110KV降压变电站的设计讲解

1、论文摘要摘要随着社会的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电 的稳定性，可靠性和持续性。然而电网的稳定性，可靠性，持续性往往取 决于变电站的合理设计和配置。 一个典型的变电站要求变电设备运行可靠， 操作灵活，经济合理，扩建方便。出于这几个方面的考虑，本论文设计了 一个降压变电站，此变电站有三个电压等级：高压侧电压为 110kV,有4 回进线，中压侧电压为35kV,有8回出线，2回备用，低压侧电压为10kV, 有10回出线，2回备用。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本 设计选择两台SFSZ9-63000/110主变压器，其他设备如站用变，断路器， 隔离开关，电流互感器，高压熔

2、断器，无功补偿装置和继电保护装置等等 也按照具体要求进行选型，设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单， 方便，经济合理，具有扩建的可行性和改变运行方式时的灵活性，使其更 加贴合实际，更具现实意义。关键字：降压变电站设计电气主接线短路电流计算ABSTRACTwith the development of society, peoples requirement for the electricity supply is more and more high, especially ,the stability of electricity, the credibility of electric

3、ity, the keep of electricity However, the stability of power grid, the credibility of power grid ,the keep of power grid be decided by the reasonable design and allocation of transformer substation. A typical transformer substation model be requested to have reliable electric equipments, operate viv

4、idly, reasonable economy, extend conveniently. Proceed from this several considerations, I design a Step-down substation, this Step-down substation has three electric voltage grades: The high voltage side is a 110 kV , which have 4 entered lines, the intermediate side voltage is 35 kV, there is 8 ou

5、tlines and 2 spare lines, the low-pressure side voltage is 10 kV, there is 10 outlines and 2 spare lines. To the reasonable choose of the main equipments in the transformer substation at the same time. The design choosestwo SFSZ 9-63000/110 lord transformers, other equipments, such station transform

6、er, Circuit breaker, insulation switch, Current transformer, High V oltage fuse and Relay protection device etc. according to concretely requirement to choose type, design and install, hardly try to attain circulate credibility, operate simply and conveniently, reasonableeconomy, have possibility an

7、d vividly changesto circulate way of extension, make it more stick to match physically, have realistic meaning more.Keywords: Step-down substation design the main electrical wiring Short-circuit current calculation论文目录目录1 .设计任务书 11.1 变电所的规模 11.2 变电所的基本数据 11.3 自然条件 31.4 设计应解决下列问题 32 .变电站的总体分析 42.1 背景

8、和意义 42.2 工程概况 53 .负荷计算及主变压器选择 63.1 负荷计算 63.2 主变压器的选择 83.3 所用变压器选择 114 .电气主接线设计 154.1 设计原则 154.2 主接线的设计要求 154.3 方案比较 165 .短路电流计算 265.1 短路电流计算的目的 265.2 短路电流计算的一般规定 265.3 短路电流计算 276 .高压电气设备的选择 346.1 选择条件 346.2 母线的选择与校验 356.3 互感器的选择 396.4 断路器与隔离开关的选择 436.5 主要电气设备的选择与校验 457 .继电保护的配置 507.1 变压器的继电保护 507.2

9、母线保护 527.3 线路保护 537.4 自动装置 538 .防雷保护及接地装置 558.1 防雷保护措施 558.2 进线保护 588.3 防雷设计 59总结 62参考文献 63附录I英文资料 64附录H 英文资料翻译 72论文设计任务书1.设计任务书1.1 变电所的规模本次变电所设计为一次区域性变电所，供给附近地区的工业，农业， 和居民用电。本期工程一次建成，设计中留有扩建的余地。考虑到实际情 况，先建35KV出线8回，2回备用，10KV侧10回出线，2回备用。1.2 变电所的基本数据（1） 110KV侧基本数据共4回进线，分别通过双回路与系统S1和S2相连，S1对本所110kV 母线的

