昌平二次降压变电所设计说明书计算书.doc

第一篇 说明书1 引 言本毕业设计论文为德州二次变电所电气工程设计，要求所设计的变电所能长期可靠为其负荷供电。设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约能源和用地，对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计算、电气设备选择、高压配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划设计、防雷保护规划、绘制图纸等主要工作，形成较为完整的论文。目前，电力技术已成为世界能源领域的主流技术，发电、输电、配电技术的进步，提高了供电的能力、质量和可靠性，扩大了电力应用范围，因此，变电所的合理设计也变得尤为重要。设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。本论文即在遵循原则、合理规划、反复校验的基础上完成。2 变电所设计原则21设计总结(1)变电所的设计必须贯彻执行党的有关方针、政策.设计中应不断终结实践经验，在保证安全运行、经济合理的条件下，力求接线简化，布置紧凑和逐步提高自动化水平，并积极慎重地采用新技术。(2)变电所应根据510年电力系统发展规划进行设计，枢纽变电所连接的电源数和回路数,还应该根据电力系统运行完全和经济等条件确定。22所址选择和所区规划(1)所址的选择应符合下列要求 接近负荷中心； 不占或少占农田； 便于各级电压线路的引入和引出,架空线路走廊应与所址同时确定； 交通运输方便； 尽量不设在空气污秽地区,否则采用防污措施或设在污秽源上风道； 所址不应为积水淹没,并有足够排洪设施； 生活和生产用水的可靠水源； 确实所址时应考虑对邻近设施的影响。(2)为了减少所占面积或地区面积受到限制时，配电装置中尽量采用少占地的电网或布置采用高型或半高型方式等。 (3)管线的布置 各地下管线方间和地下管线与建筑物，构筑物，道路之间最小净距，应根据敷设和检修的要求，建设物的基础的构造，管线的埋设深度，检修的位置及当地其他条件确定其最小距可参照变电所设计技术规程的“附录-”所列数值。 (4)所区内、外通道 变电所应有道路与外部公路连接,其路面宽度一般不小于3.5米，变电所内应设置环行道路或回车道、环行道，路面宽度一般为3米，由变电所大厅至主变电器的道路可适当加宽。 变电所内应设巡视小道,并可利用电缆沟盖板作为部分巡视小道。3 电器部分31 主变压器 （1）变电所中一般装设两台变压器，如只有一个电源或变电所可由中、低压侧电力网取得备用电源，可装设一台主变压器。（2）变电所主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力吨度年个 510年的发展规划进行选择，装有两台以上主变压器变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量一般保证70%的全部负荷，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。（3）电力潮流变化和电压偏移大的变电所，如经计算,普通变压器不能满足电力系统和用户对电压的要求，应尽量采用有载调压变压器，当电力系统运行确有需要时，可装设单独的调压变压器。32 主接线（1）变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，装备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠。简单灵活，操作方便和节约投资等要求。（2）当能满足运行要求时，变电所变压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线，线路变压器组或桥型接线等。能够满足电力系统中继电保护的要求时，可采用线路分支接线，有扩建的要求，布置上应为过度到最终接线准备条件。（3）3560干线配电装置中当出线为2回时，般采用桥型接线当出线为2回以上时，般条件采用分段单母线接线，线回数较多连接电源较多，荷大或污秽的环境中的3560千伏屋外配电装置，采用双母线接线。千伏和10千伏配电装置中，设置一般采用分段母线和单母线接线。（4）当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，用单母线或分段单母线的6千伏和10千伏配电装置中，设置旁路母线。（5）接在母线上的阀型避雷器和电压互感器，般合用一组隔离开关接在变压器引线上的阀型避雷器回路中，般不装设隔离开关。（6）大容量变电所中，限制6千伏和10千伏出线上的短路电流一般采用下列措施之一。变压器分列运行；在变压器回路中装设分列电抗器或电抗器；采用低压侧为分裂绕组的变压器；出险上装设电抗器。（7）在出线上装设电抗器的6千伏和10千伏配电装置中，下同用户供电的两回线可共用一台断路器和一组电抗器，每回线上应各装一组出线隔离开关。