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1、 . 地方降压110KV变电站电气一次系统初步设计摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、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，由电器设备与配电网络按一定的接线方式所构成，他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。作为电能传输与控制
2、的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置与系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。110kV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉与方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务与用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络与导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面与剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（
3、1）总体方案的确定（2）短路电流的计算（3）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（4）防雷保护等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。关键词： 变电站；输电系统；配电系统；高压网Local step-down transformer substations electrical system designABSTRACTAlong with the economic development and the modern industry deve
4、lopments of quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher a
5、nd more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with
6、the economic performance and the safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its functio
7、n of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the mode
8、rn electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.The region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the
9、 address, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric curren
10、t, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) the calculation of the short-circuit electric current . (3) the design of an
11、 electric shock the system design to connect with system and the choice of line project .(4) the contents to defend the thunder and so on. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply t
12、he power.Key words：Substation; Transmission System; Distribution; High Voltage Network73 / 79目 录摘要IABSTRACTII前言1原始数据2一、主变压器容量、台数与形式的选择431 概述432 主变压器台数的选择433 主变压器容量的选择533.1主变容量的确定计算544主变压器型式的选择644.1主变压器相数的选择644.2绕组数的选择644.3主变调压方式的选择754.4连接组别的选择754.5容量比的选择764.6主变压器冷却方式的选择86二、电气主接线选择1071概述1071.1可靠性1071
13、.2灵活性1071.3经济性1072主接线的接线方式选择1182.1单母线接线1182.2单母分段1182.3单母分段带旁路母线1182.4桥形接线1182.5一个半断路器（3/2）接线1292.6双母接线1292.7双母线分段接线1293主接线比较选择1310三、短路电流计算26161 概述26162短路计算的目的与假设26162.1短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节26162.2短路电流计算的一般规定26162.3短路计算基本假设27172.4基准值27172.5短路电流计算的步骤27173计算变压器各绕组电抗28184计算系统与线路阻抗29195等值网络2919四、电气设备的选
14、择32221概述32221.1一般原则33221.2技术条件33222断路器的选择34232.1按开断电流选择34232.2短路关合电流的选择34232.3断路器选择计算34243隔离开关的选择38273.1隔离开关选择计算39284高压熔断器的选择42314.1按额定电压选择42314.2按额定电流选择42314.3高压熔断器的计算42315互感器的选择43325.1电流互感器的选择43325.2电流互感器的计算44335.3电压互感器的选择47375.4电压互感器计算48386母线的选择49396.1裸导体的选择条件选择和校验50396.2母线与电缆截面的选择50396.3110kV、35
15、kV、10kV侧母线与其10kV侧电缆出线选择计算50397支持绝缘子与穿墙套管的选择56457.1支持绝缘子的选择56457.2支持绝缘子的计算56457.3穿墙套管的选择57467.4穿墙套管的计算57468主变压器之间的消弧线圈57479电抗器选择584710经济性比较5847五、电气总平面布置与配电装置的选择60501概述60502高压配电装置的选择6150六、防雷设计规划64541防雷保护的设计64542主变中性点放电间隙保护65543避雷器的选择65544避雷针的选择67565 保护全面积的校验68576 接地网的设计68576.1接地体的设计69586.2 典型接地体接地电阻计算
16、69586.3接地网设计计算6958参考文献7261设计图纸说明7362致谢7463前言目前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也正不断的更新换代。我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所，微机监测变电所，综合自动化变电所相继出现，并得到迅速的发展。然而，所有的变化发展都是根据变电设计的基本原理而来，因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本。本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。内容为110kV终端变电所电气一次系统设计，正是最为常见的常规变电所，并根据变电所设计的基本原理设计，务求掌握常规变电所的电气一次系统的原理与设计过程。通过
17、对原始资料的分析、主接线的选择与比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择与校验、线路图的绘制以与避雷器、避雷针的选择等步骤、最终确定了110kV变电站所需的主要电器设备、主接线图以与变电站防雷保护方案。通过本次毕业设计，不仅巩固了专业知识，而且培养了我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题的能力。由于本人掌握的知识有限、又无设计经验，设计中难免存在不足与错误，恳请各位老师和同学批评指正。原始数据1、变电站类型：地方降压变电站2、电压等级： 110/35/10kV3、负荷情况：35kV：最大3740MW，最小25MW，Tmax = 65005000小时，cos= 0.8510kV：最大
18、2520MW，最小1712MW，Tmax = 60005000小时，cos= 0.85负荷性质：工农业生产与城乡生活用电Tmax= 5400小时4、出线情况：(1) 110kV侧：2回（架空线） LGJ185/15020km；(2) 35kV侧：68回（架空线）(3) 10kV侧：812回（电缆出线4回）。5、系统情况：(1)系统经双回线给变电所供电；该变电所除供地区负荷外，还承担邻近变电所能量的传输。x*0.11(2) 系统110kV母线电压满足常调压要求；(23) 系统110kV母线短路电流标幺值为25（B100MVA）(3) 35kV和10kV对端无电源。6、环境条件：(1)最高温度40
19、，最低温度-30，年平均温度20；(2)土壤电阻率400欧米；(3)当地雷暴日40日/年。7. 根据需要，可自行补充其它有关资料一、主变压器容量、台数与形式的选择1 概述在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所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，并根据电力系统510年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命
