某用户35kV变配电所一次部分设计.doc

1、 某用户35kV变配电所一次设计 XXXXXXXXX学校 毕业设计（论文）题目 某用户35kV变配电所一次部分设计系 别 专 业 风能与动力技术 班 级 姓 名 学 号 指导教师（职称） 日 期 35kV变配电所一次设计摘 要本设计参考类似工程而做，共分三个部分。第一部分为设计任务书，主要介绍新建变电所的基本资料、35kV和10kV用户负荷统计资料、主电路的设计，待建变电所与电力系统的连接情况、设计任务及要求。第二部分为变电所计算部分，包括负荷计算、无功补偿计算、主变容量选择计算、所用电容量选择计算、短路电流计算；以及新建变电所主方案的确定、主要设备选择过程及结果等。第三部分包括图纸和参考文献

2、。关键词：变电所设计 设计说明书 短路电流计算 设备选择与设计AbstractThis reference design similar projects to do, is divided into three parts. The first part of the design task, introduces the basic information of the new substation, 35kV and 10kV user load statistics, the main circuit design, to be built substation and power s

3、ystem connection, the design tasks and requirements. Substation computing part of the second part, including load calculations, reactive power compensation calculation, select the computing capacity of the main transformer, the power capacity you choose to calculate short-circuit current calculation

4、; new substation program, major equipment selection process and the results. The third section includes drawings and references.Keywords: substation design design specification short circuit current computing equipment selection and design目 录第1章 绪论11.1 选题背景11.2 选题意义11.3 变电所发展概况11.4 设计内容21.5 原始资料2第2章

5、 主接线的选择32.1 主接线的设计原则和要求32.2 电气主接线的主要要求32.3 主接线的拟定32.3.1 内桥线路的特点：32.3.2 外桥接线的特点：42.3.3 单母线分段带旁路接线的特点：52.3.4 单母线不分段接线的特点：52.3.5 单母线分段接线的特点：62.4 主接线的比较与选定62.5 所用电的设计6第3章 变压器的选择93.1 主变的选择93.1.1 主变压器的选择原则93.1.2 主变压器的选择93.2 所用变的选择11第4章 短路电流的计算124.1 短路的基本知识124.1.1 计算短路电流的目的124.1.2 短路电流实用计算的基本假设134.2 短路电流的计

6、算13第5章 设备的选择与校验185.1 电气选择的一般条件185.1.1 按正常工作条件选择导体和电器185.1.2 按短路情况校验185.2 高压断路器的选择及校验195.2.1 对高压断路器的基本要求195.2.2 额定电流的计算195.2.3 高压断路器的选择结果及校验205.3 高压隔离开关的选择与校验225.3.1 主变一次侧隔离开关选择与校验225.3.2 主变二次侧隔离开关选择与校验235.4 高压熔断器的选择及校验245.4.1 参数的选择245.4.2 熔体的选择255.4.3 高压熔断器选择结果表255.4.4 高压熔断器的校验265.5 互感器的选择与配置275.5.1

7、 电流互感器的选择275.5.2 电压互感器的选择285.6 导体的选择与校验295.6.1 母线及电缆的选择原则295.6.2 敞母线及电缆的选型295.6.3 母线及电缆截面的选择29第6章 补偿装置326.1 补偿装置的分类326.1.1 串联补偿装置326.1.2 并联补偿装置326.2 并联电容器装置容量选择和主要要求。336.3 并联电容器容量的计算33第7章 变电站防雷与接地的设计357.1 防雷保护357.1.1 防雷保护的必要性357.1.2 变电所中可能出现大气过电压的种类357.1.3 雷电波的危害357.1.4 变电所的直击雷保护357.1.5 变电所入侵波的保护377

