毕业设计（论文）-110kv变电所电气部分设计.doc

毕 业 设 计 (论 文)电气与电子工程 系（院） 函授吉安供电管理专业毕业设计（论文）题目 某110kv区域变电所电气部分初步设计学生姓名 班 级 学 号 指导教师 毕业设计（论文）任务书一、毕业设计(论文)题目：某110kv区域变电所电气部分初步设计二、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、根据电力系统规划需新建一座110kv区域变电所。该所建成后与110kv电网相连，并供给近区用户。该变电站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网。（小部分就地消化外）2、工程远期（最终）建设规模为：（主接线远期部分为虚线）1）主变压器131.5mva +131.5mva。2）电压等级采用110kv/35kv/10kv。3）110kv出线2回。 4）35kv出线8回。5）10kv出线14回。 6）不考虑无功补偿。3、工程本期建设规模为：（主接线为实线）1）主变压器131.5mva。2）110kv出线1回；3）35kv线路6回，其中3回专线由用户出资建设；4）10kv线路7回，其中3回专线由用户出资建设；5）110kv出线取最大负荷利用小时数为tzd=4500h；6、编制设计成果（1周）1）编制设计说明书2）编制设计计算书3）绘制变电站主接线图纸1张（a2图纸）4）绘制主变三侧交流（电流、电压）回路展开图3张（a2图纸）5）绘制主变三侧保护、控制回路展开图1张（a2图纸）6）绘制110kv、35kv、10kv出线保护、控制回路展开图3张（a2图纸）7）绘制10kv配电装置配置图1张（a2图纸）四、主 要参考资料：1、电力工程设计手册第一册、第二册 上海科技出版社2、发电厂电气部分华中工学院 范锡普3、短路电流实用计算中国电力出版社 李瑞荣4、电气工程专业毕业设计指南 电力系统分册中国水利电力出版社 陈跃5、电气工程专业毕业设计指南 继电保护分册中国水利电力出版社 韩笑水电上网负荷预测表单位:kw(负荷) 万kwh(电量)上网负荷/年份2005年2006年2007年2008年2009年2010年2012年2015年35kv营盘圩线0026002600260026002600260035kv兴水岭线6500650065006500650065006500650035kv上湾线2460246024602460246024602460246035kv利民线0034003400340034003400340035kv立新线0000002000200035kv燕子崖线0000040004000400010kv阡陌线1050105010501050105010501050105010kv双山线2900290029002900290029002900290010kv营盘圩线1700170017001700170017001700170010kv滁洲线0015901590159015901590159010kv清秀线0001000100010001000100010kv川桃线0000120012001200120010kv营盘乡线0030003000300030003000300035kv河下线00180001800018000180001800018000装机容量合计1461014610432004420045400494005140051400上网容量合计1168811688345603536036320395204112041120上网电量合计56625662166361701617454190861983819838某区水电上网单位:kw10kv上网容量5650565010240112401244012440124401244035kv上网容量89608960329603296032960369603896038960装机容量合计1461014610432004420045400494005140051400上网容量合计1168811688345603536036320395204112041120用电负荷151181.2217.4260.9313.1375.7450.9541.1变电容量合计1153711507343433509936007391444066940579计算容载比1.41.41.41.41.41.41.41.4需110kv变电容量(kva)1615216110480804913950410548025693756811已有110kv变电容量(kva)00400004000040000400008000080000应增110kv变电容量(kva)16152161108080913910410148022306323189实增110kv变电容量(kva)0040000000400000实际容载比 001.1651.141.1111.0221.9671.971目 录摘 要错误！未定义书签。第一章 主变压器选型错误！未定义书签。1.1 概述错误！未定义书签。1.2 主变台数的选择错误！未定义书签。1.3 主变压器容量的确定错误！