110变35kV变电站设计

1、摘 要本毕业设计是安徽蚌埠110kv变电站电气部分设计，对于满足蚌埠地区电力负荷增长的需求起到关键作用。其主要内容包括：用需用系数法进行负荷计算；根据负荷计算的结果选择sfl30000/110型变压器两台；按照电网的发展规律，提出了电气主接线方式应符合可靠性、经济型和灵活性的要求，本变电站主接线一次侧为内桥接线、二次侧为单母线分段接线；根据设备的选择必须满足电网长远发展和各种事故条件下安全可靠运行的要求，通过短路电流计算和分析选择出了lw-110和型断路器、lvqb-110型和lvqb-35型电流互感器、jjc2-110型和jdjj-35型电压互感器等电气设备；防雷保护等均按照规程规定进行配置

2、，以满足电网发展及安全稳定经济运行的要求。另外，经过对变电站的分析和设计，绘制了包括主接线图等系列图纸添加在设计之中，以方便对本设计的阅读和理解。关键词：电气主接线；短路电流；变压器；继电保护abstractthe graduation project is the design of 110kv substation electrical part of anhui bengbu. it plays a key role to meet the growing needs of power load in bengbu area. the main contents include: by

3、load calculation the demand factor method; calculated according to the results of load transformer selection sfl30000/110 two; in accordance with the laws of development of the grid, put forward the main electrical wiring in a manner consistent reliability, economical and flexibility requirements, t

4、he substation bus high side is internal bridge connection and low side choose to single bus sectionalizing wiring; according to choice of equipment must meet long-term development and requirement of safe and reliable operation under accident conditions, through short-circuit current calculation and

5、analysis of selected lw-110 type and type high-voltage circuit breakers, lvqb-110 type and lvqb-35 type current transformer, jjc2-110 type and jdjj-35 type voltage transformer and other electrical equipment; lightning protection is configured in accordance with rules of order to meet the security an

6、d stability of network development and the requirements of economic operation. in addition, after the analysis and design of the substation, drawing the main wiring diagram and relating diagrams added to the design in order to facilitate the reading and understanding of the design. key words：main el

7、ectrical connection；short-circuit current；transformer；relay protection 目 录第1章 绪 论11.1 电能及变电站简介11.2 本次设计的内容及要求1第2章 负荷计算和无功补偿22.1 负荷计算简介22.2 负荷计算32.3 无功补偿的选择52.4 无功补偿装置的分类及比较52.4.1 功率补偿计算62.4.2 并联电容的个数选择7第3章 主变压器的选择83.1 主变压器台数的确定83.2 主变压器型式的选用83.3 主变压器容量的确定9第4章 电气主接线的选择104.1 选择原则104.2 变电站的各侧主接线的方案设计11

8、4.2.1 110kv侧主接线设计114.2.2 35kv侧主接线设计12第5章 短路计算155.1 短路的原因、类型及后果155.2 短路计算的目的及假设155.3 短路电流的计算17第6章 导体和电气设备的选择226.1 电气设备的选择原则226.2 110kv侧电气设备选择及校验236.2.1 110kv侧断路器选择及校验236.2.2 110kv侧隔离开关选择256.3 35kv侧电气设备选择256.3.1 35kv侧断路器选择256.3.2 35kv侧隔离开关选择266.4 互感器的原理及选择276.4.1 互感器的原理276.4.2 110kv侧电流互感器选择276.4.3 35k

9、v侧电流互感器选择276.4.4 电压互感器选择286.4.5 高压熔断器的选择296.5 母线的选择29第7章 主变压器的继电保护设计337.1 电力变压器的故障类型337.2 变压器的瓦斯保护347.3 变压器的纵差动保护357.4 变压器的过电流保护37第8章 防雷保护的设计398.1 避雷针及其保护范围398.2 避雷针的放置及其注意事项408.3 直击雷保护418.4 雷电侵入波的过电压保护418.5 变电站的保护428.6 避雷器的选择42第9章 结论46参考文献47致 谢49附 录50附 录51附 录52附 录53iv第1章 绪 论1.1 电能及变电站简介电能是发展国民经济的基础

10、，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。电能具有许多优点，它可以方便地转化为别种形式的能，例如，机械能、热能、化学能等；它的输送分配易于实现；它的应用规模也很灵活。因此，电能被极其广泛地应用于工农业，交通运输业，商业贸易，通信以及人民的日常生活当中。以电作为动力，还可以促进工农也生产机械化和自动化，保证产品质量，大幅度提高劳动生产率。由于电能在国民经济中的重要性，电能的输送和分配是电能应用与这些领域不可缺少的组成部分。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。变电站是联系