10、短路容量为1500MVA, S2对本所110kV母线的短路容量为1200MVA;（2） 35kV侧基本数据35kV的负荷数据如下（表1.1）,其中一级负荷30%,二级负荷50%, 三级负荷20%。最大负荷利用小时数为5000小时，同时率为0.8,线损率 5%。表1.1 35kV的负荷数据负荷名称最大负荷（kw）功率因数回路数出线方式长度（km）机床厂80000.92电缆线10化工厂50000.852架空线15食品厂28000.851电缆线8造纸厂60000.92架空线20纺织厂45000.851架空线12（3） 10kV侧基本数据10kV侧出线共计10回，均为电缆线，每回负荷1800k VA,

11、均为三级 负荷，负荷功率因数为0.8,最大负荷利用小时数5000h。(4)站用负荷站用负荷如下(表1.2)所示表1.2站用负荷数据序号名称额定容量(kW功率因数安装台数工作台数备注1污水泵350.8511周期性2空压机5.50.911经常性3空调2.50.822经常性4蓄电池及装置通风30.8533周期性5交流焊机100.611周期性6检修间120.811经常性7办公设备0.50.8544经常性8照明20经常性9生活水泵8经常性10采暖及其他15周期性31.3 自然条件所址位于平原，无污秽，土壤电阻率 400Q.m。年最高气温39摄氏度，年最底气温-7摄氏度，年平均气温18摄氏度主导风向 夏南

12、，冬西北，最大风速 20m/s1.4 设计应解决下列问题(1)变电站的总体分析(2)负荷计算(3)选择变压器的台数、型号、参数。(4)电气主接线设计。拟定23个主接线方案，进行技术和经济技术比较, 选择电气主接线方案。(5)计算短路电流。短路计算条件的确定原则和计算结果，写入正文。短路计算的过程，写入计算书。(6)高低压电气设备的选择。各电气设备的选择和校验步骤，最后确定的 设备型号，列表显示主要参数的铭牌值，写入正文。各电器设备选择 和校验计算过程写入计算书。(7)继电保护装置。论文变电站的总体分析2 .变电站的总体分析2.1 背景和意义变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统

13、的安全 与经济运行，是联系发电厂和用户的重要环节，起着变换和分配电能的作 用。110kV区域降压变电所是电网建设和电网改造中非常重要的技术环节， 所以彳好110kV变电所的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网 建设中，尤其是在110kV变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严 重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射，无线电干扰和噪声等环保 问题，电能质量等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的 重要因素，这已经违背了我国的可持续发展战略。所以110kV变电所需要采用节约资源的设计方案，要克服通信干扰和噪声，既要保证电能质量和 用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单，资

14、源再利用率高的要 求。110kV 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变电所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。基于此，我以节约资源、保护环境、 设计高安全、高质量的110kV变电所为目的，从负荷计算，主接线形式确 定，设备选择和配电装置等方面提出了设计思路。2.2 工程概况根据任务书上所给系统与线路及所有

15、负荷的参数，分析负荷发展趋势 从负荷增长方面阐明了建设变电所的必要性，然后通过对拟建变电站的概 括及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济可靠性方面 考虑，确定了 110kV, 35kV, 10kV以及所用电的主接线，然后又通过负荷 计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时确定了站用变压 器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的结果，对高 压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感 器进行了选型，然后根据短路电流及冲击电流进行相关的校验，从而完成 了 110kV降压变电所的设计，并力求在可靠性的前提下，做到运行操作简 便，运行灵活，经济

16、合理。5论文负荷计算及主变压器选择3 .负荷计算及主变压器选择4 .1负荷计算变电所进行电力设计的基本原始资料是根据各用电负荷所提供，但往 往这些统计是不齐全的，所以在设计时必须考虑5到10年的负荷增长情况 并如何根据这些资料正确估计变电所所需要的电力，电量是一个非常重要 的问题。负荷计算直接影响着变压器的选择，计算负荷是根据变电所所带 负荷的容量确定的，预期不便的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选 择变电所电力系统供电线路的导线截面，母线的选择，变压器容量，断路 器，隔离开关，互感器额定参数的依据。计算方法：根据原始资料给定的 有功功率P,功率因数COS中，根据以下公式计算出负荷。计算有功

