1、 . . . 電氣工程系畢業設計論文題目：110kV降壓變電站電氣一次部分設計專業名稱：電氣自動化專業學生：班級：指導教師：畢業設計任務書一. 題目：110kV降壓變電站電氣一次部分設計二. 畢業設計容本所位于某市區。向市區工業、生活等用戶供電，屬新建變電所。電壓等級：110kV：近期2回，遠景發展2回；10kV： 近期12回，遠景發展2回。三、畢業設計應達到的主要指標1、變電所總體分析；2、負荷分析計算與主變壓器選擇；3、電氣主接線設計；4、短路電流計算與電氣設備選擇；四、設計原始資料(一) 建設性質與規模本所位于市區。向市區工業、生活等用戶供電，屬新建變電所。電壓等級： 110/10kV線

2、路回數： 110kV：近期2回，遠景發展2回；10kV：近期12回，遠景發展2回。（二）電力系統接線簡圖 附注：1.圖中，系統容量、系統阻抗均相當于最大運行方式；2.最小運行方式下：S1=1300MVA，XS1=0.65；S2=170MVA，XS2=0.75。 (三) 負荷資料（10kV負荷的同時率kt取0.85）列表如下頁。（四）所址條件1地理位置示意圖如上所示2地形、地質、水文、氣象條件 所址地區海拔200米，地勢平坦，非強地震地區。年最高氣溫+40C，年最低氣溫-20C，年平均溫度+15C，最熱月平均最高溫+32C。最大覆冰厚度 b=10mm。最大風速25m/s,，屬于我國第六標準氣象區

3、。線路從系統2（S2）110KV母線出發至變電所南墻止。全長10km。在距離系統2北墻0.25、5、8、9.98km處轉角 、 四次進入變電所。全線為黃土層地帶，地耐力2.4kg/cm2，天然容重=2g/ 。摩擦角23度 ，土壤電阻率100cm，地下水位較低，水質良好，無腐蝕性。土壤熱阻系數 =120Ccm/wm。土溫20C。負荷資料表：電壓等級負荷名稱最大負荷(MW)穿越功率(MW)負荷組成（%）自 然力 率Tmax(h)線長(km)近期遠景近期遠景一級二級110kV市系線101810市甲線101810備用110備用21210kV棉紡廠122.520%40%0.7555003.5棉紡廠222

4、.520%40%0.7555003.5印染廠12330%40%0.7850004.5印染廠22330%40%0.7850004.5毛紡廠22.520%40%0.7550002.5針織廠11.520%40%0.7545001.5柴油機廠13425%40%0.840003柴油機廠23425%40%0.840003橡膠廠11.530%40%0.7245003市區11.5220%40%0.825002市區21.5220%40%0.825002食品廠1.21.515%30%0.840001.5備用11.50.78備用21.50.78學生： 靜 指導教師：屈保中 系主任：胡應占摘 要隨著經濟的發展和現代工

5、業建設的迅速崛起，供電系統的設計越來越來全面、系統，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產方面，它和企業的經濟效益、設備人身安全密切相關。變電所是電力系統的一個重要組成部分，由電氣設備與配電網絡按一定的接線方式所構成，他從電力系統取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經濟的輸送到每一個用電設備的轉設場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統的設計和控制模式，才能適應現代電力系統、現代化工

6、業生產和社會生活的發展趨勢。隨著計算機技術、現代通訊和網絡技術的發展，為目前變電站的堅實、控制、保護和計量裝置與系統分隔的狀態提供了優化組合和系統集成的技術基礎。 110KV變電所屬于高壓網絡，該地區變電所所涉與方面多，分析變電所擔負的任務與用戶負荷等情況，利用用戶數據進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。電力技術高新化、復雜化的迅速發展，使電力系統在從發電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在不斷的發生變化。變電所作為電力系統中一個關鍵的環節也同樣在新技術領域得到了充分的發展。 關鍵字：變電所；電氣設備；配電網絡；負荷；功率目 錄畢業設計任務書 1摘要 4第一章 緒論 61.1 發展概

