格式与内容参考论文- 110kV变电站一次电气设计

1、 毕业设计（论文）题目 110kV变电站一次电气设计 姓 名 学 号 专 业 班 级 指导教师 评阅教师 完成日期 2013 年 10 月 20日 毕业设计（开题报告）一、 课题来源： 渭塘镇是相城区工业较集中用电量较大地区之一，2001年负荷已达17MW。目前，渭北主变容量为1×31.5MVA（双圈变），10kV又无法环供，遇线路或主变检修对渭塘镇工农业生产和人民正常生活带来较大影响；由于在建的110kV相城变的110kV线路同在一个双回路通道中，故引入第二回110kV电源进线工程投资较少，增加110kV线路仅1 km，但供电可靠性大大提高。二、 选题目的我选择设计本课题，是对自己

2、已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法，培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。电力工业的迅速发展，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，综合应用所学理论知识，开拓思路，锻炼独立分析问题及解决问题的能力。变电所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。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多变电站实现了集中控制和采用计算机监控电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国

3、民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。变电所是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。电力工业的发展,单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上变电所的建立促使变电所建筑结构和设计不断地改进和发展。变电所结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取

4、代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。、三、 背景和意义110KV区域降压变电所是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好110KV变电所的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在110KV变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰和噪声等环保问题、电能质量差等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国的可持续发展战略。所以110KV变电所需要采用节约资源的设计方案,要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足

5、以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。110KV变电所的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，110KV变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，110KV变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化,配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。基于此，我以节约资源、保护环境、设计高安全、高质量的110KV变电所为目的，从电源设置、主接线形式确定、设备选择和配电装置布置等方面提出了新的设计思路。四、本次研究课题的主攻方向：以节约资源、

6、保护环境、设计高安全、高质量的110KV变电所为目的，从电源设置、主接线形式确定、设备选择和配电装置布置等方面提出了新的设计思路。五、研究内容 、途径及技术路线1拟订出110kV变电站的主接线形式，画出主接线图。 2确定接线的方式并解释选择该接线方式的理由。 3论述110kV变电站一次电气装置的工作过程。 4. 计算110kV变电站的短路电流。 5. 选择110kV变电站的变压器，高/低压侧断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器，并校验六、工作的主要阶段 1查阅相关资料，在老师指导下整理资料信息。 2撰写开题报告，并交老师初审指导。 3撰写毕业设计初稿，绘图，完成电子文档。七、论文进度

7、和完成时间2013年秋季学期接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关规定。第四周阅读指定的参考资料文献，完成开题报告。第六周上交开题报告，指导教师批阅。第八周完成说明书，指导教师批阅。第九周完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。第十周毕业答辩六、阅读的主要文献，资料名称1.3110kV高压配电装置设计规范（GB50060-92）2.35110kV变电所设计规范（GB50059-92）3.变电所总布置设计技术规程（DL/T5060-1996）4.中小型变电所实用设计手册 丁毓山主编5.低压配电设计规范（GB50054-95）目 录摘要：11前言：12第一章 电气主接线131.1主接线的

8、设计原则131.1.1主接线的设计依据131.1.2 主接线设计的基本要求131.2 各接线方式优缺点及适用范围151.3 本变电站电气主接线设计181.3.1 110kv电压侧接线181.3.2 10kv电压侧接线18第二章 变压器选择192.1主变压器的选择192.1主变压器容量和台数的确定192.1.1容量的确定192.1.2主变压器台数的确定192.2 主变压器型式选择192.2.1主电站主变压器相数的选择192.2.2绕组数量和连接方式的选择202.3本变电站主要变压器选择20第三章 短路电流的计算213.1 短路电流计算的目的213.2 短路电流计算的一般规定213.3计算短路电流