未定义书签。1.3.1 110kv侧负荷错误！未定义书签。1.3.2 35kv侧负荷错误！未定义书签。1.3.3 10kv侧负荷错误！未定义书签。1.3.4 上网容量计算错误！未定义书签。1.3.5 主变压器容量的确定错误！未定义书签。2.4 主变压器形式的选择错误！未定义书签。2.4.1主变相数的选择错误！未定义书签。2.4.2绕组的选择错误！未定义书签。2.4.3主变调压方式的选择错误！未定义书签。2.4.4连接组别的选择错误！未定义书签。2.4.5容量比的选择错误！未定义书签。2.4.6主变冷却方式的选择错误！未定义书签。第二章 电气主接线的选择102.1概述102.2各种主接线接线方式的特点112.2.1单母线接线112.2.2 单母线分段接线122.2.3 单母分段带旁路母线122.2.4 桥型接线122.2.5 角形接线122.2.6 一台半断路器接线132.2.7 双母线接线132.2.8 双母线分段接线142.3主接线接线方式选择142.3.1 110kv侧主接线方式选择14第三章 短路电流计算目的、条件及一般规定153.1 短路电流计算的目的和条件153.1.1 短路电流计算的目的153.1.2短路电流计算条件153.1 一般规定163.2短路电流计算163.2.1 线路阻抗计算163.2.2变压器阻抗计算183.2.3 系统网络图183.2.4 110kv侧母线短路计算193.2.5 35kv侧母线短路计算223.2.6 10kv母线短路计算24第四章 电气设备的选择错误！未定义书签。4.1 导体和电气设备选择的一般条件错误！未定义书签。4.1.1一般原则错误！未定义书签。4.1.2技术条件错误！未定义书签。4.1.3 环境条件错误！未定义书签。4.2断路器的选择错误！未定义书签。4.2.1 110kv侧断路器错误！未定义书签。4.2.2 35kv侧断路器错误！未定义书签。4.3 隔离开关的选择错误！未定义书签。4.3.1 110kv隔离开关的选择错误！未定义书签。4.3.2 35kv侧隔离开关错误！未定义书签。4.4高压熔断器的选择错误！未定义书签。4.5 互感器的选择错误！未定义书签。4.5.1 互感器的作用错误！未定义书签。4.5.2 电流互感器的特点错误！未定义书签。4.5.3 电压互感器的特点错误！未定义书签。4.5.4 电流互感器的选择错误！未定义书签。4.5.4.1 110kv侧错误！未定义书签。4.5.4.2 35kv侧错误！未定义书签。4.5.5 电压互感器的选择错误！未定义书签。4.5.5.1 110kv侧电压互感器错误！未定义书签。4.5.5.2 35kv侧电压互感器错误！未定义书签。4.5.5.3 10kv侧电压互感器错误！未定义书签。4.6 所用变压器的选择错误！未定义书签。4.7 母线的选择错误！未定义书签。4.7.1 110kv侧母线错误！未定义书签。4.7.2 35kv侧母线错误！未定义书签。4.7.3 10kv侧母线错误！未定义书签。4.8 10kv高压开关柜的选择错误！未定义书签。4.8.1 进线回路开关柜的选择错误！未定义书签。4.8.1.1 断路器的选择错误！未定义书签。4.8.1.2隔离开关的选择错误！未定义书签。4.8.1.3电流互感器的选择错误！未定义书签。4.8.1.4 10kv侧电压互感器错误！未定义书签。4.8.2 出线回路开关柜的选择错误！未定义书签。第五章 主变压器的保护错误！未定义书签。5.1 主变压器的主保护错误！未定义书签。5.1.1 瓦斯保护错误！未定义书签。5.1.2 差动保护错误！未定义书签。5.1.3 主变压器的后备保护错误！未定义书签。5.1.4 主变压器的过负荷保护错误！未定义书签。5.2 主变压器主保护的整定计算错误！未定义书签。5.2.1 差动保护计算错误！未定义书签。第六章 变电站的接地设计286.1 变电站接地装置的设计原则286.2 接地设计一般程序296.3 变电站的接地装置29附 图错误！未定义书签。结 语错误！未定义书签。参考资料错误！未定义书签。致 谢错误！未定义书签。摘要本次设计的课题是一个110kv变电站初步电气设计，该站建成后与110kv电网相连，具有110kv、35kv、10kv等三个电压等级，35kv、10kv线路以接受区域小水电电力为主，区域小水电电力大部分向110kv主网输送，小部分就地消化。本站位于镇郊，地势平坦，交通便利，无环境污染，站址工程地质良好。由于该站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网，停电对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响，因此，本次设计的变电站主变采用一台sfsz10-31500/110kv型三绕组有载调压变压器，容量比为100/100/100，两台互为备用，即使有一台主变停电后，也可由另一台主变带全部外送电力的70%以上，提高了供电的可靠性。远期设计的变电站主变采用两台sfsz10-31500/110kv型三绕组有载调压变压器，容量比为100/100/100，两台互为备用。