110kv的地区变电站的设计毕业设计.doc

目 录 110kv的地区变电站的设计毕业设计目 录摘要IAbstractII1绪论41.1选题背景41.2选题意义41.3变电站发展概况41.4设计原始资料22 变电站电气主接线设计及主变压器的选择42.1主接线的设计原则和要求42.2主接线的设计62.3无功补偿设计82.4主变压器的选择102.5站用变压器的选择153短路电流计算163.1短路计算的目的、规定与步骤163.2变压器的参数计算及短路点的确定173.3各短路点的短路计算183.4绘制短路电流计算结果表214 电气设备选择与校验224.1电气设备选择的一般规定224.2各回路持续工作电流的计算234.3高压电气设备选择244.4电流互感器的选择及校验294.5电压互感器的选择344.6避雷器的选择及检验364.7母线及电缆的选择及校验384.8熔断器的选择42致谢44参考文献45附图：110kv变电站电气主接线图.461河北工程大学毕业设计说明书 1绪 论1.1选题背景电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的使用及分配电力，必须从工程的设计来提高电力系统的安全性、可靠性和运行效率，从而达到降低成本，提高经济效益的目的。变电站是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响整个电力网络的安全和电力运行的经济成本，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。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置方式的确定，对电力系统的安全、可靠、经济运行起着决定的作用。1.2选题意义变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。本设计针对变电站进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电站防雷,无功补偿等。通过对110KV降压变电所电气部分的设计，使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计，能够得到各方面的充分训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解，并能灵活的运用。1.3变电站发展概况随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了越来越广泛的应用，它集变电站中的控制、保护、测量、中央信号、故障录波等功能于一身，替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体管保护、集成电路保护。常规控制、保护装置已逐步从电力系统中退出，取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它运用了自动控制技术、微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机河北工程大学科信学院毕业设计说明书 的软硬件设备代替人工,利用变电站中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电站无人值守提供了前提条件。变电站、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造中正被广泛采用。1.4设计原始资料1.4.1待建变电站的规模、性质 待建变电站拟定23台变压器。初次一次性建成投产2台变压器，预留一台变压器的发展空间。本变电站的电压等级分别为110kV、35kV、10kV。 1、系统容量： A系统：S=2000MVA X=0.32 B系统：S=1500MVA X=0.38 C系统：S=1200MVA X=0.42 2、连接方式： A系统与B系统的距离：150km，导线型号：LGJQ-400 A系统与C系统的距离：160km，导线型号：LGJQ-400 B与C系统无连接关系； A系统与待建变电站D的距离：130km，导线型号：LGJQ-400 （以上均为单回连接） B系统与待建变电站D的距离：100km，导线型号：LGJQ-400 C系统与待建变电站D的距离： 85km，导线型号：LGJQ-400 （以上均为双回连接） 1.4.2保护 1、变压器 主保护时间：0.5秒，后备保护时间：3.5秒 2、出线断路器 主保护时间：0.2秒，后备保护时间：4.0秒 1.4.3其它原始资料 1、地形、地质 站址选于山坡上，南面靠丘陵，东、西、北面分别是果树、桑园和农田，地势平坦，地质构造为稳定区。地震基本烈度为6度，土壤电阻率为1.510 欧/厘米。 2、水文、气象 、绝对最高温度为40C； 、最高月平均气温为23C； 、年平均温度为4.7C； 、风向以东北风为主。 3、环境保护 站区周围无污染源。1.4.4负荷数据表1-1 待建成变电站各电压等级负荷数据 电压等级用电单位最大负荷(MW)功率因数回路数供电方式供电方式 距离(km)35kV电气设备厂180.92架空55纺织厂160.92架空45矿山机械厂150.91架空60钢铁厂100.81架空80南配电站150.851架空70北配电站160.851架空90备用 210kV电缆30.82架空15无线电厂2.80.81电缆4仪表厂2.50.81电缆5自来水厂3.150.82电缆4塑料厂2.10.81电缆3汽制厂40.91架空14配电变压器A3.90.91架空15配电变压器B4.50.81架空16其它3.50.82电缆4备用24河北工程大学科信学院毕业设计说明书 2 变电站电气主接线设计及主变压器的选择变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、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。