兴化110KV变电所电气部分设计.doc

1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） II兴化110kV变电所电气一次部分增容设计内容摘要变电所是电力系统的重要组成部分。变电所电气一次部分设计包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等。对发电厂进行电气部分的设计有着很好的实践和指导意义，电气设计包括很多方面，其中，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着整个变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次论文选

2、兴化110KV变电站作为设计对象，做有关这个变电站的电气设计。论文从兴化110KV变电站的现状以及研究意义入手，首先对变电站电气设计的主要内容进行了总体概括，包括变电站的总体分析及主变选择、变电站的总体分析及主变选择、电气主接线的设计和选择、短路计算以及电气设备的选择等；之后又分别详细地介绍了变电站的总体分析以及主变选择，对主变的容量、台数、以及电缆的选择等进行了计算；通过分析和计算对该变电站的电气主接线进行了设计和选择；接着又进行了短路计算并介绍了短路计算的相关目以及有关电气设备选择及校验的相关原则和知识；最后全文进行了总结和概括，本次毕业设计有一定的实际指导意义。关键词：主接线图；负荷计算

3、；变压器容量；三相短路电流计算目 录内容摘要I1 绪论11.1 电力变电站的发展现状与趋势11.2 电力变电站设计的研究背景11.3 本次论文的主要工作12 电气设计的主要内容32.1 变电所的总体分析及主变选择32.2 电气主接线的选择42.3 短路电流计算42.4 电气设备选择42.5 配电装置及总平面设计53 变电所的总体分析及主变选择63.1 变电所的总体情况分析63.2 主变压器容量的选择63.3 主变压器台数的选择73.4 调压方式的选择73.5 中性点接地方式的确定73.6 接线组别94 电气主接线设计104.1 引言104.2 电气主接线设计的原则和基本要求104.3 电气主接

4、线设计说明115 短路电流计算145.1 短路计算的目的及规定145.2 变电所短路短路电流计算146 电气设备选择226.1 110KV电气设备选择226.2 6KV电气设备选择237 配电装置及平面设计288 结论29参考文献301 绪论 1.1 电力变电站的发展现状与趋势随着我国国民经济的快速发展，人们生产生活中对电的需求提出了更高要求，我国正在不断地加大电力网建设，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，确保安全运行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先

5、进水平的行列。目前我国变电站的发展方向趋于数字化、装配化、智能化和自动化。将来的变电所将是一个全面装有计算机、光纤和各种传感器的系统，突出特点将是数字化、光纤通信、预测维修传感器、故障定位和自动重合闸等。1.2 电力变电站设计的研究背景我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高；而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，随着计算机及网络技术的发展，目前国内外110kV变电站相当一部分变电站都不同规模地拥有远动及自动化系统，变电站正向着计算机化，网络化，智能化

6、，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。我国变电站设计也正向着变电站接线方案趋于简单化、大量采用新的电气一次设备、变电站占地及建筑面积减少、变电站大量运用综合自动化技术方面发展。1.3 本次论文的主要工作变电所是电力系统的重要组成部分。变电所承担着升高或降低电压以及转换功率的作用。变电所设计的正确与否不仅影响着电力负荷的供电可靠性，同时也影响着电力系统的安全可靠运行。110kv变电所电气部分设计研究的主要内容是结合相关的设计手册，辅助资料和国家有关规程，主要完成该变电站的一次、二次部分设计，参考国内外最新的设计方法、研究成果和新的电气设备，对降压变电所的电气主接线方案，主变压器的选择，电气设备

7、的选择（包括断路器，隔离开关，熔断器等），配电装置的选择等进行设计；主变压器、各侧电压等级的电气主接线和相关一次、二次设备、继电保护装置进行选择；同时，完成变电站一次、二次部分总接线图、110kv变电所平面布置初步设计等。110kv变电站是电网中的关键节点，加强对110KV变电站的设计水平是非常有必要的，本论文主要研究兴化110KV变电所一次部分的电气设计。兴化集团公司属连续生产化工企业，中断供电将会造成较大经济损失，一旦生产过程被打乱需较长时间才能恢复，属二级供电负荷单位，二级负荷应由两个电源供电，供电变压器亦应有两台，其供电每回路应能承受100%的二级负荷。 公司原有1#主变容量为20MV

