代家禄毕业设计.doc

昆明理工大学楚雄应用技术学院毕业设计说明书 代家禄 某单位降压变电所主接线及主要保护设计作 者 学 校 ：昆明理工大学楚雄应用技术学院 班 级 ：2007级供用电技术专业 学 号 ：200721709110 姓 名 ：代家禄 指导教师姓名 ：吕文宏 职 称 ：讲师 目录前言4摘要5第一章 设计目的及内容 1.1 设计目的、任务及内容6第二章 供电方案的选择 2.1 变电所的设计原则92.2 高压供电方案的选择92.3 变压器的选择112.4 电气主接线设计选择14第三章 短路电流的计算 3.1 概述183.2 系统元件各参数的计算213.3 最大运行方式下短路电流计算243.4 最小运行方式下短路电流计算25第四章 电气设备的选择与校验4.1 概述274.2 断路器的选择与校验294.3 隔离开关的选择及校验354.4 熔断器的选择及校验374.5互感器的选择与校验394.6 母线的选择424.7 防雷装置的选择46第五章 主变压器保护设计 5.1 概述485.2 纵差动保护505.3 变压器的瓦斯保护525.4 低电压起动的过电流保护535.5 变压器的过负荷及温度保护55第六章 防雷保护和接地装置设计6.1 防雷保护566.2 配电装置的选择576.3 接地网设计586.4 备用电源自动投入装置58结论60总结与体会61谢辞62参考文献63前言为期三年的大学生活即将结束，三年来在学院老师的精心辅导下，我的理论知识有了很大的提高。为检验三年来的学习成果，学校选择某单位降压变电所电气主接线及主要设备保护设计作为毕业设计内容。在设计过程中，我根据学院所学知识再联系自己的工作实际进行设计。没想到看起来简单的设计，实际干起来却有太多疑问。有时为了弄懂一个数据，除了要一遍遍的查找资料和翻查不同的网页，还要向懂行的老师傅们屡屡请教；有时还要抱着原来所学过的课程再进行学习。经过两个月的努力，终于有了以下这份毕业设计。虽然设计的内容中还存在许多的缺陷，但确是几个月来辛勤劳动的结果。通过这次设计，使我学到了许多新的知识，更深深地了解到自己所学的知识还不够，自己所掌握的还太少指望到自己将来的岗位上慢慢积累经验。这次的毕业设计完成是与各位老师的悉心教导分不开的，在此表示衷心的感谢！摘要变电所是电力系统的重要组成部分，它担负着从电力系统中受电、经过变压，然后分配电能的任务。因此变电所的设计工作是整个工程环节的关键部分。 对于某单位降压变电所电气主接线及主要设备保护设计的设计，不仅要满足整个工厂供电的需求，还要合理的选择各种电气设备，来满足供电的可靠性和经济性。 本文主要是对某单位降压变电所电气主接线及主要设备保护设计进行设计。主要结合理论知识，通过实际的计算，包括负荷计算和短路电流计算，并且根据所得的数据，选择各种电气设备，包括变压器、断路器、隔离开关、互感器和母线等，并对它们进行校验，争取所选的各种电气设备能满足所需，并且满足供电的可靠性和经济性。本文还对待建的总降压变电所的电气主接线进行设计，确定主接线形式，并作图。关键字：变压器 短路电流 主接线 设备选择 继电保护 第一章 毕业设计的目的、内容1.1 概述一、设计目的通过毕业设计使我初步掌握变电所电气设备及继电保护装置设计的一般原则、步骤和方法，能综合运用所学基础理论、专业知识和基本技能，提高分析和解决工程实际问题的能力；培养刻苦钻研、勇于攻坚的精神和认真负责、实事求是的科学态度。根据本所负荷情况，按照安全、可靠、技术先进、经济合理的原则，确定变压器的结构型式、台数、容量、型号；主接线方案及选择电气设备。根据设计结果写出设计说明书1份，绘制电气主接线图、继电保护装置展开图一张。二、设计内容1.电气主接线部分（1）根据负荷情况确定变压器的结构型式、台数、容量；选择变压器的型号；拟定不同的电气主接线方案，进行可靠性、经济性比较，选出最佳方案。（2）针对最佳方案绘制电气主接线图。（3）选择故障点及进行短路电流的计算。（4）主要电气设备的选择与校验。（5）配电装置设计。2.