1、110kv變電所畢業設計論文 作者：沈重簡介： 我國大部分農村電網薄弱，變電所數量少，供電半徑長，線路損耗大，致使線路末端用戶電壓過低，影響人民正常的生活和生產，為了達到迅速改變我國農村電網目前的狀況，滿足人民生活用電兼顧工農業發展，本變電所屬于中小型變電所，進線端電壓為110kV變電所。本次設計的變電所位于城市的工業區附近。其變電所電氣一次部分主要采用110kV進線兩回，10kV出線五回，35kV出線四回。由于此變電所所在位置交通便利,且為330kV以下,所以應選用三相變壓器。本次設計最重要的任務是一次系統中的接線形式、變壓器、母線和電器設備的選擇；變壓器出線的繼電保護等主要內容。設計以電力

2、供應和傳輸安全、可靠、靈活、經濟為原則。其中主變壓器容量的選擇是根據所帶負荷多少，并考慮到10年規劃和線損，采用兩臺變壓器SFSL1-25000/110。二次側則采用目前較為先進的微機型繼電保護技術，PCS2630變電所自動化系統選用為本次設計的繼電保護裝置20。 關鍵字： 電氣一次部分；電氣二次部分；電氣設備；微機型繼電保護 關鍵字：電力系統 目 錄前 言第一章 電氣主接線選擇第二章 變壓器的選擇第三章 短路電流計算第四章 電氣設備選擇第五章 所用電的選擇第六章 防雷規劃第七章 直流系統第八章 繼電保護配置第九章 電纜基礎設施第十章 工程投資估算第十一章 參考文獻第十二章 英文資料翻譯附圖1

3、：電氣主接線圖附圖2：繼電保護配置圖前 言本畢業設計為蘭州理工大學二二級電力系統及自動化專業（專科）畢業設計，設計題目為：110KV變電站（電氣部分）設計。此設計任務旨在體現我們小組對本專業各科知識的掌握程度，培養我們小組各成員對本專業各科知識進行綜合運用的能力，同時檢驗本專業學習四年以來的學習結果。首先根據任務書上所給系統與線路及所有負荷的參數，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站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經濟及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺

4、數，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據最大持續工作電流及短路計算的計算結果，對高壓熔斷器，隔離開關，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設計。設計小組共有19人組成，在設計過程中，各成員進行了分工共同學習，分工協作，查閱大量相關技術資料，經多次修改，形成設計稿。小組設計學員有：。一、主要設計技術原則本次110KV變電站的設計，經過四年的專業課程學習，在已有專業知識的基礎上，了解了當前我國變電站技術的發展現狀及技術發展趨向，按照現代電力系統設計要求，確定設計一個110KV綜合自動化變電站，采用微機監控技術及微機保護，

5、一次設備選擇增強自動化程度，減少設備運行維護工作量，突出無油化，免維護型設備，選用目前較為先進的一、二次設備。將此變電站做為一個樞紐變電站考慮，三個電壓等級，即110KV/35KV/10KV。設計中依據變電所總布署設計技術規程、交流高壓斷路器參數選用導則、交流高壓斷路器訂貨技術條件、交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合、火力發電廠、變電所二次接線設計技術規程、高壓配電裝置設計技術規程、110KV-330KV變電所計算機監控系統設計技術規程及本專業各教材。二、設計任務：隨著國民經濟的發展，工農業生產的增長需要，迫切要求增長供電容量，擬新建武南變電所。1. 實測待建的變電所各電壓級負荷數據，回路數，

