变电站电气主接线课程教学设计.doc

.- 目 录 摘 要 6 前 言 7 第 0-1 节 毕业设计目的意义 7 第 0-2 节 原始资料分析 7 第一章 变电所电气主接线设计 9 1-1 电气主接线设计概述 9 1-2 电气主接线的初步方案选择设计 9 1-3 电气主接线的经济技术比较 12 1-5 变电所主变和厂用变选择 16 1-6 变电所用电设计 17 1-7 最优电气主接线图绘制 18 第二章 短路电流计算 19 2-1 节 短路电流计算概述 19 2-2 节 短路电流计算过程 21 2-3 节 短路电流计算成果 31 第三章 变电所导体和电器选择设计 32 3-1 节 导体和电器选择设计概述 32 3-2 节 导体的选择和校验 36 3.3 主要电气设备的选择和校验 40 3-4 并联补偿电容的选择 53 第四章 屋外高压配电装置优化设计 56 4-1 高压配电装置概述 56 4-2 高压配电装置的优化设计 58 4-3 高压配电装置平面布置图和断面图的绘制 60 第五章 防雷保护规划设计 61 5-1 变电所过电压及防护分析 61 5-2 避雷器的配置规划与选择 62 5-3 变电所避雷针配置规划及保护范围计算 63 5-4 变电所接地设计 64 第六章 继电保护配置的规划设计 65 6-1 仪表与继电保护的配置规划概述 65 6-2 仪表配置规划设计 65 6-3 继电保护配置规划设计 66 结 论 71 总结与体会 72 谢 辞 73 参 考 文 献 74 摘 要 本论文为110KV变电站电气主接线设计。根据设计任务书给定的条件 来设计，其主要包括以下内容：在对各种电气主接线比较后确定本厂的电气主接线，对主变压器、厂用变压器和导体和重要电气设备进行选择，然后绘制主接线图、设备平面 布置图、断面图、防雷配置图和继电保护规划配置图。 关键词：主接线 短路计算 设备选择 防雷保护 继电保护 前 言 第 0-1 节 毕业设计目的意义 毕业设计是完成教学计划、实现培养目标的一个重要教学环节，是全面运用所学基 础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的综合训练，是培养学生综合素质 和工程实践能力的教育过程。对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作能力 具有深远的影响。 毕业设计的目的、意义是： （1）、巩固和扩大所学的专业理论知识，并在毕业设计的实践中得以灵活运用； （2）、学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法，树立正确的设计思想； （3）、培养独立分析和解决实际问题的工作能力及解决实际工程设计的基本技能； （4）、学习查阅有关设计手册、规范及其他参考资料的技能。拿到题目后，先认真的审题，然后根据题目的要求，将《电力工程设计手册》及以前学的专业课书籍相关内容再次阅读了一遍。第一步，拟订初步的主接线图，列出可能 的主接线形式进行比较，最后确定两个可能的主接线形式比较，最终确定方案。第二步， 经过计算，然后选择主变压器和厂用变压器。第三步，短路计算和做短路计算结果表。 第四步，导体和设备的选择及校验，做设备清册。第五步，继电保护、配电设备和防雷 接地的布置。通过这次设计将理论与实践相结合，更好的理解电气一次部分的设计原理。 通过毕业设计应达到以下要求：熟悉国家能源开发的方针政策和有关技术规程、规 定等；树立设计必须安全、可靠、经济的观点；巩固并充实所学基础理论和专业知识， 能够灵活应用，解决问题；初步掌握电气工程专业的设计流程和方法。在指导老师的帮 助下，完成工程设计。绘图等相关设计任务，培养严肃、认真、实事求是和刻苦钻研的 作风。  第 0-2 节 原始资料分析 本次的设计任务是：设计一座110/110/35kV终端变电所的电气主接线和配电装置、 防雷接地、继电保护的配置规划。设计的重点是对变电所电气主接线的拟订及配电装置的布置。 设计的内容包括：1、电气主接线方案的设计；2、短路计算；3、导体、设备选型； 4、设计防雷保护和接地装置；5、继电保护的配置规划；6、按设计方案绘制电气一次 主接线图、配电装置的平面布置图、断面图以及防雷图；7、写设计说明书。 设计已知的基本条件：设计一座110/110/35kV终端变电所，110kV 部分有 110kV 进 出线 2 回，电源距离 46 公里，系统容量 5800MVA，最大利用小时5800 h，系统电抗 1.51， 所用电率 0.042％。110kV 部分，出线11回，供电距离 52公里，供电负荷165MW。35kV 部 分，出线9 回，供电距离23公里，供电负荷56MW，其中有一回电缆供电，供电距离 4.8 公里。功率因数 0.77。 