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1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业前前 言言通过三年的学习和两次简单的课程设计，为毕业设计打下了坚实的理论基础。此次我们进行了为期十三周的毕业设计，设计题目“110KV 降压变电所电气设计，它主要包括电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选型、所用电设计、配电装置设计继电保护整定计算、防雷及接地装置设计七个部分。此次设计的特点是：对专业知识进行更好的巩固与吸收。参考了电力工程电气设计手册 1,2 、 新编工厂电气设备手册 、 现代建筑电气设计施工手册 、 发电厂电气等书籍来完成这次设计，受益匪浅。2004 年 6 月 1 日精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 目录目录第一章第一
2、章 原始材料分析原始材料分析（3）第 1.1 节 原始材料（3）第 1.2 节 原始材料分析（3）第二章第二章 电气主接线的设计电气主接线的设计（4 4）第 2.1 节 主接线设计的原则（4）第 2.2 节 本变电所的主接线（4）第 2.3 节 方案比较（5）第 2.4 节 主接线中的设备配置（6）第 2.5 节 电网中性点接地（7）第 2.6 节 主变压器的选择（9）第三章第三章 短路电流计算短路电流计算 （1212）第 3.1 节 短路电流计算的目的.规定和步骤（12）第四章第四章 电气主要接线的选择电气主要接线的选择 （1616）第 4.1 节 电气设备选择的基础知识 （16）第 4.2
3、 节 电气设备选择 （18）第五章第五章 配电装置设计配电装置设计 （2626）第 5.1 节 配电装置的特点 （26）第 5.2 节 配电装置的安全净距 （27）第 5.3 节 本变电所的配电装置 （29）第 5.4 节 中央信号设计 （29）第六章第六章 防雷及接地装置防雷及接地装置 （3131）第 6.1 节 接地装置 （33）第 6.2 节 防雷保护 （33）第七章第七章继电保护整定计算继电保护整定计算 （3535）第 7.1 节 变压器保护 （38）参考文献参考文献 （3838）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 1 1 章章 原始资料分析原始资料分析第第 1.11.1
4、节节 原始资料原始资料1.1.11.1.1 题目：题目： 110/10KV110/10KV 枢纽变电站枢纽变电站(1) 原始资料： 电压等级： 110/10KV，回路数 110KV 进线 2 回， 10V 出线 10 回。 10kv 负荷情况：2 回 2KM 线，每回送 2500KW,cos=0.9;Tmax=6900h/年2 回 1.5KM 线，每回送 2600KW,cos=0.9;Tmax=6900h/年4 回 2.5KM 线，每回送 2300KW,cos=0.9;Tmax=6900h 年2 回 2KM 线，每回送 2675KW,cos=0.9;Tmax=6900h/年并且、类负荷占 70
5、% 自然条件：当地年最高气温 37 摄氏度，年最低气温-10 摄氏度，当地海拔 1000 米，当地雷暴日 30 日/年，地震裂度：3.5 级；污秽等级：0 级；相对湿度： 65；土壤电阻 率：0.1*104,地多人少，交通方便。枢纽变电站离化工厂 50 KM,系统 Sd=500MW, X1*=1主变过流保护整定时间为 2S,主保护开断时间：tk=tb+tgf=0.04+0.06=0.1S第第 1.21.2 节原始资料分析节原始资料分析1.2.11.2.1 主变选择主变选择 (1)由参考书可知变电所的最大负荷为 PM=27500KV(2)接线组别为：Y0/型(3)额定电压比为： 121/111.