17、功率：PC = Kt 、Pci Kd(3.1)计算无功功率：Qc =Kt 父 Qd x Kd(3.2)计算视在功率：1Sc =(P2 +QC)2(3.3)式中Sc为某电压等级的计算负荷Kt为同时系数(35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85)Kd为需要系数二 为该电压等级电网的线损率，一般为5%P 、COS平为各用户的负荷和功率因数。经查表可知：机床厂的需要系数为1.1 ;化工厂的需要系数为1.2;食品厂的需要系数为0.9;造纸厂的需要系数为0.85 ;纺织厂的需要系数为1.5 ;35kV侧负荷：机床厂2回：P机床厂=Kt Kd Pn

18、 =0.8 1.1 8000 = 7040kWQ 机床厂=KtMKdMP机床厂父 tan* =0.8 父 1.1 父 7040 M 0.49 = 3035.648kVar化工厂2回：P化工厂=Kt Kd Pn =0.8 1.2 5000 - 4800kWQ机床厂=KtMKdMP机床厂 Mtan 中=0.8父1.2 M 0.62父4800= 2856.96kVar食品厂1回：P食品厂=Kt Kd Pn =0.8 0.9 2800 =2016kWQ食品厂=Kt Kd 嗦品厂 tan = 0.8 0.9 2016 0.62 -899.94kvar造纸厂2回：P造纸厂=Kt Kd Pn = 0.8 0

19、.85 6000 = 4080kWQ造纸厂=Kt Kd P造纸厂 tan ： =0.8 0.38 4080 0.49 -1359.46kVar纺织厂1回:P纺织厂=Kt Kd Pn =0.8 1.5 4500=5400kWQ纺织厂=Kt Kd P纺织厂 tan =0.8 1.5 5400 0.62 = 4017.6kVarP3wv = P机床厂. 6名工厂. 2品厂.嗡纸厂.电织厂=23336kWQ35kw =Q机床厂+Q化工厂+Q食品厂+Q造纸厂+Q纺织厂=12169.61kVar35kV视在功率:05kV j：；R5kVQ35kV = 63642 930.372 = 25221.97kVa

20、r(2)10KV侧负荷:由于10kV侧无法得知其需要系数，所以使用以下公式计算:(3.4)八，n P“Sc = K-(1 - ： %)y COS :式中 Sc为某电压等级的计算负荷Kt为同时系数(35KV取0.9、10KV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85)a%为该电压等级电网的线损率，一般为 5%P、COS中为各用户的负荷和功率因数。由以上公式计算，得：1800 10S10kV =0.85(1 5%)=20081.25kVA0.8该变电所的总负荷量为：S =S35kv S10kV =25221.97 20081 .25 =45403.81kVA5 .2

21、主变压器的选择变电所主变压器容量的选择一般应按 5-10年规划负荷来选择。根据城 市规划，负荷性质，电网结构等综合考虑确定其容量，对于重要变电所应 考虑以1台主变压器停运时其余变压器容量在设计负荷能力允许时间内， 应满足I类及R类负荷的供电。对于一般变电所，当一台主变停运时，其 余变压器的容量应满足全部负荷的 70%-80%在目前实际的运行情况的变电 所中，一般均是采取两台变压器互为暗明备用的并联运行。变压器容量首 先应满足在Sc下，变压器能够可靠运行。对于单台:(3.(5)(3.(6)(3.7)(3.8)Sc - Sc对于两台并联运行Snti - Sci - Sc2SNT2 - SC1 ,