4 10KV架空导线截面选择及校验架空线是软导体，空线的选择主要是截面选择，架空线路的型号则视具体情况而定。在导体截面选择时应针对不同的电力网特点，活运用技术经济条件，有这样选出的导线才是合理的。空线路一般用裸导线，构型式主要有单股线、多股绞线、钢芯铝绞线、扩径导线、空心导线、分裂导线几种。常用架空线的型号、规格，由材料、结构的汉语拼音的第一个字母在写表示，额定载流截面积（mm2）和钢线部分额定截面积（mm2）等几部分组成，字母含义为：铜L铝G钢J多股绞线LH铝合金F防腐型等。本线路设计采用LGJ型架空线，含义为机械强度为普通型的钢芯铝绞线。配电装置中软导线的选择，应根据（环境温度、日照、风速、污秽、海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构型式。在含盐量加拿大的沿海地区或周围气体对铅有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型铝铰线。当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线。在电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面必须满足电量的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数。对于220千伏及以下的配电装置，电晕对线截面一般不起决定作用，故可根据流选择导线截面。导线的结构型式可采用单根钢芯铝铰线或由钢芯绞线组成的复导线。41导线截面的选择导线截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对负荷利用小时数小（通常指5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，如发电机，变压器的连接导体，其截面一般按经济电流密度选择，而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期允许电流来选择。根据电力工程电气设计手册架空电力线路的导线截面积选择10KV及以下架空配电线路,以及负荷不大,供电距离较远,最大负荷利用小时较传输容量大的回路,均应按经济电流密度法选择导线截面。411按经济电流密度选择按经济电流密度选择架空线截面可使年综合费用最低。综合费用最低，综合费用包括电流通过导体产生的年电能损耗费，投资和折旧费、利息等。降低电能损耗角度看导线截面越大越好，降低投资，旧费和利息费的角度看，希望截面越小越好。这些因素，年综合费用最小时所对应的导线截面称导线的经济截面，的电流密度称为经济电流密度母线的经济截面可由下式决定： （4-1）式中：母线的经济截面（mm2）经济电流密度（A/ mm2）正常工作时的最大长期工作电流（A）= （4-2）式中：本线路的有功功率（Kw） 本线路的额定电压 (Kv)本线路的功率因数注:当双回路时， = （4-3）选出标准截面应接近于计算截面,然后用求得的导线标准截面的实际、计算实际线路的实际电压损失。再与允许电压损耗相比较,判断选择是否适合。42导线截面的校验 导线截面校验方法一般包括电晕电压校验、机械强度校验、热稳定校验、导体载流量的校验、电压损耗校验。 电晕电压校验：晕放电将引起电晕损耗、无线电干扰、噪声干扰和金属腐蚀等不利现象。电晕的产生与电压等级及导体的直径有很大关系。只有在110KV及以上电压等级才需要校验电晕电压，次设计的是10KV线路电压等级不够所以不用进行电晕电压校验。 机械强度校验：线截面应保证一定的机械强度。由于架空线在运行时要承受一定的机械负载，以要求导线截面不可过小。否则难以保证应有的机械强度。本次设计属于类线路单股导线导体材料为钢筋铝绞线，以不用进行机械强度校验。热稳定校验:本次设计选择的是组合导线是按照经济电流密度法选择，热稳定能满足要求，以一般不作热稳定校验。 综上所述，进行导体载流量校验和电压损耗校验即可。421按导体载流量校验按导体载流量校验时，许温度为钢芯铝绞线取+70验算时的周围空气温度采用当地取高年平均气温，空电力线路的导线截面应使导线的最大负荷电流。于其持续工作电流。长期允许电流修正式如下： (4-4)-修正系数.-导体或电气设备正常发热允许最高温度设计中-导体温度-周围空气的温度注:若则合格。422按电压损失校验 电压损耗: （4-7）-各段线路电阻-各段线路电抗- 各段线路通过的有功功率-各段线路通过的无功功率-线路上的额定电压 (4-6) -线路长度 -每千米线路电阻 -每千米线路电抗（1）双回线路 电压损耗 (4-7)当一条线路出现故障，另一条线路带65负荷，电压损耗公式如下 ： (4-8)式（4-8)损耗大于式（4-7)损耗，因此双回路的损耗校验用式（4-8） （2）单回线路 电压损耗 (4-9) 单双回路电压损耗百分数公式为： (4-10)注:为重要负荷率值为70%，电压损失不超过8%。 