35KV變電所電氣部分初步設計.doc

《35KV變電所電氣部分初步設計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《35KV變電所電氣部分初步設計.doc（51頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、目 錄引言 3第一篇 任務說明書 4第二篇 設計說明書 61.概述62. 電氣主接線設計 72.1電氣主接線概述 72.2主接線設計 72.4.1 35KV側(cè)主接線設計72.4.2 10KV側(cè)主接線設計113. 主變壓器數(shù)量、臺數(shù)和型號的選擇124所用變的選擇與設計145短路電流的計算156電氣設備的選擇206.1 電氣設備選擇的一般條件206.2 斷路器隔離開關的選擇236.2.1 35kV側(cè)斷路器、隔離開關的選擇236.2.2 10kV側(cè)斷路器、隔離開關的選擇276.3互感器的選擇 316.3.1 電流互感器的選擇316.3.2 電壓互感器的選擇336.4 線路參數(shù)的選擇346.4.1 3

2、5kV架空線路的選擇346.4.2 10kV母線和電纜的選擇356.5 配電裝置的選擇376.5.1 35kV屋外配電裝置376.5.2 10kV高壓開關柜387. 無功補償398. 變電所的防雷保護規(guī)劃41第三篇 計算書441. 主變壓器的容量計算442. 所用變的容量計算443. 短路電流的計算45結(jié)論 48參考文獻 49附錄 50電氣主接線圖 50引言 隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供穩(wěn)固 性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的合理設計和配置。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠

3、和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經(jīng)濟合理、擴建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設計了一個35kV降壓變電站,此變電站有兩個電壓等級，一個是35kV，一個是10kV。同時對于變電站內(nèi)的主設備進行合理的選型。本設計選擇選擇兩臺主變壓器，其他設備如斷路器，隔離開關，電流互感器，電壓互感器，無功補償裝置和繼電保護裝置等等也按照具體要求進行選型、設計和配置，力求做到運行可靠，操作

4、簡單、方便，經(jīng)濟合理，具有擴建的可能性和改變運行方式時的靈活性。使其更加貼合實際，更具現(xiàn)實意義。第一篇 電氣工程基礎設計任務書一 、設計內(nèi)容要求設計一35kv變電所的電氣部分。二 、原始資料1、某企業(yè)為保證供電需求，要求設計一座35KV降壓變電所，以10KV電纜給各車間供電，一次設計并建成。2、距本變電所7Km處有一系統(tǒng)變電所，由該變電所用35KV雙回路架空線路向待定設計的變電所供電，在最大運行方式下，待設計的變電所高壓母線上的短路功率為1080MVA 。3、待設計的變電所10KV無電源， 4、本變電所10KV母線到各個車間（共8個車間）均用電纜供電，其中一車間和二車間為一類負荷，其余為三類負

5、荷，Tmax=4000h ，各饋線負荷如表11序號 車間名稱 計算用有功功率（kw） 計算用無功功率（kvar） 1 一類負荷 1789 898 2 二類負荷 5817 28345、所用電的主要負荷見表12序號名稱額定容量（KW）功率因數(shù)（cos）安裝臺數(shù)工作臺數(shù)備注1主充電機200.8811周期性負荷2浮充電機5.80.8511經(jīng)常性負荷3通風110.7922周期性負荷4交流焊機10.50.511周期性負荷5檢修試驗用電14.60.811經(jīng)常性負荷6照明負荷14經(jīng)常性負荷7生活水泵等用電11經(jīng)常性負荷6、環(huán)境條件（1）當?shù)刈顭嵩缕骄罡邷囟?9.9c，極端最低溫度-5.9c，最熱月地面0.8

6、m處土壤平均26.7c ，電纜出線凈距100mm。（2）當?shù)睾０胃叨?07.4m。雷暴日數(shù)36.9日/年：無空氣污染，變電所地處在P500m的黃土上。三、設計任務1 、設計本變電所的主電路，論證設計方案是最佳方案，選擇主變壓器的容量和臺數(shù)；2 、設計本變電所的自用電路，選擇自用變壓器的容量和臺數(shù)；3 、計算短路電流；4、選擇斷路器和隔離開關；四、設計成果1 、設計說明書和計算書各一份2 、主電路和所用電路圖各一份五、主要參考資料1 水利電力部西北電力設計院編 電力工程電氣設計手冊（第一冊）M 北京：中國水利電力出版社.1989 .122 周問俊主編 電氣設備使用手冊M.北京:中國水利水電出版社