11、发电厂和用户的中间环节，起着交换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理、安全可靠，这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常紧靠发电厂，是把发电机发出的电能电压升高以便高压输电。降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。1.2 本次设计的内容及要求本次设计的是110kv终端变电所，进出线端电压为110kv，线路2条，35kv出线8条。需要进行负荷计算、功率补偿、变压器的选择、主接线设计、短路计算、各种开关设备的选择、变压器继电保护设计、防雷接地设计，并绘制主接线图、继电保护图、防雷接地图等。第2章 负荷计算和无功补偿2.1 负荷

12、计算简介负荷计算的概念通过对已知用电设备组的设备容量进行统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的最大负荷值，称为计算负荷。按计算负荷选择的电力变压器、电气设备、电线电缆如以最大负荷持续运行其发热温度不超出允许值，因而不会影响其使用寿命。负荷计算的目的及意义计算负荷是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量开关电器及互感器等的额定参数的依据。电力负荷的正确计算非常重要，它是正确选择供电系统中导线、开关电器及变压器等的基础，也是保障供电系统安全可靠运行必不可少的重要一环。在方案设计与初步设计时，其电力负荷计算过小或过大，都会引起严重的后果。如果电力负荷计算过小，就会引起

13、供电线路过热，加速其绝缘老化；同时，还会过多损耗能量，引起电气线路走火，引发重大事故。而电力负荷计算过大，将会引起变压器容量过剩，以及供电线路截面过大，相应的保护整定值就会定得过高，从而降低了电气设备保护的灵敏度，与此同时，电力负荷计算过大还增加了投资。3.负荷计算的方法表2.1电力负荷计算的方法序号计算方法适用范围利用系数法我国一般不适用该方法单位产品耗电量法需要系数法用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，适用于确定全厂计算负荷、车间变电所计算负荷及负荷较稳定的干线计算负荷二项式系数法用电设备台数较少、有的设备相差悬殊时使用，适用于负荷波动较大的干线或支线2.2 负荷计算电力系统负荷

14、计算的方法及其适用范围如表2.1所示：本次设计采用的方法是需要系数法。 计算方法：根据原始材料给定的有功功率、功率因数，求出无功功率 计算负荷：，为需要系数一般取0.85。具体计算公式如下，其中可查表2.2：线路1回： 线路2回： 线路3回：线路4回：线路5回：线路6回：线路7回：线路8回：总有功功率为： 总无功功率为： 总视在功率为： 各出线的有功功率、功率因素和如表2.2所示：表2.2 序号出线名有功功率功率因数序号出线名有功功率功率因数1#13.50.850.626#63.50.880.542#23.60.860.597#73.60.860.593#33.50.840.658#84.00

15、.890.514#43.60.860.595#53.50.850.62 因主变压器尚未确定其有功及无功损耗由下式估算：估算其有功损耗为：估算其无功损耗为：总降压变电所低压侧负荷计算如下：补偿前总有功功率为： 补偿前总无功功率为：补偿前总视在功率为：这一功率因数不满足要求2.3 无功补偿的选择用户中绝大多数用电设备具有电感特性，如电动机、电力变压器、电焊机及交流接触器等,他们都需要从供电系统中吸收无功功率，从而降低了功率因数，如果功率因数太低将会给供配电系统带来电能损耗增加、电压损失的增大和供电设备利用率降低等不良影响。为了减少输送无功功率造成的电能损失，提高电网运行的经济性，对电力系统的无功功

16、率尽可能做到就地平衡。根据规程规定，容量在100kva及以上高压供电用户，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，本文所设计的变电站要求功率因数在0.92以上，如达不到上述要求，则必须进行无功功率补偿。根据电力系统电压和无功电力技术导则，目前110kv35kv变电站无功补偿装置一般均选用并联电容器组。2.4 无功补偿装置的分类及比较从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿，从补偿的性质划分可以分为感性补偿与容性补偿，从补偿的方式划分可以分为串联补偿与并联补偿。在超高压输电线路中就有并联电感补偿和串联电容器补偿方法。1) 常用的三种补偿装置的比较分析常用的补偿装置有：调相机、静止补偿器、并联电容器

