毕业设计（论文）-220kV变电站电气一次系统设计（全套图纸）(51页).doc

-毕业设计（论文）-220kV变电站电气一次系统设计（全套图纸）-第 45 页 变电所电气一次系统设计摘要电力工业是国民经济发展的基础工业，也是现代城市发展的主要能源和动力。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。供电系统的核心部分是变电所，因此设计和建造一个安全、经济的变电所是极为重要的。全套图纸加153893706变电站是电力系统的一个重要组成部分，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换场所。220kV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算。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变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）短路电流的计算（3）电气设备的选择（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。本次设计的主题是220kV降压变电所电气一次系统设计，除了注重变电所设计的基本计算外，对于电气主接线的选择和论证等都做了充分的说明。关键词： 变电站；输电系统；配电系统A DESIGN OF ELETRIC SYSTEMFOR SUBSTATIONAbstractElectric power industry is the foundation of industrial development of the national economy, also the development energy and the power of the modern urban. Along with the economic development and the modern industry developments 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. The power supply system，s hard core is a transformer substation. Therefore designs and constructs a security and economical transformer substation is great importance.The substation is an importance part of the electric power system，it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the DistributionIt obtains the electric power from the electric power systemThen transport the power to every place with safe，dependable，and economical The region of 220-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 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 current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric currentThis first step of design included：(1) Ascertain the total project (2) the calculation of the short-circuit electric current. (3) The design of an 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 generation of the electricity to the supply the power. This design，s subject is a design of electric system for 220kV step-down transformer substation. Besides paying great attention on the basic computation of the transformer substation design and so on has given the full explanation on regarding the main wirings choice and the proof. Keywords：Substation; transmission system; distribution目 录摘要IAbstractII1前言12 原始数据23电气主接线选择33.1概述33.1.1可靠性33.1.2灵活性33.1.3经济性33.2主接线的接线方式选择43.2.1单母线接线43.2.2单母分段43.2.3单母分段带旁路母线43.2.4桥形接线43.2.5双母线接线53.2.6双母线分段接线53.3主接线方案选择54主变压器容量、台数及形式的选择104.1概述104.2主变压器台数的选择104.3主变压器容量的选择104.4主变压器型式的选择114.4.1主变压器相数的选择114.4.2绕组数的选择114.4.3主变调压方式的选择124.4.4连接组别的选择134.4.5容量比的选择134.4.6主变压器冷却方式的选择134.5 主变压器的最终确定134.5.1方案3与方案6的综合投资144.5.2方案3与方案6的年运行费用155短路电流计算175.1概述175.2短路计算的目的及假设175.2.1短路电流计算目的175.2.2短路电流计算的一般规定175.2.3短路计算基本假设185.2.4基准值185.2.5短路电流计算的步骤185.3短路电流计算195.3.1计算变压器各绕组电抗195.3.2计算系统及线路阻抗205.3.3等值网络206电气设备的选择256.1概述256.1.1一般原则256.1.2技术条件256.2断路器的选择266.2.1按开断电流选择276.2.2短路关合电流的选择276.2.3断路器选择计算276.3隔离开关的选择296.3.1隔离开关选择标准296.3.2隔离开关选择计算296.4电流互感器的选择316.4.1电流互感器的特点316.4.2电流互感器的选择标准316.4.3电流互感器的选择计算326.5电压互感器的选择346.5.1电压互感器的特点346.5.2电压互感器的选择标准346.5.3电压互感器的选择计算356.6母线的选择366.6.1裸导体的选择条件选择和校验366.6.2母线及电缆截面的选择366.6.3母线选择计算376.7支持绝缘子的选择406.7.1支持绝缘子的选择标准406.7.2支持绝缘子选择计算406.7.3穿墙套管的选择417电气总平面布置及配电装置的选择427.1概述427.2高压配电装置的选择428防雷设计规划468.1防雷保护的设计468.2主变中性点放电间隙保护468.3避雷器的选择468.4避雷针的选择488.5保护全面积的校验499接地网的设计509.1设计说明509.2接地体的设计509.3接地网设计计算50参考文献52结束语53设计图纸说明54致谢551前言变电所电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它的设计，直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行1。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220kV变电所电气一次系统设计，通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制以及避雷器、避雷针的选择等步骤、最终确定了220kV变电站所需的主要电器设备、主接线图以及变电站防雷保护方案。本次毕业设计，不仅巩固了我的专业知识，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、设计中难免存在不足及错误，恳请各位老师批评指正。2 原始数据1、变电站类型：220kV降压变电所2、电压等级： 220/110/10kV3、负荷情况：110kV：最大120MW，最小60MW，Tmax = 6000小时，cos= 0.8510kV：最大40MW，最小15MW，Tmax = 5200小时， cos= 0.804、出线情况：(1) 220kV侧：2回（架空线）LGJ300/50km；(2) 110kV侧：6回（架空线） 10kV侧：16回（电缆）。5、系统情况：(1)系统经双回线给变电所供电； (2)系统220kV母线电压满足常调压要求；(3)系统220kV母线短路电流标幺值为40（B100MVA）。6、环境条件：(1)最高温度40，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。