110KV变电站的设计论文.doc

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1、110KV变电站的设计1绪论1.1概述电力系统是由发电厂、变电所、线路和用户组成的。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。因此，作为电气工程与其自动化专业的学生，进行变电所设计是很有必要的。本次所设计的110kV变电所为某城市一地区变电所，本所位于该地区网络的枢纽点上，高压侧以接受系统电能为主，降压后供电给本地区的35kV用户，对本地区的正常供电起到了重要作用。全所停电后，仅使该地区中断供电,但仍将使该地区生产停顿，生活混乱，甚至危与人身和设备安全，形成十分严重的后果。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。本所的设计是在国家和地方的规划下进行的，是以设计任务

2、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与可靠性。1.2 本次设计的容本次设计为110kV变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有4图纸加以说明。该变电站有2台主变压器，初期上1台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选择与校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等），并同时附带介绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面

3、的知识。1.3毕业设计应达到的主要指标本毕业设计是电气工程与其自动化专业教学计划中的重要环节，也是本专业学生在大学学习期间中的一个重要环节。此次设计是在学习了相关专业课程（如发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护原理、高电压技术等）后进行的。此次毕业设计的主要目的是通过变电所设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。此外，通过本次设计实践，不仅回顾和加深了所学的专业知识，而且还熟练地掌握了ECAD、Visio等绘图软件，以与进一步巩固了Microsoft Office Word的

4、操作方法。1.4应掌握的知识与技能.学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。.对所设计的变电站的特点，以与它在电力系统中的地位、作用和运行方式等应有清晰的概念。.熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，与其运行使用中应注意的事项。.熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。.培养独立分析和解决问题的工作能力与实际工程设计的基本技能。1.5 国外概况在电力系统中，除应采取各项积极措施或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保

5、护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器以被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词，则指各种具体的装置。我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20万MW与以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。国家方针、

6、政策、技术规和标准是根据国家实际情况、结合电力工业的技术特点而制定的准则，是把科学、技术总结成条理化，也是长期生产实践的结晶，在进行论证分析阶段，更应辩证的统一供电可靠性与经济性的关系，方能达到先进性与可行性。我国目前电力工业的发展方针是：.在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。.电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。.发挥水电优势，加快水电建设。.建设大型矿口电厂，搞好煤、电、运平衡。.节约能源，降低消耗。.重视环境保护，积极防止对环境的污染。.在煤，水能源缺乏地区，有重点有步骤地建设核电厂。.政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。.因地制宜，多能互补，综合利用，讲

7、求利益。第一篇 电气一次部分2 变电所总体分析、负荷分析与主变压器选择2.1变电所总体分析今欲组建的110kV变电所位于某城市近郊区，该地区地势平坦，且附近建筑物稀疏，使得出线走廊较开阔；气象方面，该地区历年最高温度为39.5，历年最低温度为-9.5，年平均气温16.2，最高涝水位2.3米。所以，这些条件为组建变电所提供了充分性和优越性。本所位于该地区网络的枢纽点上，高压侧以接受系统电能为主，降压后供电给本地区的35kV变电所用户，因此它属于地区变电所，对本地区的正常供电起到了重要作用。若全所停电，将引起该地区用户供电中断，造成重大经济损失，甚至危机生命。本所电压等级为110/35/10kV，

8、其中，110KV电压等级本期出线1回，远景发展1回；35KV电压等级近期出线6回，其中3回专线由用户出资建设；远景发展2回；10电压等级近期出线7回，其中3回专线由用户出资建设，远景发展7回。2.2变电所负荷分析负荷可以分为三类：类负荷，类负荷，类负荷类负荷：凡是暂时停电将造成人员伤亡和重大设备损坏与重大经济损失的负荷。供电要求：任何时候都不能停电。类负荷：凡停电造成减产，使用户造成较大的经济损失的负荷。供电要求：可短时停电几分钟类负荷：、类负荷以外的其他负荷。供电要求：可以长时间停电。2.2.1各电压侧负荷分析2.2.1.1 110kV和10kV侧负荷分析 110kV侧主要本期回路数有1回，