6、2.31.2.3 负荷分析负荷分析(1)110KV 侧 进线 2 回，在 110KV 及以上的供电要求有一定的可靠性。(2)10KV 侧 出线 10 回，并且、类负荷占 70，对变电所的可靠性、灵活性要求较高.1.2.41.2.4 气象及地形分析气象及地形分析当地年最高气温 37 摄氏度，年最低气温-10 摄氏度，最热月平均温度 25 摄氏度，当地精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业海拔 1000 米，当地雷暴日 30 日/年， ，气象条件一般，根据电力工程设计手册故选用设备时不做考虑，选普通设备即可。第第 2 2 章章电气主接线的设计电气主接线的设计第第 2.12.1 节节 主接线设计
7、的原则主接线设计的原则2.1.12.1.1 设计主接线的要求设计主接线的要求 在设计电气主接线时，要使其满足供电可靠性、运行的灵活性和经济性等项基本要求。(1)可靠性:供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是:断路器检修时，能否不影响供电。线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电范围的大小和时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。变电所全部停电的可能性（应尽量避免） 。(2)灵活性:调度灵活，操作简便。 检修安全。 扩建方便。(3)经济性:投资省，主接线应简单清晰，以节约一次设备投资为主。占地面积小。电能损耗
8、少。第第 2.22.2 节节 本变电所的主接线本变电所的主接线2.2.12.2.1 设计步骤设计步骤(1)设计步骤:拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，淘汰一些较差的方案，保留 2 个技术上相当的较好方案。对 2 个技术上较好的方案进行经济计算，选择出经济上的最佳方案。技术，经济比较和结论：对个方案进行全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业绘制电气主接线单线图。综上所述，根据主接线的各项要求，结合我们设计的具体情况，设计出以下两种方案进行比较，选出最合理的作为本次设计的主接线图。2.2.22.2.2本变电所主
9、接线方案的确定本变电所主接线方案的确定(1) 110KV 侧主接线设计两个方案 110 侧都采用内桥接线：特点：a：造价低、并且容易发展为单母分段接线b：两条线路上都装一台断路器，线路的切除和投入都比较方便，当线路发生短路时，仅故障线路断路器跳开，仅停该线路，其他 3 个回路仍可继续工作，适应于故障机率较多，而变压器又不需要经常切除的情况。而外桥则相反，当线路故障时，两断路器都要跳开，要影响同组变压器的工作。根据以上内桥与外桥的特点分析，出于对经济性与实用性的角度来考虑，选择内桥是比较可行的。(2) 适用范围 6-10KV 配电装置，当短路电流较大，出线需要加装电抗器时。 35-63KV 配电
10、装置，当出线回路超过 8 回时。 110-220KV 配电装置，出线回路为 4 回及以上时。 (3) 10KV 侧主接线单母分段带旁：6-10KV 配电装置，对于出线回路数或多数线路系向用户单独供电，以及不允许停电的单母线，单母分段装置，可设置旁路母线。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段切除，保证正常段母线不间断供电和不使重要用户停电。供电可靠，调度灵活。第第 2.32.3 节节 方案比较方案比较2.3.12.3.1可靠性的比较：可靠性的比较：(1)110KV 侧两个方案都是用的内桥接线，故不再做比较。(2)(2
11、)10KV 侧、类负荷占 70%，要求可靠性较高，不充许停电。方案一带着旁路可以不停电检修断路器，而方案二检修断路时必须停电。(3)(3)上述方案一的可靠性要比方案二的可靠性好。2.3.2灵活性的比较：灵活性的比较：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业(1) 110KV 对灵活性要求不高。(2) 10KV 侧类负荷占 70%灵活性要求较高，明显带旁路比不带旁路灵活。2.3.32.3.3 经济性比较：经济性比较：方案 1：10KV 侧单母分段带旁断路器：线路上采用普通断路器，1100 元/个 1100*5=5500 元 4170*3=12510 元 5500+12510=18010 元隔离
12、开关：84 元/个 84*14=1176 元 140*4=560 元 1176+560=1736 元旁母： 假设母线长 45M 2.16Kg/m 5270 元T选择：45*2.16*5.27=512.244 元 总计： 18010+1736+512.244=20258 元方案 2：10KV 侧单母分段不带旁断路器：为了不停电检修断路器，只能采用手车式断路器 总计： 50550 元根据以上比较，方案 1 比方案 2 更为经济，所以选用方案 1 2.3.42.3.4 综合投资综合投资: : 方案一: 综合投资为 Z=43.4632（万元）年运行费用为 U=20.474(万元) 方案 1 与方案 2
13、 维护费、小修、折旧费、变压器年电能损失总值均相等，所以，只需计算一个年运行费即可。计算步骤见计算书 第第 2.42.4 节节 主接线中的设备配置主接线中的设备配置2.4.12.4.1 隔离开关的配置隔离开关的配置(1)断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。(2)中性点直接接地的普通变压器应通过隔离开关接地。(3)桥接线中的跨条宜用两组隔离开源串联，以便于进行不停电检修。(4)接在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。(5)接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。2.4.22.4.2 接地刀闸或接地器的配置接地刀闸或接地器的配置精选优质文档-倾情为你奉上