110kv侧主接线最后采用单母线接线，35kv侧采用单母线分段接线， 10kv侧也采用单母线分段接线。工程本期建设，110kv出线1回，预留1回110kv出线位置。35kv电源进线5回，分别为营盘圩线、兴水岭线、上湾线、利民线、河下线。预留2回35kv电源进线位置，即：立新线、燕子崖线。10kv电源进线5回，分别为阡陌线、双山线、营盘圩线、滁洲线、营盘乡线。预留2回10kv电源进线位置，即：清秀线、川桃线。10kv负荷出线2回。35kv、10kv线路侧电源进线及负荷出线将大致均匀地分布于各分段母线上。10kv侧装设两台站用变压器，分别接于两分段母线上，平时两台站用变压器分列运行，当一台站用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。由于本站35kv、10kv线路所接的机组大部分为同步电机，具有调相功能，故不考虑无功补偿问题。本变电站配电装置采用普通中型配电装置，110kv及35kv采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一组隔离开关电器距离增大，缩短配电装置的纵向距离。主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设有两段零序保护及放电间隙保护。本变电站110kv配电装置（朝向），35kv配电装置（朝向），主变位于于二者之间，其间有行车大道，环形小道，电缆沟盖板作为巡视小道。110kv 配电装置有 间隔，35kv配电装置有 间隔。本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。此设计是一个初步设计，主要根据任务书提供的原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出的第二章 电气主接线的选择2.1概述电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟订有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响，通过技术经济比较，合理确定主接线。在选择电气主接线时，应以下列各点作为设计依据：变电所在电力系统中的地位和作用，负荷大小和重要性等条件确定，并且满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。一、可靠性是电力生产和分配的首要要求。主接线首先应满足这个要求。主接线可靠性的具体要求：1、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2、断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或部分二级负荷的供电。3、尽量避免发电厂，变电所全部停运。二、灵活性。主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。、调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。、检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。、扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下投入新设备并且对一次和二次部分的改建工作量最少。三、经济性 主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，做到经济合理。、投资省主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备控制电缆。要能限制短路电流、以便于选择价廉的电气设备或轻型电缆。如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kv及以下终端或分支变电所可采用简单电器。、占地面积小，主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。、电能损失少，经济合理地选择主变压器的种类（比如绕组、三绕组、自耦变压器），容量、数量，要避免两次变压而增加电能损失。2.2各种主接线接线方式的特点 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出线有2回，35kv进出线有7回，10kv进出线有9回，所以采用有母线的连接。2.2.1单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。适用范围：k配电装置的出线回路数不超过回；k配电装置出线回路数不超过回；k配电装置的出线回路数不超过回。2.2.2 单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，两段母线可看成是两个独立电源，提高了供电的可靠性，可对重要用户供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线继续工作。