9、主要连接系统以与一些传输线；远景发展1回。10kV侧主要是市区与一些轻工业用电且接补偿器和所用电。因在计算负荷求主变容量和台数时，仅用主变中压侧和低压侧负荷，且因本所低压侧负荷较小，故计算负荷时可忽略不计。因此，将主要分析中压侧负荷。2.2.1.2 35kV侧负荷分析35kV侧近期共有6回，远景将发展2回.6某区水电上网负荷预测表单位:kW(负荷) 万kWH(电量)上网负荷/年份2005年2006年2007年2008年2009年2010年2012年2015年35kV营盘圩线0026002600260026002600260035kV兴水岭线650065006500650065006500650

10、0650035kV上湾线2460246024602460246024602460246035kV利民线0034003400340034003400340035kV立新线0000002000200035kV燕子崖线0000040004000400010kV阡陌线1050105010501050105010501050105010kV双山线2900290029002900290029002900290010kV营盘圩线1700170017001700170017001700170010kV滁洲线0015901590159015901590159010kV清秀线0001000100010001000

11、100010kV川桃线0000120012001200120010kV营盘乡线0030003000300030003000300035kV河下线00180001800018000180001800018000装机容量合计1461014610432004420045400494005140051400上网容量合计1168811688345603536036320395204112041120上网电量合计56625662166361701617454190861983819838某区水电上网负荷预测表单位:kW10kV上网容量565056501024011240124401244012440124

12、4035kV上网容量89608960329603296032960369603896038960装机容量合计1461014610432004420045400494005140051400上网容量合计1168811688345603536036320395204112041120用电负荷151181.2217.4260.9313.1375.7450.9541.1变电容量合计1153711507343433509936007391444066940579计算容载比1.41.41.41.41.41.41.41.4需110kV变电容量(kVA)1615216110480804913950410548

13、025693756811已有110kV变电容量(kVA)00400004000040000400008000080000应增110kV变电容量(kVA)16152161108080913910410148022306323189实增110kV变电容量(kVA)0040000000400000实际容载比001.1651.141.1111.0221.9671.971注：35kV负荷的功率因数0.9是各35kV变电站集中无功补偿后的数值。 表中负荷为最大负荷值，最小负荷为最大负荷的70%，负荷同时率取0.85-0.952.2.2负荷计算变电所综合最大负荷，是选择变压器容量与台数配置的依据。将变电所供

14、电围以所有用户的负荷相加乘以同时系数，并考虑网损后即可得到变电所的综合最大负荷。其中，各电力用户的最大负荷不一定出现在同一时间里，因此变电所的综合最大负荷不是各用户最大负荷的直接相加，而是比它们的总和要小些。这些差别在计算中是用同时系数来表示的。并且，应考虑电力网络有功功率损耗，通常用网损率（或线损率）来表示。同时系数的确定：确定配电所母线的最大负荷时，所采用的有功负荷同时系数：计算负荷小于5000 千瓦0.91.0;计算负荷为 500010000千瓦0.85;计算负荷超过 10000 千瓦0.80;2.2.2.1 35kV与10KV侧综合最大负荷计算为以后便于以后选择主变的台数与容量，须计算

15、35kV与10KV侧近期和远期综合最大负荷。(1) 远期综合最大负荷（2.1）式中 同时系数，分别取0.9与0.85； 线路远期负荷，MVA；自然力率； 线损率，取5%。（2）同理得近期综合最大负荷 (2.2)式中符号与远期基本一样. 2.2.2.235kV与10KV侧远期级和级综合最大负荷计算本项计算采用保守算法，不计同时系数和线损率，即负荷直接相加。远期级综合最大负荷计算公式（2.3）远期级综合最大负荷计算公式：（2.4）远期、级均包括35KV和10KV两部分.远期、级总的综合最大负荷计算公式：（2.5）计算过程见计算书，现将本所各负荷计算结果列于表2.2中.表2.2 变电所110kV侧各