变电所变压器保护设计 （1）主变压器保护方式的选择和配置。 （2）主变压器保护装置的整定计算。 （3）绘制变压器保护装置展开图。 （4）建立微机保护模块（选做）。3.防雷接地设计三、基本资料1全场用电设备情况(1) 负荷大小：用电设备总安装容量：8830KW；计算负荷（10KV侧）：有功负荷5652KW，无功负荷2185Kvar。各车间负荷统计表如下表：全场各车间负荷统计表序号车间名称负荷类型计算负荷Pjs(kw)Qjs(kvar)Sjs(kVA)1一车间8302408642二车间6402256783三车间6902307274四车间7502607945五车间7002807536六车间6502006807七车间9203209748厂区其他负荷（一）-5001805319厂区其他负荷（二）-600250650共计628021856651同时系数0.90.94全场计算负荷565220546013.65(2)负荷类型：本厂绝大部分用电设备均属长期连续负荷，要求不间断供电。停电时间超过两分钟将造成产品报废；停电时间超过半小时，主要设备将会损坏；全厂停电将造成重大经济损失，故主要车间及辅助设施均为类负荷。（3）本厂为三班工作制，全年工作时数8760小时，最大负荷利用小时数5600小时。（4）全厂负荷分布，见厂区平面布置图。2电源情况（1）工作电源本厂拟由7千米处的A变电站接一回架空线供电，A变电站110KV母线，短路容量为1918MVA，A变电站安装两台SFSLZ1-31500KVA/110KVA三圈变压器，见电力系统与本厂联接图。供电电压等级，由用户选用35KV或10KV的一种电压供电。最大运行方式：按A变电站两台变压器并列运行考虑。最小运行方式：按A变电站两台变压器分列运行考虑。（2）备用电源拟由距其10千米处的B变电站接一回架空线路作为备用电源。系统要求，只有在工作电源停电时，才允许备用电源供电。（3）功率因素供电部门对本厂功率因素要求值为：当以35KV供电时，=0.9；当以10KV供电时，=0.95。（4）电价供电局实行两部制电价。基本电价：按变压器安装容量每千伏安每月4元计费。电度电价：35KV =0.50元/k.wh 10KV =0.60元/k.wh 第二章 供电方案的选择 2.1 变电所的设计原则在科学技术高度发展的今天，电几乎进入人们生产和生活的所有领域，成为最基本的能源，也是国民经济及广大人民日常生活不可缺少的能源。为了满足用户的要求和保证电力系统的可靠性、安全性、经济性，认真选择良好的供电方案是一项很艰巨的很严肃的事情。变电所的设计应根据工程 年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，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；变电所的设计，必须从全局出发，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；变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。变电所应建在靠近负荷中心位置，这样可以节省线材，降低电能损耗，提高电压质量，这是供配电系统设计的一条重要原则。变电所的总平面布置应紧凑合理，依据 变电站设计规范第 条，变电站站址的选择，根据下列要求综合考虑确定： （1）靠近负荷中心。 （2）节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地。 （3）与乡或工矿企业规划相协调，便于架空线和电缆线路的引入和引出。 交通运输方便。 （4）具有适应地形，地貌，地址条件。2.2 高压供电方案的选择（一）供电电压的选择 对于大型工厂和某些电力负荷较大的中型工厂，设备容量在2000-50000KV.A、输送电能距离在20-150Km以内的，可采用35-110KV电压供电。对于中小型工厂，设备容量在100-2000KV.A、输送电能距离在4-20Km以内的，可采用6-10KV电压供电。