缺点：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。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：）k配电装置出线回路数为回及以上时； 2）35kv配电装置出线回路数为48回时； 3）110220kv配电装置出线回路数为34回时。2.2.3 单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35110kv的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.2.4 桥型接线、内桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。2.2.5 角形接线优点：投资省，平均每回路只需装设一台断路器。设有汇流母线，在接线的任一段上发生故障，只需切除这一段及与其相连接的元件，对系统运行的影响小。接线成闭合环形，在闭环运行时，可靠性、灵活性较高，每回路由两台断路器供电，任一台断路器检修，不需中断供电，也不需旁路设施，隔离开关只作为检修时隔离之用，以减少误操作可能性。占地面积小。缺点：任一台断路器检修，都成开环运行，从而降低了接线的可靠性。因此，断路器数量不能多，即进出线回路数要受到限制。每一进出线回路都连接着两台断路器，每一台断路器又连接两个回路，从而使继电保护和控制回路较单、双母线接线复杂。适用范围：适用于最终进出线为35回的110kv及以上配电装置。不宜用于有再扩建可能的发电厂变电所中。2.2.6 一台半断路器接线有高度可靠性，每一回路由两台断路器供电，发生母线故障时，只跳开与此母线相连的所有断路器，任何回路不停电。在事故与检修相重合情况下的停电回路不会多于两回；运行调度灵活，操作检修方便，隔离开关仅作检修时用，避免了将隔离开关作操作时的倒闸操作。检修任一断路器或母线时，回路不需要切换。由于一个回路连接着两台断路器，一台中间断路器连接着两个回路，使继电保护及二次回路复杂，投资较大。这种接线方式一般用于进出线数在6回及以上的超高压配电装置中。2.2.7 双母线接线优点：1、供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断：一组母线故障时，能迅速恢复供电：检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2、调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3、扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4、便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1、增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。2、当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需要隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：610kv配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器；35kv配电装电装置，当出线回路超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110220kv配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110220kv配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为4回及以上时。2.2.8 双母线分段接线双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段的扩建优点，但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。2.3主接线接线方式选择2.3.1 110kv侧主接线方式选择一、110kv侧。110kv侧出线2回，选用单母线不分段接线。二、35kv侧。35kv侧进出线7回（进线7回），选用以下几种接线方案：、单母线分段接线。这种接线方式接线简单、清晰，投资少，但当任一段母线故障、检修时，该母线上的进出线均要停电；任一出线断路器故障、检修，该回路也需停电。这种接线方式经济性好，可靠性高，灵活性较差。、单母线分段带旁路母线，分段断路器兼旁路断路器接线。此接线方式比单项母线分段接线可靠性强，任一出线断路器故障、检修时，该回路不需要停电。、单母线分段带旁路母线，旁路断路器兼作分段断路器。这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35110kv的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。