毕业设计110KV中间变电站一次部分设计

1、本科毕业设计（论文） 摘要 毕 业 设 计 论 文题 目： 110kv中间变电站一次部分设计 学 院： 电气与信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间： 2013年5月30日 摘 要本次毕业设计的题目是110kv中间变电站一次部分设计。变电站直接影响着电力系统的安全与经济运行，联系着发电厂和用户，具有分配和转化电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本文首先根据任务书上所给系统与线路及相关负荷的参数，通过对负荷资料的分析进行了负荷计算，根

2、据负荷计算结果确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，并从安全，经济及可靠性等方面考虑，确定了110kv，35kv，10kv以及站用电的主接线方案。然后，进行了短路电流计算，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等主要电气设备进行了选择和校验。最后做了对变电站的防雷保护，从而完成了110kv中间变电站电气部分的设计。 关键词：变电站； 变压器； 主接线； 短路电流计算i河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录河南城建学院本科毕业设计（论文） abstractabstract the graduation proj

3、ect entitled the middle of the 110kv substation design. the substation directly affect the safety and economic operation of the power system, linked to power plants and users, the role of the distribution and conversion of electric energy. the main electrical wiring is the main part of the power pla

4、nt substation, main electrical wiring directly related to the formulation to determine the arrangement of the choice of the station's electrical equipment, power distribution unit, is the substation electrical part of the investment size of the decisive factors.according to the mission statement

5、 on to the system with the line and the relevant load the parameters, to load data analysis carried the load calculation, according to the load calculation to determine the number of main transformer, capacity and model, at the same time also determine the substation transformer of capacity and mode

6、l, and from the security, economic and reliability considerations, 110kv, 35kv, 10kv and station power main wiring scheme. then, the short-circuit current calculation results of calculations based on the maximum continuous operating current and short circuit, high voltage circuit breakers, disconnec

7、tors, current transformers, voltage transformers, bus and other major electrical equipment selection and verification. the final substation lightning protection, thus completing the electrical part of the design of the middle of the 110kv substation.keywords: substation; transformer; the main wiring

8、; short-circuit currentii河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录目录摘 要 iabstract ii绪论1第一章 原始资料及其分析31.1 负荷的原始资料31.1.1 10kv侧负荷31.1.2 35kv侧负荷31.2 变电所计算负荷的确定41.2.1负荷计算的方法41.2.2 10kv侧的计算负荷51.2.3 35kv侧的计算负荷51.2.4 110kv变电所负荷计算表如下5第二章 变压器的选择72.1 变压器台数的确定72.2变压器容量的确定72.3主变型式72.4站用变压器的选择9第三章 电气主接线的确定113.1 电气主接线设计的基本要求113.2 10kv母线

9、接线选择123.3 35kv母线接线选择13第四章 短路电流计算154.1 短路电流计算目的154.2 短路电流计算的一般规定154.3 短路点的确定与短路电流计算15第五章 主要电气设备选择与校验215.1 电气设备的选择215.1.1电气设备选择的一般要求215.1.2电气设备选择的一般原则215.2高压断路器和隔离开关的选择225.2.1 110kv断路器和隔离开关的选择225.2.2 35kv断路器和隔离开关的选择235.2.3 10kv断路器和隔离开关的选择255.3互感器的选择265.3.1 电流互感器的选择265.3.2 电压互感器的选择295.4 母线的选择与校验315.4.1

10、 110kv侧母线选择与校验325.4.2 35kv侧母线选择与校验335.4.3 10kv侧母线选择与校验34第六章 变电站的防雷与保护366.1防雷保护的基本知识366.2防直击雷设计366.2.1防直击雷保护措施366.2.2避雷设备保护范围的计算方法和公式366.3防雷电波设计386.3.1避雷器的配置原则386.3.2避雷器的选择386.4变电站防雷保护396.4.1变电站进线段保护396.4.2变压器防雷保护406.4.3三绕组变压器防雷保护40结 论41参考文献42致 谢43附 录44iv河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪论绪论随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的

11、设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所110kv中间变电站是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好110kv变电站的设计是我国电网建设的重要环节。110

12、kv变电所的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，110kv变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，110kv变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化,配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。本次毕业设计的主要内容是110kv中间变电站工程的初设电气设计部分，包括电气主接线设计，短路电流计算，设备的选取等，通过设计学习，对电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择和校验、autocad绘图、数据处理等具有深刻认识。电气主接线

