1、 xxxxxxxx 畢業設計（論文）題目 110kV降壓變電站電氣一次部分設計系 別 電 氣 工 程 系 專 業 電力系統自動化 班 級 電 力 姓 名 xx x x x xx 學 號 xxxxxxxxxxx 指導教師（職稱） xxxxxxx 日 期 20 年 月 日 摘 要變電站是電力系統的重要組成部分，其作用在于變換電壓、匯集和分配電能。它是把一些設備組裝起來，用以切斷、接通、改變或者調整電壓，在電力系統中，變電站是輸電和配電的集結點。它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節。110kV降壓變電站一次部分設計是電力系統的重要組成部分，本次設計的主要內容：（1）變

2、電站電氣主接線設計，根據主接線的經濟可靠、運行靈活的要求選擇各個電壓等級的接線方式，在技術方面和經濟方面進行比較，選取靈活的接線方式。（2）主變壓器和站用變壓器的選擇，主要確定主變壓器的臺數、型式及容量。（3）短路電流計算，首先是變壓器的參數計算及確定各短路點，然后進行各短路點的短路計算。（4）電氣設備的選擇與校驗，這部分高壓電氣設備的選擇包括母線、高壓斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器的選擇和要求，并對這些設備進行校驗。（5）接地刀閘與避雷器的選擇。本次設計滿足了110kV降壓變電站電氣一次部分的設計要求，實現了電力系統經濟、可靠、安全的運行。關鍵詞：電氣主接線；變電站；短路電流；電氣

3、設備AbstractSubstation is an important part of power system, its role is to transform voltage, collection and distribution of electricity. It is to assemble some equipment to cut, connected, change or adjusting voltage, in the power system, transmission and distribution of power substation is rally po

4、int. It directly affects the whole power system safety and economical operation, are linked to power plants and users of the intermediate link.110 kV buck substation is a part design is an important part of power system, the design of the main content: (1) substation and auto-switch design, accordin

5、g to the wiring the economical and reliable, flexible operation requirement and the choice of different voltage grade of the connection mode, in the technical and economic aspects compared, the selection of flexible connection mode. (2) the main transformer and standing with the choice, main transfo

6、rmer determine primary transformer sets, type and capacity. (3) short-circuit current calculation, first is transformer parameter calculation and confirm the short-circuit point, and then in various short-circuit point of short circuit calculation. (4) electrical equipment choice and calibration, th

7、is part of high voltage electrical equipment choice including generatrix, high voltage circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer choice and requirements, and these equipment check. (5) grounding breaker and lightning arrester choice.This design satisfied 110 kV buck

8、 electrical transformer stations is a part of the design requirements, realized the power system is economy and reliability, safety of operation.Keywords: The main electrical wiring, Substation; Short-circuit current, Electrical equipment目 錄摘要 Abstract 第一章 緒論11.1 課題的技術背景11.2 課程研究的目的和意義11.3 變電站的發展狀況1

9、1.4 設計內容1第二章 變電站電氣主接線設計32.1 主接線的設計原則和要求32.1.1 主接線的設計原則32.1.2 主接線設計的基本要求32.2 主接線的設計42.2.1 設計步驟42.2.2 初步方案設計42.2.3 最優方案確定5第三章 變壓器的選擇73.1 主變壓器的選擇73.1.1 主變壓器臺數的選擇73.1.2 主變壓器型式的選擇73.1.3 主變壓器容量選擇73.1.4 主變壓器型號的選擇83.2 站用變壓器的選擇83.2.1 站用變壓器選擇的基本原則8 站用變壓器型號的選擇8第四章 短路電流計算94.1 短路電流計算的目的、規定與步驟94.1.1 短路電流計算的目的94.1