5 无功补偿和变压器选择51线路的功率损耗当电力网运行时，在线路和变压器中将要产生功率损耗和电能损耗。电力通常电力网的损耗是由两部分组成的：一部分是与传输功率有关的损耗，它产生在输电线路和变压器的串联阻抗上，传输功率愈大则损耗愈大，在总损耗中这部分所占比重较大。另一部分损耗则仅与电压有关，它产生在输电线路和变压器在并联导纳上，如输电线路的电晕损耗、变压器的激磁损耗等。 电力系统各元件中的无功功率损耗相对来说较有功功率损耗还要大，由于无功功率损耗要由发电机或其他无功电源供给，因此在总的发、送电设备的视在容量为一定的条件下，无功功率的增大势必相应减少发、送电的有功功率，即发、送电容量。而且，当通过输电线路和变压器输送无功功率时，也将引起有功功率损耗，这些对于电力系统来说都是非常不经济的。综上所述，可知电力系统运行过程中，虽然功率损耗和电能损耗是不可避免的，但应尽力采取措施去降低它，从节约能源、降低电能成本、提高设备利用率等方面来说都是十分重要的。线路功率损耗计算公式如下： （5-1） （5-2）式中：线路总有功损耗（）线路总无功损耗（）、线路末端有功功率和无功功率（，）线路末端电压()双回路时：两条线路运行 （5-3） 单回路时：一条线路运行 （5-4） 52主变压器的选择主变容量和台数的选择，应根据电力系统设计规程SDT-85有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电所。其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证应该所全部负荷的70%。在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级符合。若变电所其他能源可保证在主变停运后用户的一级负荷，则可少装设一台主变压器。变压器是按照电磁感应原理，将一种交变电压变为另一种交变电压的电气设备在供用电系统中，电力变压器的主要作用是根据电力系统的运行需要，将交流发电机输出的电压升高，使电能输送到需要用的远方负荷中心，然后通过降压变压器降低电压供用户使用。因此，电力变压器在电能的传输，分配和使用中都具有重要意义。同时，变压器在电气的测量、控制等方面，也有广泛的应用。521 主变压器台数、容量的选择原则总降压变电所中，向用户输送电能的变压器称为主变压器，根据设计规程规定：变电所中一般装设两台主变压器;如果有一个电源或变电所可由中、低压侧电力网取得备用电源，则也可装设一台主变压器。变电所中主变压器一般采用三相变压器，其容量应根据今后510年的发展规划进行选择。装有两台及以上主变压器的变电所中，当一台断开时，其余一台主变压器的容量一般应保证全部负荷的70%（但应保证用户的一类负荷和大部分二类负荷）获得供电因此对于装有两台变压器的变电所，每台变压器额定容量可按下式选择： （5-5）式中：Sca全厂的计算负荷这样，当一台变压器停用时，可保证对70%的负荷供电，考虑到变压器的过负荷能力为30%，则可保证对84%负荷的供电。因此，采用，对变电所保证重要负荷来说多数是可行的；但对一、二类负荷比重大的变电所还应校验当一台变压器停用时，另一台主变压器是否能保证对全部一类负荷和大部分、二类负荷供电。522 主变压器型式选择原则在工业企业用户的总降压变电所中，由于供电电源电压一般不超过110KV，因此一般都选用三相变压器。三相变压器相对单相变压器来说投资少，占地面积小，运行损耗小，维修工作量也小。当某此高压供电的工业企业用户厂区内出现三个电压等级时，是采用三绕组变压器还是双绕组变压器要通过技术经济比较决定。一般若采用三绕组变压器。其中某个绕组的传送功率小于该变压器额定容量的15%。而使该绕组未能充分利用时，还是选用两台双绕组变压比较合理。523 确定主变压器台数、容量（1）主变压器台数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。当只有一个电源的一级负荷，另有备用电源保证供电时，可少装设一台主变，对大型枢纽变电所，割据工程的具体情况，应装设24台主变。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60%75%。 主变压器容量的确定变压器总容量 （5-6）单台变压器容量 （5-7）式中：变压器低压侧总有功、无功功率（，）注：= （5-8） （5-9）所有线路的功率损耗之和（）所有线路的无功损耗之和（）所有负荷有功功率之和（）所有负荷无功功率之和（）有功负荷同时率无功负荷同时率根据单台变压器容量，可选出主变压器型号。