9、的目的223.4短路电流计算25第四章 高压电器设备选择254.1一般原则和技术条件254.2按正常工作条件选择电气设备254.3环境条件对设备选择的影响264.4高压断路器的选择274.4.1 高压断路器的种类274.4.2 本变电站高压断路器选择284.5隔离开关选择304.5.1 隔离开关的作用304.5.2 本变电站隔离开关选择304.6避雷器314.6.1避雷器的作用314.6.2本变电站避雷器的选择324.7电压母线的选择32结 论33致 谢34参考文献35附录：（电气主接线图）36110KV变电站一次电气设计 摘要：随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面

10、，系统、工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济地输送到每一个用电设备的转头场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、

11、现代通信和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。变电站设计以实际工程技术水平为基础，以虚拟的变电站资料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖发电厂电气部分、电力系统分析、继电保护原理等电气技术专科教育期间的主要专业课。通过设计，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，同时也为今后走向工作岗位奠定了基础。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。关键词：变

12、电站、变压器、电气主接线、电气设备前言：电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能书送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环

13、节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。变电站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。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂。将压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是110KV降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。变电站内的高压配电室、变压器

14、室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷地短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全利于延长是使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等

15、。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。第一章 电气主接线 变电站电气主接线是指变压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路，其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以，主接线设计是一个综合性问题，应根据电力系统发展要求，着重分析变电所在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等，做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。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，其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本

16、身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活，因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求：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重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。1.1主接线的设计原则1.1.1主接线的设计依据在选择电气主接线时，应以下列各点作为设计依据：1、 变电站在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电站有系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变

17、电站三种类型。一般系统枢纽变电站汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330500kV；地区重要变电站，电压为220330kV；一般变电站多为终端和分支变电站，电压为110kV，但也有220 kV。2、 变电站的分期和最终建设规模变电站根据510年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台（组）主变压器；当技术经济比较合理时，330500 kV枢纽变电站也可装设34台（组）主变压器；终端或分支变电站如只有一个电源时，可只装一台主变压器。3、 负荷大小和重要性对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对于二级负荷一般要求有两个独立电源供

18、电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。对于三级负荷一般只需一个电源供电。4、 系统备用容量大小装有2台（组）及以上主变压器的变电站，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应保证该站70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。例如：检修母线或断路器，是否允许线路、变压器停运；故障时允许切除的线路、变压器和机组的数量等。设计电气主接线时，应充分考虑这个因素。5、 系统专业对电气主接线提供的具体资料（1） 出线的电压等级、回路线、出线方向、每回路输送容量和导线截面等。（2） 系统内过电压数值及限制

19、内过电压措施。（3） 变压器中性点接地方式及接地点的选择。（4） 主变压器的台数、容量和型式；变压器各侧的额定电压、阻抗、调压范围及各种运行方式下通过变压器的功率潮流。各级电压母线的电压波动值和谐波含量值。（5） 系统的短路容量或归算的电抗值。注明最大、最小运行方式的正、负、零序电抗值，为了进行非周期分量短路电流计算，尚需系统的时间常数或电阻R、电抗X值。（6） 调相机、静止补偿装置、并联电抗器、串联电容补偿装置等型式、数量、容量和运行方式的要求。（7） 为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压电气主接线可靠性的特殊要求。（8） 初期及最终发电厂、变电站与系统的连接方式（包括系统单线接线和地理

20、接线）及推荐的初期和最终主接线方案。1.1.2 主接线设计的基本要求电气主接线一般应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。(一) 可靠性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、 研究主接线可靠性应注意的问题应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的衡量标准时运行实践，至于可靠性的定量分析由于基础数据及计算方法尚不完善，计算结果不够准确，因而目前仅作为参考。主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。要考虑所设计变电站在电力系统中的地

21、位和作用。2、 主接线可靠性的具体要求（1） 任何断路器检修，不影响对系统的连续供电。（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） 尽量避免变电站全部停运的可能性。（4） 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。(二) 灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。（1） 调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、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度要求。（2） 检修时，可以方便地停运断路器、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

22、用户的供电。（3） 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。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。(三) 经济性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、 投资省（1） 主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。（2） 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。（3） 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。（4） 如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV及以下终端或分支变电站可采用简易电器。2、 占地面积小主接线设计要为