10、.2 短路電流計算的一般規定94.1.3 短路電流計算步驟94.2 變壓器的參數計算及短路點的確定104.2.1 變壓器參數的計算104.2.2 短路點的確定104.3 各短路點的短路計算114.3.1 短路點d-1的短路電流計算(110kV母線)114.3.2 短路點d-2的短路電流計算(35kV母線)114.3.3 短路點d-3的短路電流計算(10kV母線)124.3.4 短路點d-4的短路計算134.4 繪制短路電流計算結果表14第五章 電氣設備的選擇與校驗165.1 電氣設備的選擇規定165.2 高壓電氣設備選擇175.2.1 斷路器選擇與檢驗175.2.2 隔離開關的選擇與校驗195

11、.2.3 電流互感器選擇與檢驗205.2.4 電壓互感器的選擇及校驗245.2.5 母線與電纜的選擇與校驗24第六章 接地刀閘與避雷器的選擇276.1 接地刀閘選擇276.2 避雷器276.2.1 避雷器的參數276.2.2 避雷器的配置原則276.2.3 避雷器的選擇及結果28結 論29致 謝30參考文獻31附錄一：主要電氣設備表32附錄二：電氣主接線圖33第一章 緒論電力已成為人類歷史發展的重要動力資源，要科學合理地駕馭電力，必須從電力工程的設計原則和方法上來理解和掌握其精髓，提高電力系統的安全，可靠和運行效率，從而達到較低生產成本，提高經濟效益的目的。1.1 課題的技術背景變電站電氣部分

12、設計涵蓋一次部分與二次部分，一次部分設計內容有電氣主接線設計、電氣設備選擇、配電裝置設計等；二次部分包括控制、保護、測量、信號、自動裝置等的設計。一次部分就是一次主接線部分，主要設備就是斷路器、隔離開關、接地開關、母線、電壓互感器、電流互感器、避雷器、主變等等，主要作用就是輸變電，電壓等級較高，一般較多的有110kV，220kV等級的，設計上就是容量計算，選擇合適一次設備，以及設備的安裝等等。二次部分是對一次設備的控制和保護，例如：二次設備電源的分配主要有環網和輻射兩種方式，電壓回路和電流回路的設計，各種控制回路、聯鎖回路和報警回路，以及二次設備的選擇，各種保護裝置，空開，電纜，繼電器等等。1

13、.2 課程研究的目的和意義（1）鞏固和擴大所學的專業理論知識，并在畢業設計的實踐中得到靈活應用；（2）學習和掌握發電廠、變電所電氣部分設計的基本方法；（3）學習查閱有關設計手冊、規范及其他參考資料的技能；（4）獲得搜集資料、計算比較、綜合分析、設計圖紙等方面的訓練和基本技能；（5）培養獨立分析和解決問題的工作能力及解決實際工程設計的能力。1.3 變電站的發展狀況變電站(Substation）是把一些設備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調整電壓，在電力系統中，變電站是輸電和配電的集結點，變電站主要分為：升壓變電站，主網變電站，二次變電站，配電站。變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制

14、電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網聯系起來。變電站起變換電壓作用的設備是變壓器，除此之外，變電站的設備還有開閉電路的開關設備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設備。 變電站的主要設備和連接方式，按其功能不同而有差異。變電站電氣主接線是指變電站的變壓器,輸電線路怎樣與電力系統相連接,從而完成輸配電任務.變電站的主接線是電力系統接線組成中一個重要組成部分。主接線的確定,對電力系統的安全,穩定,靈活,經濟運行及變電站電氣設備的選擇,配電裝置的布置,繼電保護和控制方法的擬定將會產生直接的影響。變電站

15、在電力系統中起著至關重要的作用。近年來110kV變電站的建設迅猛發展，科學的變電站設計方案能夠提升配電網的供電能力和適應性，降低配電網損耗和供電成本，減少電力設施占地資源，體現“增容、升壓、換代、優化通道”的技術改造思路。同時可以增加系統的可靠性，節約占地面積，使變電站的配置達到最佳，不斷提高經濟效益和社會效益。1.4 設計內容本次設計的題目是110kV降壓變電站電氣部分一次設計。根據設計的要求，在設計的過程中，根據變電站的地理環境，容量和各回路數確定變電站電氣主接線和站用電接線并選擇各變壓器的型號、進行參數計算、畫等值網絡圖、并計算各電壓等級側的短路電流、列出短路電流結果表、計算回路持續工作