7、況 61.2 選題目的 61.3 背景和意義 6第二章 變電所總體分析 72.1 分析容 72.2 總體分析 7第三章 負荷計算 83.1 負荷分析 83.2 負荷計算 9第四章 主變壓器選擇 114.1 主變臺數選擇 114.2 主變容量選擇 11第五章 電氣主接線方案選擇 135.1 電氣主接線設計的基本要求和原則 135.2 110kV側接線的選擇 145.3 10kV側接線的選擇 16第六章 短路電流計算 196.1 計算目的 196.2 計算方法 196.3 計算過程 20第七章 電氣設備選擇 267.1 本設計的主要任務267.2 選擇導體和電器的一般原則 267.3 選擇導體和電

8、器的技術條件 267.4 電氣設備選擇 287.5 導線選擇與校驗 30第八章 電氣主接線圖 32第九章 結論 33致 34參考文獻 35第一章 緒論1.1發展概況 變電所是電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。我國電力工業的技術水平和管理水平正在逐步提高，現在已有許多變電站實現了集中控制和采用計算機監控電力系統也實現了分級集中調度，所有電力企業都在努力增產節約，降低成本，確保安全遠行。隨著我國國民經濟的發展，電力工業將逐步跨入世界先進水平的行列。變電所是生產工藝系統嚴密、土建結構復雜、施工難度較大的工業建筑。電

9、力工業的發展,單機容量的增大、總容量在百萬千瓦以上變電所的建立促使變電所建筑結構和設計不斷地改進和發展。變電所結構的改進、新型建材的采用、施工裝備的更新、施工方法的改進、代管理的運用、隊伍素質的提高、使火電廠土建施工技術與施工組織水平也相應地隨之不斷提高。電氣主接線是發電廠變電所的主要環節，電氣主接線的擬定直接關系著全所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。隨著變電所綜合自動化技術的不斷發展與進步，變電站綜合自動化系統取代或更新傳統的變電所二次系統，繼而實現“無人值班”變電所已成為電力系統新的發展方向和趨勢。1.2選題目的 我選擇設計本

10、課題，是對自己已學知識的整理和進一步的理解、認識，學習和掌握變電所電氣部分設計的基本方法，培養獨立分析和解決問題的工作能力與實際工程設計的基本技能。電力工業的迅速發展，對變電所的設計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應用水平，綜合應用所學理論知識，開拓思路，鍛煉獨立分析問題與解決問題的能力。1.3背景和意義110KV降壓變電所是電網建設和電網絡改造中非常重要技術環節，所以做好110KV變電所的設計是我國電網建設的重要環節。在目前的電網建設中，尤其是在110KV變電所的建設中，土地、資金等資源浪費現象嚴重，存在重復建設、改造困難、工頻電磁輻射、無線電干擾和噪聲等環保問題、電能質量差等問題已

11、成為影響高壓輸變電工程建設成本和運行質量的重要因素。這已經違背了我國的可持續發展戰略。所以110KV變電所需要采用節約資源的設計方案,要克服通信干擾和噪聲、既要保證電能質量和用電安全等問題，同時還要滿足以后電網改造簡單、資源再利用率高的要求。110KV變電所的設計或改造需要既能保證安全可靠性和靈活性，又能保證保護環境、節約資源、易于實現自動化設計方案。在這種要求下，110KV變電所電氣主接線簡單清晰、接地和保護安全高效、建筑結構布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢所趨。因而，110KV變電站應從電力系統整體出發,力求電氣主接線簡化,配置與電網結構相應的保護系統，采用緊湊布置、節約資源、安全環保的

12、設計方案。基于此，我以節約資源、保護環境、設計高安全、高質量的110KV變電所為目的，從電源設置、主接線形式確定、設備選擇等方面提出了新的設計思路。第二章 變電所總體分析2.1 分析容分析所設計的發電廠、變電所的類型、性質、規模，在電力系統中所處的位置與所擔負的任務等，從而明確其對電氣主接線可靠性、靈活性、經濟性的具體要求，這是影響主接線設計的首要因素。了解分期建設計劃、系統逐年電力電量平衡以與系統裝機容量、備用容量、最大單機容量等狀況，對于變電所，應根據電力系統510年發展規劃與本所負荷資料，確定主變壓器臺數、容量與分期裝設計劃。研究變電所與電力系統連接的方式，采用的電壓等級以與各電壓級近期