13、设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。在设计过程中，结合变电站的生产实际及设计要求，通过合理的选择，自动化技术的应用，达到简化变电站内附属设备，减少变电站占地面积，优化变电站设计，降低投资的目的。通过了解并掌握110kv降压变电站的国内外现状特点及发展前景，查阅资料，结合本专业课程及他人研究成果，掌握变电站设计的过程和方法。毕业设计是完成教学计划、实现培养目标的一

14、个重要的教学环节，是培养学生综合素质和工程实践能力的教育过程，对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独力工作能力具有深远影响。毕业设计的目的、意义在于首先通过毕业设计的训练，使学生进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识，使之系统化、综合化。其次培养学生独力工作、独力思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能力，综合课题的需要可培养学生独立获取新知识的能力。再次通过毕业设计加强学生对文献检索与翻译、计算、绘图、数据处理、编辑设计文件、使用规范化手册、规程等最基本的工作实践能力的培养。 1河南城建学院本科毕业设计（论文） 第一章 原始资料及其分析第一章 原始资料及其分析1.1 负荷的原

15、始资料所建变电所为110kv变电所，有三个电压等级，高压为110kv，中压为35kv，低压为10kv，变电所建成后主要对本地区的工业和生活供电。为选择主变压器，确定变压器各电压等级出线侧的最大持续电流，首先计算各电压等级侧的负荷，即10kv侧负荷和35kv侧负荷。1.1.1 10kv侧负荷表1.1 10kv近期负荷序 号用户名称用类别最大负荷（mw）备 注1a三1.8无备用2b二3.4无备用 3c二3.0无备用4d三2.2无备用5e三0.5无备用远期预计尚有 5mw的新增负荷； 10kv侧有5回出线，近期最大负荷为1.8+3.4+3.0+2.2+0.5=10.9mw，再加上远期5mw的新增负荷

16、，则10kv侧的总的最大负荷为10.9+5=15.9mw。负荷功率因数cos=0.9，则10kv侧用户负荷为15.9/0.9=17.7mva。1.1.2 35kv侧负荷表1.2 35kv侧近期负荷序 号用户名称用类别最大负荷（mw）1a一42b二 17在近期工程完成后，随生产发展，预计远期新增负荷 6mw。35kv侧有2回出线，近期最大负荷为4+17=21mw，再加上远期6mw的新增负荷，则10kv侧的总的最大负荷为21+6=27mw。负荷功率因数cos=0.9，则10kv侧用户负荷为27/0.9=30mva。1.2 变电所计算负荷的确定计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确

17、合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处于过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷具有很大的重要性。1.2.1负荷计算的方法目前负荷计算的常用方法有需要系数法、二项式法和利用系数法。需要系数法比较简单因而广泛使用，但当用电设备台数少而功率相差悬殊时，需要系数法的计算结果往往偏小，较适用于计算变、配电所的负荷；二项式法是考虑用电设备和大容量用电设备对计算负荷影响的经验公式，它适用于确定台数较少而容量差别较大的低干线和分支线的计算负荷；利用系数法以概率论为理论

18、基础，分析所用用电设备在工作时的功率叠加曲线而得到的参数为依据来确定计算负荷，计算结果接近实际负荷，但计算方法复杂。本文选择负荷计算的方法为需要系数法。需要系数法负荷计算公式：1.有功计算负荷为 pjs=kd pe 式中：pjs有功计算负荷，单位为kw；pe所有用电设备组的设备额定容量之和，但不包括备用设备容量，单位为kw； kd 用电设备组的需要系数（35kv侧取0.85，10kv侧取0.8） 。 2.无功计算负荷为 qjs = pjs tan 式中：qjs 无功计算负荷，单位为kvar；tan对应于用电设备组功率因数cos的正切值。 3.视在计算负荷为 sjs = 式中：sjs视在计算负荷