16、電流、選擇各種高壓電氣設備、并根據相關技術條件和短路電流計算結果表校驗各高壓設備。第二章 變電站電氣主接線設計變電站電氣主接線是指變壓器，輸電線路怎樣與電力系統相連接，從而完成輸配電任務。變電站的主接線和電力系統接線組成中一個重要部分，主接線的確定，對電力系統安全，穩定靈活，經濟運行及變電站電氣設備的選擇，配電裝置，繼電保護和控制方法的擬定會產生直接影響。2.1 主接線的設計原則和要求 主接線的設計原則（1）考慮變電站在電力系統的地位和作用 變電站在電力系統中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站,地區變電站、終端變電站、企業變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統中的地位和作

17、用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經濟性的要求也不同。 （2）考慮近期和遠期的發展規模 變電站主接線設計應根據510年電力系統發展規劃進行，應根據負荷的大小和分布,負荷增長速度及地區網絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數和出線回數。 （3）考慮負荷的重要性分級和出線回路多少對主接線的影響 對一、二級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一、二級負荷不間斷供電，三級負荷一般只需一個電源供電。 （4）考慮主變臺數對主接線的影響 變電站主變的容量和臺數，對變電站主接線的選擇將產生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性

18、高。因此，其對主接線的可靠性，靈活性的要求也高，而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性，靈活性要求低。 （5）考慮備用量的有無和大小對主接線的影響 發、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求，電氣主接線的設計要根據備用容量的有無而有所不同。例如：當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運、當線路故障時是否允許切除線路、變壓器的數量等，都直接影響主接線的形式。 主接線設計的基本要求 根據有關規定：變電站電氣主接線應根據變電站在電力系統的地位，變電站的規劃容量，負荷性質線路變壓器的連接，元件總數等條件確定。并應綜合考慮供電可靠性，運行靈

19、活，操作檢修方便，投資節約和便于過度或擴建等要求。 （1）可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件(包括一次和二次設備)在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設計，不僅要考慮一次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標志如下： 斷路器檢修時是否影響供電： 線路，斷路器，母線故障和檢修時，停運線路的回數和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電；變電站全

20、部停電的可能性。 （2）靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面的要求： 調度靈活,操作方便。可靈活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，能夠滿足系統在正常，事故，檢修及特殊運行方式下的調度要求。 檢修安全。可方便的停運斷路器，母線及其繼電器保護設備，進行安全檢修，且不影響對用戶的供電。 擴建方便。隨著電力事業的發展，往往需要對已經投運的變電站進行擴建，從變壓器直至饋線數均有擴建的可能。所以,在設計主接線時，應留有余地，應能容易地從初期過度到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改造量最小。 （3）經濟性 可靠性和靈活性是主接線設計中在技術方面的要求，它與經濟性之間往往發生矛盾，即欲使主接線可

21、靠，靈活，將可能導致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術要求前提下，做到經濟合理。 投資省。主接線應簡單清晰，以節約斷路器，隔離開關等一次設備投資：要使控制，保護方式不過于復雜，以利于運行并節約二次設備和電纜投資，要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設備：在終端或分支變電站中，應推廣采用直降式(110/610kV)變電站和以質量可靠的簡易電器代替高壓側斷路器。 年運行費小。年運行費包括電能損耗費，折舊費以及大修費，日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數以及避免兩次變壓而增加電能損失。 占地面積小。電氣主接線設計要為配電裝置的布置