17、。调相机：调相机的基本原理与同步发电机没有区别，它只输出无功电流。因为不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机也没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。调相机是电网中最早使用的无功补偿装置。当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。当减少激磁电流时，其输出的容性无功电流减少。当激磁电流减少到一定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗。当激磁电流进一步减少时，输出感性无功电流。调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点，因此调相机对于电网的无功安全具有不可替代的作用。由于调相机的价格高，效率低，运行成本高，因

18、此已经逐渐被并联电容器所替代。静止补偿器：静止补偿器由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，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。与调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性。但由于此设备价格昂贵，所以不宜使用。

19、并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在保护完善的情况下可靠性也很高。在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动控制电容器投切的自动无功补偿装置。自动无功补偿装置的结构则是多种多样形形色色，适用于各种不同的负荷情况。通过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2.4.1 功率补偿计算根据本次设计的任务书中所给的数据，并结合前面所设计的内容，现对主变压器低压侧的功率因数进行计算：补偿前主变压器低压侧的功率因数： 需要补偿的无功功率： 补偿后的视在功率：补偿后主变压器低压侧的功率因数因此满足设计要求2

20、.4.2 并联电容的个数选择经比较35kv线路选取bfm-38.5-1200-3w大容量高压并联电容器，所以每个电容器的实际输出为：电容器个数： 其中需要补偿的无功功率取因此35kv线路应用电容器的数量为： 个第3章 主变压器的选择3.1 主变压器台数的确定本变电站为一座降压变电站，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和农村供电的重要任务，地位比较重要。根据电力系统设计技术规程sdj16185有关规定和审批的电力系统规划设计决定进行。凡装有两台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%80%，在计及过负荷能力后的允许时间

21、内，应保证用户的一级和二级负荷。为保证供电的可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，因此本次设计装设两台主变压器，采用暗备用的方式。3.2 主变压器型式的选用1. 变电所的主变压器一般采用三相变压器。2. 变电所中的主变压器在系统有调压要求时，一般采用有载调压变压器可以带负载调压，有利于变压器的经济运行。因此，在新设计的变电所中，大都采用这种型式的变压器。3. 与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流不定情况外，一般采用自耦变压器，但仍需作技术经济比较。1. 变压器容量装有两台变压器的变电站，采用暗备用的方式，当其中一台因故障断开时，另一台主变的容量应满足全部

22、负荷的70%，考虑变压器的事故的过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。2. 绕组数和接线组别的确定该变电站有两个电压等级，所以选用双绕组变压器，接线方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行，110kv以上电压，变压器绕组采用连接，35kv采用连接。3. 冷却方式 主变压器一般采用的冷却方式有：自然冷风、强迫油循环冷风、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选油浸风冷冷却方式。所以选用两台型双绕组电力变压器，采用暗备用方式。3.3 主变压器容量的确定根据35110kv变电所设计规范主要变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容

23、量和运行方式等条件综合考虑确定。主要选择原则：1. 主变容量选择一般应按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期几年发展，对城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合。2. 根据变电站带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变压器应保证用户的一、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变应能保证全部负荷的70%。3. 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太高多，应从全网出发，推行系列化、标准化。主变压器承担的总负荷为：变电所的设计根据工程的510年内发展规划运行，适当考虑建成后5年，负荷年增长率为5% ：选择两台主变压器，其中

24、一台为暗备用方式，按照其中一台因故障断开时，另一台承担70%80%的全部负荷计算：因此，主变压器选择两台双绕组有载调压变压器，每台容量为30mva，两台变压器同时运行。电压等级为110kv/35kv。所选变压器型号为sfl30000/110其中各符号的意思为：s 三相f 油浸风冷l 铝线 双线圈30000 容量为30000kva110 高压侧额定电压为110kv第4章 电气主接线的选择4.1 选择原则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，它是由高压电气设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路。主接线方案的确定与电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电

25、器设备选择、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，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电站主接线的最佳方案。变电站主接线设计的基本要求：1. 保证供电可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电的可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重。所以主接线的设计必须满足这个要求。2. 具有一定的灵活性调度灵活，操作方便，应能灵活地投入或切除某些元件，调配电源负荷，能满足系统在事故检修及运行方式下的调整要求。检修安全应能方便地运断路器，母线及继电保护设备进行安全检修而不影响电力网的正常运行

26、及用户的供电。扩建方便，应能容易地从初期过渡到最终接线，并在扩建过渡时，一次和二次设备等所需的改造最少电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能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