22、SC2SNT1 SNT 2 SC变压器除满足以上要求外还需要考虑变电所发展和调整的需要。并考虑5-10年的规划，并留有一定的裕量并满足变压器经济运行的条件。根据现实运行的经验，一般是采用两台变压器互为备用，对于两台互 为备用并联运行的变压器，变电所通常采用两台等容量的变压器，单台变 压器容量视它们的备用方式而定：暗备用：两台变压器同时投入运行，正常情况下每台变压器各承担负 荷的50%此时，变压器的容量应按变压器最大负荷的 70眺择，具有显著 的优势：1 .正常情况下，变压器的最大负荷率为70%符合变压器经济运行并留 有一定的裕量2 .若一台变压器故障，另一台变压器可以承担全部最大负荷下(过负荷

23、40%褥续运行一段时间。这段时间完全有可能调整生产，切除不重要负荷， 保证重要负荷的正常供电。这种暗设备的运行方式具有投资省，能耗小的 特点，在实际中的到广泛应用。明设备：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用。此时两 台变压器按最大负荷器负荷率为 100%虑，较暗备用能耗较大，投资大， 故在实际中不常采用。变压器选择方法：根据负荷计算出 Sc ,由于采用两台变压器互为暗备用并联运行，单台变压器容量按80% X Sc选择，并考虑5-10年规划，留有5% 的发展余地。Snt =0.8 Sc (1 5%)10(3.9)可知所选择的变压器容量Snt 0.8mSc父(1+5%)10即可。考虑两台

24、主变压器互为暗备用，单台容量按计算容量Sc的80%择。考虑5-10年的计算规划并留有一定的裕量。S=Sc (1 5%)10 0.8 = 45433.81 1.63 0.8 = 59245.69kVA所以选择的变压器容量大于59245.69kVA即可。所以本设计选用两台SFSZ9-63000/110型变压器。其技术参数如下(表3.1):表3.1 SFSZ9-63000/110 型变压器技术参数型号额定容量kVA高压kV中压kV低压kVSFSZ9-63000/11063000110+8X 1.25%35 38.56.3 6.6空载损耗kW负载损耗kW空载电流%短路阻抗%连接标号538700.35高

25、-中10.5高-低17-18中-低6.5YN y n0d113.3所用变压器选择所用负荷如下（表3.2）所示：表3.2站用负荷数据序号名称额定容量（kW!功率因数安装台数工作台数备注1污水泵350.8511周期性2空压机5.50.911经常性3空调2.50.822经常性4蓄电池及装置通风30.8533周期性5交流焊机100.611周期性6检修间120.811经常性7办公设备0.50.8544经常性8照明20经常性9生活水泵8经常性10采暖及其他15周期性15站用负荷的计算由以下公式得出:Scn=KJi 1Pc,(1 : %) cos :(3.10)式中 Sc为某电压等级的计算负荷Kt为同时系数

26、(35KV取0.9、10KV取0.85、35KV各负荷与10KV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85)a%为该电压等级电网的线损率，一般为 5%P、COS中为各用户的负荷和功率因数。由公式(3.10)计算得：污水泵：c35/S 污水泵=0.85父 m (1 +5%) =36.75kVA0.85空压机：5.5S空压机=0.85父 一 “ (1+5%) =5.45kVA0.9空调：2.5 2S 空调=0.85父父(1+5%) =5.58kVA0.8蓄电池及装置通风：3 3S蓄电池及装置通风=0.85父 x (1 +5%) =9.45kVA0.85交流焊机：S 交流焊机=0.85 10 (1 5%

27、) =14.88kVA 0.6检修问：12S检修间=0.85 父 一 x (1 +5%) =13.39kVA0.8办公设备:C0.5 4/、S办公设备=0.85 mm (1 + 5%) = 2.1kVA0.85照明：S照明=20kW生活水泵：S生活水泵=8kW采暖及其他：SM0SSM 他=15kW能用负荷=6”泵.民压机心调 Sr电池及装置通风 S记流焊机, s七修间, S、公设备, s照明. S生活水泵, S采暖及 =13059kVA根据负荷计算所用负荷为130.59kVA,则所用变压器可以选择容量为150kW 的变压器，根据查询选择上海乘胜电气有限公司生产的 SKB-SG-10kVA,38

