220kV降压变电所电气部分设计VIP

1、220kV降压变电所电气部分设计摘要本设计是对220kV降压变电所电气部分初步设计。包括对电气主接线的确定，主要电气设备的选择，包括断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器,母线，站用变压器等。全设计详细的说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。变压器的选择包括：主变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合要求的主接线；短路电流计算是最重要的环节，本设计详细的介绍了短路电流的计算；高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器的选择原则和要求，并对

2、这些设备进行校验和产品相关介绍。关键词：220KV变电站电气主系统设计AbstractThetopicthatIdesignisthatatopicdesignedthistimeisthat11electricapartoftransformersubstationisdesigned",itsmaintaskisapreliminarydesignofaparttothetransformersubstationofHeDong.lncludingtotheelectricsurenessthatmainlywire,thechoiceofthemainelectricequip

3、ment,includingcircuitbreaker;isolatetheswitchthemutualinductorofelectriccurrent,voltagemutualinductor;busbar;standwiththevoltagetransformerandwait.Wholethesisbesidessummarygraduatetodesignthebookoutside,returnedtheexpatiationeverykindofmostbasicrequestthatequipmentschoosewithprincipleaccordingto.The

4、choiceofthetransformerincludes:Maintransformerusethemaintechniqueinnumber,capacity,modelnumberetcinsetdataofthetransformertoreallysettle;Theelectricitylordconnectedthelinetointroduceprimarilytheelectricitylordconnectsthelinearimportancedesignaccordingto,thebasicrequest,everykindofmeritandshortcoming

5、andlordsthatconnectthelineformconnectsthelinearchoosingmore,thelordthatcombinetoestablishtheinkeepingwithmyplanttherequestconnectstheline;Theshort-circuitgalvanometerisregardedasthemostimportantlink9thisthesisintroducedthecalculatingpurposeinshort-circuitelectriccurrent,assumptionterm,generalprovisi

6、on,thecalculation,networktransformationofaparameterdetailed,andeachcalculationetc.Keywords：Transformersubstation;Powersystem;Mainlywire;powertransmissionsystems1绪论01.1 原始资料01.2 设计原则12变电所电力负荷计算31. 1负荷计算的目的32. 2负荷计算33. 3无功补偿方案43变压器台数和容量的选择103.1 主变压器的选择103.2 主变压器的确定104电气主接线方案的确定144.1 电气主接线的概况144.2 电气主接

7、线基本要求144.3 变电所主接线的选择155短路电流计算205.1 短路电流计算的目的205.2 短路计算点的选择205.3 三相短路电流冲击值的计算216高压电气设备及载流导体选择336.1 电气设备的选择原则336.2 断路器的选择346.3 3隔离开关的选择416.4 电流互感器的选择476. 5电压互感器的选择547. 6母线的选择577避雷器的选择637.1 避雷器的参数637.2 避雷器的配置648. 3220kV侧避雷器选择651绪论1.1 原始资料在21世纪中叶基本实现社会主义现代化是我国社会主义建设的战略目标，也是全国人民在新时期的总任务。实现社会主义现代化，就是逐步用当代

8、先进的科学技术来武装我国的农业、工业、国防和科学技术事业，使之达到国际先进水平。工业要现代化，就要重点发展作为基础和先行工业的电力工业。目前国外电力技术的先进水平主要表现为超高压、大系统、大机组、大电厂、高度自动化以及核电技术。高电压、大系统：系统容量在（48）xio'kW以上，交流输电电压500、750kV和U50kV,直流为±500kV和±750kV。大电厂、大机组：火电厂容量（460640）xio4kW,最大机组容量：单轴（60-130）x104kW,双轴（100165）xio4kW；水电厂容量：1260、104kW,最大机组容量：（7080）xio4kW；抽