（2）求出变压器损耗 （5-10）式中： 总的有功功率损耗（kW），变压器短路损耗和空载损耗（kW）并列运行变压器的台数变压器负荷的视在功率（kVA）变压器负荷的额定功率（kVA）变压器总的无功功率损耗（kVar）变压器空载电流百分比变压器短路电压百分比（3）求出高压侧总的有功、无功功率， （5-11） （5-12）式中：变压器低压侧总有功、无功功率（，）变压器总有功、无功损耗（，）变压器高压侧总有功、无功功率（，）524变压器的型号型号：S F 9-16000 / 63 高压侧额定电压 额定容量 设计序列号 冷却方式，油浸风冷却 相数，三相 6 电容器的选择电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中，整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源。因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制。不仅可保证电压质量，而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。电力系统中，必须设法提高电力网中各有关部门的功率因数，以充分利用电力系统中各发电设备和变电设备的容量，增加其输电能力，减小供电线路导线的截面，节约有色金属，减小电力网中的功率损耗和电能损耗，并降低线路中的电压损失和电压波动，以达到节约电能和提高供电质量的目的，为了补偿无功功率，在工业企业中经常装设电力电容器作为补偿装置。补偿装置都是设置于发电厂、变电所、配电所或开关站中，大部分连接在这些厂站的母线上，也有的补偿装置是并联或串联在线路上。电容器型号由系列代号、介质代号、设计序号、额定电压、额定容量、相数或频率尾注号或使用环境等部分组成，符号代号一般用汉语拼音字头表示。本设计选用电容器型号为BFM10.5-200-1W，型号含义为：并联，二等基乙烷浸全膜介质，KV，200 Kvar单相户外式电容器。61 无功功率的平衡系统的无功功率平衡是电力系统运行中的一个重要问题。所谓无功功率平衡就是指在运行的每一个时刻系统中各无功电源发出的无功功率要等于用户所消耗的无功功率（即无功负荷）与系统中各环节上无功功率损耗之和。电力系统的无功功率电源除了发电机外还有同步调相器、静电电容器及静止补偿器。后三种装置又称为无功补偿装置。本设计采用补偿装置为静电电容器。62 无功补偿的意义（1） 提高功率因数； （2） 改善电能质量； （3） 降低网络功率损耗和电能损耗。63 电容器的选择原则（1）补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置；（2）对于110KV及以下电网中的串联电容补偿装置，可以减少线路电压降，降低受端电压波动，提高供电电压；在闭合电网中，改善潮流分布，减少有功损耗；（3）对于并联补偿装置的（同期）调相机，可以向电网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；（4）对于并联补偿装置，可以向电网提供可阶梯调节的容性无功，以补偿多余的感性无功；减少电网有功损耗和提高电网电压；（5）对于静止补偿装置，可以向电网提供可快速无级连续调节的容性和感性无功，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。64 电容器的选择计算补偿的功率因数 （6-1）式中：补偿前的功率因数有功和无功的负荷系数月平均值变压器高压侧总有功、无功功率（，）注：反映了有功、无功负荷的均匀程度，越小，说明曲线起伏越大，即有功、无功负荷变化大。一般的工业企业负荷系数年平均值为0.700.75, =0.760.82说明：因为本设计0.9，不满足设计要求，所以必须进行无功补偿。65 选择电容器的台数 （6-2）式中：补偿容量（）有功负荷系数月平均值补偿前、后的角度若选择单台容量为200 的电容器，则电容器台数为 （6-3）式中：电容器台数（台）单台电容器容量（）注：（1）补偿后功率因数至少为0.9；（2）因为本次设计采用2台主变，而且是3相供电为保持无功平衡电容器的台数既是2的倍数也应是3的倍数，本次所选电容器为单相电容器，所以电容器的选择应为6的倍数；（3）因为6以上的的并联电容器采用Y型接线，所以本次设计电容器应选择Y型接线。66高压侧功率因数校验 补偿后功率因数变压器高压侧总有功、无功功率（，） 所选电容器总容量（）若0.9则满足条件。该型号的参数的表格如下：型号额定电压（）标称容量（）标准电容相数外型尺寸（mm）重量（kg）BFM10.5-200-1W10.5200578145516084048其型号含义如下：B F M 10.5 200 1W 单相户内电容器 150 kVar 10.5 kVar 冷却方式，油浸风冷却 烷基苯浸纸介质 并联电容器7 确定变电所主接线变电所电气主接线指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力笑纹接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及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的拟定将会产生直接的影响。