28、0V/220Vffl变压器。主要技术参数1、输入电压：额定电压土 10%2、输出电压：额定电压+5%(空载)3、效率： 95%4、波形失真：无附加波形失真5、功能：具有输入电压、输出电压、电流等指示6、保护：具有过流保护7、可长期连续长期无人值守工作8、绝缘电阻： 50MQ9、电气强度：工频正弦电压2000V历时一分钟无击穿及闪络现象 10、过载能力：二倍的额定电流，维持一分钟论文电气主接线设计4.电气主接线设计电力系统是有发电厂，变电所，线路基用户组成。变电所是联系发电 厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，而主接线代表了变电 所的电气部分的主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是

29、变电所设 计的首要部分。关系着电力系统的安全和稳定，灵活经济运行。由于电能 生产的特点是：发电，变电，输电，用电是在同一时刻完成的，所以主接 线设计的好坏也影响工，农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一 个综合性问题，必须在满足国家经济政策的前提下处理好各方面的关系， 全面分析有关因素，力求使其技术先进，经济合理，安全可靠。同时，主 接线是保证电网安全可靠，经济运行的关键，是电气设备布置，选择自动 化水平和二次回路设计的原则和基础。4.1 设计原则应该根据变电所在电力系统的地位和作用。首先应该满足电力系统的 可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量，本期建设规模，进出线回路 数，供电负荷的重

30、要性，保证供电平衡，电力系统线路容量，电气设备性 能和周围环境及自动化规划与等级条件确定，应该满足可靠性，灵活性， 经济性的要求。4.2 主接线的设计要求1、可靠性：(1)断路器检修时，能否不影响供电。(2)线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回路数和时间长 短，及能否保证对重要用户的供电。(3)电所全部停电的可能性。(4)满足对用户的供电可靠性指标的要求。2、灵活性(1)调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负 荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式及特殊运行方式下的调度 要求。(2)检验要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行 安全检修，且不影响对及其

31、用户的供电。(3)扩建要求。应该留有发展余地，便于扩建。3、经济性(1)投资省；(2)占地面积小；(3)电能损失小。4、操作应尽可能简单、方便 电气主接线应简单清晰、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，造成不必要的停电。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，应考虑有扩建的可能性。4.3 方案比较4.4 主接线方案的可靠性比较：110kV 侧：方案一：采用单母线分段接线如下(图4.1)所示

32、：主要优缺点：1)当母发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作。2)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， 以保证对重要用户的供电。4.5 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，这样减少了系统发电量，并使该段回路供电的用户停电。4）任一出线的开关检修时，该回路必须停止工作5）当出线的开关检修时，该回线路必须停止工作图4.1单母线分段接线方案二：采用双母线接线如下（图4.2）所示：主要优缺点：1）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；2）检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路；3）工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢

33、复供电；4）可利用母联开关替出线开关；5）变于扩建；6）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7）经济性差图4.2双母线接线35kV 侧:方案一：单母线分段接线如下（图4.3）所示：主要优缺点：1）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；2）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同的分段上，以 保证对重要用户的供电；3）当一段母线发生故障时，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，并使该段单回路供电的用户停电；4）任一出线的开关检修时，该回路线必须停止工作；5）当出线为双回线时，会使架

34、空线出现交叉跨越。26图4.3单母线分段接线方案二：单母线分段带旁路接线如下（图4.4）所示：主要优缺点1）检修任一台断路器时，都可用旁路断路器代替；2）当任一母线故障检修时，旁路母线只可代一回线路运行;3）本段母线上其它线路需停运将隔离开关运行倒闸操作；4）容易发生误操作.图4.4单母线分段带旁路母线10kV 侧:方案一：单母线分段接线如下（图4.5）所示：主要优缺点：1）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；2）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， 以保证对重要用户的供电；3）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