7、,19993 陳化鋼主編 企業(yè)供配電M.北京: 中國水利水電出版社,2003.94 電力專業(yè)相關教材和其它相關電氣手冊和規(guī)定第二篇 35/10KV降壓變壓所初步設計說明書1 概述設計依據(jù)根據(jù)設計任務書給出的條件。設計原則 1、 要遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設的方針、政策和基本建設程序，特別是應貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術進步的方針。 2、 要根據(jù)國家規(guī)范、標準與有關規(guī)定，結(jié)合工程的不同性質(zhì)不同要求，要實行資源的綜合利用，要節(jié)約能源、水源，要保護環(huán)境，要節(jié)約用地并合理使用勞動力，要立足于自力更生。 變電站建設的必要性及規(guī)模 1、 變電站建設的必要性為了加強企業(yè)供電可靠性，減少

8、線路損耗，適應日益增長的負荷發(fā)展需要，35KV變電所的選址于距離一電力系統(tǒng)變電所6KV處，其近鄰工廠，其主要供電對象是企業(yè)的各個車間，這樣設計減小了供電半徑，供電線損大幅下降，供電量增加，適應現(xiàn)代化建設與發(fā)展的需要，有利于企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展。 2、 本工程建設規(guī)模（1）、企業(yè)變電站為35kV/10kv降壓變電站，該類變電站一般為無人職守的綜合自動化站，容量為2*6300千伏安，企業(yè)變電站安裝兩臺SZ9-6300/35主變壓器，35kV為內(nèi)橋接線。 （2）、企業(yè)變電站選址在企業(yè)附近，地勢平緩，海拔高度507.4m，氣象條件見任務書的環(huán)境條件。 10kV采用屋內(nèi)配電裝置，電纜出線,10kV電空器室外布

9、置。2. 電氣主接線設計2.1 電氣主接線概述發(fā)電廠和變電所中的一次設備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設備的數(shù)量和作用，設備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)得安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及變電所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會長生直接的影響。（1） 主接線的原則1發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用； 2發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設規(guī)模； 3負荷大小和重要性； 4系統(tǒng)備用容量大??； 5系統(tǒng)專

10、業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。（2） 主接線設計的基本要求根據(jù)我國能源部關于220500kV變電所設計技術規(guī)程SDJ 2-88規(guī)定：“變電所的電氣主接線應根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中地位，變電所的規(guī)劃容量、負荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設備特點等條件確定。并應綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求?！币虼藢χ鹘泳€的設計要求可以歸納為以下三點。1可靠性；2靈活性；3經(jīng)濟性。2.2 主接線設計2.2.1 35Kv側(cè)主接線設計通過閱讀各類相關資料可知，為了降低電能損耗，應選用低損耗節(jié)能變壓器。在電壓偏差不能滿足要求時，35kV降壓變電所的主變壓器應首先采用有載調(diào)壓

11、變壓器。35kV變電所主接線應根據(jù)變電所在電力網(wǎng)中的地位、進出線回路數(shù)、設備特點及負荷性質(zhì)等條件確定。并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。變電所主接線要滿足安全、可靠、靈活、經(jīng)濟的基本要求。其中，安全包括設備安全及人身安全；可靠應滿足一次接線應符合一、二級負荷對供電可靠性的要求；靈活即用最少的切換來適應各種不同的運行方式，檢修時操作簡便，另外，還應能適應負荷的發(fā)展，便于擴建。；經(jīng)濟盡量做到接線簡化、投資省、占地少、運行費用低。在我們這組設計中35kV變電所主接線一般有單母線、單母線分段、雙母線接線、單元接線、內(nèi)橋式、外橋式方式可以考慮其可行性。具體分析如下：單母

12、線優(yōu)點是簡單、清晰、設備少，但可靠性與靈活性不高。（見下圖1、2）一般供三級負荷，兩路電源進線的單母線可供二級負荷。 由于在該設計中用戶不僅有二級負荷而且還有一級負荷，同時可靠性和靈活性也尤為重要，鑒于這些方面的原因，單母線的優(yōu)點顯然不足以使用戶滿意，也有背于我們設計無人值班變電所的基本思想和初衷，因此我們這里不考慮單母線的方式。單母線分段，母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。兩路電源一用一備時，分段斷路器接通運行。任一段母線故障，分段斷路器可在繼電保護裝置作用下自動斷開。兩路電源同時工作互為備用時，分段斷路器則斷開運行。任一電源故障，分段斷路器可自動投入。見圖2.1和圖2. 2 圖2.1