16、综合最大负荷计算结果 （MVA）近期综合最大负荷远期综合最大负荷远期35KV综合最大负荷远期10KV综合最大负荷远期、级总的综合最大荷24.5848.4512.59.2221.722.3主变压器选择在变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。利用上节的有关负荷计算结果以与技术规便可选择主变的台数、容量和型式。第3.1.1条:主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合确定。 第3.1.2条：在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装

17、设一台主变压器。第3.1.3条：装有两台与以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷第3.1.4条：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主变容量的15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器。第2.2.4条 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型两种。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110KV与以上电压，变压器绕组都采用0连接，35KV亦采用型，其中性点通过消弧线圈接地。35KV以下电压变压器绕组都采用连接。ZY 110KV变电所电压等级为11

18、0/35/10KV，接线方式采用YN/Yn0/D接线方式。2.3.1主变形式的选择因为单相变压器相对来讲投资大,占地多,损耗也大,同时配电装置结构复杂,增加了工作量,还应考虑到制造条件与运输条件的限制,在330KV以下电力系统中一般采用三相变压器，该所具有三种电压，故采用三绕组变压器。变压器三绕组的接线组别必须同系统电压相一致,考虑到同步并列要求,与限制3次谐波对电压的影响等因素,采用全星型接线变压器.为保证电能质量,电压必须维持在允许的围,通过分接头调整,改变变压器的高压侧的绕组匝数,从而改变其变比,实现电压调整。2.3.2主变台数选择变电所主变的台数与电压等级接线方式传输容量以与系统的联系

19、有密切关系。通常与系统具有强联系的大中型变电所，在一种电压等级下，主变应不少于二台。综合考虑，本所采用两台主变。2.3.3主变容量选择变电所主变容量，一般应按年远景负荷来选择。根据城市规划负荷性质电网结构等综合因素确定主变容量。2.3.3.1选择条件 所有主变容量应不小于远期综合最大负荷。（2.6）式中 主变台数，为2台。 主变额定容量，MVA。2.3.3.2校验条件一台主变停运，其余主变容量应至少能满足综合最大负荷的，且考虑过负荷能力时能够能满足远期级总的综合最大（2.7）（2.8）联立以上两式，求它们的最大值，然后查变压器容量表，即得主变额定容量。根据表2.2中的已知条件，代入以上式中，求

20、得主变额定容量为MVA。2.3.3.3近期中应装设的台数根据所选择的主变容量与近期综合最大负荷的关系来决定近期装设台数。（2.9）因MVA与（这个数改为24.58）MVA相近，故决定近期只装一台主变就基本能满足近期负荷。不过，在负荷达到远期水平前，应将另一台主变装上。2.3.4主变型式选择选择主变型式时，应从相数、绕组数、冷却方式、接线组别等方面确定。2.3.4.1相数的确定主变采用三相或单相，主要考虑变压器的容量、制造水平、可靠性要求与运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330kV与以下的变电所中，一般都应选用三相变压器。经综合考虑，在满足技术和经济条件下，本所主变选用三相式。2.3.4

21、.3冷却方式的确定对110KV电压级采用自然风冷却，为使热量散发到空气中，装有片状或管形辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。2.3.4.4调压方式和分接头的确定主变调压方式有无载调压和有载调压两种。因本所侧母线电压受系统运行方式影响不大，电压波动在允许偏移（5%）围，故采用无载调压。而无载调压的主变有5个分接头(22.5%)，一般设于高压(110kV)侧，因同样容量下高压侧电流最小，最容易操作分接头。2.3.4.5绕组接线组别的确定为了消除三次谐波,可以选用YN,yn0,d11。2.3.4.6 容量比由以上计算结果可知且,故容量比应为100/50/100。2.3.4.7 各侧额定电压的选择 变压