3电气主接线选择3.1概述电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，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及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、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，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。3.1.1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及母线检修时，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荷的供电；3）尽量避免变电所全部停运的可靠性2。3.1.2灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性：1）调度时，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；2）检修时，可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，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）扩建时，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。3.1.3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，尽量使占地面积小。 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。3.2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，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3。6220kV高压配电装置的接线分为：1）有汇流母线的接线。单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关等。2）无汇流母线的接线。变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线。3.2.1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（母线及母线隔离开关）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。3.2.2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，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回及以上。3.2.3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。3.2.4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。3.2.5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。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，110220kV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。3.2.6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回及以下时，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，不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。3.3主接线方案选择图3-1主接线方案1方案一220kV侧选用双母分段线的接线、110kV侧选用单母分段线接线，10kV侧选用单母线分段接线。10kV侧接线合理。而220kV侧双母分段接线，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开；而后将故障段母线所连的电源回路的短路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路 和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电，但其经济性不是很好。而且110kV侧选用单母分段接线，供电可靠性不是很高，鉴于110kV侧的负荷较大且Tmax = 6000小时此方案不是很合理。所以不考虑此方案。方案2见图3-2图3-2主接线方案2方案2的220kV侧选用单母分段的接线、110kV侧选用单母分段接线，10kV侧选用单母线分段接线。 此方案220kV侧接线可靠性不够高。110kV侧选用单母分段接线可靠性不够高。所以此方案不是很合理。先不予考虑。图3-3主接线方案3方案3的220kV侧选用分段断路器兼作旁路断路器的接线，110V侧采用双母接线， 10kV侧选用单母线分段接线。220kV侧接线比前两个方案合理。110V侧采用双母接线，供电可靠性高，操作较简单。鉴于负荷性质，此接线较合理。故此方案可靠性和经济性都较高，可以考虑此方案。图3-4主接线方案4方案四的220kV侧选用单母分段接线不合理，110V侧采用单母分段接线供电可靠性不够高， 10kV侧选用单母线分段接线，供电可靠性低。所以不予考虑。图3-5主接线方案5方案5的220kV侧选用内桥接线较合理，110V侧采用单母分段带旁路接线，供电可靠性不高，且操作复杂，不予考虑。图3-6主接线方案6方案6的220kV侧选用内桥接线，10kV侧选用单母线分段接线（小车开关），可靠性和经济性都较高。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。110V侧采用双母接线，供电可靠性高，操作较简单。鉴于负荷性质，此接线较合理。故此方案可靠性和经济性都较高，可以考虑此方案。初选出方案3和方案6。稍后进行详细经济比较。4主变压器容量、台数及形式的选择4.1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4。在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，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5。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及容量。4.2主变压器台数的选择对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。由原始资料可知，我本次所设计的变电所是220kV降压变电所，它是以220kV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至110kV及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6。为了保证供电可靠性，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及扩建，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%80%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。4.3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60%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： （4-1）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220kV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220kV侧引进。其中，中压侧及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： （4-2）本设计任务中220kV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系统供给，不需通过主变传送；110kV侧最大负荷120MW，最小负荷60MW,功率因数为0.85，该侧共6回出线，需要由两台主变压器供电。10kV侧的最大负荷40MW，最小负荷15MW，功率因素为0.8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191.2MVA。已知110kV侧最大负荷120MW ，, 10kV侧最大负荷为40MW，,由计算可知单台主变的最大容量为： 则=0.6×=0.6×191.2=114.71MVA所以，选择两台120MVA的变压器并列运行。4.4主变压器型式的选择4.4.1主变压器相数的选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。