设计自然条件：变电所在地海拔<1100 米，本地区污秽等级 2 级，地震烈度<6 级， 最高气温 310C，最低气温-50C，平均气温 150C，最大风速 3m/s，其他条件不限。 第一章 变电所电气主接线设计 1-1 电气主接线设计概述 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，是构成电力系统的主要环节， 代表了发电厂或变电所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分， 直接影响电力系统运行的稳定性、灵活性，并对电气的选择，配电装置的布置，继电 保护，自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确合理设计， 必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。 对电气主接线的基本要求包括可靠性、灵活性和经济性三方面。基本原则是以设 计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程 实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维 护方便，尽可能地节省投资，就地取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚 持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 1-2 电气主接线的初步方案选择设计 一、110kV 侧主接线选择 110kV 侧进线 4 回，出线 2 回，共有进出线 6 回。 名称 优点 缺点 适用范围 备注 单母线 分段接 线 1、用断路器把母线分段后， 对重要用户可从不同段进行 供电；2、任意一段母线故障 时，可保证正常母线不间断 供电。 1、当一段母线或母线隔离开 关故障或检修时，该段母线 的回路都在检修期内停电； 2、当出线为双回路时，常使 架空线路出现交叉跨越。3、 扩建时需向两个方向均衡扩 建。 110 ～ 110kV 配电装置出 线回路数为 3～4 回 不适应本站。 双母线 接线 1、供电可靠，检修母线及工 作母线发生故障时，能利用 备用母线正常工作；2、调度 灵活，能适应系统中各种运 行方式调度和潮流变化需 要；3、扩建方便；4、便于 1、增加一组母线每回路就需 增加母线隔离开关；2、母线 故障或检修时，容易误操作； 3、出线断路器检修时，线路 无法供电。 110 ～ 110kV 配电装置出 线回路数为 5 回及以上时， 或 当 110 ～ 110kV 配电装 适用于本站， 但 可 靠性稍 差。 试验。 置，在系统中 居于重要地 位，出线回路 为 4 回及以上 时。 双母线 带旁路 接线 1、具有双母线接线的各种优 点；2、检修出线断路器时， 能够正常供电。 增加投资。 110kV 出线在 6 回及以上， 110kV 出线在 4 回及以上。 适用于本站， 满 足 供电可 靠性。 二、110kV 侧主接线选择 110kV 侧进线 4 回，出线 2 回，共有进出线 6 回。 名称 优点 缺点 适用范围 备注 单母线 分段接 线 1、用断路器把母线分段后， 对重要用户可从不同段进行 供电；2、任意一段母线故障 时，可保证正常母线不间断 供电。 1、当一段母线或母线隔离开 关故障或检修时，该段母线 的回路都在检修期内停电； 2、当出线为双回路时，常使 架空线路出现交叉跨越。3、 扩建时需向两个方向均衡扩 建。 110 ～ 110kV 配电装置出 线回路数为 3～4 回 不适应本站。 双母线 接线 1、供电可靠，检修母线及工 作母线发生故障时，能利用 备用母线正常工作；2、调度 灵活，能适应系统中各种运 行方式调度和潮流变化需 要；3、扩建方便；4、便于 1、增加一组母线每回路就需 增加母线隔离开关；2、母线 故障或检修时，容易误操作； 3、出线断路器检修时，线路 无法供电。 110 ～ 110kV 配电装置出 线回路数为 5 回及以上时， 或 当 110 ～ 110kV 配电装 适用于本站， 但 可 靠性稍 差。 试验。 置，在系统中 居于重要地 位，出线回路 为 4 回及以上 时。 双母线 带旁路 接线 1、具有双母线接线的各种优 点；2、检修出线断路器时， 能够正常供电。 增加投资。 110kV 出线在 6 回及以上， 110kV 出线在 4 回及以上。 适用于本站， 满 足 供电可 靠性。 三、35kV 侧主接线选择 35kV 侧出线 6 回，供电负荷 41MW。 名称 优点 缺点 适用范围 备注 单 母 线 接 线 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。 