某变电工程设计及其概预算编制概述.docx

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1、某变电工程设计及其概预算编制概述变电所是电力系统的一个重要构成部分，由电器设备及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。本变电所的设计首先是要进行负荷的分析与计算，负荷分析的方法有许多，需用系数法，二项式法等等。通过分析，使用需用系数法更加的适合。接着就是无功补偿，通过公式与查阅无功补偿率的表能够求出所需的无功补偿容量。在变压器台数及容量的选择时，为了提高变电所供电的可靠性，使用的是两台型号相同的变压器，而主接线的设计，在高低压侧都使用了单母线分段接线。短路计算中最终使用了更为普遍的标

2、么值法。关于设备的选择可分为高压侧（IOkV侧）与低压侧（38OV侧）两种。并根据不一致的要求看是否需要进行动稳固或者热稳固的校验。从而选择更适合的设备与电缆，母线等。接下来是变压器的继电保护，关于容量小于80OkVA的油浸式变压器可使用了电流速断，过电流，与过负荷三种保护。最后就是防雷与接地的设计，常用的防雷设备有避雷针，避雷带与避雷线。最终通过分析，使用了四支避雷针作为变电所电气部分的防雷保护。关键词变电站、负荷、输电系统、配电系统、补偿装置AbstractSubstationpowersystemisanimportantcomponentoftheelectricalequipment

3、anddistributionbythenetworkconnectionmodeaccordingtoacertainpose,heobtainedpowerfromthepowersystem,throughitstransformation,distribution,transmissionandprotectionfunctions,andthenpowersafe,reliableandeconomicalelectricitysupplytoeachdevicetosetupplaces.Firstofall,thedesignofthesubstationisnecessaryt

4、ocarryouttheanalysisandcalculationofload,theloadmethodofanalysistherearemany,needtofactormethod,binomialmethodandsoon.Theanalysisrequiredamoresuitablemethod.Reactivepowercompensationandthen,throughtheformulaandchecktherateofreactivepowercompensationcanbeobtainedformthenecessaryreactivepowercompensat

5、ioncapacity.Inthenumberandcapacityofthetransformerofchoice,DalianTigerBeachinordertoimprovethereliabilityofpowersubstations,thetwomodelsusingthesametransformer,thedesignofthemainterminal,inthehighandlowpressuresidebususingasinglesub-wiring.Shortcircuitcalculationofthefinaladoptionofamoregeneralmetho

6、dSMody.Forthechoiceofequipmentcanbedividedintohigh-pressureside(IOkVside)andlow-voltageside(380Vside)oftwo.Andinaccordancewiththerequirementsofdifferentactivitiestoseeiftheneedforstabilityorthermalstabilityofthecalibration.Inordertoselectmoresuitableequipmentandcables,bus,etc.Followedbythetransforme

7、rrelayprotection,thecapacityoflessthan800kVAtransformeroil-immersedcurrentspeedcanbebroken,over-current,aswellasthreetypesofoverloadprotection.Finally,isthedesignoflightningprotectionandgrounding,lightningprotectionequipmentusedalightningrod,lightningprotectionandlightningprotectionzoneline.Afterthe

8、finalanalysis,theuseofalightningrod4DalianTigerBeachaspartoftheelectricalsubstationlightningprotection.keywordssubstation,load,transmissionsystem,correctionequipment.摘要错误!未定义书签。AbstractIl第1章绪论11.1 变电所的设计意义11.2 变电所的设计要求11.3 变电所电气部分的设计应达到的目的错误!未定义书签。1.4 变电所电气部分的设计方案2第2章负荷的分析与计算及无功补偿42.1 负荷的分类及各自的供电要求4