22、創造條件，以便節約用地和節省架構、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應采用三相變壓器。在可能的情況下，應采取一次設計，分期投資，投產，盡快發揮經濟效益。2.2 主接線的設計 設計步驟電氣主接線設計，一般分以下幾步：擬定可行的主接線方案：根據設計任務書的要求，在分析原始資料的基礎上，擬訂出若干可行方案，內容包括主變壓器形式，臺數和容量，以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據對主接線的要求，從技術上論證各方案的優、缺點，保留兩個技術上相當的較好方案； 對兩個技術上比較好的方案進行經濟計算； 對兩個方案進行全面的技術，經濟比較，確定最優的主接線方案； 繪制最優方案電氣主接線圖。 初步

23、方案設計 根據原始資料，此變電站有三個電壓等級：110kV，故可初選三相三繞組變壓器，根據變電站與系統連接的系統圖知，變電站有兩條進線，為保證供電可靠性，可裝設兩臺主變壓器。為保證設計出最優的接線方案，初步設計以下兩種接線方案供最優方案的選擇。 方案一：110kV側采用雙母線接線，35kV側采用單母分段接線，10kV側采用單母分段接線。 方案二：110kV側采用雙母帶旁路接線，35kV側采用雙母帶旁路接線，10kV側采用單母分段。 兩種方案接線形式如下：圖1.1 方案一。圖1.2 方案二。圖1.1 方案一圖1.2 方案二 最優方案確定技術比較： 在初步設計的兩種方案中，方案一：110kV側采用

24、雙母線接線；方案二：110kV側采用雙母線帶旁路接線。采用雙母線接線的優點： 系統運行，供電可靠； 系統調度靈活； 系統擴建方便等。采用雙母線帶旁路接線的優點：110kV及以上的高壓配電裝置中，因為電壓等級高，輸送功率較大，送電距離較遠，停電影響較大，同時高壓QF每臺檢修通常都需57天的較長時間，因而不允許因檢修QF而長期停電。均需設置旁路母線，從而使檢修與它相連的任意一回路的QF時，該回路便可以不停電，提高供電的可靠性。所以，110kV側采用雙母線帶旁路接線。在初步設計的兩種方案中，方案一：35kV側采用單母分段接線；方案二：35kV側采用雙線線帶旁路接線。由原材料可知，問題中未說明負荷的重

25、要程度，為了安全可靠的供電，35kV側采用雙母帶旁路接線。在初步設計的兩種方案中，10kV側都采用單母線分段接法。單母線分段接法優點：解法簡單；操作方便，設備少。缺點可靠性差；系統穩定性差。所以10kV側采用單母線分段。經濟比較：根據本變電所的需要，為了滿足電氣主接線的供電可靠、調度靈活、擴建方便，110kV、35kV采用雙母帶旁路連線，因為電壓等級高，輸送功率較大，送電距離較遠，停電影響較大，同時高壓QF每臺檢修通常都需57天的較長時間，因而不允許因檢修QF而長期停電。均需設置旁路母線，從而使檢修與它相連的任意一回路的QF時，該回路便可以不停電，提高供電的可靠性。10kV采用單母線分段 ，操

26、作方便，設備少。故選擇方案二。具體主接線圖見附錄二。第三章 變壓器的選擇在發電廠和變電站中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯絡變壓器。只供本廠（站）用電的變壓器，稱為廠（站）變壓器或成為自身變壓器。3.1 主變壓器的選擇3.1.1 主變壓器臺數的選擇為保證供電可靠性，變電站一般裝設兩臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側電網取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設一臺。本設計變電站由兩回電源進線，且低壓側電源只能由這兩回進線取得，故選擇兩臺主變壓器。 主變壓器型式的選擇(1)相數的確定容量為300MW及以下機組單元連接的主變壓器和3