14、专心-专注-专业(1)35kV 及以上每段母线根据长度宜装设 12 组接地刀闸或接地器，两组接地刀闸间的距离应保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关上和母线隔离开关上，也可装在其他母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。(2)63kV 及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地刀闸。(3)旁路母线一般装设一组接地刀闸，设在旁路回路隔离开关的旁路母线侧。(4)63kV 及以上主变压器进线隔离开关的变压器侧宜装设一组接地刀闸。2.4.32.4.3 电压互感器的配置电压互感器的配置(1)电压互感器的数量和配置与主接线有关，应满足测量、保护和自动装
15、置的要求。应能保证在运行方式改变时，保护装置不失压。(2)6110kV 级每组主母线的三相上应装设电压互感器。(3)当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。(4)兼作并联电容器组泄能和兼作限制切空线过电压的电磁式电压互感器，其与电容器组之间和与线路之间主应有断开点。2.4.42.4.4 电流互感器的配置电流互感器的配置(1)装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置的要求。(2)变压器的中性点、变压器的出口、桥形接线的跨条上，虽未设断路器，也应装设电流互感器(3)对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，可按两相或三相配置。2.4
16、.52.4.5 避雷器的配置避雷器的配置（1） 配电装置的每组母线上，应装设避雷器。（2） 110kV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。（3） 直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时，变压器中性点应装设避雷器。变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时，变压器中性点应装设避雷器。（4） 不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点应装设避雷器（5） 变电所 35kV 及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。（6） 变电所的出线如有架空线路出线时，在架空线出线处应装设避雷器。第第 2.52.5 节
17、节 电网中性点接地电网中性点接地电网中性点接地方式与电网的电压等级、单相接地故障电流、过电压水平以及保精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业护配置等有密切关系。电网中性点接地方式直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。2.5.12.5.1 中性点非直接接地中性点非直接接地(1)中性点不接地:中性点不接地方式最简单，单相接地时允许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备的电容电流。但由于过电压水平高，要求有较高的绝缘水平，不宜用于 110KV 及以上电网，在 6-63KV 电网中，则采用中性点不接地方式，但电容电流不能
18、超过允许值，否则接地电弧不易自熄，易产生较高弧光间歇接地过电压，波及整个电网。(2)中性点经消弧线圈接地:当接地电容电流超过允许值时，可采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以消除弧光间歇接地过电压。(3)中性点经高电阻接地:当接地电容电流超过允许值时，也可采用中性点经高电阻接地方式。此接地方式和经消弧线圈接地方式相比，改变了接地电流相位，加速泄放回路中的残余荷，促使接地电弧自熄，从而可提供足够的电流和零序电压，使接地保护可靠动作，一般用于大型发电机中性点。2.5.22.5.2 中性点直接接地中性点直接接地 直接接地方式的单相短路电流很大，线路或设备须立即切除，增加断路器负担， 降低
19、供电连续性。但由于过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，特别是在高压和超高压电网，经济效益显著。故适用于 110KV 及以上电网中。此外，在雷电活动较强的山岳丘陵地区，结构简单的 110KV 电网，如采用直接接地方式，不能满足安全供电要求和对联网影响不大时，可采用中性点经消弧线圈接地方式。2.5.32.5.3 中性点接地方式中性点接地方式电力网中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。（1） 变压器的 110-500KV 侧采用中性点直接接地方式 自耦变压器，其中性点须要直接接地或经小阻抗接地。 凡中、低压有电源的升压站和降压变电所至少有一台变压器直接接地。 终端变电所的变压器中
20、性点一般不接地。 变压器中性点接地点的数量应使电网所有短路点的综合零序电抗与综合正序电抗之比 X0/X1小于 3，以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压；X0/X1尚应大于 1- 1.5，以使单相接地短路电流不超精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业过三相短路电流。 所有普通变压器的中性点都应经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择接地点。当变压器中性点可能断开运行时，若该变压器中性点绝缘不是按线电压设计，应在中性点装设避雷器保护。 选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成为中性点不接地的系统。（2） 主变压器 6-63KV 侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式