6、同時率見表4，武南變電所每年負荷增長率5%，需考慮五年近期發展計劃。變電所總負荷：S110=Ki（S35+S10）（1+5%）52. 電力系統各廠、所、輸電線等主設備的技術參數見表1、2、3、5。三、其它原始資料：所址地形地勢平坦，土石方開挖較少，土壤電阻率為1.5X104歐姆.厘米，地處海拔1600米，高于百年一遇最高洪水位。該地區氣候，平均氣溫15 。C最高氣溫35。C，最低氣溫-20。C。交通，新建武南變電所西側有一條國家二級公路，進所公路為0.4公里。水源：新建武南變電所附近有河流，供水方便，水量充足。1、 設計內容：a) 變電所接入系統及用戶供電線路設計：根據待建變電所供用電用戶總負

7、荷、用電用戶對變電所供電可靠性要求與系統接入點的距離，確定待建變電所接入系統的方式、線路電壓等級、回路數、導線規格。分析各用戶對供電不中斷可靠性的要求，確定各用戶供電線路方案：回路數、導線規格。b) 變電所電氣主接線和所用電設計擬定滿足供電可靠性，運行靈活性要求的主變比較，確定待建變電所的主變方案。對技術上滿足要求的主變方案通過經濟比較，確定待建變電所的主變方案。根據所確定的主變方案和進出線回路數，通過技術比較，論證，確定待建變電所各電壓等級的主接線方式。確定待建變電所所用電方案所用變壓器臺數、型號、容量和所用電接線方式（所用電負荷按0.1%變電所容量計）。2、短路電流計算（1） 為保證變電所

8、所選用的電器設備，在短路故障狀態時的安全，采用三相短路時的電流進行校驗。（2） 三相短路電流的計算，采用標幺值和運算曲線，分別計算0秒、0.1秒、4秒時的值，并進而計算短路電流的最大值ich、0.1秒短路容量Sd(0.1s)和4秒短路容量Qd(4s)作為電氣設備動穩定、切斷容量、熱穩定的校驗。3、選擇變電所電氣設備選擇變電所110KV、35KV、10KV的斷路器、隔離開關、母線、電流互感器、電壓互感器避雷器及中性點接地設備。4、配置變電所保護方式。四、設計要求1 設計及計算說明書（1）說明書要求書寫整齊，條理分明，表達正確、語言正確。（2）計算書內容：為各設計內容最終成果的 確定提供依據進行的

9、 技術分析、論證和定量計算，如供電線路導線的選擇、短路電流的計算、電氣設備選擇、及繼電保護的配置等。（3）計算書要求：計算無誤，分析論證過程簡單明了，各設計內容列表匯總。2圖紙（1） 繪制變電所電氣主接圖一張（A1紙）和變電所繼電保護配置圖2張（A4紙）。（2） 圖紙要求：用標準符號繪制，布置均勻，設備符號大小合適，清晰美觀。表1發電機主要參數廠名機號型號P0（MW）U0（KV）COSXd*南營火電站#1-2QFS-50-25010.50.80.226劉沛火電站#1-2QFQ-50-25010.50.80.199大河火電站#1-2QFS-50-25010.50.80.226系統表2(a)主變壓

10、器主要技術參數廠所名臺數型號容量比(MVA)短路電壓百分比空載電流(%)U-(%)U-(%)U-(%)南營火電站2SSPL1-60/1106010.50.85涼州變1SSPLQ1-60/11060/60/3017.510.56.50.8發放變2OSFPSL-120/220120/120/608.42918.40.178劉沛火電站2SSPL1-60/1106010.50.8武威變2SSPL-60/11060/60/3017.510.56.50.8大河火電站2SSPL1-60/1106010.50.85黃羊變1SSPL1-60/11060/60/3017.510.56.50.8武南變2自選表2(b

11、) 主變壓器主要技術參數廠所名稱損耗（KW）110KV側空載高-低中-低高-低總計最大負荷最小負荷南營火電站130310是最大負荷的80%涼州變5335025530050+j24發放變130746525827690+j75劉沛火電站130310武威變5335025530090+j72大河火電站130310黃羊變5335025530045+j35表3主變壓器高壓側實際電壓發電廠名稱110KV側實際電壓UmaxUmin南營火電站115110劉沛火電站115110大河火電站113112系統（發放變220KV）230220表4待建武南變電所各電壓級負荷數據電壓等級線路標號最大負荷（MW）功率因數負荷級