（1）采用35KV电压供电的特点供电电压较高，线路的功率损耗和电能损耗小，年运行费较低；电压损失小，调压问题容易解决；对于功率因素要求较低，可用减少提高功率因数补偿设备的投资；需要建设总降压变电所，工厂供电设备便于集中控制管理，易于实现自动化，但要多占一定的土地面积；根据运行统计数据，35KV架空线路的故障量比10KV架空线路的故障率低一半，因而供电可靠性高；（2）采用10KV电压供电的特点不许投资建设工厂总降压变电所，并且少占土地面积；工厂内不装设主变压器，可简化接线，便于运行操作；减轻了维护工作量，较少了管理人员；供电电压较35KV较低，会增加线路的功率损耗和电能损耗，线路电压损失也会增大；要求的功率因数值较高，要增加补偿设备的投资；线路的故障率比35KV的高，即供电可靠性不如35KV。（二） 经济技术指标的比较全厂计算负荷有功功率：无功功率：视在功率： 功率因素： 0.9（符合要求） 负荷电流：7.输电导线的选择及线路损耗计算为使两个方案比较在同一基础上进行，也按允许发热条件选择导线截面。查看有关手册或产品样本，选择LGJ-35型钢芯铝绞线，其允许载流量为179A101.8A满足发热条件的要求，35KV及以上线路钢芯铝绞线的最小截面为35恰可满足机械强度。该导线单位长度电阻R0=0.89，单位长度电抗为X0=0.39。35KV线路电压损失为（L=7km）：5%符合要求2.4 电气主接线设计选择一、概述变电站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。电气主接线是由高压电器设备通过连接组成的接受和分配电能的电路，反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成变电站电气部分的主体。它直接影响运行的可靠性、灵活性，并对配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，起决定性作用。因此，在确定主接线时，电气主接线要满足必要的供电可靠性、经济性、保证供电的电能质量，另外主接线应能适应各种运行方式，具有发展和扩建的可能性。对变电所主接线主要有以下几个基本要求：（1） 安全 主接线的设计应符合国家标准有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全；（2） 可靠 应满足用电单位对供电可靠性的要求；（3） 灵活 能适应各种不同的运行方式，操作检修方便；（4） 经济 在满足以上要求的前提下，主接线设计应简单，投资少，运行管理费用低，一般情况下，应考虑节约电能和有色金属消耗量。通过技术经济综合分析，优选设计方案，使方案更可靠经济。（5）接线简单、清晰，操作维修方便；（6）接线技术先进，满足自动化、远动化和系统调度管理要求；（7）接线尽量简化，以减少投资，节约占地，降低成本，提高投资收益；二、几套方案的比较（一） 变电站10kV侧接线型式的确定本变电站10kV侧可考虑以下3种方案，并进行经济和技术分析。方案1：采用单母线分段接线，如图1所示。 优点：用断路器把母线分段后，重要用户可从不同母线分段引出双回线供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电，保证重要用户不停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电；当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建；分段断路器故障造成10kV两段母线停电。适用范围：610kV配电装置出线回路数为6回及以上时；3560kV配电装置出线回路数为48回及以上时；110220kV配电装置出线回路数为34回时。方案2：采用单母线接线，如图2所示。