9、水蓄能电厂容量：210xi04kW,最大机组容量：45.7><104kW；核电厂容量：（400-800）><104kW,最大机组容量（100-145）x104kWo我国电力工业今后发展的目标是:优化发展火电,规划以30x1（/、60x104kW火力发电厂为主干，进一步发展80勺（）4、100x104kW的大型火力发电机组，建设一批（400500）xiokW的大规模发电厂；积极发展核电，在沿海和燃料短缺的地区，加快建设一批占地面积少，节省人力和燃料、不污染环境的大型核电厂；因地制宜发展新能源，同步发展电网，认真治理对环境的污染。这一符合我国国情的规划目标，将使我国的电力工

10、业走向低能耗结构、低环境污染、高效率运营的发展道路。我国的电力系统从50年代开始迅速发展。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干,形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。1.2 设计原则(1)保证供电安全、可靠、经济；(2)功率因数达到0.9及以上。(3)设本变电所主要是给工业区的工厂供电。该工业区是新建工业区，负荷增长比较迅速，本变电所的电压等级为220KV/35kv。(4)变电所220KV电源进线4回，35kv出

11、线10回，从220KV母线转送线路2回，向变电所供电，所需输送功率120MW,COS(p=0.8。(5)址地区的年平均温度为7C,最高温度为38C,最低为22C。变电所35kv的用户负荷表表1.1变电所35kv的用户负荷表厅负荷名称最大符合(W功率因素出线出线数附注有重要负荷号近期远期1石油化工联合企业20000300000.95架空2有重要负荷2重型机械厂125000195000.95架空2有重要负荷3选矿厂12000150000.95架空2有重要负荷4纺织厂1201580.架2有重要000095空负荷5拖拉机厂9000140000.95架空2有重要负荷最大负荷利用小时数T=5600小时，负

12、荷同时系数0.82,线损率为5%。重要负荷占60%。2变电所电力负荷计算2.1负荷计算的目的整体来看，负荷分为三级，分别是一级、二级和三级负荷。一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时(如边远地区)，允许有一回专用架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。为正确选择变电

13、所的变压器容量、各种电气设备的型号、规格以及供电网络所用导线牌号等提供科学依据。根据计算负荷选择的电气设备和导线、电缆，如以计算负荷连续运行时，其发热温度不会超过允许值。计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。2.2负荷计算常用的计算方法有需用系数法、二项式法、利用系数法、ABC法、单位产品耗电量法和单位面积功率法等。用需要系数法计算公式如下：有功计算

14、负荷“二长加工埠式(2-1)无功计算负荷Q尸,式(2-2)视在计算负荷（2-3）计算电流Sj=p：+Q：式中：P,一一有功计算负荷（KW）；Sj一一视在计算负荷（KVA）；0一无功计算负荷（Kvar）；KZP有功负荷的同时系数取0.82K*一一无功负荷的同时系数取0.82；/,计算电流（A）。根据表1.1中数据用需要系数法可以计算出设计变电所的总的计算负荷:SP60=30000+19500+15000+15800+14000=94300kWtan（arccos4>）=0.62Q60=0,62*(30000+19500+15000+15800+14000)=58466kvar有功计算负荷无

15、功计算负荷视在计算负荷计算电流2. 3无功补偿方案Q,=Kz>Q，, =0.82 x 58466=47942kvarS,=4P： +Q： = 773262 +479422 =90982KVASj 90982f = = = = 960 AV3x60号=Kzp£P=0.82x94300=77326kw功率因数cos。是工业企业电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，提高功率因数是节能的一项重要技术措施。目前大多数负载都是感性负载，如异步电动机、变压器、电焊机等，以致供电系统除供给有功功率外之外，还需供应无功功率以生产必须的交变磁场，此外电抗器、架空线路等亦消耗一部分无功功