27、灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用最小，占地面积最少，使变电站尽快的发挥经济效益。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，应考虑到有扩建的可能性。4.2 变电站的各侧主接线的方案设计4.2.1 110kv侧主接线设计对于110kv侧主接线可以采用以下方案：a方案：内桥接线，如图4.1所示。图4.1内桥接线b方案：双母线接线，如图4.2所示。图4.2 双母线接线表4.1方案分析方案优缺点a当只有两台变压器和两条输电线路时,采用桥形接线，使用的断路器数目最少。当输电线路较长，故障概率较高时，而且变压器又不需经常切换时，一般采用内桥接线 .内桥

28、接线优缺点：优点：运行方式灵活，供电可靠性高、线路断路器检修部影响变压器运行，变压器检修也不影响线路运行。缺点：主变高压侧有两个断路器，二次接线较为复杂，运行操作比较复杂。b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；检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路；工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；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。经济性差广泛应用于：进出线回数较多、容量量较大、出线带电抗器的610kv配电装置；3560kv出线数超过8回； 110kv出线回数为6回及以上时；220kv出线数为4回及以上时。综合比较

29、a、b两方案，本变电站采用a方案内桥接线方式，如图4.1所示。4.2.2 35kv侧主接线设计对于35kv侧主接线可以采用以下方案：a方案：单母线接线，如图4.3所示。图4.3 单母线接线b方案：单母线分段接线，如图4.4所示。图4.4 单母线分段接线表4.2方案分析方案优缺点a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;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；出线开关检修时，该回路停止工作。b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；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

30、证对重要用户的供电;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；任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。因此，一般认为单母线分段接线应用在610kv，出线在6回及以上时，每段所接容量不宜超过25mw；用于3566kv时，出线回路不宜超过8回；用于110220kv时，出线回路不宜超过4回。结论:b方案一般适用于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8回，所以选择b方案单母线分段接线为35kv侧主接线方案，如图4.4所示。变电所的

31、电气主接线图如图4.5所示：图4.5变电所电气主接线图第5章 短路计算5.1 短路的原因、类型及后果1. 短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。产生短路的原因很多，主要有如下几个方面：a) 元件损坏，例如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等。b) 气象条件恶化，例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。c) 违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。d) 其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。2. 短路的类

32、型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给以足够的重视。3. 短路的危险后果一般有一下几个方面：a) 短路故障使短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，可能使导体和它们的支架遭到破坏。b) 短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。c) 短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。d) 当短路发生地点离电源不远而持续时间又不长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大面积停电。这是短路故障的最严重后果。5.2

33、短路计算的目的及假设一、 短路电流计算的目的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。3. 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检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整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5. 按接地装置的设计，也需用短路电流。二、 短路电流计算的一般规定1. 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划

34、容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。2. 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3. 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4. 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。三、 短路计算基本假设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. 电力系统中各元件的磁路不饱和；4. 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5. 元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；

35、6. 系统短路时是金属性短路。四、 短路电流的计算方法计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：某量的标幺值= （5-1）所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。按标幺制法进行短路计算时，一般是先选定基准容量和基准电压。基准容量，工程设计中通常取。基准电压，通常取元件所在处的短路电压进行计算，即。选定了基准容量和基准电压以后，基准电流按下式计算：

36、（5-1）基准电抗则按下式计算：（5-2）下面分别对供电系统中各主要元件的电抗标幺值的计算：电力系统的电抗标幺值（5-3）电力变压器的电抗标幺值（5-4）电力线路的电抗标幺值（5-4）5.3 短路电流的计算在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法或者短路电流周期分量近似计算法。因为系统电压等级较高，输电导线的截面较大、电阻较小、电抗较大，因此在短路电流的计算过程中忽略r计及x。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。计算容量按无穷大系统容量进行计算。短路种类一般按三相和两相短路进行计算。一般

37、选取各线路始末端作为短路计算点，线路始端的最大三相短路电流常用来校验电气设备的动、热稳定性，并作为上一级继电保护的整定参数之一，线路末端的最小两相短路电流常用来校验相关继电保护的灵敏度。为选择ll0kv35kv配电装置的电器和导体，需计算在最大运行方式下流过电气设备的短路电流，连同所用电回路共选两个短路点，即：f1、f2如图。选图5.1 变压器三相短路计算电路图（并列运行）等值网络制定及短路点选择，针对变电所的接线方式，画出变压器三相短路计算电路图及其等值网络如图5.1和5.2所示：图5.2 变压器三相短路计算等值网络图（并列运行）等值电路图及其各元件电抗计算 为了计算不同短路点的短路电流值，