13、 一路電源 圖2.2 兩路電源一用一備圖2.3單母線分段從上圖2.3可以看出單母線分段雖然也能供給一級負荷，并且由于采用分段形式，變壓器一用一備，較之單母線確實也在一定程度上大大提高了供電的可靠性和靈活性，與我們的設計似乎有些相投，但我們也可以看到母線分段后帶來的問題，比如母線分段后，我們需要在母線分段部位采用聯(lián)絡柜，這樣就增加了投資經(jīng)費，而且也會增加選擇時的計算，并且還要考慮到和母線之間的匹配問題。因此我們再將其它幾種接線方式做一翻討論，看看有沒有那一種接線方式能比單母線分段更出色，既能提高供電的可靠性和靈活性又能使投資建設經(jīng)費降到最低，使變電所的接線方式盡量在最大程度上滿足設計要求。雙母線

14、接線方式能保證所有出線的供電可靠性，用于有大量一、二級負荷的大型變配電所。但我們也知道，我們設計的變電所并非大型變配電所，而是中小型變配電所，而且雙母線在形式上多了一根母線，這樣也增加了投資成本，這也是用戶所不愿意看到的。因此，即使雙母線能保證可靠性，并且適用于一、二級負荷，這里也不考慮采用。 單元接線，當有兩路電源進線和兩臺主變壓器時，可采用雙回線路變壓器組單元接線，再配以變壓器二次側(cè)的單母線分段接線，則可靠性大大提高，見圖2.4.4所示。這種接線方式同樣也與單母線分段方式相同的是投資成本并不會隨著沒有母線的存在而減少，因此我們還有必要繼續(xù)討論橋式接線。 橋式接線，分內(nèi)橋式和外橋式兩種：能實

15、現(xiàn)電源線路和變壓器的充分利用，如變壓器T1故障，可以將T1切除，由電源1和電源2并列給T2供電以減少電源線路中的能耗和電壓損失。（接線方式見圖2.5）但我們也可以從接線圖中看出兩者之間的區(qū)別：內(nèi)橋式，當變壓器發(fā)生故障時，倒閘操作多，恢復時間長，而當線路發(fā)生故障時，倒閘操作少，恢復時間短。而外橋式的操作特點則恰恰與內(nèi)橋式相反。因此內(nèi)橋式接線適用于線路較長或不需要經(jīng)常切換變壓器的情況。由本次設計的基本思想可以看到，變壓器不會有多次的切換操作，而且我們這里35kV總降壓變電所是由供電部門提供的，因此線路長是在所難免的，加上內(nèi)橋式接線是無母線制，這樣可以省去母線的投資費用，在形式上，它比單母線分段又少

16、了分段部分的聯(lián)絡部分，這樣又可以省去聯(lián)絡柜，同時橋形接線具有接線簡單清晰、設備少、造價低、易于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線，為節(jié)省投資，在發(fā)電廠或變電站建設初期，可先采用橋形接線，并預留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。綜合以上多方面的因素，我們認為內(nèi)橋式接線方式基本綜合了前面所述的各種接線方式的優(yōu)點，滿足安全、可靠、靈活、經(jīng)濟的基本要求，因此決定采取內(nèi)橋式的接線方式。 圖2.4：單元接線 圖2.5：橋式接線2.2.2 10Kv側(cè)主接線設計10kV可采用單母線分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此種

17、接線方式同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。結(jié)論通過分析比較， 35KV側(cè)接線方式為內(nèi)橋式為最佳，考慮到供電可靠性和經(jīng)濟性的需要，在10kV側(cè)采用單母線分段的接線方式。主接線圖如圖所示為3. 主變壓器的選擇（1）、主變臺數(shù)的選擇 在變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。35110KV變電所設計規(guī)范規(guī)定，主變壓器的臺數(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經(jīng)濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于 60的全部負

18、荷，并應保證用戶的一、二級負荷。主變壓器臺數(shù)和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。 正確選擇變壓器的臺數(shù)，對實現(xiàn)系統(tǒng)安全經(jīng)濟和合理供電具有重要意義。目前一般的選擇原則是：一般用戶裝設12臺變壓器；為了提高供電可靠性，對于、級用戶，可設置兩臺變壓器，防止一臺主變故障或檢修時影響整個變電所的供電，所以本所選用兩臺主變，互為備用，當一臺變壓器故障檢修時由另一臺主變壓器承擔全部負荷的75%，保證了正常供電。根據(jù)原始資料，本所主變壓器配置兩臺。 （2）、主變?nèi)萘康拇_定1、 主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年的負荷發(fā)展。2、 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)