2.1 主接线的设计原则和要求2.1.1 主接线的设计原则(1)考虑变电站在电力系统的地位和作用变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，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站主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度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及站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路多少对主接线的影响对一、二级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一、二级负荷不间断供电；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站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。(5)考虑备用量的有无和大小对主接线的影响发、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；当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。2.1.2 主接线设计的基本要求根据有关规定：变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位，变电站的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。2.1.2.1可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电，衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件（包括一次和二次设备）在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性并不是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下：(1)断路器检修时是否影响供电；(2)线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；(3)变电站全部停电的可能性。2.1.2.2灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求：(1)调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。(2)检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。(3)扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。2.1.2.3经济性可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。6(1)投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/610kV）变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。(2)年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。(3)占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。(4)在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。2.2 主接线的设计2.2.1 设计步骤电气主接线设计，一般分以下几步：(1)拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出若干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，保留2个技术上相当的较好方案。(2)对2个技术上比较好的方案进行经济计算。(3)对2个方案进行全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。(4)绘制最优方案电气主接线图。2.2.2 初步方案设计根据原始资料，此变电站有三个电压等级：110/35/10KV ，故可初选三相三绕组变压器，根据变电站与系统连接的系统图知，变电站有两条进线，为保证供电可靠性，可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案，初步设计以下两种接线方案供最优方案的选择。方案一：110KV侧采用双母线接线，35KV侧采用单母分段接线，10KV侧采用单母分段接线。方案二：110KV侧采用单母分段接线，35KV侧采用双母线接线，10KV侧采用单母分段。两种方案接线形式如下：图2-1 主接线方案一图2-2 主接线方案二2.2.3 最优方案确定2.2.3.1技术比较在初步设计的两种方案中，方案一：110KV侧采用双母线接线；方案二：110KV侧采用单母分段接线。采用双母线接线的优点： 系统运行、供电可靠； 系统调度灵活； 系统扩建方便等。