12、別甲乙丙丁35KVA所1514131450.852同時率K1=0.9Tmax=5000小時B所1151211120.82C所1010870.82造紙廠885890.81化工廠151511100.81醫院11512450.85110KV站甲213220.91同時率K1=0.85Tmax=3500小時站乙1519231.70.92毛紡廠108091.10.92水泥廠121091.30.92紡織廠0808080.90.92水廠215192.20.91方案分配方案1234567835KV甲乙丙丁甲乙丙丁10KV甲乙丙丁丁丙乙甲表5線路參數起址廠所長度（Km）型號黃-大70LGJ-240黃-城50城-涼

13、60城-發50涼-南50LGJ-150涼-發55LGJ-240發-武60LGJ-185武-劉80LGJQ-300發-系統100LGJ-400第一章電氣主接線選擇現代電力系統是一個巨大的、嚴密的整體。各類發電廠、變電站分工完成整個電力系統的發電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發電廠、變電站和電力系統本身，同時也影響到工農業生產和人民日常生活。因此，發電廠、變電站主接線應合理。一、主接線的設計依據：1 變電所在電力系統中的地位和作用。2 變電所的分期和最終建設規模。3 負荷的大小和重要性，一級負荷必須設兩個獨立電源供電；二級負荷一般也設兩個獨立電源供電；三級負荷一般只設一個電源供電。4

14、 系統備用容量大小。5 系統專業對電氣主接線提供的具體資料。二、主接線的設計原則：1 接線方式。2 主變壓器的選擇。3 斷路器的設置。三、主接線設計的基本要求：1 運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2 具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。3 操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接

15、線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。4 經濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發揮經濟效益。5 應具有擴建的可能性由于我國工農業的高速發展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統中的地位、環境、負荷的性質、出線數目的多少、電網的結構等。四、高壓配電裝置的基本接線及適用范圍1單母接線的優缺點：優點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套

16、配電裝置。缺點：不夠靈活可靠，任意元件故障或檢修，均須使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部母線仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障段的供電。適用范圍：一般只適用于一臺發電機和一臺主變壓器以下三種況：1）、6-10KV配電裝置的出線回路數不超過5回； 2）、35-63KV配電裝置的出線回路數不超過3回；3）、110-220KV配電裝置的出線回路數不超過2回。2、單母分段接線的優缺點：優點：1）、用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同斷引出兩個回路由兩個電源供電。2）、當一段母線發生故障，分開母聯斷路器，自動將故障隔離，保證正常段母線不間

17、斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：1）、當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電。2）、當出現為雙回路時，常使架空線路出現交叉跨越。3）、擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：1）、6-10KV配電裝置出線回路數為6回及以上時。2）、35-63KV配電裝置出線回路數為4-8回時。3）、110-220KV配電裝置出線回路數為4-8回時。3、雙母線接線優缺點：優點：1）、供電可靠。通過兩組母線隔離開關得到換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關，只停該回路。2）、調度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某

18、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。3）、擴建方便。向雙母線的任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母分段那樣導致出線交叉跨越。4）、便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路斷開，單獨接至一組母線上。缺點：1）、增加一組母線時每回路就需要增加一組母線隔離開關。2）、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器之間裝設連鎖裝置。適用范圍：當出線回路數和母線上的電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障

19、后要求迅速恢復供電、母線或母線設備檢修時不允許影響對用戶的供電、系統運行調度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：1）610KV配電裝置，當短路電流較大、出線需要帶電抗器時。 2）3563 KV配電裝置，當出線回路數超過8回時；或連接的電源較多、負荷較大時。3）110220 KV配電裝置出線回路數為5回及以上時；或當110220 KV配電裝置在系統中居重要地位，出線回路數為4回及以上時。4帶旁路母線的單母線分段接線優缺點：當檢修短路器時，將迫使用戶停電。尤其是電壓為35KV以上的線路輸入電功率較大，短路器檢修需要時間較長，會帶來較大的經濟損失，為此可增設旁路母線，可以保證

