35kV变电站电气部分设计.doc

毕 业 设 计题 目： 35kV变电站电气部分设计 院： 电气信息学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 0906 学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书 题目： 35kV变电站的设计 姓名 张鹏翔 院 电气信息学院 专业 电气工程 班级 0625 学号 25 指导老师 夏利霞 职称 讲 师 教研室主任 谢 卫 才 一、 基本任务及要求： 1）依据原始资料设计35kV变电站电气部分，包括主接线方案确定及电气设备 的选型与校验；采用博超软件给出35kV变电所的一次接线图； 2）短路电流计算；采用博超软件给出短路电流计算书； 3）变电所防雷设计；采用博超软件给出相关设计图； 4) 撰写设计报告 二、 进度安排及完成时间： 1、 3月5日-3月15日 下达任务书，查阅资料 、撰写文献综述 2、 3月 16日-3月21日 查阅资料、撰写文献综述和开题报告 3、 3月22日-4月8日 毕业设计 4、 4月9日-4 月20日 毕业实习、撰写实习报告 5、 4月 21日-6月10日 毕业设计、撰写毕业设计论文 6、 6月11日6月19日 指导教师评阅、电子文档上传FTP 7、 6月20日6月23日 毕业设计答辩（公开答辩、分组答辩） 目 录摘要IAbstractII第一章 绪论31.1 电气工程简史31.2 变电所的选址原则4第二章 原始资料52.1电力系统接线图52.2系统情况及原始资料52.3变电所10KV负荷情况52.4本地的气象条件62.5设计的基本原则62.6 本设计的主要内容6第三章 负荷计算73.1负荷分析73.2负荷计算7第四章 电气主接线设计94.1电气主接线概述94.2主接线设计原则94.3主接线设计的基本要求94.4主接线设计94.4.1 35KV侧主接线设计104.4.2 10KV侧主接线设计104.4.3 主接线方案比较选择10第五章 主变压器选择125.1 规程中的有关变电所主变压器选择的规定125.2 主变台数的确定125.3 主变容量的确定125.4 主变形式的选择13第六章 无功补偿方案156.1 无功补偿156.1.1 无功补偿概述156.1.2 无功补偿的计算156.1.3 无功补偿装置166.1.4 并联电容器装置的分组166.1.5 并联电容器装置的接线17第七章 短路电流计算187.1 概述187.1.1 产生短路的原因和短路的定义187.1.2 短路的种类187.1.3 短路电流计算的目的187.2 短路电流计算的方法和条件197.2.1 短路电流计算方法197.2.2 短路电流计算条件197.3 短路电流的计算207.3.1 10kV侧短路电流的计算207.3.2 35kV侧短路电流的计算227.3.3 三相短路电流计算结果表22第八章 电气设备的选择248.1 电气设备选择的一般条件248.1.1 电气设备选择的一般原则248.1.2 电气设备选择的技术条件248.1.3 环境条件268.2 断路器隔离开关的选择268.2.1 35kV侧进线断路器、隔离开关的选择268.2.2 35kV主变压器侧断路器、隔离开关的选择288.2.3 10kV侧断路器、隔离开关的选择288.2.4 选择的断路器、隔离开关型号表298.3 母线的选择及校验308.3.1 母线导体选择的一般要求308.3.2 35kV母线的选择308.3.3 10kV母线的选择328.4 互感器的选择328.4.1 电流互感器的选择328.4.2 电压互感器的选择348.5 配电装置的选择358.5.1 配电装置概述358.5.2 35kV屋外配电装置358.5.3 10kV高压开关柜36第九章 继电保护的设置379.1 电力变压器保护379.1.1 电力变压器保护概述379.1.2 电力变压器纵差保护接线379.1.3 纵差动保护的整定计算389.1.4 变压器瓦斯保护399.1.5 过电流保护399.2 10KV线路保护的选择409.2.1 10KV线路保护选择依据409.2.2 10KV线路保护选择原理409.3 10KV线路继电保护整定计算419.3.1 线路L1速断保护整定计算419.3.2线路L1过流保护整定计算429.4 母线保护43第十章 变电所的防雷保护4410.1 变电所防雷概述4410.2 避雷针的选择4410.3 避雷器的选择45结论47致 谢48参考文献49附录50湖南工程学院毕业设计（论文）35kV变电站电气部分设计摘要：在电力行业的不断发展与日新月异的当下，对电力供应要求越来越高的人们日益增多，特别是供应的稳固性、可靠性和持续性。但是电网供应的稳固性、可靠性和持续性主要取决于变电所的设计和配置的合理。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便等诸多因素。出于对这些方面的综合考虑，本文详细介绍了35kV变电所电气设计。文中对主接线的选取、设备的选择、负荷计算、短路电流计算、整定计算、变电所保护设计皆有详细的说明。特别对变压器的选择、主接线的选择、还有一些电气设备如电压互感器、电流互感器、断路器等的选择校验作了详细的说明和分析。还对变电所的平面布置、主接线等通过CAD制图直观的展现出来。本次设计得到了学校老师的耐心指导和同学们的大量帮助,通过查找大量的相关资料，密切结合实际情况,按照给定的数据及要求，完成设计任务。关键词：35kV 变电所、电气主接线、短路电流计算、高压电气设备、保护设计。