21、6-63KV 电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电流大于 30A，或 10A 时，中性点应经消弧线圈接地。采用消弧线圈接地时，应注意以下几点： 6-63KV 电网中需要安装的消弧线圈应由系统统筹规划，分散布置。应避免整个电网只装一台消弧线圈，也应避免在一个变电所中装设多台消弧线圈。在任何运行方式下，电网不得失去消弧线圈的补偿。 在变电所中，消弧线圈一般装在变压器中性点中，6-10KV 消弧线圈也可装在调相机的中性点上。 当两台变压器合用一台消弧线圈时，应分别经隔离开关与变压器中性点相连。平时运行只合其中一组隔离开关，以避免在单相接地时发生虚幻接现象。 如变压器无性点或中性点未引出，应装
22、设专用接地变压器。其容量应与消弧线圈的容量相配合，选择接地变压器容量时，可考虑变压器的短时过负荷能力。第第 2.62.6 节节 主变压器选择主变压器选择2.6.12.6.1 台数和容量的选择台数和容量的选择（1） 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综合考虑确定。（2） 主变压器容量一般按变电所、建成后 510 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。（3） 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、低压侧电力网取得跔容量的备用电源时，可装
23、设一台主变压器。（4） 装有两台及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 70%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业（5）当一台事故停用时，另一台变压器事故过负荷能力查表得出过负荷倍数为1.3，允许时间为 2 小时。2.6.22.6.2 主变压器型式的选择主变压器型式的选择（1） 110kV 主变压器一般均应选用双绕组变压器。（3） 具有两个电压等级的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15%以上，主变压器宜采用双绕组变压器。2.6.32.6.3本变电所主变压器容量的确定本变电所主变压器容量的确定变压器
24、最大负荷按下式确定：PMKOP式中：KO -负荷同时系数对于装设两台或三台主变的变电所，每台变压器的额定容量Sn通常按下式进行初选：Sn0.7 SmaxSmax-变电所的最大计算负荷对于此次设计的 110 kV 变电所，当一台变压器故障时，另外一台承担 70%的负荷， Sn= 0.7Sm=0.7*27500=19250KVA两台变压容量相同 选一台容量为 20MVA 的双绕组变压器查表 2-5，故选择一台双绕组变压器。其参数：表 2.1额定容量额定电压（KV）阻抗电压（%）连接组标号20MVA1110.5Y0/-112.6.42.6.4 所用电设计所用电设计降压变电所的所用电负荷一般容量都不太
25、大，对其可靠性的要求远不如发电厂的厂用电那样高，因此，变电所的所用电接线简单，所用电压也只需 380/220 V 级，且动力与照明合用。所用电设计的要求及原则(1)所用电设计要求：所用电设计应按照运行，检修和施工的需要，考虑全厂发展规划，积极慎重的采用经过试验鉴定是新技术和新设备，使设计达到技术先进，经济合理。所用电接线应满足正常运行的安全，可靠，灵活，经济和检修，维护方便等一般要求外，还应满足下列特殊的要精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业求： 尽量缩小所用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。 便于全期扩建连续施工，对公用负荷的供电要结合远景规划。 所用电设计应按照运行
26、、检修和施工的要求，考虑全所发展的规划，积极慎重的采用经过实验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进，经济合理。 在选择所用电设备的形式时，应结合所用配电装置的布置。(2)所用电的设计原则： 所内有较低电压母线时，可将一台变压器通过旁母断路器开关接到旁路母线上。正常运行时，由工作母线供电，在工作检修或进行试验时，则倒换旁路母线上供电 由主变压器的低压侧引接，所用变压器要选用大断流容量开关设备，否则还要加电抗器。 所用电设备的布置应符合电力生产的工艺流程的要求，作到设备布局和空间利用合理。 变电所的安全运行和维护创造良好的工作环境，巡回检查道路畅通，设备的布置满足安全净距并符合防火、防暴、防潮
27、、防冻和防尘的要求。 设备的检修和搬运不影响运行设备的安全。 在选择所用电设备的形式时，应结合所用配电装置的布置特点，择优选用适当的产品。 本变电所所用电的设计对于本次设计总容量为 20MVA,枢纽变电所、总装机容量在 60MVA 及以上的变电应装设两台变压器一台所用一台备用，应装设备用电源自动投入装置。当一台变压器出现故障时，另一台利用空气开关自动投入。所用电占总负荷的 0.5%。（1）所用变压器的选择： S 所用=Pmax0.5% =200.5% =0.1MVA =100KVA查表 3-6。故选择一台双绕组标准容量电力变压器。其参数：表 2.2型号容量低压侧额定电压连接组标号精选优质文档-
28、倾情为你奉上专心-专注-专业（KV）SJL1-1000.4Y/Y0-12 两台双绕组标准容量电力变压器,一台投入一台备用。第第 3 3 章：短路电流计算章：短路电流计算第第 3.13.1 节节 短路电流计算的目的、规定和步骤短路电流计算的目的、规定和步骤3.1.13.1.1 短路电流计算的目的：短路电流计算的目的：变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：（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