不够灵活可靠，母线任一元 件故障或检修均需使整个 配电装置停电。 35～63kV 配 电装置 的出 线回路 数不 超过 3 回。 不适应本站。 单 母 线 分 段 接 线 1、用断路器把母线分段后， 对重要用户可从不同段进行 供电；2、任意一段母线故障 时，可保证正常母线不间断供 电。 1、当一段母线或母线隔离 开关故障或检修时，该段母 线的回路都在检修期内停 电；2、当出线为双回路时， 常使架空线路出现交叉跨 越。3、扩建时需向两个方 向均衡扩建。 35～63kV 配 电装置 的出 线回路为 4～ 8 回时。 适用于本站， 但 可 靠性较 差 ， 扩建困 难。 双 母 线 接 线 1、供电可靠，检修母线及工 作母线发生故障时，能利用备 用母线正常工作；2、调度灵 活，能适应系统中各种运行方 式调度和潮流变化需要；3、 扩建方便；4、便于试验。 1、增加一组母线每回路就 需增加母线隔离开关；2、 母线故障或检修时，容易误 操作；3、出线断路器检修 时，线路无法供电。 35～63kV 配 电装置 的出 线回路 数超 过 8 回时，或 连接电 源较 多，负荷较大 时。 适用于本站。 四、初步方案的选定 1、110kV 侧接线： 方案 I 双母带旁路接线 这种接线增加了旁母、旁路断路器、旁路隔离开关等， 虽然增加投资成本，但供电可靠性提高，出线断路器故障或检修时，保证了对该站供电， 同时保证了穿越功率对外输送。 方案 II 双母线接线 据《电力工程电气设计手册》，110kV 至 110kV 配电装置 出线回路数 5 回或者以上必须选择双母线接线规定。而本站 110kV 侧有出线 6 回，但出 线断路器检修或故障时，该回路必须停电。 2、110kV 侧接线： 方案 I 双母带旁路接线 这种接线增加了旁母、旁路断路器、旁路隔离开关等， 虽然增加投资成本，但供电可靠性提高，出线断路器故障或检修时，保证了对该站供电， 同时保证了穿越功率对外输送。 方案 II 双母线接线 据《电力工程电气设计手册》，110kV 至 110kV 配电装置 出线回路数 5 回或者以上必须选择双母线接线规定。而本站 110kV 侧有出线 6 回，但出 线断路器检修或故障时，该回路必须停电。 3、35kV 侧接线： 方案 I 双母线接线 据《电力工程电气设计手册》，35kV 至 63kV 配电装置出线 回路数超过 8 回，或连接电源较多，负荷较大时，选择双母线接线规定。但出线断路器 检修或故障时，该回路必须停电。而本站 35kV 侧有出线 6 回，供电负荷 41MW，平均单 条线路供电负荷 6.833MW，且 35kV 断路器检修时间较短，故选择双母线接线。 方案 II 与方案 I 相同。 4、10kV 侧接线： 方案 I 单母线分段接线 据《电力工程电气设计手册》，6kV 至 10kV 配电装置 出线回路数为 6 回及以上，选用单母线分段接线的规定。本站 10kV 共有出线 18 回，为 提高供电可靠性，在选择 10kV 出线断路器时，用性能较好的空气断路器开关，所以选 择单母线分段接线。 方案 II 与方案 I 初步方案主接线一 110kV侧 110kV侧 35kV侧 双母线分段接线 双母线分段接线 双母线接线 初步方案主接线二 110kV侧 110kV侧 35kV侧 双母线分段接线 双母线接线 双母线接线 1-3 电气主接线的经济技术比较 一、经济比较的说明 本所初步设计的两个方案中，只有 110kV 配电装置部分不同，做比较时，仅对 110kV 配电装置部分进行比较。因设备造价资料有限，本所比较设备造价仅为估计造价，与实 际造价会有很大出入。另外，比较时用的设备与后面选定的设备可能存在出入。 二、从电气设备的数目及配电装置上进行比较 方 案 项 目 方案一 方案二 110KV 配电装置 双母线带盘路 双母线 主变台数 2 2 断路器的数目 110KV 10 9 隔离开关的数目 110KV 39 29 三、计算综合投资 Z （1） Z＝ Z 0 (1＋ a  100 ) (元) 式中: Z 0 —为主体设备的综合投资,包括变压器﹑高压断路器﹑高压隔离开关及配 电装置等设备的中和投资; a— 为不明显的附加费用比例系数,一般 110 取 70％,110 取 90％. （2）主体设备的综合投资如下 ①主变 主变容量 MVA 每台主变的参考价格(万元/台) 变压器的投资(万元) 63 630 2630＝1260 ②110KV 侧 SW6 − 110Ι 型断路器 每台断路器的参数价格 (万元/台) 方案一断路器投资 (万元) 方案二断路器的投资 (万元) 65 1065＝650 965＝585 ③110KV 侧 GW4 — 110 型隔离开关 每台隔离开关的参数价格(万 元/台) 方案一隔离开关投资 (万元) 