数较高,因此主接线要求有较高的可靠性和调度

26、的灵活性.根据以上各个方案的初步经济与技术性综合比较,兼顾可靠性，灵活性,我选择方案A 与方案C。 方案A：110、35、10KV 均为单母线分段 方案C：110KV 侧外桥法接线，35KV 侧单母线分段带旁路，10KV 侧双母线。 外桥接线： a 优点：高压断路器数量少，四个回路只需要三台断路器。 b 缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；变压器侧断路器检修时，变压器需要较长时间停运。 适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。主接线方案的可靠性比较：（1）110KV侧

27、方案A采用单母线分段接线。任何一台变压器或线路故障或停运时，不影响其他回路的运行；分段断路器运行时，两端母线需解列运行，全部断电的可能性稍小一些，不易误操作。方案C采用外侨接线。优点：高压断路器数量少，四个回路只需要三个断路器。缺点线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运：桥连断路器检修时，两个回路需解列运行：变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较小的情况。（2）35KV、10KV侧：方案A：均采用单母线分段接线方案C：采用单母线分段带旁路和双母线在双母线接线方式中，曾加一组母线每

28、回路就需要增加一组母线隔离开关；当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。因此最终确定采用但母线分段接线经综合分析，决定选方案A作为最终方案，即110、35、10、KV侧均采用单母线分段接线。第3章短路电流计算短路的后果电力系统在运行中，可能发生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形式的短路。在发生短路是可能产生一下后果：（1）通过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障原件损坏；（2）短路电流通过非故障原件，由于发热和电动力的作用，引起他们的损坏或缩短他们的使用寿命；（3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；（4）

29、破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统瓦解。短路电流计算的目的在发电厂和变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：电气主接线的比较。选择导体和电器。在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对的安全距离。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。短路电流计算方法在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地

30、工作，因此作为选择检验电气设备用的短路计算中，以三相短路计算为主。三相短路用文字符号k表示。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。 短路电流使用计算中，采用以下假设条件和原则：

31、（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）系转统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体肌肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差120°电气角度。 （4）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁心的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。 （5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在系统侧。 （6）同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。 （7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 （8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 （9）出计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，

32、元件的电阻都略去不计。 （10）元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 （11）输电线路的电容略去不计。 （12）用概率统计法制定短路电流运算曲线。二、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，而不应按仅在的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

33、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地点。对带电抗器的610kV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔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，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性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。三、限流措施电力系统可以采取的限流措施： (1)提高电力系统的电压等级。 (2)直流输电。 (3)在电力系统的主网加强联系后，将次级电网接环运行。 (4)在允许的范围内，增大系统

34、的零序阻抗，例如采用不带第三绕组或第三绕组为Y接线的全星形自耦变压器、减少变压器的接地点等。发电厂和变电所中可以采取的限流措施： (1)发电厂中，在发电机电压母线分段回路中安装电抗器。 (2)变压器分裂运行。 (3)变电所中，在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器。 (4)采用低压侧为分裂绕组的变压器。 (5)出线上装设电抗器。5） 3.5 母线短路点的短路计算网络化简如图：变压器：SFSZ750000110 u u%=17 u系统短路电抗标幺值：x=x= =线路电抗标幺值：x=*x*l*=*19.2*0.31*各绕组短路电压百分值分别为： u%=*(u%+u%- u u%=*(u%+ u%-u

35、%)=0 u%=*( u%+ u%-u各绕组等值电抗标幺值分别为： x=* x=*=0 x=* 当一台变压器运行时： 10kV侧发生三相对称短路时： x=x+x+x+x I= I= I= I*I=2.545*5.5=14kA i=* I= 当35kV侧发生三相对称短路时： x=x+x+x+x I= I= I= I*I i=* I=*1.8*5.9=15.02kA 当110kV侧发生三相对称短路时： x=x+x I= I= I= I*I i=* I=*1.8*9.44=24kA 当两台台变压器运行时： x=* x=*=0 x=* 10kV侧发生三相对称短路时： x=x+x+x+x I= I= I

