毕业设计（论文）-降压变电所的设计与研究.doc

毕业论文(设计)题 目厂总降压变电所的设计与研究 学生姓名 王鹏 指导教师 * 学 院 * 专业班级 电气 完成时间 2011.04.29 *学院电气自动化2011年04月29日 目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1工厂总平面布置图11.2供用电协议11.3 电力系统中性点运行方式及低压配点系统接地型式21.4 工厂供电设计的内容与程序、要求31.5 设计内容及步骤3第二章 工厂的电力负荷及其计算52.1 电气负荷与无功功率的补偿52.2电力负荷计算及无功功率补偿62.3功率补偿112.4补偿后的变压器容量和功率因数122.5变压器的选择13第三章 短路电流及其计算153.1短路的原因、后果及其形式153.1.1短路的原因153.1.2短路的后果153.1.3短路的形式163.1.4短路电流计算的目的及方法163.2相关的计算公式及其计算过程173.2.1 短路计算点的选取173.2.2相关的计算公式173.2.3 短路计算过程18第四章 所一次设备及进出线的选择与校验214.1 设备选型及稳定性校验214.2 电压、电流互感器选型与校验224.3 变电所进出线的选择23第五章 降压变电所二次回路的选择及继电保护设计255.1 二次回路255.2 主变压器保护设置265.3 主变压器保护设计相关的计算27第六章 降压变电所防雷与接地设计30第七章 主结线方案的选择327.1 变配电所主结线的选择原则327.2 主结线方案选择32小 结35参考文献36致 谢37- 3 - 摘 要 摘 要工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。关键词：工厂供电；控制；调节；测量35AbstractThe factory supplies power, mean supply and distribution of the necessary electric energy of the factory, also call the factory distribution. As everyone knows, the electric energy is main energy and motive force of modern industrial production. Electric energy easy to come from energy transfer of other forms , and easy to change other energy of form into in order to supply with , spend; The simple economy of distribution of the transport of the electric energy, easy to control , regulate and measure again, help to realize the automation of production process in the factory, though electric energy is main energy and power of industrial production, but the specific gravity that it accounts for in the cost of goods is very small the same (besides electric chemical industry). The electric energy does not lie in in the importance for producing China of industry how much the proportion accounted for that it is in cost of goods or in total investment is, and lie in industrial production realizes electrification can increase the output greatly afterwards, improve product quality, raise labour productivity , reduce the production cost, lighten workers labour intensity, improve workers labour condition , help to realize the production process is automized. Say from the other side, if the electric energy of the factory is supplied and cut off suddenly, may cause the serious consequence to industrial production. So, do the work of supplying power in the factory well for developing industrial production and realize the industrial modernization, have very important meanings. Because thrift of energy is an important respect of supplying power work of factory.Keywords: factory supplies power；control ；regulate ；measure again第一章 绪论第一章 绪论1.1工厂总平面布置图图1.1 工厂总平面布置图1.2供用电协议1）工厂电源从供电部门某220/35kV变电站以双回架空线路引入本厂，其中一路为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行，变电站距厂东侧8km。