23、配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3、 电能损失少经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电站接入系统的电压等级一般不超过两种。1.2各接线方式优缺点及适用范围：（1）高压侧：1）方案一 图2.1 单元接线优 点：接线简单清晰，节省设备和占地，操作简便，经济性好。不设发电机电 压母线，发电机电压侧的短路电流减小。缺 点：扩大接线的运行灵活性较差。适用范围：发电机侧2)方案二 图2.2 双母线接线优 点： 1）运行方式灵活。可以采用将电源和出线均衡地分

24、配在两组母线上，母联 断路器合闸的双母线同时运行方式；也可以采用任意一组母线工作，另一组母 线备用，母联断路器分闸的单母线运行方式，所在回路均不中断工作。 2）检修母线时不中断供电。只需将欲检修母线上的所有回路通过倒闸操作 均换接至另一线上，即可不中断供电的进行检修。当任一组母线故障时，也只 需将接于该母线上的所有回路均换至另一组母线，即可迅速地全面恢复供电。 倒闸操作演示 3）检修任一回路母线隔离开关时，只中断该回路。这时，可将其他回路均 换到另一组母线继续运行，然后停电检修该母线隔离开关。如果允许对隔离开 关带电检修，则该回路也可不停电。 4）检修任一线路断路器时，可用母联断路代替其工作。

25、缺 点： 1）变更运行方式时，需利用隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂， 容易出现误操作，从而导致设备或人身事故。 2）检修任一回路断路器时，该回路仍需停电或短时停电。 3）增加了大量的母线隔离开关母线的长度，装置结构较为复杂，占地面积 与投资都增多。（2） 低压侧1）单母线分段接线（图2.3）： 图2.3 单母线分段接线优 点：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，且 便于分段检修母线，减小母线故障的影响范围。当任一段母线故障时， 继电保护装置可使分段断路跳闸，保证正常母线段继续运行。若分段 断路器平时断开，则当任一段母线失去电源时，可由备用电源自动投 入装置使分段断

26、路器合闸，继续保持该母线段的运行。缺 点：是在一段母线故障检修期间，该段母线上的所有回路均需停电；任一 断路器检修时，所在回路也将停电。适用范围：单母线分段接线，可应用于6220KV配电装置中 2）单母线带旁路母线接线： 图2.4 单母线带旁路母线接线这种接线方式具有相当高的当高的可靠性和灵活性，广泛应用于出线回路不多，负荷较为重要的中小型发电厂或35110KV变电站中。1.3 本变电站电气主接线设计1.3.1 110kv电压侧接线本变电站110 kV线路有2回，变压器单元接线双绕组变压器组成的单元，断路器装于主变压器高压侧作为该单元共同的操作和保护电器，在发电机和变压器之间不设断路器，可装一

27、组隔离开关供试验和检修时隔开之用。比较方案一、方案二,采用方案一更合理。方案二 的110kV侧的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较大。根据上面所述高压侧应选用方案一 单元接线， 1.3.2 10kv电压侧接线610kV配电装置出线回路数为6回及以上时，当一段母线故障或检修时，必须断开接在该母线上的所有支路，使之停止工作。在任一断路器检修时，该支路也必须停止工作。供电可靠性差。方案二可以减少母线故障或断路器检修时停电范围，提高系统供电的可靠性，在正常运行方式下，旁路母线不带电，类似于单母线分段运行方式。当需要检修断路器时，可合上旁

28、路断路器和相应的旁路闸刀，然后断开需要检修的断路器和二次侧闸刀。其操作简单，也不影响相应的电气设备正常运行。根据以上所述低压侧应选用方案二：单母线带旁路母线接线。第二章 变压器选择2.1主变压器容量和台数的确定2.1.1容量的确定（1） 主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适合考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。（2） 根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运