27、30kV以下電力系統中，一般都應選用三相變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資少、占地少、損耗少，同時配電裝置結構較簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸等條件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術經濟合理時，也可選用單相變壓器。(2)繞組數的確定在有三種電壓等級的變電站中，如果變壓器各側繞組的通過容量達到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側雖然無負荷，但需要在該側撞無功功率補償時，宜采用三繞組變壓器。(3)繞組連接方式的確定變壓器繞組連接方式必須和系統電壓相位一致，負責不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有星接和三角形接法，高、中、低三測繞組如何組合要根

28、據具體工程來確定。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35kV也采用星接，其中性點通過消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。(4)結構型式的選擇升壓型：鐵芯中壓繞組低壓繞組高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。 降壓型：鐵芯低壓繞組中壓繞組高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。 應根據功率傳輸方向來選擇結構型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側向中壓側供電為主、向低壓側供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側向低壓側供電為主、向中壓側供電為輔，也可選用升壓型。(5)調壓方式的確定變壓器的電壓調整是用分接開關切換變壓器的

29、分接頭，從而改變其變比來實現。無勵磁調壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調節；有載調壓變壓器分接頭較多，調壓范圍可達30%，且分接頭可帶負荷調節，但有載調壓變壓器不能并聯運行，因為有在分接開關的切換不能保證同步工作。根據變電所變壓器配置，應采用無載調壓變壓器。3.1.3 主變壓器容量選擇 變電站主變壓器容量一般按建站后510年的規劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷Smax 的50%70%（35110kV變電站為60%），或全部重要負荷（當、類負荷超過上述比例時）選擇。SN=0.6(1+5%)8Smax/(N-1) MVA （3.1）式中： N為主變壓器臺數3.

30、1.4 主變壓器型號的選擇由所給材料可知：10kV側 Plmax=3.6MW 35kV側 Plmax=10MW 高壓側 Plmax=3.6+10=13.6MW變電所用電負荷Pz為：Pz=0.16MW所以變電所最大負荷Smax為：Smax=13.6+0.16=13.76MW則Sn=0.6(1+5%)8Smax/(N-1)=0.6×13.76×（2-1）=12.198MVA由以上計算，查發電廠電氣部分第481頁，選擇主變壓器型號如下：表3.1 主變壓器的型號及參數型號及容量（kVA）額定電壓（kV）連接組損耗（kV）阻抗電壓（%）空載電 流（%）高中低空載短路高中高低中低SFS

31、L1-15000/110121±8×2.5%38.5±2×2.5%10.5YN,yn0,d1122.712010.51761.3其容量比為：15000/15000/150003.2 站用變壓器的選擇3.2.1 站用變壓器選擇的基本原則站用變壓器是本變電站提供動力的變壓器，它一般有兩個用途，一是供給變電站使用的低壓交流電源，二是在10kV側形成人為的中性點，同消弧線圈相結合，用于10kV發生接地時補償接地電容電流，消除接地點電弧。它向本變電站區域的用電設備提供電力，其選擇應當滿足本變電站區域的用電量需求，還要考慮在滿足最基本供電質量前提下，將短路電流水平降

32、到最低，以降低初投資額度。阻抗電壓幾條亞形式的選擇，宜使在接點電壓及站用電負荷正常波動范圍內，站用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的±0.5%。變壓器的額定容量必須保證用機械及設備能從電源獲得足夠的功率。在此方案中站用變壓器選擇的型號為：SC1016010，站用電位：160kVA。所選型號變壓器可以滿足最基本供電質量，并將短路電流水平降到最低。 站用變壓器型號的選擇站用變壓器：表3.2 站用變壓器的型號及參數型號額定容量額定電壓連接組損耗W阻抗電壓（%）空載電壓（%）SC10-160/1016010.5/0.4Y,yn0空載短路41.34801860第四章 短路電流計算本章講述短路

33、計算的方法，包括等值網絡圖，變壓器參數計算，短路點的確定，短路電流計算，用于檢驗設備的動，熱穩定。4.1 短路電流計算的目的、規定與步驟4.1.1 短路電流計算的目的在發電廠和變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環節。其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，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 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都能安全，可靠地工作，同時又力求節約資金，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