19、，单位为kva。 4.计算电流为 ijs = 式中：ijs 计算电流，单位为a； un 用电设备额定电压，单位为kv。1.2.2 10kv侧的计算负荷 10kv侧: pe=1.8+3.4+3.0+2.2+0.5+5=15.9mw；pjs = kd pe =0.8*15.9=12.75mw； qjs = pjs tan=12.75*0.484=6.17mvar即：sjs10= pjs / cos=12.7/0.9=14.11 mva ijs10 = =815a1.2.3 35kv侧的计算负荷35kv侧: pe =4+17+6=27mw；pjs = kd pe =0.85*27=22.95mw；q

20、js = pjs tan=22.95*0.484=11.11mvar即：sjs35= pjs / cos=22.95/0.9=25.50 mvaijs35 = =421a1.2.4 110kv变电所负荷计算表如下表1.3 110kv变电所负荷计算值电压负荷名称自然功率/mwkdcostan计算负荷等级35kv140.850.900.4843.41.65 3.7862.3021714.456.9916.06264.86预留65.12.475.6793.48小计2722.9511.1125.5010kv11.80.800.900.4841.440.701.692.3823.42.721.323.0

21、2174.4933.02.401.162.67153.9642.21.760.851.96112.9050.50.400.190.4425.66预留54.001.944.44256.60小计15.912.756.1714.11母线侧总负荷35.7017.2839.61110kv侧计算电流：ijs110 = =120a 由于次变电站中的10kv和35kv中的负荷同时率都为kt=0.8，则此变电站各设备总的计算负荷为：p =kt* pjs=0.8*35.70=28.56mw； q = kt* qjs=0.8*17.28=13.82mvar； s=( p 2 +q 2)0.5=( 28.562 +1

22、3.822)0.5=31.73mva。取网损率a%=5%，则整个变电站网络中损耗的电量为：s损= a%*s总=5%*31.73=1.58mva。则系统s1向变电站中输入的总负荷为：s总= s损+ s=1.58+31.73=33.31 mva。5河南城建学院本科毕业设计（论文） 第二章 变压器的选择第二章 变压器的选择在各级电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，合理选择变压器的型号，否则，将造成经济技术上的不合理。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据

23、传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。2.1 变压器台数的确定 1、应满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台；2、对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变压器；3、三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。综上所述，又根据本次设计材料中有一、二级负荷，并且一、二级负荷占总负荷的比例很大，所以，本次设计所需变压器的台数应为两台。2.2

24、变压器容量的确定装有两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量sn应同时满足下列两个条件：1、任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%70%的要求，即sn=（60%70%）s总；2、任一台主变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷s的需要，即snsz。在材料中可以得出整个变电所中的计算负荷s总 =33.31mva，则根据条件一可知： sn=（60%70%）s总=（60%70%）*33.31=（19.9823.32）mva。根据条件二可知：snsz=0.8*0.85（3.4+3.0）+0.8*0.8（4+17）=17.79 mva。查资料，选择两台变压器容量一样，每台容量为20000k

25、va。2.3主变型式1、 优先考虑选三相变压器依设计原则，只要不受运输条件限制，应优先考虑三相变压器。该变电所主变压器为110kv降压变，单台容量都不大，不会受到运输条件限制，故选用三相变压器。2、具有三个电压等级/21420/333100.640.15/11840/333100.360.15根据35-110kv变电所设计规范3.1.4条规定“具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15以上，主变压器宜采用三线圈变压器。”上述两式均大于15，故选择主变为三线圈变压器。3、容量比由上述计算可知：主变压器额定为20000kva，35kv侧负荷占主变容量的100，为满足

26、35kv侧负荷的要求与需要，故35kv侧容量取100的额定容量。10kv侧负荷占额定容量的59，大于50，故10kv侧绕组容量取,100。从以上分析得出主变压器各绕组的容量比为100/100/100。4、调压方式的选择根据35-110kv变电所设计规范3.1.5条规定“变压器的有载调压是改善电压质量，减少电压波动的有效手段，对电力系统，一般要求110kv及以下变电所至少采用一级有载调压变压器。” 而本设计110kv变电所35kv侧全部是一、二级重要负荷，对电能的质量和可靠性的要求较高，为保证连续供电和满足对电能质量的要求，并能随时调压，扩大调压幅度而不引起电网的波动，故应采用有有载调压方式的变