信息来自: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（母线及母线隔离开关等）故障或检修，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段的供电。适用范围：610kV配电装置出线回路数不超过5回；3560kV配电装置出线回路数不超过3回；110220kV配电装置出线回路数不超过2回。方案3：单母线分段带旁路母线，如图3所示。单母线分段带旁路母线接线方式具有相当高的可靠性及灵活性，广泛用于出线回路不多，负荷较为重要的中小型发电厂或35110kv变电站中。缺点在保证供电可靠性的情况下，如果采用双母线接线，设备多，投资大，运行操作不便，不满足灵活性和经济性；表2 10kV断路器和隔离开关数量表方案比较单母线分段单母线单母线分段带旁路母线断路器台数669隔离开关总组数766信息来自:输配电设备网对以上三种方案分析比较。从经济性来看：由于三种方案所选变压器型号和容量相同，所以只比较设备，方案二所用设备最少，造价最低，故最经济；方案三多了一条母线和一路旁路开关所用设备最多，造价最高，故最不经济；方案一介于方案二和方案三之间较经济。从可靠性来看：方案一当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电，但是一条出线故障检修时，要导致该段母线停电。方案二，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电，不能满足一、二类用户负荷的要求。方案三，由于多了一条旁路母线当任意一条母线发生故障或出线故障检修时，可以通过倒闸操作进行连续供电。因此方案一、方案二可靠性均不如方案三。从改变运行方式的灵活性来看：方案一和方案二因接线简单，所以投切变压器，倒闸操作最简便，而方案三接线较复杂，用的设备多，倒闸操作时较复杂。通过以上比较，方案一以设备少，较经济，倒闸操作简便为主要优点；可以发现方案三以供电可靠性高为主要优点；方案二以投资少，经济性好为主要优点。因本变电站一类负荷较多，二类、三类负荷所占比例较少（17.76），所以考虑综合因素，选方案二单母线分段带旁路母线接线作为本变电站10KV侧的主接线。因为我们的是单个电源供电，所以35KV侧只需要用单回路单母线接线。为了保障电源可靠性，另接一回路作为10kv侧备用电源供电。信息来自:第三章 短路电流的计算3.1 概述一、 短路的概念与类型电力系统的短路时指三相系统中相与相之间不正常的连接；以及中性点直接接地系统中相与地或相与中性线（N）及相与接地线（PE）之间的非正常连接。电力系统常见的短路类型有：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路。三相短路时指供配电系统三相导体建的短路，用表示。如图（a）所示。两相短路是指三相供配电系统中任意两相导体间的短路，用表示，如图(b)所示 单相短路是指供配电系统中任意一相经大地与中性点或与中性点发生的短路，用表示如图(c)所示。两相接地短路是指中性点不接地系统中任意两相发生单相接地而产生的短路，用表示如图(d)所示。图4-1上述各种短路中，三相短路属于对称短路，短路回路的三相阻抗相等，所以三相短路的电流和电压也是对称的，只是电流值比正常值增大，电压比额定电压降低。其他短路属于不对称短路。因此，三相短路可以用对称三相电路分析，不对称短路可以采用对称分量法分析，即把一组不对称的三相量分解成三组对称的正序、负序和零序分量来分析研究。在电力系统中发生单相短路的可能性最大，发生概率约在65%左右，发生两相短路概率在10%左右，发生三相断路可能性佷小，只有5%左右。但通常三相短路的短路电流最大，危害最严重，所以短路电流的计算重点三相短路电流的计算。二、 短路的原因与危害短路产生的原因可分为两大类：一类是内因，另一类是外因。所谓内因，是指电力系统中各元件本身的绝缘水平低，在电网出现过电压或者遭到雷击时，绝缘遭到破坏而形成的短路。