16、率。无功功率的增大使供电系统功率因数偏低。若功率因数达不到需要标准就要进行功率因数补偿。通常提高功率因数的方法有两种：一种是提高自然功率因数；另一种是人工补偿提高功率因数。提高自然功率因数是指设法降低用电设备本身所需的无功，从而改善其功率因数。主要是合理的选择和使用电气设备，改善其运行方式，提高检修质量等方面入手，不需要额外增加补偿设备，这是提高功率因数积极有效的方法。当采用提高电气设备自然功率因数的方法后仍然达不到要求时，就需要装设专门的人工补偿装置。2.3.1无功补偿装置的种类提高功率因数的无功补偿装置通常有以下几种：同步补偿机同步补偿机（又叫同步调相机）实质上是一种不带机械负载的同步电动

17、机，它是最早采用的一种无功补偿设备，通过调节其励磁电流可以起到补偿电网无功功率的作用。在并联电容器得到大量采用后，已很少使用。其主要缺点是投资大，运行维护复杂。因此已经很少使用。二、并联电容器并联电容器又称移相电容器，是一种专门用来功率因数的电力电容器，作为无功补偿设备，电容器有以下几种显著优点：电容器是最经济的设备。它是一次性投资和运行费用都比较低，且安装调试简单。电容的损耗低、功率高。现代电容器的损耗只有本身容量的0.02%左右。电容器是静止设备，运行维护简单没有噪声。电容器应用范围广，可以集中安装在变电站，也可以分散安装在配电系统和厂矿用户。并联电容器是电网中用得最多的一种无功补偿设备。

18、目前，国内外电力系统中90%的无功补偿设备是并联电容器。进行无功补偿的并联电容器，通常采用三角形（）和星形（丫）接线方式，一般都是采用三角形接线。供电系统并联电容器的装设位置有：高压集中补偿、低压集中补偿和单独就地补偿三种方式。高压集中补偿将电容器组集中装设在变电所的高压母线上，这种补偿只能只能补偿母线前所有线路的无功功率。而母线后的出线线路得不到补偿。此方式投资较小，便于集中运行维护，能满足用户功率因数的要求。一些大中型用户广泛应用这种方式。低压集中补偿将电容器组集中装设在变电所低压母线上。这种补偿能补偿变电所低压母线前的所有线路上的无功功率。这种补偿方式使变压器的视在功率减小，较经济、运行

19、维护方便。对于610KV供电的中小型工厂广泛应用这种接线方式。单独就地补偿将补偿电容器装设在需要补偿的用点设备附近。补偿范围大、效果好，但投资较大。适用于负荷稳定、长期工作且容量大的设备。三、静止补偿器静止补偿器(SVC)是近年来发展起来的一种动态无功功率补偿装置。主要是对电力系统中的动态冲击负荷进行补偿。根据负荷的变动情况，静止补偿可以迅速改变所所输出无功功率的性质或保持母线电压的恒定。静止补偿器速度快，补偿效果好，维护方便，其最大的特点是调节快速。但因正常负荷的变动引起的电压变化过程缓慢，用一般价格比较便宜的电容器与电抗器等投切配合，完全可以满足要求，没有必要选用这种设备。2.3.2无功补

20、偿计算在设计中采用的是并联电容器低压集中补偿无功功率方式，接线方式采用三角形接线。补偿前系统：有功计算负荷pj=Kzp£Pj,=O.82x94300=77326kw无功计算负荷Qs=52Q,.=0.82x58466=47942kvar视在计算负荷Sj=4773262+47942?=90982KVA则补偿前的平均功率因数为cos/尸?=瓷1=0.85Sj90982根据规定要求将系统功率因数补偿到0.95o若将cos%提高到CO&,所需补偿的无功功率为。C,式(2-5)确定了总的补偿容量后就可根据选定的并联电容器的单个容量%来确定所需电容的个数n。若为单相电容则应取3的倍数,以便

21、三相均衡分配n_2才n式(2-6)补偿无功功率为。，=0-0J(tan%-tan8m)=77326x(0.62-0.33)=22425kvar224255n=七67334C=67*334=22425kvar为了便于投切，采取在低压母线处集中补偿，分别为两个并联补偿电容器组，选用分别由66只BWF20-334-1W型采用Y型接线电容器组成的电容器补偿187台接于低压母线侧。补偿前后有功计算负荷不变，即P/=P;=77326KW补偿后无功计算负荷Q：=Q-q'=47942-22440=25502kvar补偿后视在计算负荷=,773262+25502?=81423KVA补偿后计算电流8142