20、重要用戶的供電。適用范圍：當110KV出現在6回及以上時，220KV在4回及以上時，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線，在不允許停電檢修斷路器的殊殊場合下設置旁路母線。五經濟技術分析根據以上經濟技術分析：（1）110KV母線選擇雙母線接線。由于所共35KV和10KV都為、類負荷供電要求高，為了保證供電的可靠性和靈敏性所以選擇雙母線接線形式；（2）35KV選擇單母分段接線。對于35KV電壓側，因為待建變電所35KV有、類負荷。類負荷50%，類負荷50%，供電可靠性要求很高，同時全部采用雙回線供電，為滿足供電的可靠性和靈活性，應選擇單母分段接線形式；（3）10KV選擇單母線分段接線。因為待建變電所1

21、0KV出線有、類負荷。類負荷33%，類負荷67%，供電可靠性要求較高，同時負荷采用雙回線供電且采用手車式開關柜，所以單母分段接線可以滿足要求，為滿足供電的可靠性和靈活性，應選擇單母分段接線形式。根據設計資料提供的電力系統接圖1，選擇由發放變接引110KV兩回主供線路供電，同時由110KV黃羊變和110KV涼州變分別接引110KV備用線路一回。當發放變故障時可投入110KV黃羊變或110KV涼州變線路，從而提高本變電站的供電可靠性。第二章 變壓器的選擇一、 主變壓器選擇1選擇原則1） 為保證供電可靠性，在變電所中，一般裝設兩臺主變壓器；2） 為滿足運行的靈敏性和可靠性，如有重要負荷的變電所，應選

22、擇兩臺三繞組變壓器，選用三繞組變壓器占的面積小，運行及維護工作量少，價格低于四臺雙繞組變壓器，因此三繞組變壓器的選擇大大優于四臺雙繞組變壓器；3） 裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事故后其余主變壓器的容量應保證該所全部負荷的70%以上，并保證用戶的一級和二級全部負荷的供電。2.變電所主變壓器臺數的確定主變臺數確定的要求：1）.對大城市郊區的一次變電站，在中、低壓側已構成環網的情況下，變電站以裝設兩臺主變壓器為宜。2）.對地區性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統聯系緊密，且在一次主接線中已考慮采用雙母線接線的

23、方式。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。3.變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：1）.主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規劃負荷選擇，并適當考慮到遠期1020年的負荷發展。35KV系統10KV系統S甲 = 86.81MVAS甲 = 9.44MVAS乙 = 87.47MVAS乙 = 8.11MVAS丙 = 67.51MVAS丙 = 9.78MVAS丁 = 70.41MVAS丁 = 13.43MVA故35 KV選擇S丙方案,10KV選擇S乙方案。變電所總負荷：S110= Ki（S35+ S10）（1+5%）5=（0.967.5+0.85 8.11）（1+5%）5=86.57

24、MVA主變容量: S總 = 86.5770%=60.6MVA2）.根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的6070%。S總=60.6MVA由于上述條件所限制。故選兩臺63000KVA的主變壓器就可滿足負荷需求。4.變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上或低壓側雖無負荷，但在變電站內需裝設無功補償設備時，主變壓器采用三饒組。而有載

25、調壓較容易穩定電壓，減少電壓波動所以選擇有載調壓方式，且規程上規定對電力系統一般要求10kV及以下變電站采用一級有載調壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y0連接；35kV采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。故主變參數如下：型號及容量(KVA)額定電壓高/中/低(KV)連接組別損耗(KW)阻抗電壓U(%)空載電流(%)重量(t)空載短路高中高低中低84.7高中高低中低SFSZ7-6300011081.25%/38.5/11Y0/ Y0/-12-1135030025510.517.56.51.240.5第三