方案二隔离开关的投资 (万元) 2.5 392.5＝97.5 292.5＝72.5 方案一 方案二 主体设备总 投资 (万元) Z 0 ＝ 1260 ＋ 650 ＋ 97.5 ＝ 2007.5 Z 0 ＝1260＋585＋72.5＝1917.5 综合投资 (万元) Z＝ Z (1＋ a 100 )＝2007.5 （1＋0.9）＝3814.25 Z＝ Z (1＋ a 100 )＝1917.5（1＋ 0.9）＝3643.25 ⑨综合投资 0 0 四、计算年运行费用 C C＝αΔA + α1 I + α 2 I (万元) 式中: α1 —检修、维护费,一般取(0.022～0.042)Z α 2 —折旧费,一般取(0.05～0.058) a— 电能电价,取 0.3 元/kwh △A—变压器电能损失(kwh) 主变的参数如下表： 空载有功损耗 负载损耗 阻抗电压% 高中 高低 中低 84.7 300 12-14 22-24 7-9 1 S 2 S 2 S 2 ∆A=n(∆P0+k∆Q0)+ (∆P+k∆Q)( 1 + 2 + 3 )τ S n 2n 2 S n S 2 n S n S3n ΔQ0 ＝ I 0 ％ S N 100 ＝1.22400＝2160 ΔQ1K ＝U1 ％ S N 100 ＝142400＝33600 ΔQ2 K ＝U 2 ％ S N 100 ＝－12400＝－2400 ΔQ3 K ＝U 3 ％ S N 100 ＝92400＝21600 S1=  38 + 24 + 0.186 0.8 38  =77.733MVA=77733kVA S 2=  0.8 =47.5MVA=47500kVA S3= 24 + 0.186 0.8 =30.2325MVA=30233kVA τ=4200，k=0.1 电能损耗为： Sn3= Sn2 =63000  2=31500kVA ΔA= 2(84.7+216）+ 1 777332 (84.7+216)（ + 475002 + 302332 ） 2 2 4200=985061（kWh） 方案一与方案二的年运行费用： 方案一： C＝αΔA + α1 I + α 2 I 63000 2 63000 2 63000 31500 = 0.3 9.85 + 0.03 3814.25 + 0.02 3814.25 = 193.67 (万元) 方案二： C＝αΔA + α1 I + α 2 I = 0.3 9.85 + 0.03 3643.25 + 0.02 3643.25 = 185.12 (万元) 五、经济比较成果 经济比较成果表 名 称 方案Ⅰ 方案Ⅱ 综合投资（万元） 3814.25 3643.25 年运行费用（万元） 193.67 185.12 主接线所选的两个初步方案，主接线中压、低压二次侧方案相同，只比较一次侧方 案。 方案一的特点如下：当本所出线断路器故障或检修检修时，均可通过旁路母线正常 正常送电，提高供电可靠性；今后扩建方便，但占地面积有所增加。 方案二的特点如下:今后扩建也方便；当进出线断路器故障或检修时，故障或检修 断路器的进出线必须停电；占地面积较第一方案少。 从经济性来看，由于第一方案增加了盘路母线，占地面积较有所增加，从设备上来 看，需多加一个间隔设备及 7 组隔离开关，综合投资费用和运行费增加增加。 从可靠性来看，第二方案当进出线断路器故障或检修时，故障或检修线路只好停运， 而第一方案中当进出线断路器故障或检修时，可由盘路临时供电。 从改变运行方式灵活性来看，两个方案都能适应系统中各种运行方式调度和潮流变 化需要，试验方便。 1-4 最优主接线方案的确定 通过以上分析比较，可以发现第一方案虽然投资费用有所增加，但可以保证断路器 故障或检修时正常供电，110kV 断路器故障修复时间是 6 至 7 天，而且因故障停电造成 的停电损失是少供电量电费的成本的十倍；本所 35kV 侧供电负荷 37MW，10kV 侧供电负 荷 25MW，110kV 侧有穿越功率 23MVA。以断路器故障停电一次造成少供负荷 10 MVA，6 天修复，将造成少供电量 99.36 万 kWh,造成的损失就相当于 993.6 万 kWh。考虑综合因 素选第一方案为本变电所的主接线方案。 最优主接线方案 110kV侧 35kV侧 10kV侧 双母线分段接线 双母线接线 单母线分段接线 最优主接线方案图如下： 1-5 变电所主变和厂用变选择 有原始资料可知，我们本次所设计的变电所是 110kV 通过变它是以 110kV 受功率为 主，把所受功率通过主变传输至 35kV 及 10kV 母线上，因此，选择主变台数时，要确保 供电的可靠性。 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。