《发电厂电气部分》课程设计- 1103510kV区域性降压变电所电气部分设计.doc

发电厂电气部分发电厂电气部分课程设计课程设计 题目题目 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 专专 业业 ：电气工程及其自动化（电力）：电气工程及其自动化（电力） 班班 级级 ： 学学 号号 ： 姓姓 名名 ： 指导教师指导教师 ： 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 1 目录目录 摘要摘要.4 第一章第一章 设计内容和要设计内容和要求求.5 1.1 原始资料.5 1.2 原始资料分析.6 第二章第二章 电气主接线设计电气主接线设计.7 2.1 基本概述.7 2.2 主接线选择的基本要求和主要原则.7 2.3 主接线方案拟定.9 2.4 主接线图.13 2.5 小结.16 第三章第三章 主变压器的选择主变压器的选择.17 3.1 主变压器容量的选择.17 3.2 主变相数选择.18 3. 主变绕组数选择.18 3. 主变绕组连接方式.18 3. 主变的调压方式.19 3. 变压器冷却方式选择.19 3.7 小结.20 第四章第四章 短路电流计算短路电流计算.21 4.1 短路计算条件的确定原则.21 4.2 短路电流的结果.22 4.3 小结.22 第五章第五章 主要电气设备的选择主要电气设备的选择.23 5.1 电气设备选择的原则.23 5.2 电气设备选择的一般条件.23 5.3 断路器和隔离开关的选择.24 5.4 110KV 侧断路器、隔离开关的选择 .25 5.5 35KV 侧断路器隔离开关的选择 .28 5.6 10KV 侧断路器、隔离开关的选择 .31 5.7 电流互感器的选择.34 5.8 电压互感器的选择.39 5.9 小结.42 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 2 附录一附录一 短路电流计算书短路电流计算书.43 1 短路电流计算的目的 .43 2 短路电流计算的一般规定 .43 3 短路计算基本假设 .43 4 短路电流计算的步骤.44 5 短路电流的计算.45 6 短路电流的结果.49 附录二附录二 电气主接线图电气主接线图.50 结束语结束语.51 参考文献参考文献.52 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 3 摘要摘要 变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与 经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和 分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建 成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的 电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。 本设计通过对变电所的设计是我们了解了发电厂变电站设计的基本流程， 熟悉了发电厂变电站电气设计的基本方法，巩固了在发电厂电气部分所学的相 关知识。 本次设计的变电所通过110kv、35kV 及10kv 电压向地方负荷供电。本所有 三个电压等级，110kv、35kv、10kv。110kv侧通过两回进线两回出线，将来拟 增一回线；35kv 侧共有4回线，最大综合负荷为12MVA, 最大负荷利用小时数为 4000h，一类负荷占最大负荷的20%，二类负荷占20%，其余为三类负荷；10KV侧 出线共计14回，其中两回为站用变出线，无电源进线，为电缆出线，每回最大 负荷1.6MVA，负荷功率因数为0.80，最大负荷利用小时数为5000h以上，一、二 类负荷占总的最大负荷的50%。 本次设计基本的任务是一次系统中的接线形式、变压器和电器设备的选择。 设计本着使电力供应和传输安全、可靠、灵活、经济的原则进行。首先根据设 计电气主接线的可靠性、灵活性、经济性的原则，确立了两种待选主接线方案， 并进行了分析比较，最终确定了一种方案作为本所的主接线；然后通过变电所 带的总的负荷及5-10 年的规划负荷选择了主变压器器。在确定主接线之后，进 行了短路的相关计算，而后通过计算的相应结果及设备选择的相关原则，初次 选择了变电所内的一次设备。 关键词：关键词：变电站课程设计 电气主接线设计 主接线图 短路电流计算 电气设 备选择 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 4 第一章第一章 设计内容和要求设计内容和要求 1.1 原始资料原始资料 为满足乡镇符合日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根 据系统发展规划，拟建设一座 110/35/10kV 的区域性降压变电所，设计原始资 料要求如下： 一、电压等级：110/35/10kV 二、设计容量：拟设计安装两台主变压器。 三、进出线及负荷情况： 1、110KV 侧，110KV 侧进出线 4 回，其中两回为电源进线，每回最大负荷 50MVA，功率因数为 0.85，一回停运后，另一回最大可输送 100MVA 负荷；另 二回为出线，本期拟建设一回，留一会作为备用出线间隔，出线正常时每回 最大功率为 35MVA，最小为 25MVA，功率因数为 0.85，最大负荷利用小时数 为 4200h。 2、35KV 侧出线 4 回，每回最大负荷 12MVA，无电源进线，负荷功率因数为 0.80，最大负荷利用小时数为 4000h，一类负荷占最大负荷的 20%，二类负 荷占 20%，其余为三类负荷。 3、10KV 侧出线共计 14 回，其中两回为站用变出线，无电源进线，为电缆出 线，每回最大负荷 1.6MVA，负荷功率因数为 0.80，最大负荷利用小时数为 5000h 以上，一、二类负荷占总最大负荷的 50%。 4、系统阻抗归算到 110KV 侧标幺值（不包括本站主变）：X1*=0.0495, X0*=0.0458。 四、环境条件： 当地最高气温 40 摄氏度，最低气温-25 摄氏度，最热月份平均温度 23.3 摄 氏度，变电所所处海拔高度 700m。污秽程度中等。 五、设计任务 1、电气主接线的设计 2、短路电流计算 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 5 3、电气设备选择 1.2 原始资料分析原始资料分析 本次设计的变电所通过110kv、35KV 及10kv 电压向地方负荷供电。本所有 三个电压等级，110kv、35kv、10kv。110kv侧通过两回进线两回出线，将来拟 增一回线；35kv 侧共有4回线，最大综合负荷为12MVA, 最大负荷利用小时数为 4000h，一类负荷占最大负荷的20%，二类负荷占20%，其余为三类负荷；10KV侧 出线共计14回，其中两回为站用变出线，无电源进线，为电缆出线，每回最大 负荷1.6MVA，负荷功率因数为0.80，最大负荷利用小时数为5000h以上，一、二 类负荷占总的最大负荷的50%。 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、及经 济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术 先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。 