71 对电气主接线的基本要求根据我国能源部规定：变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量，负荷性质、线路变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便，投资节约和便于过渡或扩建等要求。（1） 电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。对三类用户以一个电源供电即可，对一类负荷和二类负荷占大多数的用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能保证向重要负荷供电。同时，在确定主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。（2）电气主接线应具有一定的灵活性和方便性，以适应电气装置的各种情况，不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，不中断对用户的供电或者减少停电的时间，缩小停电的范围，并且操作简便，误操作的可能性小。（3） 电气主接线应在满足上述技术要求的前提下，尽可能经济，尽量减少设备投资费和运行费，并相应注意节约占地面积和搬迁费用。（4） 具有发展和扩展的可能性。电气主接线在设计时应留有发展余地，不仅要老虎最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工方便。72 变电所主接线设计原则（1）考虑变电所在电力系统中的作用和地位变电所在电力系统中的作用和地位是决定主接线的主要因素，变电所是枢纽变电所，地区变电所，终端变电所，企业变电所还是分支变电所。由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性，灵活性，经济性的要求也不同。（2）考虑近期和远期的发展规模变电所主要接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷来说，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，（应保证全部负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络），应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。（4）考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高。因此，其对主接线的可靠性，灵活性的要求也高，而容量小的变电所，对其主接线的可靠性、灵活性的要求低。（5）考虑备用容量的有无和大小对主接线影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。73 变电所主接线的设计步骤主接线的设计是一项繁琐而复杂的工作，影响因素较多且相互制约，往往要多次反复修正，最后才能完成。如认为可以一举成功设计出非常理想的，或是在任何情况下都能能用的主接线，既不现实，也不可能，一般设计步骤如下：（1）对设计依据和原始资料进行综合分析；（2）确定主变压器的容量和台数，拟定可能采用的主接线形式；（3）所用的电源的引接；（4）论证是否需要限制短路电流，并采取相应措施；（5）对选用的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。74 主接线的选择由电力工程电气设备手册：610KV配电装置的出现回路数不超过5回；3563KV配电装置的出线回路不超过3回；适用单母线接线。610KV配电装置出线回路数为6回及以上时，3563KV配电装置出线回路数为48回时，适用单母分段接线。610KV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时，适3563KV配电装置，当出线回路数超过8回时或连接的电源较多负荷较大时适用双母线接线。内桥接线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故障率较高情况。外桥接线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，故障率较小的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外侨接线。据上述以及本变电所所处系统和负荷性质的要求，初步确定主接线方案：第一种方案是一次侧（63KV侧）采用单母接线形式，二次侧（10KV侧）采用单母分段的接线形式；第二种方案是一次侧（63KV侧）采用外桥接线形式，二次侧（10KV侧）采用单母分段的接线形式。两种种方案主接线图：第一种方案的特点：一次侧（63KV侧）采用单母接线形式。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，但当一段母线母线故障时，全部回路仍需要短时停电，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。