26、章 短路電流計算短路是電力系統中最常見的且很嚴重的故障。短路故障將使系統電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統的穩定性，并損壞電氣設備。因此，在發電廠變電站以及整個電力系統的設計和運行中，都必須對短路電流進行計算。短路電流計算的目的是為了選擇導體和電器，并進行有關的校驗。按三相短路進行短路電流計算。可能發生最大短路電流的短路電流計算點有3個，即110KV母線短路（K1點），35KV母線短路（K2）點，10KV母線短路（K3點）。一110KV短路電流計算X1* = Xd*(Sj/PN)COS= 0.199(1000.8)/100 = 0.1592X2* = X

27、3* = (UK1%/100)(Sj/SN) = (10.5100)(10060) = 0.175X4* = X5* = 0.4L(Sj/Uj2) = 0.480(100/1152) = 0.242X6* = 0.4L(Sj/Uj2) = 0.460(100/1152) = 0.181X7* = Xd*(Sj/PN)COS = 0.226(1000.8)/100 = 0.181X8* = X9* = (UK1%/100)(Sj/SN) = (10.5100)(10060)= 0.175X10* = X11* = 0.4L(Sj/Uj2) = 0.450(1001152) = 0.151X12*

28、 = 0.4L(Sj/Uj2) = 0.455(1001152) = 0.166X13* = X14* = 0.4L(Sj/Uj2) = 0.4100(1002302) = 0.0756X15* = 1/200(UdI-UdI-Ud-)100/120= 1/200(8.42918.4) = 0.0792X16* = 1/200(UdI-Ud-UdI-)100/120= 1/200(8.418.529)100/120 = 0X17* = X18* = 0.4L1(Sj/Uj2) = 0.450(1001152) = 0.151 X19* = X20* = 1/200(UdI-Ud-UdI-)10

29、0/63 = 1/200(17.5+6.5-10.5) 100/63 = 0.107X21* = X22* = 1/200(UdI-UdI-Ud-)100/63= 1/200(17.5+10.5-6.5) 100/63 = 0.1706X23* = X24* = 1/200(Ud I-Ud-UdI-)100/63= 1/200(10.5+6.5-17.5) 100/63 = 0X1*= X1*X2*X3* +X4*X5*+X6*= 0.1592+0.175/2+0.242/2+0.181 = 0.5487X2*= X7*X8*X9* +X10*X11*+X6*= 0.181+0.175/2+0

30、.151/2+0.166 = 0.51X3* = X13*X14* +X15*= 0.0756/2+0.0792 = 0.117 X4* = X17*X18* = 0.151/2 = 0.0755X*= X1*X2* = 0.54870.51/(0.5487+0.51) = 0.264X*= X*+ X4*+ X*X4*/ X3*= 0.264+0.0755+0.2640.0755/0.1117 = 0.51X* = X3*+X4*+ X3*X4*/ X*= 0.117+0.0755+0.1170.0755/0.264= 0.226110KV當d1點短路時：(1).系統短路計算: I*= 1/

31、Xjs = 1/ X* = 1/0.226 = 4.42KAI= I= I*.Ij = 1/ Xg*(Sj/3 Uj )= 4.42(100/3115)= 2.22KA(2).有限系統：將轉移電抗變為計算電抗Xjs*Xjs* = X*(SN/Sj) = 0.51(2100/1000.8) = 1.28由Xjs*查運算曲線，電流為標幺值：I*（0）= 0.81；I*（0.1）= 0.77；I*（4）= 0.85d1短路時的總電流：Id（0）= II*（0）(SN/3 Uj )= 2.220.81(2100/3115COS)= 2.220.81(2100/31150.8)= 3.237KAId（0