13、與遠景出線回數等。當變電所接入系統環網中時，應了解環網中的潮流變化、調壓要求等。對系統主干線路、系統聯絡線，必須保證供電可靠性，檢修其線路斷路器時不應停電。對同名雙回線路，應分別接在兩段母線上。綜合:性質、類型、規模、在系統中的地位、電壓等級、出線回路數、負荷情況、建所條件等。2.2總體分析待建的110KV降壓變電所在城市近郊并向棉紡廠、印染廠、毛紡廠、針織廠、柴油機廠、橡膠廠、市區、食品廠、備用供電。110KV近期進線2回，遠景發展2回，在10KV側近期有12回出線，遠景發展2回，分析負荷資料表可以看出這所變電所是一所較為重要的終端變電所，主要向一二級負荷供電。在進行變電所設計事可根據任務書

14、上所給系統與線路與所有負荷的參數，分析負荷發展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電所的概括以與出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經濟與可靠性方面考慮，確定了110KV，10KV主接線，然后又通過負荷計算確定了主變壓器臺數，容量與型號，最后，根據最大持續工作電流與短路計算的計算結果，對高壓熔斷器，隔離開關，母線進行了選型，然后根據短路電流與沖擊電流進行相關的校驗，從而完成了110KV電氣一次部分的設計，并力求在可靠性的前提下，做到運行操作簡便，運行靈活，經濟合理。第三章 負荷計算3.1 負荷分析負荷大小和類別影響主接線形式和主變臺數和容量。應分析由本廠（所）供電

15、的主要負荷生產特點，電力、電量需要，功率因數和保安負荷要求，各電壓級負荷水平（最大值、最小值）與逐年增長情況等。電力負荷按其重要性可分為三類。在設計主接線時，對于一類負荷必須要由兩個獨立的電源供電，并且當任何一個電源失去后，能保證對全部一類負荷不間斷供電；對于二類負荷，一般要由兩個獨立電源供電，并且當任何一個電源失去后，能保證對大部分二類負荷的供電；對于三類負荷，一般只需一個電源供電。綜合：各電壓級負荷名稱、最大負荷功率、功率因數、線路回數、長度，Tmax、同時率、線損率、生產工藝或設備特點、負荷組成（I、II、III類負荷百分比）、有無特殊供電要求與其它供電電源等。3.2 負荷計算10kV側

16、負荷計算（按遠景負荷計算）3.2.1各廠負荷計算（按遠景負荷計算）棉紡廠1、2 P30（1）=P30(2)=2.5MW COS=0.75 tan=arccos=0.88 Q30(1)=Q30(2)=2.5×103×0.88=2200Kvar印染廠1、2P30（3）=P30(4)=3MW COS=0.78 tan=arccos=0.8 Q30(1)=Q30(2)=3×103×0.8=2400Kvar毛紡廠 P30（5）=2.5MW COS=0.75 tan=arccos=0.88 Q30(5)=2.5×103×0.88=2200Kvar

17、針織廠 P30（6）= 1.5MW COS=0.75 tan=arccos=0.88 Q30(6)=1.5×103×0.88=1320Kvar柴油機廠1、2 P30（7）=P30(8)=4MW COS=0.8 tan=arccos=0.75 Q30(7)=Q30(8)=4×103×0.75=3000Kvar橡膠廠P30（9）= 1.5MW COS=0.72 tan=arccos=0.96 Q30(9)=1.5×103×0.96=1440Kvar市區1、2 P30（10）=P30(11)=2MW COS=0.8 tan=arccos=0

18、.75 Q30(10)=Q30(11)=2×103×0.75=1500Kvar食品廠P30（12）= 1.5MW COS=0.8 tan=arccos=0.75 Q30(12)=1.5×103×0.75=1125Kvar備用1、2 P30（13）=P30(14)=1.5MW COS=0.78 tan=arccos=0.8 Q30(13)=Q30(14)=1.5×103×0.8=1200Kvar3.2.2總計算負荷有功計算負荷 P30=KtP30=0.85×(2.5×2+3×2+2.5+1.5+4×

