威海大水泊鎮(zhèn)35KV變電站電氣設(shè)計(jì)

威海大水泊鎮(zhèn)35KV變電站電氣設(shè)計(jì),威海,大水,35,kv,變電站,電氣設(shè)計(jì) 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 威海大水泊鎮(zhèn)35KV變電站電氣設(shè)計(jì) 院部 機(jī)械與電子工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 11級(jí)電氣3班 屆 次 2015屆 學(xué)生姓名 王俊杰 學(xué) 號(hào) 20110757 指導(dǎo)教師 劉雙喜 二零一五年六月一日 VI 目 錄 摘要 1 Abstract 2 引言 3 1原始資料 3 1.1系統(tǒng)情況 3 1.2 10kV負(fù)荷情況 4 1.3本地區(qū)氣象條件 4 2負(fù)荷計(jì)算 4 2.1 10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算 4 2.2無功補(bǔ)償 4 2.2.1 無功補(bǔ)償概述 4 2.2.2無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 5 2.3無功補(bǔ)償裝置 5 2.4并聯(lián)電容器裝置的分組 6 2.5并聯(lián)電容器裝置的接線 6 3主變壓器的選擇 6 3.1變電站的選址 6 3.2主變壓器的選擇 7 3.2.1 相數(shù)的選擇 8 3.2.2 繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)的選擇 8 3.2.3 繞組聯(lián)接組號(hào)的選擇 8 3.2.4 調(diào)壓方式的選擇 8 3.2.5 冷卻方式的選擇 8 3.3規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定 8 3.4主變臺(tái)數(shù)的確定 9 4電氣主接線方案的確定 10 4.1 電氣主接線的基本要求 10 4.1.1 安全性 10 4.1.2 可靠性 11 4.1.3 靈活性 11 4.1.4 經(jīng)濟(jì)性 11 4.2電氣主接線方案的選擇 12 4.2.1 35kV側(cè)電氣主接線的比較 13 4.2.2 10kV側(cè)電氣主接線的比較 14 5 短路電流計(jì)算 15 5.1 概述 15 5.1.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 15 5.1.2 短路的種類 16 5.1.3 短路電流計(jì)算的目的 16 5.2 短路電流計(jì)算的方法和條件 16 5.2.1 短路電流計(jì)算方法 16 5.2.2 短路電流計(jì)算條件 16 5.3 短路電流的計(jì)算 18 5.3.1 10kV側(cè)短路電流的計(jì)算 18 5.3.2 35kV側(cè)短路電流的計(jì)算 19 5.3.3 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 20 6 電氣設(shè)備的選擇 20 6.1電氣設(shè)備選擇的一般性原則 20 6.1.1 技術(shù)條件 20 6.1.2 環(huán)境條件 22 6.2 斷路器隔離開關(guān)的選擇 22 6.2.1 35kV側(cè)進(jìn)線斷路器、隔離開關(guān)的選擇 22 6.2.2 35kV主變壓器側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇 24 6.2.3 10kV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇 24 6.2.4 選擇的斷路器、隔離開關(guān)型號(hào)表 26 6.3 母線的選擇及校驗(yàn) 26 6.3.1 母線導(dǎo)體選擇的一般要求 26 6.3.2 35kV母線的選擇 27 6.3.3 10kV母線的選擇 28 6.3.4 母線選擇結(jié)果 29 6.4 互感器的選擇 29 6.4.1 電流互感器的選擇 29 6.4.2 電壓互感器的選擇 30 6.5 熔斷器的選擇 31 6.5.1 熔斷器概述 31 6.5.2 35kV側(cè)熔斷器的選擇 32 6.5.3 10kV側(cè)熔斷器的選擇 32 6.6 配電裝置的選擇 32 6.6.1 配電裝置概述 32 6.6.2 35kV屋外配電裝置 32 6.6.3 10kV高壓開關(guān)柜 32 7 繼電保護(hù)的設(shè)置 33 7.1 電力變壓器保護(hù) 33 7.1.1 電力變壓器保護(hù)概述 33 7.1.2 電力變壓器縱差保護(hù)接線 34 7.1.3 縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 34 7.1.4 變壓器瓦斯保護(hù) 35 7.1.5 過電流保護(hù) 36 7.2 母線保護(hù) 36 8 變電所的防雷保護(hù) 36 8.1 變電所防雷概述 36 8.2 避雷針的選擇 37 8.3 避雷器的選擇 37 9接地概述 39 9.1接地設(shè)計(jì) 39 總結(jié) 41 參考文獻(xiàn) 42 致 謝 43 Contents Abstract 1 Abstract 2 Introduction 2 1 raw data 2 1.1 system 2 1.2 10kV load 3 1.3 meteorological conditions in the region 3 2 load calculation 3 2.1 10kV side load calculation 3 2.2 reactive power compensation 4 2.2.1 reactive power overview 4 2.2.2 reactive power 4 2.3 reactive power compensation device 5 2.4 grouping of parallel capacitor devices 5 2.5 connection of parallel capacitor device 6 3 main transformer selection 6 3.1 substation location 6 3.2 main transformer selection 8 3.2.1 Selection of ?phase number 8 3.2.2 number and structure of the winding 8 3.2.3 group choose ?winding connection 9 3.2.4 voltage options 9 3.2.5 selection of cooling way 9 3.3 regulation of the transformer substation main transformer selection 9 3.4 the change in the number of 10 4 determination of electrical main wiring scheme 11 4.1 basic electrical wiring 11 4.1.1 security 11 4.1.2 reliability 12 4.1.3 flexibility 13 4.1.4 economics 14 4.2 selection of electrical main wiring scheme 14 4.2.1 35kV side of the main electrical wiring 15 4.2.2 10kV side of the main electrical wiring 17 5 calculation of short-circuit current 18 5.1 overview 18 5.1.1 definition of short circuit cause and short circuit 18 5.1.2 