22、30-=864A73x60经无功补偿后无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流都明显减小，这样就可以减小变电所变压器的装机容量及运行费用，又可以使电力系统得到充分利用。3变压器台数和容量的选择3.1主变压器的选择1、主变容量和台数的选择应根据电力系统设计技术规程SDJ161-85有关规定和审批的电力系统规划设计决定运行，凡装有两台及以上变压器的变电所，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应该所全部负荷的70%。在计及过负荷能力后的允许时间内，应保护用户的一级负荷和二级负荷,若变电所有其它能源可保护在主变运行后用户的一级负荷，则可装设一台主变压器。2、与电力系统连接的220330kV变压器，若

23、不受运输条件限制，应选择三相变压器。3、根据电力负荷的发展与潮流的变化，结合电力系统短路电流，系统稳定，系统继电保护，对通讯线路的危险影响，调相，调压和设备符合具体条件允许时，应采用自藕变压器。4、主变压器调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程SDJ161的有关规定。3.2主变压器的确定3.2.1主变压器台数的确定为保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台变压器，但一般不超过两台变压器，如果有一个电源或变电所的主要负荷可由低压侧电网取得备用电网时，可只装设一台主变压器。对于大型超高压枢纽变电所，装设两台大型变压器由电压侧供电给整个城市及工业区，在一台变压器

24、故障时，要切断大量负荷是很困难的，因此国外对大型枢纽变电所，根据各工程具体情况，安装2-4台主变压器。当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择，应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷成为变电所全部负荷的60-75%,通常一次变电所采用75%o3.2.2主变压器型式的选择主变压器一般采用三相变压器，若因制造和运输条件限制，在220kv的变电所中，可采用单相变压器组，当装设一组单相变压器时，应考虑装设备用相，当主变超过一组，且各组容量满足全部负荷的75%时，可不装设备用相。当系统有调压要求时，可采用有载调压变压器，对新建的变电所，从网络经济运行的观点考虑，应注意选用有载调压变压

25、器，其所加的工程造价，通常在短期内是可以回收的。与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流不定情况外，一般采用自藕变压器，但仍需做技术经济比较。3. 2.3主变压器容置的确定主变压器型式的确主变压器的容量应根据电力系统5-10年的发展规划进行选择，变压器容量的选择必须力求使其切合实际需要。为此尽可能把5-10年负荷发展规划做得正确，这是最根本的。1变电所35kv的用户总容量：2s=30000/0.95+19500/0.95+15000/0.95+15800/0.95+14000/0.95=89585KVA2折算到变压器的容量：（考虑负荷同时系数和线损）Sz=ESX0.

26、82（1+5%）=77132.685KVA3据主变压器容量选择规则：（停一台主变后，余者能带70%的负荷）、Se=SzX70%=53992.88KVA若选择两台63000KVA主变压器，则其中一台容量占总负荷的比例为：（63000/Sz）X100%=81.68%>60%（重要负荷比例）满足设计要求。（所选变压器的型号参数见表3.1）表3.1变压器的型号参数型号21020(KW)额定 容量 （KVA）63000负载损耗(KW)710SFPZ3-63000/2|空载损耗高额定“220+7X1.43%,低电压(KV)66, 69阻抗电压10.(%)5连接 组别Y0/dll空载电流1.0(%)1

27、 .变电所的最大负荷按下式确定：Pm"*p式中：K0负荷同时系数；ZP按负荷等级统计的综合用电负荷。为了正确选择厂用变压器的额定容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线,并从该曲线得出变电所的年及日最高负荷和平均负荷。2 .对于两台变压器变电所的变压器额定容量按下式选择：S”0.7&总安装容量为：ZS”=2x(0.7&)=14%当一台变压器停用时，可保证对70%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%,则可保证98%的负荷供电。综上所述：所选变压器为额定63000 KVA 容量额定 低电压69KV额定高电压连接组另U220±7X1,43% KVYo/A11表

