110kV变电站电气一次部分设计

摘要随着经济社会的不断发展，现代工业生产规模的扩大，生产专业化程度的提高，供电系统的设计也变得越来越全面和系统。目前，社会对电能的需求快速增长，对电能质量、电力系统稳定性和供电技术的可靠性要求不断地提高，因而对电力系统设计方面的要求也更高、更完善。变电站是电力系统的一个重要组成部分，变电也是电力系统中的一个关键环节。它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，它将电能安全、可靠和经济地输送到每一个用电设备。本文主要为110kV变电站作电气一次部分的设计，并且绘制电气主接线图。其中，本变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。本文进行了电气主接线的设计、变压器的选择、短路电流的计算、高压电气设备的选择及高压电气设备的校验，包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、熔断器等。关键词： 变电站，电气主接线，变压器，电气设备AbstractWith the continuous economic and social development, the expansion of modern industrial production, manufacturing high degree of specialization, the power supply system design has become increasingly comprehensive and systematic. At present, the rapid growth of electricity demand, power quality, power system stability and reliability of power supply technology requirements continue to increase, and thus the design of the power system requirements are higher and more perfect.Power system substation is an important part of the substation power system is a key link. It is the power system voltage conversion, acceptance and distribution of electric energy to control the flow and adjust the voltage of electricity power facilities, it will power is safe, reliable and economic electricity transported to each device. This article is a 110kV electrical substation as part of the design, and draw the main electrical wiring diagram.In particular, the substation has two main transformers, wiring into the main station 110kV, 35kV and 10kV three voltage levels. This was the design of main power line, transformer selection, calculation of short circuit current, high voltage electrical equipment, high voltage electrical equipment selection and validation, including circuit breakers, isolating switches, current transformers, voltage transformers, surge arresters, fuse And so on.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容key words：substation，main electrical connection，transformer，electrical device目 录1绪论11.1变电站的作用11.2建设本变电站的目的11.3本变电站的供电范围以及在系统中的作用11.4建站规模22电气主接线32.1主接线的设计原则32.1.1主接线的设计依据32.1.2主接线设计的基本要求42.2主接线的基本接线及适用范围62.2.1单母线接线62.2.2单母线分段接线72.2.3双母线接线72.2.4双母线分段接线92.2.5增设旁路母线的接线92.3本变电站电气主接线设计102.3.1110 kV电压侧接线102.3.235kV电压侧接线112.3.310kV电压侧接线123主变压器133.1主变压器容量和台数的确定133.1.1容量的确定133.1.2主变压器台数的确定133.2主变压器型式选择133.2.1变电站主变压器相数的选择133.2.2绕组数量和连接方式的选择143.3本变电站主变压器选择153.3.1台数和容量153.3.2型式选择154短路电流计算164.1短路电流计算的目的164.2短路电流计算的一般规定164.3本变电站短路电流计算175高压电气设备选择185.1电气设备的一般要求185.1.1一般原则185.1.2技术条件185.2高压断路器215.2.1高压断路器的种类215.2.2本变电站高压断路器选择225.3隔离开关245.3.1隔离开关的作用245.3.2本变电站隔离开关选择245.4电流互感器255.4.1互感器种类255.4.2电流互感器配置原则265.4.3本变电站电流互感器选择265.5电压互感器265.5.1型式选择265.5.2电压互感器配置原则275.5.3本变电站电压互感器选择275.6避雷器275.6.1避雷器的作用275.6.2本变电站避雷器的选择275.7高压熔断器285.7.1高压熔断器的作用：285.7.2本变电站高压熔断器选择285.8主要电气设备选择结果一览表286设计计算书296.1短路电流计算296.2线路及变压器最大持续工作电流336.3高压断路器选择及校验336.4隔离开关选择及校验356.5电流互感器选择及校验376.6电压互感器的选择及校验386.7避雷器选择及校验396.8高压熔断器选择及校验41结论42参考文献43致谢44附图 电气主接线图451 绪论1.1 变电站的作用变电站是电力系统的重要组成部分，它通过其变电器将各级电压的电网联系起来，起着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行Error! Reference source not found.。