type 18 5.1.3 The purpose of short-circuit current calculation 18 5.2 methods and conditions for calculating short-circuit current 19 5.2.1 short-circuit current calculation method 19 5.2.2 short-circuit current condition 19 5.3 calculation of short-circuit current 21 5.3.1 10kV side short-circuit current calculation 21 5.3.2 35kV side short-circuit current calculation 23 5.3.3 three-phase short-circuit current calculation results table 23 6 the choice of electrical equipment 24 6.1 general principles for electrical equipment selection 24 6.1.1 technical condition 24 6.1.2 environmental conditions 26 6.2 choice of circuit breaker isolation switch 26 6.2.1 35kV side into the circuit breaker, isolating switch 26 6.2.2 35kV main transformer circuit breaker, isolating switch 28 6.2.3 10kV circuit breaker, isolating switch 28 6.2.4 choice of circuit breakers, isolated switch type table 29 6.3 bus selection and check 30 6.3.1 General requirements for bus conductor selection 30 6.3.2 35kV bus 31 6.3.3 10kV bus 33 6.3.4 bus selection results 33 6.4 choice of transformer 34 6.4.1 current transformer 34 6.4.2 voltage transformer choice 35 6.5 fuse 36 6.5.1 fuse overview 36 6.5.2 35kV side fuse 37 6.5.3 10kV side fuse 37 6.6 power distribution device 37 6.6.1 distribution device overview 37 6.6.2 35kV outdoor distribution device 37 6.6.3 10kV high voltage switch cabinet 38 7 relay settings 39 7.1 power transformer protection 39 7.1.1 power transformer protection overview 39 7.1.2 power transformer differential relay connection 39 7.1.3 differential protection setting calculation 40 7.1.4 transformer gas protection 41 7.1.5 over current protection 41 7.2 bus protection 42 8 substation lightning protection 42 8.1 substation lightning protection overview 42 8.2 the choice of lightning rod 42 8.3 the choice of arrester 42 9 grounding 42 9.1 grounding design 43 Summary 43 Reference 43 thank you 43 35KV變電站電氣設(shè)計(jì) 作者：王俊杰 指導(dǎo)教師：劉雙喜 摘要：電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要，也是最方便的能源。電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的各種設(shè)備組成了電力系統(tǒng)。而變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，他直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(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(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定因素 關(guān)鍵詞： 35kV 變電所 設(shè)計(jì) The electrical design of the 35KV substation Athor:junjie wang Supervisor:shuangxi liu Abstract Electricity is the most important in modern society, which is one of the most convenient sources of energy. Electricity production, transmission, distribution, and consumption of all kinds of equipment of the power system. And substation is an important part of power system, he directly affect the safety and economic operation of the whole power system, is contact power plants and users of the intermediate links, plays a transformation and distribution of electric energy effect. The main electrical wiring is the main link of power substation, the main electrical wiring to factory has a close relationship with (by) the selection of electrical equipment, power distribution equipment layout, the determination of relay protection and automatic device, is the size of the transformer substation electrical part of the investment decision factors.. Key words： 35kV substation design  引言 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于調(diào)節(jié)控制和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。而變電站是電力網(wǎng)中線路的連接點(diǎn)，作用是變換電壓、交換功率和匯集、分配電能，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在電力系統(tǒng)中起著橋梁的作用。 