28、3.2所选变压器弁数型号SFPZ3-63000/220备注阻抗电压10.5(%)4电气主接线方案的确定4.1 电气主接线的概况电气主接线是多种主要电气设备（如发电机、变压器、开关、互感器、线路、电容器、电抗器、母线、避雷器等）按一定顺序要求连接而成的，是分配和传送电能的总电路。将电路中各种电气设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气连结图，称为电气主接线图。变电所的电气主接线是电力系统接线的主要部分。主接线的确定对变电所的安全、稳定、灵活、经济运行以及对电气设备选择、配电装置布置、继电保护拟定等都有着密切的关系。由于发电、变电、输配电和用电是同时完成的，所以主接线设计的好坏不仅影响电力系统

29、和变电所本身，同时也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线设计是一个综合性问题。4.2电气主接线基本要求4.2.1 主接线的设计原则根据220500KV变电所设计技术规程SDJ2-88规定，变电所电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、电压等级、回路数、所选设备特点、负荷性质等因素确定，满足运行可靠性，简单灵活，操作方便，节约投资等要求。1 .变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素，变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于他们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的技术要求也不同。2 .

30、考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据5-10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。3 .考虑负荷的重要性分布和出线回数多少对主界线的影响对一级负荷必须布两个独立的电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电，三级负荷一般只需一个电源供电。4 .考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，基于传输容量大，对供电可靠

31、性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高，而容量小的变电所，其传输容量小，对住接线的可靠性、灵活性要求低。5 .考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增，设备检修，故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如：当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时，允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。6 .2.2电气主接线设计的基本要求1、可靠性应重视国内外长期运行实践经验及其可靠性的定性分析。断路器检修时,不影响对系统的供电；断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少可停运回

32、路数和停用时间，并且保证一级负荷及全部或大部分二级负荷供电；尽量避免全部停运的可能性。2稳定性保证供电的稳定性2、灵活性满足运行、检修要求和扩建要求。3、经济性主要是指投资省，占地面积小，能量损失小。4.3变电所主接线的选择4.3.1220kV侧接线方式的选择与论证根据主接线设计必须满足供电可靠性、保证电能质量、满足灵活性和方便性、保证经济性的原则，初步拟定两种主接线方案。220kV侧拟采用双母线接线和单母线分段带旁路母线接线。双母线接线简图见图4.1；单母线分段带旁路母线接线简图见图4.2。图4.1双母线接线图4.2单母线分段带旁路母线接线两种接线的比较如下：双母线接线：单断路器的双母线接线

33、中，每个回路均通过一台断路器和两组隔离开关,连接到两组母线上，电源和出线可均匀地分布在两组母线上，普遍适用于6-220kV电压等级的配电装置中，此接线有以下几个优点：(1)可以轮流检修母线而不影响供电，只需将要检修的那组母线上所连接的电源和线路通过两组母线隔离开关的倒闸操作，全部切换到另一组母线上。(2)检修任一母线的隔离开关时，只停该回路。当某一回路的一组母线隔离开关发生故障时，只要将该隔离开关所在的回路和所连接的母线停电，就可以对该隔离开关进行检修，不影响其它回路。(3)一组母线故障后，能迅速恢复该母线所连接回路的供电，即被切除回路可迅速恢复送电。(4)运行高度灵活。电源和线路可以任意分配

34、在某一组母线上，能够灵活地适应系统中各种运行方式和潮流变化的要求。(5)扩建方便。双母线接线方式可以沿着预备的扩建端向左右扩建，而不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，也不会引起原有回路的停电。(6)、便于实验。在个别回路需单独进行实验时，可将该回路单独接至一组母线上。单断路器的双母线接线也有自己的缺点：(1)任一台断路器拒动，将造成与该断路器相连母线上其它回路的停电。(2)一组母线检修时，全部电源及线路都集中在另一组母线上，若该母线再故障，将造成全停事故。(3)母联断路器故障，将造成配电装置全停。(4)当母线故障或检修时，隔离开关作为切换电器，容易发生误操作。(5)在检修任一进出线回路的断路器