所谓的外因，是指不是由于电力系统元件本身的原因，例如外力破坏（树倒砸线，吊车碰线等）、自然灾害（地震，风灾等）、动物跨线载流部分、运行人员误操作（带负荷拉隔离开关、带地线合隔离开关等）造成短路。短路造成的危害程度一般与短路类型、地点和持续时间等因素有关。发生短路时，由于短路回路的阻抗很小，产生的短路电流较正常电流大数十倍，可能高达数万甚至数十万安。同时，系数电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。因此，短路将造成严重危害。短路引起的后果通常分为以下几种。（1）设备遭到破坏。短路处常常发生电弧烧毁电气设备，同时短路电流还可能引起很大的电动力，使设备发生变形或者损坏。因此，各种电气设备和导体应有足够的电动稳定度和热稳定度。 （2）电压严重降低，对用户产生的影响极大。短路也同时引起电网的电压降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，结果可能导致部分或全部用户的供电遭到破坏。（3）使电力系统稳定遭到破坏，当短路发生后，并列运行的发电机组可能解列、失去同步、稳定遭到破坏，甚至造成整电力系统的崩溃和瓦解，这是短路最严重的后果。（4）接地短路时零序电流产生的磁场会通信线路的工作（即产生干扰信号、使通讯失真、控制失灵、设备产生误动作），并损坏设备及造成人身伤亡的危险。（5）短路电流通过线路，要产生很大的电压降，使系统的电压水平骤降，引起电动机转速突然下降，甚至停转，严重影响电气设备的正常运行。（6）短路点的电弧可能烧毁电气设备的载流部分。由上可见，短路产生的后果极为严重，在配电系统设计和运行中应采取有效措施设法消去可能引起短路的一切原因，使系统安全可靠运行。同时，为了减轻短路的严重后果和防止故障的扩大，需要计算短路电流，以便正确选择和效验用电设备，计算和整定保护短路的继电保护装置和选择限制短路电流的电气设备（如电抗器）等。三、计算短路电流的目的及有关简化假设 短路电流计算主要是为了解决以下几方面的问题。 （1）作为选择电气设备的依据。断路器、隔离开关、绝缘子、母线、电缆等电气设备在短路电流的电动力效应和热效应作用下，必须不受损坏，以免扩大事故范围，造成更大的损失，因此需要计算短路时流过电气设备的短路电流。 （2）继电保护的设计和整定。电力系统中的继电保护的设计和整定，要求对电力网中可能发生的各种短路情况逐一加以分析计算。在这些计算中不但要求出故障支路中的短路电流数值，而且还要计算短路电流在网络各支路中的分布情况，有时还需要知道某些节点的电压值。 （3）电气主接线方案的确定。在设计电气主接线方案时，往往可能出现这种情况:一个供电可靠性高的接线方案，因为网络联系紧密，在发生故障时短路电流太大，以致必须选用昂贵的电气设备，而使用所设计的方案在经济上不合理，这时若采取一些措施，例如适当改变电路的接法，增加限制短路电流的设备，或者限制某种运行方式的出现等，就会得到既可靠有经济的主接线方案。总之，在评价和比较各种主接线方案选出最佳方案时，计算短路电流时一项很重要的内容。发电厂在扩建计划中增加新的机组时，也要对拟定的接线图进行短路电流计算，以便对新装的和原有的设备进行校验。 （4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算的内容。此外，确定输电线路对通信的干扰，对已发生故障进行分析，都必须进行短路计算。在实际工作中，根据一定的任务进行短路计算时，必须首先确定计算条件。所谓计算条件，一般包括短路发生时系统的运行方式，短路类型和发生地点，以及短路发生后所采取的措施等。从短路计算的角度看，系统运行方式即是系统中投入运行的发电、变电、输电、用电的设备多少以及它们之间相互连接的情况。计算不对称短路时，还应包括中性点的运行状态。对于不同的计算目的，所采用的计算条件是不同的。在短路的实际计算中，为了能够在工程实用要求的准确度范围内方便和迅速地计算短路电流，还要采取以下的简化假设。（1）不考虑发电机的摇摆现象和磁路饱和。（2）假设发电机转子是对称的，所以可用次暂态电抗X/d和次暂态电动势E/p(或用暂态电抗X/ d和暂态电动势E /q）来代表。