由于两段母线同时发生故障的几率很低，母线侧、线路侧断路器均采用六氟化硫断路器，故障的几率也很低，因此采用单母线分段接线亦可满足供电可靠性的要求，且节约了投资。因此，35kv侧选用单母线分段接线。三、10kv侧。10kv侧进出线9回（进线7回，出线2回），选用以下几种接线方案：、单母线分段接线，它投资少，在10kv配电装置中它基本可以满足可靠性要求。、单母线分段带旁路母线，这种接线方式虽然提高了供电可靠性，但增大了投资。由于进出线回路大致均匀地接于两段母线上，而两段母线同时发生故障的几率很低，因此，采用单母线分段接线亦可满足供电可靠性的要求，且节约了投资，因此，10kv侧采用单母线分段接线。第三章 短路电流计算目的、条件及一般规定在电力系统中运行的电气设备，在其运行中都必须考虑到发生的各种故障和不正常运行状态，最常见也是最危险的故障是各种形式的短路。短路是电力系统的严重故障，所谓短路是指一切不属于正常运行的相与相之间或相与地之间（对于大接地系统）发生金属性连接的情况。在三相系统中，可能发生的有对称的三相短路和不对称的两相短路、两相接地短路和单相接地短路。在各种类型的短路中，单相短路占多数，三相短路几率最小，但其后果最严重。因此，我们采取三相短路（对称短路）来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。3.1 短路电流计算的目的和条件3.1.1 短路电流计算的目的在发电厂和变电站的设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节，其计算的目的有以下几个方面：电气主接线的比较。选择导体和电器。在设计户外高压配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路电流为依据。接地装置的设计，也需要用短路电流。3.1.2短路电流计算条件基本假定：正常工作时，三相系统对称运行。所有电源的电动势相位相角相同。电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行。短路发生在短路电流为最大值的瞬间。不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的激磁电流。除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。输电线路的电容忽略不计。3.1 一般规定1、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流沿用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑远景的发展计划。2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。3.2短路电流计算3.2.1 线路阻抗计算由原始资料可知：110kv侧电源容量为1000mva，归算至本所110kv母线侧阻抗为0.32，sj=100mva。35kv侧电源进线有7回(其中本期5回,远期2回)，归算至本所110kv母线侧的转移电抗分别为6.54、2.62、6.91、5.00、8.50、4.25、0.94。（见附表1）10kv侧电源进线有7回(其中本期5回，远期2回)，归算至本站110kv母线侧阻抗分别为16.19、5.86、10、10.69、17.00、14.17、5.67。（见附表2） 35kv侧各进线同步发电机阻抗计算表（附表1）线路名称次暂态电抗额定标么值xd*e装机容量pe(mw)假定功率因素cos基准功率sj(mva)转移电抗x*j营盘圩线0.22.60.851006.54 兴水岭线0.26.50.851002.62 上湾线0.22.460.851006.91 利民线0.23.40.851005.00 立新线0.220.851008.50 燕子崖线0.240.851004.25 河下线0.2180.851000.94 10kv侧各进线同步电机阻抗计算表（附表2）线路名称次暂态电抗额定标么值xd*e装机容量pe(mw)假定功率因素cos基准功率sj(mva)转移电抗x*j阡陌线0.21.050.8510016.19 双山线0.22.90.851005.86 营盘圩线0.21.70.8510010.00 滁洲线0.21.590.8510010.69 清秀线0.210.8510017.00 川桃线0.21.20.8510014.17 营盘乡线0.230.851005.67 说明:1、所有电源进线的同步电机的次暂态电抗标么值取0.2。 