8、A，2#主变为40MVA，实际生产长期运行负荷在45-50MW，变压器二次侧电压为6KV。随着企业的不断发展，需新扩建硝酸、硝铵生产线，核计增加负荷约20MW，为此需对现有110kv总降压站进行增容改造，相应电气设备进行增容设计核算，在原有变电站基础上进行设计。由于单台变压器容量超过40000KVA增容费用过高，又为了长期规划以满足总容量要求，经综合分析研究同时兼顾公司蒸汽不足及用电高峰期电网限电的现状，经可行性研究拟定新建自备热电厂，其中热电厂部分另行独立设计。292 电气设计的主要内容电气设计包括强电和弱电两部分，强电部分的设计内容主要包括：变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。一般

9、来说，变配电系统主要包括：高低压系统、变压器、备用电源系统等；电力系统主要包括电力系统配电及控制；照明系统则包括室内外各类照明；防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。变电所是电力系统的重要组成部分。变电所电气一次部分设计包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等。变电所的设计必须从全局利益出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案；正确处理安全与经济，基本建设与生产运行，近期需要与今后发展等方面的关系，采用中等适用的建设标准，并推广国内

10、外先进技术，并采用经实验鉴定合格的新设备、新材料、新结构、根据需要与可能，逐步提高自动化水平。同时变电所的设计，必须坚持节约用电的原则。2.1 变电所的总体分析及主变选择电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。 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，变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类： （1）枢纽变电站；位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500kv的变电站，成为枢纽，全所停电后，将引起系统解列，甚至出项瘫痪。（2）中间变电站：高压侧以交换潮流为主，其系统变

11、换功的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇聚23个电源，电压为220330kv，同时又降压供当地供电，这样的变电站起中间环节的作用，所以叫中间变电站。全所停电后，将引起区域电网解列。（3）地区变电站：高压侧一般为110220kv，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站，全所停电后，仅使该地区中断供电。（4）终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧的电压为110kv，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全所停电后，只是用户受到损失。110kv变电所设计要求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。且应选择从电力系统整体出发

12、，力求配置与电网结构相应的保护系统等的设计方案。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，根据兴化变实际资料对主接线形式确定、短路电流计算、设备选择和配电装置布置等方面提出我的设计思路。2.2 电气主接线的选择 电气主接线是变电所设计的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。电气主接线的设计，35-110kV变电所设计规范有以下几条规定： 第3.2.1条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特

13、点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。 1第3.2.2条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。1 第3.2.3条 35110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。单母线的接线。3563kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。1第3.2.4条 在采用单母线、分段单母线或双母线的35110kV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。12.3 短路电流计算短路电流一般是正常运行时电流的十几甚至几十倍，对电网有很大危害：（1）通

14、过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。（2）短路电流通过非故障元件，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）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至整个系统瓦解。2本设计根据所确定的主接线方案，选择适当的短路计算点计算短路电流并列表示出短路电流计算结果，通过短路电流计算校验兴化变电气设备动、热稳定。2.4 电气设备选择在电力系统中，虽然各种电气设备的功能不同，工作条件各异，具体选择方法和校验项目也不尽相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常

15、工作条件进行选择，并按短路条件来校验动、热稳定性。 本设计中，电气设备的选择包括：母线的选择，高压断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择等。按正常工作条件选择：额定电压(电网额定电压)；额定电流（最大持续工作电流）；3按短路情况进行校验：热稳定校验母线热稳定条件(热稳定最小截面积)，电器满足热稳定条件(短路电流热效应)；动稳定校验母线满足动稳定条件(导体最大计算应力)，电器满足动稳定条件(短路冲击电流幅值一般高压电路取2.55倍，发电机电压母线取2.69)。3下列情况可不校验热稳定或动稳定：1）用熔断器保护的电器，其热稳定由容短时间保证，故可不校验热稳定；支柱绝缘子不流过电流，不用校验