Design of 35kV SubstationAbstract: In the continuous development of power industry and the rapid at present people are increasingly demanding to the power supply is increasing especially the stability reliability and continuity of supply. But the power supply stability reliability and sustainability mainly depends on the reasonable design and configuration of substation. A typical substation equipment reliable operation flexible operation economic and reasonable easy expansion and many other factors. Out of consideration for these aspects 35 kV substation electrical design is introduced in this paper. This paper the selection of main wiring equipment selection load calculation short circuit current calculation setting calculation design of substation protection are detailed instructions. Especially the selection of transformer the choice of main wiring and some electrical equipment such as voltage transformer current transformer circuit breaker etc. The choice of calibration has made the detailed description and analysis. Also for substation main layout wiring through intuitive CAD drawing showing.This design by looking up lots of relevant data combined with actual situation designed the conform to the requirements of the substation. In the process of design obtained the school teachers patient guidance and help of the classmates in this to express our heartfelt thanks to them.Keywords: 35kV Substation Main electrical connection Short circuit calculation High-voltage electrical equipment Protection design4935kV变电站电气部分设计第一章 绪论1.1 电气工程简史电气工程（Electrical Engineering EE）是核心学科之一，在现代科学技术领域中是一个不可或缺的关键学科。在现代高科技领域。如它是伟大的进步电子技术的提升，计算机网络的信息时代的到来,工作模式，将改变人类的生活。电气工程的发展前景好，使今天的学生就业率一直很高。电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律，因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。变电所(substation)就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成 。其中 ，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装23台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求 。变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。前者指一对一的按纽控制。对于控制对较多的变电所，如采用直接控制方式，则控制盘数量太多，控制监视面太大，不能满足运行要求，此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点；缺点是直观性较差，中间转换环节多。变电所作为变电站作为电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。对其进行设计势在必行，合理的变电所不仅能充分地满足当地的供电需求，还能有效地减少投资和资源浪费。本次设计根据一般变电所设计的步骤进行设计，包括主接线设计，负荷计算，主变选择，无功补偿方案，电气设备选择，短路计算，二次设计，保护设计等。并依据相关规定和章程设计其中个个步骤，所以能满足一般变电所的需求。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出了符合当前要求的变电所。在设计的过程中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心。