9、2.2 负荷计算42.3 无功补偿的意义及方法错误!未定义书签。2.4 无功补偿的计算5第3章变压器台数及容量的选择63.1 变压器的分类与联结组别63.2 变压器的容量及过负荷能力63.3 变电所主变压器容量及台数，型号的确定7第4章主接线的设计84.1 主接线的概述84.2 主接线的分类及其各的特点84.3 变电所主接线的设计10第5章短路计算135.1 短路的原因，形成及危害135.2 短路计算的方法14第6章电气设备的选择及其校验186.1 高压设备的选择及校验186.2 低压设备的选择及校验196.3 母线及电缆的选择校验21第7章继电保护的设计247.1 中性点不接地系统的单相接地

10、保护247.2 变压器的继电保护及计算24第8章防雷与接地的设计288.1 变电所防雷的设计288.2 变电所设备接地的设计30第9章配电工程概算编制31第10章工程概算表1结论1参考文献2致谢3附录I4附录Il51.1 变电所的设计意义变电所是联系发电厂与用户的中间环节，起着变换与分配电能的作用。根据变电所任务的不一致，可将变电所分为升压变电所与降压变电所两大类。升压变电所通常建在发电厂，降压变电所通常建立在靠近负荷中心的低点。根据电压等级还可分为中压变电所（60千伏及下列）、高压变电所（IlO220千伏）、超高压变电所（330765千伏）与特高压变电所（IoOO千伏及以上）。按其在电力系统

11、中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所与终端变电所。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电所有升压变电所与降压变电所两大类。升压变电所通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂。降压变电所通常远离发电厂而靠近负荷中心。变电所的要紧设备有电力变压器，母线与开关设备等。变电所内都装设有各类保护装置，这些保护装置是根据下级负荷地短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出推断应跳闸保护，同时，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速与闸恢复供电。这关于保护下级各负荷是十

12、分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全利于延长是使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这关于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，继而能够使企业效益提高，为国民经济的进展做出更大的奉献。生活用电等领域的供电可靠性，能够提高人民生活质量，改善生活条件等。1.2 变电所的设计要求由于本地区经济进展的需要电力供不应求的情况下，为了习惯本地区经济的进展要在本地区建设IOkV变电站。具体要求如下。该变电所所用电压为0.4kV,厂区配电电压为IOkV,：表1.1负荷如下表序号出线COS有功功率序号出线COS有功功率1#10.65946#60

13、.8302#20.71107#70.75303#30.7908#80.65944#40.65359#90.71105#50.6513010#100.790本电力系统应包含变电，配电与相应的安全自动、继电保护等设施。在国家进展计划的统筹规划下，合理的开发资源，用最少的资金为国民经济各部门及人民生活提供充足、可靠、合格的电能。本次设计的变电站为IOkV变电站,其下级负荷为0.4kV级企业与0.4kV级工业及其它负荷。这些负荷不仅包含水泥厂、开关厂等工业部门，也有政府、市区等非工业部门。他们对供电的要求不一致。依照先行的原则，根据远期负荷进展本设计该变电所，本变电站要紧任务是把IOkV变成0.4kV

14、电压供周边城乡使用。特别对本地区大用户进行供电，改善提高供电水平，提高了本地供电质量与可靠性。同时伴随电力系统中所用电气元件产品诸如断路器、继电器、隔离开关等性能指标的提高，变电所的功能也会越来越完善，可靠性也会得到很大的提高。1.3变电所电气部分的设计方案1）应先进行负荷分析计算：求出计算负荷，目的是为了合理地选择变电所内的各级电压供电网络，变压器容量与电器设备型号等。2）变压器台数及容量的选择：其中包含数量与容量的选择。3）主接线的设计：每种接线都有各自的特点，需要在其中选择最合适的。而且还要满足可靠性与电能质量的要求。接线简单、清晰，操作简便。必要的运行灵活性与检修方便。投资少，运行费用