16、热稳定。2）用限流熔断器保护的设备，可不校验动稳定；电缆因有足够的强度，可不校验动稳定。3）电压互感器及装设在其回路中的裸导体和电器，可不校验动、热稳定。32.5 配电装置及总平面设计按配电装置的设备装设地点，可分为屋内配电装置与屋外配电装置两大类。 屋内配电装置：特点是所有电气设备放置在屋内，安全净距小，可采用分层布置，占地面积小；外界污秽气体及灰尘对电气设备的影响较小；操作、维护与检修都在室内进行，工作条件好，不受气候影响；土建工程量大，投资较大。屋外配电装置：特点是所有电气设备放置在屋外，土建工程量小，相应的投资较小，建设工期短；扩建方便；相间及设备之间距离大，便于带电作业；受外界环境影

17、响，设备的运行条件及人员进行操作维护的工作条件较差，而且占地面积大。 按照配电装置的安装方法，又可以分为装配式配电装置和成套式配电装置。成套配电装置分为成套变电站、SF6全封闭组合电器、高压开关柜等。变电所的电气设施总平面布置主要由屋内、外配电装置、主变压器、主控制室及辅助设施等组成。3 变电所的总体分析及主变选择3.1 变电所的总体情况分析兴化变属110kv侧户外，6kv侧户内型终端变电所。负荷分析统计计算如下：总降压站6kV侧采用单母分段供电方式，原有馈线回路段8回路、段8回路，共计负荷6000KW8=48KW。现需增加馈电回路段4回路、段4回路，共需增加负荷7000KW12=84KW.考

18、虑负荷的同时系数，则最大负荷应为：3.2 主变压器容量的选择在各级电压等级的变电站中，变压器是主要的电气设备之一。其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器台数、容量和型号是变电站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、利用、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，确定变压器的台数、容量和型号，提高网络的经济运行将具有明显的经济效益。根据35-110kV变电所设计规范3.1.3条规定“装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。” 1故本设计满足两个条件：两台总容

19、量；本变电所按建成后5年进行规划，预计负荷年增长率为5%，因此：式中t为规划年限，m为增长率，则： 由于单台变压器容量超过40000KVA后供电局加收增容费用过高，又为了长期规划以满足总容量要求，经综合分析研究同时兼顾公司蒸汽不足及用电高峰期电网限电的现状，经可行性研究决定新建自备热电厂，所以选择两台40000KVA变压器（2#主变原有的不变），再新建足够容量的发电机组。经计算发电机组容量为：所以，新建发电厂选择发电机组容量30MW以满足供电总容量要求。发电机选型： 型号： FW-30-2A P=30MW 6.3KV 电抗器型号: XKGL-6 3500A 14%3.3 主变压器台数的选择主变

20、台数的考虑原则:(1)对大城市郊区的一次变电所,在中、低压侧已经构成环网的情况下,以装两台主变为宜。(2)对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所,设计时应考虑装三台主变压器的可能性。(3)对规划只装两台主变的变电所,其主变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主变。根据35-110kV变电所设计规范3.1.2条规定“在有一、二级负荷的变电所宜装设两台及以上主变压器。1根据电力工程电气设计手册的要求，并结合本变电站的具体情况及相关要求，选用两台两绕组变压器。3.4 调压方式的选择 根据35-110kV变电所设计规范3.1.5条规定“变压器的有载调压是改善电压质量，减少电压波

21、动的有效手段，对电力系统，一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器” 1 ,而本设计110kV变电所110kV及6kV侧有化工厂、变电所等重要负荷，对电能的质量和可靠性的要求较高，为保证连续供电和满足对电能质量的要求，并能随时调压，扩大调压幅度而不引起电网的波动，故应采用有载调压方式的变压器，以满足供电要求。3.5 中性点接地方式的确定 （1）在选择中性点接地方式时应考虑的主要因素1）供电可靠性与故障范围2）绝缘水平与绝缘配合3）对电力系统继电保护的影响4）对电力系特稳定的影响（2）110KV系统接地要求中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时，未故障相对地电压不升高，因此，