供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满 足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性拟从以下几个 方面考虑： 1、断路器检修时，不影响连续供电； 2、线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和 停电时间长短，能否满足重要的 I、II 类负荷对供电的要求； 3、变电所有无全所停电的可能性； 主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、 事故等特殊状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。 主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要求前提下， 尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 6 第二章第二章 电气主接线设计电气主接线设计 2.1 基本概述基本概述 电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择 出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接 线是电力系统接线的重要部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路 、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内 各种电气设备之间的连接方式。 电气主接线的设计与所在电力系统及所采用的设备密切相关。随着电力系 统的不断发展、新技术的采用、电气设备的可靠性不断提高 ，设计主接线的观 念也应与时俱进、不断创新。 变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选 择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主 接线是电力系统接线的重要组成部分。它表明变电所内的变压器、各电压等级 的线路、无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电 所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中 压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数 不同，其接线方式也不同。 2.2 主接线选择的基本要求和主要原则主接线选择的基本要求和主要原则 2.2.1 主接线选择的基本要求主接线选择的基本要求 1） 运行的可靠 断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电 时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 2 ）具有一定的灵活性 主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的， 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 7 而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、 影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 3 ）操作应尽可能简单、方便 主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。 复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但 接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或 造成不必要的停电。 4 ）经济上合理 主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小， 占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。 5）应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要 考虑到具有扩建的可能性。 变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、 负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。 2.2.2 主接线选择的主要原则主接线选择的主要原则 1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。根据变电所在系 统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。 2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故 障时应处理的要求。 3）各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出 线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。 4）近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。 5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 8 2.3 主接线方案拟定主接线方案拟定 2.3.1 110kV 侧主接线方案侧主接线方案 A 方案：单母分段接线 图 2-1 单母线分段接线 B 方案: 双母线接线 分析: A 方案的主要优缺点: 1）当母线发生故障时,仅故障母线停止工作,另一母线仍继续工作; 2）对双回路供电的重要用户,可将双回路分别接于不同母线分段上,以保证 图 2- 2 双母线接线 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 9 对重要用户的供电; 3)一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出 线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； 4)任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； 5)当出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越； 6)110kV 为高电压等级，一旦停电，影响下级电压等级供电，其重要性 较高,因此本变电站设计不宜采用单母线分段接线。 B 方案的主要优缺点： 1)检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供电； 2)检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路； 3)工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电； 4)可利用母联开关代替出线开关； 5)便于扩建； 6)双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大,运行中需要 隔离开关切断电路,容易引起误操作. 