15、低。具有扩建的可能性。4）根据主接线进行短路计算：确定中性点接线方式，使用标幺值的方法进行计算。另外它也能够选择适当的接触器的参数，继电保护的灵敏度也是用它来效验的。5）电气设备的选择及其校验：其中包含断路器，隔离开关，负荷开关等开关电器，电压互感器，电流互感器，熔断器，电力电缆与导线等要紧设备。在选择后还要进行热稳固与动稳固校验。6）继电保护的设计：其中包含供电线路的继电保护与变压器的保护。为了保证供电的可靠性还应设置备用电源自动投入装置（BZT）。7）防雷与接地的设计：关于变电所防雷有两个重要方面，即直击雷的防护与对由线路侵入的过电压的防护。8）无功补偿的计算:在系统中所承担的作用是提高电

16、网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。合理的选择补偿装置，能够做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。9）编写说明书：对课程设计进行总体的说明与概括，与说明在那方面还需要改进。第2章负荷的分析与计算及无功补偿2.1负荷的分类及各自的供电要求一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，造成重大的政治影响，经济缺失，如重大的设备损坏，重大产品报废。或者者公共场所秩序的严重混乱。关于某些特等建筑，如重要的交通枢纽，通信枢纽，国家级承担重大活动的会堂，国家级的体育中心，与经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等一级负荷，为特别重要的负荷。在一级负荷中，当中断供电将

17、发生中毒，爆炸与火灾等情况的负荷，一级特别重要的场所不同意中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。二级负荷：中断供电将造成较大的政治影响，造成设备局部的破坏或者生产流程紊乱且需要较长时间才能恢复，或者者大量的产品报废，重要产品大量减产,造成较大经济缺失。中断供电也将影响重要用电单位的正常工作，与中断供电将造成大型影剧院，大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序的混乱。三级负荷：三级负荷为通常的电力负荷，不属于一二级负荷的，都为三级负荷。2.2负荷计算本文使用负荷计算方法为需用系数法：已知该变电所为1004kV降压变电所。厂区的配电电压为IokV,用电电压为0.4kV0查表可知：变配电所需用系数K

18、d=O.50.7取Kd=O.6已知：出线#1有功功率Ps=94kWCOS=0.65tan=l.17有功计算负荷无功计算负荷Pjsl=Kd*Ps=0.6*94=56.4kWQjsl=Pjs*tan=56.4*1.17=65.98kvar0. 65 = 86. 77 kVA视在计算负荷Sjsl=Pjs/CoS=56.4计算电流Ijsl=Sjs/3*0.38=131.84A同理可求出:出线#2Pjs2=66kW出线#3Pjs3=54kW出线 #4Pjs4=21kW出线#5Pjs5=78kWQjs2=67. 32 kvarQjs3=55 kvarQjs4=24. 57 kvarQjs5=91. 26

19、kvarSjs2=94. 29 kVASjs3=77.14 kVASjs4=32. 31 kVSjs5=120 kVAIjs2=143. 26 AIjs3=117. 2 AIjs4=49. IAIjs5=182. 3 A出线#6出线#7出线#8出线#9出线#10 取KpPjs6=18 kWPjs7=18 kWPjs8=56. 4 kWPjs9=66 kWPjsl0=54 kW0.8 KqQjs6=13. 5 kvarQjs7=15. 84 kvarQjs8=65. 9 kvarQjs9=67. 3 kvarQjsl0=55. 1 kvar =0. 85Sjs6=22. 5 kVASjs7=24

20、 kVASjs8=86. 7 kVASjs9=94.3 kVASjslO=77. 1 kVAIjs6=34. 2 AIjs7=36. 47 AIjs8=131.84Ijs9=143. 3 AIjslO=117. 2 A* 487 kW = 389 kW总的计算负荷：Pis=Kp*EPjsi=0.8Qjs=Kq*Qjsi=0.85*522Kvar=443.7kvarSjs=W+0J=590kVIjs=Sjs/6*0.38=851.6A2.3无功补偿的计算根据供电营业规则规定：10OkVA及以上高压供电用户功率因数要在0.9以上(1)补偿前：功率因数CoS=PjsSjs=0.66(2)考虑到无功损