采用单母分段接线的优点： 接线简单； 操作方便、设备少等；缺点： 可靠性差； 系统稳定性差。所以，110KV侧采用双母线接线。在初步设计的两种方案中，方案一：35KV侧采用单母分段接线；方案二：35KV侧采用双母线接线。由原材料可知，问题中未说明负荷的重要程度，所以，35KV侧采用单母分段接线。2.2.3.2经济比较对整个方案的分析可知，在配电装置的综合投资，包括控制设备，电缆，母线及土建费用上，在运行灵活性上35KV、10KV侧单母线形接线比双母线接线有很大的灵活性。由以上分析，最优方案可选择为方案一，即110KV侧为采用双母线接线，35KV侧为单母线形接线，10KV侧为单母分段接线。其接线图见以上方案一。 2.3无功补偿设计无功电源和有功电源一样是保证系统电能质量和安全供电不可缺少的。据统计，电力系统用户所消耗的无功功率大约是它们所消耗的有功功率的50100%。另外电力系统中的无功功率损耗也很大，在变压器内和输电线路上所消耗掉的总无功功率可达用户消耗的总无功功率的75%和25%。因此，需要由系统中各类无功电源供给的无功功率为总有功功率的12倍。由无功功率的静态特性可知，无功功率与电压的关系较有功功率与电压的关系更为密切，从根本上来说，要维持整个系统的电压水平就必须有足够的无功电源。无功电源不足会使系统电压降低发送变电设备达不到正常出力，电网电能损失增大，故需要无功补偿。2.3.1 无功补偿的原则与基本要求2.3.1.1 无功补偿的原则(1)根据技术规程规定按主变容量的10%20%进行无功补偿；(2)分级补偿原则，按主变无功损耗减去电缆充电功率确定无功补偿的容量；且10KV和110KV侧电压不能低于标称电压；(3)在轻负荷（2%30%主变容量计时）时由于电缆充电功率的影响，其充电功率与补偿功率近似抵消；2.3.1.2 无功补偿的基本要求(1)电力系统的无功电源与无功负荷，在各种正常及事故运行时，都应实行分层分区、就地平衡的原则，并且无功电源应具有灵活的调节能力和一定的检修备用、事故备用。(2)在正常运行方式时，突然失去一回线路，或一台最大容量的无功补偿设备，或一台最大容量的发电机（包括失磁）之后，系统无功电源事故备用的容量方式及配电方式，应能保持电压稳定和正常供电，避免出现电压崩溃；在正常检修运行方式时，若发生上述事故，应允许采取切除部分负荷或并联电抗器等必要措施，以维持电压稳定。(3)对于110KV及以上系统的无功补偿，应考虑提高电力系统稳定性的作用。2.3.2 补偿装置选择及容量确定2.3.2.1 补偿装置的确定(1)同步调相机：同步调相机在额定电压5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。(2)串联电容补偿装置：在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高（0.95）或导线截面小的线路，由于PR/V分量的比重大，串联补偿的调压效果就很小。(3)静电补偿器补偿装置：它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步调机相相比较，运行维护简单，功率 损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高维护较复杂，一般适用以较高的电压等级500KV变电所中。(4)并联电容器补偿装置：并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省，装设地点不受自然条件限制，运行简便可靠等优点，故一般首先考虑装设并联电容器。由于本次设计的变电站为110KV降压变电站，以补偿的角度来选择，以上四种均能满足要求，但是在经济和检修方面来考虑，首先选择并联和串联补偿装置。而原始资料可知，补偿装置主要补偿负荷的无功容量及平衡主变损耗。所以选择并联补偿装置。2.3.2.2 补偿装置容量的选择(1)负荷所需补偿的最大容性无功量计算利用电容器改善功率因数需要补偿的无功量为： （2-1）式中：负荷所需补偿的最大容性无功量（Kvar） 母线上的最大有功负荷（KW） 补偿前的最大功率因数角（） 补偿后的最小功率因数角（） 由所需补偿的容性无功值（Kvar/KW）则本站所需补偿的无功值为：（其中功率因数补偿到0.9以上）由表2-1，2-2无功补偿选择电容器如下表：表2-4 电容器参数型号额定电压（KV）额定容量（Kvar/KW）24002.4 主变压器的选择在各种电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压，进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。2.4.1 主变压器台数的选择为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变，当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。本设计变电站有两回电源进线，且低压侧电源只能由这两回进线取得，故选择两台主变压器。2.4.2 主变压器型式的选择2.4.2.1相数的确定在330kv及以下的变电站中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器。2.4.2.2绕组数的确定在有三种电压等级的变电站中，如果变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上，或低压侧虽然无负荷，但需要在该侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。