32、.1）= II*（0.1）(SN/3 Uj )= 2.220.77(2100/3115COS)= 2.220.77(2100/31150.8)= 3.186KA Id（4）= II*（4）(SN/3 Uj )= 2.220.85(2100/3115COS)= 2.220.85(2100/31150.8)= 3.287KA0秒時的沖擊電流：ich(0) = 2KchId（0） =21.83.327=8.24(KA)01秒時的短路容量：Sd（0.1） = 3 Uj Id（0.1） =31153.186=634.6(MVA)4秒時的短路熱容量：Qd（4） = QpQNP = tk/12(Id10 I

33、d（0.1）Id（4）)TI= 4/12（3.237103.1863.287）0.12.237= 40.911.048= 41.96 KA.S二35KV短路電流計算35KV當d2點短路時：Xa* = X21*/2=0.1706/2=0.0855Xb* = X23*/2=0/2=0Xc* = X19*/2=0.107/2=0.0535Xab*= Xa*Xa*=0.08550=0.0855Xf* = X* + Xab* + X*Xab* / X* = 0.51+0.0855+0.510.0855/0.226= 0.7884Xg* = X* Xab* X* Xab*/ X* = 0.226+0.08

34、55+0.2260.0855/0.51= 0.3494(1).系統短路計算: I*= 1/Xjs = 1/ Xg* = 1/0.3494 = 2.862KAI= I = I*.Ij = 1/ Xg*(Sj/3 Uj )= 2.862(100/337) = 4.466KA(2).有限系統：將轉移電抗變為計算電抗Xjs*Xjs* = Xf*(SN/Sj) = 0.7884(2100/1000.8) = 1.971由Xjs*查運算曲線，電流為標幺值：I*（0）= 0.52 ；I*（0.1）= 0.49 ；I*（4）= 0.53d1短路時的總電流：Id（0）= II*（0）(SN/3 Uj )= 4.

35、4660.52(2100/337COS)= 4.4660.52(2100/3370.8)= 6.495KAId（0.1）= II*（0.1）(SN/3 Uj )= 4.4660.53(2100/337COS)= 2.220.77(2100/3370.8)= 6.378KAId（4）= II*（4）(SN/3 Uj )= 4.4660.53(2100/337COS)= 4.4660.53(2100/3370.8) = 6.534KA0秒時的沖擊電流：ich(0)= 2KchId（0）= 21.86.495 = 13.466KA01秒時的短路容量：Sd（0.1）=3 Uj Id（0.1）=3376

36、.378 = 408.73(MVA)4秒時的短路熱容量：Qd（4）= QpQNP= tk/12(Id10 Id（0.1） Id（4）)TI= 4/12（6.495106.3786.534）0.16.495= 163.8894.22= 168.11 KA.S三10KV短路電流計算：10KV當d3點短路時：Xac* = Xa*Xc* = 0.08550.0535 = 0.139Xm* = X*+ Xac* + X* Xac* / X*= 0.51 0.139 0.51 0.139/0.226= 0.963Xn* = X*Xac* X* Xac*/ X*= 0.2260.1390.2260.139/

37、0.51= 0.427(1).系統短路計算: I*= 1/Xjs = 1/ Xn* = 1/0.427 = 2.342KAI= I = I*.Ij = 1/ Xg*(Sj/3 Uj )= 2.342(100/310.5) = 12.878KA(2).有限系統：將轉移電抗變為計算電抗Xjs*Xjs* = Xm*(SN/Sj)= 0.963(2100/1000.8) = 2.41由Xjs*查運算曲線，電流為標幺值：I*（0）= 0.42；I*（0.1）=0.41；I*（4）=0.52d1短路時的總電流：Id（0）= II*（0）(SN/3 Uj )= 12.8780.42(2100/310.5CO