21、耗Qt远大于Pt,因此低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9取COS(2)=0.94因此低压侧装设并联电容器容量为：(查表，补偿率AQc=O.78)Qc=Qc*Pjs=389*(tanarccos0.64-tanarccos0.92)=389*.078=303.4kvar(3)补偿后变电所低压侧视在计算负荷：计算电流Ijs= 627.5 Qt=O. 06*Sjs(2)=0. 06*413. 5 =24.8 kvar高压侧计算负荷Pjs Qjs Sjs满足20. 9的要求，(!)(1)(1)=389+6. 2 =395. 2 kW=(443. 7-303.4) +24.8 =165. 1 kvar

22、二428 kV新的功率因数COS=0. 93无功补偿后 Sntl-Snt=590 kVA -413. 5 kVA= 176.5 kVAS卜=3892+(443.7-303.4)2=413.5kVA在负荷计算中，S9,SC9系列的变压器功率损耗Pt=O.015*Sjs(2)=0.015*413.5=6.2kW第3章变压器台数及容量的选择3.1变压器的分类与联结组别电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其功能是将电力系统中的电能电压升高或者降低，以利于电能的合理输送，分配与使用。电力变压器的联结组别是指变压器一二次侧绕组因采取不一致的联结方式而形成变压器一二次侧对应线电压之间的不一致相位关系。关于

23、IOKV配电变压器（二次侧电压为220/38OV）有YynO与DynIl两种常见的联结组。我国过去差不多全使用YynO联结的配电变压器。近10年来，DynIl联结的配电变压器已得到推广应用。Dynll较之使用YynO联结有下列优点：（1）有利于抑制高次谐波电流。（2）DynIl联结变压器的零序阻抗较之Yyn联结变压器的小得多，从而更有利于单相接地短路故障的保护与切除。（3）Dynll联结变压器的中性线电流同意达到相电流的75%以上，其承担单相不平衡负荷的能力远比Yyn联结变压器大。这在现代供电系统中单相负荷急剧增长的情况下，推广使用Dynll联结变压器就显得更有必要。3.2变压器的容量及过负荷

24、能力变电所主变压器容量及台数，型号的确定变电所主变压器容量的选择原则：（1）只装设一台主变压器的变电所：主变压器的容量Sn应满足全部用电设备计算负荷SjS的需要，即SntNSjs（I）装设两台主变压器的变电所：任一台变压器单独运行时，宜满足计算负荷Sjs的60M70%的需要。即Snt2（0.7-0.8）Sjs.还有就是任一台变压器单独运行时，应满足全部的一二级负荷的需要。即SntmSjS（HII）变压器并列运行的条件：（1）两台并列变压器的电压一定要相同，同意差值不得超过+5%。（2）并列运行的变压器阻抗电压务必相同，同意差值不得超过+10。（3）并列变压器的联结组别务必相同。此外并列运行的变

25、压器应尽量相同或者相近，其最大容量与最小容量之比通常不宜超过3：1.若不这样，很容易在变压器间产生环流，同时容易造成小容量变压器的过负荷。由于我国电力不足、缺电严重、电网电压波动较大。变压器的有载调压是改善电压质量、减少电压波动的有效手段。对电力系统，通常要求IIOkV及下列变电所至少使用一级有载调压变压器,因此城网变电所使用有载调压变压器的较多。变压器的使用年限，要紧取决于变压器绕组的绝缘老化速度，而绝缘老化速度又取决于绕组最热点的温度，变压器的绕组导体与铁心，通常能够长时间经受较高的温度而不致损坏。但绕组长期受热时，其绝缘的弹性与机械的强度要逐步减弱，这就是绝缘老化的现象。绝缘老化严重时，