35、减少了系统的发电量，并使该段单回路供电的用户停电；4）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；5）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。图4.5单母线分段接线方案二：单母线接线如下（图4.6）所示：主要优缺点；1）具有接线简单清晰，操作方便，所用设备比较少，投资小等优点。2）但当母线或母线侧隔离开关故障时，连接在母线上的所有回路都将 停止工作；3）当母线发生短路时买所有电源回路的断路器在继电保护中自动跳 闸，因而造成母线电压失压全部停电，检修任一电源或母线路的断路 器时，该回路必须停电。图4.6单母线接线（2）两种接线方案的经济性比较将两种方案主要设备比较列如下（表4.1）所示:表4.

36、1 两种接线方案的经济性比较项目主变压器（台）110kV断路器（台）110kV隔离开关（个）35kV断路器（台）35kV隔离开关（个）10kV 断路器（台）10kV 隔离开关（个）一251211241128二251812351026从表上可以看出，110kV方案一比方案二少6个隔离开关，35kV方案一比方案二少一台断路器，10kV方案一比方案二少一台断路器，12个隔离 开关。所以说方案一比方案二投资少。主线方案的确定:对方案一，方案二的综合比较列如下（表4.2）所示，对应它们的可靠性, 灵活性和经济性，从中选择一个最终方案。表4.2两种方案的综合比较方项、案目方案一方案二可靠性1、简单清晰，设

37、备少2、 35kV母线故障或检修时不 会导致该母线上所带回路 出现全停。3、任一主变或110kV线路停 运时，均不影响其他回路 的运行。4、 10kV可以对重要用户实现 从不同的两个电源供电， 保证了在故障时不间断供 电。5、各电压等级有可能出现全 部停电的概率不大。6、操作简单，误操作的几率小1、简单清晰，设备多2、35kV母线检修时，旁路断 路器要代该母线上的一条 线路，给重要用户供电， 任一回路断路器检修或故 障，均不需要停电。3、任一主变或110kV线路停 运时，均不影响其它回路。4、 10kV母线故障或检修时， 容易造成所有连接在母线 上的回停运。5、全部停电的几率很小。6、操作相对

38、复杂，无操作机 率大。灵活性1、运行方式简单，调度灵活性强2、 便于扩建和发展1、运行复杂，操作繁琐，特别是35kV部分。2、便于扩建和发展经济性1、高压断路器少，投资相少。2、占地面积相对小1、 设备投资比方案一相对多2、 占地面积相对大。4.4电气主接线方式的选择原则(1)在6-10kV配电装置中。出线回路数不超过 5回时，一般采用单母 线接线方式，出线回路数在 6回及以上时，采用单母线分段接线。当短路 电流较大，出线回路数较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可以采用 双母线接线。(2)在35-66kV配电装置中，当出线回路数不超过 3回时，一般采用单 母线，当出现回路数为4-8回时，一般

39、采用单母线分段接线，若接电源较 多，出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可以采用双母线接线。(3)110-220kV配电装置中，出线回路数不超过 2回时，采用单母线接 线；出线回路数3-4回时，采用单母线分段接线。通过主接线涉及原则及以上的比较，经济性上方案一优于方案二，在 可靠性上方案二优于方案一，灵活性上方案二不如方案一。该变电所为降压变电所，110kV母线无穿越功率，单母线分段接线优于 双母线。又因为35kV及10kV负荷为工农业生产及城乡生活用电，在供电 可靠性方面要求不是太高，即便是有要求高的，现在 35kV及10kV全为SN 或真空断路器，停电检修的几率极小，再加上电网越来越完善，双