2）系统的短路数据如表2所示，其供电系统如图1.2所示。3）供电部门对工厂提出的技术要求：（1）区域变电站35kV馈电线路定时限过流保护装置的整定时间top=2s,工厂总降压变电所保护动作时间不得大于1.5s.(2) 工厂在总降压变电所35kV电源侧进行电能计量（3）工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。4）供电贴费和每月电费制供电贴费为300元/kVA,每月电费按两部电费制，基本电费为18元/kVA,动力电费为0.4元/kW.h,照明电费为0.5元/kW.h5）工作负荷性质 本厂为三班制，年最大有功利用小时为6000h,属二级负荷6）工厂自然条件(1)气象条件年最高气温380C,年平均气温230C,年最低气温-80C，年最热月平均最高气温330C,年最热月平均气温260C,年最热月地下0.8m处平均温度250C,常年主导风向为南风，覆冰厚度5mm年平均暴日数20d(2)地址水文资料平均海拔50m 地层以砂粘土为主，地下水位35m区域变电站35kV母线短路数据系统运行方式系统短路数据系统运行方式系统短路数据系统最大运行方式Sk.max(3)600MVA系统最小运行方式Sk.min(3)280MVA1.3 电力系统中性点运行方式及低压配点系统接地型式在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点由三种运行方式：一种是电源中性点不接地；一种是中性点经阻抗接地；再有一种是中性点直接接地。我国110kV及以上的系统，则都采用中性点直接接地运行方式。我国366kV系统，特别是310kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。220V/380V低压配电系统广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线（neutral wire，代号N）、保护线（protective wire,代号PE）或保护中性线（PEN wire, 代号PEN）。按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-9410kV及以下变电所设计规范、GB50054-95低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下一般设计原则：（1）遵循规程、执行政策 必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。（2）安全可靠、先进合理 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、消耗低和性能较先进的电气产品。（3）近期为主、考虑发展 应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发，统筹发展 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等，合理确定设计方案。1.4 工厂供电设计的内容与程序、要求工厂供电设计包括变配电所设计、配电线路设计等。工厂供电设计，通常分为扩大初步设计和施工设计两个阶段。大型设计，也有分为初步设计、技术设计和施工设计三个阶段，或分为方案设计、初步设计和施工设计三个阶段的。如果设计任务紧迫，设计规模较小，又经技术论证许可时，也可直接进行施工设计。1.5 设计内容及步骤全厂降压变电所的设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算全厂降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。2、工厂降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。3、工厂降压变电所主接线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。4、工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。5、改善功率因数装置设计按负荷计算求出降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。6、变电所高、低压侧设备选择参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。 7、继电保护及二次回路主接线设计为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次接线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。8、变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。9、专题设计10、降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计第二章 工厂的电力负荷及其计算第二章 工厂的电力负荷及其计算2.1 电气负荷与无功功率的补偿电力负荷又称电力负载（electric power load）。它有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小。