26、就会变脆，容易裂纹与剥落。关于车间变电所单台变压器的容量不宜大于100OkVA,一方面是受低压开关电器断流能力与短路稳固要求的限制，另一方面是考虑到使变压器接近车间的负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗。但是假如车间负荷容量较大，负荷集中且运行合理时，也可选择单台容量为125OkVA的配电变压器，这样可减少主变压器台数及高压开关电器与电缆等。关于居住小区变电所内的油浸式变压器单台容量，不宜大于630kVA,这是由于当大于63OkVA时，应设置瓦斯保护。3.3变电所主变压器容量及台数，型号的确定总之，主变压器容量通常按变电所建成后5T0年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷进展。

27、关于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。，关于户内变压器，由于散热条件差，通常变压器室的出风口与进风口间有15度的温差，从而使处在室中间的变压器环境温度比户外变压器环境温度高出的8度，因此户内变压器的实际容量在所计算的容量还要减少8%。根据变电所所带负荷的性质与电网结构来确定变压器的容量。关于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的同意进间内，应保证用户的一级与二级负荷；对通常性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%o同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。通过上

28、面的分析：由于考虑到变电所属于车间变电所，同时二级负荷占30%。因此应装设两台变压器。当装设两台变压器：St=Snt=(0.7-0.8)Sjs=289-330.8kVASt=Snt230%St因此我选择IOkV级S9系列油浸式铜线电力变压器S9-315/10(0.4)型。并使用Dynll接线。第4章主接线的设计4.1主接线的概述电气主接线是指变电所中的一次设备按照设计要求连接起来的，表示同意分配电能的电路，也称之主电路。电气主接线中的设备用标准的图形符号与文字负荷表示的电路称之主接线图。电气主接线的形式，将影响到配电装置的布置，供电可靠性。运行灵活性与二次接线，继电保护等问题。电气主接线对变电

29、所与电力系统的安全，可靠经济的运行起着重要的作用。主接线的分类及其各的特点目前变电所常用的主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段，桥形接线。1单母线接线的特点（1）优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。（2）缺点：可靠性与灵活性差。比如当母线或者母线隔离开关发生故障或者检修时，务必断开所有回路的电源，造成对全部用户供电中断。但当某一出线发生故障或者检修出线断路器时，可只中断对该出线上用户的供电，而不影响其他用户，因此仍具有一定的可靠性。（3）适用范围：这种接线形式通常只用在出线回路少，同时没有重要负荷的发电厂与变电站中。2单母线分段接线的特点（1）优点：

30、用断路器把母线分段后，对重要用户能够从不一致段引出两个回路，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与不致使大面积停电。（2）缺点：当一段母线或者母线隔离开关故障或者检修时，该段母线的问路都要在检修期间内停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时密向两个方向均衡扩建。（3）适用范围：这种接线广泛用于中小容量发电厂与变电站6J0kV接线中。但是，由于这种接线对重要负荷务必使用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整个母线系统可靠性受到限制，因此在重要负荷的出线回路较多，供电容量较大时，通常不予使用。图4,1单母线接线图4.2单母线分段接

31、线3双母线接线的特点（1）优点：首先是供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，能够轮番检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条回路与与此隔离开关相连的该组母线，其它回路均可通过另外一组母线继续运行，但其操作步骤务必正确。（2）缺点：增加了电气设备的投资，当母线故障或者检修时，隔离开关作为倒闸操作电器需在隔离开关与断路器之间装设闭锁装置。当馈出线断路器或者线路侧隔离开关故障时停止对用户供电。（3）适用范围：由于双母线接线有较高的可靠性，广泛用于出线带电抗器的610kV配电装置，356OkV出线数超过8回，或者连接电

32、源较大，负荷较大时，110-22OkV出线数为5回及以上时。图4. 3双母线接线LlL2图4.4桥形接线（内桥）4桥形接线可分为内桥接线与外桥接线。内桥接线适用于供电线路长，线路故障几率多,负荷比较平稳，主变压器不经常切换退出工作的，没有穿越功率的终端降压变电所。外桥接线适用于供电线路短，线路故障几率小，工厂负荷变化大，变压器操作频繁，有穿越功率流经的中间变电所，使用外桥接线，工厂降压变电所运行方式的变化不影响公共电力系统的功率潮流。4.2变电所主接线的设计由于使用两台变压器，因此我拟定了三种主接线1高压侧无母线，低压侧单母线分段：这种主接线的供电可靠性较高，当任一主变压器或者任一电源进线停电