27、压器，以满足供电要求。5、中性点接地方式的确定中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时，未故障相对地电压不升高，因此，电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压，使电网的造价在绝缘方面的投资较低，当电压越高，其经济效益越明显，因此我国规定电压大于或等于110kv的系统采用中性点直接接地。本变电站为中间变，中性点是否接地，由系统决定，所以在中性点加隔离刀闸接地。主变压器选用具有低损耗、低噪音、检修周期长等性能的产品。通过以上对变压器性能指标进行计算、分析，可选择sfsz7-20000/110 (kva)型变压器，其技术数据见下表2.1：表2.1 变压器技术参数型号额定容量(kva)额定电压(kv)

28、空载电流（%）空载损耗（kw）接线组别阻抗电压（%）sfsz7-20000/ 1102000011038.510.51.450.3yn，yn0，d1110.5186.5s f s z 7- 20000/110高压绕组额定电压等级：110kv 额定容量：20000kva 设计序号有载调压方式绕组数：三绕组冷却方式：油浸风冷相数：三相当一台主变不能正常工作时，只有一台主变工作且满载，则s1=20000kva,占总负荷的百分比为20000/33310=60.04%，满足要求。2.4站用变压器的选择 变电站的站用负荷一般比较小，其可靠性要求也不如发电厂那样高。变电站的主要负荷是变压器冷却装置、直流系统

29、中的充电装置和硅整流设备、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、供水等。这些负荷容量都不太大，因此变电站的站用电压只需通过10kv侧单母分段母线引流，再通过降压变压器降到0.4kv，对变电站站内供电。前面已经分析了单母线分段有较高的可靠性，现决定采用单用单母线分段，分段开关在正常情况下处于分闸位置，当因故障失去一个电源时，投入分段自动开关，由另一电源带全部负荷这就是暗备用。根据本次毕业设计任务书中的要求可知，本次设计的站用变电站的负荷是：50/0.85=58.8kva，故可选用两台型号为s9-63/10的变压器即可满足要求，站用变压器的参数如下表所示2.2所示： 表2.2 站用变压器型号型号额定

30、容量（kva）额定电压（kv）损耗 （kw）阻抗电压（%）空载电流（%）连接组别高压低压空载负载s9-63/10663110.5±5%0.40.201.0442.4y/yn010河南城建学院本科毕业设计（论文） 第三章 电气主接线的确定第三章 电气主接线的确定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主要环节。电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，

31、同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最佳方案。3.1 电气主接线设计的基本要求一、可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的具体要求：1.断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2.线路、断路器或母线故障以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电。3.尽量避免变电所全部停运的可靠性。二、灵活性：电

32、气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。1.操作的方便性：电气主接线应该在服从可靠性的基本要求条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。2.调度的方便性：电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便的改变运行方式。3.扩建的方便性：对将来要扩建的变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。尤其是变电站，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。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.节省一次投资：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器避雷器等一次设备的投资。2.占地面积小：主接线要为配

33、电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少，同时应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。3.电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。3.2 10kv母线接线选择根据任务书中要求可知，10kv侧有五条出线负荷回路和一条预留负荷， 10kv侧通常采用单母线分段或双母线接线。 表3.1 10kv侧主接线方案比较方案项目方案i单母线分段接线方案ii双母线接线可靠性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回路，有两个电源供电。可靠性较好，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。通过两组母线隔

34、离开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电。双回路供电，可以顺序连接于不同母线上。可靠性更高。灵活性接线简单清晰，当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。正常段段母线可继续工作。向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷的自由分配，能灵活地适应电力系统的各种运行方式。经济性运行设备少，投资少，占地面积小投资多，设备多，费用大双母线接线虽然可靠性高，但操作复杂、设备多、投资高，本变电所输出的负荷功率较小，所以可靠性没有要求的那么高，故单母线分段接线已经能够满足要求。接线简图如下图3.1： 图3.1 10kv

35、母线接线备注：由于考虑到母线上负荷要分布平衡，尽量使流经分段断路器qfd上的电流尽量小，则把10kv侧预留的5mw负荷平均分布在w1和w2上。3.3 35kv母线接线选择 根据任务书中要求可知，此变电站35kv侧一共有3回出线其中1回预留负荷，出线回路较少但其中有重要的一级负荷用户，所以有以下两种方案可供选择：表3.2 35kv侧主接线方案比较方案项目方案i单母线接线方案ii单母线分段接线可靠性接线简单清晰、当回路较多时不够可靠，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。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回路，有两个电源供电。可靠性较好，当一段母线发