工厂的电力负荷，按GB5005295规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三类：一级负荷(first order load)一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者。由于一级负荷属重要负荷，如中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两个电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。二级负荷(second order load)二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者。二级负荷要求优良回路供电，供电变压器也应由两台（这两台变压器不一定在同一变电所）。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。三级负荷(third order load)三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者。连续工作制（continuous running duty-type），是指设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足以使之达到平衡状态。短时工作制（short-time duty-type），是指设备在恒定负荷下运行的时间短（短于达到热平衡所需的时间），而停歇时间长（长到足以使设备温度冷却到周围介质的温度）。断续周期工作制（intermittent periodic duty-type），是指设备周期性的时而工作，时而停歇，如此反复运行，而工作周期一般不超过10min，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡。年最大负荷（annual maximum load）P，就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是全年至少出现过23次）消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P。年最大负荷利用小时（utilization hours of annual maximum load）又称为年最大负荷使用时间T，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P（或P）持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。本设计某厂T=6000h平均负荷（average load）P，就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能W除以时间t的值。2.2电力负荷计算及无功功率补偿某厂共有铸钢车间、铸铁车间、砂库、铆焊车间、水泵房、空压站、机修车间、锻造车间、木型车间、制材场、综合楼、锅炉房 、仓库 、污水提升站等用电单位。全厂各车间的设备安装容量、负荷如下表各车间380V负荷计算表车间名称设备容量KWKdCostan计算负荷P30Q30S30I30铸钢车间16000.350.61.33560744.89331419铸铁车间13000.30.651.17390456.3600912.7砂库1100.60.71.026667.3294.28143.4铆焊车间16000.350.51.73560968.8112017041#水泵房400.650.750.882622.883553.2空压站4200.70.71.02294299420638.9机修车间2200.30.71.026667.3294143锻造车间2200.350.61.3377102.4128194.7木型车间2000.450.61.3390119.7150228制材场300.40.71.021212.241725.86综合楼300.8102402436.5锅炉房3000.80.750.88240211.2320468.82#水泵房300.70.80.752115.752640仓库（1，2）1000.40.71.024040.85786.7污水提升站160.80.80.8812.811.21624.33(1) 有功功率同时系数0.9 P为各用电单位或车间有功功率之和再乘以同时系数，则得出结果2231 kW。(2) 无功功率同时系数0.95Q为共用电单位或车间无功功率之和再乘以同时系数，则得出结果2826.6 kvar。(3) 视在功率S=3600 kVA(4) 最大负荷时的功率因数cos= P/ S=2231/3600=0.626KV负荷的车间总负荷：铸钢车间： 有功功率： P30 = PeKd=210000.85=1700 kW 无功功率: Q30 = P30tg=17000.62=1054kVA 视在功率: S3O = P30/Cos=1700/0.85=2000kVA计算电流: I30 = S30/(UN )=2000/（1.736）=192.5A铸铁车间： 有功功率： P30 = PeKd=22400.9=432 kW 无功功率: Q30 = P30tg=4320.62=267.8kVA 视在功率: S3O = P30/Cos=432/0.85=508.2kVA 计算电流: I30 = S30/(UN )=508.2/（1.736）=48.9A空压站： 有功功率： P30 = PeKd=22100.85=357kW 无功功率: Q30 = P30tg=3570.48=171.4 kVA 视在功率: S3O = P30/Cos=171.4/0.9=396.7kVA 计算电流: I30 = S30/(UN )=396.7/（1.736）=38.2A各车间6KV负荷计算表序号车间名称高压设备名称设备容量KWKdCostan计算负荷P30Q30S30I301铸钢车间电弧炉2*12000.850.850.7520401530.82400231.22铸铁车间工频炉2*2600.90.90.85468397.85253空压站空压机2*2200.80.80.7535226444042.396KV车间总负荷计算(1) 有功功率同时系数0.9 P为各用电单位或车间有功功率之和再乘以同时系数，则得出结果为2574KW(2) 无功功率同时系数0.95Q为共用电单位或车间无功功率之和再乘以同时系数，则得出结果为2083kvar。