33、检修或者发生故障时，该变电所通过闭合低压母线分段开关，即可迅速恢复对整个变电所的供电。假如两台主变压器高压侧断路器装设互为备用的备用电源自动投入装置，则任一主变压器高压侧断路器因电源断电（失压）而跳闸时，另一主变压器高压侧的断路器在备用电源自动投入装置作用下自动合闸，恢复整个变电所的供电。这时该变电所可供一二级负荷。（如图4.5）图4.5高压侧无母线，低压单母线分段图4.6高压侧单母线，低压单母线分段2高压侧使用单母线，低压侧使用单母线分段：这种主接线适用于装有两台及以上主变压器或者具有多路高压出线的变电所，其供电可靠性也较高，任一主变压器检修或者发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变

34、电所的供电。但在高压母线或者电源进线进行检修或者发生故障时，整个变电所仍要停电。这时只能供电给三级负荷。假如有与其他变电所相连的高压或者低压联络线时，则可供一二级负荷。（如图4.6）3高低压侧均使用单母线分段接线：这种变电所的两段高压母线，在正常时能够接通运行，也能够分段运行。任一台主变压器或者任一路电源进线停电检修或者发生故障时，通过切换操作，均可迅速恢复整个变电所的供电，因此供电可靠性相当的高，可供一二级负荷。（如图4.7）最后考虑到安全性与经济性，我选择第三种，高低压侧都为单母线分段接线。两条电源进线，一条正常使用，一条备用。并使用备用电源自动投入装置。关于常用的配电方式有：放射式，树干

35、式与环形。我使用的就是放射式配电网络。其要紧的优点是：（1）某一线路发生故障时不影响其他用户。（2）切换操作方便，继电保护简单，易于实现自动化。但单回路放射式供电可靠性较差，投资较高。通常用于配电给二三级负荷或者专用设备，且对一二级负荷供电时，应有备用电源。图4.7高压侧，低压侧均为单母线分段接线第5章短路计算5.1 短路的原因，形成及危害用户供配电系统要求安全，可靠，不间断地供电，以保证生产与生活的需要,但是由于各类原因，系统难免出现故障，其中最严重的故障就是短路。所谓短路,是指供配电系统正常运行之外的相与相或者相与地之间的短接。短路的原因要紧有：1）电气设备存在隐患，如设备的绝缘材料自然老

36、化，绝缘材料机械损伤，设备缺陷未被发现与消除，设计安装有误等。2）运行，保护不当，如不遵守操作规程而发生误操作，技术水平低，管理不善等。3）自然灾害，如雷电过电压击穿设备绝缘，特大的洪水，大风，冰雪，地震等引起的线路倒杆，断线等。短路的危害：由于短路后电路的阻抗比正常运行时电路的阻抗小得多，因此短路电流比正常电流通常要大几十倍甚至几百倍。在大的电力系统中，短路电流可达到几万安甚至几十万安。在电流急剧增加的同时，系统中的电压降大幅度下降。因此短路的后果往往都是破坏性的，其要紧危害大致有如下几个方面。（1）元件发热：热量与电流的平方成正比，因此强大的短路电流将引起电机，电器及载流导体的发热。由于短

37、路电流很大，即使流过的时间很短也会使这些元件引起不能同意的过热，而招致损坏。（2）短路电流引起很大的机械应力。电流流过导体时产生的机械应力与电流的平方成正比。在短路刚发生后，电流达到最大值（即所谓的冲击电流），这时机械应力最大。假如导体与它的固定支架不够坚韧，可能遭到破坏。（3）破坏电气设备正常运行。短路时电压降低可使电器的正常工作受到破坏。比如感应电动机的转矩与外加的电压平方成正比，当电压降低很多时，转矩可能不足以带动机械工作，而使电动机停转。破坏系统稳固。严重的短路必将影响到电力系统运行的稳固性。它可使并列运行的发电机组失步，造成与系统解散。干扰通信系统：接地短路关于高压输电线路平行架设的