35、时，将使该回路停电。单母线分段带旁路母线：单母线分段带旁路母线的优点为：1 .接线简单、清晰、操作方便、采用设备少、便于扩建和采用成套配电装置。2 .用断路器把母线分段后，对重要负责用户可以从不同的母线段引出两个回路，有两个电源，具有供电可靠性。3 .检修任一回路断路器时不中断对用户的供电。单母线分段带旁路母线的缺点为：1 .接线不够灵活。当母线与母线刀闸故障或检修时，将造成一段母线停电。2 .配电装置复杂，运行操作复杂。3 .分段断路器用作旁路开关时，两段母线并列运行。但当其一段母线故障时，整套配电装置停止工作，在拉开分段刀闸时恢复无故障母线工作。4 .断路器与刀闸间的闭锁复杂。根据电力工程

36、设计手册的要求，主接线应满足可靠性、灵活性，并在此基础上考虑做到经济合理。(1)可靠性。本变电所用户较多，负荷容量较大，要求供电可靠性较高。当采用可靠性高的六氟化硫断路器时，选择双母线接线就可以满足可靠性的要求。(2)灵活性。采用双母线接线，各个电源和回路的负荷可以任意分配到某一组母线上，可以灵活地适应系统中各种接线方式和潮流变化的需要。(3)经济性。单母线分段带旁路接线比双母线接线少用了断路器以及隔离开关，投资相对减少，配电装置的占地面积也大大减少，但可靠性有所降低。根据220500kV变电所设计技术规程SDJ288规定，220kV配电装置出线回数在四回及以上时，宜采用双母线或其他接线。本变

37、电所220kV配电装置出线回数为6回，主要从可靠性和灵活性考虑可以采用双母线接线方式。综合以上分析，本变电所220kV侧选用双母线接线方式。4.3.235kv侧接线方式的选择与论证35kv侧采用双母线接线和双母线带旁路接线。接线简图见图4.3和图4.4。图4.3双母线接线pnuln FAMTU484.4双母线带旁路接线两种接线的比较如下：双母线接线：双母线接线的特点在220kV侧接线方式选择论证中详细说明，此处不再级述。双母线带旁路接线：除了有双母线接线的优点外，双母线带旁路接线方式还具有许多其它的优点:当进出线检修时，可由专用旁路断路器代替，通过旁路母线供电。但当设置了专用旁路断路器后，设备

38、的投资和配电装置的占地面积都有所增加。根据220500kV变电所设计技术规程SDJ288规定，35-35kv配电装置当出线回数为47回时，宜采用单母线接线；当出线回数为8回及以上时，宜采用双母线接线。本变电所35kv出线为10回，均为重要负荷，应主要侧重于可靠性和灵活性。综合以上分析，本变电所35kv侧选用双母线带旁路接线方式。5短路电流计算5.1 短路电流计算的目的(1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某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

39、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，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。(4)选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路的短路电流为依据。(5)接地装置的设计，也需要用短路电流。5.2 短路计算点的选择在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。本设计选择二个短路计算点，分别在220KV母线上、35kv母线上和。系统计算电路图如图5.1所示，等值电路图如图5.2所示。3*200mwCOS40.85图5.2等值电路图5.3三相短路电流冲击值的计算«5.1%点短路电流值电流来时电流源间/S值S1+S2+S3短路点电标么值2有

40、名值/KA81.11.9S4+S5+S61.604.26流值KA6.241.5标么值有名值/KA标么值有名值1.22.11.32.3/KA01.584.201.784.736.327.03三相短路电流的最大峰值出现在短路后半个周期，当f=50Hz时，发生在短路后0.01s,此峰值被称为冲击电流热。其计算式为骁=点K/式(5.1)式中：K,一冲击系数。(发电机出口1.9；其他地点1.8)本次设计所选的短路点取为变电所两台主变高压侧的勺点和低压侧并列运行时的附。计算结果如下：卜点短路电流值如上表5.1所示；若取冲击系数K,=1.8则冲击电流为：骁=1=2.55*6.24=15.912kA0的点短路