2.4.2.3绕组连接方式的确定变压器绕组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星接和角接，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星接，35KV也采用星接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用角接。2.4.2.4 结构型式的选择三绕组变压器在结构上有两种基本型式。(1)升压型。升压型的绕组排列为：铁芯中压绕组低压绕组高压绕组，高、中压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。(2)降压型。降压型的绕组排列为：铁芯低压绕组中压绕组高压绕组，高、低压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。(3)应根据功率传输方向来选择其结构型式。变电站的三绕组变压器，如果以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，则选用降压型；如果以高压侧向低压侧供电为主、向中压侧供电为辅，也可选用升压型。2.4.2.5调压方式的确定变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器分接头较少，且必须在停电情况下才能调节；有载调压变分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可带负荷调节，但有载调压变压器不能并联运行，因为有载分接开关的切换不能保证同步工作。根据变电所变压器配置，应选用无载调压变压器。2.4.3 主变压器容量的选择变电站主变压器容量一般按建站后510年的规划负荷考虑，并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷的50%70%（35110KV变电站为60%），或全部重要负荷（当、类负荷超过上述比例时）选择。即 （2-2）式中 N变压器主变台数2.4.4 主变压器型号的选择Sjs=Ke(Pimax/cosi)（1+%）Sjs-最大计算负荷（KVA）Pimax -每个用户的最大负荷（KW）Cosi-功率因数Ke-同时系数%-线损率（取为5%）全所最大计算负荷：Sjs=KeSjs（35,10KV）2.4.4.1 10KV线路负荷计算表2-1 10KV负荷计算用电单位设备容量MWkdcostg计算负荷计算电流PcQcSc(Mva)电缆30.80.80.752.40 1.80 3.00 173.21 无线电厂2.80.80.80.752.24 1.68 2.80 161.66 仪表厂2.50.90.80.752.25 1.69 2.81 162.38 自来水厂3.150.90.80.752.84 2.13 3.54 204.60 塑料厂2.10.90.80.751.89 1.42 2.36 136.40 汽制厂40.90.90.483.60 1.73 3.99 230.56 配电变压器A3.90.90.90.483.51 1.68 3.89 224.79 配电变压器B4.50.90.80.754.05 3.04 5.06 292.29 其他3.50.90.80.753.15 2.36 3.94 227.34 备用21102.00 0.00 2.00 115.47 小计（c1点负荷）27.93 17.52 32.97 543.85 考虑同期系数0.67 0.85 18.71 11.74 22.09 364.38 无功补偿26.81 -3.24 0.00 无功补偿后负荷c1点0.93 0.91 18.70 8.50 20.54 338.86 T1变压器损耗0.41 2.05 2.09 34.56 T1变压器高压侧0.88 19.11 10.56 21.83 114.59 T1和T2总计A点85.66 47.52 97.96 514.16 总计算负荷A点77.10 42.76 88.16 462.75 2.4.4.2 35KV线路负荷计算表2-2 35KV负荷计算用电单位设备容量MWkdcostg计算负荷计算电流（A）PcQcSc(Mva)电气设备厂180.90.90.4816.20 7.78 17.97 296.43 纺织厂160.80.90.4812.80 6.14 14.20 234.22 矿山机械厂150.90.90.4813.50 6.48 14.97 247.03 钢铁厂100.90.80.759.00 6.75 11.25 185.58 南配电站150.90.850.6213.50 8.37 15.88 262.03 北配电站160.90.850.6214.40 8.93 16.94 279.50 备用21102.00 0.00 2.00 32.99 小计（c1点负荷）81.40 44.45 92.74 1529.94 考虑同期系数0.80.88 65.12 35.56 74.20 1223.95 无功补偿49.07 -5.76 0.00 无功补偿后负荷c1点0.930.91 65.12 29.80 71.61 1181.36 T1变压器损耗1.43 7.16 7.30 120.48 T1变压器高压侧0.87 66.55 36.96 76.13 399.57 2.4.4.3 110KV级负荷计算35KV各负荷与10KV各负荷间的同时系数为0.5Sjs=0.5*（21.83+76.13）=94.96(MVA)由上述计算结果可知：10KV侧 PLMAX=21.83(MVA)35KV侧 PLMAX=76.13(MVA)高压侧 PLMIN=0.6*(21.83+76.13)= 56.976(MVA) 所以变电站最大负荷Smax为： Smax=56.976(MVA)由以上计算，查发电厂电气部分选择主变压器型号如下：表2-3 主变压器型号及参数型号及容量(KVA)额定电压(KV)连接组损耗(KW)阻抗电压(%)空载电流(%)空载短路高中高低中低高中低高中高低中低SSPSL7-9000011038.511YO/Y0-12-1121.59090681710.561.62.5站用变压器的选择2.5.1 站用变压器的选择的基本原则(1)变压器原、副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应；(2)阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内，站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的；(3)变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率。