38、通信线路可产生严重的电磁干扰。由此可见：短路的后果是十分严重的。为保证电气设备与电网安全可靠地运行，首先应设法消除可能引起短路的一切原因，其次在发生短路后应尽快切除故障部分与快速恢复电网电压。为此，可使用快速动作的继电保护装置,与选用限制短路电流的电气设备（如电抗器）等。短路的种类：（1）三相短路：是指供电系统中三相导线间发生对称性的短路。（2）两相短路：是指三相供电系统中任意两相间发生短路。（3）单相短路：是指供电系统中任一相经大地与电源中性点发生短路。（4）两相接地短路：是指中性点不接地的电力系统中两不一致相的单相接地所形成的相间短路。也指两相短路又接地的情况。上述的三相短路，属于对称性短

39、路，其他形式的短路都属于不对称短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。从短路电流大小来看，通常三相短路的短路电流值最大，造成的危害也最严重，而两相短路的短路电流值最小。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择校验电气设备用的短路电流使用系统最大运行方式下的三相短路电流。而在继电保护的灵敏度计算中，则使用系统最小运行方式下的两相短路电流。短路计算的目的：为了确保电气设备在短路情况下不致于损坏，减轻短路危害与防止故障扩大，务必事先对短路电流进行计算，计算短路电流的目的有：（1）选择与校验电气设备（2）进行继电保护装置的选型与整定计算

40、。（3）分析电力系统的故障及稳固性能，选择限制短路电流的措施。（4）确定电力线路对通信线路的影响等。5.2 短路计算的方法短路电流的计算方法有欧姆法（又称有名单位制法），标么值法（又称相对单位制法）与短路容量法。欧姆法属于最基本的短路电流计算法，但标么值法在工程设计中应用广泛。事实上短路计算是否合理，首先是看短路计算点选择是否合理。这涉及到短路计算的目的。用来选择校验电气设备的短路计算，其短路计算点应选择为使电气设备可能通过最大短路电流的地点，通常来讲，用来选择校验高压侧设备的短路计算，应选择高压母线为计算短路点。用来选择校验低压侧设备的短路计算，应选择低压母线为短路计算点。但假如线路装有限流

41、电抗器（用来限制短路电流），则选择校验线路设备的短路计算点，应选在限流电抗器之后。关于各级高压电力线路合理的输送功率是：关于O.38kV的电缆线路，输送距离要0.35o关于IOkV的电缆线路，输送距离WlOkm。而架空线路输送距离通常在6-20km变电所短路计算：（1）确定基准值：取Sd=100MVA,Udl=10.5kV,Ud2=0.4kV（基准电压选取额定电压的L05倍）Idl=Sd35isUdl=100MVA/*10.5kV=5.5kAld2=Sd/3*Ud2=100MVA/3*0.4kV=144kA（2）短路中各元件的电抗标么值：断路器：X*l=SdZSn=100MVA500MVA=0

42、.2架空线路：(查表得：X0=0.38km)*2=X0*L*Sd/U1=0.38*5*100/10.52=1.72电缆线路：(查表：X0=0.08.km)*3=X*4=X0*L*Sd/U2tn=0.08*0.5*100/10.52=0.036电力变压器：(查表：Uk%=4%)*5=X*6=Uk%*Sd/100*Sn=400*1000/100*315=12.71最大运行方式下(正常工作时，如图5.1与图5.2)(1)在dl点短路时：总电抗X*i=X*l+X*2=0.2+1.72=1.92三相短路电流周期分量有效值：/0=,/x=5.51.92=2.86kA=Z，(3)=oo短路冲击电流ishw=