19、和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷供電，保證供電可靠性。 3、 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。4、裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應滿足全部負荷的70%。（3）、主變壓器接線形式的選擇1、變壓器繞組的連接方式 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相一致，否則不能并列運行。該變電所有二個電壓等級，所以選用雙繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞

20、組連接方式只有星形三角形，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星形連接，35KV亦采用星形連接，其中性點多通過消弧線圈接地，35KV以下電壓，變壓器繞組都采用三角形連接。由于35KV采用星形連接方式與220KV、110KV系統(tǒng)的線電壓相位角為零度（相位12點），這樣當電壓為22011035KV，高、中壓為自耦連接時，變壓器的第三繞組加接線方式就不能三角形連接，否則就不能與現(xiàn)有35KV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星形連接的變壓器。變壓器采用繞組連接方式有D和Y，我國35KV采用Y連接，35KV以下電壓的變壓器有國標Y/d11、Y/

21、Y0等變電所選用主變的連接組別為Y/d11連接方式。故本次設計的變電所選用主變的連接組別為YN/d11型。2、冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有自然風冷卻，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。本次設計選擇的是小容量變壓器，故采用自然風冷卻。3、調(diào)壓方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：無激勵調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在5%以內(nèi)；另一種是有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%，設置有載調(diào)壓的原則如下：3.31 對于220KV及以上的降壓變壓器，反在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況下，采用有載調(diào)壓方式，一般不宜采用。當電力系統(tǒng)運行確有需要時，在降壓

22、變電所亦可裝設單獨的調(diào)壓變壓器或串聯(lián)變壓器。3.32對于110KV及以上的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓方式。3.33接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，或接于時而為送端，時而為受端母線上的發(fā)電廠聯(lián)絡變壓器，一般采用有載調(diào)壓方式。普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為5%，而且當調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器，可以實現(xiàn)，特別是在潮流

23、方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。故本次設計選用主變的調(diào)壓方式為有載調(diào)壓。4、結(jié)論綜合以上分析，結(jié)合技術分析對比及經(jīng)濟可靠性分析對比，根據(jù)計算書中主變?nèi)萘康贸霰舅瞬捎肧Z9-6300/35型三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器，其容量以及技術參數(shù)如下：3、所選變壓器的型號及技術數(shù)據(jù)見下表：變壓器S型號額定容量KVA額定高電壓KV額定低電壓KV空載損耗KW負載損耗KW阻抗電壓%空載電流%連接組別SZ9-6300/3563003510.57.0438.77.00.9Y/d114所用變的選擇與設計所用變的設計應以設計任務書為依據(jù)，結(jié)合工程具體的特點設計

24、所用變的接線方式，因變電站在電力系統(tǒng)中所處的地位，設備復雜程度（電壓等級和級次，主變壓器形式、容量及補償設備有無等）以及電網(wǎng)特性而定。而所用變壓器和所用配電裝置的布置，則常結(jié)合變電站重要電工構(gòu)建物的布置來確定。一般有重要負荷的大型變電所，380220V系統(tǒng)采用單母線分段接線，兩臺所用變壓器各接一段母線，正常運行情況下可分列運行，分段開關設有自動投入裝置。每臺所用變壓器應能擔負本段負荷的正常供電，在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時，工作著的所用變壓器還能擔負另一段母線上的重要負荷，以保證變電所正常運行。一、用電電源和引接原則如下（1）當變電所有低壓母線時；（2）優(yōu)先考慮由低壓母線引接所用電源；（

25、3）所用外電源滿足可靠性的要求；（4) 即保持相對獨立；（5）當本所一次系統(tǒng)發(fā)生故障時；（6）不受波及；（7）由主變壓器低繞組引接所用電源時；（8）起引接線應十分可靠；（9）避免發(fā)生短路使低壓繞組承受極大的機械應力；二、所用變接線一般原則（1）一般采用一臺工作變壓器接一段母線；（2）除去只要求一個所用電源的一般變電所外；（3）其他變電所均要求安裝兩臺以上所用工作變壓器；（4）低壓10KV母線可采用分段母線分別向兩臺所用變壓器提供電源；（5）以獲得較高的可靠性；所用變設在10kv側(cè)，根據(jù)計算，所用電計算容量為121.64kVA，由于需要安裝兩臺工作變壓器，其中一臺采用備用方式，當其中一臺主變因事