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器，前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器是变电站的主要设备，依靠它可以把不同电压等级的电网联络在一起，组成复杂的大电网，并在发电厂将很大功率的电能经变压器升压后输送到很远的地方，从而达到减少线路损耗，提高送电经济性的目的。电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。电气主接线主要是指在发电厂、变电站、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的，表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。1.2 建设本变电站的目的1、 满足该镇负荷发展及小水电上网需要，改善当地的投资环境。目前该镇附近没有110kV电源支撑点，在用电高峰电力供应不足，小水电有盈余时却又送不出去，所以必须尽快建设110kV输变电工程，提高供电可靠性。2、 增加变电站布点，改善电网结构，缩小10kV线路的供电半径，提高供电可靠性和供电经济性。目前该镇现仅靠一条10kV线路供电，线路长且残旧，电压质量差。建设110kV输变电工程，可改善该县110kV电网结构，缩短10kV供电半径，提高供电可靠性和供电经济性。1.3 本变电站的供电范围以及在系统中的作用拟建110kV变电站为中间变电站，该变电站主要向该镇及周边区域供电，并解决当地小水电并网需求。该变电站建成后，可以解决该镇当前存在的电力供不应求的现象，并且能够满足该镇近期的用电需求，还可以吸收当地小水电资源，为该县电网提供一个电源点，这样可以提高电能质量和供电可靠性，对改善该县电网结构很有益处Error! Reference source not found.。110kV变电站的建设促进了当地的经济建设和发展、小水电开发和文化事业等方面的工作顺利进行，同时也改善了当地的电网结构、降低了电力损耗、节约了能源，能够取得较好的综合社会效益。1.4 建站规模变电站类型：110kV输变电工程电压等级：110/35/10 kV出线回数：110kV出线4回35 kV 出线6回10kV 出线12回本设计主要通过负荷资料，分析负荷发展趋势、最大持续工作电流及短路计算，通过对变电站进行电气主接线、主变压器和主要高压电气设备的选择及校验，进而完成110kV变电站电气一次部分的设计。论文前五章是设计说明书，第六章是设计计算书，并附上电气主接线图。452 电气主接线 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。2.1 主接线的设计原则2.1.1 主接线的设计依据在选择电气主接线时，应以下列各点作为设计依据Error! Reference source not found.：1、 变电站在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电站有系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变电站三种类型。一般系统枢纽变电站汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330500kV；地区重要变电站，电压为220330kV；一般变电站多为终端和分支变电站，电压为110kV，但也有220 kV。2、 变电站的分期和最终建设规模变电站根据510年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台（组）主变压器；当技术经济比较合理时，330500 kV枢纽变电站也可装设34台（组）主变压器；终端或分支变电站如只有一个电源时，可只装一台主变压器。3、 负荷大小和重要性对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对于二级负荷一般要求有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。对于三级负荷一般只需一个电源供电。4、 系统备用容量大小装有2台（组）及以上主变压器的变电站，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应保证该站70%的全部负荷，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负荷。系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。例如：检修母线或断路器，是否允许线路、变压器停运；故障时允许切除的线路、变压器和机组的数量等。设计电气主接线时，应充分考虑这个因素。5、 系统专业对电气主接线提供的具体资料（1） 出线的电压等级、回路线、出线方向、每回路输送容量和导线截面等。（2） 系统内过电压数值及限制内过电压措施。（3） 变压器中性点接地方式及接地点的选择。（4） 主变压器的台数、容量和型式；变压器各侧的额定电压、阻抗、调压范围及各种运行方式下通过变压器的功率潮流。各级电压母线的电压波动值和谐波含量值。（5） 系统的短路容量或归算的电抗值。注明最大、最小运行方式的正、负、零序电抗值，为了进行非周期分量短路电流计算，尚需系统的时间常数或电阻R、电抗X值。（6） 调相机、静止补偿装置、并联电抗器、串联电容补偿装置等型式、数量、容量和运行方式的要求。（7） 为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压电气主接线可靠性的特殊要求。（8） 初期及最终发电厂、变电站与系统的连接方式（包括系统单线接线和地理接线）及推荐的初期和最终主接线方案。2.1.2 主接线设计的基本要求电气主接线一般应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。(一) 可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。1、 研究主接线可靠性应注意的问题应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的衡量标准时运行实践，至于可靠性的定量分析由于基础数据及计算方法尚不完善，计算结果不够准确，因而目前仅作为参考。主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。要考虑所设计变电站在电力系统中的地位和作用。2、 主接线可靠性的具体要求（1） 任何断路器检修，不影响对系统的连续供电。（2） 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。