19、;2+1.25+2×2+1.5+1.5×2) =0.85×33×103 =28050 kW無功計算負荷Q30=KtQ30=0.85×(2200×2+2400×2+2200+1320+3000×2+1440+1500×1125+1200×2)=0.85×26685=22682.25kvar視在計算功率 S30=36073.4kVA計算電流 I30= S30/(1.732UN)=2082.7A第四章 主變壓器選擇在變電所中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。利用上面的有關

20、負荷計算結果以與技術規便可選擇主變的臺數、容量和型式。第3.1.1條:主變壓器的臺數和容量，應根據地區供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件綜合確定。第3.1.2條：在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側電力網取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。第3.1.3條：裝有兩臺與以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于60的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷第3.1.4條：具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側線圈的功率均達到該主變容量的15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。第2.2

21、.4條 變壓器繞組的連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有和型兩種。高中低三側繞組如何組合，要根據具體工程來定。我國110KV與以上電壓，變壓器繞組都采用0連接，35KV亦采用型，其中性點通過消弧線圈接地。35KV以下電壓變壓器繞組都采用連接。ZY 110KV變電所電壓等級為110/35/10KV，接線方式采用YN/Yn0/D接線方式。4.1 主變臺數選擇變電所主變的臺數與電壓等級接線方式傳輸容量以與系統的聯系有密切關系。通常與系統具有強聯系的大中型變電所，在一種電壓等級下，主變應不少于二臺。綜合考慮，本所采用兩臺主變。4.2 主變容量選擇變電所主變容

22、量，一般應按年遠景負荷來選擇。根據城市規劃負荷性質電網結構等綜合因素確定主變容量。4.2.1 選擇條件 所有主變容量應不小于遠期綜合最大負荷。nSNSmax 式中 主變臺數，為2臺。 主變額定容量，MVA。*10KV側綜合最大負荷計算為以后便于以后選擇主變的臺數與容量，須計算35kV與10KV側近期和遠期綜合最大負荷。遠期綜合最大負荷:式中 同時系數，取0.85；Pimax 線路遠期負荷，MVA； 自然力率； 線損率，取5%。根據設計任務書中的負荷資料表可求出10KV側綜合最大負荷Smax=0.85×42.497×103=37930kVA則SN18960kVA 4.2.2

23、校驗條件 一臺主變停運，其余主變容量應至少能滿足綜合最大負荷的，且考慮過負荷能力時能夠能滿足遠期級總的綜合最大負荷。(n-1)SN0.6Smax(n-1)SNSI + SII聯立以上兩式，求它們的最大值，然后查變壓器容量表，即得主變額定容量。根據負荷計算表求得：SI=7075 kVA SII=11850 kVA則 SN22758 kVA SN18925 kVA 根據可以得出SN22758 kVA, 查變壓器容量表,可選擇兩臺SF7-25000/110型變壓器。第五章 電氣主接線方案選擇電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為

24、一次接線或電氣主系統。用規定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套配電裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線電氣圖。電氣主接線代表了變電所電氣部分主體結構，是電力系統網絡結構的重要組成部分。它直接影響運行的可靠性、靈活性，并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，主接線的正確、合理設計，必須綜合處理各個方面的因素，經過技術、經濟論證比較后方可確定。5.1 電氣主接線設計的基本要求和原則5.1.1電氣主接線設計的基本要求變電所的電氣主接線應根據該變電所在電力系統中的地位、變電所的規劃容量、負荷性質、線路、變壓器連接

25、元件總數、設備特點等條件確定，并應綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節約和便于過度或擴建等要求。對電氣主接線設計的基本要求，概括地說應包括可靠性、靈活性、經濟性以與可擴展性四個方面。以下就是分別從這四個方面先進行論述,而后再根據實際情況進行主接線的選擇。可靠性斷路器檢修時是否影響供電；線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數和停運時間的長短，以與能否保證對重要用戶的供電；變電所全部停電的可能性。靈活性電氣主接線應能適應各種運行狀態,要能靈活地投、切某些機組、變壓器或線路，調配電源和負荷，又能在事故檢測與特殊運行方式下的調度要求，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統的穩定運行。