29、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） 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。（4） 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。（5 5） 接地装置的设计，也需用短路电流。3.1.23.1.2 短路电流计算的一般规定短路电流计算的一般规定(1) 计算的基本情况精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 电力系统中所有电源均在额定负载下运行。 所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁） 。 短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。所有电源的电动势相位角相等。 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考
30、虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。(2) 接线方式：计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式） ，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：应按本工程设计规划容量计算，考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑工程建成后510 年） 。(4) 短路种类：一般按三相短路计算。若自耦变压器等回路中单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情况的进行校验(5) 短路计算点：在正常接线方式中，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的 610KV
31、出线与厂用分支线回路母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取电抗器前。选择其导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。3.1.33.1.3 计算步骤计算步骤: :(1) 选择计算短路点:(2) 画等值网络（次暂态网络）图首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗 Xd。选取基准容量 Sb和基准电压 Ub(一般取后级的平均电压)将各元件电抗换算为同一基准值的标么值给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号(3) 化简等值网络，为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辅射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗X
32、nd。(4) 求计算电抗 Xjs(5) 由运算曲线查出(各电源供给的短路电流周期分量标幺值运算曲线只作到 Xjs=3.5)。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业(6) 计算无限大容量(或 Xjs=3)的电源供给的短路电流周期分量。(7) 计算短路电流周期分量有名值和短路容量。(8) 计算短路电流冲击值。(9) 计算异步电动机供给的短路电流。(10) 绘制短路电流计算结果表。表 3-2 常用基准值电气量关系式基准值Sb(MAV)100(或 1000,或某元件的额定容量)Ub(KV)3.156.310.5 15.7537115230345Ib(KA)Ib=Sb/(Ub)318.39.165.
33、53.661.56 0.5020.2510.167Xb()Xb=Ub/(Ib)=Ub2/Sb30.09950.3971.10 2.4913.7 13253011903.1.43.1.4 短路电流计算以短路电流计算以 d1d1 点短路为例：点短路为例：(1) 等值电路图:(2)短路计算短路电流计算标幺值由下式计算：I*z =I*=1/ X*(=1/Xjs) 其有名值为 Iz= I=I0.2=I=I*zIb(KA) Ib=Sb/(Ub)=Ub/(Ub)33 式中 X*为无限大容量电源到短路点之间的总电抗（标幺值） ； Iz0 秒钟短路电流周期分量；(KA) I0 秒钟短路电流；(KA) I无空大时
34、间的先短路电流。(KA)d-1 点短路（110KV 母线）Sb=500MVA,Ub= Uav1) 等值网络图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2） 计算XS= XS=1基值电压:Ub=115KV基值电流:Ib=Sb/(Ub) =500/(115) =2.624KA33额定电流:In=Ib/(Sn/Sb)=2.624*(500/500)=2.624KA 支路计算电抗 XjS=Xmd/(Snm/Sb)=1*(500/0.9)/500=0.9 0S 短路电流周期分量查图 4-5：I*=1。14有名值 I= I*In=1.14*2.624=2.99KA稳态短路电流：查图 4-7：I*=1.29
35、有名值：I= I*In=3.38KA2 秒短路电流分量：查图 4-6:I0.2*=1.04有名值：I0.2= I0.2*In=2.73 短路电流冲击值 Ich=2.55I=2.55*0.99=7.62KA 全电流最大有效值 Ioh=1.52=1.52*2.99=4.55KA短路容量 S=IUn=*2.99*110=569.65MVA333.1.53.1.5 本变电所的短路电流计算结果表本变电所的短路电流计算结果表精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 4 4 章章 主要电气设备选择主要电气设备选择短路点编号公式d-1d-2基值电压KV Ub11510.5基值电流KA IbSb/Ub32