22、电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压，使电网的造价在绝缘方面的投资越低，当电压越高，其经济效益越明显，因此我国规定电压大于或等于110kV的系统采用中性点直接接地，本变电站为终端变，中性点是否接地，由系统决定，所以在中性点加隔离刀闸接地。本设计110kV主网电压采用中性点直接接地方式（大电流接地系统）4。（3）6KV系统接地要求我国6-35KV配电系统的中性点常用中性点不接地、中性点经消弧线圈接地或经低电阻接地三种。采用中性点不直接接地方式时，在发生单相接地故障后，仅非故障相对地电压升高而线电压对称性并未受到破坏，故允许电网带接地故障继续运行2h，所以采用中性点不接地系统。3-10KV系统，

23、单相接地故障电容电流超过30A时，应采用接地方式，当不超过30A超过10A又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。4本设计实际计算：1）单相接地电容电流的计算电缆线路的单相接地电容电流: 4 架空线路的单相接地电容电流: 4 所以，6KV系统中性点应采用经接地变经消弧线圈接地方式。2）接地变的选择 因此选择接地变压器为S500KVA（Y/Yn11） 参数如表表3-1 接地变压器参数表型号额定容量电 压联结标号阻抗电压()空载电流()空载损耗（KW）负载损耗（KW）S9-500/6500KVA6Kv/0.4kV,yn114.50.71.7010.303.6 接线组别 电气设计手册规定

24、：变压器绕组的连接方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。由于110kV系统采用中性点直接接地，6kV系统采用中性点经消弧线圈接地，能够满足降压要求2。我国110kv级以上的电压变压器绕组都采用“Y”连接，35kv及以下电压 等级，变压器都采用“Y-”连接，故选择YN，D11连接。综上所述变压器选择双绕组变压器，本期将1# 20MVA变压器增容为40MVA，更换为全密封、双冷式双绕组高阻抗SZ10-M-40000型变压器（附带风冷,变比，Ud%=15%，YN，D11），利用原1#变压器中性点刀闸和避雷器。4 电气主接线设计4.1 引言变电站电气主接线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、

25、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的,电气主接线的不同形式，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定等都有决定性的影响。因此电气主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较方可。电气主接线是根据电力系统和变电站具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线较多时（一般超出4回），为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。本次所设计的变电所110kV进出线有2回， 6kV出线每段有12回，所以110kv侧采用无汇流母线，用软绞线连接，6kv侧采用母线连接。4.2

26、 电气主接线设计的原则和基本要求电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行和维护的方便，尽可能地节省投资，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 (1)接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时其高压侧应尽可能采用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥型接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110220kv配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥型接线，当出线不超过4回时，一般采用单母线接线，在

27、枢纽变电站中，当110220kv出线在4回及以上时，一般采用双母线接线。在大容量变电站中，为了限制610kv出线上的短路电流，一般可采用下列措施： 变压器分列运行； 在变压器回路中装置分裂电抗器；采用低压侧为分裂绕组的变压器；出线上装设电抗器。 (2)断路器的设置：根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。 对电气主接线设计的基本要求，应包括可靠性、灵活性和经济性以及扩建的可能性。保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求，电气主接线应适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。4.3 电气主接线设计说明

28、该新建变电站有110kv及6kv两个电压等级，为一所110kv终端变电所。 110kV母线有2回进线，2回出线。根据设计规范第3.2.3条规定，主接线若采用双母线，必然供电可靠性较高，但占地大、投资大、操作易出差错，故不考虑；外桥接线虽然设备少，但线路没有跨越功率，倒闸操作很不方便，亦不考虑。单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建等优点。但可靠性、灵活性较差，这种接线只适用于6-220KV系统中出线回路数不多的中、小型发电厂或变电所，它不能满足一、二类用户要求。单母分段接线对重要用户可以从不同段引出两回馈线回路，由两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故