一般情况下认为负荷电流比短路电流要小许多，可忽略不计，也即认为短路前发电机是空载条件，这时E/q的标幺值就等于1。（3）忽略线路对地电容、变压器的励磁支路的影响。有了以上假设可使计算工作大为简化，尤其是手工计算时更为必要。3.2 系统元件各参数的计算一、标幺值求参数用相对值表示表示元件的物理量，称为标幺制，任意一个物理量的有名值与基准值的比为标幺值，标幺值没有单位，即： 标幺值=实际有名值（有单位的物理量）/基准值（与有名值同单位） 标幺值用上标*表示，基准值用下标表示。在实用计算中，通常取容量的基准值为整数,电压的基准值为该电压等级的平均额定电压，如=1.05UN。在选定，时，各元件电抗标幺值计算公式为电源： 电缆和架空线： 变压器： 电抗器： 以上几式中功率全部为视在功率，单位为 ，为电力系统的短路容量，为供电线路出口断路器的额定开断容量；电压为电缆、架空线路和电抗器所在电压的平均额定电压，电压单位全部为kV ；电流单位用kA，线路长度单位km，单位长度电抗为0.4 基准值的选取是任意的，但为了计算方便，通常取为100基准容量，取线路平均额定电压为基准电压。线路的额定电压和基准电压对照下表线路的额定电压和基准电压额定电压/0.3861035110220500基准电压/0.46.310.537115230550用基准容量和元件所在电压等级的基准电压计算的阻抗标幺值，和将元件的阻抗换算到短路点所在的电压等级，在用基准容量和短路点所在电压等级的基准电压计算的阻抗标幺值相同，即变压器的变化比标幺值等于1，从而避免了多几点呀系统中阻抗的换算。从而，短路回路总店抗的标幺值可直接由各个元件的电抗标幺值相加而得。也是采用标幺值计算短路电流具有的计算简单、结果清晰的优点。短路回路元件的标幺值阻抗：短路电流计算时，需要计算短路回路中各个电器元件的阻抗及短路回路阻抗。短路电路中各个元件的电阻抗标幺值求出以后，即可以利用其等效电路图进行电路简化，计算其总电抗标幺值。由于各个元件电抗均采用标幺值（即相对值），与短路计算点的电压无关，因此无需进行电压换算。该系统发生短路时等效电路图如下：选Sb=100MV.A,Ub=Uav时，各元件电抗标幺值计算：电源： 电缆和架空线： ，（由于我们使用的只有高中压两个绕组，所以UK%值不含低压侧的）UK%=10.75+0.25=11110kv侧变压器： 35kv 侧变压器：二.无限大容量系统时最大最小运行方式下的短路电流的计算1.三相短路电流计算无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值可按下式计算 由此可求得三点短路电流周期分量有效值及三相短路容量的计算公式 利用前面的公式可以求出其他短路电流标幺值的计算：绘制短路计算电路图，确定短路计算点。确定标幺值基准，取（有几个电压等级就取多少个）算出所有短路计算点电压下的。绘制短路电路等效电路图，并计算各个元件的电抗标幺值，标注在图上。根据不同短路计算点分别求出各自的总电抗标幺值，在计算各短路电流和短路容量在完全不知道电力系统数据的情况下，例如在设计小型变电站所时，对它所连接的电力系统发展远景无法估计，此时可以把它看作是无限大容量系统，它所供给的短路电流，仅考虑它与短路点之间的元件的电抗。2.两相短路电流计算 在无限大容量系统中发生两相短路时，如图4-5所示，其短路电流可按下式计算 式中：U为断路器所在电压等级的平均电压。在高压电网中，XR 其他两相短路电流，都可以在计算出三相短路电流后，按对应的计算公式乘以0.866直接求得。