29、时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。（3） 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。2.1.2主变压器台数的确定（1） 对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，变电站以装设两台主变压器为宜。（2） 对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。（3） 对于规划只装设两台主变压器的变电站，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。2.2 主变压器型式选择2.2.1主电站主变压器相数的选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运

30、输条件等因素。特别是大型变压器，尤其需要考查其运输可能性，保证运输尺寸不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力。选择主变压器的相数，需考虑如下原则：（1） 当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电站，均应选用三相变压器。（2） 对于500kV变电站，除需考虑运输条件外，尚应根据所供电负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建站初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全站停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成全站停电。为此，要经过技术经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。2.2.2绕组数量和连接方式

31、的选择1、 变电站主变压器绕组的数量（1） 联络变压器一般应选用三绕组变压器，其低压绕组可接高压厂用启动备用变压器或无功补偿装置。（2） 在具有三种电压的变电站中，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，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。对深入引进至负荷中心、具有直接从高压降为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。2、 绕组连接方式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，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110kV及以

32、上电压，变压器绕组都采用连接； 35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。2.3本变电站主要变压器选择根据变电站的实际情况，应根据以下的原则进行选择：（1） 主变得容量一般按变电站建成后510 年的规划负荷选择（2） 根据电压网络的结构和变电站所带的负荷的性质来确定主变的容量，对于有重要用户的变电站应考虑当一台主变停运时其余变压器在计及过负荷能力后的允许时间内应保证用户的一级和二级的负荷，对一般性变电站，一台机停用时，应使其余变压器保证全部负荷的70%80%。（3） 同级电压的降压变压器容量的级别不宜过多，应系列化，标准化（4） 对于大城市市郊的一次变电站，在中低压侧已构成环网的基础上，变电所以

33、装设两台变压器为宜所以应选容量为40000KVA 的主变压器SZ940000/110型号额定容量（kVA）空载 电流（%）空载 损耗（kW）负载损耗（kW）阻抗电压（%）联结组标号SZ9-40000/110400000.734.0155.610.5%YN，yn0，d11表2.3 主变压器技术参数型号额定容量（kVA）空载 电流（%）空载 损耗（kW）负载损耗（kW）阻抗电压（%）联结组标号SZ9-40000/110400000.734.0155.610.5%YN，yn0，d11第三章 短路电流的计算3.1 短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。短路电

34、流计算的目的主要有以下几方面：（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，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。（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） 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以

35、各种短路时的短路电流为依据。（5） 接地装置的设计，也需用短路电流。 短路的种类有以下几种：（1） 三项短路（2） 两相短路（3） 两相短路接地（4） 单项短路（接地）三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍然是对称的，只是三相电流特大。除三相短路外的其他短路都是不对称性短路，每相电流和电压数值不相等，相角也不同。3.2 短路电流计算的一般规定 验算导体和电器时所用的短路电流，一般有以下规定： 1、 计算的基本情况 （1） 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行； （2） 同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁)； （3） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间； （4） 所有电源的电动势相

36、位角相同； （5） 正常工作时，三相系统对称运行； （6） 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。2、 接线方式 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 3、 计算容量 应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后510年） 。 4、 短路种类 一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严

37、重时，则应按严重情况进行校验。 5、 短路计算点 在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的610kV出线与厂用分支回路， 在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。3.3计算短路电流的目的计算短路电流的目的是为了正确选择和校验电器设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。为了达到上述目的，须计算出下列各短路参数：I 次暂态短路电流，用来做为继电保护的整定计算和校验断路器额定断流容量。应采用（电力系统在最大

38、运行方式下）继电保护安装处发生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值。 三相短路冲击电流，用来检验电器和母线的动稳定。I 三相短路电流有效值，用来检验电器和母线的热稳定。S 次暂态三相短路容量，用来检验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值，作为选择限流电抗器的依据。3.4 短路电流计算三相短路电流计算在最大运行方式下对三相短路的情况进行计算6、 画出计算电路图本设计取基准容量Sj=100MVA Uj=Up基准电压 10.5kV 115kV计算阻抗图标么值：线路阻抗： 110kV短路母线正序阻抗：主变阻抗：计算过程：基准值：110kV侧 基准容量基准电压基准电流基准阻抗10kV