36、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。灵活性设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。接线简单清晰，当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。正常段段母线可继续工作。经济性运行设备少，投资少，占地面积小，建设费用少。投资较多，设备较多，费用较大35kv侧只有有两条出线负荷回路和一条预留负荷，不需要过多的操作去开断回路，工作环境相对很简单，单母线接线已经能够满足要求，再考虑到建造费用等问题，因此选用方案i：单母线接线。接线简图如下图3.2： 图3.2 35kv母线接线3.4 电气主接线的总接线图综上述所得：此变电站的电气

37、主接线的总接线图如图3.3： 图3.3 系统总接线图14河南城建学院本科毕业设计（论文） 第四章 短路电流计算第四章 短路电流计算4.1 短路电流计算目的1、选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某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，为了保证各种电器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。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，需以各种短路时短路电流为依据。4.2 短路电流计算的一般规定1、验算导

38、体和电器的动、热稳定及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计手册规划的容量计算，并考虑电力系统510年的发展。2、接线方式应按可能发生最大短路电流和正常接线方式，而不能按切换中可能出现的运行方式。3、选择导体和电器中的短路电流，在电气连接的电网中，应考虑电容补偿装置的充放电电流的影响。4、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时，id最大的点，对带电抗器的610kv出线应计算两点，电抗器前和电抗器后的id。短路时，导体和电器的动稳定、热稳定及电器开断电流一般按三相电流验算，若有更严重的按更严重的条件计算。4.3 短路点的确定与短路电流计算通常三相短路的短路电流最

39、大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。按三相短路进行短路电流计算，可能发生最大短路电流的短路电流计算点有个，即110kv母线短路（k1点），35kv母线短路（k2）点，10kv母线短路（k3点），0.4kv短路（k4点）。此变电站的等值电路如下图4.1： 图4.1 等值电路图绘制次暂态等值电路，用标么值计算，选择基准值sb100mva,ubuav (平均额定电压),则1、对主变t1、t2，由选择主变型号的技术参数可知： uk(1-2)%10.5， uk(3-1)%18， uk(2-3)%6.5。 从而uk1%=（uk(1-2)% +uk(3-1)% -uk(2-3)%）

40、=（10.5 +18 -6.5）=11uk2%=（uk(1-2)% +uk(2-3)% -uk(3-1)%） =（10.5 +6.5 -18）=-0.5，令uk2%=0uk3%=（uk(2-3)% +uk(3-1)% -uk(1-2)%） =（6.5 +18 -10.5）=7 于是主变110kv侧计算电抗xt1=0.55 主变35kv侧计算电抗xt2=0主变10kv侧计算电抗xt1=0.352、对站用变：xt=63.4923、对系统s1对110kv侧：由于sk=uavik，ik=，又有 以上三式联立可得电抗标幺值为：xk= 最大运行方式：xmax=0.067最小运行方式：xmin=0.077(

41、一)、最大运行方式下，在110kv母线上发生k1点三相短路时，k1点三相短路的等值简化网络如图4.2所示： 图4.2 110kv母线短路简化图 则流经k1处的电流：ik1*=14.925k1处短路电流的有名值为：=ik1 =ik1*=14.925=7.49（ka）则三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值： ish=ksh=1.8=2.557.49=19.10（ka） ish=1.51=1.517.49=11.31（ka）三相短路容量：sk=uc=1157.49=1491.90mva(二)、最大运行方式下，在35kv母线上发生k2点三相短路时，k2点三相短路的等值简化网络如图4.3所示：

42、图4.3 35kv母线短路简化图其中：x1=xt1/ xt4=xt1=0.275，x2=x1+xmax=0.275+0.067=0.342则流经k1处的电流：ik2*=2.924k1处短路电流的有名值为：=ik2 =ik2*=14.925=4.56（ka）则三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值： ish=ksh=1.8=2.554.56=11.63（ka） ish=1.51=1.514.56=6.89（ka）三相短路容量：sk=uc=374.56=292.23mva(三)、最大运行方式下，在10kv母线上发生k3点三相短路时，k3点三相短路的等值简化网络如图4.4所示： 图4.4 10