2、x*j=xd*esjcos/pe3.2.2变压器阻抗计算由变压器参数可知：us（-）%=17.50 us（-）%=10.50 us（-）%=6.5us%=(us（-）%+us（-）%-us（-）%)/200=(17.5+10.5-6.5)/200=10.75us%=(us（-）%+us（-）%-us（-）%)/200=(17.5+6.5-10.5)/200=6.75us%=(us（-）%+us（-）%-us（-）%)/200=(6.5+10.5-17.5)/200=-0.25各绕组电抗的标么值为:x=x2=x3=( us%/100)(sj/sn)=(10.75/100) (100/31.5)=0.341x=x4=x5=( us%/100)(sj/sn)=(6.75/100) (100/31.5)=0.214x=x6=x7=( us%/100)(sj/sn)=(-0.25/100) (100/31.5)03.2.3 系统网络图做系统网络图如下：图13.2.4 110kv侧母线短路计算当在110kv母线上发生三相短路时，既d1点短路时，网络简化如下：1) x22=1/(1/x2+1/x3)=0.1705 x23=1/(1/x4+1/x5)=0.107 简化后见图22) x24=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x8x23=8.142 x25=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x9x23=3.257 x26=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x10x23=8.605 x27=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x11x23=6.226 x28=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x12x23=10.584 x29=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x13x23=5.292 x30=(1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23)x14x23=1.176简化后见图3图2图33) y1=1/x15+1/x16+1/x17+1/x18+1/x19+1/x20+1/x21+1/x22+ 1/x24+1/x25+1/x26+1/x27+1/x28+1/x29+1/x30x31=y1x22x24=11.71 x32=y1x22x25=4.69x33=y1x22x26=12.38x34=y1x22x27=8.96x35=y1x22x28=15.23x36=y1x22x29=7.61x37=y1x22x30=1.69x38=y1x22x15=23.3x39=y1x22x16=8.4x40=y1x22x17=14.4x41=y1x22x18=15.4x42=y1x22x19=24.5x43=y1x22x20=20.4x44=y1x22x21=8.2简化后见图4图44) x45=1/(1/x31+1/x32+1/x33+1/x34+1/x35+1/x36+1/x37)=0.782 x46=1/(1/x38+1/x39+1/x40+1/x41+1/x42+1/x43+1/x44)=1.966简化见图5图5短路电流标么值：id1*=1/x1+1/x45+1/x46=1/0.32+1/0.782+1/1.966=4.913在d1点三相短路时，短路电流有名值：id1= id1*sj/（uj）=4.913100/(115)=2.47(ka)因短路发生在变电站110kv侧母线上，故取kch=1.8,则短路冲击电流有效值：ich1= id1(1+2(kch-1)2)1/2=1.51 id1=1.522.47=3.725(ka)短路电流冲击值:ih1=kch id1=1.82.47=6.278(ka)短路容量:sd1=ujid1=1152.47=491.30(mva)3.2.5 35kv侧母线短路计算当在35kv母线上发生三相短路时，即d2点短路，网络简化如下：1） x47=x1+x22=0.4905x48=1/（1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14）=0.436 y2=1/x15+1/x16+1/x17+1/x18+1/x19+1/x20+1/x21+1/x23+1/x47 x49=y2x23x47=0.64 x50=y2x23x15=20.99 x51=y2x23x16=7.60 x52=y2x23x17=12.96x53=y2x23x18=13.86 x54=y2x23x19=22.04 x55=y2x23x19=18.37 x56=y2x23x19=7.35见附图6、图7图6图7x57=1/（1/x50+1/x51+1/x52+1/x53+1/x54+1/x55+1/x56）=1.77见附图8图8短路电流标么值：i*d2=1/x48+1/x49+1/x57=1/0.436+1/0.64+1/1.77=4.429在d2点三相短路时，短路电流有名值：id2= i*d2sj/（uj）=4.429100/(37)=6.91(ka)取kch=1.8，短路冲击电流有效值ich2：ich2= id2(1+2(kch-1)2)0.5=1.51 id2=1.526.91=10.435(ka)短路电流冲击值ich2:ich2=kch