38、S)= 12.8780.42(2100/310.50.8)= 18.65KAId（0.1）= II*（0.1）(SN/3 Uj )= 12.8780.41(2100/310.5COS)= 12.8780.41(2100/310.50.8) =18.51KA Id（4）= II*（4）(SN/3 Uj )= 12.8780.42(2100/310.5COS)= 12.8780.42(2100/310.50.8)= 18.65KA0秒時的沖擊電流：ich(0) =2KchId（0） =21.818.65 = 47.47KA01秒時的短路容量：Sd（0.1）=3 Uj Id（0.1）=310.518

39、.51 = 336.63(MVA)4秒時的短路熱容量：Qd（4）= QpQNP= tk/12(Id10 Id（0.1） Id（4）)TI= 4/12（18.651018.5118.65）0.118.65= 1373.9534.78= 1408.73 KA.S110KV變電所兩臺變壓器并列運行時母線發生三相短路參數短路點支路名稱基準電壓(KV)短路電抗(標幺值)Id（0）(KA)Id（0.1）(KA)Sd（0.1）(MVA)Sd（0.1）(MVA)Qd（4）(KA.S)Ich(KA)無窮大系統有限系統(Xjs)d1110KV1150.2260.513.2373.1863.287634.641.9

40、68.24d235KV370.34940.78846.4956.3786.534408.73168.1113.47d310KV10.50.4270.13918.6518.5118.65336.631408.7347.47第四章 電氣設備選擇一、電氣設備選擇的一般原則由于電氣設備和載流導體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗項目和方法也都完全不相同。但是，電氣設備和載留導體在正常運行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。電氣設備選擇的一般原則為：1.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。2.應滿足安裝地點和當地環境條件校核。3.應力求技術先進和經濟

41、合理。4.同類設備應盡量減少品種。5.與整個工程的建設標準協調一致。6.選用的新產品均應具有可靠的試驗數據并經正式簽訂合格的特殊情況下選用未經正式鑒定的新產品應經上級批準。技術條件：選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。1.電壓 選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug,即，UmaxUg2.電流選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續工作電流Ig ，即IeIg校驗的一般原則：1.電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動熱穩定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。2.用熔斷器保護的電器可不校驗

42、熱穩定。3.短路的熱穩定條件Qdt在計算時間ts內，短路電流的熱效應（KA2S）Itt秒內設備允許通過的熱穩定電流有效值（KA2S）T設備允許通過的熱穩定電流時間（s）校驗短路熱穩定所用的計算時間Ts按下式計算t=td+tkd式中td 繼電保護裝置動作時間內（S）tkd斷路的全分閘時間（s）4.動穩定校驗 電動力穩定是導體和電器承受短時電流機械效應的能力，稱動穩定。滿足動穩定的條件是：上式中 短路沖擊電流幅值及其有效值 允許通過動穩定電流的幅值和有效值5.絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內外絕緣應保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應按電網中出現的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。由

43、于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能方式下回路持續工作電流的要求。二、按正常工作條件選擇導體和電器1.按工作電壓選擇:選用的電器允許最高工作電壓不能低于該回路的最高運行電壓,即:Umax Ug式中：Umax 電器允許最高工作電壓；Ug 回路的最高運行工作電壓；一般電器允許的最高工作電壓:當額定電壓在220KV及以下時為1.15UN； 額定電壓在330500KV時為1.1UN。而實際電網的最高運行電壓Un一般不超過1.1 UNS,故選擇電器時,一般可按照電器的額定電壓U

44、N不低于裝置地點電網額定電壓UNS的條件選擇。即: UN UNS2.按工作電流選擇:選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續工作電流。由于高壓電器沒有連續過載能力，在選擇其額定電流IN時,應不小于在各種合理運行方式下該回路的最大持續工作電流Imax即: Imax Ig三、電氣設備的選擇原則1.高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的電器設備。型式選擇：本次在選擇斷路器，考慮了產品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。選擇斷路器時應滿足以下基本要求：1）.在合閘運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電流，即使通過