40、电源供 电方案的实施，方案一在可靠性上完全可以满足要求，经综合分析，决定选择方案一为最终方案，即110kV系统采用单母线分段接线，35kV系统采用单母线分段接线、10kV系统为单母线分段接线。论文短路电流的计算5.短路电流计算5.1 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，需要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，需要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、设计接地装置时，需

41、用短路电流。5、在选择继电保护和整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据5.2 短路电流计算的一般规定1、计算的基本情况系统中所有电源均在额定负荷下运行。短路发生在短路电流为最大值的瞬间。所有电源的电动势相位角相同。应考虑对短路电流值有影响的所有元件。2、接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应该是最大运行方式，不能用仅在 切换过程中可能并列运行的接线方式。3、计算容量：按该设计规划容量计算。4、短路种类：均按三相短路计算。5、短路计算点：在正常运行方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。5.3短路电流计算根据系统图做等效电路图如下(图5.1)所示:1、用近似法取基准容量Sd =100M

42、VA 。取基准电压Ud1 =115kV ,Ud2 =37kV 。Ud3 =10.5kV 。所以 Idi = d =100(1.732 115)=0.5kA 3Ud1I d2 =- -100 ：- (1.732 37) = 1.56kA3Ud2Id3： d = 100(1.732 10.5)=5.5kA 3Ud3各电抗标幺值的计算如下(1)系统的电抗标幺值X1 =0.17 50 -1002 =0.06 115 三绕组变压器的电抗标幺值 短路电流的百分比为：Uki% =0.35(U ku% U Ku% -U K2J3%) =0.35 (10.5 17.5 - 6.5) = 7.525Uk2% =0

43、.35(U1N% Uk2J3% -Uk1J3%) =0.35 (10.5 6.5 -17.5) - -0.175 : 0UK3% =0.35(UK1J3% U K2J3% -U K1/%) = 0.35 (17.5 - 6.5-10.5) = 4.725故各绕组的电抗标幺值为：X2 =X3 =愕 M 仔=(7.5250100)x(100得 25) =0.301X4 =X5 = U2%1 色=(0一100)父(1000.2105 =7.411KAX9ish2 =1.9 2IK2 =1.9-2 7.411 =19.91KA当系统K3点发生短路时系统向K3点提供短路电流，K3短路时系统电抗做如下等效

44、图，如下（图5.4）所示：图5.4Xio为图2中X2 +X6并联X3 +X7的等效电阻。Xii为K3短路的等效电抗。所以(X2 X6)(X3 X7)X10 =6-: 0.245(X2 X6 X3 X7)X11 =X10 X1 =0.245 0.06 =0.305所以K3短路时的短路电流IK3 =上=5.5 - 0.305 -18.03kA Xii1sh3 =1.9 2IK3 =1.9,2 18.03 = 48.44kA s(2)变压器一运一备当系统一运一备此变电站系统可以做如下(图5.5)等效图5.5当系统K1点发生短路时，系统向110kV侧K1点提供的短路电流Iki =- =0.5 0.06

45、 =8.33kAXi冲击电流ish = 1.9 2I ki = 1.9 2 8.33 = 22.38kA当系统K2点发生短路时，系统向K2点提供的短路电流，当系统的K2点短路时系统的电源到 K2的电抗K2(Xi X2)=4.32kA冲击电流ish =1.9 2IK1 =1.9 2 4.32 =11.61kA当系统K3点发生短路时，系统向K3点提供短路电流I K3二10kA(X1X2 X6)I d3ish =1.9、2IK3 =19. 2 10 = 26.87kAs表5.1 短路电流运算结果主变压器运行方式短路点最大运行方式短路电流kA冲击电流kA两台并列运行K18.3322.38K27.411