2.5.2 站用变压器型号的选择由主变压器容量为90000KVA，站用率为0.5%，可选用变压器容量。Sn=900000.5%=450KVA表2-4 站用变压器型号及参数型号低压侧额定电压(KV)连接组损耗(KW)阻抗电压(%)空载电流(%)空载短路SJL1-5000.4Y/Y0/-121.17.142.13短路电流计算3.1 短路计算的目的、规定与步骤3.1.1 短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：(1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。(2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。(3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。3.1.2 短路计算的一般规定3.1.2.1、计算的基本情况(1)电力系统中所有电源均在额定负载下运行。 (2)所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。(3)短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。(4)所有电源的电动势相位角相等。(5)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。3.1.2.2、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（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3.1.3 计算步骤(1)选择计算短路点。(2)画等值网络图。首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。选取基准容量Sb和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）。将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。(3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd。(4)求计算电抗Xjs。(5)由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值（运算曲线只作到Xjs=3.5）。计算无限大容量（或Xjs3）的电源供给的短路电流周期分量。计算短路电流周期分量有名值和短路容量。3.2 变压器的参数计算及短路点的确定3.2.1 变压器参数的计算基准值的选取：，取各侧平均额定电压(1)主变压器参数计算由表1.3查明可知：U12%=17 U13%=10.5 U23%=6U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(10.5+17-6)=10.75U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(10.5+6-17)=-0.253所以I*=I*=I0.2*= 1/Xjs1=1/8.36=0.12 Ib=Sb/(Ub)=100/(115)=0.502(KA)In=IbSn/Sb =0.5021000/100=5.02(KA)I= I=I0.2=I*In=I*In=I0.2*In=0.125.02=0.6024(KA)ich=2.55I=2.550.6024=1.536(KA)ich=1.52I=1.520.6024=0.916(KA)S=IUn=0.6024110=114.77(MVA)3.3.2 短路点d-2的短路计算(35KV母线)网络化简为：图3-3 d-2点短路等值图Xf2=Xs+(X1+X2)/(X1+X2)=0.836+(0.119+0)/(0.119+0)=0.8955Xjs2=Xf2Sn/Sb=0.89551000/100=8.955I*=I*=I0.2*= 1/Xjs2=0.11Ib=Sb/(Ub)=100/(37)=1.56(KA)In=IbSn/Sb =1.561OOO/100=15.6(KA)I= I=I0.2=I*In=I*In=I0.2*In=0.1115.6=1.716(KA)ich=2.55I=2.551.716=4.376(KA)ich=1.52I=1.521.716=2.608(KA)S=IUn=1.71635=104.027(MVA)3.3.3 短路点d-3的短路计算(10KV母线)网络化简为：图3-4 d-3点短路等值图Xf3=Xs+(X1+X3)/(X1+X3)=0.836+(0.119+0.069)/(0.119+0.069)=0.93Xjs3=Xf3Sn/Sb=0.931000/100=9.3I*=I*=I0.2*= 