一次侧（60KV侧）采用桥形接线形式，二次侧（10KV侧） 采用单母分段接线形式。此种方案的特点：优点：高压断路器数量少，四个回路只需要三台断路器。 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。75 主接线的确定两种方案进行比较：以上两种方案，主接线的二次侧相同，所以只比较一次就行了。从经济性上看，单母线接线简单设备少，可以节省投资，经济性好，但桥形接线只了3台断路器，比具有4条回路的单母线节省了1台断路器，并且没有母线，投资要省的多。从可靠性上看，单母线的设备出现故障时，所有回路都要停止工作，也就是要造成整条回路的停电，而桥形接线在变压器或切除、投入时，要使相应线路短时停电，可靠性要高。从灵活性来看，操作时，单母线由于隔离开关和断路器数目之多，操作相当繁琐，过程较复杂，桥形接线操作较灵活，并且它特别容易发展为单母线分段或双母线接线。综上所述，方案二选为此变电所的主接线形式。8 短路电流计算81 短路的定义及类型所谓“短路”是指电力系统正常支行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的接通。在正常运行时，除中性点以外，相与相或相与地之间是绝缘的。在三相系统中短路的基本形式有：三相短路；两相短路；单相接地短路；两相接地短路。82 计算短路电流的目的（1） 作为选择电气设备（断路器、隔离开关、绝缘子、母线、电缆等）的依据；（2） 继电保护的设计和整定；（3） 电气主接线方案的确定；（4） 进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作影响等。83 短路的原因形成短路的原因很多，主要有以下几个方面：（1） 元件损坏。例如设备绝缘材料老化，设计制造，安装及维护不良等所千万的设备缺陷发展成短路。（2） 气象条件恶化。例如雷击过电压造成的闪络放电，由于风灾引起架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等。（3） 人员过失。例如运行人员带负荷接隔离开关，检修线路或设备之后未拆除接地线就合闸供电等。（4） 其它原因。例如挖沟损伤电缆，鸟兽，风筝跨接在载流裸导体上等。84 短路电流的计算（1） 假设100MVA，式中：基准容量（MV.A） 基准电压（KV）各电压级的平均额定电压（KV）注： （8-1）式中： 各级额定电压KV（2） 根据短路容量，求出总电抗标么值 （8-2） （8-3）式中：短路容量标么值 短路容量（MV.A）总电抗标么值（3） 求变压器电抗标么值 （8-4）式中：变压器电抗标么值变压器短路电压百分比变压器额定容量（MV.A）注：两台同型号变压器并联，总电抗标么值为单台的一半。（4） 求线路电抗标么值 （8-5）式中：线路电抗标么值线路电抗()注：1）两条同型号架空线并联，总电抗标么值为单条的一半。2）这里规定每千米线路电抗为0.4。（5） 求短路电流标么值 （8-6）式中：短路电流标么值 电源点至短路点处总电抗标么值（6） 求短路电流 （8-7）式中：短路电流有效值（KA）（7） 求冲击短路电流 （8-8）式中：冲击短路电流（KA）注：短路发生在一般的高压电力网时，因电抗比电阻要大得多，取=1.8，=2.55；当短路发生在大容量电力网或发电机附近时，取=1.9，=2.,69 ；短路发生在发电厂高压母线时，取=1.85，=2.,62 ；短路发生在低压电网时，取11.3，=（11.84）。画出变电所电气主接线图和等值电路阻抗图，并选出所有短路点。9 电气设备选择电气主接线的配电装置是由各种电气设备连接而成。正确地选择电气设备是保证电网安全、经济运行的重要条件，在选择电气设备时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠地前提下，尽量采用新技术并注意节约投资，选择合适的电气设备。91 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） 电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其热、动稳定。92 断路器的选择在各种电压等级变电所的设计中，断路器是最为重要的电气设备，高压断路器的工作最为繁重，地位最为关键，结构最为复杂，在电力系统运行中，对断路器的要求是比较高的，不但要在正常条件上有足够的接通和开断电力负荷电流的能力。而且要求其在短路条件下，对短路电流有足够的遮断能力。921 断路器的作用高压断路器主要作用：正常运行时，用来接通和开断电路中的负荷电流；在故障时，用来断开电路中的短路电流，切除故障电路，按照重合闸要求还能关合短路电流。922 对断路器的要求（1）断路器在额定条件下，应能长期可靠地工作；（2）应具有足够的断路能力；（3）具有足够的关合能力；（4）具有尽可能短的开断时间；（5）结构简单，价格低廉。