1.2 变电所的选址原则变电所的选址应综合考虑以下原则：1.为了减少电压损耗，有色金属和电能的损耗，尽量靠近用电中心和大容量 用电设备的消耗量。 2.应使进、出线方便，尽量接近电源侧。3.为使设备运输方便，应尽量靠近道路，并兼顾与其他设施的安全防火间 距要求。4.应避免有剧烈震动或地势低洼有积水的场所，变电所室内相对地坪标高 （0.00）应高出室外雨期最高水位20-30cm以上。5.变电所应远离多尘和有腐蚀性气体的场所，当无法远离污染源时，应将变电站 设在污染源的上风侧。6.室内变电站的正上方不允许有厕所、浴室和经常积水的设施。7.高层建筑的地下层变电站的位置，宜选在通风、散热条件比较好的场所。8.要考虑变电站扩建的可能。第二章 原始资料2.1电力系统接线图图2.1 变电所进线示意图2.2系统情况及原始资料 设计是通过一个架空线路变电站从5公里以南的一个110千伏变电站开始发送,最大传输功率的电路不超过11.7兆瓦,变电站系统的容量为3000 MW。有一个西北20公里35 KV变电所B通过架空接触网、变电所设计,平时变电站所有少量的乙变电所功率交换。变电站投入后功率因数应该被要求达到0.9。2.3变电所10KV负荷情况表2.1 10kV负荷情况负 荷 名 称额 定 容 量（kV）额 定 电 压（kV）负 荷 特 性Cos供电线路长度(m)1# 出线860100.831702# 出线600100.822203# 出线760100.761104# 出线1500100.8170原料粉磨1700100.84110摇头1900100.8180窑尾1200100.8290水泥磨1500100.817010kV侧负荷同时率：0.85；10kV侧最小负荷是最大负荷的45；10kV侧最大负荷利用小时数=4700H；待设计变电所年负荷增长率为5%。2.4本地的气象条件本地最高气温为；最低气温为；年平均气温为；最热月平均最高温度为。2.5设计的基本原则工业园区的变电站提供电源的直接生产,是电力系统的重要环节,正确的操作是变电站与稳定和安全的基本前提和整个工业园区的生产问题,。因此设计一个高质量的、安全的、可靠的和灵活的变电所是至关重要的。主要设计原则有以下几点：（1）变电所设计应根据工程的5 10年的发展规划,结合城市建设城市规划,做远期与近期相结合,应该优先考虑近期发展情况,正确处理近期建设和长远发展的关系,适当考虑扩建的可能性。（2）变电所的设计,必须建立在全局统一规划,根据负荷的性质和电容量、工程特点和地区供电条件,结合当地条件合理确定设计方案,做到因地制宜,兼顾变电站经济、安全、可靠、灵活等因素。（3）对于变电站选址有以下要求:一是接近负荷中心;二是节省土地、不占用土地耕地和高经济效益的土地;三是协调与城市区域或企业规划、促进引入的开销和电缆线路和铅;四是交通便捷;五是有适当的地质,没有杂质和周围的环境。2.6 本设计的主要内容 设计要求完成一定的工业园区,35 kv降压变电所的设计过程,设计过程中应遵循国家法律法规,符合国家标准和规范,明确设计的目的,逐步完成了电气主接线的选择、负荷计算和无功功率补偿,主变压器的选择,短路电流的计算、高压设备的选择、选择和继电保护设置,保护设计,尤其是电气主接线的选择,变压器的选择和高电压电气设备(如断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、公交等),并检查详细的描述和分析,形成了一个相对完整的论文。第三章 负荷计算3.1负荷分析根据用电的重要性及突然中断供电所造成的损失程度，可以将负荷分为以下三类：1.一类负荷一类负荷,也被称为主要负荷,是指突然中断供电将造成人身伤害或导致严重污染周围的环境,造成巨大的经济损失。重要的损失大的设备,如产品或重要原料生产的产品大量的废料,连续生产过程被扰乱了,需要长时间才能恢复,造成社会秩序严重混乱,或重大的政治影响,重要的交通枢纽、通信中断、国际社交网站没有照明等。2.二类负荷二类负荷,也称为二次负荷,是指突然中断供电将造成巨大的经济损失。产品,如生产主要设备损坏,大量的废弃或减产,连续生产过程需要很长时间恢复,造成社会混乱,对政治有很大的影响,运输和通讯枢纽和城市水供应中断、广播和电视、商务中心被迫停止操作等等。3.三类负荷三类负荷,也被称为三级负荷，是指属于不超过二级负荷的电力负荷。对于这种类型的负载，损失由电力变电站造成，不直接造成损害。 电力负荷的分类,其主要目的是为了确定标准的电源工程设计和施工。工程保证投入运行供电可靠性,可以满足生产的需要和社会的稳定。对于一级负荷的电力设备,应该有两个或两个以上的独立电源,和其他必要的辅助安全设施的一个非电的。二次负荷应由两个回路供电,但当两回线有困难(如偏远地区),允许有一个专用的架空线路供电。三级负荷没有特殊要求,电源,使停电很长一段时间,单线路电源回来。变电站的设计荷载是三级负荷,因此可以使用一个单一的电路电源回来。3.2负荷计算 10kV侧的负荷计算1.7+0.8+0.82+1+1.6+1.4=7.32MW1.7*0.62+0.8*0.62+0.82*0.75+1*0.62+1.6*0.48+1.4*0.62=4.421MVar （3-1）=8.54MVA功率因数cos=0.87第四章 电气主接线设计4.1电气主接线概述 在二级设备的电厂和变电站，按照一定的要求，和序列连接成一个回路，称为电气主接线，也为主要电路。它把电源电能收集，分发给每个用户。它表明数量的各种设备在时间和行动，设备之间的连接，与电力系统的连接。所以主要的电线是由一个重要组成部分，电力系统布线。主接线的确定对电力系统安全、稳定、灵活、经济运行和变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法，提出了一个直接的影响。