34、后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩定：計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩定。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相對地的安全距離。 短路電流計算的一般規定（1）計算的基本情況電力系統中所有電源均在額定負載下運行；所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置(包括強行勵磁)；短路發生在短路電流為最大值時的瞬間；所有電源的電動勢相位角相等；應考慮對短路電流值有影響的所有元件,但不考慮短路點的電弧、電阻對異步電動機的作用,僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。（2）接線方式計算短路電流時所用的接線方式,應是可能發生最大短路電流的正常接線方式(即最大運行方式),

35、不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 短路電流計算步驟（1）選擇計算短路點；（2）畫等值網絡圖；首先去掉系統中的所有分支，線路電容，各元件的電阻；選取基準容量和基準電壓(一般取各級的平均電壓)；將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗；繪制等值網絡圖，并將各元件電抗統一編號；（3）化簡等值網絡：為計算不同短路點的短路值,需將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗；（4）求計算電抗；由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值(運算曲線只作到)；計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量；計算短路電流周期分量有名值和短路容

36、量。4.2 變壓器的參數計算及短路點的確定 變壓器參數的計算基準值得選取：SB=100MVA，UB取聯絡側平均額定電壓。(1)主變壓器參數計算由表1.1查明可知，U12%=10.5 U13%=17 U23%=6U1%=0.5(U12%+ U13%-U23%)=0.5(10.5+17-6)=6 U2%=0.5(U12%+ U23%-U13%)=0.5(10.5+6-17)=-0.25 U3%=0.5(U13%+ U23%-U12%)=0.5(17+6-10.5)=6.25電抗標幺值： X1=(U1%÷100)×(SB÷SN)= (10.75÷100)

37、15;(100÷15)=0.72 X2=(U2%÷100)×(SB÷SN)= (-0.25÷100)×(100÷15)=-0.017 X3=(U3%÷100)×(SB÷SN)= (6.25÷100)×(100÷15)=0.42(2)站用變壓器參數計算：由表1.2查明， Ud%=4 X4=( Ud%÷100)×(SB÷SN)= (4÷100)×(100÷0.16)=25(3)系統等值電抗XS=r1l1(SB&

38、#247;UB2)=65×0.4×(100÷1152)=0.197 短路點的確定此變電站設計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110kV進線處短路與變壓器高壓側短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點：在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。依據本變電站選定的主接線方式，設備參數和短路點選擇，網絡等值圖如下：圖4.0 網絡等值圖4.3 各短路點的短路計算4.3.1 短路點d-1的短路計算(110kV母線)網絡化簡如圖4.1所示： 圖4.1 d-1點的短路等值圖Xf1=Xs=0.197Xjs1=Xf1×(Sn÷Sb

39、)=0.197×(1000÷100)=1.97因為Xjs1=3.453所以I*= I*=I0.2*=1/Xjs1=1/3.45=0.290Ib=Sb/ Ub=0.502KAIn=Ib×(Sn/Sb)=5.02KAI= I= I0.2 =I*In= I* In= I0.2*In =0.508×5.02=255KAich=2.55×I=2.55×2.55=6.50KAiah =1.52 I=1.52×2.55=3.876KAS=×I×Un =×255×110=485.826MVA4.3.2

40、 短路點d-2的短路計算(35kV母線) 網絡化簡如圖4.2所示：圖4.2 d-2點的短路等值圖Xf2= Xs+(X1+X2)/( X2+X1)=0.197+(0.72-0.017)/(0.72-0.017)=0.18Xjs2= Xf2 ×Sn/Sb=0.18×1000/100=1.8I*= I*=I0.2*=1/ Xjs2=1/1.8=0.56Ib= Sb/ Ub=100/ (×37)=1.56(KA) In= Ib×(Sn/Sb)=1.56×1000/100=15.69KA) I= I= I0.2 =I*In= I* In= I0.2*In