變電站是電力系統(tǒng)在的一個(gè)關(guān)鍵部分，是電力系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換電壓、接受分配電能、控制電能流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)備集合，是整個(gè)電力系統(tǒng)中必不可少的部分[1]。如果變電站的設(shè)備出現(xiàn)故障將危及整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，可能出現(xiàn)系統(tǒng)解列，致使用戶斷電，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因而實(shí)現(xiàn)“無人值班式”變電站已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)的必然發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)[2]。 本次設(shè)計(jì)是35kV變電站設(shè)計(jì)，包括變電站的地址和地理位置選擇；確定變電站的建設(shè)規(guī)模設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)電氣主接線方式；計(jì)算短路電流及主要設(shè)備選型；繪制電氣主接線圖；總平面布置圖；35kV和10kV的進(jìn)出線間隔斷面圖等有關(guān)圖紙；設(shè)計(jì)主變壓器繼電保護(hù)的配置、整定計(jì)算；防雷接地設(shè)計(jì)等。為保證供電的可靠性，首先應(yīng)保證系統(tǒng)各元件工作的可靠性，這就需要搞好設(shè)備的正常運(yùn)行維護(hù)和定期的檢修實(shí)驗(yàn)。其次，要提高運(yùn)行水平，防止誤操作的發(fā)生，在事故發(fā)生后應(yīng)盡量采取措施，防止事故擴(kuò)大；保證良好的電能質(zhì)量，主要是維持電壓和頻率的偏差不超出一定的范圍；保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)，要使電能在生產(chǎn)、輸送和分配過程中效率高、損耗小，以期最大限度的降低電能成本，這就要選擇性價(jià)比比較高的元器件，在保證質(zhì)量的同時(shí)降低成本。 變電站的土木建筑是供配電的重要組成部分，在保證安全配電距離的前提下，因地制宜，設(shè)計(jì)出美觀大方、外形新穎的配電建筑。變電站具體位置與選址原則：接近負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便，盡量設(shè)在污染源的上風(fēng)，盡量避開高溫、潮濕有爆炸、火災(zāi)、多塵、震動(dòng)等場(chǎng)所 1原始資料 1.1系統(tǒng)情況 待設(shè)計(jì)變電所通過一條架空線路由正西方向6km處的一座110kV變電所A送電，回路最大傳輸功率不大于11.7MW，A變電所系統(tǒng)容量為3000MW。西北方向21km處一座35kV變電所B通過一條架空出線與待設(shè)計(jì)變電所聯(lián)系，平時(shí)本所與B變電所有少量功率交換。本所投運(yùn)后功率因數(shù)要求到達(dá)0.9。 1.2 10kV負(fù)荷情況 10kV負(fù)荷情況如表1所示 表1.1 10kV負(fù)荷分布情況 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷 （kW） 回路數(shù) 供電方式 功率因數(shù) 1#出線 1570 1 架空 0.85 2#出線 850 1 架空 0.85 3#出線 830 1 架空 0.8 4#出線 1010 1 架空 0.85 5#出線 1530 1 架空 0.9 6#出線 1230 1 架空 0.85 電容器回路 2 10kV側(cè)負(fù)荷同時(shí)率：0.85；10kV側(cè)最小負(fù)荷是最大負(fù)荷的45％； 10kV側(cè)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)=4800H；待設(shè)計(jì)變電所年負(fù)荷增長(zhǎng)率為6%。 1.3本地區(qū)氣象條件 最高氣溫；最低氣溫；年平均氣溫；最熱月平均最高溫度。 2負(fù)荷計(jì)算 2.1 10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算 1.57+0.85+0.83+1.1+1.53+1.23=7.02MW 1.57*0.62+0.85*0.62+0.83*0.75+1.1*0.62+1.53*0.48+1.23*0.62=4.2561MVar （2-1） ==8.21MVA 功率因數(shù)cos=0.8 2.2無功補(bǔ)償 2.2.1 無功補(bǔ)償概述 電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場(chǎng)來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)約占全部負(fù)荷的50%以上。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 電力系統(tǒng)中的無功電源由三部分組成： 1 發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率（一般為有功功率的40%~50%）。 2 無功功率補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)）輸出無功功率。 3 110kV及以上電壓線路的充電功率。 電力系統(tǒng)中如無功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時(shí)，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不能達(dá)到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的60%~70%時(shí)，用戶的電動(dòng)機(jī)將不能啟動(dòng)甚至造成燒毀。所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是非常有必要的。 2.2.2無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 補(bǔ)償前cos=0.84，求補(bǔ)償后達(dá)到0.9。因此可以如下計(jì)算： 設(shè)需要補(bǔ)償XMva 的無功 則cos= （2-2） ==0.9 解得 X=0.84MVar 2.3無功補(bǔ)償裝置 無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。并聯(lián)補(bǔ)償裝置又可分為同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置等幾大類。 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵(lì)補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無功，降低電壓波動(dòng)和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過電壓的功能。其運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但設(shè)備造價(jià)太高，本設(shè)計(jì)中不宜采用。 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。 綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞健? 2.4并聯(lián)電容器裝置的分組 1分組原則 （1）對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。 （2）配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時(shí)，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實(shí)行自動(dòng)投切。負(fù)荷變化不大時(shí)，可按主變壓器臺(tái)數(shù)分組，手動(dòng)投切。 （3）終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償主變壓器的無功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過2.5%。 2分組方式 斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。 2.5并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。 從《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（一次部分）502頁表9—17可比較得出，應(yīng)采用Y形接線，因?yàn)檫@種接線適用于6kV及以上的并聯(lián)電容器組，并且容易布置，布置清晰。 并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，為了在發(fā)生單相接地故障時(shí)不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點(diǎn)不接地方式。 選用BFM11—500—3型號(hào)的高壓并聯(lián)電容器2臺(tái)。額定電壓11kV。額定容量500kVar。 3主變壓器的選擇 3.1變電站的選址 變電站地址選擇與總布置是一門科學(xué)性、綜合性、政策性很強(qiáng)的工程，是電力基本建設(shè)工作的主要組成部分。站址選擇是否正確，總布置是否合理，對(duì)基建投資、建設(shè)速度、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性起著十分重要的甚至決定性的作用。實(shí)踐證明，凡是重視前期工作，站址選擇得好，總布置合理而又緊湊的，則投資省、建設(shè)快、經(jīng)濟(jì)效益高，反之，將給電力建設(shè)造成損失和浪費(fèi)，甚至影響安全供電。 變電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求，綜合考慮確定： 1.靠近負(fù)荷中心；變電站站址的選擇必須要適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃和布局的要求，盡可能的接近主要用戶且靠近負(fù)荷中心。 2.節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地；節(jié)約工程用地是我們的國策，我們需要遵循技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則，合理布置，盡可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。尤其要避免占用菜地良田等經(jīng)濟(jì)效益高的土地。用地要緊湊，因地制宜，用劣地作為站址選擇方案是決定一個(gè)設(shè)計(jì)方案好壞的主要條件之一。 3.線路走廊 變電站站址的選擇，應(yīng)便于各級(jí)電壓線路的引進(jìn)和引出。變電站的進(jìn)出線在變電站附近時(shí)，往往需要集中在一起架設(shè)，其所占的范圍和路徑的通道稱為線路走廊。在確定出線走廊時(shí)，還應(yīng)考慮與城鎮(zhèn)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。 4.交通運(yùn)輸 站址應(yīng)盡可能選擇在已有或規(guī)劃的鐵路、公路等交通線附近，以減少交通運(yùn)輸?shù)耐顿Y，加快建設(shè)和降低運(yùn)輸成本。站址的選擇還應(yīng)考慮施工時(shí)設(shè)備材料的運(yùn)輸。特別應(yīng)考慮大型設(shè)備，如：主變壓器等大件的運(yùn)輸方案，以及運(yùn)行時(shí)搶修、維護(hù)的道路。變電站在運(yùn)行后的對(duì)外運(yùn)輸量是很小的。 5.周圍環(huán)境宜無明顯污穢，如空氣污穢時(shí)，所址宜設(shè)在受污源影響最小處；，因污穢地段的各種污穢物，嚴(yán)重影響著變電站電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性。其對(duì)電氣設(shè)備危害的程度與污染物的導(dǎo)電性、吸水性、附著力、氣象條件、污染物的數(shù)量、比重及與污染源的距離有密切聯(lián)系。 6.具有適宜的地質(zhì)、地形和地貌條件（例如避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶、山區(qū)、風(fēng)口和有危巖或易發(fā)生滾石的場(chǎng)所），所址宜避免選在有重要文物或開采后對(duì)變電所有影響的礦藏地點(diǎn)，否則應(yīng)征得有關(guān)部門的同意； 7.所址標(biāo)高宜在50 年一遇高水位之上，否則，所區(qū)應(yīng)有可靠的防洪措施或與地區(qū)（工業(yè)企業(yè)）的防洪標(biāo)準(zhǔn)相一致，但仍應(yīng)高于內(nèi)澇水位； 8.應(yīng)考慮職工生活上的方便及水源條件； 9.應(yīng)考慮變電所與周圍環(huán)境、鄰近設(shè)施的相互影響。 3.2主變壓器的選擇 電力變壓器（power transformation文字符號(hào)T或TM），即是在發(fā)電場(chǎng)及變電站中，向用戶或電力系統(tǒng)輸送功率的變壓器，是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送，分配和和使用。 主變壓器容量一般是按變電所建成后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷來選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10~20年負(fù)荷發(fā)展。根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)等綜合考慮來確定其容量。為一、二級(jí)負(fù)荷供電的變電站中，宜裝設(shè)主變兩臺(tái)，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上主變。若變電站可從中、低壓側(cè)電網(wǎng)獲得充足容量的備用電源時(shí)，可以選擇只安裝一臺(tái)主變[4]。對(duì)一般性變電站而言，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70%~80%。而對(duì)于樞紐變電站，變電站以設(shè)置兩臺(tái)主變壓器為宜。 3.2.1 相數(shù)的選擇 容量為300MW及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)該選擇三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M占地多、相對(duì)投資大、運(yùn)行消耗也比較大。[7]同時(shí)由于配電裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加了維修工作量。但是，由于變壓器受制造條件和運(yùn)輸條件的限制，特別是大型變壓器需要考察其運(yùn)輸?shù)目赡苄?。如果受到限制，則可選用單相變壓器。 