4.2主接线设计原则1.发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用；2.发电厂、变电所的分期和最终建设规模；3.负荷大小和重要性；4.系统备用容量大小；5.系统专业对电气主接线提供的具体资料；4.3主接线设计的基本要求 根据中国能源部在220500kV变电所设计技术规程sdj:2 - 88规定，变电站电气主接线应根据状态在电力系统,变电站,变电站规划容量、负载特性、线、变压器条件、设备特点和确定总连接组件。应综合考虑和供电可靠性,操作灵活、方便操作和维护,节省投资和促进过渡或扩张的需求。“所以主接线设计要求可以概括为以下三个点。1可靠性；2灵活性；3经济性。4.4主接线设计 基本形式的电气主接线是电气主设备常用的连接方式,它与电源和线为主体。大致分为两种类型:有汇流母线和无汇流母线。有有汇流母线形式大致可分为两种类型:单母线连接和双母线链接;无汇流母线连接形式的主要桥梁连接,角连接和单元连接。4.4.1 35KV侧主接线设计35kV侧进线2回，由于使用两台变压器并且还和另一座变电所联络，所以出线二回。由电力工程电气设计手册第二章关于单母线接线的规定：“3563kV配电装置的出线回数不超过3回”。故35kV侧应采用单母线接线。 4.4.2 10KV侧主接线设计 10kV侧出线6回，终期出线8回。由电力工程电气设计手册第二章规定：610kV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母线分段接线，当短路电流过大、出线需要带电抗器时，也可采用双母线接线。4.4.3 主接线方案比较选择由上可知，此变电所主接线的接线有两种方案。图4.1电气主接线方案一图方案一：35kV侧采用的单母线接线，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。10kV采用单母线分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。图4.2电气主接线方案二图方案二:10kV侧通过双母线虽然可以使供电更可靠，调度更加灵活，但每增加一组母线就使每回路需要增加一组母线隔离开关，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。并且，带设计边变电所的负荷均每什么一类、二类负荷，没必要增加投资选择双母线接线。综合考虑：方案一：35kV侧采用单母线接线，10kV侧采用单母线分段。方案二：35kV侧采用单母线接线，10kV侧采用双母线接线。通过比较可以得知还是选方案一比较合适，即35kV侧采用单母线接线，10kV侧采用单母线分段。第五章 主变压器选择5.1 规程中的有关变电所主变压器选择的规定1.压器容量和数量的选择，应根据电力系统设计技术规程sdj161 - 85规定和批准电力规划和设计决策。有两个或多个变电所主变压器，包括一个事故终止之后，其余的主变压器容量应保证供应的70%的总负载，在负载能力后的允许时间，应保证用户的一、二级负荷。如果所有其他能源可以保证在主变电站关闭后用户的水平荷载，可以安装一个主变压器。2.与电力系统连接的220330kV变压器，若不受运输条件限制，应选用三相变压器。3.根据发展和趋势，电力负荷的变化，结合系统，系统稳定，继电保护，短路电流的影响，压力调节和通信线路设备制造条件允许时，应该使用自耦变压器。4.有三种电压在220 330 KV变电站,如果通过功率的主变压器的绕组是达到15%以上的额定容量、变压器或第三绕组无功补偿装置，所需的能量，所有宜采用三绕组变压器。5.主变调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程SDJ161的有关规定。5.2 主变台数的确定 为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装24台主变。本次设计的变电所没有一级负荷，所以采用两台主变。5.3 主变容量的确定主变容量的确定应根据电力系统510年发展规划进行。当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的6075%。 由3.2的负荷计算得知10kV侧的负荷总量为8.64MVA。 考虑5%的年负荷增长率，5年规划年限内计算负荷可表示为： （5-1）式中第一年的负荷； 年负荷增长率； n规划年数； i年利率。 带入i=0.1，n=5，=5%，=8.64MVA得=11.88MVA。再考虑同时系数时，可按下式算： （5-2）式中负荷同时系数带入=0.85得=10.21MVA。 对于两台变压器的变电所，其变压器的额定容量可按下式确定：=0.7=0.7*10.18=7.14MVA总安装容量为2*（0.7）=1.42如此当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证98的负荷供电。所以应选容量为7500kVA的变压器。5.4 主变形式的选择主变压器一般采用三相变压器,由于制造业和交通运输条件,在220千伏变电站，单相变压器组。在当今社会科技日新月异，使运输到不是问题，所以三相变压器。 在关于绕组上，只有220330kV具有三种电压的变电所中，若通过主变各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均宜采用三绕组变压器。此次设计的变电所只有35kV和10kV两个电压等级，所以采用双绕组变压器。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用连接。因此35kV侧采用Y连接，10kV侧采用接线。