29、障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。这种接线广泛用于中小容量发电厂的6-10KV接线和6-220KV变电所中。按照规程规定：单母分段既具有单母接线简单经济方便的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，对重要用户从不同段引出两个回路，使重要用户有两个电源，提高了供电可靠性，220kv及以下变电所配电装置，由于采用了制造厂制造的成套开关柜，地区电网成环网运行检修水平的迅速提高，采用单母分段一般能满足要求。桥型接线的特点：一般当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥型接线。高压断路器数量少，是比较经济的接线，四个元件只需要三台断路器，线路的投入和切除操作方便，线路故障时仅将故障线路断

30、路器断开，其它线路和变压器不受影响。5内桥接线高压断路器数量少，四个元件只需要三台断路器 缺点：1）变压器切除投入较复杂，需操作两台断路器并影响一回路暂时停电。2) 连接桥断路器检修时两个回路需解列运行。3）出现断路器检修时，出线在此期间停运。适用范围：容量较小的发电厂或变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较低情况。5现列出内桥接线、单母线分段优缺点表如下：表4-1 内桥及单母线分段接线优缺点 内桥接线单母线分段可靠性1、当出线开关检修时，线路需要较长时间停电，影响线路供电2、运行方式改变，对桥开关的继电保护整定不利3、桥开关检修时，两个回路解列运行1、当一段母线发生故障时，分断断路

31、器自动将故障切除，保证正常母线不间断供电2、当出线开关检修，该回路停电3、继电保护简化，动作可靠性高灵活灵活性1、线路停电时，操作简单，主变停电时，操作复杂，需动作两台开关，影响一回路的暂时运行2、可以扩建，扩建后接线型式发生变化1、任一台开关检修或故障，操作都 较简单，且操作过程不影响其它出线正常运行 2、扩建裕度大，容易扩建 经济性经济性1、共用三台开关，10台隔离刀闸，投资较小2、占地面积较小共用五台开关，10台隔离刀闸，投资较大刀闸操作方便性变压器停电检修时，如1主变检修，需断开DL1及DL3，拉开G1，1变才能检修，需要线路投入，则配合上DL1及DL3主变检修时，断开相应的DL及拉开

32、相应刀闸即可，不会影响线路的运行本变电所是终端变，两回进线，且110kV侧为双电源双回线供电，为了倒闸操作方便，同时提高本设计的经济性及考虑长期发展，从以上分析可知,以内桥单母线分段接线能基本满足要求。本变电所回路不多，且电源侧为双回路供电，不用增设旁路母线。 其接线简图如下：图4-1 主接线图5 短路电流计算5.1 短路计算的目的及规定短路电流计算的目的：为了使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要,应对不同点的短路电流进行校验。（1)选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某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。（

33、2)在选择电气设备时，为了保证各种电器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。 （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安全距离。（4)在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。短路电流计算的一般规定 （1)验算导体和电器的动、热稳定及电器开断电流所用的短路电流、应按工程的设计手册规划的容量计算、并考虑电力系统510年的发展。 （2)接线方式应按可能发生最大短路电流和正常接线方式，而不能按切换中可能出现的运行方式。 （3)选择导体和电器中的短路电流，在电气连接的电网中，应考虑电

34、容补偿装置的充放电电流的影响。 （4)选择导体和电器时，导体和电器的动稳定、热稳定及电器开断电流一般按三相电流验算，若有更严重的按更严重的条件计算4。5.2 变电所短路短路电流计算5.2.1 短路点计算说明系统参数标么阻抗经供电局测试给出如下数据：化兴变110KV母线：最大运行方式：0.0342最小运行方式：0.07305.2.2 短路点选择示意图如下图所示：图5-1 短路点阻抗示意图5.2.3 用标幺值法计算短路电流 选基准容量100MVA 设备标幺电抗计算 （1)发电机：电抗器：6KV电力电缆的标么阻抗计算：查表得6KV电缆线路电抗故发电机至总降压站6KV母线电抗：（2)变压器标么阻抗计算