46、9.91K318.0348.44一运一备K18.3322.38K24.3211.61K31026.8734论文高压电气设备的选择6.高压电气设备的选择6.1 选择条件电气设备及母线选择是变电所设计及的主要内容之一。正确选择电气 设备是使电气主接线和配电装置达到安全经济运行的重要条件。在进行电 气设备选择时，应根据工作实际情况，在保证可靠性的前提下，积极稳妥 地采用新技术并注意节省选择合适的电气设备。其基本要求是：电气设备 要能可靠地工作，必须按正常的工作条件选择，并按短路状态来校验动热 稳定。选择电气设备和母线的主要技术条件：1、电压，其允许的最高工作电压不得低于该回路的最高运行电网电压：Un

47、 -Uns2、电流。其长期允许电流不得小于该回路的最大持续工作电流：In之I max3、机械载荷：电气设备的机械载荷安全系数由厂家提供，机械载荷需满足 安装要求。4、短路稳定条件：导线或电气设备的动、热稳定性及设备的开断电流，可 按三相短路验算。当单相、两相接地较三相短路严重时，应按严重情况 验算。5、绝缘水平：在工作电压及过电压的情况下，其内、外绝缘应保证必要的 可靠性，电气设备的绝缘水平应符合国家标准的规定。6、按当地环境条件校验电气设备，在选择电气设备或导体时要考虑设备安 装地点的环境条件，如：温度、日照、风速、冰雪、相对温度、污秽、 海拔、雨量，并根据环境条件校验。7、校验电气设备的热

48、稳定和开断能力时，要必须确定短路计算时间，验算热稳定的计算时间tk为继电保护时间和tpr相应断路器全开短路时间tbr 之和。tk - t pr tbr , tbr -tin ta(6.1)式中：tp一继电保护时间 ptbr一断路器全开断时间tin断路器的固有分闸时间ta一灭弧时间6.2 母线的选择与校验本设计的母线按最大工作电流选择： Imax KI al即最大持续工作电流I max要小于等于在该温度下的导体的长期允许载流量 I al与实际环境温度的 修正系数K之积。Sj =L即最大持续工作电流与所选择导线类型在相应的最大负荷利 j ec用小时数Tmax下的经济电流jec之比。按热稳定校验确定

49、母线的最小截面积：QkKfSmin =, Qk =QpQnp(6.2)C式中：Qnp 一为短路电流的非周期分量Qp一短路电流周期分量C 一为所选择导线的热稳定系数。如果计算出的Smin小于所选择的导线截面积即满足热稳定要求。动稳定校验:6.3)ph fb -、- al式中:”-phfphL210W(6.4)(6.5)fph -3 10/ iSh/s(6.6)fb =2.5 Ki2ish/S(6.7)47W-截面系数fb一母线单位条间应力ish一母线短路冲击电流S一相间距离取1.2mL 绝缘子跨距取1mKi2一截面系数1、110KV母线的选择与校验(1)按最大工作电流选择导线截面积SI maxS

50、”=1.05 =1.05, 3U630003 110=347.19A由相关的根据实际的运行情况，110kV母线在室外一般采用钢芯铝绞线, 电气手册，LGJ钢芯铝绞线的长期载流量均是在环境温度为 20,C时的载流量，当环境温度为39C时:温度修正系数:K =溶9 =0.787,由Imax EKQ，可知:I maxI alK347.190.787= 441.16A初选导线为：LGJ-185型钢芯铝绞线，查表得IY =631AImax =347.19 ，tdz = 4166 父 42 = 70.99mm2C 83因此满足热稳定要求。2、35kV侧母线的选择与校验(2)按最大工作电流选择导线截面S25221.97Imax =1.05=436.87A、3 35IalmaxK436.870.787= 555.11A初选导线为：h100Mb10(单条矩形),查表得IY =1663AI max =555.11A :二 KI Y =0.787 1663 =1308.78A(2)热稳定校验：2I k 76492S -1000mm Smin = , tdz = .1.99 -124mmC 187因此满足热稳定要求。(3)动稳定校验母线采取水平排列平放，则：bh210 10023工 3W=166666 mm =1.666