38、需要将等值网络分别化简为以短路点为中心的等值网络，常常采用的方法有：网络等值变换、利用网络的对称性简化、并联电源支路的合并和分布系数法四种。根据本次设计所选主接线方式和长期运行方式(两台主变压器并联运行)，对网络图进行简化。列出短路电流计算所需的原始资料如下：该变电所110kv侧采用内桥接线，35kv采用单母线分段接线；主变压器型号为sfl30000/110型，uk%=10.5电源进线为双回路架空线路，线路长度为30km，查表得每千米架空线的电抗为0.4；设系统电抗在最大运行方式下，在最小运行方式下。（1）确定基准值取 而（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值：架空线路

39、的电抗标幺值： 电力变压器的电抗标幺值：查表得绘短路等效电路如图5.3所示，并标出短路计算点f1和f2图5.3短路等效电路求f1点最大运行方式下的三相短路电流总阻抗标么值三相短路电流周期分量有效值冲击电流短路冲击电流有效值三相短路容量求f1点最小运行方式下的两相短路电流总阻抗标么值两相短路电流周期分量有效值短路冲击电流有效值 (3)求f2点最大运行方式下的三相短路电流总阻抗标么值三相短路电流周期分量有效值冲击电流短路冲击电流有效值三相短路容量求f2点最小运行方式下的两相短路电流总阻抗标么值两相短路电流周期分量有效值短路冲击电流有效值短路电流计算结果如表5.1所示： 表5.1 短路电流计算结果短

40、路点最大运行方式下短路参数最小运行方式下短路参数f12.386.073.59476.21.611.39f24.2110.746.36263.163.332.88第6章 导体和电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电所电器设计的主要内容之一。电力系统中的各种电气设备，由于用途和工作条件各异，他们的具体选择的方法也不相同，但对它们的基本要求却是相同的，电气设备要能可靠的工作，必须按照正常的工作条件进行选择，按短路状态来校验热稳定和动稳定。6.1 电气设备的选择原则一、 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. 应与整个工程的建设标准协调一致，尽量使

41、新老电器型号一致。3. 所选导体和电器力求技术先进、安全适用、经济合理、贯穿以铝铜、节约 占地等国策。选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠的试验数据，并经主管部门鉴定合格。4. 同类设备应尽量减少器种。5. 在选择导体和电器时，应按正常工作条件进行选择选择，并按短路情况校 验其动稳定和热稳定。以满足正常运行、检修和短路情况下的要求。6. 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，按本工程的设计容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，按可能发生最大短路电流的正常接线方式进行计算。7. 所选的导体和电器应按当地的气温、风速、覆冰、海拔等环境条件校核电器的基本使用条件。二、 对二次

42、侧电气测量仪表的一般要求1. 常用测量仪表应能正确反映电力装置的运行参数，能随时监测电力装置回路的绝缘状况。2. 交流回路仪表的精确度等级，除谐波测量仪表外，不应低于2.5级；直流 回路仪表的精确度等级不应低于1.5级。3. 1.5级和2.5级的常用测量仪表，应配用不低于1.0级的互感器。4. 仪表的测量范围（量程）和电流互感器变流比的选择，宜满足当电力装置回路以额定值运行时，仪表的指标在标度尺的70%100%处。6.2 110kv侧电气设备选择及校验6.2.1 110kv侧断路器选择及校验高压断路器是发电厂和变电站中主系统的重要开关电器。高压断路器除在正常情况下控制电路的通断外，主要是在发生

43、故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。1.断路器的种类及特点按照高压断路器采用的灭弧介质可分为油断路器（多油、少油）、六氟化硫断路器和真空断路器、压缩空气断路器等。油断路器：采用油作灭弧介质，按绝缘结构分为多油式与少油式断路器。多油式断路器的油同时兼作灭弧介质和带电体与不带电体之间的绝缘介质，耗油量大，现以淘汰。而少油式断路器的油只作灭弧和触头间弧隙的绝缘介质，断路器中的带电导体与接地部件之间的绝缘主要采用瓷件，油量少，占地少，价廉，已有长期运行经验，当前110220kv电压等级配电装置中仍占有一席之地，由于油断路器的开断性能差，且110kv电压以上产品为积木式、多断口的结构，