根据上述的讨论选用35kV铝线双绕组电力变压器，该变压器的型号为SJL7500/35.具体技术数据如下表：表5.1 变压器技术参数型号SJL7500/35额定容量(kVA)7500额定电压(kV)高压35低压10.5损耗(KW)空载9.6短路62短路电压(%)7.7空载电流(%)0.9第六章 无功补偿方案6.1 无功补偿6.1.1 无功补偿概述有很多电气设备工作根据电磁感应原理在电力系统中，如变压器、电机、感应炉等。依靠磁场来电力传输和转换的电感负载,感应电动机在电力系统超过约占50%的总负载。电力系统的无功功率很大,必须有足够的无功功率,以维持一定的电压水平,来满足要求的系统安全稳定运行。电力系统中的无功电源由三部分组成：1.发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的40%50%）。2.无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。3.110kV及以上电压线路的充电功率。 如果无功功率在电力系统小,会导致电压的电源网格是减少。电压低于额定电压值,将导致发电、输电和变电设备不符合正常输出,电网功率损耗增加,容易导致列网格湍流和解决方案,造成停电,严重的经济损失和政治影响。电压下降到60% 70%的额定电压值,用户将无法启动或甚至导致电机烧毁。所以无功功率补偿是十分必要的。6.1.2 无功补偿的计算 补偿前cos=0.86，求补偿后达到0.9。因此可以如下计算： 设需要补偿XMva 的无功则 cos= （6-1） =0.9解得 X=0.821MVar 6.1.3 无功补偿装置无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。 同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。6.1.4 并联电容器装置的分组 1.分组原则（1）对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。（2）配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。（3）终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。 2.分组方式并联电容器分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、带总断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式等容量分组方式,分组断路器不仅应满足要求的频繁,但也适合并联电容器来满足需求的开放电路短路,这样的分组应用更多,因此采用等容量分组方式。6.1.5 并联电容器装置的接线并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种。经常采用的还有由星形派生出的双星形，在某种场合下，也有采用由三角形派生出的双三角形。从电力工程电气设计手册（一次部分）502页表917可比较得出，应采用Y形接线，因为这种接线适用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清晰。并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方式。选用BFM115003型号的高压并联电容器2台。额定电压11kV。额定容量500kVar。第七章 短路电流计算7.1 概述7.1.1 产生短路的原因和短路的定义产生短路的主要原因是电器设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也能造成短路事故。所谓短路时指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。7.1.2 短路的种类三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路、和两相接地短路。三相短路时对称短路，此时三相电流和电压同正常情况一样，即仍然是对称的。只是线路中电流增大、电压降低而已。除了三相短路之外，其它类型的短路皆系不对称短路，此时三相所处的情况不同，各相电流、电压数值不等，其间相角也不同。运行经验表明：在中性点直接接地的系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的6570%，两相短路约占1015%，两相接地短路约占1020%，三相短路约占5%7.1.3 短路电流计算的目的1电气主接线比选；2选择导体和电器；3确定中性点接地方式；4计算软导体的短路摇摆；5确定分裂导线间隔棒的间距；6验算接地装置的接触电压和跨步电压；7选择继电保护装置和进行整定计算。7.2 短路电流计算的方法和条件7.2.1 短路电流计算方法电力系统供电的工业企业内部短路发生时,由于工业企业的设备组件,其容量比较小,而其阻抗较系统阻抗大得多,当这些元素满足对系统总线电压波动很小,可以认为是电压不变,系统容量是无限的。无限容量系统指的是容量无限的电力系统,在此系统中,当短路发生时,母线和电保持不变,短路电流周期分量不衰减。短路电流计算方法,在这里为无穷大电源系统、供电容量为前提,步骤如下:1对各等值网络进行化简，求出计算电抗；2求出短路电流的标么值；3归算到各电压等级求出有名值。7.2.2 短路电流计算条件1.