36、.62427.49支路名称110KV系统10KV系统支路计算电抗0.92.08标幺值 I*1.140.49Os短路电流周期分量有名值 II*Ib2.990.54标幺值 I*1.290.49稳定短路电流有名值 II*Ib3.380.54标幺值 I0.2*1.040.460.2s短路电流有名值 I0.2I0.2*Ib2.730.51短路电流冲击值 Ich2.55-2.7 I7.621.377全电流最大有效值Ioh1.52-1.62I4.550.82短路容量 S”IUn3569.659.35精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到
37、技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。第第 4.14.1 节节 电气设备选择的基础知识电气设备选择的基础知识4.1.14.1.1 一般原则一般原则(1) 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑发展。(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) 与整个工程的建设标准应协调一致。(5) 同类设备应尽量减少品种。(6) 选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。4.1.24.1.2 技术条件技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行。(1)长期工作条件
38、 电压：选用的电器在允许最高工作电压 Umax不低于该回路的最高运行电压 Ug,即 UmaxUg电流：选用的电器额定电流 In不得低于所在回路在各种可能方式下的持续工作电流Ig.max,即：InIgmax表表 4.14.1 各回路持续工作电流各回路持续工作电流 IgmaxIgmax回路名称计算公式发电机或同期调相机回路Igmax=1.05In=1.05Pn/(3UnCosn)三相变压器回路Igmax=1.05In=1.05Pn/(3UnCosn)母线分段断路器或母联断路器回路Igmax 为该母线上最大一台发电机或一组变压器的持续工作电流母线分段电抗器回路Igmax 为该母线上事故切除最大一台发
39、电机时，可能能过精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业电抗器的电流计算。一般取该台发电机 5080%In分裂电抗器回路Igmax 一般按发电机或主变压器额定电流的 70%计算主母线按潮流分布情况计算馈电回路Igmax=2P/(3UnCOS) （2） 短路稳定条件校验的一般原则1)电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，则应按严重情况校验。2)用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时， 可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器
40、，可不验算动、热稳定。短路的热稳定条件：IttItdzIt -t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值(kA)t-设备允许通过的热稳定电流时间(s) 校验短路热稳定所用的计算时间 tdz按下式计算：tdz=tb+td tb-继电保护装置后备保护动作时间（s）td-断路器全分闸时间（s）注：验算导体和 110KV 以下电缆适中热稳定时，用的计算时间釆用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。 短路的动稳定计算： imax ichich- 短路冲击电流峰值（kA）imax-电器允许的极限通过电流峰值（kA）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表表 4.24.2 导体和电器的选择与校验项目导体
41、和电器的选择与校验项目, ,按下表进行选按下表进行选 正常工作条件短路条件环境条件项目电器额定电压（KV）额定电流 （A）开 断容 量（KVA）准确等级二次负荷动稳定热稳定温度海拔高度其他断 路 器负荷开关隔离开关熔断器电 抗 器电流互感器电压互感器支持绝缘子穿墙套管导 线电 缆 用于切断长线时应校验过电压选择保护熔断特性选择电抗百分值电晕及允许电压校验允许电压校验第第 4.24.2 节节电气设备选择电气设备选择4.2.14.2.1 断路器的选择断路器的选择断路器型式的选择,除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。断路器服选择的具体技术条件如
42、下：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业(1)电压：Ug Un Ug-电网工作电压(2)电流：Ig.max In Ig.max-最大持续工作电流(3)开断电流：Ip.t InbrIpt-断路器实际开断时间 t 秒的短路电流周期分量Inbr-断路器额定开断电流(4)动稳定： ich imaximax-断路器极限通过电流峰值ich-三相短路电流冲击值(5)热稳定：ItdzIttI- 稳态三相短路电流tdz -短路电流发热等值时间It- 断路器 t 秒热稳定电流其中 tdz=tz+0.05由 =I /I和短路电流计算时间 t，可从发电厂电气部分课程设计参考资料P112，图 51 查出短路电流周
43、期分量等值时间，从而可计算出 tdz。 （具体选择计算见毕业设计计算书）4.2.24.2.2 隔离开关的选择隔离开关的选择隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较然后确定。参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。(1) 选择的具体技术条件如下：电压：Ug Un Ug-电网工作电压电流：Ig.max In Ig.max-最大持续工作电流动稳定： ich imax热稳定：ItdzItt（具体选择计算见毕业设计计算书） 。4.2.34.2.3 高压熔断器的选择高压熔断器的选择(1) 参数的选择：高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。熔断器是