26、經濟性主接線應在滿足可靠性也靈活性的前提下應以以下幾個方面考慮:投資省；占地面積少；電能損耗少。可擴性在設計主接線時應留有發展擴建的余地，不僅要考慮最終接線狀況，還要考慮到從初期接線過度到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續供電或在停電時間最短的情況下完成過度方案的實施，使改造工作量最少。 5.1.2電氣主接線設計的基本原則考慮變電所在電力系統中的地位和作用變電所在電力系統中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。本所是開環接入系統中的三個電壓等級的地區變電所，對本地區負荷的供電具有重要意義和作用。 考慮遠期和近期的發展規模變電所主接線設計應根據510年電力系統發展規劃

27、進行。 考慮負荷的重要性分級和出線回數多少對主接線的影響對重要的級和級負荷必須有兩個獨立電源供電，主接線在回數較多的條件下采用旁母接線。重要負荷多的可以考慮使用雙母線接線形式,電壓等級高的甚至再加旁母。考慮主變臺數與容量對主接線的影響本所有兩臺容量為25MVA的主變，屬大型變壓器，故其要求有很高的接線形式。5.2 110kV側接線的選擇方案（一）: 采用單母線接線優點：簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。缺點：當母線或母線隔離開關檢修或發生故障時，各回路必須在檢修和短路事故消除之前的全部時間停止工作，造成的經濟損失很大;引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。 圖5.1：單

28、母線接線方案（二）：單母線分段優點：母線發生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續工作，縮小母線故障影響圍。對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。缺點：當一段母線故障或檢修時，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統的供電量，并使該回路供電的用戶停電。圖5.2：單母線分段方案（三）：雙母線接線優點：供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于使供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任一組的母線隔離開關時只停該回路。擴建方便，可向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷的平均分配，不會引起

29、原有回路的停電，連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導致交叉跨越。便于試驗，當個別回路需要單獨進行試驗時可將該線路分開，單獨接至一組母線上。缺點：增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關，投資大。當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關誤操作需在隔離開關和斷路之間裝設連鎖裝置。 圖5.3：雙母線接線對于110kV側來說，因為它要供給較多的一類、二類負荷、因此其要求有較高的可靠性。對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不符合變電所的高可靠性的要求；單母線分段接線比單母線接線供電可靠性高，且有利于以后擴建，雖然可靠性比雙母線接線稍低，但雙母線接線復

30、雜，使用設備, 多、投資較大；110kV母線放置較高，因而各種小動作不能造成故障，同時母線放在防雷區，不會遭受雷擊，也能夠滿足要求。因此，110kV側選用單母線分段接線。5.3 10kV側接線的選擇方案（一）：單母線分段優點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電源供電。當一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。缺點：當一段母線或母線隔離開關檢修時該母線各出線須停電。當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉跨越。擴建時需向兩個方向均衡擴建。圖5.4：單母線分段方案（二）：單母線分段帶旁路優點：具有單母線分段的全部優

31、點，并在檢修斷路器時不至于中斷對用戶供電。缺點：與單母線分斷的缺點相比少了缺點。圖5.5：單母線分段帶旁路方案（三）：雙母線接線優點：供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任一組的母線隔離開關時只停該回路；調度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統中各種運行方式調度和潮流變化的需要；擴建方便可向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導致交叉跨越；便于試驗，當個別回路需要時可以單獨進行試驗，將該線

32、路分開，單獨接至一組母線上。缺點：增加一組母線和回路需增加一組母線隔離開關； 當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關誤操作需在隔離開關和斷路之間裝設連鎖裝置。 圖5.6 雙母線接線對比以上三種方案，以上三種方案均能滿足主接線要求，但采用雙母線接線要多用十二個隔離開關，采用單母線帶旁路要多用 2個斷路器，它們的經濟性能較差，單母線分段接線不僅能滿足負荷供電要求而且能節省大量資金，是一種較理想的接線方式。所以10kV側選用單母線分段接線。綜上所述：110kV側與10kV側均采用單母線接線方式。第六章 短路電流計算6.1 計算目的在發電廠、變電所的電氣設計中，短路電

33、流計算是其中的一個重要環節，也是電氣設計的主要計算項目，其目的有以下幾個方面：在選擇電氣主接線時，為比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流措施等均要進行必要的短路電流計算。在選擇電氣設備時，如高壓斷路器，隔離開關等，為保證設備在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時又力求節約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值。計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩定；計算短路電流的沖擊值，用以校驗設備的動穩定。在計算屋外高壓配電裝置時，需要短路條件校驗的相間和相對地的距離。在選擇繼電保護方