41、=0.56×15.6=8.736(KA)ich=2.55×I=2.55×8.736=22.28(KA)ioh=1.52×I=1.52×8.736=13.29(KA)S= ×I×Un= ×8.736×35=529.58(MVA)4.3.3 短路點d-3的短路計算(10kV母線)網絡化簡如圖4.3所示：圖4.3 d-3點短路等值圖Xf3=Xs+(X1+X3)/(X1+X3)=0.197+(0.72+0.42)/(0.72+0.42)=0.462Xjs3=Xf3×Sn/Sb=0.462×(1

42、000/100)=4.62I*= I*=I0.2*=1/4.62=0.216Ib= Sb/Ub=100/(×10.5)=5.5KA In= Ib×(Sn/Sb)=5.5×(1000/10)=55KAI= I= I0.2*In=0.216×55=11.904KAich=2.55×I=2.55×11.904=30.355KA iah =1.52 I=1.52×11.904=18.094KAS=×I×Un×11.904×10=206.177MVA4.3.4 短路點d-4的短路計算網絡化簡只需

43、在圖4.3上加站用變壓器的電抗標幺值即可，如下圖所示：圖4.4 d-4點短路等值圖Xf4=0.462+25=25.462Xs4=Xf4×(Sn/Sb)=254.62I*= I*=I0.2*=1/254.62=0.00393Ib= Sb/Ub=100/（×0.4）=144.34KA In= Ib×(Sn/Sb)=1443.4KAI= I= I0.2*In=0.00393×1443.4=5.669KAich=2.55×I=2.55×5.669=14.46KA iah =1.52 I=1.52×5.669=8617KAS=

44、5;I×Un=×5.669×0.38=3.731MVA4.4 繪制短路電流計算結果表總結以上各短路點短路計算，得如下短路電流結果表：表4.1 短路電流結果表短路點編號基準電壓Ub（kV）基準電流Ib（KA）支路名稱支路計算電抗Xjs0s短路電流周期分量穩態短路電流0.2S短路電流短路電流沖擊值Ich（MA）全電流有效值Ioh（MA）短路容量S(MVA)標幺值I*有名值I（KA）標幺值I*有名值I(KA)標幺值I0.2*有名值I0.2(KA)公式Sb/（Ub）I*InI*InI0.2*In2.552.7 I1.521.62 IId11150.5021101.970.

45、5082.550.5082.550.5082.556.53.876485.826d2371.56351.80.568.7630.568.7360.568.73622.2813.29529.28d3105.5104.620.21611.910.21611.910.21611.9130.35518.094206.227d40.4144.30.4254.60.00395.6690.00395.6690.00395.66914.468.6173.713第五章 電氣設備的選擇與校驗導體和電器的選擇是變電所設計的重要內容之一，正確地選擇設備以便電氣主接線和配電裝置達到安全，經濟的安全的重要條件。5.1 電

46、氣設備的選擇規定應滿足正常運行，檢修，短路和過電流情況下的要求，并考慮遠景發展的需要。導體和電器應按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動熱穩定，并按環境條件校驗電器的基本使用條件。（1） 在正常運行條件下各回路的持續工作電流應按下表計算。表5.1 各回路的持續工作電流回路名稱計算公式變壓器回路Ig.max=1.05Im=1.05Sn/Un饋電回路Ig.max =2×Pn/UnCOS Pn.Un.In為設備本身的額定值（2） 各回路持續工作電流的計算110kV母線： Ig.max =(1.05×Sn)/( ×Un)=(1.05×15000)/( ×

47、;110)=82.67A110kV進線： Ig.max =(2P/2)/(UnCOS)=2×(110+3.6)×1000/2/(×110×0.85)=89.23A35kV母線： Ig.max =(1.05×Sn)/( ×Un)=(1.05×15000)/( ×35)=259.82A35kV出線：Ig.max =(2P/2)/( UnCOS)=（2×10 ×1000）/2/ (×35×0.8)=58.92A10kV母線：Ig.max =(1.05×Sn)/( 