43、2.55*Z(3)=2.55*2.86=7.3kA冲击电流有效值：.sJ3)=51*Z，(3)=1.51*2.86=4.3kA三相短路容量：SdI=Sd/X+i=100MVA/1.92=52.IMVA(2)在d2点短路时：总电抗：XH2=X*1+X*2+(X*3+X*5X*4+X*6)=0.2+1.72+(0.036+12.7Il0.036+12.7)=8.29三相短路电流周期分量有效值/42=h22=144kA8.29=17.37kA=/(3)短路冲击电流：W=1.84*/(3)=1.84*17.37=31.96kA冲击电流有效值/附=1.09*/，(3)=1.09*17.37=18.93k

44、A三相短路容量Sn=Sd/X2=1OOMVA8.29=12.06MVA(3)在d3点短路：X3=X2+7=18.29三相短路电流周期分量有效值：3二I2/X=7.87kA短路冲击电流：意)=14.48kA冲击电流有效值/附=8.58kA三相短路容量S*=Sd/X=5.47MVA图5.1系统最大运行方式下短路阻抗图图5.2系统最大运行方式下短路的等值电抗图2最小运行方式下(故障时)(如图5.3与图5.4)(1)在dl点短路时：总电抗X*i=X*l+X*2=0.2+1.72=1.92三相短路电流周期分量有效值：八3%=,/X*=5.51.92=2.86kA=/=oo短路冲击电流Q=2.55*Z(3

45、)=2.55*2.86=7.3kA冲击电流有效值：&=1.51*/(3)=1.51*2.86=4.3kA三相短路容量：Sm=Sd/X*i=100MVA/1.92=52.IMVA在d2点短路时X*2=X*1+X*2+X*3+X*5=14.66三相短路电流周期分量有效值/2=&2/x2=144kA14.66=9.8kA=/短路冲击电流：噌)=1.84*/=84*9.8=18kA冲击电流有效值4=1.09*/=.09*9.8=10.68kA三相短路容量S(*=Sd/X*2=100MVA14.66=6.8MVA(3)在d3点短路：X13=X+X；=24.66三相短路电流周期分量有效值：3=2/XQ=5

46、.84kA短路冲击电流：=10.74kA冲击电流有效值/防=6.36kA三相短路容量SK)=Sd/*3=4.05MVAIOkV380V图5.3系统最小运行方式下短路阻抗图图5.4系统最小运行方式下短路等值电抗图第6章电气设备的选择及其校验6.1 高压设备的选择及校验电气设备按正常条件下工作选择，就是要考虑电气装置的环境条件与电气要求。环境条件就是指电气装置所处的位置（室外或者室内），环境温度，海拔与有无防尘，防腐，防火，防爆等要求。电气要求是指电气装置对设备的电压，电流,频率等方面的要求。对一些断流电器，如开关，熔断器等，还应考虑其断流能力。电气设备按短路故障条件下工作选择，就是要按最大可能的

47、短路故障时的动稳固与热稳固度进行校验。关于电缆不必校验动稳固度。电流互感器也不必校验动稳固度与热稳固度。1高压断路器的选择及校验：高压断路器（文字符号：QF）：它的功能不仅能通断正常的负荷电流，而且能接通与同意一定时间的短路电流，并能保护装置作用下自动跳闸，切除短路故7生feo我使用的就是SNlO-IO型户内少油断路器。这种少油断路器是由框架，传动机构与油箱等三个要紧部分构成。油箱是其核心部分。油箱下部是由高强度铸铁成的基座。基座上部固定着中间滚动触头。断路器跳闸时，动触头离开静触头,最后离开弧触片。这种断路器的油箱上部设有油气分离室，其作用是使灭弧过程中产生的油气混合物旋转分离，气体从油箱顶部的排气孔排出。关于变电所的高压断路器QFl,QF3等，我选择的是SNlO-IOl/630-30