1/Xjs3=0.108Ib=Sb/(Ub)=100/(10.5)=5.5(KA)In=IbSn/Sb =5.51000/100=55(KA)I= I=I0.2=I*In=I*In=I0.2*In=0.10855=5.94(KA)ich=2.55I=2.555.94=15.147(KA)ich=1.52I=1.525.94=9.03(KA)S=IUn=5.9410=102.88(MVA)3.3.4 短路点d-4的短路计算网络化简只需在图3-4上加站用变压器的电抗标幺值即可，如下图所示：图3-5 d-4点短路等值图Xf4=Xf3+X4=0.93+8=8.93Xjs2=Xf4Sn/Sb=8.931000/100=89.3I*=I*=I0.2*= 1/Xjs3=0.011Ib=Sb/(Ub)=100/(0.4)=144.34(KA)In=IbSn/Sb =144.341000/100=1443.4(KA)I= I=I0.2=I*In=I*In=I0.2*In=0.0111443.4=16.16(KA)ich=2.55I=2.5516.16=41.208(KA)ich=1.52I=1.5216.16=24.56(KA)S=IUn=16.160.38=10.636(MVA)3.4 绘制短路电流计算结果表总结以上各短路点短路计算，得如下短路电流结果表：表3-1 短路电流计算结果表短路点编号基值电压基值电流支路名称支路计算电抗额定电流0S短路电流周期分量稳态短路电流0.2短路电流短路电流冲击值全电流有效值短路容量标幺值有名值标幺值 有名值标幺值有名值公式2.551.52d-11150.502110kv8.365.020.120.60240.120.60240.120.60241.5360.916114.77d-2371.5635kv8.95515.60.111.7160.111.7160.111.7164.3762.603104.027d-310.55.510kv9.3550.1085.940.1085.940.1085.9415.1479.03102.88d-40.4144.340.4kv89.31443.40.01116.160.01116.160.01116.1641.20824.5610.63646河北工程大学科信学院毕业设计说明书 4 电气设备选择与校验导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。 4.1 电气设备选择的一般规定4.1.1 一般原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。4.1.2 有关的几项规定导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条校核电器的基本使用条件。(1)在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。表4-1 各回路持续工作电流回路名称计算公式变压器回路Igmax=1.05In=1.05Sn/Un馈电回路Igmax=Pn/Uncos注： 等都为设备本身的额定值。4.2 各回路持续工作电流的计算 各回路持续工作电流计算结果见下表：表4-2 各回路持续工作电流结果表回路名称计算公式及结果110KV母线Ig.max=0.496KA110KV进线Ig.max=0.710KA35KV母线Ig.max=1.475KA35KV出线电气设备厂（两回）Ig.max=S/Uncos=18/(370.9)=0.312KA纺织厂（两回）Ig.max=S/Uncos=16/(370.9)=0.277KA矿山机械厂Ig.max=S/Uncos=15/(370.9)=0.26KA钢铁厂Ig.max=S/Uncos=10/(370.8)=0.195KA南配电站Ig.max=S/Uncos=15/(370.85)=0.275KA北配电站Ig.max=S/Uncos=16/(370.85)=0.294KA备用Ig.max=S/Uncos=2/(371)=0.031KA10KV母线Ig.max=5.456KA10KV出线电缆厂（两回）Ig.max=S/Uncos=3/(10.50.8)=0.206KA无线电厂Ig.max=S/Uncos=2.8/(10.50.8)=0.192KA仪表厂Ig.max=S/Uncos=2.5/(10.50.8)=0.172KA自来水厂Ig.max=S/Uncos=3.15/(10.50.8)=0.217KA塑料厂Ig.max=S/Uncos=2.1/(10.50.8)=0.144KA汽制厂Ig.max=S/Uncos=4/(10.50.9)=0.244KA配电变压器AIg.max=S/Uncos=3.9/(10.50.9)=0.238KA配电变压器BIg.max=S/Uncos=4.5/(10.50.8)=0.309KA其他（两回）Ig.max=S/Uncos=3.5/(10.50.8)=0.241KA备用Ig.max=S/Uncos=2/(10.51)=0.110KA0.4KV母线Ig.max=0.798KA4.3 高压电气设备选择4.3.1 断路器的选择与校验断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6220kV的电网一般选用少油断路器， 断路器选择的具体技术条件如下：(1)电压：Ug(电网工作电压)Un （4-1）(2)电流：Ig.max(最大持续工作电流)In （4-2）(3)开断电流： IdtIkd （4-3）式中：Idt断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量； Ikd 断路器的额定开断电流。(4) 动稳定： ichimax （4-4）式中：ich 断路器极限通过电流峰值； imax三