22、器110KV侧接电源，相当于用电设备与线路额定电压相等；35KV侧向负荷供电，相当于发电机二次侧。电压较额定电压高5%；而10KV侧要考虑负荷，线路损耗以与无功补偿等因素，所以电压等级为110/38.5/11KV。根据以上各方面的选择，最终选择的主変型号等参数见表2.3中。表2.3 变电所主変型号选择结果变压器型式额定容量（kVA）额定电压比（kV）损耗（kW）空载电流（%）高/中/低空载短路SFSZ3-31500/1102500011022.5%/355%/10.538.94501阻抗电压（%）中性点绝缘水平体积（mm3）绕组连接组别重量（t）备注高中高低中低长宽高10.517.56.5绝缘

23、608044905030YN,yn0,d1152.2变2.4 小结本章详细地描述了变电所的总貌，并进行了深入分析；此外，还对各电压侧的负荷进行了分析与计算，并最终选择了主变的类型、容量与台数。为以后的变电所设计提供了设计前提与参考依据。3电气主接线设计电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套配电装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电气图。电气主接线代表了变电所电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响

24、运行的可靠性、灵活性，并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。3.1电气主接线设计的基本要求和原则3.1.1电气主接线设计的基本要求变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定，并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。对电气主接线设计的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性、经济性以与可扩展性四个方面。以下就是分别从这四个方面先进行论述,而后再根据

25、实际情况进行主接线的选择。3.1.1.1可靠性(1)断路器检修时是否影响供电；(2)线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以与能否保证对重要用户的供电；(3)变电所全部停电的可能性。3.1.1.2 灵活性电气主接线应能适应各种运行状态,要能灵活地投、切某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能在事故检测与特殊运行方式下的调度要求，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。3.1.1.3经济性主接线应在满足可靠性也灵活性的前提下应以以下几个方面考虑:(1)投资省；(2)占地面积少；(3)电能损耗少。3.1.1.4 可扩性在设计主接线时应留有发展扩建的余地，不仅要

26、考虑最终接线状况，还要考虑到从初期接线过度到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过度方案的实施，使改造工作量最少。 3.1.2电气主接线设计的基本原则3.1.2.1考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线的主要因素。本所是开环接入系统中的三个电压等级的地区变电所，对本地区负荷的供电具有重要意义和作用。3.1.2.2考虑远期和近期的发展规模变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行，本所有关情况见表1.1所示。3.1.2.3考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对重要的级和级负荷必须

27、有两个独立电源供电，主接线在回数较多的条件下采用旁母接线。重要负荷多的可以考虑使用双母线接线形式,电压等级高的甚至再加旁母。3.1.2.4考虑主变台数与容量对主接线的影响本所有两台容量为25MVA的主变，属大型变压器，故其要求有很高的接线形式。3.2各电压等级电气主接线设计(1) 110kV 优先采用简易旁母（分段断路器兼旁路断路器）当它出线大于6回时，可设专用旁路断路器。(2) 35kV 一般不用旁路母线(3) 610kV 当不允许停电检修DL时可设旁路母线，而且一般用专用旁路断路器，它一般不设旁路母线。(4) 635kV 配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。但可用单母分段。方

28、案比较过程如表3.1所示:表3.1各电压等级电气主接线方案比较方案一方案二 110kV接线名称单母线分段单母线分段带旁母 可靠性 简单清晰，设备少，设备本身故障小。线路断路器检修故障时，该线路停电；任意母线母隔检修时，仅停检修段；任一段母线故障，仅停故障段。当母线断路器检修，可能造成两段母线分列运行。可靠性高，当接线复杂，无论检修母线或设备均可使线路不停电。当母线断路器检修，两段母线不分列运行。灵活性可以提高供电的灵活性,对重要用户可以从不同的段引出馈线线路,有两个电源供电.运行相对复杂，但灵活性高。各个电源和负荷可以任意分配到某一母线上可组成多种运行方式经济性投资少，年费用小，占地面积小。投