26、故斷開，另一臺主變的容量應滿足全部負荷的70%，所用工作變壓器的容量應為85.148KVA。故綜上可知可選用兩臺S9100/10型所用變壓器，變壓器繞組的連接方式為 Y，yn0。5短路電流的計算(1) 概述在電力系統(tǒng)中運行的電器設備，在其運行中都必須考慮到會發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時最危險的故障是各種形式的短路，它會破壞電力系統(tǒng)對用戶正常供電和電氣設備的正常運行。短路是電力系統(tǒng)中的嚴重故障，所謂短路，是指一切屬于不正常運行的相與相間或相與地間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的主要原因是電器設備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)

27、和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。在35、10KV的電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生短路有三相、兩相、兩相接地和單相接地的故障，其中三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣，仍屬對稱狀態(tài)，其他類型的短路是不對稱短路。電力系統(tǒng)中常發(fā)生的單相短路占大多數(shù)，二相短路較少，三相短路就更少了。三相短路雖然很少發(fā)生，但其后果最為嚴重，應引起足夠的重視。因此本次采用三相短路來計算短路電流，并檢測電氣設備的穩(wěn)定性。(2)、短路電流計算的目的短路問題是電力技術的基本問題之一。短路電流及其電動力效應和分效應，短路時的電力的降低，是電氣結(jié)線方案比較，電氣設備和載流導線選擇、接地計算以及繼電保護選擇和整

28、定等的基礎。在變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其短路電流計算的目的主要有以下幾方面：在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確實某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進行必要的短路計算。在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。

29、在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時短路電流為依據(jù)。接地裝置的設計，也需要短路電流。(3)、一般規(guī)定 驗算導體和電器動穩(wěn)定熱穩(wěn)定及電器開斷電流，應按本規(guī)程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5-10年）。確定短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點對帶電抗器的6-10kV出線與廠用分支線

30、回路，除其母線與母線隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點，應選擇在電抗器前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)中及自耦變壓器回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。(4.)短路電流計算方法電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路情況時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。所謂無限容量系統(tǒng)是指容量為無限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當

31、發(fā)生短路時，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。當然，容量所以們在這里進行短路電流計算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計算的，其步驟如下： 對各等值網(wǎng)絡進行化簡，求出計算電抗； 求出短路電流的標么值； 歸算到各電壓等級求出有名值。(5).短路電流計算條件 短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則：正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；所有電源的電動勢相位角相同；系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間位置相差120度電氣角度；電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；電力

32、系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%負荷接在高壓母線上，50%負荷接在系統(tǒng)側(cè)；同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）；短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的都略去不計；元件的計算參數(shù)均取為額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；輸電線路的電容略去不計；用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不能用僅在切換過程中可能并聯(lián)運行的接線方式。計算容量 應按本工程設計的規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃。短路點的種類

33、一般按三相短路計算，若發(fā)電機的兩相短路時，中性點有接地系統(tǒng)的以及自耦變壓器的回路中發(fā)生單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情況的時候進行計算。短路點位置的選擇短路電流的計算，為選擇電氣設備提供依據(jù)，使所選的電氣設備能在各種情況下正常運行，因此短路點的選擇應考慮到電器可能通過的最大短路電流。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟性，不考慮極其稀有的運行方式。取最嚴重的短路情況分別在10kV側(cè)的母線和35kV側(cè)的母線上發(fā)生短路情況（點a和點b發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計算。圖5.1 短路點選擇圖(6)、短路的物理量短路電流的周期分量、非周期分量、短路全電流、短路沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流。1、正

34、常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；2、所有電源的電動勢相位角相同；3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和；4、電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%負荷接在高壓母線上，50%負荷接在系統(tǒng)側(cè)；5、短路發(fā)生在短路電流為最大的一瞬間；6、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；7、原件的計算參數(shù)都取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；8、輸電電纜線的電容略去不計；(7)、短路電流計算的步驟1、在已知短路容量時：Sd=1000MVA 選基準容量Si=100MVAUi=Uav=1.05UN2、短路點與系統(tǒng)之間電抗標幺值計算： =Si/Sd3、變壓器電抗標幺值計算: =(U%/100) (Si/Sd)4、