923 断路器的选择原则（1） 型式和种类的选择选择高压户外少油型（2） 按额定电压选择 （9-1）式中：高压断路器的额定电压（KV）电网额定电压（KV）（3） 按额定电流 （9-2）式中：高压断路器的额定电流（A）该回路的最大持续电流（A）（4） 按开断电流选择 （9-3）式中：高压断路器的额定开断电流（KA） 短路电流同期分量有效值（KA）（5） 按关合电流选择 （9-4）式中：断路器的短路关合电流（KA）短路电流最大冲击值（KA）（6） 按动稳定校验 （9-5）式中：高压断路器的动稳定电流幅值（KA）（7） 按热稳定校验 （9-6）式中：高压断路器允许的发热量(KA)2.S 短路电流的发热量(KA)2.S LW9型断路器有关技术数据表型号额定电流A额定电压KV额定开断电流KA额定关合电流KA额定动稳定电流KA4S热稳定电流KA固有分闸时间SLW9-6310006331.5808031.50.03ZN410/1000型断路器有关技术数据表 型号额定电流A额定电压KV额定开断电流KA最大关合电流KA极限峰值电流KA4S热稳定电流KA固有分闸时间SZN4-10/100010001017.3444417.30.05924 断路器的分类和型号（1） 断路器分类按照安装地点可分为户内式、户外式。按照使用的灭弧介质可分为真空断路器、SF6断路器，油断路器，压缩真空断路器等。按操动机构可分为手动式、电磁式、液压式、弹簧式和液压弹簧式等类型。（2） 断路器的型号序号1）产器名称S少油D多油K空气LSF6Z真空C磁吹；2）安装场所N户内式W户外式；3）设计序号用数字表示；4）额定电压（KV）；5）补充工作特性G改进型F分相操作， 、为断流能力代号；6）额定电流（A）；7）额定开断电流（KA）。注：本设计所选型号为高压侧：LWW963型，高压六氟化硫断路器、额定电压63KV；低压侧：ZN410/100016型，真空断路器、额定电压10KV、额定电流1000A、额定开断电流16KA。93 隔离开关选择隔离开关是一种最简单的高压工关，类似低压闸刀开关，在实际中也有称为闸刀的。由于隔离开关没有专门的来弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流。931 隔离开关作用（1） 隔离电压；（2） 切换电路；（3） 切合小电流。932 对隔离开关的要求（1） 有明显断开点，根据断开点可判明被检修的电气设备和载流导体确已与电网隔离；（2） 断口应有足够可靠的绝缘强度，断开后动、静触头间应有足够的电气距离，保证在最大工作电压和过电压条件下断口不被击穿；相间和相对地也应有足够的绝缘水平；（3） 具有足够的动、热稳定性，能承受短路电流所产生的发热和电动力；（4） 结构简单，分合闸动作灵活可靠；（5） 隔离开关与断路器配合使用时，应具有机械的或电气的连锁装置，以保证断路器和隔离开关之间正常操作顺序；（6） 隔离开关带有接地刀闸时，主刀闸与接地闸刀之间也应设有机械的或电气的连锁装置，以保证二者之间的动作顺序。933 隔离开关选择过程（1） 按额定条件选择电压条件 （9-7）电流条件 （9-8）（2） 按短路条件校验热稳定 （9-9） 动稳定 （9-10）934 隔离开关分类和型号9341 隔离开关的分类（1） 按绝缘支柱的数目可分为：单术式、双柱式、和三柱式三种；（2） 按闸刀的运行方式可分为：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式四种；（3） 按装设地点分：户内式、户外式；（4） 按是否带接发刀闸可分为：有接地刀闸和无接地刀闸两种；（5） 按极数多少可分为：单极式和三极式两种；（6） 按配用的操动机构可分为：手动、电动和气动等；（7） 按用途可分为：一般用、快速分闸用和变压器中性点用。9342 隔离开关型号序号：1）产品名称G隔离开关J接地开关 2）安装场所N户内式W户外式 3）设计序号用数字表示 4）额定电压（KV） 5）补充工作特性D带接地刀闸G改进型K快分型T统一设计W防污型 6）额定电流（A） 7）极限通过峰值电流（KA）注：本设计选用型号为：高压侧GW560K型隔离开关、户外、额定电压63KV、快分型。 60KV隔离开关有关技术数据表型号额定电压（KV）额定电流（A）动稳定电流（KA）热稳定电流（KA）（S）GW4-606060050158（4）10KV隔离开关有关技术数据表型号额定电压(KV)额定电流(A)动稳定电流(KA)热稳定电流(KA)（S）GN1-101010008026（10）94 互感器选择互感器是电力系统中测量仪表，继电保护等二次设备获取电气一次回信息的传感器。互感器将高电流，大电流按比例变成低电压和小电流，其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。为了确保工作人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的每