48、5;Un)=(1.05×7500)/( ×10)=454.68A10kV出線：Ig.max =(2P/10)/( UnCOS)=（2×3.6 ×1000）/10/ (×10×0.8)=51.96A0.4kV母線：Ig.max =(1.05×Sn)/( ×Un)=(1.05×160)/( ×0.38)=255.2A5.2 高壓電氣設備選擇 斷路器選擇與檢驗（1）斷路器形式的選擇除需要滿足各項技術條件和環境條件外，還考慮便于安裝調試和運行，維護，并經技術經濟比較后才能確定。根據根據我國當前制造情況，

49、電壓6220kV的電網一般選用少油斷路器，QF選擇的具體技術條件如下：電壓：Ug(電網工作電壓)Un 電流：Ig.max (最大工作持續電流) In 開斷電流：IdtIkd IdtQF實際開短時間t秒的短路電流周期分量 IkdQF的額定開斷電流 動穩定： ichimax ichQF極限通過電流峰值 imax三相短路電流沖擊值熱穩定： I2tdzIt2t I穩態三相短路電流 tdz=tz+0.05,=I,/I和短路電流計算時間t，可從（發電廠電氣部分課程設計參考資料）第112頁查短路電流同期分量等值時間t從而計算tdz。（2）QF選擇根據以下條件選擇QF電壓：Ug(電網工作電壓) Un ； 電流

50、：Ig.max (最大工作持續電流) In各回路的Ig.max見表4.1表5.2 QF型號及參數型號額定電壓kV額定電流A額定開斷電流KA動穩定電流KA熱穩定電流KA固有分閘時間S合閘時間S110kV側OFPI-110110125031.58031.50.030.12T35kV側HB353612502580250.060.0635kV出線側HB353612502580250.060.06T10kV側HB-101012504010043.50.060.0610kV出線側ZN4-10C1060017.329.417.30.050.2站用DW5-400400OFPI-110號QF見熊信銀主編的（發電

51、廠電氣部分）491頁 HB35號QF見熊信銀主編的（發電廠電氣部分）490頁 HB-10號QF見熊信銀主編的（發電廠電氣部分）489頁 ZN4-10C號QF見（電力工程電氣設備手冊電氣一次部分）（3）QF校驗校驗110kV側QF 1)開斷電流： IdtIkd Idt=2.55KA Ikd=31.5KA IdtIkd 2) 動穩定： ichimaxich =6.5KA imax=80 KA ichimax 3) 熱穩定： I2tdzIt2t ,=I,/I=2.55/2.55=1 t=2+0.03=2.03查發電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁 tz=1.65S tdz=tz+0.05,=1.

52、65+0.05=1.70S I2tdz=11.9042×1.7=20.24(KA)2.S It2t=31.5×31.5×3=2976.75(KA)2.S則I2tdzIt2t經以上校驗此QF滿足各項要求。校驗變壓器35kV側QF 1）開斷電流： IdtIkd Idt=8736KA Ikd=25KA IdtIkd 2) 動穩定： ichimaxich =2228KA imax =80KA ichimax 3) 熱穩定： I2tdzIt2t ,=I,/I=8.736/8.736=1 t=2+0.06=2.06查熊信銀主編的發電廠電氣部分112頁 tz=1.65S tdz=tz+0.05,=1.65+0.05=1.70S I2tdz=8.7362×1.70=14.85(KA)2.S It2t=25×25×3=1875(KA)2.S則I2tdzIt2t經以上校驗此QF滿足各項要求。GW2-110型號QS見熊信銀主編的（發電廠電氣部分）165頁 GW4-35 GW.8-35同。 隔離開關的選擇與校驗（1）隔離開關形式的選擇隔離開關也是發電廠和變電站中常用的開關電氣設備，一般配有電動及手動操作機構，單項或三項操作，他需與斷路器配套使用，但隔離開關