35、：1#变压器采用高阻抗变压器阻抗电压百分值 2#变压器采用原变压器阻抗电压百分值5.2.4 总降压站短路电流的计算 （1)本工程110KV最大三相短路电流计算电路如下图所示：（变压器并列运行时）系统最大运行方式：图5-2 总降压站最大运行方式（2)计算在K1点发生最大三相短路时的短路电流。1）计算由地区电网供给K1点的短路电流。基准容量100MVA，110KV基准电流：KA由公式 (5.1) 计算出短路电流有效值如下：2）计算由发电机供给K1点的短路电流。发电机支路的等值电抗换算到以发电机容量为基准值时的标幺值为：发电机至庄延110KV母线标幺阻抗为(发电机标幺阻抗0.7532已知): 根据查

36、换算到电压115KV的发电机额定电流3）所以K1点的总短路电流（3)计算在K2点发生最大三相短路时的短路电流1）计算系统供给K2点的短路电流。基准容量为100MVA，6KV基准电流：KA由公式 计算出短路电流有效值如下：2）计算由发电机供给K2点的短路电流。发电机支路的等值电抗换算到以发电机容量为基准值时的标幺值为：根据查 4 换算到电压6.3KV的发电机额定电流3）所以K2点的总短路电流（4）变压器解列运行时短路电流计算为了考虑实际改造现状，系统长期运行方式为以下：两台变压器解列运行，110KV桥联开关一直闭合，化兴电源作为备用电源一般不用。两台变压器解列运行情况如下：1） 2#主变带6KV

37、段运行：计算系统供给K2点（6KV母）的短路电流。由公式 计算出短路电流有效值如下：2）1#主变带6KV段和自备热电厂并列电源运行：计算系统供给K2点（6KV母）的短路电流。由公式 计算出短路电流有效值如下：3）计算由发电机供给K2点的短路电流。前面计算已知：所以K2点的总短路电流4）所以长期运行的6KV最大三相短路电流选大于35.6KA。原6KV断路器的遮断容量为31.5KA，不能满足长期运行时，故障情况不能快速切断三相短路电流，致使故障范围扩大，损烧电气设备。所以6KV断路器原型号为SN10-10-1250/31.5少油断路器必须进行更换，更换为新型SF6断路器，型号为ZN28A-12/1

38、600-40型，开关最大分断电流选大于40KA才能满足遮断容量要求。（5）由以上计算可列出下表：表5-1 总降压站短路电流计算值短路类型短路点名称断路周期分量有效值（kA）断路全电流最大有效值（kA）断路电流冲击值（kA）断路容量（MVA）三相110kV母线15.2923.0438.913039.586kV母线并列运行61.4692.46156.14668.14母短路35.6053.5190.37386.72母短路30.3245.9977.67332.38由短路计算表可知6KV母线在并列运行时短路电流非常大，因此在投运后6KV母线只能长期解列运行。（6）总降压站6KV系统最小运行方式计算：图5

39、-3 总降压站最小运行方式5.2.5 厂用变短路电流计算（1）计算在厂用变K3点（6KV）发生最大三相短路时的短路电流。厂用变K3点（6KV）发生最大三相短路时阻抗图如下：图5-4 厂用变最大运行方式 前面计算已知图5-5 厂用变6KV最大运行方式阻抗计算等效变换1电网系统分布系数图5-6 厂用变6KV最大运行方式阻抗计算等效变换2发电机分布系数 或 4 (5.2) 1）计算系统供给K3点的短路电流。由公式 计算出短路电流有效值如下：2）计算由发电机供给K3点的短路电流。发电机支路的等值电抗换算到以发电机容量为基准值时的标幺值为：根据查 4 换算到电压6.3KV的发电机额定电流所以K3点的总短