41、电流值如表5.2：时间/S电流值S1+S2+S3标么值有名值/KA6标么值 8 1.5有名值/KA6标么值有名值/KA6电流来短路点电流值S4+S5+S60.322.440.32.40.32.4KA0.55.00.55.27.507.70.545.247.7若取冲击系数（=1.8则冲击电流为：ixh=V27Ca/=2.55*7.50=19.125kAo5.3.1三相对称短路初步计算图5.3系统计算电路图2300MVA一、元件阻抗归算到系统的标幺值计算各元件的阻抗标幺值计算如下：（S8=100Ml%,乙=匕）发电机:X.c=x.=x.=XAl=0.18x=0.077G，s63dSN200/0.8

42、5X=X=X=X.&=0.124x=0.035s366Sn300/0.85变压器:X。= X72 = X'3=1枭=14x100 ;08X/4 = X/5 = X76100 - SN_力£1000100x240g” = 0.044 100x315线路:X.7 = X78=L50x X. x -4- = 0.4x100X 50=0. 0378U：2302= L70x X. x -4- = 0.4 x100x70=0. 0529U12302=L48x X. x = 0.4 x100x 48=0. 0363Ui2302=L80x X. x -4- = 0 4 x100x80

43、=0. 0605U：2302=L78x X. x -4-=。.4x100x78=0. 05898u2302100x63Y 八卬8=勿 0=10.5x100=0.7100S,vV八 *£7()V八 *£50V 八乜48V 八乜80二.化简网络1、等值网络如下图所示:图5.4等值网络图2.由网络图化简得：将线路1、2、和3；4、5、和6进行和并，计算相关参数:X”=X"=Xr=+X.n=0.077+0.058=0.135X.J=X.J3=0.045X.4=X”=X.6=Xp4+X.74=0.044+0.035=0.079X.2'=X.4/3=0.079/3=0

44、.0263X.J=X.S1.+X77=0.0378+0.0529=0.0907ALDULX-X“8XX.3'_0.0363X0.0907_°0359M-X.38+X.3'-0.0363+0.0907-.乂'=&.="个=0.01895 22X，=三a=(U)5S9S=0.029496 22%2Z=211=0,0833522X，一X/xX_6'_°Q189x(H)2949_。OO5188X.5*X.6'+x.®0.0189+0.02949+0.0605X，一X；xX-。一°。189x0.0605。侬

45、。X"'+X.6'+X./xu0.0189+0.02949+0.0605X，一X%'xX力。_0.02949x0060501638X.J+X%'+X./sn0.0189+0.02949+0.0605JvLbU3 .化简网络之角星转换：图5.5化筒网络之角星转换4 .进一步化简：图5.6进一步化筒网络图5 .3.2短路电流具体计算一、当K1点短路时短路电流的计算将网络图进一步化简如下：图5.7 k1点短路简化图1、各支路的总电抗为x.J=X.1'+X.4'+X.8'=0.045+0.0259+0.005118=0.076x.J=X

46、"'+Xf'=0.0263+0.0105=0.03681.20.076x0.0368_0.002797_QQ2480.076+0.03680.1128.2、支路电流分布系数0.02480.076=0.326、等二螺743、系统总电抗=X>jX/=0O248+0.01638=0.041184、各支路转移电抗XK0.04118 八= 0.1260.326X?K0.04118=0.0610.6745、由各支路转移电抗求得的计算电抗:VXlr, =X1A- = 0.126 X IJSIA q陞Xy =X，A,丝= 0.061xZ A q%3x200/0.85 =0.88