45、短路電流，也應該具有足夠的熱穩定性和動穩定性。2）.在跳閘狀態下應具有良好的絕緣性。3）.應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。4）.應有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體小、重量輕、安裝維護方便。斷路器選擇的具體技術條件：1）、電壓：Ug（電網工作電壓） Un；2）、電流：Igmax（最大持續工作電流） In；由于高壓開斷器沒有連續過載的能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續工作電流的要求，及取最大持續工作電流Igmax.。3）、開斷電流（開斷容量）：Idt Ibr(或Sdt Sbr)式中：Idt 斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；Ibr 斷路器t

46、秒的開斷容量；Sdt 斷路器的額定開斷電流；Sbr 斷路器額定開斷容量。 4）、動穩定ich imax式中：ich 三相短路電流沖擊值imax 斷路器極限通過電流峰值。5）、熱穩定Itdz Itt式中：I 穩態三相短路電流；tdz 短路電流發熱等值時間（又稱假想時間）；It 斷路器t秒熱穩定電流。2.隔離開關的選擇隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關時應滿足以下基本要求：1）.隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易于鑒別設備是否與電網隔開。2）.隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而

47、危及工作人員的安全。3）.隔離開關應具有足夠的熱穩定性、動穩定性、機械強度和絕緣強度。4）.隔離開關在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。5）.隔離開關的結構簡單，動作要可靠。6）.帶有接地刀閘的隔離開關，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。隔離開關選擇的具體技術條件1）、電壓：Ug（電網工作電壓） Un2）、電流：Igmax（最大持續工作電流） In由于高壓開斷器沒有連續過載的能力，在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續工作電流的要求，及取最大持續工作電流Igmax.3）、動穩定ich imax式中：ich 三相短路電流沖擊值im

48、ax 斷路器極限通過電流峰值4）、熱穩定Itdz Itt式中：I 穩態三相短路電流；tdz 短路電流發熱等值時間（又稱假想時間）；It 斷路器t秒熱穩定電流3.各級電壓母線的選擇選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應考慮如下內容：1）、選擇母線的材料，結構和排列方式；2）、選擇母線截面的大小；3）、檢驗母線短路時的熱穩定和動穩定；4）、對35kV以上母線，應檢驗它在當地睛天氣象條件下是否發生電暈；5）、對于重要母線和大電流母線，由于電力網母線振動，為避免共振，應校驗母線自振頻率。裸導體選擇的具體技術條件：1）型式：載流導體一般采用鋁質材料。對于持續工作電流較大且位置特別狹窄的發電機、變壓器出線端部

49、，或采用硬鋁導體穿墻套管有困難時，以及對鋁有較嚴重的腐蝕場所，可選用銅質材料的硬導體。回路正常工作電流在40008000A時，一般選用槽型導體。110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導線。2）按最大持續工作電流選擇導線截面SIgmax KIy式中：Iy 相應于某一母線布置方式和環境溫度為+25時的導體長期允許載流量；K 溫度修正系數；3）熱穩定校驗：裸導體熱穩定校驗公式為：S Smin（Itdz）/ C （mm）式中：Smin 根據熱穩定決定的導體最小允許載截面（mm）C 熱穩定系數I 穩態短路電流（KA）tdz 短路電流等值時間（S）4）動穩定校驗： max y 式中：y 母線材料的允許應

50、力（硬鋁y為69106 Pa, 硬銅y為137106 Pa，鋼y為157106 Pa）；max 作用在母線上的最大計算應力。4. 絕緣子和穿墻套管的選擇在發電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導電體、絕緣子和金具來實現的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強度和機械強度，耐熱、耐潮濕。選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋內穿過墻壁和天花板以及從屋內向屋外穿墻時使用，635KV為瓷絕緣，60220KV為油浸紙絕緣電容式。5.電流互感器的配置和選擇1）、正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側負荷，準確度等級，2）、短路穩定性動穩定倍數，熱穩定倍數3）、承受過電壓能力絕緣水平，泄露比4）、環