40、路电流3）所以热电厂断路器的最大开断电流需选择为50KA。（2）厂用6KV系统K3点最小运行方式： 6 电气设备选择6.1 110KV电气设备选择由于110KV断路器为老式少油短路器且和CT、PT属70年代产品,本次为保证可靠性及无油化将其进行更换；隔离开关原额定电流630A刀口过热损坏严重本次进行更换；电流互感器二次绕组不满足保护配置（原2绕组现需4绕组），需进行更换。由于110kv短路电流较小，只需根据产品特性选择新式满足需要的产品即可，这里不进行详细核定计算。6.1.1 110KV侧断路器及隔离开关的选择（1）参数选择、型式选择、开断能力选择1）主变侧回路最大长期工作电流：2）桥联回路最

41、大长期工作电流：3）进线最大长期工作电流： 4）查手册选择户外断路器和隔离开关（2）断路器选择110KV断路器原为SW3-110G/1250-20型户外少油断路器，需更换为新型SF6断路器，选型为LW36-126W-126/2000-40型（因变电所为户外变电所且考虑长远发展）。 已知I=2000A I= 40KA 断路器额定电流2000544A额定开断电流40KA15.29KA按短路条件校验动稳定：短路器三相短路瞬时值乘2.55，40KA热稳定校验：断路器固有分闸时间0.06S，燃弧时间取平均值0.05S，过流保护整定时间为1S，所以保护动作时间t=1.1S，校验同下面6kv。（3）隔离开关

42、选择110KV隔离刀闸原为GW4-110-630型，更换为GW4-126W-1250型，额定电流1250A6.1.2 110KV母线选择采用软导线，兴化变110KV跨线原为LGJ-150型，考虑到增容，跨线更换为LGJ-240型I=520A6.1.3 110KV电压互感器的选择根据安装的场所和使用条件，选择电压互感器绝缘结构和安装方式，一般6-20KV户内配电装置多用油浸式或树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器；35KV配电装置选用电磁式电压互感器；110KV及其以上的配电装置中尽可能地选用电容式电压互感器。电压互感器（PT）是一次系统和二次系统间联络元件，用以分别向测量仪表、继电器线圈供电，正确反

43、映电气设备正常运行和故障情况。作用是：（1）将一次回路的高电压变为二次回路的低电压，使测量仪表和保护装置标准化，小型化，并使其结构巧，价格便宜和便于屏内安装；（2）使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身的安全。110KV电压互感器更换为TYD型电容式电压互感器。6.1.4 110KV电流互感器的选择电流互感器（CT）是一次系统和二次系统间联络元件，用以分别向测量仪表、继电器线圈供电，正确反映电气设备正常运行和故障情况。作用是：（1）将一次回路的大电流变为二次回路的小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化，小型化，并使其结构巧，价格便宜和便于屏内安装；（2）使

44、二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身的安全。 根据安装的场所和使用条件，选择电流互感器绝缘结构（浇注式、瓷绝缘式、油浸式）、安装方式（户内式、户外式、装入式、穿墙式）、结构形式（多匝式、单匝式、母线式）、测量特性（测量用、保护用、具有测量暂态特性等）。 一般常用型式为： 6-20KV户内配电装置和高压开关柜中，常用的LD单匝贯穿式或复杂贯穿式，35KV及以上电流互感器多采用油浸式结构。110KV电流互感器原为LCW-110型，现更换为LVQB-110W3型SF6电流互感器。配有SF6气体压力表、阀门、SF6密度继电器，套管爬电距离最小为3906mm。变比为2300/5A，准确级为：5P40/5P40/5P40/0.5/0.2S。6.2 6KV电气设备选择电气设备一般是按正常工作条件选择，按最严重的短路情况校验，为方便安装、运行、维护及备品的储备，同一电压等级的设备应尽量选择同一型号。6.2.1 6KV侧各断路器及隔离开关选择6KV侧各断路器及隔离开关选择同一种型号。主变回路：母线分段回路：6KV出线回路：选主变回路来进行校验（1）最大长期工作电流 变压器主二次断路器原型号为SN10-10-4000/31.5少油断路器，因为前面的短路计算，