3.2 最大运行方式下的短路电流的计算一、最大运行方式下的三相短路电流的计算最大运行方式下的短路等效图：K1点在最大运行方式的短路阻抗标幺值： K1短路点最大运行方式下的稳态短路电流标幺值为,K1短路点最大运行方式下的稳态短路电流和冲击电流的标幺值分别为(KA), (KA), 最大运行方式下流过架空线的稳态短路电流和冲击电流分别为3.62kA、9.22kAK2点在最大运行方式的短路阻抗标幺值： K2短路点最大运行方式下的稳态短路电流标幺值为,K2短路点最大运行方式下的稳态短路电流和冲击电流分别为(KA), (KA), 二、最大运行方式下的两相短路电流的计算最大运行方式下K1点的两相稳态短路电流和冲击电流分别为KA KA最大运行方式下流过架空线的稳态短路电流和冲击电流分别为3.13kA、7.98kA最大运行方式下K2点的两相稳态短路电流和冲击电流分别为KAKA3.3 最小运行方式下的短路电流的计算一、 最小运行方式下的三相短路电流的计算最小运行方式下的短路等效图：K1点在最小运行方式的短路阻抗标幺值：K1短路点最小运行方式下的稳态短路电流标幺值为K1短路点最小运行方式下的稳态短路电流和冲击电流的标幺值分别为 (KA)(KA)最小运行方式下流过架空线的稳态短路电流和冲击电流分别为2.57(KA)，6.57(KA)K2点在最小运行方式的短路阻抗标幺值：K2短路点最小运行方式下的稳态短路电流标幺值为K2短路点最小运行方式下的稳态短路电流和冲击电流分别为2.75(KA) (KA) 二、最小运行方式下的两相短路电流的计算最小运行方式下K1点的两相稳态短路电流和冲击电流分别为KAKA最小运行方式下流过架空线的稳态短路电流和冲击电流分别为2.23(KA)，5.68(KA)最小运行方式下K2点的两相稳态短路电流和冲击电流分别为KAKA对以上短路参数进行总计见下表：K1点短路：系统方式最大运行方式3.629.223.13最小运行方式2.576.572.23K2点短路：系统方式最大运行方式4.8612.44.21最小运行方式2.7572.38第四章 电气设备的选择与校验4.1 概述 一、电气设备和载流导体的选择原则电力系统的各种电气设备的作用和工作条件并不一样，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的，因此，对各种电气设备必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况校验其热稳定和动稳定的基本方法。 (一)按正常工作条件选择电器。正常工作条件是指电器的额定电压和额定电流。1.额定电压的选择。电器的额定电压就是铭牌上标出的电压。另外，电器还有最大工作电压，指电器长期运行所允许的最大电压。所选电气设备和载流导体的最高允许工作电压不得低于安装地点电网最高运行电压，即由于电气设备的最高允许工作电压一般为其额定电压的1.11.15倍，而电网实际运行的最高电压一般不超过电网额定电压的1.1倍。因此在选择时可按电气设备的额定电压不低于其装设地点电网额定电压的条件来进行选择，即。制造厂对电器、绝缘子、电缆等都规定了它们的额定电压和最大工作电压，如10/11.5、35/40.5、110/121、220/242、330/360kV等。实际上，电器所在的工作电压是在变化的，各点的电压也不相同，根据规定，电网最高电压不得大于电网额定电压的5，此值未超过电器的最大工作电压。因此，电器在此电网下运行是安全可靠的。 另外，选择额定电压时，要考虑海拔对电气设备外绝缘的影响，随着海拔高度的增加，大气的压力下降，空气密度和湿度相应地减少，使空气间隙和瓷绝缘的放电特性下降，影响电气设备的外绝缘(指暴露于空气中的绝缘)强度，制造厂规定的电气设备的最大工作电压就要下降，对此，必须进行校正。 2.额定电流的选择。电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，长时间内电器所能允许通过的电流。选择电器时应满足额定电流不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流即周围空气温度对允许连续电流有很大的影响。我国目前生产的电器，设计时取周围介质最高温度40，如果周围最高气温大于40，由于冷却条件变坏，其允许电流按下式校正： 式中In-空气温度为40时电器的额定电流，A；IP-空气温度为实际环境温度时的连续允许电流，A 当周围介质温度低于40时，每低1，允许电流增加0.5，但增加的总数不得大于额定电流的20。 