29、资高，年费用大，占地面积大。可扩性便于扩建和发展便于扩建和发展35kV同上同上同上10kV同上同上同上经过技术经济综合比较后: 110kV选择单母分段带旁母;35kV可选用单母线分段,室; 10kV可选用单母线分段,手车开关柜.3.3所用变与无功补偿设计3.3.1所用变设计3.3.1.1所用变台数选择规第3.3.1条 在有两台与以上主变压器的变电所，宜装设两台容量一样可互为备用的所用变压器，如能从变电所外引入一个可靠的低压备用电源时才可装设一台所用变压器。该所用电选用两台一样所用变压器(不引用备用电源)。3.3.1.2所用变引接方式选择因本所10kV侧采用单母分段接线形式，故使用两台所用变接于

30、两段10kV母线上。此外，所用变二次侧采用三相四线制接线，给本所所用低压负荷供电。3.3.1.3所用变容量选择每台所用变容量应不小于所用总计算负荷。确定其容量前，应先分析并计算本所所用负荷。所用负荷按其性质不同可分为两类：动力负荷和照明负荷（包括电热负荷）。因所用动力负荷没给出功率因数效率等数据，故根据经验，采用以下计算公式来计算所用负荷。（3.4）式中 动力负荷的综合修正系数，一般取0.85。经计算，kVA,由，查变压器选型表，选用型号为SL750/10的所用变，其有关参数如表3.3。表3.3 所用变型式选择结果所用变型号额定容量（kVA）额定电压比（kV）损耗（W）阻抗电压（%）短路电路（

31、%）连接组别总重（t）备注高/低空载短路SL750/1050105%/0.4190115042.8Y,yn00.48无3.3.2 无功补偿设计 根据35110kV变电所设计规程有关规程：第3.7.1条自然功率因数未达到规定标准的变电所，应装设并联电容器装置。其容量和分组宜根据就地补偿；便于调整电压与不发生谐振的原则进行配置。电容器装置宜装设在主变压器的低压侧或主要负荷侧。第3.7.4条电容器装置应装设单独的控制、保护和放电等设备，并应设置单台电容器的熔断器保护。3.3.2.1无功补偿的意义 各种用电设备中，除相对很小的白炽灯照明负荷只消耗有功功率为数不多的同步电动机可发出一部分无功功率外，大多

32、数都要消耗无功功率，因此，多数电力用户都以较低的滞后功率因数运行。低功率因数运行不仅使发电机需发出更多功率，从而消耗更多的燃料，而且还使得电压有所下降，影响用户的正常工作。因而须采取装设无功补偿装置来进行无功补偿，进而提高功率因数，也可提高电压质量，进一步保证用户的正常工作。3.3.2.2补偿方式 无功补偿方式主要有集中补偿、分组补偿和个别补偿三种。对于变电所来说，集中补偿既方便操作又经济，故本所采用集中补偿方式。3.3.2.3补偿方法 补偿方法主要有串联补偿和并联补偿两类。其中，串联补偿主要是采用串联电容器装置；并联补偿主要采用并联电容器装置、静止补偿装置和并联电抗器装置等。本设计采用并联电

33、容器补偿装置，向电网提供可阶梯调节的容性无功，以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗，提高电网电压和功率因数。3.3.2.4补偿容量 计算补偿容量是为了以后选择电容器台数而进行的。其计算公式为（3.5）（3.6）（3.7）式中 无功补偿容量，kVar； 远期总负荷的有功功率平均值，kW； 平均系数，取0.75； 远期最大负荷有功功率，kW; 无功补偿前负荷的功率因数，度； 无功补偿后负荷的功率因数，取0.95。由计算部分可知，kVar。3.3.2.5电容器台数 采用新型的单相集合式补偿装置，且因有两段母线，故电容器台数应为32=6的整数倍，并且其总额定容量不应小于补偿容量。其计算公式为（3.9