7)经济性差 结论: A 方案一般适用于 110KV 出线为 3、4 回的装置中；B 方案一般适用于 110KV 出线为 5 回及以上或者在系统中居重要位置、出线 4 回及以上的装置中。 综合比较 A、B 两方案，并考虑本变电站 110KV 在系统中地位比较重要，所以 选择 B 方案双母线接线为 110KV 侧主接线方案。 2.3.2 35kV 侧主接线方案侧主接线方案 A 方案：单母线接线 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 10 B 方案:单母分段接线 分析： A 方案的主要优缺点： 1)接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可 靠性和灵活性较差; 2)当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消 除前的全部时间内停止工作； 图 2-4 单母线分段接线 图 2-3 单母线接线 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 11 3)出线开关检修时，该回路停止工作。 B 方案的主要优缺点： 1)当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； 2)对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保 证对重要用户的供电; 3)当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引 出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； 4)任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； 5)当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论:B 方案一般速用于 35KV 出线为 4-8 回的装置中。综合比较 A、B 两方 案，并考虑本变电站 35KV 出线为 4 回，所以选择 B 方案单母线分段接线为 35KV 侧主接线方案。 2.3.3 10kV 侧主接线方案侧主接线方案 A 方案：单母线接线(见图 2-3) B 方案：单母线分段接线(见图 2-4) C 方案：双母接线（见图 2-2） 分析： A 方案的主要优缺点： 1)接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠 性和灵活性较差; 2)当母线或母线隔离开关发生故障或检修时；各回路必须在检修或故障消 除前的全部时间内停止工作； 3)出线开关检修时，该回路停止工作。 B 方案的主要优缺点： 1)母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； 2)对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保 证对重要用户的供电 3)当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 12 出线，样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； 4)任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； 5)当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 C 方案的主要优缺点： 1) 检修任一组母线可不中断供电，但接线较复杂，在倒母线过程中，有可 能把隔离开关当成操作电器使用，易发生误操作而引起重大事故； 2）检修任一回路的母线隔离开关时，只断开该回路； 3）当工作母线故障时，可将全部回路转移到备用母线上，从而使各回路 迅速恢复供电； 4）检修任一回路断路器时，可将被检修的断路器位置用“跨条”连接后， 用母联断路器代替被检修的断路器，不至使该回路长时间中断供电； 5）在个别回路需要单独进行试验时，可将该回路单独接至备用母线上； 6）便于扩建，但需用的隔离开关数目比单母线接线增加许多，使配电装 置复杂，增加了设备投资。 结论：B方案一般适用于10KV出线为6回及以上的装置中；C方案一般适用于10KV出 线10回及以上的装置中。所以选择B方案单母线分段接线或C方案双母线接线为10KV侧主 接线方案。 2.4 主接线图主接线图 由以上分析知，本站有如下两种主接线方案可以选择： 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 13 方案一：方案一：110kV 侧为单母线分段接线，35kV 侧为单母线分段接线，10kV 侧 为单母线分段接线。 图 2-5 主接线方案一 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 14 方案二：方案二：110kV 侧为双母线接线，35kV 侧为单母线分段接线，10kV 侧为双 母线接线。 图 2-6 主接线方案二 综合比较一、二种方案,并考虑本变电站 10KV 出线为 14 回，其中有两回站 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 15 用变，并且最大负荷利用小时数为 5000h 以上，一、二类负荷占总的最大负荷 的 50%，因此必须选择更加可靠的主接线方案。所以选择方案二为本区域性降 压变电站的主接线。 2.5 小结小结 本章通过对原始资料的分析及根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求， 选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站 电气主接线方案。 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 16 第三章第三章 主变压器的选择主变压器的选择 在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主 变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本 所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站 主变压器的选择。 3.1 主变压器容量的选择主变压器容量的选择 3.1.1 主变压器的选择原则主变压器的选择原则 1）主变压器容量一般按变电所建成后 510 年的规划负荷选择，适当考 虑到远期 1020 年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划 相结合。 2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于 有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计其 过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所， 当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70%80%。 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。 3.1.2 主变压器容量的确定主变压器容量的确定 MVAS 4 . 706 . 114124 总 考虑同时系数时的容量：(同时率取 0.85) S=70.4 N MVA84.5985. 