34、式和進行整定計算時，需要以各種短路時的短路電流為依據。接地裝置的設計，也需要短路電流計算。 6.2.計算方法6.2.1計算用等值網絡（1）容量驗算導體和電器動穩定、熱穩定以與電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程的設計規劃容量計算，并考慮電力系統的遠景發展規劃。（2）接線確定短路電流時，應按可能發生最大短路電流的正常接線，而不應僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（3）計算方式本設計只計算三相短路。（4）短路計算點 110kV側：K1（主母線）； 610kV側：K3（主母線、主變并列）； 610kV側：K3（主母線、主變分列）；（5）計算項目（6）計算方法運算曲線法計算機計算6.2.2運算曲

35、線法計算步驟選擇短路計算點繪制短路計算等值網絡圖選取基準值各元件標么值計算發電機變壓器線路網絡化簡求轉移電抗求相應的計算電抗查曲線（表）求短路電流標么值求短路電流有名值求沖擊電流6.3計算過程 確定短路點 根據課題要求，確定了三個短路點：110kv側短路點（K1點）、10KV短路點（K3點）（主變并列）、10KV短路點（K3點）（主變分列）。 選取基準值SB=100MVA UB1=115KV UB2=10.5KV則 IB1= 5.499A IB2=0.502A 110kV側短路點（K1點）短路電流計算（a）（b）（c）(d)圖6.1 110kV側等效電路圖電抗標幺值計算：X1*=100/170

36、0=0.0588X2*=100/250=0.4X3*=0.4×70×100/1152=0.212X4*=0.4×10×100/1152=0.0302X5*=0.4×50×100/1152=0.151X6*=0.4×10×100/1152=0.0302X7*=0.4×10×100/1152=0.0302X8*= X3*+ X4*=0.212+0.0302=0.2422X9*= X5*+ X6×=0.151+0.0302=0.181X10*= X1*+ X8*× X9*/( X7

37、*+ X8*+ X9*)=0.155X11*= X2*+ X7*× X8*( X7* X8*+ X9*)=0.416X12*= X7*× X9*/( X7*+ X8*+ X9*)=0.0121X13*= X10*+ X11*+ X10*×X11*/ X12*=5.90X14*= X10*+ X12*+ X10*× X12*/ X11*=0.172X15*= X11*+ X12*+ X11*× X12*/ X10*=0.461比較可知選X14*作為總電抗的標幺值則三相短路周期分量有效值 IK1(3)=IB1/ X14*=0.502kA/0.172

38、=2.92kA 三相短路電流次態電流與短路穩態電流 IK1(3)=I(3)=I(3)=2.92kA 三相短路沖擊電流瞬時值 ish(3)=2.55× I(3)=7.45kA 三相短路沖擊電流有效值 Ish(3)=1.51× I(3)=4.41kA 三相短路容量 SK1(3)=SB/ X14*=100MVA/0.172=591.4MVA 10kV側短路點（K3點）主編并列短路電流計算（a）(b)(c)(d)圖6.2 10kV側主編并列等效電路圖電抗標幺值計算：X16*=X17*=UZ%SB/(100SN)=0.105×100/25=0.42X18*=X16*/2=0

39、.21X19*=X10*=0.155X20*=X11*=0.416X21*=X12*+X18*=0.222X22*=X19*+X20*+ X19*× X20*/X21*=0.861X23*=X20*+X21*+ X20*× X21*/X19*=1.23X24*=X19*+ X21*+ X19*× X21*/ X20*=0.460比較可知選X24*總電抗的標幺值則三相短路周期分量有效值 IK3(3)=IB2/ X24*=5.499kA/0.460=12kA 三相短路電流次態電流與短路穩態電流 IK3(3)=I(3)=I3)=12kA 三相短路沖擊電流瞬時值 ish(