43、kv母线短路简化图其中：x3=（xt1+ xt3）/ （xt4+ xt6）=（xt1+ xt3）=（0.55+ 0.35）=0.45，x4=x3+xmax=0.45+0.067=0.517则流经k3处的电流：ik3*=1.934k3处短路电流的有名值为：=ik3 =ik3*=1.934=10.63（ka）则三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值： ish=ksh=1.8=2.5510.63=27.11（ka） ish=1.51=1.5110.63=16.05（ka）三相短路容量：sk=uc=10.510.63=193.32mva(四)、最大运行方式下，在站用变出线上发生k4点三相短路时，

44、k4点三相短路的等值简化网络如图4.5所示： 图4.5 0.4kv出线短路简化图 其中：x5=xt/ x4=63.49+0.517=64.007则流经k4处的电流：ik4*=0.016k4处短路电流的有名值为：=ik4=ik4*=0.016=2.31（ka）则三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值：（取ksh=1.3） ish=ksh=1.3=1.842.31=4.25（ka） ish=1.09=1.092.31=2.52（ka）三相短路容量：sk=uc=0.42.31=1.60mva(五)、根据上面的计算方法可得出，在最小运行方式下，分别求出四个短路电流：k1点：ik1=6.52（ka

45、） ish=16.63（ka） ish=9.85（ka） sk=1298.69（mva）k2点：ik2=4.43（ka） ish=11.30（ka） ish=5.09（ka） sk=283.90（mva）k3点：ik3=10.44（ka） ish=26.62（ka） ish=15.76（ka） sk=189.87（mva）k4点：ik4=2.31（ka） ish=4.25（ka） ish=2.52（ka） sk=1.60（mva）由上计算结果可知，短路电流计算结果如下表4.1所示： 表4.1 短路电流计算结果运行方式最大运行方式最小行方式计算项短路点k1点k2点k3点k4点k1点k2点k3点k

46、4点ik（ka）7.494.5610.632.316.524.4310.442.31ish（ka）19.1011.6327.114.2516.6311.3026.624.25ish（ka）11.316.8916.052.529.855.0915.762.52sk（mva）1491.90292.23193.321.601298.69283.90189.871.6020河南城建学院本科毕业设计（论文） 第五章 主要电气设备选择与校验第五章 主要电气设备选择与校验5.1 电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的

47、重要条件。5.1.1电气设备选择的一般要求1、应满足各种运行、检修、短路和过电压情况的运行要求，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、应与整个工程的建设标准协调一致。5、同类设备应尽量减少品种，以减少备品备件，方便进行管理。6、选用的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。5.1.2电气设备选择的一般原则电气设备的选择应遵循以下两个原则：1.按正常工作状态选择；2.按短路状态校验。1、按正常工作状态选择电气设备（1）额定电压。电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220kv及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15 un。所

48、以一般可以按照电气设备的额定电压un不低于装设地点的电网的额定电压usn的条件选择，即unusn（2）额定电流。所选电气设备的额定电流in不得低于装设回路最大持续工作电流imax,即inimax。计算回路的imax应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低5时出力保持不变，所以imax1.05 in。（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。我国

49、生产的电气设备一般使用的额定环境温度为40。c，所以周围的环境温度应该接近于电气设备额定环境温度。2、按短路状态校验（1）热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，电气设备各部件温度不应该超过允许值：it2tqk式中：qk短路电流产生的热效应 it2t电气设备允许通过的热效应（2）动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏,满足动稳定的条件为：ies ish或ies ish式中：ish、ish短路冲击电流幅值及其有效值 ies、ies电气设备允许通过的动稳定电流幅值及其有效值5.2高压断路器和隔离开关的选择5.2.1 110kv断路器和隔离开关的选择(1)额定电压：unusn=110kv(2)额定电流：in本变电站110kv侧计算电流ijs110in120a(3)查资料选择断路器及隔离开关的型号及参数如下表5.1和表5.2所示表5.1 110kv断路器的选择表型号数量技术参数额定电流i（a）额定开断电流（ka）动稳定电流(ka)3秒热稳定电流(ka)固有分闸时间(s)合闸时间(s) lw（ofpt）-110/16004160031.58031.50.070.12表5.2 110kv隔离开关的选择表型号数量技术参数额定电压(kv)最高工作电 压(kv)额定电流 （a）动稳定电流(ka)4秒热稳定电流(ka) gw13-11