0 考虑到 2%的负荷增长率时的容量： 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 17 MVAS04.61)02 . 0 1 (84.59 最终单台主变压器的容量： MVASS73.427 . 004.617 . 0 所以应选容量为 50MVA 的主变压器。因此每台容量为 50MVA，两变压器同时 运行。电压等级：110kV/35kV/10kV，各侧容量比为：50：50：50。 3.2 主变相数选择主变相数选择 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及 运输条件等因素。 当不受运输条件限制时，在 330kV 及以下的发电厂和变电所，均应采用三 相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等 已不成问题， 故有以上可知，此变电所的主变应采用三相变压器三相变压器。 3. 主变绕组数选择主变绕组数选择 在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器 容量的 15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时， 主变压器宜采用三绕组变压器。 由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组三绕组。 3. 主变绕组连接方式主变绕组连接方式 变压器的连接方式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 y 和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况 来确定。 我国 110KV 及以上电压，变压器绕组都采用变压器绕组都采 Y0连接； 35KV 亦采用 Y 连接，其中性点多通过消弧线接地。35KV 及以下电压，变压器 绕组都采用连接。 有以上知，此变电站 110KV 侧采用 Y0接线，35KV 侧采用 Y 连接，10KV 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 18 侧采用接线。即采用 YN，yn0,d11 接线。接线。 3. 主变的调压方式主变的调压方式 普通型的变压器调压范围小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与 实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。 另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它 的调压范围较大，一般在 15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反 送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实 现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时， 有载调压可解决。 由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式有载调压方式。 3. 变压器冷却方式选择变压器冷却方式选择 主变压器一般采用冷却方式有自然风冷却、油浸风冷却、强迫油循环风冷 却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。 小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用油浸风冷、强 迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。在水源充足，且 占地面积紧张的情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却方式。强迫 油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本体尺寸，其缺点是这 种冷却方式增加了一套水冷却系统和有关附件，冷却器的密封性能要求高，维 护工作量大。 本次设计的变电站为区域性变电站，对占地要求不高，主变冷却方式采用 油浸风冷却油浸风冷却。 综上所述，故选择主变型号 SFSZ7-50000/110 型三相三绕组有载调压变压 器，其参数如下表： 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 19 表 31 变压器技术数据 电压组合及分接范围 阻抗电压 空载 电流 连接组 型 号 高压中压低压 高-中高-低中-低 SFSZ7- 50000/110 11081 25% 3855 % 105 ， 11 10.517.56.5 13 YN，y n0,d11 3.7 小结小结 在本章中，根据本变电站的实际情况选择了变电站的主变压器：主变压器 为两台 SFSZ7-50000/110 型有载调压变压器。 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 20 第四章 短路电流计算 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。 4.1 短路计算条件的确定原则短路计算条件的确定原则 验算导体和电器时所用短路电流,一般有以下规定。 （1）计算的基本情况 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行； 所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）； 短路发生在短路电流为最大值的瞬间； 所有电源的电动势相位角相同； 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异 步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 （2）接线方式 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能最大短路电流的正常接线方式（即 最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 （3）计算容量 应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本 工程建成后5 10 年）。 （4）短路种类 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 21 一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及 自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应 按严重情况的进行比较。 （5）短路计算点 在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。 