40、3)=2.55× I(3)=30.6kA 三相短路沖擊電流有效值 Ish(3)=1.51× I(3)=18.12kA 三相短路容量 SK3(3)=SB/ X24*=100MVA/0.460=217.4MVA10kV側短路點（K3點）主編分列短路電流計算（a）(b)(c) 圖6.3 10kV側主變分列等效電路圖電抗標幺值計算：X25*=X5*+X6*+X16*=0.151+0.0302+0.42=0.601X26*=X7*+X17*=0.0302+0.42=0.450X27*=X1*+X8*×X25*/(X8*+X25*+X26*)=0.171X28*=X2*+ X

41、8*× X26*/(X8*+X25*+X26*)=0.484X29*= X25*× X26*/(X8*+X25*+X26*)=0.209X30*= X27*+ X28*+ X27*× X28*/ X29*=1.051X31*= X28*+ X29*+ X28*×X29*/X27*=0=1.28X32*= X27*+ X29*+ X27*×X29*/ X28*=0.454比較可知應選X32*作為總電抗標幺值則三相短路周期分量有效值 IK3(3)=IB3/ X32*=5.499kA/0.454=12.1kA 三相短路電流次態電流與短路穩態電流 IK

42、3(3)=I(3)=I(3)=12。1kA 三相短路沖擊電流瞬時值 ish(3)=2.55× I(3)=30.86kA 三相短路沖擊電流有效值 Ish(3)=1.51× I(3)=18.27kA 三相短路容量 SK3(3)=SB/ X32*=100MVA/0.454=220.26MVA將上述結果列入下表中：三相短路電流與短路容量計算結果電壓（kV）短路點I(3)(kA)I(3) (kA)IK(3) (kA)ish(3) (kA)Ish(3) (kA)SK(3)(MVA)110K12922922927454415814010K312121230.618.12217.4K312

43、.112.112.130.8618.27220.26第七章 電氣設備選擇7.1 本設計的主要任務導體斷路器、隔離開關7.2 選擇導體和電器的一般原則應力求技術先進、安全適用、經濟合理；應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發展；應按當地環境條件校核；應與整個工程的建設標準協調一致；選擇的導體品種不宜太多；選用新產品應積極慎重。新產品應有可靠的試驗數據，并經主管單位鑒定合格。7.3 選擇導體和電器的技術條件按長期工作條件選擇選擇的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓（規程第1.1.3條）；即： 選用的導體長期允許電流不得小于該回路的持續工作電流（規程第1.1.4條

44、）；即：按經濟電流密度選擇導體除配電裝置的匯流母線外，對于全年負荷利用小時數較大、母線較大，傳輸容量較大的回路，均應按經濟電流密度選擇導體截面。即：接近 經濟電流密度1變電所所用、工礦和電纜線路的鋁紙絕緣鉛包、鋁包、塑料護套與各種鎧裝電纜 2鋁矩形、槽形與組合導線 3火電廠廠用的鋁紙絕緣鉛包、鋁包、塑料護套與各種鎧裝電纜 435220kV線路的LGJ、LGJQ型鋼心鋁絞線按當地環境條件校驗式中 K 修正系數；al 導體或電器長期發熱允許最高溫度； 安裝地點周圍環境溫度；0額定環境溫度。*周圍環境溫度的確定裸導體屋外：最熱月平均最高溫度；屋：最熱月平均最高溫度+5度。電器屋外：年最高溫度；屋：最

45、熱月平均最高溫度+5度按短路情況校驗動穩定熱穩定7.4電氣設備選擇7.4.1 110KV側電氣設備選擇與校驗從以上的電力負荷計算結果得知： P30=28050 kW、 Q30=22682.25kvar、 S30=36073.4kVA、 I30=2082.7A、 UN=110KV，則變電所高壓側最大持續工作電流為:Imax=（ SN+S穿）（1.732UN）=131.1高壓斷路器選擇根據已知條件，查相應表格，選擇SW4-110/1000型高壓油斷路器。其技術參數為：額定電壓UN=110KV，額定電流IN=1000A,斷流容量Sd=3500MVA,極限通過電流峰值imax=32kA，熱穩定試驗電流