（3） 尽量避免变电站全部停运的可能性。（4） 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。(二) 灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。（1） 调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。（2） 检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。（3） 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。(三) 经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。1、 投资省（1） 主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。（2） 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。（3） 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。（4） 如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV及以下终端或分支变电站可采用简易电器。2、 占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3、 电能损失少经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电站接入系统的电压等级一般不超过两种。2.2 主接线的基本接线及适用范围6220kV高压配电装置的接线分为：（1） 有汇流母线的接线。单母线、单母线分段、双母线、双母线分段等。（2） 无汇流母线的接线。桥形接线、角形接线和单元接线等。6220kV高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。按电压等级的高低和出线回路数的多少，有一个大致的适用范围Error! Reference source not found.。2.2.1 单母线接线 图2.1 单母线接线（1） 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。（2） 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，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，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。（3） 适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况： 1) 610kV配电装置的出线回路数不超过5回。2) 3563kV配电装置的出线回路数不超过3回。3) 110220kV配电装置的出线回路数不超过2回。2.2.2 单母线分段接线图2.2 单母线分段接线（1） 优点：1) 用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个问题，有两个电源供电。2) 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2） 缺点：1) 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。2) 当出线为双回路是，常使架空线路出现交叉跨越。 3) 扩建时需向两个方向均衡扩建。（3） 适用范围：1) 610kV配电装置的出线回路数为6回及以上时。2) 3563kV配电装置的出线回路数为48回时。3) 110220kV配电装置的出线回路数为34回时。2.2.3 双母线接线双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。由于母线继电保护的要求，一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定连接的方式运行。图2.3 双母线接线（1） 优点：1) 供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线面不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。 2) 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3) 扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。4) 便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。（2） 缺点：1) 增加一组母线使每回路就需要增加一组母线隔离开关。2) 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。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。（3） 适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：1) 610kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。2) 3563kV配电装置，当出线回路数超过6回时；或连接的电源较多、负荷较大时。3) 110220kV配电装置的出线回路数为5回及以上时；或当110220kV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。2.2.4 双母线分段接线图2.4 双母线分段接线当220kV进出线回路数甚多时，双母线需要分段，分段原则是：（1） 当进出线回路数为1014回时，在一组母线上用断路器分段。（2） 当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段。（3） 在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。（4） 为了限制220kV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。2.2.5 增设旁路母线的接线为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置的检修和调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离开关。旁路母线的三种接线方式：（1） 有专用旁路断路器进出线断路器检修时，由专用旁路断路器代替，通过旁路母线供电，对双母线的运行没有影响。