特别是大型变压器，尤其需要考查其运输可能性，保证运输尺寸不超过隧洞等的允许通过限额，运输重量不超过桥梁，船舶等运输工具的允许承载能力。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7。单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。本次设计的变电所，可以认为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。4.4.2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及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，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。自耦变压器：自耦变压器与同容量的普通变压器相比具有很多优点。如消耗材料少，造价低；有功和无功损耗少，效率高；由于高中压线圈的自耦联系，阻抗小，对改善系统稳定性有一定的作用；还可以扩大变压器极限制造容量，便于运输和安装。在220kV及以上的变电所中，宜优先选用自耦变压器。自耦变压器虽有上述许多优点，但也存在一些缺点，应用时要予以注意。当低压绕组接有调相机、并联电抗器，并向高压侧送出或吸收无功时，要注意自耦变压器高、低绕组间阻抗很大这一特点。在电力系统采用自耦变压器后，自耦变压器的中性点必须直接接地，或者经小电抗接地，以免高压网络发生单相接地时，自耦变压器中压绕组出现过电压。综上考虑，本次选用自耦变压器。分裂变压器：分裂绕组变压器一般使用在扩大单元接线中。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：普通变压器全部容量是靠磁场从一次侧传输到二次测，而在自耦变压器中，有一部分能量则是不经过变换而直接传输的，当两个电网的电压等级接近时，采用自耦变压器的经济效果是显著的。实际应用的自耦变压器，其变压比在3：1的范围内，即经济效益显著。在实际工程设计中，220kV以上变电所大多使用自耦变压器，所以此次设计不是用普通变压器。4.4.3主变调压方式的选择 220kV及以上电网的电压质量应符合以下标准：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及电网电压降而定，可为电网额定电压的11.1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%（处于电网受电端的变电所取低值）。变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种，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%。对于220kV及以上的降压变压器，仅在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。所以本次选用无激磁调压。4.4.4连接组别的选择我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35kV及以下电压，变压器绕组都采用角形连接。此外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。4.4.5容量比的选择1)110kV侧： 2)10kV侧： 3)因110kV侧大于变压器容量的30%，但考虑到为使各绕组能够充分利用，在这里应选用100/100/50。4.4.6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：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，具有节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。综上所述，本设计选择强迫油循环风冷却。4.5主变压器的最终确定确定所选变压器型号：OSFPSL1-120000/220，其技术数据如表4-1表4-1主变压器OSFPSL1-120000/220技术数据型 号OSFPSL1-120000容 量120 MVA容 量 比100 /100/50额定电压高压220kV中压121kV低压11kV联结组标号YN0，yn0,d11损 耗空载106.4kW负载不知空载电流1.0%阻抗电压高-中10.17%高-低17.63%中-低11.4%经济比较是工程设计中项目或方案经济评价的一个组成部分，而且往往是通过经济比较对方案进行筛选后，将其优选方案再进行国民经济评价，财务评价及不确定分析。电力系统规划设计中经济评价应用得到的最为广泛的是方案经济比较。4.5.1方案3与方案6的综合投资1）方案3的综合投资主变：65.2×2=130.4万元配电装置：220kV侧：156.6110kV侧：85.4+2×10.27=105.94万元10kV侧：27.0+10×2.9=56万元130.4+156.6+105.94+56=448.94万元（为主体设备的综合投资，包括变压器、开关设备、配电装置设备的综合投资）Z=（1+）=448.94=763.198万元（为不明显附加费用比例系数，220kV取70）1）方案6的综合投资主变：65.2×2=130.4万元配电装置：220kV侧：96.5110kV侧：85.4+2×10.27=105.94万元10kV侧：27.0+10×2.9=56万元130.4+96.5+105.94+56=388.84万元（为主体设备的综合投资，包括变压器、开关设备、配电装置设备的综合投资）Z=（1+）=388.84=661.028元（为不明显附加费用比例系数，220kV取70）4.5.2方案3与方案6的年运行费用1）方案3的年运行费用+-)=1/2(461+431+392)=250kW=1/2(+-)=1/2(461+392-431)=211kW+-)=1/2(431+392-461)=181kW=+=250+211+181=642kW110KV侧和10KV侧：=6000，查25页得h，由以上数据可以算出=12249406.4kW.h（4-3）2）方案6的年运行费用因为与方案3的相同，故这里不做重复计算经济比较方案3和方案6综合投资和年运行费用，方案6都低于方案3，故最终确定方案6为最优方案。5短路电流计算5.1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8。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，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。5.2短路计算的目的及假设5.2.1短路电流计算目的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）电气主接线比选；2）选择导体和电器；3）确定中性点接地方式；4）计算软导线的短路摇摆；5）确定分裂导线间隔棒的间距；6）验算接地装置的接触电压和跨步电压；7）选择继电保护装置和进行整定计算。 5.2.2短路电流计算的一般规定1）验算导体和电器动稳定、热稳定以及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，而不应按照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。4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。5.2.3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相同；3）系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和等影响；转子结构完全对称；定子三绕组空间位置相差120度电气角度；4）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；5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷在高压母线上，50%负荷接在系统侧；6）同步电机都具有自动调整励磁装置；7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；9）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流除外，元件的电阻都略去不计；10）元件的计算参数均取其额定值；11）输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响9；5.2.4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） 10.5 115 2305.2.5短路电流计算的步骤1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；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： 5.3短路电流计算5.3.1计算变压器各绕组电抗取基准容量，基准电压为220kV侧：