36、= I*I i=* I=当35kV侧发生三相对称短路时： x=x+x+x+x I= I= I= I*I i=* I=*1.8*9.88=25.15kA 当110kV侧发生三相对称短路时： x=x+x I= I= I= I*I i=* I=*1.8*9.44=24kA 当三台台变压器运行时： x=* x=*=0 x=* 10kV侧发生三相对称短路时： x=x+x+x+x I= I= I= I*I i=* I=当35kV侧发生三相对称短路时： x=x+x+x+x I= I= I= I*I i=* I=*1.8*12.68=32.28kA 当110kV侧发生三相对称短路时： x=x+x I= I=

37、I= I*I i=* I=*1.8*9.44=24kA第4章主设备选择及校验由于电气设备和载流导体的用途以及工作条件各异，因此他们的选择校验项目和方法也完全不相同。但是，电气设备和载流导体在正常运行和短路时都必须可靠的工作，为此，他们的选择都有一个共同的原则：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。应满足安装地点和当地环境校核。应力求技术先进经济合理。同类设备应尽量减少品种。与整个工程的建设标准协调一致。选用的新产品均应具有可靠的实验数据并经正式签订合同，特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。电器选择的一般要求一、 一般原则（1） 应满足正常运行、检修、短路和过电压

38、情况下的要求，并考虑远景发展；（2） 应按当地环境条件校核；（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数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下选用未经鉴定的新产品时，应经上级批准。二、 技术条件4） 长期工作条件1、 电压选用的电器允许最高工作电压U不得低于该回路的最高运行电压U，即三相交流3kV及以上设备的最高电压。2、 电流选用的电器额定电流I不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流I，即由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线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

39、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下回路持续工作电流的要求。3、 机械荷载所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。各种电器的允许荷载见相应各节。5） 短路稳定条件1） 校验的一般原则2） 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电流时的短路电流，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，则应按严重情况校验。3） 用熔断器保护的电器课不验算热稳定，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

40、不验算动、热稳定。4） 短路的热稳定条件 > 式中在计算时间秒内，短路电流的热效应（）； t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）； t设备允许允许通过的热稳定电流时间（s）。校验短路热稳定所用的计算时间按下式计算：式中继电保护装置后备保护动作时间（s）；断路器的全分闸时间（s）；3、短路的动稳定条件式中短路冲击电流峰值（kA）;短路全电流有效值（kA）；电器允许的极限通过电流峰值（kA）；电器允许的极限通过电流有效值(kA)。6） 绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选

41、电器的绝缘水平低于国家规定的保准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。断路器的选择及校验断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6-220KV的电网一般选用少油断路器，电压110-330KV电网，可选用SF6或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。母线断路器110KV的选择及校验1电压：因为Ug=110KVUn=110KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I138A选出断路器型号为SW4-110-1000型，：因为In=1000AI=1

42、38A所以I < In3开断电流：IdtIkd因为Idt=2.238KAIkd=18.4KA所以Idt<Ikd4动稳定：ichimax因为ich =5.707KAimax=55KA所以ich<imax5热稳定：I²tdzIt²tt=2.5+0.06=2.06s(t为后备保护动作时间和断路器固有分闸时间之和)查书得tz=1.85s>1s故tdz=tz2因为I²tdz2×1.898=9.910 It²t=212×5=2205所以I²tdz<It²t经以上校验此断路器满足各项要求。110KV

43、进线断路器111、112的选择及校验1电压：因为Ug=110KVUn=110KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I=0.108KA108A选出断路器型号为SW4-110-1000型。故I < In，此断路器型号与断路器110型号一样，故这里不做重复检验。4.1.2 35KV母线断路器130、131、132的选择及校验1电压：因为Ug=35KVUn=35KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I=0.433KA433A选出断路器型号为ZW2-35-600型，如表3-3：表3-3 35KV母线断路器参数表型号电压(KV)额定电流(A)额定断开电流(KA)动稳定电流(KA)4s热稳定电