34、）式中 单台电容器的额定容量，kVar。 因本所补偿容量很大，故选用单台容量较大的电容器，即=100kVar,经计算最终选择=8，即选68=48台电容器，其型式如表3.4。表3.4 补偿电容器型式选择结果电容器型号额定电压（kV）额定容量（kVar）相数质量（kg）外形尺寸（mm3）台数宽深高BWF311-100-111100159165887660483.3.3主变中性点接地方式选择3.3.3.1主变高压侧中性点接地方式选择 由规程可知，110kV与以上电压等级的主变中性点采用直接接地方式，故本所主变高压侧采用中性点直接接地方式。3.3.3.2 主变中低压侧中性点接地方式选择由规程可知，35

35、kV与以下电压等级的主变中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式。对于10kV，接地电容电流小于30A时，中性点不接地；否则，中性点须经消弧线圈接地。35kV侧均采用无架空地线的架空线路, 10kV均采用电缆线路.接地电容电流的计算过程如下：（1）对于架空线，接地电容电流计算公式为（3.10）式中 架空线接地电容电流，A； 线路额定电压，kV； 三相架空线总长，km。无架空地线，括号中取较小值2.7；有架空地线，取较大值3.3。（2）对于电缆线，接地电容电流计算公式为（3.11）式中 电缆线接地电容电流，A。（3）主母线和配电装置助增电流计算公式为（3.12）式中 助增电流，A； 助增系数，对于1

36、0kV，取16%。（4）总接地电容电流计算公式为（3.13） 若总接地电容电流大于上述对应的数值时，则须接消弧线圈。且消弧线圈的选择原则采用过补偿方式，即。消弧线圈的容量计算公式： 由计算书可知中压侧均采用中性点不接地方式;低压侧经消弧线圈接地,且:Q=235.24KVA,选用XDJ-300/10 型消弧线圈. 3.4 小结电气主接线是变电所电气部分的主体，是保证出力、连续供电和电能质量的关键环节，它应满足供电可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和扩建发展的可能行等基本要求。此外，变电所的主接线亦随其容量、装机台数、负荷性质以与在系统中的地位等条件的限制而有所不同。设计主接线时须因地制宜进

37、行综合分析，以便正确确定主接线形式。4 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的与系统运行方式的确定4.1.1 短路电流计算的目的本设计中计算短路电流另成一章，可知其具有一定的意义，其目的主要有三个方面： （1）为了进行电气设备的选择与校验； （2）为了进行继电保护的整定计算与灵敏度校验；（3）为了分析前章低压侧电气主接线中有关限流问题。4.1.2 系统运行方式的确定系统运行方式主要有三种，即系统最大运行方式、系统最小运行方式和系统正常运行方式。现将简介前两种系统运行方式。4.1.2.1 系统最大运行方式根据系统最大负荷的需要，电力系统中的所有可以投入的发电设备都投入运行，以与所有线路和规定接地

38、的中性点全部投入运行的方式。该运行方式是考虑了系统510年的发展，对于本设计要考虑远景发展。该运行方式主要用在电气设备的选择校验和保护的整定计算中。4.1.2.2 系统最小运行方式根据系统负荷为最小，投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少数接地的运行方式。该运行方式主要针对近期系统规模而言，主要用在保护的灵敏度校验当中。4.2 短路形式的确定与短路计算点的确定4.2.1 短路形式的确定三相系统中短路的基本类型有四种，即三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路。电气设备的动、热稳定校验，一般按短路情况最严重的短路形式计算，而电气距离距电源较远的变电所，一般三相短路最严重，故本设计中短路