20、和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以与分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。 选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数与容量。2主变压器台数的选择由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是郊区110kV降压变电所，它是以110kV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至35kV与10kV母线上，再将电能分配出去。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，
21、避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以与扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担60%70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。3 主变压器容量的选择主变容量一般按变电所建成近期负荷，510年规划负荷选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所最大负荷给定，所以应按最大总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压
22、器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的60%80%，该变电所是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为： 当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧110kV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是110kV侧引进。其中，中压侧与低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量为：3.1主变容量的确定计算本设计任务中110kV侧电源为无限大系统，该侧的2回出进线负荷功率由该无限大
23、系统供给，不需通过主变传送；35kV侧最大负荷3740MW，最小负荷25MW,功率因数为0.85，该侧共68回出线，需要由两台主变压器供电。10kV侧的最大负荷2520MW，最小负荷1712MW，功率因素为0.85也需要从110kV侧系统通过主变来传送。因此，在正常运行情况下，主变传送的最大总容量为6260MVA。已知35kV侧最大负荷3740MW ，, 10kV侧最大负荷为2520MW，,由计算可知单台主变的最大容量为：则 所以，选择两台50MVA的变压器并列运行。4主变压器型式的选择4.1主变压器相数的选择当不受运输条件限制时，在330kV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相
24、数时，应根据原始资料以与设计变电所的实际情况来选择。单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以与断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护与倒闸操作的工作量。本次设计的变电所，位于市郊区，负责工农业生产与城乡用电，不受运输的条件限制，故本次设计的变电所选用三相变压器。4.2绕组数的选择在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格与所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维
25、护和操作的工作量与占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。在生产与制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以与普通三绕组变压器。自耦变压器，它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以与干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。自耦变压器，高中压侧的零序电流保护
26、，应接于各侧套管电流互感器组成零序电流过滤器上。由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性。而自耦变压器的变化较小，由原始资料可知，该所的电压波动较大，故不选择自耦变压器。分裂变压器：分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%，分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就
27、增大，所以分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以与调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以，本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。4.3主变调压方式的选择为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，110kV与以上网络电压应符合以下标准：1)枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置与电网电压降而定，可为电
28、网额定电压的11.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定电压的95%。2)电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%100%。调压方式分为两种，不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。4.4连接组别的选择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。4.5容量比的选择1)35kV侧：2)10kV侧：3)因35kV侧大
29、于变压器容量的30%，故可选主变容量比为100/100/50或100/100/100。但考虑到为使各绕组能够充分利用，在这里应选用100/100/100。4.6主变压器冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、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，要求与维护工作量，首选自然风冷冷却方式。综合以上，确定所选变压器型号：SFSZ850000/110。二、电气主接线选择1概述主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体与变电所本身运行的可靠性、灵活
30、性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。我国变电所设计技术规程SDJ2-79规定：变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点与负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。1.1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）断路器或母线故障以与母线检修时，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
31、荷的供电；3）尽量避免变电所全部停运的可靠性。1.2灵活性主接线应满足在调度、检修与扩建时的灵活性：1）为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器与线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以与特殊运行方式下的调度要求；2）为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线与继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电；3）为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。1.3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）投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和
32、电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器；2）占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子与安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。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。2主接线的接线方式选择电气主接线是根据电力系统和变电所具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线路多时（一般超过四回）为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节