3.2.2 繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)的選擇 電力變壓器按其每相的繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組或者更高的繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，“具有兩個(gè)電壓等級(jí)的變電所中，應(yīng)首先考慮雙繞組變壓器。” 3.2.3 繞組聯(lián)接組號(hào)的選擇 變壓器三相繞組的聯(lián)接組號(hào)必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組聯(lián)接方式只有星形“Y”和三角形“d”兩種。因此，變壓器三相繞組的聯(lián)接方式應(yīng)該根據(jù)具體工程來確定。 3.2.4 調(diào)壓方式的選擇 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實(shí)現(xiàn)。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá)30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，根據(jù)變電所變壓器的配置，應(yīng)該選用有載調(diào)壓變壓器[9]。 3.2.5 冷卻方式的選擇 變壓器冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等，但水系統(tǒng)比較復(fù)雜且變壓器價(jià)格比較高[10]。中、小型變壓器通常采用自然風(fēng)冷卻方式及強(qiáng)迫式冷卻方式散發(fā)能量。容量在31.5MVA及以上的大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。容量在350MVA及以上特大變壓器中一般采用強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻方式 3.3規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定 1主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161—85有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)行。凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。若變電所所有其他能源可保證在主變停運(yùn)后用戶的一級(jí)負(fù)荷，則可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 2與電力系統(tǒng)連接的220~330kV變壓器，若不受運(yùn)輸條件限制，應(yīng)選用三相變壓器。 3根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展及潮流的變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護(hù)、對(duì)通信線路的影響、調(diào)壓和設(shè)備制造等條件允許時(shí)，應(yīng)采用自耦變壓器。 4在220~330kV具有三種電壓的變電所中，若通過主變各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。 5主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161的有關(guān)規(guī)定。 3.4主變臺(tái)數(shù)的確定 為保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變，但一般不超過兩臺(tái)主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。對(duì)大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)安裝2~4臺(tái)主變。 本次設(shè)計(jì)的變電所沒有一級(jí)負(fù)荷，所以采用兩臺(tái)主變。 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5~10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余容量至少能保證所供一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的60~75%。 由3.2的負(fù)荷計(jì)算得知10kV側(cè)的負(fù)荷總量為8.21MVA。 考慮5%的年負(fù)荷增長(zhǎng)率，5年規(guī)劃年限內(nèi)計(jì)算負(fù)荷可表示為： （3-1） 式中—第一年的負(fù)荷； —年負(fù)荷增長(zhǎng)率； n—規(guī)劃年數(shù)； i—年利率。 帶入i=0.1，n=5，=6%，=8.21MVA得=12.024MVA。 再考慮同時(shí)系數(shù)時(shí)，可按下式算： （3-2） 式中—負(fù)荷同時(shí)系數(shù) 帶入=0.85得=10.18MVA。 對(duì)于兩臺(tái)變壓器的變電所，其變壓器的額定容量可按下式確定： =0.7=0.7*12.024=7.96MVA 總安裝容量為2*（0.7）=1.4 如此當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，考慮變壓器的過負(fù)荷能力為40%，則可保證98的負(fù)荷供電。 所以應(yīng)選容量為8000kVA的變壓器。 根據(jù)上述的討論選用35kV鋁線雙繞組電力變壓器，該變壓器的型號(hào)為SZ7 —8000/35.具體技術(shù)數(shù)據(jù)如下表： 表3.1 變壓器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) SZ7—8000/35 額定容量(kVA) 8000 額定電壓(kV) 高壓 35 低壓 10.5 損耗(KW) 空載 12.3 短路 47.5 短路電壓(%) 7.5 空載電流(%) 1 4電氣主接線方案的確定 電氣主接線主要是為滿足預(yù)定功率傳送方式和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的，表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電氣主接線的確定與電氣設(shè)備選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方式等的擬定有著緊密的關(guān)系，主接線設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、靈活和控制運(yùn)行。因此主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全可靠、運(yùn)行靈活、檢修方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)和遠(yuǎn)景發(fā)展等的要求。 4.1 電氣主接線的基本要求 電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性與靈活性這四項(xiàng)基本要求。 4.1.1 安全性 安全性應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范，能充分保證人身和設(shè)備的安全。 （1） 在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的負(fù)荷側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)； （2） 在低壓斷路器的電源側(cè)以及可能反饋電能的負(fù)荷側(cè)，必須裝設(shè)低壓隔離開關(guān)（刀開關(guān)）； （3） 在裝設(shè)負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)； （4） 35kV及以上的線路末端，應(yīng)裝設(shè)與隔離開關(guān)連鎖的接地刀閘。 （5） 變配電所高壓母線上及架空線路的末端，必須裝設(shè)有避雷器。裝設(shè)在母線上的避雷器，應(yīng)該與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)；接與變壓器所引出的避雷器，不應(yīng)該裝隔離開關(guān)。 4.1.2 可靠性 研究可靠性應(yīng)該重視國內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和定性分析，要考慮發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、所采用的設(shè)備的可靠性。結(jié)合一次設(shè)備和相應(yīng)的二次部分在運(yùn)行中的可靠性進(jìn)行綜合分析。其具體要求如下： （1） 斷路器檢修時(shí)不應(yīng)影響供電。系統(tǒng)有重要負(fù)荷，應(yīng)能保證安全、可靠的供電。 （2） 母線或斷路器故障以及母線檢修時(shí)，應(yīng)盡量減少停運(yùn)出線回?cái)?shù)及停電時(shí)間，并且要保證全部一級(jí)負(fù)荷和部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 （3） 盡量避免變電所、發(fā)電廠全部停運(yùn)的可能性。防止系統(tǒng)因?yàn)槟吃O(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)解裂。 （4） 超高壓大機(jī)組電氣主接線應(yīng)滿足可靠性這個(gè)特殊要求。 4.1.3 靈活性 應(yīng)能適應(yīng)供電系統(tǒng)所需要的各種運(yùn)行方式，便于操作維護(hù)，并能適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展，有擴(kuò)充改建的可能性。其具體要求如下： （1） 變配電所的高低壓母線，一般采用單母線或單母線分段接線； （2） 35kV及以上電源進(jìn)線為雙2網(wǎng)絡(luò)時(shí)，宜采用橋型接線或線路變壓器組接線； （3） 電氣主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)； （4） 需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開關(guān)； （5） 調(diào)度時(shí)應(yīng)該可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在檢修運(yùn)行方式，特殊運(yùn)行方式和事故運(yùn)行方式下系統(tǒng)調(diào)度的要求。 （6） 檢修時(shí)能夠便利地停運(yùn)母線、斷路器及其繼電保護(hù)設(shè)備，在安全檢修不影響對(duì)車間的供電和電力網(wǎng)的運(yùn)行。 （7） 擴(kuò)建時(shí)可以方便順利地從初期接線慢慢地過渡到最后的接線。在停運(yùn)時(shí)間最短或者不影響不間斷供電的情況下，投入新裝的機(jī)組，變壓器、線路應(yīng)該能不相互干擾，并且對(duì)二次和一次部分的改建工作最少。 4.1.4 經(jīng)濟(jì)性 在滿足上述要求的情況下，應(yīng)盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量，應(yīng)盡可能選用技術(shù)先進(jìn)又經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品。其具體要求如下： （1） 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，節(jié)省隔離開關(guān)、斷路器、避雷器、電壓和電流互感器等一次設(shè)備。 （2） 要能使二次回路和繼電保護(hù)不過于復(fù)雜，以節(jié)省控制電纜和二次設(shè)備。 （3） 要能夠限制短路電流，便于選擇輕型電器或價(jià)廉的電氣設(shè)備。 （4） 如果能滿足系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全運(yùn)行的要求，35kV及以下終端或者分支變電所可以采用簡(jiǎn)易的電器。 （5） 占地面積少。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 （6） 電能的損失少。合理經(jīng)濟(jì)地選擇主變壓器的容量、種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加的電能損失。 （7） 中、小型工廠變配電所一般采用高壓少油斷路器，在需要頻繁操作場(chǎng)合，應(yīng)采用真空斷路器或SF6斷路器。 4.2電氣主接線方案的選擇 本設(shè)計(jì)35kV側(cè)進(jìn)線2回，10kV側(cè)有6回出線，初步設(shè)計(jì)方案為： 表4-1 主接線設(shè)計(jì)方案 方案 35kV 10kV 主變臺(tái)數(shù)/臺(tái) 方案一 橋型接線 單母接線 2 方案二 單母分段 單母分段 2 12 4.2.1 35kV側(cè)電氣主接線的比較 依照《變電站設(shè)計(jì)規(guī)程》第23條規(guī)定：“35～60 kV配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般使用橋形接線；當(dāng)出線為2回以上時(shí)，一般使用單母線分段或單母線接線。當(dāng)出線回路較多、連接的電源較多、負(fù)荷大或污穢環(huán)境中的35～60 kV室外配電裝置，也可采用雙母線接線” [5]。 圖4-1單母分段接線 橋形接線有內(nèi)橋（圖4-2）和外橋（圖4-3）兩種方式： 圖4-2 內(nèi)橋接線圖 圖4-3 外橋接線圖 內(nèi)橋接線就是橋連短路器在變壓器側(cè)，特點(diǎn)是其中一回線路檢修或故障 13 時(shí)，其余部分不受影響，操作較簡(jiǎn)單，但是變壓器切除、投入或故障時(shí)，有一回短時(shí)停運(yùn)，操作較復(fù)雜，而且線側(cè)短路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。所以內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長(zhǎng)（則檢修和故障幾率大）或變壓器不需要經(jīng)常投、切及穿越功率不大的小容量配電裝置中。 外橋和內(nèi)橋接線方式特點(diǎn)幾乎相反。所以外橋接線適用于輸電線路較短或變壓器需要經(jīng)常投、切及穿越功率較大的小容量配電裝置中?？傊?，橋形接線簡(jiǎn)單、使用設(shè)備少、建造費(fèi)用低，并易于發(fā)展成為單母線分段和雙母線接線，其適用于中、小容量發(fā)電廠和變電站的35～220kV配電裝置中。 現(xiàn)進(jìn)行35kV側(cè)電氣主接線的比較： 表4-2 35kV斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量表 方案比較 單母線分段 橋型接線 斷路器臺(tái)數(shù) 5 3 隔離開關(guān)總數(shù) 8 6 表4-3 35kV側(cè)電氣主接線方案比較 方案 項(xiàng)目 方案一：35kV側(cè)橋型接線 方案二：35kV側(cè)單母分段 可靠性 可靠性一般，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，需動(dòng)作與之相連的兩臺(tái)斷路器，從而影響一臺(tái)未發(fā)生故障的變壓器運(yùn)行 可靠性較高，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，保證段正常母線不間斷供電 靈活性 靈活性一般 接線簡(jiǎn)單，投切變壓器，倒閘操作最簡(jiǎn)便，靈活性較高。 