8、.1.6 变电站的进线段保护377.2 接地体和接地网的设计387.2.1 接地体的设计387.2.2 接地网的设计38附录40致谢41参考文献42毕业设计（论文）评语43 41第1章 绪论1.1 选题背景电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的使用及分配电力，必须从工程的设计来提高电力系统的可靠性、灵活性和经济运行效率，从而达到降低成本，提高经济效益的目的。变电所是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响整个电力网络的安全和电力运行的经济成本，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。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所

9、）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置方式的确定，对电力系统的可靠、灵活、经济运行起着决定的作用。目前，35kV常规变电所在城农网中仍占有较大的比重，其一次、二次设备都比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成，一般只具有当地控制功能，多为有人值班运行方式。随着电网运行自动化系统的提高,变电所综合自动化系统发挥着越来越强大的作用,少人或无人值守变电所将成为今后变电运行的主流方式，对原有电站及新建电站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲，我们只有不断提高自身素质，才能跟得上电力系统的飞速发展，为电力事业的兴盛尽一点微薄之力。1.2 选题意义变电所是电力系统中变换电压、接受和分配

10、电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电所起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电所的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电所还有无功补偿设备。本设计针对变电所进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电所防雷等。通过对变电所电气部分的设计，使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计，能够得到各方面的充分训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解，并能灵活的运用。1.3 变电所发展

11、概况随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了越来越广泛的应用，它集变电所中的控制、保护、测量、中央信号、故障录波等功能于一身，替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体管保护、集成电路保护。常规控制、保护装置已逐步从电力系统中退出，取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它运用了自动控制技术、微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软硬件设备代替人工,利用变电所中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电所无人值守提供了前提条件。变电所、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造

12、中正被广泛采用。1.4 设计内容本次设计的题目是某用户35kV配变电所一次部分设计。根据设计的要求，在设计的过程中，根据变电站的地理环境，容量和各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线并选择各变压器的型号、进行参数计算、画等值网络图、并计算各电压等级侧的短路电流、列出短路电流结果表、计算回路持续工作电流、选择各种高压电气设备、并根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备。1.5 原始资料表1-1 35kV用户负荷统计资料用户名称最大负荷（kW）功率因数回路数重要负荷（%）炼钢厂420000.95265表1-2 10kV用户负荷统计资料序号用户名称最大负荷（kW）功率因数回路数重要负荷（

13、%）1用户118000.952622用户290023用户3210024用户4240025用户5200026用户66002第2章 主接线的选择2.1 主接线的设计原则和要求发电厂和变电所的电气主接线是保证电网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。电气主接线的设计原则：应根据发电厂和变电所所在电力系统的地位和作用。首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求，根据规则容量，本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性，保证供需平衡，电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规则与要求等条件确定，应满足可靠性、灵活性和经济型的要求。

14、2.1 电气主接线的主要要求可靠性：可靠性的客观衡量标准时运行实践主接线的可靠性是其组合元件（包括一次不分和二次部分）在运行中可靠性的综合，因此要考虑一次设备和二次部分的故障及其对供电的影响，衡量电气主接线运行可靠性的一般准则是：断路器检修时，是否影响供电、停电的范围和时间线路、断路器或母线故障以及母线检修时，停电出线回路数的多少和停电时间长短，能否保证对重要用户的不间断供电。发电厂、变电所全部停电的可能性。灵活性：投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便，调度灵活，电气主接线的灵活性要求有以下几方面：调度灵活、操作方便，应能灵活地投切某些元件，调配电源和负荷能满足系统在事故、检修及特殊

15、运行方式下的调整要求。检修安全，应能容易地从初期过渡到最终接线，并在扩建过渡时使一次和二次设备等所需的改造最少。控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资，要适当限制。经济型：通过优化比选，应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗少，在满足技术要求的前提下，要做到经济合理。投资省，电气主接线应简单清晰，以节省断路器、隔离开关等一次设备投资，要使短路电流，一边选择价格合理的电气设备。占地面积小，电气主接线的设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约地和节省架构、导线、绝缘小及安装费用，在运输调节许可的地方都应采用三相变压器。电能损耗少，经济合理的选择变压器的型式、容量和台数，避免因

16、两次变压而增加投资。2.1 主接线的拟定2.3.1 内桥线路的特点：1.线路操作方便。2.正常运行时变压器操作复杂。3.桥回路故障或检修时全厂分列为两部分，使两个单元间失去联系。内桥接线试用于两回进线两回出线且线路较长，故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。其内桥接线图如图2-1所示。2-1 内桥接线图2.3.1 外桥接线的特点：1.变压器操作方便。2.线路投入与切除时，操作复杂。3.桥回路故障或检修时全厂分列为两部分，使两个单元之间失去联系。外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换，且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。其外桥接线图

17、如图2-2所示。图2-2 外桥接线图2.3.1 单母线分段带旁路接线的特点：在母线引出各元件的断路器，保护装置需停电检修时，通过旁路木母线由旁路断路器及其保护代替，而引出元件可不停电，加旁路母线虽然解决了断路器和保护装置检修不停电的问题，提高了供电的可靠性，但也带来了一些负面影响。旁路母线、旁路断路器及在各回路的旁路隔离开关，增加了配电装置的设备，增加了占地，也增加了工程投资。旁路断路器代替各回路断路器的倒闸操作复杂，容易产生误操作，酿成事故。单母线分段带旁路接线如图2-3所示。图2-3 单母线带旁路接线图2.3.1 单母线不分段接线的特点：接线简单、清晰、设备少、操作方便、投资少、便于扩建，

18、但其不够灵活可靠，接到母线上任一元件故障时，均使整个配电装置停电。单母线不分段接线图如图2-4所示。图2-4 单母线不分段接线图2.3.1 单母线分段接线的特点：单母线分段接线也比较简单、清晰，当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线仍继续工作，两段母线可看成是两个独立的电源，挺高了供电可靠性，可对重要用户供电，当一段母线故障或检修时，必须断开接在该段母线上的所有支路，使之停止工作，任一支断路器检修时，该支路必须停止工作。2.1 主接线的比较与选定首先，内桥接线图和外桥接线图线简单，但是操作复杂，易出现误操作的，所以方案一和方案二被否定，将不采用。单母线分段带旁路接线图结杂，虽然可靠

19、性好，但是对于35KV线路来说建造成本太过庞大，不经济所以方案三被否定。单母线不分段接线图和单母线分段都比较符合建造条件，但是相对来说，方案五较方案四可靠性更好，所以最终主接线将采用单母线分段，即选择单母线分段接线图。如图2-5所示。图2-5 单母线分段接线图2.1 所用电的设计变电所用电系统设计和设备选择，直接关系到变电所的安全运行和设备的可靠。 最近几年设计的变电所大都不采用蓄电池作为直流电源，而是广泛采用晶闸管整流或复式整流装置取得直流电源，这就要求交流所用电源可靠连续、电压稳定，因此要求有两个电源。其电源的引入方式有内接和外接两种。其接入方式有三种，如下图2-6所示。图2-6（a）接线

20、方式1图2-7 接线方式2图2-8 接线方式3其中图2-6两台所用变均从外部电源引进，其供电可靠性最高，但由于接入电源电压较高（35kV）,投资成本也较大；图2-7的所用变投资成本最低但其可靠性较低；图2-8的所用电源接入形式，当该变电站的两台主变压器都发生故障时，一号所用变又外不电源接入，可以保证变电所的所用电正常。其成本投资低于图2-6，是在保证了可靠性的前提下最优经济方案。因此本变电所的所用变接线形式如图2-7所示。第2章 变压器的选择3.1 主变的选择3.1.1 主变压器的选择原则1变电站变压器台数的选择原则（1）对于只供给二类、三类负荷的变电站，原则上只装设一台变压器。（2）对于供电

21、负荷较大的城市变电站或有一类负荷的重要变电站，应选用两台两台相同容量的主变压器，每台变压器的容量应满足一台变压器停运后，另一台变压器能供给全部一类负荷；在无法确定一类负荷所占比重时，每台变压器的容量可按计算负荷的70%80%选择。（3）对大城市郊区的一次变电站，如果中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台为宜；对地区性孤立的一次变电站，在设计时应考虑装设三台主变的可能性；对于规划只装两台主变的变电站，其变压器的基础宜按大于变压器容量的12级设计。3.1.1 主变压器的选择1. 变电站主变压器台数的确定根据用电用户是炼钢厂考虑到供电可靠性保证炼钢厂正常的工作避免给工厂造成损失，确定该变电站

22、选用两台相同容量的主变压器。2. 变电所主变压器容量的确定（1）按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑1020年的负荷发展。（2）对重要变电所，应考虑一台主要变压器停运后，其余变压器在计算过负荷能力及允许时间内，满足、类负荷的供电；对一般性变电所，一台主变压器停运后，其余变压器应能满足全部供电负荷的70%80%。3.待设计变电所主变压器容量的计算和确定变电所主变的容量是由供电负荷（综合最大负荷）决定的。4.主变压器绕组数的确定国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等变压器，待设计变电所有35kV、10kV两个电压等级且是一座降压变电所

23、，宜选用双绕组普通式变压器。5.主变压器相数的确定在330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来说投资大、占地多、运行规模也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，待设计变电所谓35kV降压变电所，在满足供电可靠性的前提下，为减少投资，故选用三项变压器。6.主变压器调压方式的确定为了确保变电所供电量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调整范围通常在22.5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%，但其结构较复杂，价格较

24、贵，由于待设计变电所承担为炼钢厂供电的责任，为确保供电质量，应有较大的调整范围，故我们选用有载调压方式。7.主变压器绕组连接组别的确定变压器的连接组别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星形和三角形两种，因此对于三相双绕组变压器的高压侧，110kV及以上电压等级，三相绕组都采用“YN”连接，35kV及以下采用“Y”连接；对于三相双绕组变压器的低压侧，三相绕组采用“d”连接，若低电压侧电压等级为380/220V，则三相绕组采用“yn”连接，在变电所中，为了限制三次谐波，我们选用“Ynd11”常规连接的变压器连接组别。8.主变压器冷却方式的选择电力变压器的冷却

25、方式，随其型号和容量不同而异，一般有以下几种类型：自然风冷却：一般适用于7500kVR一下小容量变压器，为使热量散发到空气中，装有片状或管型辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。强迫油循环水冷却：对于大容量变压器，单方面加强表面冷却还打不到预期的冷却效果。故采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中热量带走。在水源充足的条件下，采用这种冷却方式极为有利散热效率高、节省材料、减少变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件且对冷却器的密封性能要求较高。即使只有极微量的水渗入油中，也会严重地影响油的绝缘性能。故油压应高于水压0.10.15Mpa，以免水渗入油中。强迫空气冷却：又简称风冷式。

26、容量大于等于8000kVA的变压器，在绝缘允许的油箱尺寸下，即使有辐射器的散热装置仍达不到要求时，常采用人工风冷。在辐射器管间加装数台电动风扇，用风吹冷却器，使油迅速冷却，加速热量散出，风扇的启停可以自动控制，亦可人工操作。强迫油循环导向风冷却：近年来大型变压器都采用这种冷却方式。它是利用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油管中，使铁芯和绕组中的热量直接由具有一定流速的油带走，二变压器上层热油用潜油泵抽出，经过水冷却器冷却后，再由潜油泵注入变压器油箱底部，构成变压器的油循环。强迫油循环风冷却：其原理与强迫油循环水冷相同。水内冷变压器：变压器绕组用空心导体制成，在运行中将纯水注入空心绕组

27、中，借助水的不断循环将变压器中热量带走，但水系统比较复杂且变压器价格比较高。待设计变电所主变的容量为8000kVA,为使主变的冷却方式既能达到预期的冷却效果，有简单、经济，我们选用强迫空气冷却，简称风冷却。综上得该变电所的主变型号及相关参数如下表3-1所示。表3-1 变压器参数表变压器型号额定容量（kVA）额定电压（kV）连接组标号损耗（kW）阻抗电压（）空载电流（）高压低压空载负载ZS9-8000/3580003510.5Ynd119.8442.757.50.93.1 所用变的选择目前可供选择的所用变压器的型式有油浸式和干式两种，后者又分为普通干式和环氧树脂浇注式等。三种变压器作为自用变各具

28、有特点。油浸式的特点是过载能力强，屋内外均可布置，维修简便，价格便宜，但由于采用油为绝缘和冷却介质，屋内外必须要有防火防爆小间，同时检修、维护复杂；干式变压器的特点是无油，防火性能较好，布置简单，可就近布置在中压开关柜附近，缩短了电缆长度并提高供电可靠性，还可节省间隔及土建费用，但过载能力低，绝缘余度小，在有架空线路直接连接的场合不宜使用，一面遭受感应雷过电压；环氧树脂浇注式的特点是具有一定的防尘耐潮和难燃的优点，比普通干式变更佳，但价格相对昂贵。随着干式变压器生产技术的不断进步，已能生产出散热性能更好、体积小、过载能力大的干式变压器。由于油浸式变压器屋内布置需要防火防爆小间，且要考虑通风散热

29、以及事故排油设施，因此，待设计变电所采用干式变压器。考虑到其中某台变压器的暂停运行时另外一台变压器要承担所有负荷，所以两台变压器用量均要满足能够带动所有负荷而不超载，故变压器容量计算如下：、Pn=1800+900+2100+2400+2000+600=9800kWSn=Pn/0.95=9800/0.95=10315kVA由以上数据查表得选择所用变的型号及相关参数如下表3-2所示。表3-2 变压器型号及参数表型号额定电压(kV)额定容量（kVA）连接组别损耗（kW）阻抗电压空载电流高压低压空载负载S9-100/35355%0.4100Yyn00.32.036.5%2.1%S910.50.480Y

30、yn00.241.254.0%1.8%第3章 短路电流的计算4.1 短路的基本知识电力系统正常运行方式的破坏多数是由于短路故障引起的，系统中将出现比正常运行时的额定电流大许多倍的短路电流，其数值可达几万甚至几十万安。因此，在变电所设计中必须全面地考虑短路故障各种影响。变电所中各种电器设备必须能承受短路电流的作用，不致因过热或电动力的影响而损坏。例如，断路器必须能断开可能通过的最大短路电流；电流互感器应有足够的过电流倍数；母线效验短路时要承受最大应力；接地装置的选择也与短路电流的大小有关等。短路电流的大小也是比较主接线方案、分析运行方式时必须考虑的因素。系统短路时还会出现电压降低，靠近短路点处尤

31、为严重，这将直接危害用户供电的安全性及可靠性。为限制故障范围，保护设备安全，继电保护装置必须整定在主回路通过短路电流的准确动作。由于上述原因，短路电流计算称谓变电所电气部分设计的基础。选择电气设备时通常用三相短路电流，效验继电保护动作灵敏度时用两相短路、单相短路电流或单相接地电流。工程设计主要计算三相短路电流。4.1.1 计算短路电流的目的短路故障对电力系统的正常运行影响很大，所造成的后果也十分严重，因此在系统的设计，设备的选择以及系统运行中，都应该着眼于防止短路故障的发生，以及在短路故障发生后腰尽量限制所影响的范围。短路的问题一直是电力技术的基本问题之一，无论从设计、制造、安装、运行和维护检

32、修等各方面来说，都必须了解短路电流的产生和变化规律，掌握分析计算短路电流的方法。短路电流计算具体目的是：（1）选择电气设备。电气设备，如开关电气、母线、绝缘子、电缆等，必须具有充分的电动力稳定性和热稳定性，而电气设备的电动力稳定性和热稳定性的效验是以短路电流计算结果为依据的。（2）继电保护的配置和整定。系统中影配置哪些继电保护以及继电保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分布，并要作多种运行方式的短路计算。（3）电气主接线方案的比较和选择。在发电厂和变电所的主接线设计中，往往遇到这样的情况：有的接线方案由

33、于短路电流太大以致要选用贵重的电气设备，使该方案的投资太高而不合理，但如果适当改变接线或采取限制短路电流的措施就可能得到即可靠又经济的方案，因此，在比较和评价方案时，短路电流计算是必不可少的内容。（4）通信干扰。在设计110kV及以上电压等级的架空输电线时，要计算短路电流，以确定电力线对临近架设的通信线是否存在危险及干扰影响。确定分裂导线间隔棒的间距：在500kV配电装置中，普遍采用分裂导线做软导线。当发生短路故障时，分裂导线在巨大的短路电流作用下，同相次导线间的电磁力很大，使导线产生很大的张力和偏移，在严重情况下，该张力值可达故障前初始张力的几倍甚至几十倍，对导线、绝缘子、架构等的受力影响很

34、大。因此，为了合理的限制架构受力，工程上要按最大可能出现的短路电流确定分裂导线间隔的安装距离。短路电流计算还有很多其他目的，如确定中性点的接地方式，验算接地装置的接触电压和跨步电压，计算软导线的短路摇摆，输电线路分裂导线间隔棒所承受的向心压力等。4.1.1 短路电流实用计算的基本假设考虑到现代电力系统的实际情况，要进行准确的短路计算是相当复杂的，同时对解决大部分实际问题，并不要求十分精确的计算结果。例如，选择效验电气设备时，一般只需近似计算通过该设备的最大可能的三相短路电流值。为简化计算，实用中多采用近似计算方法。这种近似计算法在电力工程中被称为短路电流实用计算。它是建立在一系列的假设基础上的

35、，其计算结果稍偏大。短路电流实用计算的基本假设如下：短路发生前，电力系统是对称的三相系统。电力系统中所有发电机电势的相角在短路过程中都相同，频率与正常工作时相同。变压器的励磁电流和电阻、架空线的电阻和相对地电容均略去，都用纯电抗表示。次假设将复数运算简化为代数运算。电力系统中各元件的磁路不饱和。即各元件的参数不随电流而变化，计算可应用叠加原理。对负荷只作近似估计，由于负荷电流一般比短路电流小得多，近似计算中，对离短路点较远的负荷忽略不计，只考虑在短路点附近的大容量电动机对短路电流的影响。短路故障时金属性短路，即短路点的阻抗为零。短路故障称为电力系统的横向故障，由断线造成的故障，称为电力系统的纵

36、向故障。电力系统中仅有一处出现故障称简单故障，若同时有两处或两处以上发生故障，称复杂故障。4.1 短路电流的计算 图4-1短路电流计算等值网络图1.基本值选取Sb=100MVA、Ub为各侧平均额定电压。（1）主变压器参数的计算： （2）电抗标幺值：(3)电流等值电抗计算：2.当K1点发生短路时：图4-2 K1点等值网络图 图4-3 K1点等值网络简化图短路回路总电抗：电源总额定容量：计算电抗：当K2发生短路时：图4-4 K2点等值网络图短路回路总电抗：计算电抗：当K3点发生短路时：图4-5 K3点等值网络图计算电抗：3.短路电流计算结果表表4-1 短路电流计算结果数值 各量X”*(kA)I”(

37、kA)Ish(kA)Ich(kA)S”(MVA)220kV5.64.1410.566.291577.635kV1.77.8219.9411.89474.0610kV1.219.649.929.8339.48第3章 设备的选择与校验5.1 电气选择的一般条件正确地选择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。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是相同的。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进

38、行选择，并按短路状态来校验其热稳定和动稳定。5.1.1 按正常工作条件选择导体和电器5.1.1 按短路情况校验1.短路热稳定校验短路电流通过时，导体和电器各部件温度（或发热效应）应不超过允许值，既满足热稳定的条件为： 或 式中 短路电流产生的热效应；短路时导体和电器设备允许的热效应；时间t内允许通过的短时热稳定电流（或短时耐受电流）。2.电动力稳定校验电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件是： 或 式中 、短路冲击电流幅值及其有效值；、允许通过稳定电流的幅值和有效值。下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验

39、算热稳定。采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定；电缆印有足够的强度，亦可不校动稳定。装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。5.1 高压断路器的选择及校验5.2.1 对高压断路器的基本要求断路器在电路中担负特别重要的任务，必须满足一下基本要求：工作可靠。断路器应能在规定的运行条件下长期可靠地工作，并能在正常和故障情况下准确无误的完成关合和开断电路的指令，其拒动或误动都将造成严重的后果。具有足够的开断能力。断路器的开断能力是指能够安全切断最大短路电流的能力，它主要决定于断路器的灭弧性能，并保证具有足够的热稳定和动稳定。开断能力的不足可能发生触头跳开后电弧长期的续燃，导致

40、断路器本身爆炸飞狐，引起事故扩大的严重后果。动作快速。在电路发生故障时，快速的切除故障电路，不仅能缩短电力网的故障时间和减轻巨大短路电流对电气设备的损害，而且能增加电力系统的稳定性，提高系统的供电可靠性。具有自动重合闸性能、输电线路的短路故障大多都是临时性的。为了提高电力系统运行的稳定性和供电可靠性，线路保护多采用自动重合闸方式，即在发生短路故障时，继电保护动作使断路器跳闸，切除故障点的短路电流，经很短时间后断路器又自动重合闸，恢复正常供电。若故障仍存在，则断路器必须立即跳闸，再次切断短路电流，这要求断路器在第一次大电流灭弧后很快恢复灭弧能力，完成后续次的灭弧。结构简单，经济合理。在满足安全、

41、可靠的同时，还应考虑到经济性，故要求断路器的结构力求简单、尺寸小、重量轻、价格合理。5.2.1 额定电流的计算1.变压器一次侧的额定电流2.变压器二次侧的额定电流当按运行负荷计算时：考虑10母线上的最大出线负荷：考虑今后便于安装、调试和检修，同电压等级侧均选用同一型号的断路器和隔离开关。与相差不大，以下均已为基准选设备。5.2.1 高压断路器的选择结果及校验1. 根据设备的额定电压、电流值查附表5-1，得表5-1主变压器一次侧断路器参数型号额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流额定短时耐受电流额定峰值耐受电流额定关合电流额定合闸时间全开断时间LW8-40.535 kV40.5 kV1600

42、kA25 kA25kA(4S)63 kA63 kA0.1s0.06s1)热稳定的校验 S=0.13+0.050.18s又2500 即合格2).动稳定的校验 又 即合格3)开断能力 即合格4)短路容量56000 即合格5）选择校验结果如表5-2所示。表5-2 选择校验表序号计算参数选择LW8-40.5型校验结果项目参数项目参数1工作电压35kVU35kV合格2工作电流138.57AI1600 kA合格3断流容量1140S56000合格4动稳定校验合格5热稳定校验2500合格6开断能力17.8 kA额定开断能力25kA合格2.根据设备的额定电压、电流值经查表，得主变二次侧的断路器选择参数如下图所示：（10侧断路器）表5-3 主变压器二次侧断路器选择表型号额定电压kV最高工作电压kV额定电流kA额定开断电流kA额定短时耐受电流kA额定峰值耐受电流kA额定关合电流kA额定合闸时间s全开断时间sZN28-1210 12 630 20 20(4S)50 50 0.060.031)热稳定的校验 s=0.13+0.050.18s又1600 即合格2)动稳定的校验