（2） 母联断路器兼作旁路断路器不设专用旁路断路器，而以母联断路器兼作旁路断路器用。优点：节约专用旁路断路器和配电装置间隔。缺点：当进出线断路器检修时，就要用母联断路器代替旁路断路器，双母线变成单母线，破坏了双母线固定连接的运行方式，增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。（3） 分段断路器兼作旁路断路器对于单母线分段接线，可采用以段断路器兼作旁路断路器的常用接线方案。两段母线均可带旁路，正常时旁路母线不带电。2.3 本变电站电气主接线设计2.3.1 110 kV电压侧接线本变电站110 kV线路有4回，根据上述所介绍各种接线方式的适用范围，可选用双母线接线或单母线分段接线两种方案。如图2.5所示。方案一 双母线接线 方案二 单母线分段接线 图2.5 110kV电压侧接线方案方案一供电可靠，运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资少，占地面积小，但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差。本变电站为地区性变电站，电网特点是保证满足该镇工业园区新增负荷的需求，加上小水电，基本不需要外系统支援，电源只要集中在35kV侧，110kV侧是为提高经济效益及系统稳定性与大电网的联系，采用方案二能够满足本变电站110kV侧对供电可靠性的要求，故选用投资小、节省占地面积的方案二单母线分段接线。设置旁路设施的母的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。若装设断路器时，因断路器检修周期可长达510年甚至20年，可以不设旁路母线。2.3.2 35kV电压侧接线 方案一 双母线接线 方案二 单母线分段带旁路母线接线方案三 单母线分段接线图2.6 35kV电压侧接线方案本变电站35kV线路有6回，根据本地区电网特点，本变电站电源主要集中在35kV侧，不允许停电检修断路器，可设置旁路设施。故可选择双母线接线、单母线分段带旁路母线接线或单母线分段接线三种方案，如图2.6所示。方案一供电可靠、调度灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，配电装置复杂，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，旁路断路器可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要回路特别是电源回路不停电。但增加一组母线就需要增加一组母线隔离开关，操作复杂，投资费用大。方案三接线简单清晰，设备少，操作方便，投资少；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，能够保证故障母线断开，正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。方案三最具有良好的经济性，供电可靠性也能满足要求，故35kV侧接线采用方案三单母线分段接线。2.3.3 10kV电压侧接线610kV配电装置出线回路数为6回及以上时，可采用单母线分段接线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线接线。如图2.7所示。 方案一 单母线分段接线 方案二 双母线接线 图2.7 10kV电压侧接线方案 本变电站10kV侧线路为12回。方案二一般用于出线较多，输送和穿越功率较大，供电可靠性和灵活性要求较高的场合，设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。方案一简单清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要用户的供电，设备少，投资和占地小。为了防止因电源断开而引起的停电，可在分段断路器上装设备用电源自动投入装置，在任一分段的电源断开时，将分段断路器自动接通。经过综合比较，方案一经济性好，且调度灵活也可保证供电的可靠性，所以选用方案一单母线分段接线。3 主变压器3.1 主变压器容量和台数的确定3.1.1 容量的确定（1） 主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适合考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。（2） 根据变电站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站，应考虑一台主变压器停运时，其余变压器容量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负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，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 主变压器台数的确定（1） 对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。（2） 对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。（3） 对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。3.2 主变压器型式选择3.2.1 变电站主变压器相数的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。特别是大型变压器，尤其需要考查其运输可能性，保证运输尺寸不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力。选择主变压器的相数，需考虑如下原则：（1） 当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电站，均应选用三相变压器。（2） 对于500kV变电站，除需考虑运输条件外，尚应根据所供电负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建站初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全站停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成全站停电。为此，要经过技术经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。3.2.2 绕组数量和连接方式的选择1、 变电站主变压器绕组的数量（1） 联络变压器一般应选用三绕组变压器，其低压绕组可接高压厂用启动备用变压器或无功补偿装置。