39、电流均按三相短路的情况进行计算。4.2.2 短路计算点的确定 选取短路计算点的个数，主要依据变电所的电压等级数，故本所设三个短路点，分别以K1、K2、K3表示110kV、35kV和10kV工作母线上的短路点。然后根据这三个短路点来依次计算对应点的短路电流值，并利用这三个短路点的短路电流值来校验电气设备和继电保护。4.3 短路电流的计算4.3.1 短路电流计算的电路图和等值电路图见计算书,本说明书省略.4.3.2 短路电流的计算4.3.2.1 基准值的选取基准有四个，即基准容量（SB）、基准电流（IB）、基准电压（UB）和基准阻抗（ZB）。在此计算中，选取基准容量SB=1000MVA，基准电压U

40、B为各电压级的平均额定电压（115kV、37kV、10.5kV）。选定基准量后，基准电流和基准阻抗便已确定：基准电流： 基准阻抗：4.3.2.2元件电抗标幺值的计算 （1）系统S或发电厂G的等效电抗标幺值：或（4.1）式中 、 系统或发电厂的容量，MVA；、 系统或发电厂以其本身容量为基准的等效电抗标幺值。 （2）线路电抗标幺值：（4.2）式中 线路单位长度的电抗值，其中，单根导线为0.4/km，二分裂导线为0.31/km； 线路的长度，km。 （3）变压器电抗标幺值：本设计中主变为三绕组，已给出了各绕组两两之间的短路电压百分数，即、。则可求出高、中、低压绕组的短路电压百分数，分别为（4.3a

41、）（4.3b）（4.3c）再按与双绕组变压器相似的计算公式求变压器高、中、低压绕组的电抗标幺值，分别为（4.4a）（4.4b）（4.4c）4.3.2.3 网络化简网络化简的目的是简化短路电流计算，以求得电源至短路点间的等值阻抗。具体见计算书.4.3.2.4 各短路点的短路电流计算各短路点的短路电流计算步骤如下：（1）网络化简，得到各电源对短路点的转移电抗X；（2）求各电源的计算电抗Xjs（将各转移电抗按各电源容量S归算）：（4.5）（3）查运算曲线，得到以各电源容量为基准值的各电源至短路点电流标幺值；（4）求（3）中各电流的有名值之和，即为短路点的短路电流，并计算短路电流冲击值ish。在本设计

42、中，因仅有系统两个电源，且它们距短路点的电气距离差别较大，故在此采用电源个别法较为精确，计算也不甚复杂。短路电流计算过程见计算部分，结果列于表4.2中。表4.2 短路电流计算结果短路点 电压级（KV）I（KA）（KA）（KA）（KA）d 11102.472.472.56.375d 2353.6923.6923.6929.4146d 3109.869.869.8625.143注：因主变低压母线并列运行算得的低压侧短路电流不大，故主变低压母线单母分段接线时不需要加装限流电抗器.4.4 小结计算短路电流对于本变电所设计具有重要意义。其不仅可以进行电气设备的选择和校验，而且可进行继电保护的整定计算与灵

43、敏度校验以与可分析有关主变低压侧电气主接线中限流问题。本设计中主要采用统一基准的近似计算法，此方法方便简单、应用广泛，且在计算中考虑了最大和最小运行方式两种。5 电气设备选择本次设计中电器选择的主要任务：1导体和绝缘子。导体的选择主要有：各电压等级的汇流母线，主变引下线，出线以与各电压级的绝缘子。2电气设备。 电气设备包括各电压等级的出线断路器，旁路断路器，分段断路器，以与相应的隔离开关，熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管，开关柜的选择与其一次接线的编号。国家电力部有关高压配电装置设计规程SDJ585规定：第3.0.1条：选用导体和电器，其允许的最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压，其长期允许电流不得小于该回路的最大持续工作电流。第3.0.5条：验算裸导体短路热效应的计算时间，宜采用主保护动作时间加相应的断路器全分闸时间，如主保护有死区时，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间并采用相应的短路电流值。第3.0.5条：除配电装置的汇流母线外，较长导体的截面应按经济电流密度选择。5.1 电气设备选择的一般