33、，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。而本所各电压等级进出线均超过四回，采用有母线连接。2.1单母线接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线与母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。2.2单母分段用断路器，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。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除
34、，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：110220kV配电装置的出线回路数为34回，3563kV可配电装置的出线回路数为48回，610kV配电装置出线为6回与以上，则采用单母分段接线。2.3单母分段带旁路母线这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35110kV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.4桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥式接线，所用断路器数目最少，它可分为内桥和外桥接
35、线。内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除情况。外桥接线：适合于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率，较为适宜。2.5一个半断路器（3/2）接线两个元件引线用三台断路器接往两组母上组成一个半断路器，它具有较高的供电可靠性和运行灵活性，任一母线故障或检修均不致停电，但是它使用的设备较多，占地面积较大，增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性，且投资大。2.6双母接线它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。对于，110220k
36、V输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，110220kV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回（110kV）或5回（220kV）时，一般应装设专用旁路母线。2.7双母线分段接线双母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回与
37、以下时，母线不分段。为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修与调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。3主接线比较选择由设计任务书给定的负荷情况：110kV进线2回，35kV出线68回，10kV出线812回，该变电所主接线可以采用以下六种方案进行比较：方案1图2-1此方案110kV侧、35kV侧和10kV侧均选用单母线分段接线。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两
38、个方向均衡扩建。故此方案可靠性较高，也较经济，可以考虑此方案。方案2图2-2此方案110kV侧选用内桥接线，35kV侧选用双母线接线，10kV侧选用单母线分段接线。内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除时，采用内桥式接线。当变压器故障时，需停相应的线路。使用断路器少、布置简单、造价低等优点。所以110kV侧和10kV侧可靠性较高，也比较经济。35kV侧选用的双母线接线，它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。但是不够经济，故不选用此方案。方案3图2-3此方案110kV侧选用内桥接线，35kV侧和10kV侧选用单母线分段接
39、线。内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除时，采用内桥式接线。当变压器故障时，需停相应的线路。使用断路器少、布置简单、造价低等优点。故此方案可靠性和经济性都较高，可以考虑此方案。方案4图2-4此方案110kV侧和10kV侧均选用单母线分段接线，可靠性和经济性都较高，35kV侧选用双母线接线，可靠性较高，但是不够经济，故不选用此方案。方案5图2-5此方案110kV侧和10kV侧均选用单母线分段接线，可靠性和经济性都较高，35kV侧选用单母线分段带旁路母线接线，可靠性较高，但是不够经济，故不选用此方案。方案6图2-6此方案110kV侧选用内桥接线，10kV侧选用单母线分段
40、接线，可靠性和经济性都较高。35kV侧选用单母线分段带旁路母线接线，可靠性较高，但不够经济。故不选用此方案。最后选出方案1和方案3进行进一步比较。三、短路电流计算1 概述在电力系的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。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（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态
41、，其他类型的短路都是不对称短路。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。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。2短路计算的目的与假设2.1短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节其计算目的是：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
42、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）按接地装置的设计，也需用短路电流。2.2短路电流计算的一般规定1）验算导体和电器动稳定、热稳定以与电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，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）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。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异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
43、。4）导体和电器的动稳定、热稳定以与电器的开断电流一般按三相短路验算。2.3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一样；3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；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，与不计负荷的影响；6）系统短路时是金属性短路。2.4基准值高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：基准容量： = 100MVA基准电压：（kV） 10.5 37 1152.5短路电流计算的步骤1）计算各元件电抗标幺值，并折算
44、为同一基准容量下；2）给系统制订等值网络图；3）选择短路点；4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：有名值：5）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：短路电流冲击值：3计算变压器各绕组电抗SFSZ8-50000/110的技术数据：表3-1主变压器SFSZ8-50000/110技术数据型 号额定容量（kVA）额定电压（kV）损 耗（kW）阻抗电压（%）空载电流（%）连接组别高压中压低压空载短路SFSZ850000/1105000011081.25%38.515%6.3 6.610.5115225
45、0U12=10.5%U13=17%-18%U23=6.5%0.6YNyn0d11取基准容量，基准电压为110kV侧35kV侧10kV侧则三绕组变压器电抗分别为：但由于变压器阻抗没有负的，所以。4计算系统与线路阻抗系统110kV侧母线短路电流标幺值为25，则110kV侧母线短路电抗为；110kV侧2回架空线为LGJ-185，长度为2420km，查表得电抗为0.409，则240线路电抗值为：，其标么值为：。5等值网络图3-1d1点短路时：等值网络为图3-2次暂态短路电流标幺值：次暂态短路电流有名值：冲击电流：全电流最大有效值：短路容量：d2点短路时：等值网络为图3-3次暂态短路电流标幺值：次暂态短
46、路电流有名值：冲击电流：全电流最大有效值：短路容量：d3短路时：等值网络为图3-4次暂态短路电流标幺值：次暂态短路电流有名值：冲击电流：全电流最大有效值：短路容量：四、电气设备的选择1概述导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1.1一般原则1）应满足正常运行、检修、短路