4.2 短路电流的结果短路电流的结果 短路电流计算的结果如下表所示： 表 41 短路电流计算结果 名称 短路点 基准电压 Up（kV ） 三相短路 电流 I （kV） 冲击电 流 ish （kA） 短路全 电流 I （kA sh ） 短路容 量 S （MVA ） d111510.1425.86 15.31 2019.69 d2379.9425.35 15 631.01 d310.524.4862.24 36.96 445.21 4.3 小结小结 短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低 和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的 稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和 运行中，都必须对短路电流进行计算。 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 22 第五章 主要电气设备的选择 电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时，都必须安 全可靠地运行。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确地选择电气设 备和载流导体。各种电气设备选择的一般程序是：先按正常工作条件选择出设 备，然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。 电气设备与载流导体的设计，必须执行国家有关的技术经济政策，并应做 到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和为今后扩建留有一定的余地。 5.1 电气设备选择的原则电气设备选择的原则 1）应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。 2）应按当地环境条件校核。 3) 应力求技术先进和经济合理。 4) 与整个工程的建设标准应协调一致。 5) 同类设备应尽量减少种类。 6) 选用的新产品均应具有可靠的实验数据。 7) 设备的选择和校验。 5.2 电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件 5.2.1 按正常工作条件选择按正常工作条件选择 额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的 最高运行电压: UNUNs 额定电流：所选电气设备的额定电流 IN，或载流导体的长期允许电流 Iy，不 得低于装设回路的最大持续工作电流 I max 。计算回路的最大持续工作电流 I max 时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。 INIma 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 23 5.2.2 按短路状态校验按短路状态校验 热稳定校验： 当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许 值，校验电气设备及电缆（36KV 厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续 时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。 It2t Qk，tk=tin+ta 动稳定校验： 用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳 定。 iesish 5.2.3 短路校验时短路电流的计算条件短路校验时短路电流的计算条件 所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系 统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而 不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验； 对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单 相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验 5.3 断路器和隔离开关的选择断路器和隔离开关的选择 断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安 装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器 的生产情况，电压等级在 10kV220kV 的电网一般选用少油断路器，而当少油 断路器不能满足要求时，可以选用 SF6断路器。 断路器选择的具体技术条件如下： 额定电压校验： UNUNS 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 24 额定电流校验： INImax 开断电流： INbrI 动稳定： iesish 热稳定： It2t Qk 同样，隔离开关的选择校验条件与断路器相同，并可以适当降低要求。 5.4 110kV 侧断路器、隔离开关的选择侧断路器、隔离开关的选择 5.4.1 进线侧断路器、母联断路器的选择进线侧断路器、母联断路器的选择 流过断路器的最大持续工作电流： Imax =(2SN )/(UN)=(250000)/(110)=524.86 (A)33 额定电压选择：UNUmax=110kV 额定电流选择：INImax=524.86A 开断电流选择：INbr I =10.14kA (d1 点短路电流) 在本设计中 110KV 侧断路器采用 SF6高压断路器，因为与传统的断路器相 比 SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻， 操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应 用。 110KV 的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。 从电气工程电器设备手册中比较各种 110kVSF6高压断路器的应采用 LW6-110 型号的断路器。其技术参数如下： 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 25 表 51 110kV 进线断路器技术参数 极限通过 电 流 KA 热稳定 电 流 KA 断 路 器 型 号 额 定 电压 kV 额 定 电 流 A 额定 断流 容量 kA峰值4S 固有 分闸 时 间 S LW6-1101103150808031.50.04 热稳定校验：It2t Qk It2t=31.52 4=3969（kA）2S 电弧持续时间取 0.04S，热稳定时间为：tk =0.15+0.04+0.04=0.23 Qk 满足热稳定校验 动稳定校验： ies=80KAish =25.86kA 满足动稳定校验，因此所选断路器合适。 具体参数如下表： 表 52 断路器技术参数与计数值的比较 计算数据LW6-110 UNs 110kVUN 110kV Imax 524.86AIN 3150A I 10.14kAINbr 80kA ish 25.86kAies 80kA Qk 28.79（kA）2sIt2t 31.52 4=3969 （kA）2s 110/35/10kV110/35/10kV 区域性降压变电所电气部分设计区域性降压变电所电气部分设计 26 5.4.2 主变压器侧断路器的选择主变压器侧断路器的选择 Imax =(1.05SN )/(UN)=(1.0550000)/(110)=275.56 (A)33 额定电压选择：UNUNs=110kV 额定电流选择：INImax=275.56A 开断电流选择：INbrI”=10.14kA (d1 点短路电流) 由上表可知 LW6-110