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性高 設(shè)備最多，造價(jià)較高 經(jīng)過對(duì)35kV側(cè)橋型接線與單母分段的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的分析，確定35kV側(cè)單母分段。 4.2.2 10kV側(cè)電氣主接線的比較 表4-4 10kV側(cè)電氣主接線方案比較 方案 項(xiàng)目 方案一：10kV側(cè)單母線接線 方案二：10kV側(cè)單母線分段 可靠性 可靠性差，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停電。 可靠性較高，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，保證段正常母線不間斷供電 靈活性 調(diào)度不方便 調(diào)度相對(duì)靈活 經(jīng)濟(jì)性 接線簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性高 設(shè)備相對(duì)多，投資有所增加 圖4-4 單母線接線 經(jīng)過對(duì)單母接線以及單母分段的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的比較，確定10kV側(cè)采用單母分段接線形式。 本次設(shè)計(jì)的變電站，根據(jù)原始資料，必須滿足供電可靠性和靈活性，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。35kV、10kV接線形式選擇方案二：35kV側(cè)與10kV側(cè)均采用單母分段線接線方式。 5 短路電流計(jì)算 5.1 概述 5.1.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時(shí)指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 5.1.2 短路的種類 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、和兩相接地短路。三相短路時(shí)對(duì)稱短路，此時(shí)三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對(duì)稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對(duì)稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的65~70%，兩相短路約占10~15%，兩相接地短路約占10~20%，三相短路約占5% 5.1.3 短路電流計(jì)算的目的 1電氣主接線比選；2選擇導(dǎo)體和電器；3確定中性點(diǎn)接地方式；4計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺；5確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；6驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 5.2 短路電流計(jì)算的方法和條件 5.2.1 短路電流計(jì)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(shí)，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(dāng)這些元件遇到短路情況時(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)很小，可以認(rèn)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(dāng)發(fā)生短路時(shí)，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。 在這里進(jìn)行短路電流計(jì)算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的，其步驟如下： 1對(duì)各等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，求出計(jì)算電抗； 2求出短路電流的標(biāo)么值； 3歸算到各電壓等級(jí)求出有名值。 5.2.2 短路電流計(jì)算條件 1短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則： （1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行； （2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； （3）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，定子三相繞組空間位置相差120度電氣角度； （4）電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； （5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)； （6）同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）； （7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； （8）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； （9）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的都略去不計(jì)； （10）元件的計(jì)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； （11）輸電線路的電容略去不計(jì)； （12）用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。 2接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)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(yùn)行的接線方式。 3計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 4短路點(diǎn)的種類 一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)的兩相短路時(shí)，中性點(diǎn)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(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的時(shí)候進(jìn)行計(jì)算。 5短路點(diǎn)位置的選擇 短路電流的計(jì)算，為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)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(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。