47、91003x300/0.85 ”僦= 0.6461006、根据计算电抗查电力系统分析中汽轮发电机运算曲线得短路电流的标么值:叫（。）=12则=L17叫=L3=1 a*1(4) 22(o)=16°迎)=14822) = 168砌=188Sn3x200/0,85X 230 3x300/0.85 75x230=1.77 KA=2.66KA故其OS、1.5S、3s的电流如下:=120*1(1.5),3*2(0) = 16。=158*2(1.5)7、各电源对220KV侧的短路电流:8、各时刻短路电流有名值计算结果列表为表5.3k1点短路电流值如表时间电流值电流来短路点/S源S1+电流值S4+S

48、 KAL5S2+S3标么值有名值/KA标么值有名值/KA标么值有名值/KA05+S61.604.261.584.201.31.782.34.731.11.91.22.16.246.327.03若取冲击系K,，8,则冲击电流为：L=&KJ=2.55*6.24=15.912kA,>二、当K2点短路时短路电流的计算网络图进一步化简如下：图5.8K2点短路化筒图1 .支路的总电抗为：X.J=X.J+X.4'+X.8'=0.045+0.0259+0.005118=0.076X.2"=X.2'+X=0.0263+0.0105=0.03680.076x0.03

49、68 _ 0.0027970.076 + 0.0368 0.1128=0.02482 .支路电流分布，一下了一诉3一5."U系数：3 .系统总G=£鬻=。-674电抗：X十'=X+=0.0248+0.01638+0.08335=0.12454 .各支路转移电抗：G0.3265 .由各支路转移电抗求得的计算电抗：丫_丫S。玳io。3x200/0.85_X.X/0.3X19x2.695X1/5"S”100Xi=X，k&=0.1847x3x300/0.85c"=1.9501006 .根据计算电抗查电力系统分析中汽轮发电机运算曲线得短路电流的标么

50、值:ML。洸41(1)=0.38附=038加=038=0 52*2(0) "a 乙*2(1)= 054*2(2) = 0,5424)= 054故其OS、L5S、3s的电流如下:町=038廿038*)=038/9= 0.52= 0 54*2(1.5) 5户碘=。547 .各电源对35kv侧的短路电流:SnSn3x200/0.8573x633x300/0.8573x63=6.47/C4= 9.70/C48 .各时刻短路电流周期分量的有名值为:L=/X/jvi+/.2(r)X1N29 .各时刻短路电流有名值计算结果列表为:*5.43点短路电流值表时间/S电流值电流来源短路点电流值KAS1+

51、S2+S3S4+S5+S60标么值0.380.52有名值/KA2.465.047.501.5标么值有名值/KA0.382.460.545.247.72标么值有名值/KA0.382.460.545.247.7若叫冲击系数K1=1.则冲击电流为：idl=V2AT/=2.55*7.50=19.125KAo6高压电气设备及载流导体选择6.1 电气设备的选择原则6.1.1 电气设备选择的一般要求电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备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。在进行电气设备选择时必须符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，

52、运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。具体有以下要求：1 .应满足各种运行、检修、短路和过电压情况的运行要求，并考虑远景发展。2 .应按当地环境条件(如海拔，大气污染程度和环境温度)校验。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，以减少备品条件，方便运行管理。6 .选用的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式签定合格的特殊情况下，选用未经正式签定的新产品时，应经上级批准。6.1.2 电气设备选择的一般原则电气设备的选择应遵循以下两个原则：1.按正常工作状态选择；2.按短路状态校验

53、。按正常工作状态选择的具体条件：(1) .额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220KV及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15Ueo所以一般可以按照电气设备的额定电压Ue不低于装设地点的电网的额定电压Uew:UeUew(2) .额定电流：所选电气设备的额定电流Ie不得低于装设回路最大持续工作电流Imax：leImaxo计算回路的Imax应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低5%时出力保持不变，所以ImaX=l.05let;母联断路器回路一般可取变压器回路总的Imax；出线回路应该考虑出线最大负荷情况下的Imax。按短路状态校验的具体条件：(1) .热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值：QyQd(2) .动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏：