220KV变电站初步设计方案

1 220电站初步设计方案 第 1章 概述 述 随着社会的发展，电能被日益广泛的应用于工农业生产以及人民的日常生活中。电能可以方便的转化为期他形式的能源，例：机械能、热能、光能、磁能等，并且电能的输送和分配易于实现，可以输送到需要它的人和工作场所和生活场所。电能的应用规模也很灵活以电能作为动力，可以促进工农业的机械化和自动化。保证产品质量大幅度提高劳动生产率。同时提高电气化程度以电能代替其它形式的能源，是节约能源消耗的一个重要的途径 电力工业电能的生产、输送、分配和消费与其它工业的区别在于： （一）、与国 民经济各部门的关系非常密切。 （二）、电力系统从一种运行方式过度到另一种运行方式的过度，过程非常短促。 （三）、电能的生产、输送、分配和消费实际上同时完成的不能大量储存。 变电站是联系发电厂和电力用户的重要纽带，是将电能从产品变成商品的中间环节。它担负着电能转换和电能重新分配的重要任务。对国家经济的发展有着极其重要的作用。 本次所设计变电站担负着向开发区的炼钢厂供电及变电所附近的地区负荷供电，承担着该市的输变电任务。根据电力系统技术规程中的有关部分，特别是： 第 ：系统设计应在国家计划经济的指 导下，在审议后的中期、长期电力规划的基础上，从电力系统整体出发，进一步研究提出系统设计的具体方案；应合理利用能源，合理布局电源和网络，使发、输、变电及无功建设配套协调，并为系统的继电保护设计，系统自动装置设计及下一级电压的系统等创造条件。设计方案应技术先进、过度方便、运行灵活、切实可行，以经济、可靠、质量合格和充足的电能来满足国民经济各部门与人民生活不断增长的需要。 第 ：系统设计的设计水平可为今后第五年至第十年的某一年，并应对过度年进行研究（五年内逐年研究），远景水平可为第十年至第十五年的某一年 ，且宜与国民经济计划的年份相一致。系统设计经审查后，二至三年进行编制，但有重大变化时，应及时修改。 2 该市郊 220电站是地区性城市变电站，它由系统同时向炼钢厂和地区负荷供电，系统总容量为： 000100时向变电站供电，变电站与系统联系较为紧密，在整个系统中占有重要地位。 次设计的内容 变电所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。故本次 220电站设计主要为电气一次部分设计。 电气一次部分设计主要包括变电所总体分析、电力系统分析、主接线的选择、主变的选择、所用变的选择、无功补偿的设计、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置和防雷保护等内容。本部分设计主要参考了电气一次部分设计手册、电气一次部分设备手册等，按照有关的技术规程和工程实例进行的。 次设计的任务 本次设计的主要任务是 220变电站的设计，设计的内容包括电气的一次部分的设计和计算。在一次部分中，要对电力系统和变电站进行总体分析，然后确定变电站电气主接线的 型式，并在此过程中进行系统的无功补偿、调压计算、短路电流计算以及电气设备的选择。在具体计算后，还要为建造变电站进行配电装置及电气总平面的布置设计，使建站合理化，并进行防雷设计，保证安全。 第 2 章 变电站分析 电站总体分析 水力、火力及核能等发电站发出的的电能，由于经济上的原因把电压升高，用输电线送到变电站，在这里把电压降低，用输电线再送到其他变电站，或通过输电线和配电线路送到用户。这样，在变电站除了把输电线送来的电压和电流进行变换，集中和分配外，为了使电能的质量良好以及设备安全，进行电压调 整、电力潮流控制以及输配电线和变电站的保护 。 电站设计要求 10 年发展规划进行做到远，近期结合。以 3 近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 须以全出发，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，综合国情合理地确定设计方案。 须坚持节约用地的原则。 应符合现行的国家有关标准和规范的规定。 该变电所是一个 220区性城市变电所，向市区的炼钢厂及附近地区 负荷供电，它由系统 1（容量为 200系统 2（容量为 40系统 3（容量为2100电，同时向变电站供电，与系统联系紧密。 （ 1）建设的必要性 该所位于市郊的工矿企业集中区的中心，为满足该地区经济发展及人民生活需要，决定再此建设此区域性变电所。 （ 2）建设规模 根据电力系统规划，本变电所的规模如下 : 电压等级： 220/110/10路回数： 220期 3回， 远景发展 2 回； 110期 2回， 远景发展 2 回； 10期 10回， 远景发展 2 回。 力系统接线图 图 24 荷分析 根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，即一级负荷、二级负荷、三级负荷。负荷等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也不同。 如果停电，一级负荷将造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染；对工厂将造成经济上的巨大损失，如重要的大型的 设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响。二级负荷会造成较大的经济损失，如生产的主要设备损坏、产品大量报废或减产；还可能引起社会秩序混乱或较严重的政治影响。三级负荷造成的损失不大或不会造 成直接经济损失。由此可知，供电的稳定性直接影响经济的发展，负荷等级不同，对供电的要求也不相同：对于一级负荷，必须有二个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对特别重要的一级负荷应该由二个独立电源点供电。对于二级负荷，一般要有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷供电。对于三级负荷，一般只需一个电源供电。 在 110荷中炼钢厂的一类负荷比较大，发生断电时，会造成生产机械的寿命缩短和一定的经济损失 在 10 车厂，电机厂，炼油厂一类负荷比较大；若发生停电对企业造成出现次品，机器损坏，甚至出现事故，严重时造成重大经济损失和人员伤亡，必须保证其供电可靠性。 5 第 3 章 主变的选择 变选择 变压器是变电所中最重要的和最贵重的是设备，变压器的选择在变电所中是比较重要的。 它是变电站中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送，分配和利用。 变压器的分类方法比较多，按功能分有升压变压器和降压变压器，按相数分有单相和三相变压器，按绕组导体的材质分有铜绕组和铝绕组变压器，按冷却方式和绕组绝缘 分有油浸式，干式两大类，其中油浸式变压器又有油浸自冷式，油浸风冷式，油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。而干式变压器又有浇注式，开启式，充气压（ 。按用途又可分为普通变压器和特种变压器，按调压方式分有无载调压变压器和有载调压变压器。安装在总降压变电所的变压器通常被称为主变压器， 610变压器常被叫做配电变压器。 在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如 列或 列。高损耗变压器已被淘汰，不在采用，在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器 ，供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器 （ ）；对于高建筑，地下建筑，发电厂化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用干式电力变压器（ ）；对电网电压波动较大的，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器（ ）降压变电所主变压器台数和容量的确定。 主变压器的选择原则 选择主变压器台数时应考率下列原则： 应满足用电负荷对供电可靠性的要求 ,对供有大量一、二级负荷的变电所 ,应采用两台变压器 ,以便当一台变压器发生故障或检修时 ,另一台变压器对一二级负荷继续供电 也可以只采一台变压器 ,但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源或另有自备电源。 （ 1） 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所也可以考虑采用两台变压器。 （ 2） 除上述两种情况外 ,一般车间变电所宜采用一台变压器 虽为三级负荷 ,也可以采用两台变压器。 （ 3） 在确定变电所主要变压器台数时 ,应适当考虑负荷的发展留有一定的余地。 6 压器容量的选择 主变容量选择应考虑： （参考电力工程电气设计手册一中的第五章 214P ） （ 1）主变容量选择一般应按变电所建成后 5的规划负荷选择，并适当考虑到远期几年发展，对城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合。 （ 2）根据变电所带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主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、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全部负荷的 60。 (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。（主要考虑备用品，备件及维修方便。） 由计算结果得知应选择容量为 20 型。 变台数的考虑原则及台数的选择： （ 1）对大城市的一次变，在中、低压侧构成环网情况下，装两台主变为宜。 （ 2）对地区性孤立的一次变或大型的工业专用变电所，设计时应考虑装三台的可能性。 （ 3）对规划只装两台主变的变电所，其主变基础宜大于变压器容量的 1便负荷发展时更换主变。 由以上分析知应选择两台主变。 压器型式的选择 数的选择 由相应规程规定，若站址地势开阔，交通运输方便，也不是由于容量过大而无法解决制造问题宜采用三相变压器，结合以上分析，此变电所应采用三相变压器。 组数和绕组连接方式的选择 参考电力工程电气设计手册和相应的规程中指出：在具有三种电压的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的 15以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所的实际情况，由主变容量选择部分的计算数据，明显满足上述情况。故该市郊变电所主变选择三绕组变压器。 参考电力工程电气设计 手册和相应规程指出：变压器绕组的连接方式必须和系统电压一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的连接方式 7 有 Y 和型两种，而且为保证消除三次谐波的影响，必须有一个绕组是型的，我国 110以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中型点，所以都需要选择 0Y 的连接方式。而 6的连接方式。 故该市郊变电所主变应采用的绕组连接方式为：110. . N。 变阻抗和调压方式的选择 参考电力系统电气设计 手册和相应规程中指出：变压器各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定，潮流方向，无功分配，继电保护，短路电流，系统内的调压手段和并列运行等的方面进行综合考虑，并应以对工程起决定性作用的因素来确定。 变压器的阻抗选择实际上是指三个绕组在变压器铁心中缠绕的位置，由此变压器可以分为升压结构和降压结构两种类型。 调压方式是指采用有载（带负荷）调压还是手动（不带负荷）调压方式。规程规定：在能满足电压正常波动情况下可以采用手动调压方式（手动调压方式的变压器便宜、维修方便）。近年来随着对电压质量的要求的提高和有载调压变压器的 质量的提高，作为城市变电站，一般也都用有载调压方式。 综合以上分析本设计中此变电站的主变宜采用有载调压方式。 变压器的冷却方式 根据型号有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环等。 按一般情况， 220电站宜选用自然风冷式。 压器各侧电压的选择 作为电源侧，为保证向线路末端供电的电压质量，即保证在 10%电压损耗的情况下，线路末端的电压应保证在额定值，所以，电源侧的主变电压按 10%额定电压选择，而降压变压器作为末端可按照额定电压选择。所以，对于 220，考虑到要选择节能新型的， 220应该选 22010选 115 10 绝缘、半绝缘、绕组材料等问题的解决 在 110了减小单相接地时的短路电流，有一部分变压器的中性点采用不接地的方式，因而需要考虑中性点绝缘的保护问题。 220110采用分级绝缘的经济效益比较显著，并且选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护。 10为中性点不直接接地系统中的变压器，其中性点都采用全绝缘。 8 第 4 章 电气主接线设计 气主接线设计 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家的经济建设方针、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、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，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。 电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，它要求用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置全部基本组成和连接 关系，代表该变电站电气部分的主体结构，是电力系统结构网络的重要组成部分。 设计的合理性直接影响电力系统运行的可靠性，灵活性及对电器的选择、配电装置、继电保护、自动控制装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，我们要重视电气主接线的设计。在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的设备和现化的自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，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。一般应当从以下几方面考虑： （ 1） 投资省 主接线应简单清晰，以节省开关 电器数量，降低投资；要适当采用限制短路电流的措施，以便选用价廉的电器或轻型电器；二次控制与保护方式不应过于复杂，以利于和节约二次设备及电缆的投资。 （ 2）占地面积少 主接线设计要为配电布置创造节约土地的条件，经可能使占地面积减少。同时应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电所，在可能和允许条件下，应采取一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益。 （ 3） 电能损耗少 在发电厂或变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量、和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。 因此 ,主接线的设计必须根据电力系统 ,发电厂或变电站的具体情况 ,全面分析正确处理好各方面的关系 ,通过技术经济比较 ,合理的选择主接线方案。决定电压等级和出线回数。因此 ,发电厂和变电站的主接线必须满足以下基本要求 : 1. 根据发电厂变电站在电力系统中的地位 ,作用和用户性质 ,保证必要的供电可靠行和电能质量的要求。 9 运行灵活和操作方便。 维护和检修的安全和方便。 节省运行费用。 实现分期过度。 我们在比较各种电气主接线的优劣时，主 要考虑其可靠性、灵活性、经济性三个方面。我们可以遵循以下原则来满足其可靠性、灵活性及经济性。首先，在比较主接线可靠性的时候，应从以下几个方面考虑： （ 1）断路器检修时，能否不影响供电； （ 2）线路、断路器或母线故障时以及母线或隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对、类用户的供电； （ 3）变电站全部停电的可能性； （ 4）大型机组突然停电时，对电力系统稳定性的影响与后果因素。 其次，电气主接线在满足可靠性与灵活性的前提下做到经济合理，应主要从以 下几个方面考虑，来满足其经济性： （ 1）投资省； （ 2）占地面积小； （ 3）电能损耗少； （ 4）扩建和扩展的可能性。 接线设计应满足的基本要求 变电所的主接线应根据变电所所在电网中的地位、出线回路数、设备特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。 接线设计 结合本变电站的实际情况， 220回出线， 110回出线， 102回出线 侧均不允许断电。故可对各电压等级侧主接线设计 方案作以下处理： （ 1） 220根据要求可以草拟以下两种方案： 10 2 11 段方案 1 ：单母分段 21 段311 段方案 2 : 单母分段带旁母 列表对以上两种方案进行比较： 方案 项目 方案 I 单母分段 方案 单母分段带旁母接线 可 靠 性 用断路器把母线分段后 ,对重要用户可从不同段引出两个回路 , 保证不间断供电，可靠；检修出线断路器，可以不停电检修，供电可靠性高 用断路器把母线分段后 ,对重要用户可从不同段引出两个回路 ,保证不间断供电，可靠 灵 活 性 当一回线路故障时 ,分段断路器自动将故障段隔离 ,保证正常段 母线不间断供电 ,不致使重要用户停电 当一回线路故障时 ,分段断路器自动将故障段隔离 ,保证正常段母线不间断供电 ,不致使重要用户停电 经 济 性 接线简单，增加了设备 ,投资较方案高 接线简单 ,运行设备少，投资少，年运行费用少 由以上比较结果知，这两种方案都有较好的可靠性和灵活性。由于本变电站在整个系统中占有较重要的地位，要求保证某些重要的用户不可中断供电，故要求系统有更好的供电可靠性，综合考虑， 220宜采用方案 2。 （ 2） 110根据要求可以草拟以下两种方案： 11 21 段311 段方案 1 : 单母分段带旁母 2 31 段 11 段方案 2 ：单母分段 列表对以上两种方案进行比较： 方案 项目 方案 方案 单母分段 可 靠 性 用断路器把母线分段后 ,对重要用户可从不同段引出两个回路 , 保证不间断供电，可靠；检修出线断路器，可以不停电检修，供电可靠性高 用断路器把母线分段后 ,对重要用户可从不同段引出两个回路 ,可靠，适合用于屋内布置，可采用手车式断路器，这样可保证进出线检修时不中断供电 灵 活 性 当一回线路故障时 ,分段断路器自动将故障段隔离 ,保证正常段母线不间断供电 ,不致使重 要用户停电 当一回线路故障时 ,分段断路器自动将故障段隔离 ,保证正常段母线不间断供电 ,不致使重要用户停电，且扩建方便 经 济 性 占地面积大，多一旁路增加了投资 占地面积小，但小车投资多 表中分析可以知道， 110压级，综合考虑主接线的基本要求，合理考虑市区电力负荷的基本情况以及市区的经济状况，通过比较，最后选择第 (1)方案，即采用单母分段的电气主接线形式。这种主接线形式能够满足市郊对电力负荷的用电要求，考虑了今后随着经济的发展，还有扩建的可能，另外，在此用电负荷中有少量的一级负荷和二级负荷。因此 ，选择了单母线分段带旁母的主接线形式。 12 （ 3） 10 列表对以上两种方案进行比较： 基本要求 /方案 方案（）单母分段 方案（）单母分段带旁母接线 可 靠 性 无论检修断路器或变压器故障时，均不会造成重要的电力负荷停电。使用的电气设备比较多，出现故障的几率也比较大。 具有较强的供电可靠性。选择轻型的电气设备。 使用的设备比较少，出现故障的几率比较底。 灵 活 性 电气主接线的结构简单，但调度灵活性较差。易于扩建和扩展。 运行方式相对简单，并且具有较好的灵活 性。易于扩建和实现自动化。 经 济 性 使用的电气设备多，投资大，年运行费用高。占地面积比较大。 使用的设备相对少，投资少，年运行费用不高。占地面积比较小。 由表中分析可以知道， 10压级，综合考虑主接线的基本要求，合理考虑市区电力负荷的基本情况以及市区的经济状况，通过比较，最后选择第 ( )方案，即采用双母线接线的电气主接线形式。这种主接线形式能够满足市区各级电力负荷的用电要求，考虑了今后随着经济的发展，还有扩建和扩展的可能，另外，由于进出线回路数比较多，且各回路出线的负荷等级中一，二级负荷较多。 综上分析可以得出：市区新建变电站的电气主接线形式为， 220110压级采用单母线分段带旁母的主接线形式 10压级采用单母线分段带旁母主接线形式。变电站电气主接线图详见附录。 21 段311 段方案 2 : 单母分段带旁母2 31 段 11 段方案 1 ：单母分段 13 第 5 章 短路电流的计算 供电系统要求正常的不间断对用电负荷供电，以保证生产和生活的正常进行。然而，由于各种原因也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。 电力系统中出现最多的故障形式是短路。所谓短路既是指载流导体相与相之间发生非正常接触情况，在中性点直接接地的系统中还有各相与地之间的短 路。同时论述了短路电流的计算及电气设备的选择与校验。 造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣，绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格，绝缘合乎要求而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损坏而造成短路。 工作人员由于违反安全操作规程而发生误操作，或者误将低电压设备接入较高的电压的电路中，也可能造成短路。 短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大的多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几千万安。如此大的短路 电流可对供电系统产生极大的危害： 1） 短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其它元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故。 2） 短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。 3） 短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路电越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大。 4） 严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。 5） 不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电 子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。 由此可见，短路的后果十分严重，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算，以便正确的选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不至损坏。 为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等，也必须计算短路电流。 在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等， 其中两相接地短路实质是两相短路。按短路电路得对称性来分，三相短 路属对称性短路其他形式为不对称性短路。电力系统中，发生单相短路的可 14 能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般情况下特别是远离电源的供电系统中，三相短路地短路电流最大，因此造成的危害也最为严重。为了是电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠的工作，因此，作为选择和校验电气设备用的短路计算中，以三相短路计算为主。实际上，不对称短路也可以按对称分量发将不对称的短路电流分解为对称的正序、负序和零序分量，然后按对称量来分析和计算，所以对称的三相短路分析计算也是不对称短路分析计算的基础 。因此，本文的短路电流计 算都以三相短路为例。 短路电流的计算目的 短路电流的危害 在供电系统中发生短路故障时，在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍至几十倍，通常可达数千安，短路电流通过电气设备和导线必然要产生很大的电动力，并且使设备温度急剧上升有可能损坏设备和电缆；在短路点附近电压显著下降，造成这些地方供电中断或影响电动机正常工作；发生接地短路时所出现的不对称短路电流，将对通信线路产生干扰；当短路点离发电厂很近时，将造成发电机失去同步，而使整个电力系统的运行解列。 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。 短路电流的计算 短路电流计算结果 表 5路点电流计算结果 15 类别 短路点 2 2 3 短路电流的计算过程 一般情况下，最大短路电流出现在三相短路的情况下，实际上应该将各短路点短路时的电流值计算出并进行比较，以得出最大的短路电流值。结合本次设计的实际情况，我们按最严重母线短路来考虑，在母线上三相短路电流最大，因此，设三个短路电流计算点，即 20100般短路电流在两台变压器并联时处于最大值，因此我们这里主要介绍在两台变压器并联情况下的短路电流。 原理图为： 1 2 3 4 5 6i t l eN um be r R e vi s i i z a t e : 14- A 2006 S he e t F i l e : E : 毕业设计 新建文件夹 di e i .D r a w n B y :0X 11X 126 X 183（ a） 16 (b) （ ）取 00用式* 计算书各元件的电抗。 发电机 6 0 0 01 4 2 统 S： 00 010 000 07 10 3 4 5 6i t l eN um be r R e vi s i i z a t e : 14- A 2006 S he e t F i l e : E : 毕业设计 新建文件夹 di e i .D r a w n B y :37 0 1 5 01 0 5 01 0 8 01 0 a） 所示。 （） 当 短路时 ： ( )网络化简，求转移阻抗。 （ c） 联得 联得 图（ d）。 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 1 7 - A p r - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : F : P R O T E L E X A M P L E S M y D e s i g n . d d b D r a w n B y :X 1 8 X 1 4X 1 9 X 1 3X 1 5X 2 0 18 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 1 7 - A p r - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : F : P R O T E L E X A M P L E S M y D e s i g n . d d b D r a w n B y :X 2 1X 1 5X 2 0X 2 2(d) ( ) 利用 Y 转换法，将等值电路化简为图（ e） 所示 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 1 7 - A p r - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : F : P R O T E L E X A M P L E S M y D e s i g n . d d b D r a w n B y :X 2 3X 2 0X 2 4e） 4 3 0 9 对 转移阻抗。 ( )各电源的计算电抗，用式 计算 19 2 0 9 02 1 0 00 2 2 I I ) 1 I， 32 、 查 运算曲线表得。 2 则 2 3 03 03 032 1 0 00 7 = 当 I 0 （） 当 短路时 20 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 1 7 - A p r - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : F : P R O T E L E X A M P L E S M y D e s i g n . d d b D r a w n B y :X 2 3X 2 0X 2 4 k2(f) 利用 Y 法等效 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 1 7 - A p r - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : F : P R O T E L E X A M P L E S M y D e s i g n . d d b D r a w n B y :X 1X 2g） I I I I 其中 21 当 A ) I I 4 K A ) = （） 当 短路时 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 1 7 - A p r - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : F : P R O T E L E X A M P L E S M y D e s i g n . d d b D r a w n B y : Y 法等效 22 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 1 7 - A p r - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : F : P R O T E L E X A M P L E S M y D e s i g n . d d b D r a w n B y :X I 0 I I I 于 其中 即 A ) 当 )( )( )( 23 第 6 章 电气设备选择 概述 气设备选择 次设计中电气选择的主要任务 （ 1）导体和绝缘子 导体的选择主要有：各电压级的汇流母线及各电压级的绝缘子等。 （ 2）电气设备 电气设备包括各电压级的断路器、旁路断路器、分段断路器、以及相应的隔离开关、熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管选择及其一次接线的编号。 择导体和电器的一般原 则 根据导体和电器选择技术规定 条规定： （ 1）应力求技术先进、安全适用、经济合理； （ 2）应满足正常运行、检修、短路、过电压情况下的要求，并考虑远景发展； （ 3）应按当地环境条件校准； （ 4）选择的导体品种不宜过多； （ 5）应与整个工程建设标准协调一致； （ 6）选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠的试验数据，并经主管单位鉴定合格。 择导体和电器的技术条件 长期工作条件选择 参考导体和电器的选择设计技术规定 第 选用的电器允许最高工 作电压不得低于该回路的最高运行电压。 即： U . 其中， U U 一般按照 U 选择电气设备的额定电压。 第 : 选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流，由于高压开路电器没有连续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各中可能运行 24 方式下回路持续工作电流的要求。在断路器、隔离开关、空气自然冷却限流电抗器等电器各 部分的最大允许发热温度，不超过交流高压电器在长期工作时的发热 这些电器使用在环境温度高于 +40（但不高于 +60）时，环境温度每增加 1，减少额定电流的 当使用在环境温度低于 +40时，环境温度每降低 1，增加额定电流的 但其最大过负荷不得超过额定电流的 20%。 即： 对于导体： 对于电器： * 计算方 法 1汇流主母线 220实际功率分布进行计算 110m (1 1 0 )I 1 a x N K 10)10(m 2旁路母线回路 电流定电流或最大持续工作需要旁路回路的最大额3主变的引下线 对应电压侧 4出线 单回线： 最大负荷电流双回线： 单回线路最大负荷电流（ m 5母联回路 I 的母线上最大一台变压器 6分段回路 m （ K=变压器额定电流 体和电器的选取及校验条件 体的选择 线的选择 参考导体和电器选择设计技术规定： 第 载流导体宜采用铝质材料，下列场所可选 用铜质材料的硬导体。 （ 1）持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部或采用硬铝导体穿墙套管有困难时； （ 2）污秽对铜腐蚀较轻微而对铝有较严重腐蚀的场所。 25 第 ： 20下回路的正常工作电流在 4000A 及以下时，宜采用矩形导体，在 4000，宜选用槽形导体。 110采用硬导体时，宜选用铝合金管形导体。 0线电缆选择 （ 1）依据发电厂电气部分电力电缆应按下列条件选择和校验 : a. 电缆芯线材料及型号 b. 额定电压 c. 截面选择 d. 允许电压降校验 e. 热稳定校验 f. 电缆的动稳定由厂家保证，可不必校验。 （ 2）电缆芯线材料及型号选择 电缆芯线有铜芯和铝芯，国内工程一般选用铝芯，电缆的型号应根据其用途，敷设方式和使用条件进行选择，该市变电站 10线选用三相铝芯电缆。 （ 3）电压选择：电缆的额定电压应大于等于所在电网的电压。 （ 4）截面选择：电力电缆截面一般按长期发热允许电流选择，当电流的最大负荷利用小时数大于 5000小时且长度超过 20m 时，应按经济电流密度选择。 器选择 路器选择 按照电力工程设计手册237路器型式的选择除应满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较后确定选择断路器。 根据电力工程电气设计手册（电气一次部分）第 6 2 节规定： 35以下，可选用少油、真空、多油断路器等，应注意经济性。 3