44、很难实现断口电压均衡，因而其在500kv及以上电压等级禁止运用。六氟化硫断路器：采用不可燃烧和有优良绝缘与灭弧性能的气体作灭弧介质，具有优良的开断性能。断路器运行可靠性高，维护工作量少，故适用于各电压等级，特别在220kv及以上配电装置中得到最广泛的运用。真空断路器：利用真空的高介质强度灭弧，具有灭弧时间快、低噪声、高寿命及可频繁操作的优点，以在35kv及以下配电装置中获得最广泛的采用。压缩空气断路器：采用压缩空气作为灭弧介质，具有大容量下开断能力强及开断时间短的特点，但结构复杂、尚需配置压缩空气装置，价格较贵，而且合闸时排气噪声大，所以主要用于220kv及以上电压的屋外配电装置。2.高压断路

45、器的主要参数：额定电压：是指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40时，断路器允许长期通过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有关；额定开断容量：开断能力常用断流容量表示： （6-1）热稳定电流：热稳定电流是表示断路器能随短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限通过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路器的分、合闸时间：表示断路器的动作速度。选择时，除按一般原则选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校验短路容量，热稳定性及动稳定性等各项指标。按工作环境选择：选择户外或户内，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压

46、选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即： （6-2）按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作电流，即： （6-3）校验高压断路器的热稳定性： （6-4）校验高压断路器的动稳定性： （6-5）校验高压断路器的断流容量（开断电流）：熔断断流容量按校验；短路参数：动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：热稳定校验合格。110kv侧断路器的选择如表6.1所示：表6.1 110kv侧断路器选择表额定参数及短路计算数据lw-110（kv）110（kv）110(a)225.2(a)2000(ka)6.07(ka)100(ka)2.38(ka)406.2.2 110kv侧隔离开关选择隔离开关也是发

47、电厂和变电站中常用的开关电器设备，一般配有电动及手动操动机构，单相或三相操作，它需与 断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的特点是在有电压、无负荷电流情况下分、合线路。其主要功能为以下3点：1.隔离电压。在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的电气设备与电源电压隔离，以确保检修安全。2.倒闸操作。投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作完成。3.分、合小电流。因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器、和空载母线。短路参数： 查设备手册选gw7-110型

48、隔离开关，参数如下：额定电压：ue=110kv，额定电流：ie=600a，动稳定电流：idw=55 ka，5s热稳定电流：14ka动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：热稳定校验合格。6.3 35kv侧电气设备选择6.3.1 35kv侧断路器选择短路参数：动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：热稳定校验合格35kv侧断路器的选择如表6.2所示：表6.2 35kv侧断路器选择表额定参数及短路计算数据 （kv）35（kv）35(a)1154.7(a)2000(ka)707.7(ka)63(ka)7.27(ka)256.3.2 35kv侧隔离开关选择短路参数： 查设备手册试选gw4-35型隔离开

49、关，参数如下：额定电压：ue=35kv，额定电流：ie=2000a，动稳定电流：idw=100ka，4s热稳定电流：40ka动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：热稳定校验合格。6.4 互感器的原理及选择6.4.1 互感器的原理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路信息的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100、100v）和小电流（5、1a），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护装置等。互感器的原理类似变压器，分为电流互感器和电压互感器两种。不论是电压互感器还是电流互感器，都可以理解为变压器，只不过电流互感器的一次和二次阻抗都非常低，其电压幅

50、值非常小，而且使用者关注的是电流。互感器的最主要的作用是信号变换和隔离。信号变换的比例通常称为变比。这与变压器类似，互感器还有两个指标非常重要，就是比差和角差，分别反映信号变换带来的比例误差及相位误差。为了减小这两个误差，对于测量用互感器，通常还采取各种补偿措施。 6.4.2 110kv侧电流互感器选择短路参数：选取：lvqb110，300/5，0.5/d/10p电流互感器参数：1秒热稳定电流：40ka，动稳定电流：100ka动稳定校验：动稳定校验合格热稳定校验：热稳定校验合格。6.4.3 35kv侧电流互感器选择短路参数：选取：lvqb35，2000/5，0.5/d/10p电流互感器参数：短时热稳定电流：31.5ka，动稳定电流：80ka动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：热稳定校验合格。电流互感器的选择如表6.3所示：表6.3 电流互感器的选择安装地点型号110kvlvqb-11035kvlvqb-356.4.4 电压互感器选择电压互感器的选