取最嚴(yán)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(diǎn)a和點(diǎn)b發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計(jì)算。 A點(diǎn) X* 0.476 xT* 2.22 2.22 xT* 2.22 35KV B點(diǎn) 10KV 圖5.1 短路點(diǎn)選擇圖 5.3 短路電流的計(jì)算 5.3.1 10kV側(cè)短路電流的計(jì)算 圖中a點(diǎn)短路，由于A,B系統(tǒng)短路容量都很大，可以近似都看作為無窮大系統(tǒng)電源系統(tǒng)。 取Sj=100MW，Uj1=37kV，Uj2=10.5kV。由公式 I= （5-1） 求的Ij1=1.56kA，Ij2=5.50kA。 線路等效圖如下圖所示： 圖5.2 10kV側(cè)短路等效圖 線路1 X= =0.4*6*100/37=0.17 （5-2） 線路2 X==0.4*21*100/37=0.613 變壓器 X= （5-3） =0.075*100/7.5=0.6 取E1=E2=1 簡(jiǎn)化后等效電路圖如下圖所示： 圖5.2 10kV側(cè)短路等效簡(jiǎn)化圖 X=X//X=0.175//0.613=0.136 =X+0.5*X=0.136+0.5*1=0.436 三相短路電流周期分量有效值 I==5.50/0.436=12.615kA （5-4） 三相短路沖擊電流最大值 ish=2.55* I =2.55*8.9155=32.167kA （5-5） 短路沖擊電流有效值 Ish=1.51* I=1.51*12.615=19.049kA （5-6） 三相短路容量S=U I =1.732*10.5*12.615=229.4MVA （5-7） 5.3.2 35kV側(cè)短路電流的計(jì)算 等效電路圖如下圖所示： 圖5.3 35kV側(cè)短路等效簡(jiǎn)化圖 =X=0.136 三相短路電流周期分量有效值 I==1.56/0.136=11.47kA 三相短路沖擊電流最大值 ish=2.55* I=2.55*11.47=29.24kA 短路沖擊電流有效值 Ish=1.51* I=1.51*131.47=17.3kA 三相短路容量 S=*U I=1.732*37*11.47=735.065MVA 5.3.3 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 表5.1三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編號(hào) 短路點(diǎn)額定電壓 平均工作電壓 短路電流周期分量有效值 短路點(diǎn)沖擊電流 短路容量 有效值 最大值 U/kV U/kV I/kA I/kA /kA /kA S/MVA a 10 10.5 12.615 12.615 32.167 19.049 229.4 b 35 37 11.47 11.47 29.24 17.3 735.065 6 電氣設(shè)備的選擇 6.1電氣設(shè)備選擇的一般性原則 電氣設(shè)備選擇的一般性原則為： （1）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； （2）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； （3）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； （4）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； （5）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)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(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 （6）與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致[13] 。 6.1.1 技術(shù)條件 所選的高壓電器，應(yīng)該能在發(fā)生過電流、過電壓的情況下及長(zhǎng)期工作條件下保持正常的運(yùn)行。 1、長(zhǎng)期工作條件 （1）電流 所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig大于等于選用的電器額定電流In即 計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定，因?yàn)槎搪窌r(shí)變壓器過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也很大。 在選擇其額定電流值時(shí)，應(yīng)能滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求這是因?yàn)楦邏弘娖鳑]有很明確的過載能力。 ②電壓 該回路的最高運(yùn)行電壓Ug大于等于所選用的電器允許最高工作電壓Umax,即 ③ 機(jī)械負(fù)荷 電器引線在短路和正常運(yùn)行時(shí)的最大作用力小于所選擇的電器端子的允許荷載。 （2） 短路穩(wěn)定的條件 ①校驗(yàn)的一般原則 電器在選定后應(yīng)該對(duì)短路電流進(jìn)行熱、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。短路電流的校驗(yàn)中短路電流一般應(yīng)取三相短路時(shí)的電流。若自耦變壓器及中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)等回路中的兩相、單相接地短路或發(fā)電機(jī)出口的兩相短路比三相短路嚴(yán)重時(shí)，則按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。 ②短路的熱穩(wěn)定條件： Qdt—在計(jì)算時(shí)間t秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（kA2s） It—t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(s) tjs = 繼電器保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（tb）+ 斷路器全分閘時(shí)間（tdo） ③短路的動(dòng)穩(wěn)定條件： ich—短路沖擊電流峰值（kA） Ich—短路全電流有效值（kA） idf—電器允許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 電器的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。當(dāng)所選用電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過絕緣配合計(jì)算選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。 6.1.2 環(huán)境條件 按《交流高壓電器在長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱》（GB763-74）的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40時(shí)，允許按額定電流長(zhǎng)期工作。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40（但不高于+60）時(shí)，每增高1，建議額定電流減少1.8%；當(dāng)?shù)陀?40時(shí)，每降低1，建議額定電流增加0.5%，但總的增加值不得超過額定電流的20%。普通高壓電器一般可在環(huán)境最低溫度為-30時(shí)正常運(yùn)行。在