35、短路電流基準值計算：Ii=Si/（ Vp）5、短路點周期分量有效標幺值計算： =l/ 6、三相短路電流有效值計算： =IdIj7、三相短路沖擊電流計算： =2.558、三相短路最大： =1.51 9、由于計算設為無限容量系統(tǒng)：暫態(tài)短路電流I=I，三相短路穩(wěn)態(tài)電流： =10、短路容量計算：Sd =d (8) 、各母線短路電流列表根據(jù)下圖和以上公式計算母線短路電流：圖5.2 短路計算電路圖5.3 短路計算等效電路表 母線短路電流列表短路計算點三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-17.87.87.819.8911.78500K-26.926.926.9212.7310.45125.796 電氣

36、設備的選擇6.1 電氣設備選擇的一般條件6.1.1 一般原則1、 應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；2、 應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；3、 應力求技術先進和經(jīng)濟合理；4、 與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致；5、 同類設備應盡量減少品種；6、 選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應經(jīng)上級批準。6.1.2 技術條件選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。(1)、 長期工作條件 1） 電壓選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug,即UmaxUg 2) 電流

37、選用的電器額定電流I N不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig即I NIg由于變壓器短路時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 3） 機械負荷所選電器端子的允許荷載，應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。電器機械荷載的安全系數(shù)，由制造部門在產(chǎn)品制造中統(tǒng)一考慮。(2)、 短路穩(wěn)定條件 1） 校驗的一般原則電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流。若發(fā)電機出口的兩相短路

38、，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況校驗。 2） 短路的熱穩(wěn)定條件：短路電流在導體和電器中引起的熱效應Qk為Qk=Qp+Qnp式中Qp為短路電流周期分量引起的熱效應(kA2s);Qnp為短路電流非周期分量引起的熱效應(kA2s)It2tQkQdt在計算時間t秒內(nèi)，短路電流的熱效應（kA2s）Itt秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間(s)tjs = 繼電器保護裝置后備保護動作時間（tb）+ 斷路器全分閘時間（tdo） 3) 短路的動穩(wěn)定條件：ichidf IchIdfich短路沖擊電流峰值（kA）Ich短路全電流有效值（kA）idf電器允許

39、的極限通過電流峰值（kA）Idf電器允許的極限通過電流有效值（kA）(3)、 絕緣水平在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設備。表7.1 選擇高壓電器應校驗的項目表項目電壓電流斷流容量短路電流校驗動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器PPPPP負荷開關PPPPP隔離開關PPPP熔斷器PPP電抗器PPP電流互感器PPPP電壓互感器PP支柱絕緣子P母線PPP消弧線圈PP避雷器P表中P為應進行校驗的項目6.1.3、環(huán)境條件(1)、 溫

40、度按交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱（GB-763-74的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40時，允許按額定電流長期工作。當電器安裝點的環(huán)境溫度高于+40（但不高于+60）時，每增高+1，建議額定電流減少1.8%；當?shù)陀?40，每降低+1建議額定電流增加0.5%，但總的增加值不超過額定電流的20%。(2)、 日照屋外高壓電器在日照影響下將產(chǎn)生附加溫升。但高壓電器的發(fā)熱試驗是在避免陽光直射的條件下進行的。如果制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設計中可暫按電器額定電流的80%選擇設備。(3)、 風速一般高壓電器可在風速不大于35m/s的環(huán)境下使用。(4)、 冰雪在積雪和覆冰嚴重

41、的地區(qū)，應采取措施防止冰串引起瓷件絕緣對地閃絡。(5)、 濕度選擇電器的濕度，應采用當?shù)叵鄬穸茸罡咴路莸钠骄鄬穸取?6)、 污穢污穢地區(qū)內(nèi)各種污物對電器設備的危害，取決于污穢物質(zhì)的導電性、吸水性、附著力、數(shù)量、比重及距物源的距離和氣象條件。(7)、 海拔電器的一般使用條件為海拔高度不超過1000m。海拔超過1000m的地區(qū)稱為高原地區(qū)。對安裝在海拔高度超過1000m地區(qū)的電器外絕緣一般應予加強，可選用高原產(chǎn)品或選用外絕緣提高一級產(chǎn)品。(8)、 地震地震對電器的影響主要是地震波的頻率和地震振動的加速度。(9) 環(huán)境保護選用電器尚應注意電器對周圍環(huán)境的影響。1、電磁干擾頻率大于10kHz的無

42、線電干擾主要來自電器的電流電壓突變和電暈放電。35kV不考慮。2、噪音為了減少噪音對工作場所和附近居民區(qū)的影響所選高壓電器在運行中或操作時產(chǎn)生的噪音，在距電器2 m處不應大于下列水平：連續(xù)性噪音水平： 85 dB非連續(xù)性噪音水平： 屋內(nèi)90 dB 屋外110 dB6.2 斷路器隔離開關的選擇6.2.1 35kv側(cè)高壓斷路器和隔離開關的選擇35kv側(cè)高壓斷路器的選擇斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)濟技術方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在35KV220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器、SF6斷路器和空氣斷路器，這里可以選