（2） 在具有三种电压的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。对深入引进至负荷中心、具有直接从高压降为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。2、 绕组连接方式变压器绕组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和，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，变压器绕组都采用连接；35kV亦采用连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。由于35kV采用连接方式，与220、110kV系统的线电压相角移为0（相位12点），这样当电压比为22011035kV，高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组连接方式就不能用三角形连接，否则就不能与现有35kV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形连接的变压器，全国投运这类变压器约4050台。3.3 本变电站主变压器选择3.3.1 台数和容量根据上述介绍，并考虑到本变电站为重要中间变电站，与系统联系紧密，故110kV变电站规模宜为2台变压器，并列运行且容量相等。表3.1为本站供电区域负荷预测需求表。 表3.1 本站供电区域负荷预测需求表 单位：MVA项目2010年2011年2012年2013年2014年2016年负荷预测142028385060本变电站的主变压器容量按建成后6年的规划负荷选择，同时考虑将来一台主变检修或故障退出运行时，其余主变容量应保证全部负荷的70%80%。，所以两台主变压器应各自承担30MVA。当一台停运时，另一台则承担80%为48MVA。故选两台50MVA的主变压器就可满足负荷需求。若6年后两台主变容量无法满足该站供电负荷需求，可根据实际负荷发展扩建3主变。3.3.2 型式选择本变电站的电压等级为110/35/10kV，宜采用三绕组变压器。且110kV侧绕组采用连接；35kV侧绕组采用Y连接；其中性点多通过消弧线圈接地。10kV侧绕组绕组采用连接。故选用SFSZ9-50000/110油浸式变压器，其参数如表3.2所示：表3.2 主变压器技术参数型号额定容量（kVA）额定电压（kV）空载 电流（%）空载 损耗（kW）阻抗电压（%）联结组标号高压中压低压高-中高-低中-低SFSZ9-50000/11050000110 38.510.50.6541.610.5186.5YN，yn0，d114 短路电流计算4.1 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。短路电流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对地的安全距离。（4） 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。（5） 接地装置的设计，也需用短路电流。4.2 短路电流计算的一般规定 验算导体和电器时所用的短路电流，一般有以下规定Error! Reference source not found.： 1、 计算的基本情况 （1） 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行； （2） 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的瞬间； （4） 所有电源的电动势相位角相同； （5） 正常工作时，三相系统对称运行； （6） 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，应是可能发生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510年） 。 4、 短路种类 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，则应按严重情况进行校验。 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。对于带电抗器的610kV出线与厂用分支回路， 在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。 4.3 本变电站短路电流计算本变电站短路电流计算过程见第六章设计计算书。本变电站短路电流计算结果见表4.1。表4.1 短路电流计算结果短路点位置短路点平均工作电压短路电流周期分量有效值短路电流冲击值短路全电流最大有效值短路容量U（kV）(kA) (kA)（kA）(MVA)110kV母线11511.6729.7617.74232535kV母线3710.4036.5215.8166710kV母线10.525.0263.8038.034555 高压电气设备选择5.1 电气设备的一般要求5.1.1 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，并经证实鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的信产品时，应经上级批准。5.1.2 技术条件选择的电气设备，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Error! Reference source not found.。各种电气设备的一般技术条件如表5.1所示。表5.1 选择电气设备的一般技术条件序号电器名称额定电压（kV）额定电流（A）机械荷载（N）额定开断电流（kA）短路稳定性热稳定 动稳定绝缘水平1高压断路器2隔离开关3电流互感器4电压互感器5避雷器6高压熔断器1、 按正常工作条件选择电气设备（1） 额定电压在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即 （5.1）（2） 额定电流电气设备的额定电流是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即 （5.2）由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的应为发电机、调相机和变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有可能过负荷运行时，应按过负荷确定（1.32倍变压器额定电流）。出线回路的除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他转移过来的负荷。（3） 环境条件对设备选择的影响当电气设备安装地点的环境（尤其注意小环境）条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。