46、It(5)=21kA，固有分閘時間0.06s，固有合閘時間0.25s,校驗結果如下表所示。通過校驗結果全部合格，所以選擇SW4-110/1000型戶外高壓油斷路器。序號項目安裝地點計算參數選擇SW4-110/1000型校驗結果參數計算數據參數選擇數據合格1工作電壓（KV）UW110UN110合格2工作電流（A）IW131.1IN1000合格3斷流能力（MVA）SB（3）581.4SB3500合格4動穩定（KA）Ish(3)7.47Imax32合格5熱穩定（KA2s）I2tiam35.04It2t212*5=2205合格高壓隔離開關選擇根據已知條件，查相應表格，選擇GW5-110GK/600型高

47、壓隔離開關。其技術參數為：額定電壓UN=110KV，額定電流IN=600A,極限通過電流峰值imax=72kA，熱穩定試驗電流It(4)=16kA，校驗結果如下表所示。通過校驗結果全部合格，所以選擇GW5-110GK/600型戶外高壓油斷路器。序號項目安裝地點計算參數選擇GW5-110GK/600型校驗結果參數計算數據參數選擇數據合格1工作電壓（KV）UW110UN110合格2工作電流（A）IW131.1IN600合格3動穩定（KA）Ish(3)7.47Imax72合格4熱穩定（KA2s）I2tiam35.04It2t162*4=1024合格7.4.2 10KV側電氣設備選擇與校驗從以上的電力

48、負荷計算結果得知： P30=28050 kW、 Q30=22682.25kvar、 S30=36073.4kVA、 I30=2082.7A、 UN=10KV，則變電所高壓側最大持續工作電流為:Imax=1.05* SN（1.732UN）*0.8=1212.44A斷路器選擇根據已知條件，查相應表格，選擇SN10-10/2000型高壓斷路器。其技術參數為：額定電壓UN=10KV，額定電流IN=2000A,斷流容量Sd=750MVA,極限通過電流峰值imax=125kA，熱穩定試驗電流It(4)=40kA，固有分閘時間0.07s，固有合閘時間0.2s,校驗結果如下表所示。通過校驗結果全部合格，所以選

49、擇SN10-10/2000型戶外高壓油斷路序號項目安裝地點計算參數選擇SN10-10/2000校驗結果參數計算數據參數選擇數據合格1工作電壓（KV）UW10UN11=0合格2工作電流（A）IW1212.44IN2000合格3斷流能力（MVA）SB（3）217.4SB750合格4動穩定（KA）Ish(3)30.6Imax125合格5熱穩定（KA2s）I2tiam122*2.3=331.2It2t402*4=6400合格隔離開關選擇根據已知條件，查相應表格，選擇GN19-10/1250型高壓隔離開關。其技術參數為：額定電壓UN=10KV，額定電流IN=1250A,極限通過電流峰值imax=100k

50、A，熱穩定試驗電流It(4)=40kA，校驗結果如下表所示。通過校驗結果全部合格，所以選擇GN19-10/1250型戶外高壓油斷路器。序號項目安裝地點計算參數選擇GN19-10/1250型校驗結果參數計算數據參數選擇數據合格1工作電壓（KV）UW10UN10合格2工作電流（A）IW1212.44IN1250合格3動穩定（KA）Ish(3)30.6Imax100合格4熱穩定（KA2s）I2tiam331.2It2t402*4=6400合格綜上所述：電氣設備選擇為電壓斷路器隔離開關110KV側SW4-110/1000GW5-110GK/60010KV側SN10-10/2000GN19-10/125

51、07.5 導線選擇與校驗7.5.1 110kV側母線選擇按經濟電流密度選擇已知P30=28050 kW，UN=110KV,SN=25000KVA,Tmax=5500h查經濟電流密度表得：jec=1.04A/mm2AEC=Imax/jec=131.22/1.04=126.17mm2根據求得的經濟截面，查相應表，初選LGJ-150型導線。校驗所選導體截面 校驗發熱條件 查表得LGJ-150型導體允許載流量為Ial=445A131.22A ,所以，選擇LGJ-150型鋼芯鋁絞線，滿足發熱條件的要求 按當地環境校驗查相應電氣手冊。LGJ系列導線在環境溫度為15度時Ial =445A根據原始資料得：=32°+5°=37°C0=15°C al=70°C 可求得：K=0.7Ial=445×.77=342.65A131.2A 所以所選導線滿足環