(3) 视在功率S=3311 kVA(4) 最大负荷时的功率因数cos= P/ S=2574/3311=0.782.3功率补偿35KV：(1) 有功功率同时系数0.9 P为各用电单位或车间有功功率之和再乘以同时系数，则得出结果为4317KW(2) 无功功率同时系数0.95Q为共用电单位或车间无功功率之和再乘以同时系数，则得出结果为4636kvar。补偿前的变压器容量和功率因素 变压器高压侧的视在计算符合为 S30（=6335 kVA6KV: 补偿前的变压器容量和功率因素 变压器高压侧的视在计算符合为S=3311 kVA这时变电所高压侧的功率因素为 35KV：cos= P/ S=4317/6335=0.686KV：cos= P/ S=2574/3310=0.78按规定变电所高压侧的35KV的cos0.90，10KV的cos0.95考虑到变压器的无功功率损耗Q远大于有功功率损耗P,一般Q=（45）P，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90,这里取cos=0.93。将高压侧功率因数由0.68 提高到0.93，6KV低压侧功率因数由0.78提高到0.95低压侧必须装设的无功补偿装置容量为综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿35KV：Q = P( tantan)=4317(tan arccos0.68tan arccos0.93)=4317(1.070.395)kW=3243kvar取Qc=3600 Kvar选择电容器9BKMJ0.4-20-32.4补偿后的变压器容量和功率因数35KV无功补偿后，变电所低压侧的视在计算负荷为S=4536kVA变压器的功率损耗为：QT = 0.06 S30= 0.06 4536 = 272 Kvar PT = 0.015 S30 = 0.015 4536=68 Kw变电所低压侧计算负荷为：P30= 4317+ 68= 4385 KwQ30= (4536-3600 )+ 272= 1208KvarS30 = = 4548 KV .AI30 = S30/(UN )=4548/（1.736）=438.1A无功率补偿后，工厂的功率因数为：cos= P30/ S30= 4385/ 4548= 0.96则工厂的功率因数为：cos= P30/S30= 0.960.9 因此，符合本设计的要求6KV： Qc = 2574（tanarc cos0.78tanarc cos0.95）Kvar=2574（0.8020.33）=1217Kvar 取Qc=1800 Kvar 选择电容器6BKMJ0.4-15-3补偿后的补偿后的变压器容量和功率因数 S30（2）=2590kVA 变压器的功率损耗为：QT = 0.06 S30= 0.06 2590 = 155Kvar PT = 0.015 S30 = 0.015 2590= 39Kw变电所高压侧计算负荷为：P30= 2574+ 39 = 2613KwQ30= (2083-1800 )+ 155= 438KvarS30 = = 2649 KV .AI30 = S30/(UN )=2649/（1.730.38）=4029A无功率补偿后，工厂的功率因数为：cos= P30/ S30= 2615/ 2649= 0.99则工厂的功率因数为：cos= P30/S30= 0.990.95因此，符合本设计的要求2.5变压器的选择电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠性与经济性有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。（1）高压变电所变压器台数的选择由于该厂铸造车间、电镀车间和锅炉房的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对二级负荷继续供电，故选两台变压器。（2）变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量SN.T应同时满足以下两个条件： 任一台单独运行时，SN.T=（0.60.7）S30 任一台单独运行时，SN.TS30(I+). 结合以上两点，本降压变电所选5000KVA的变压器S7/5000/35 二台型号额定容量(kVA)损耗（kW）阻抗电压（%）空载电流（%）连接组空载短路S7/5000/3550006.7536.770.9Y/-1135KV选主变电所选5000KVA的 变压器二台，其主要数据见下表各 6KV变电所选3150 KVA的变压器二台，其主要数据见下表型号额定容量(kVA)损耗（kW）阻抗电压（%）空载电流（%）连接组空载短路S9-3150/1031503.524.35.50.8Y/-11各变电所压器容量的选择：根据设计要求接合计算结果知车变1应选择1000kvA的变压器二台（S9-1000/10），车变2应选择630kVA的变压器二台（S9-630/10），车变3应选择1600kVA的变压器一台（S9-1600/10），车变4应选择500kVA的变压器一台（S9-500/10），车变5应选择400kVA的变压器一台（S9-400/10）。第三章 短路电流及其计算第三章 短路电流及其计算3.1短路的原因、后果及其形式3.1.1短路的原因工厂供电系统要求正常地不断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。