为使电器能适应地区的温度变化，我国规定，对于按标准制造的电器，其适用温度为40+40(变压器、电压互感器为30+40)，但不能在大于+60的周围环境温度下工作。 此外，选择电器时，还应考虑电器的装置环境。屋外配电装置的电器，经常受到风、霜、雨露、霜冰、灰尘和有害气体等的影响，工作条件比屋内配电装置的电器要差得很多，因此，电器常制成屋内装置和屋外装置两种。周围环境有污秽的地区、海边、盐湖区等，必须注意加强绝缘，采用特殊绝缘结构的加强型电器，或选用额定电压高一级的电器。 （二）按短路条件校验按短路情况校验电器的热稳定和动稳定。通过短路电流愈大，电器受到的影响愈严重。选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。 1 、热稳定校验当所选电气设备和载流导体通过最严重的短路电流时，其热效应不应该超过允许值。即式中：为短路电流产生的热效应；为电气设备和载流导体允许的短路热效应。对载流导体，通常按满足热稳定要求的最小截面进行校验。对电气设备，通常按下式校验式中：为所选设备在时间t内也许通过的热稳定电流。2、动稳定校验 所选电气设备和载流导体，通过最严重的短路电流时，不应因短路电流的电动力作用而造成变形或损坏。满足动稳定的条件是式中：、为短路电流的幅值及有效值；、为电气设备也许通过的动稳定电流的幅值及有效值。高压断路器、隔离开关、高压熔断器的选择校验项目表6-1所示项目及条件型号额定电压额定电流额定开断电流额定关合电流热稳定校验动稳定校验高压断路器根据安装场所、使用环境条件等进行选择 隔离开关高压熔断器非限流式限流式4.2 断路器的选择与校验一、高压断路器的一般原则1.高压断路器的作用高压断路器是电力系统中最重要的开关电器，在电力系统的安全、经济和可靠运行中起着十分重要的作用。高压断路器在电力系统的作用体现在两个方面：一个是控制作用，即根据电网的运行要求，将一部分电气设备或线路投入或运行状态，转为备用或检修状态；二是保护作用，即在电气设备或线路发生故障时，通过继电保护或自动控制装置使断路器跳闸，将故障部分从电网迅速切除，保证非故障部分的正常运行。切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。对高压断路器有以下几个方面的要求，这些要求在断路器的基本技术参数上得到体现。(1)断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）可以长期工作。(2)应有足够的开断能力，并保证有足够的热稳定和动稳定（开断电流、额定关合电流、极限通过电流、热稳定电流）。(3)具有尽可能短的开断时间，这对减少电网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系统稳定性都是有利的。 (4)结构简单、价格低廉、体积小、重量轻、便于安装。2.断路器类型常用的断路器类型主要有多油断路器、少油断路器、真空断路器、断路器，由于真空断路器、断路器技术特性比较好，油断路器已经逐渐被它们代替。按安装地点的不同分为户内和户外两种。下面是几种常用断路器的特点：（1）.多油断路器实现简单、价格便宜，但由于用油量大、体积大、检修工作量大、且易发生爆炸和火灾现象，一般情况下不采用。（2）.少油断路器用油少、油箱结构小而坚固，具有节省材料、防爆防火特点。少油断路器使用安全，使配电装置大大简化，体积小、便于运输、目前被大量采用。（3）真空断路器断路能力大、动作时间快、尺寸小、重量轻、无火灾危险，但结构复杂、价格贵、需要装设压缩空气系统等，主要用于110KV及以上对电气参数及断路时间有较高要求的系统中。（4）.SF6电气性能好、断口电压可较高。设备的操作维护和检修都很方便、检修周期长而且它的开断性能好、占地面积小、特别是发展SF6封闭组合电器可大大减少变电所的占地面积，