短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：（1）正常工作时，三相系统对称运行；（2）所有电源的电动势相位角相同；（3）系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120度电气角度；（4）电力系统中的各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；（5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧；（6）同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；（7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；（8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；（9）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的都略去不计；（10）元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围；（11）输电线路的电容略去不计；（12）用概率统计法制定短路电流运算曲线。2.接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不能用仅在切换过程中可能并联运行的接线方式。3.计算容量 应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。4.短路点的种类一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。5.短路点位置的选择短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运行方式。取最严重的短路情况分别在10kV侧的母线和35kV侧的母线上发生短路情况（点a和点b发生短路）。则选择这两处做短路计算。图7.1 短路点选择图7.3 短路电流的计算7.3.1 10kV侧短路电流的计算图中a点短路，由于A,B系统短路容量都很大，可以近似都看作为无穷大系统电源系统。取Sj=100MW，Uj1=38kV，Uj2=10.6kV。由公式I= （7-1）求的Ij1=1.57kA，Ij2=5.51kA。线路等效图如下图所示：图7.2 10kV侧短路等效图线路1X= （7-2） =0.4*5*100/37=0.1457线路2X= =0.4*20*100/37=0.5799变压器 X= （7-3）=0.075*100/7.5=1.21取E1=E2=1 简化后等效电路图如下图所示：图7.3 10kV侧短路等效简化图X=X/X=0.1432/0.5844=0.1201=X+0.5*X=0.1159+0.5*1=0.6159三相短路电流周期分量有效值 I=5.50/0.6169=8.9233kA （7-4）三相短路冲击电流最大值 ish=2.55* I =2.55*8.9211=22.7236kA （7-5）短路冲击电流有效值 Ish=1.51* I=1.51*8.912=13.4595kA （7-6）三相短路容量 S=U I =1.731*10.4*8.9154=162.1427MVA （7-7）7.3.2 35kV侧短路电流的计算等效电路图如下图所示：图7.4 35kV侧短路等效简化图=X=0.1231三相短路电流周期分量有效值I=1.49/0.1158=13.3223kA三相短路冲击电流最大值ish=2.55* I=2.55*13.3367=34.0398kA短路冲击电流有效值Ish=1.51* I=1.51*13.3367=20.1388kA三相短路容量S=*U I=1.721*37*13.3398=855.1258MVA7.3.3 三相短路电流计算结果表表7.1 三相短路电流计算结果表短路点编号短路点额定电压平均工作电压短路电流周期分量有效值短路点冲击电流短路容量有效值最大值U/kVU/kVI/kAI/kA/kA/kAS/MVAa1010.58.91268.916613.453522.7566162.1387b343613.339813.355720.156634.0181855.1784第八章 电气设备的选择8.1 电气设备选择的一般条件8.1.1 电气设备选择的一般原则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品种；6 选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。8.1.2 电气设备选择的技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1.长期工作条件（1）电压选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug，即UmaxUg（2）电流选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即IeIg由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。（3）机械荷载所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。2.短路稳定条件（1）校验的一般原则电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，应按严重情况校验。用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。（2）短路的热稳定条件 (8-1