但是由于各种原因，也难免出现故障，而是系统的正常运行遭到破坏，系统中最常出现的故障就是短路（short circuit）。短路是指不同电位的导电部分之间的低阻性短接。造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏，这种损坏可能是由于设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备绝缘正常而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。3.1.2短路的后果短路后，短路电流（short-circuit current）比正常电流大很多；在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害，即：1） 短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而是故障元件和短路电路中的其他元件损坏。2）短路时电压要骤降，严重影响电气设备的正常运行3）短路可造成停电，而且越靠近电源，停电范围越大，给国民经济造成的损失也越大。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）单相短路，其电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。由此可见，短路的后果是十分严重的，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致损坏。3.1.3短路的形式在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。三相短路，用文字符号k表示。两相短路，用k表示，单相短路，用k表示。两相接地短路，是指中性点不接地系统中两不同相均发生单相接地而形成的两相短路；也指两相短路后有接地的情况，它实质上就是两相短路，因此也可用k表示三相短路，属对称性短路；其他形式的短路，属非对称短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重。为了使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，非对称短路也可以按对称分量法分解为对称的正序、负序和零序分量法来研究，所以对称的三相短路分析也是分析研究非对称短路.3.1.4短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。3.2相关的计算公式及其计算过程3.2.1 短路计算点的选取选取总降压变电所的35kV和6kV母线作为计算点，。如图3.1总降压变电所的短路计算点作出在系统最大运行方式和最小运行方式下，总降压变电所的短路计算等值电路对应系统最大运行方式和最小运行方式两种情况，分别计算工厂总降压变电所35kV、6kV母线三相短路和两相短路电流。3.2.2相关的计算公式采用欧姆法进行三相短路计算在无限大容量系统中发生三相短路时，其短路计算中电流周期分量有效值按下式计算三相短路容量为 1.电力系统的阻抗计算 式中,系统出口短路器的断流容量； 短路点的短路计算电压，kV。2.电力变压器的阻抗计算（1）变压器的电阻 可由变压器的短路损耗近似地计算因为 =所以 式中, 短路点的短路计算电压；变压器的额定容量；变压器的短路损耗.（2）变压器的电抗 可由变压器的短路电压近似地计算因为 所以变压器的短路电压百分值。 3.电力线路的阻抗计算 （1）线路的电阻 可由导线电缆的单位长度电阻值求得，即（2）线路的电抗 可由导线电缆的单位长度电抗值求得，即 3.2.3 短路计算过程5个变电所其中1、2、4号变电所有低压也有高压图3.2 供电系统图Skmax(3)=600 MVA Skmin(3)=280 MVAIk(3)=Ucl/（X）1、k-1点的短路电流和短路容量35kV ， Ucl=37 kV时：X1= U2cl/Skmax=372/600=2.28X1= U2cl/ Skmin=372/280=4.8935kv电缆线路架空线路的电抗：（X0=0.4/km）X2= X0L=0.48=3.2X(k-1)= X1+X2=2.28+3.2=5.48X(k-1)= X1+X2=4.89+3.2=8.09（1）三相短路电流周期分量有效值I(3)k-1 = Ucl/（X(k-1)）=37/（1.735.48）=3.9 kAI(3)k-1= Ucl/（X(k-1)）=37/（1.738.09）=2.64 kA（2）三相短路次暂态电流和稳态电流I(3)=I(3)= I(3) k-1=3.9 kAI(3)=I(3)= I(3) k-1=2.64 kA（3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值I(3)sh(max) =2.55 I(3)=2.553.9=9.95 kAi (3)sh(min) =1.51 I(3)=1.513.9=5.89 kAI (3)sh(max)=2.55 I(3)=2.552.64=6.73 kAi (3)sh(min) =1.51 I(3)=1.512.64=3.99 kA（4）三相短路容量S(3)k-1= UclI(3)k-1 =373.9=249.9 MVAS(3)k-1= UclI(3)k-1=372.64=169.2 MVA2、k-2点的短路电流和短路容量（UC2=6.3KV）（1）电力系统的电抗MAX：X1= UC22/ Skmax=6.32/600=0.07MIN：X1= UC22/ Skmin=6.32/280=0.14（2）架空线路的电抗X2 = X0L（UC2/ Ucl）2=0.48（6.3/37）2=0.093（3）电力变压器的电抗Uk%=7X3= X4=（Uk%/100）（UC22/SN）=（7/100）（6.32/5000）=5.610-3（4）k-2的总阻抗X(k-2)=X1+X2+X3/X4=0.07+0.093+（0.0560.056）/（0.056+0.056）=0.443X(k-2)=X1+X2+X3/X4=0.14+0.093+（0.0560.056）/（0.056+0.056）=0.513（5）三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值I(3)k-2= UC2/（X(k-2)）=6.3/（0.443）=8.22 kAI(3)k-2= UC2/（X(k-2)）=6.3/（0.513）=7.07 kA2）三相短路次暂态和稳态电流I(3) =I(3)= I(3)k-2 =8.22 kAI(3)=I(3)= I(3)k-2=7.07 kA3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值I(3)sh(max)=1.84 I(3)=1.848.22=15.1 kAi (3)sh(min)=1.09 I(3)=1.098.22=9 kAI (3)sh(max)=1.84 I(3)=1.847.07=13 kAi (3)sh(min) =1.09 I(3)=1.097.07=7.7 kA6）三相短路容量S(3)k-2=UclI(3)k-2 =6.38.22=89.59 MvAS(3)k-2=UclI(3)k-2=6.37.07=77 MvA表3.1三相短路电流及容量计算表短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAIk(3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk-2(3)最大运行方式k-13.93.93.99.9524.52249.9k-28.228.228.22915.189.59最小运行方式k-12.642.642.646.733.99169.2k-27.077.077.077.71377第四章 所一次设备及进出线的选择与校验第四章 所一次设备及进出线的选择与校验4.1 设备选型及稳定性校验表4-1 开关电器的选择与校验设备名称选择项目校验项目额定电压额定电流开断电流动稳定热稳定断路器UNetUNINetIrmaxINkIZidwichIt2tIZ2tjx隔离开关UNetUNINetIrmaxidwichIt2tIZ2tjx负荷开关UNetUNINetIrmaxINkIZidwichIt2tIZ2tjx熔断器UNetUNINetIrmaxINkIch表中,UNet、INet、INk分别为开关电器的额定电压、额定电流和额定开断电流； Ur、Irmax、IZ分别为开关电器工作点的线路额定电压、最大负荷电流和三相短路电流稳态值； ich开关电器工作点的三相短路冲击电流ich(3)； idw、It、t分别为开关电器的动稳定电流峰值、热稳定电流及其试验时间； tjx假想时间，tjxtjtdl0.05（s）； tj继电保护整定时间（s）； tdl断路器动作时间（s）； 0.05考虑短路电流非周期分量热影响的等效时间表4-2 高压熔断器主要技术数据型号额定电压熔断器额定电流三相断流容量熔体额 定电流/A变电所RN5-35/20035kV200A200MVA200校验35kV104.6A结论合格合格表4-3 高压隔离开关主要技术数据型号额定电压额定 电流极限通 过电流热稳定电流有效值变电所GW4-35/63035kV630A25.5kA(35kA)(5s),校验35kV104.6A3.99kA24.56结论合格合格合格表4-4 高压负荷开关主要技术数据型号额定电压(kV)额定电流(A)额定断流容量(MVA)最大开断电流（kA）极限通过电流（kA）热稳定电流有效值变电所LDFTE-36/400-163563025120014.5, 258.5(5s)校验35104.6A1.962.967.3结论合格合格合格合格合格表4-5 高压断路器主要技术数据型号额定电压(kV)额定电流(A)额定断流容量(MVA)额定开断电流（kA）动稳定电流峰值（kA）热稳定电流有效值（kA）固有分闸时间合闸时间变电所DW13-35型351250300205020（4S）0.060.35表4-6 高压断路器的选择校验表序号变电所SN10-10/630-300项目数据项目数据结论1UN35kvUN10kv合格2I30104.6AIN630A合格3Ik(3) 3.9KAIoc16kA合格4ish(3)6.732KAimax40kA合格5I(3)2tima3.92(1.4+0.2)=24.3 It t164=1024合格4.2 电压、电流互感器选型与校验6kV侧A、B、C三相宜用电压、电流互感器的选择与校验根据设计需要，选择每相上的仪表种类、个数和连接方式，然后决定测量用电压、电流互感器的连接、选型与校验（设计中假设仪表盘距电压、电流互感器安装点30m）。电流、电压互感器选择与校验公式如下表所示。表4-7 电流、电压互感器选择与校验设备名选择校验电压电流热稳定动稳定电流互感器U1NetUNI1NetIrmaxW2N/25Z2（ktI1N）21IZ2tjx电压互感器1.1UNU1Net0.9UNW2NW2-式中, kt电流互感器热稳定倍数；kdw电流互感器动稳定倍数； W2N、W2分别为互感器二次侧每相额定容量和每相负荷（仪器、仪表）容量； Z2互感器二次侧每相负荷（仪器、仪表）阻抗； UN工作点线路额定电压。表4-8 电流互感器型号及规格数量/台Un（kv）In变比准确级次额定二次负荷10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数LCZ-35 500/51351000.52/65100电流互感器 用于测量 用0.5级 Un=35kv电流互感器二次负荷S2不得大于其准确度级所限定级负荷S2NS2NS2电流互感器的变比