44、最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。(2) 熔体的选择：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业熔体的额定电流应按高压熔断器的保护熔断特性选择，应满足保护的可靠性、选择性和灵敏度的要求。保护 35kV 及以下电力变压器的高压熔断器熔体的额定电流可按下式选择InR=kIbgm,k=1.1-1.3，Ibgm：电力变压器回路最大工作电流（A） 。保护电力电容器的高压熔断器额定电流按下式选择 InR=kInC,InC：电力电容器回路的额定电流。保护电压互感器的熔断器，只需按额定电流
45、和断流容量选择，不必校验额定电流。（具体选择计算见毕业设计计算书） 。4.2.44.2.4 互感器的选择互感器的选择互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用：（1） 一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化，小型化，并使其结构轻巧，价格便宜，并便于屏内安装。（2） 使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。（具体选择计算见毕业设计计算书） 。(1)电流互感器的选择电流互感器的型式应根据使
46、用环境条件和产品情况选择。对于 6-20KV 屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器，对于 35KV 及以上配电装置，一般用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器，有条件时，应尽量釆用套管式电流互感器。电流互感器的二次侧额定电流有 5A 和 1A 两种，一般弱电系统用 1A，强电系统用5A，当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用 1A。一次额定电流的选择：当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有适当的指示。电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般
47、情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。电缆式零序电流互感器窗中应能通过一次回路的所有电缆。当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业准确级的选择：与仪表连接接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于以下要求：用于电能测量的互感器准确级：0.5功电度表应配用0.2级互感器；1.0级有功电度表应配用0.5级互感级；2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器；2.0级有功电度表及3.0级无功电度表，可配用1.0级级互感器；一般保护用的电流互感器可选用3级，差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级，零序接地保护可釆用专用的电流互感器，
48、保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。一次侧额定电压： UnUgUg为电流互感器安装处一次回路的工作电压，Un为电流互感器额定电压。 热稳定校验:电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流I1n来校验：(I1nKt)Itdz，Kt为CT的1s热稳定倍数； 动稳定校验：内部动稳定可用下式校验：I1nKdwich2I1n-电流互感器的一次绕组额定电流（A）Ich-短路冲击电流的瞬时值（KA）Kdw-CT的1s动稳定倍数(2) 电压互感器的选择电压互感器的型式应根据使用条件选择：620KV屋内配电装置，一般釆用油浸绝缘结构，也可釆用树脂绕注绝缘结构的电压互感器。35110KV的配电
49、装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器，220KV以上，一般釆用电容式电压互感器。当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有第三绕组的单相电压互感器组。电压互感器三个单相电压互感器接线，主二次绕级连接成星形，以供电给测量表计，继电器以及绝缘电压表，对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时才能接入，附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压滤过器供电给继电器和接地信号（绝缘检查）继电器。 一次电压U1：1.1UnU10.9Un，Un为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动范围，即10% Un。 二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，
50、按下表选用所需的二次额精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业定电压。表表4.34.3绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统中用于中性点不接地或经消弧线圈接地系统中二次额定电压（V）100100/3100100/3准确等级电压互感器的准确度是在二次负荷下的准确级。用于电度表准确度不低于0.5级，用于电压测量，不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。二次负荷Sn是对应于在测量仪表所要求的最高准确级下，电压互感器的额定容量。S2是二次负荷，它与测量仪表的类型，数量和接入电压互感器的接线方式有关，电压互感器的三相负荷经常是不平衡的，所以通常用最大一相