43、用SF6斷路器。開關電器的選擇及校驗原則選擇較驗 電壓 電流 按斷開電流選擇，INbr按短路關合電流來選擇INcl按熱穩(wěn)定來選擇 注：()(1)主變35kv側(cè)高壓斷路器的選擇kVA KV(A)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：(A)計算數(shù)據(jù)表：U(kV)三相短路電流/KAImax（A）357.87.87.819.8911.78109.095 為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊參考資料附表1-4選擇LW8-35型戶外六氟化硫斷路器，其技術參數(shù)如下LW8-35型戶外六氟化硫斷路器主要技術參數(shù)表型號額定電壓Ue(kV)最高工作電壓(kV)額定電流Ie(A)額定開斷電流Iekd(kA)額定短路關合電

44、流kA動穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定時間(S)LW8-353540.51600256363254開斷電流校驗:25(kA)I7.8 (kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 Igmax109.095(A)Ie1600(A)額定峰值耐受電流ish19.89 (kA)idw63(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：短路電流的熱效應（kA2S）：由電力工程電氣設計手冊電氣一次部分表65知，選用高速斷路器，取繼電保護裝置保護動作時間0.6S，斷路器分匝時間0.03S，則校驗熱效應計算時間為0.63S（后面熱穩(wěn)定校驗時間一樣）設繼電保護時間為0.6S，則短路計算時間：0.6+0.03

45、0.63(S)查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （KA） （KA） （由于短路電流切除時間Qk熱穩(wěn)定校驗合格。35KV側(cè)進線斷路器及35KV側(cè)橋斷路器的最大工作條件與主變壓器35KV側(cè)滿足相同的要求，故選用相同設備。(2)35kv側(cè)隔離開關的選擇主要計算參數(shù)同上為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊，選擇隔離開關GW5-35IID(W),其主要技術參數(shù)如下：GW5-35IID(W)型隔離開關參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓（kv）額定電流（A）動穩(wěn)定電流(峰值)(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)GW5-35IID(W)3540.56305020動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 Igmax109.095(A

46、)Ie630(A)額定峰值耐受電流ish19.89 (kA)idw50(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （KA） （KA） （由于短路電流切除時間Qk熱穩(wěn)定校驗合格。35KV側(cè)進線隔離開關及35KV側(cè)橋隔離開關的最大工作條件與主變壓器35KV側(cè)滿足相同的要求，故選用相同設備。6.2.2 10kv側(cè)斷路器和隔離開關的選擇（1）10kv側(cè)斷路器的選擇kVA KV(A)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：(A)計算數(shù)據(jù)表：U(kV)三相短路電流/KAImax（A）106.926.926.9212.7310.45381.927 為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊,選擇L

47、W8-35型戶外六氟化硫斷路器，其技術參數(shù)如下ZN28-10II系列真空斷路器主要技術參數(shù)表型號額定電壓Ue(kV)最高工作電壓(kV)額定電流Ie(A)額定開斷電流Iekd(kA)額定短路關合電流kA動穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定時間(S)ZN28-10II10121000205050204選用的斷路器額定電壓為10kV，最高電壓12kV，系統(tǒng)電壓10kV滿足要求。開斷電流校驗:20(kA)I6.92(kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 Igmax381.927 (A)Ie1000(A)額定峰值耐受電流ish12.73 (kA)idw50kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定

48、校驗：查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （KA） （KA） （由于短路電流切除時間Qk熱穩(wěn)定校驗合格。（2）10kv側(cè)隔離開關的選擇主要計算參數(shù)同上為了滿足計算的各項條件，查輸配電設備手冊，選擇隔離開關GN19-10/1250,其主要技術參數(shù)如下：GW5-35IID(W)型隔離開關參數(shù)表型號額定電壓KV最高工作電壓（kv）額定電流（A）動穩(wěn)定電流(峰值)(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)GN19-10/12501011.5125010040動穩(wěn)定校驗：額定開關電流 Igmax381.927 (A)Ie1250(A)額定峰值耐受電流ish12.73 (kA)idw100kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：

49、查短路電流計算曲線數(shù)字表得： （KA） （KA） （由于短路電流切除時間1 S，導體發(fā)熱主要由短路電流周期分量和短路電流非周期分量來決定。） （KA） （KA） （由于短路電流切除時間Qk熱穩(wěn)定校驗合格。6.3互感器的選擇6.3.1電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應按下列條件：型式：電流互感器的型式應根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。35kv側(cè)電流互感器的選擇1）、主變35KV側(cè)電流互感器的選擇(1)一

50、次回路電壓： UnUns=35kv(2)一次回路電流：由此可得，初選LCZ-35Q型電流互感器，其參數(shù)如下表： 額定電流比準確級次1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)/50.5 (3)動穩(wěn)定校驗：19.89 滿足動穩(wěn)定要求。(4). 熱穩(wěn)定校驗：（KA） （KA） （由于短路電流切除時間1 S，導體發(fā)熱主要由短路電流周期分量和短路電流非周期分量來決定。） Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58(KA)2*S4225(kA)2S 熱穩(wěn)定校驗合格。綜上所述，所選LCZ-35Q滿足要求。10KV側(cè)的電流互感器的選擇 (1)一次回路電壓：UnUns=10kv (2)二次回路電流：根據(jù)以上兩項，同樣選

51、擇戶外獨立式電流互感器LZZQB6-10，其參數(shù)如下表：電流互感器技術參數(shù)額定電流比準確級次1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)600/5 0.5 .10P44.580 (3)動穩(wěn)定校驗：滿足要求；(4)熱穩(wěn)定校驗：(4). 熱穩(wěn)定校驗：（KA） （KA） （由于短路電流切除時間1 S，導體發(fā)熱主要由短路電流周期分量和短路電流非周期分量來決定。） Qk=Qp+Qnp=54.634225(kA)2S 熱穩(wěn)定校驗合格。綜上所述，所選的電流互感器LZZQB6-10滿足動熱穩(wěn)定性要求。6.3.2 電壓互感器的選擇型式：620KV屋內(nèi)互感器的型式應根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35KV110KV

52、配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器。（1）主變35KV側(cè)電壓互感器 選擇油浸式電壓互感器 初級繞組35 次級繞組O.1 選擇JDJJ2-35型電壓互感器 型號額定電壓一次繞組二次繞組三次繞組JDJJ2-3535000/100/100/3（2）主變10KV側(cè)電壓互感器 選擇油浸式電壓互感器 初級繞組10 次級繞組O.1 選擇JSJW-10 型電壓互感器型號額定電壓一次繞組二次繞組三次繞組JSJW-1010000100100/36.4線路的選擇及校驗6.4.1 母線導體選擇的一般要求1一般要求裸導體應根據(jù)具體情況，按下列技術條件分別進行選擇或校驗： （1）工作電流； （2）經(jīng)濟電流密度； （3

53、）電暈； （4）動穩(wěn)定或機械強度； （5）熱穩(wěn)定。裸導體尚應按下列使用環(huán)境條件校驗：（1）環(huán)境溫度；（2）日照；（3）風速；（4）海拔高度。2按回路持續(xù)工作電流導體回路持續(xù)工作電流，單位為A；相應于導體在某一運行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長期允許的載流量，單位為A。3按經(jīng)濟電流密度選擇一般母線較長，負荷較大，在綜合考慮減少母線的電能損耗。減少投資和節(jié)約有色金屬的情況下，應以經(jīng)濟電流密度選擇母線截面?？砂聪率接嬎?，即 （7-6）其中經(jīng)濟截面，單位為mm2； 回路持續(xù)工作電流，單位為A；經(jīng)濟電流密度，單位為A/ mm2。6.4.2線路的選擇根據(jù)設計經(jīng)驗,一般10kv及以下高壓線路和低動力線路,因其

54、負荷電流較大,所以一般按照發(fā)熱條件選擇截面,再校驗其電壓損耗和機械強度.低壓照明線路,因其對電壓水平要求較高,所以一般先按照允許電壓損耗條件來選擇截面,然后校驗其發(fā)熱條件和機械強度.對長距離、大電流及35kv以上的高壓線路則往往先按經(jīng)濟電流密度選擇截面，再校驗其他條件。 35kv架空線線路參數(shù)： Pi=1789+5817=7606(kw) Qi=898+2834=3732(kvar) P30 =Pi KP =6465.1(kw) Q30 =QiKq =354504(kvar) (KP=0.85,Kq=0.95) S30 =S=7285.54（KVA） COS=0.89 =120.2（A）其中：P30 三相線路最大負荷功率，kw； UN 線路額定電壓，v； Cos負荷的功率因數(shù)。