44、流(KA)合闸时间(s)固有分闸时间(s)额定峰值ZW2-35 3560017因为In=600AI=433A所以I < In3开断电流：IdtIkd因为Idt=3.580KAIkd=6.6KA所以Idt<Ikd4动稳定：ichimax因为ich =9.129KAimax=17KA所以ich<imax5热稳定：I²tdzIt²t由和t查书112页图5-1得，tz=1.85s>1s故tdz=tz2因为I²tdz2×1.893=28.483It2×4=128所以I²tdz<It²t经以上校验此断路器满

45、足各项要求。35KV出线断路器133的选择及校验1电压：因为Ug=35KVUn=35KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I=0.108KA108A选出断路器型号为ZN-35-630型故I < In，此断路器型号与断路器130型号一样，故这里不做重复检验4.1.3 10KV母线断路器120、121、122、的选择及校验1电压：因为Ug=10KVUn=10KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I=1.516KA1516A选出断路器型号为ZN12-10-2000型，如表3-4：表3-4 10KV母线断路器参数表型号额定电压(KV)额定电流(A)额定断开电流(KA)额定断开容量(MVA

46、)极限通过电流(KA)热稳定电流(KA)合闸时间(s)固有分闸时间(s)峰值1s4s5sZN12-1010200050180012517312085因为In=2000AI=1516A所以I < In3开断电流：IdtIkd因为Idt=6.918KAIkd=50KA所以Idt<Ikd4动稳定：ichimax因为ich =17.641KAimax=125KA所以ich<imax5热稳定：I²tdzIt²t查书得，tz=1.85s>1s故tdz=tz2因为I²tdz2×1.898=94.255It2×4=3969所以I

47、8;tdz<It²t经以上校验此断路器满足各项要求。隔离开关的选择及校验隔离开关是高压开关的一种，因为没有专门的灭弧装置，所以不能切断负荷电流和短路电流。但是它有明显的断开点，可以有效的隔离电源，通常与断路器配合使用。隔离开关型式的选择，其技术条件与断路器相同，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素进行综合的技术经济比较，然后确定。对隔离开关的要求：有明显的断开点。为了确切的鉴别电器是否已经与电网隔离，隔离开关应具有可以直接看见的断口。断开点应有可靠的绝缘。隔离开关的断开点的动静触头之间，必须有足够的绝缘距离，使其在过电压或相间闪络情况下，也不会被击穿而危及工作人员的安全。具

48、有足够的动稳定性和热稳定性。隔离开关在运行中，经常受到短路电流的作用，必须能够承受短路电流热效应和电动力冲击，尤其是不能因电动力作用而自动断开，否则将引起严重事故。结构得意动作可靠。户外隔离开关在冻冰的环境里也能可靠的分、合闸。.4.2.1 110KV隔离开关的选择及检验1电压：因为Ug=110KVUn=110KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I=138A选出GW2-110-600型，如表3-6：表3-6 110KV隔离开关参数表型号额定电压(KV)额定电流(A)动稳定电流(KA)热稳定电流(s)(KA)GW2-1101106005014(5)因为In=600AI=138A所以I &l

49、t; In3动稳定：ichimax因为ich =5.707KAimax=50KA所以ich<imax4热稳定：I²tdzIt²t前面校验断路器时已算出I²tdzIt²t=142×5=980所以I²tdz <It²t经以上校验此隔离开关满足各项要求。隔离开关111-1、111-2、111-3、112-2、114-1、113-3的选择及校验。1电压：因为Ug=110KVUn=110KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I=108A选出GW2-110-600型故I < I，此隔离开关型号与隔离开关110-1型号一样，故这里不做重复检验4.2.2 35KV隔离开关的选择及检验1电压：因为Ug=35KVUn=35KV所以Ug= Un2电流：查表3-1得：I=1.475KA433A选出GW2-35-600型，如表3-7：表3-7 35KV隔离开关参数表型号额定电压(KV)额定电流(A)动稳定电流(KA)热稳定电流(s)(KA)GW2-35356005014(5)因为In=600AI=433A所以I < In3动稳定：ichi