39、侧 基准容量Sj=100MVA 基准电压Uj=10.5KV基准电流110kV侧短路：次暂态短路电流有效值的标么值 次暂态短路电流有效值稳态短路有效值冲击短路电流有效值 Kc取1.8，可得所以冲击短路电流峰值 Kc取1.8，可得所以短路容量10kV侧短路：次暂态短路电流有效值的标么值=次暂态短路电流有效值稳态短路有效值冲击短路电流有效值Ich= I” Kc取1.8，可得所以冲击短路电流峰值Kc取1.8，可得所以短路容量计算结果：短路点基准容量基准电压基准电流次 暂 态 短 路 电 流 有 效 值稳 态短 路电 流有 效值冲 击短 路电 流有 效值冲 击短 路电 流峰 值短路容量SjMVAUjKV

40、IjKAI”KAIKAIchKAichKAS”MVAK1(110KV短路点)1001150.50214.4214.4221.9236.772872K2(10KV短路点)10010.55.518.4818.4828.0947.12336第四章 高压电气设备选择4.1一般原则和技术条件（1） 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；（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，并经证实鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的信产品时，应经上

41、级批准。 选择的电气设备，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。4.2按正常工作条件选择电气设备（1） 额定电压：在选择电气设备时，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 （5.1）（2） 额定电流电气设备的额定电流是指在额定环境温度下，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，即 （5.2）由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的应为发电机、调相机和变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有可能过负荷运行时，应按过负荷确定（1.32倍变压器额定电流）。出线回路的除考虑正常负

42、荷电流外，还应考虑事故时由其他转移过来的负荷。4.3环境条件对设备选择的影响当电气设备安装地点的环境（尤其注意小环境）条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。电气设备的额定电流是指在基准环境温度下，能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。而在实际运行中，周围环境温度直接影响电气设备的发热温度，所以电气设备的额定电流必须经过温度修正。我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度，如周围温度高于+40（但）时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流减少1.8%进行修正；当环境温度低于+40时，环境温度每降低1，额

43、定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。此外，还应按电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类（屋内或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热型等）的选择。4.4高压断路器的选择4.4.1 高压断路器的种类 91）高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。 按照断路器采用的灭弧介质可分为油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、断路器、真空断

44、路器等，其主要特点如表5.2所示。选择断路器型式时，应依据各类断路器的特点及使用环境、条件决定。表4.2 高压断路器分类及其主要特点类别结构特点技术性能特点运行维护特点油断路器多油断路器的油作为灭弧和绝缘介质；少油断路器的油仅作灭弧介质，对地绝缘依靠固体介质；可配用电磁、液压、弹簧操动机构自能式灭弧，开断性能差；多油断路器仅有屋外35kV电压等级产品；少油断路器110kV及以上产品为积木式结构，全开断时间短运行经验丰富，易于维护；噪声低；油易劣化，需要一套油处理装置，需防火、防爆压缩空气断路器结构较复杂；以压缩空气作为灭弧介质和弧隙绝缘介质；操动机构与断路器合为一体额定电流和开断能力都可以作得

45、较大，适于开断大容量电路；动作快，开断时间短噪声较大，维修周期长，无火灭危险，需要一套压缩空气装置作为气源断路器气体灭弧，对材料、工艺及密封要求严苛；有屋外敞开式及屋内落地罐式之别，更多用于GIS（封闭组合电器）额定电流和开断电流可作得很大；开断性能好，适于各种工况开断；断口电压可作得较高；断口开距小噪声低；不检修间隔期长；运行稳定，安全可靠，寿命长真空断路器体积小，重量轻；灭弧室工艺材料要求高，以真空作为绝缘和灭弧介质；触头不易氧化可连续多次操作，开断性能好，灭弧迅速；目前我国只生产35kV及以下等级产品；110kV及以上等级产品正在研制之中运行维护简单，灭弧室不需要检修，无火灾及爆炸危险；