电气设备的额定电流是指在基准环境温度下，能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。而在实际运行中，周围环境温度直接影响电气设备的发热温度，所以电气设备的额定电流必须经过温度修正。我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度，如周围温度高于+40（但）时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流减少1.8%进行修正；当环境温度低于+40时，环境温度每降低1，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。此外，还应按电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类（屋内或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热型等）的选择。2、 按短路状态校验（1） 短路的热稳定条件短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为 （5.3）式中在计算时间秒内，短路电流的热效应 （）； t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（）； t设备允许通过的热稳定电流时间（s）。（2） 短路的动稳定条件电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为 或 （5.4）式中 、短路冲击电流幅值及其有效值（）； 、电气设备允许通过的动稳定电流幅值及其有效值（）。下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：1) 用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。2) 采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。3) 装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定。（3） 短路电流计算条件为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定：1) 容量和接线。按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后510年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式（如切换点厂用变压器时的并列）。2) 短路种类。一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。3) 计算短路点。在计算电路图中，同点位的各短路点的短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同。在校验电器和载流导体时，必须确定电气设备和载流导体处于最严重情况的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。4) 短路计算时间验算热稳定的短路计算时间为继电保护动作时间和相应断路器的全开断时间之和，即 (5.5)一般取保护装置的后备保护动作时间，这时考虑到主保护有死区或拒动；而是指对断路器的分闸脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各相触头分离后的电弧完全熄灭为止的时间段。3、 绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电气设备的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电气设备的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电气设备的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。5.2 高压断路器5.2.1 高压断路器的种类高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。 按照断路器采用的灭弧介质可分为油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、断路器、真空断路器等，其主要特点如表5.2所示。选择断路器型式时，应依据各类断路器的特点及使用环境、条件决定。表5.2 高压断路器分类及其主要特点类别结构特点技术性能特点运行维护特点油断路器多油断路器的油作为灭弧和绝缘介质；少油断路器的油仅作灭弧介质，对地绝缘依靠固体介质；可配用电磁、液压、弹簧操动机构自能式灭弧，开断性能差；多油断路器仅有屋外35kV电压等级产品；少油断路器110kV及以上产品为积木式结构，全开断时间短运行经验丰富，易于维护；噪声低；油易劣化，需要一套油处理装置，需防火、防爆压缩空气断路器结构较复杂；以压缩空气作为灭弧介质和弧隙绝缘介质；操动机构与断路器合为一体额定电流和开断能力都可以作得较大，适于开断大容量电路；动作快，开断时间短噪声较大，维修周期长，无火灭危险，需要一套压缩空气装置作为气源断路器气体灭弧，对材料、工艺及密封要求严苛；有屋外敞开式及屋内落地罐式之别，更多用于GIS（封闭组合电器）额定电流和开断电流可作得很大；开断性能好，适于各种工况开断；断口电压可作得较高；断口开距小噪声低；不检修间隔期长；运行稳定，安全可靠，寿命长真空断路器体积小，重量轻；灭弧室工艺材料要求高，以真空作为绝缘和灭弧介质；触头不易氧化可连续多次操作，开断性能好，灭弧迅速；目前我国只生产35kV及以下等级产品；110kV及以上等级产品正在研制之中运行维护简单，灭弧室不需要检修，无火灾及爆炸危险；噪声低5.2.2 本变电站高压断路器选择本变电站高压断路器选择如下（选择和校验计算见第六章设计计算书） ：（1） 110kV线路侧及变压器侧：选择LW38-126型自能式户外断路器。表5.3 110kV侧高压断路器选择结果表计算数据LW38-126110 kV126 kV274 A3150 A11.67 kA40 kA29.76 kA100 kA545 6400 29.76 kA100 kA（2） 35 kV线路侧及变压器侧：选择ZW7-40.5户外真空断路器。表5.4 35 kV侧高压断路器选择结果表计算数据ZW7-40.535 kV40.5 kV788 A1250 A10.4 kA20 kA36.52 kA50 kA433 3969 36.52 kA80 kA（3） 10kV线路侧及变压器侧：选择ZN65-12/T63户内高压真空断路器。表5.5 10kV侧高压断路器选择结果表计算数据ZN65-12/T6310 kV12