id2=1.86.91=17.59(ka)短路容量:sd2=ujid2=376.91=442.88(mva)3.2.6 10kv母线短路计算当在10kv母线上发生三相短路时，即d3点短路，网络简化如下：图91) y3=1/x8+1/x9+1/x10+1/x11+1/x12+1/x13+1/x14+1/x23x24=y3x23x8=8.124x25=y3x23x9=3.257x26=y3x23x10=8.605x27=y3x23x11=6.226x28=y3x23x12=10.584x29=y3x23x13=5.292x30=y3x23x14=1.176见附图10图10x59=1/（1/x24+1/x25+1/x26+1/x27+1/x28+1/x29+1/x30）=0.54见附图11图11短路电流标么值：id3*=1/x47+1/x58+1/x59=1/0.4905+1/1.37+1/0.54=4.6在d3点三相短路时，短路电流有名值：id3= id3*sj/（uj）=4.6100/(10.5)=25.35(ka)取kch=1.8，短路冲击电流有效值ich3：ich3= id3(1+2(kch-1)2)0.5=1.51 id3=1.5225.35=38.285(ka)短路电流冲击值ich3ich3= kch id3=1.825.35=64.532(ka)短路容量:sd3=ujid3=10.525.35=461.10(mva)相关参数短路点基准电压uav（kv）短路电流i*短路电流有名值id（ka）短路冲击电流有效值ich（ka）短路电流冲击值ich（ka）短路容量sd（mva）d11154.92.473.7256.278491.30d2374.4296.9110.43517.590442.88d310.54.625.3538.28564.532461.10短路计算成果表如下表所示。表 短路计算成果表第六章 变电站的接地设计6.1 变电站接地装置的设计原则变电站的接地装置应安全可靠，经济合理。因此，设计时一般有以下几点原则：1、为保证人身和设备的安全，电力设备宜接地或接零，交流电力设备的接地，应充分利用自然接地，变电站自然接地电阻符合要求时，可只敷设以水平接地体为主的人工均压接地网。2、不同用途和不同电压的电力设备，除另有规定者和独立避雷针、避雷线外，应使用一个总的接地体，接地电阻应符合其中最小值的要求。接地电阻应考虑土壤干燥或冻结等季节变化的影响，在一年四季中均应符合要求。但防雷装置的接地电阻则只考虑在雷季变化中土壤的干燥状态的影响。3、变电站通信设备的接地，应和电力设备的接地使用一个总接地体。4、在变电站接地网内的中性点直接接地的低压电网中，低压电力设备的机座或金属外壳与接地网可靠连接后，允许不按接地保护的要求作短路试验。5、变电站接地装置应构成均衡电位接地系统。大接地短路电流系统的接触和跨步电压电势不应超过下列值：ej=(250+0.25b) 式6-1ek=(250+b) 式6-2式中 ej接触电势（v）ek跨步电势（v）b人脚站立th 地表面的土壤电阻率（.m）t接地短路电流的持续时间（s）接地电阻应符合： r2000/i 式6-3当i4000a时，可采用：r0.5式中 r考虑到季节变化的最大接地电阻，； i计算用的流经接地装置的入地短路电流，a。小接地短路电流系统中，在发生接地短路时，如果不是立即切除故障，其接触电势和跨部电势不应超过下列数值：ej=50+0.05b 式6-4 ek=50+0.2b 式6-5在条件恶劣的场所，例如矿山井下和水田，接触电势和跨步电势的允许值应适当降低。6.2 接地设计一般程序1、调查变电站所在地的土壤特性及地质构造，实测接地装置区域的土壤电阻率。也可由电测部门提供地层土壤电阻率分布资料。2、了解建筑物的布置、结构、钢筋配置情况，确定可利用作为接地装置的各种自然接地体。3、确定接地装置的接地电阻值以及允许的接触电位差值和跨步电位差值。4、计算接地电阻5、选择接地装置导体截面6、绘制施工图纸7、检查接地装置是否按设计要求施工，接地线不得遗漏，连接应完好。8、拟订接地装置接地电阻，接触电位差和跨步电位差，测量方案，参加接地电阻、接触电位差和跨步电位差的测量。9、根据实测结果效验设计，当不满足时，应补充和完善接地装置或增加有关防护措施。6.3 变电站的接地装置变电站的接地装置应充分利用直接埋入土壤中的各种自然接地体接地。当接地电阻难以满足要求时，可根据技术经济比较，因地制宜地采用引外接地、深埋接地等接地方式，并加以分流、均压和隔离等措施，对小面积接地网和集中接地装置可采用人工降阻的方式降低接地电阻。本变电站的接地装置设计采用集中接地装置和接地网。1、计算接地电阻由于接地网面积很大，接地网将不是等电位，计算接地网电阻时，我们考虑了地网的有效利用率：r2000/i 式6-6r=k0.5/ 式6-7式中：r考虑到季节变化的最大接地电阻， i计算用的流经接地装置的入地短路电流，a土壤电阻率，.m s地网面积,m2k大型地网工频有效利用系数2、变电所经接地装置的入地短路电流及电位的计算，计算用入地短路电流的计算，所内和所外发生接地短路时，流经接地装置的电流可分别