46、噪声低4.4.2 本变电站高压断路器选择本变电站高压断路器选择如下：110kV线路侧及变压器侧：选择3AP1-FG-145Kv 110KV侧断路器，断路器应按额定电压、额定电流和额定开断电流（或断流容量）选择。（1） 按额定电压选择应满足如下条件：UjUn式中Uj、Un分别为电气设备和电网的额定电压110KV侧断路器Un=145KV，所以110KV145KV（2） 按额定电流选择应满足如下条件：IjImax 式中Ij、Imax分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流。110KV侧断路器Imax=3150A，所以110KV侧断路器Ij3150A（3） 按开断电流选择应满足如下条件：IkIn式

47、中Ik、In分别为断路器的额定开断电流，实际开断瞬间的短路电流周期分量。110KV侧断路器In=40，所以110KV侧断路器Ik40（4） 按短路关合电流选择为保证断路器在关合短路电流时间的安全，应满足如下条件：IjIn式中Ik、In分别为断路器的额定关合电流，短路电流最大冲击值。110KV侧断路器Ig=100,所以110KV侧断路器In100根据以上数据选择110KV侧断路器3AP1-FG-1453150A10kV线路侧及变压器侧：变二次侧10KV及分段断路器选择GN22-10G/3150、10kV出线断路器的选择GN19-10Q/630 变二次侧10KV及分段断路器、10KV出线断路器的选

48、择（1） 按额定电压选择应满足如下条件：UjUn式中Uj、Un-分别为电气设备和电网的额定电压变二次侧10KV及分段断路器Un=12KV,10KV出线断路器Un=12KV，变二次侧10KV及分段断路器Uj12KV,10KV出线断路器Uj12KV （2）按额定电流选择应满足如下条件：IjImax 式中Ij、Imax -分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流 变二次侧10KV及分段断路器Imax=3150A,10KV出线断路器Imax=1250A，变二次侧10KV及分段断路器Ij3150A，10KV出线断路器Ij1250A（3）按开断电流选择应满足如下条件：IkIn 式中Ik、In分别为断路

49、器的额定开断电流，实际开断瞬间的短路电流周期分量。 变二次侧10KV及分段断路器In=40,10KV出线断路器In=25,变二次侧10KV及分段断路器Ik40，10KV出线断路器Ik25 （4）按短路关合电流选择 为保证断路器在关合短路电流时间的安全，应满足如下条件：IjIn式中Ik、In分别为断路器的额定关合电流，短路电流最大冲击值。 变二次侧10KV及分段断路器Ig=100,10KV出线断路器Ig=63,变二次侧10KV及分段断路器Ig100，10KV出线断路器Ig100 变二次侧10KV及分段断路器、10KV出线断路器的型号分别为ZN29E-123150、ZN28E-121250。4.5

50、隔离开关选择4.5.1 隔离开关的作用隔离开关也是发电厂和变电站中常用的开关电器。它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的主要用途：（1） 隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全；（2） 倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。4.5.2 本变电站隔离开关选择本变电站隔离开关选择如下：110

51、kV隔离开关：选择GW5-110DW/630型隔离开关。包括110KV侧隔离开关隔离开关应该按额定电压、额定电流选择。（1） 按额定电压选择应满足如下条件：UjUn式中Uj、Un-分别为电气设备和电网的额定电压，单位KV110KV侧断路器Un=110，所以110KV侧隔离开关Uj110 （2）按额定电流选择应满足如下条件：IjImax式中Ij、Imax -分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流。单位A 110KV侧隔离开关Imax=630，所以110KV侧隔离开关Ij630隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。根据以上数据，110KV侧隔离开关GW5-110IIDW63010KV隔离开关的选择变二次侧10KV及分段断路器、10KV出线断路器的选择,隔离开关应按额定电压、额定电流选择。（1） 按额定电压选择应满足如下条件：UjUn式中Uj、Un