考虑到两台主变压器同时发生故障机率较小，适用远期负荷的增长及 扩建，而当一台主变压器故障或检修时，另一台主变压器可承担 70％的负荷，保证全变 电所正常供电，故选择两台主变压器互为备用，提高供电可靠性。 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。 一、主变压器的选定 35kV 侧负荷为 41MW，10kV 侧负荷为 25MW，功率因数 0.7。当一台主变压器故障或 检修时，另一台主变压器可承担 70％～80％的负荷保证全变电所的正常供电。 S=0.7（41＋25）/0.7＝66(MVA) *1-2 查《电力工程电气设计手册》184 页（Sj=100MVA）， 型号 容量比 额定电压（kV） U*1-2% U*1-3% U*2-3% 高压侧 中 压 侧 低压侧 SSPSL1-63000 100/100/50 121 38.5 10.5 18.5 10.5 6.5 二、所用变压器的选定 当所内有较低电压母线时，一般均由这类母线上引接 1～2 个所用电源，所用电源 引接方式具有经济性和可靠性较高的特点。本所所用电占用率 0.36％。 所用变压器容量的确定： S＝（41＋25）0.36％/0.7＝0.339（MVA）＝339（kVA） 查《发电厂和变电所电气部分毕业设计指导》附表 1-1，选择 SL7-400/10 型变压器， 其技术数据见下表。 型号 额定容量 （kVA） 额定电压(kV) 损耗（kW） 阻抗电 压（％） 空载电 流（％） 连接组 别 高压 低压 空载 负载 SL7-400/10 400 10 0.4 0.92 5.8 4 2.1 Y，yno 1-6 变电所用电设计 变电所的所用电是变电所的重要负荷。在所用电设计时应按照运行可靠、检修和维 护方便是要求，使设计达到经济合理、技术先进，保证变电所安全、经济的运行。 一、所用变压器台数的确定 本变电所总容量为 2500MVA，另有 64MVA 穿越功率，且变压器采用强迫油循环水冷型， 为保证所用电运行可靠、安全，装设两台所用变压器。 二、所用电源的引接方式 根据当所内有较低电压母线时，一般均由这类母线上引接 1～2 个所用电源，这一所 用电源引接具有经济和可靠性较高的特点。本所采用从 10kVⅠ段母线引接一个电源，从 10kVⅡ段母线引接一个电源的接线方式。 三、所用变压器低压侧接线 所用电系统采用 380/110V 中性点直接接地的三相四线制，动力与照明和用一个电源。 所用电低压侧采用单母线分段接线方式，平时分列运行。 所用电接线图如下： 1-7 最优电气主接线图绘制 见附图 第二章 短路电流计算 2-1 节 短路电流计算概述 电力系统的电气设备，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形式的短路，因为它们会破坏对用户的 正常供电，电气设备的正常运行。 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。但三相短路情况最严重，应给予足够的重视。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。 一、短路计算的目的 1.在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定接线方案是否需要采取限制 短路电流的措施等。 2.在选择电气设备时，为了保证各种电气设备和导体在正常运行和故障情况下都能 安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。 3.计算软导线的短路摇摆。 4.在选择继电保护装置和进行整定计算。 二、电力系统短路电流计算的条件 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、磁滞、涡流及导 体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差 120o 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阻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％负荷接在高压母线上，50 ％负荷接在系统侧。 6. 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。 7. 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 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，不考虑参数的误差和调整范围。 11.输电线路的的电容略取不计。 12.用概率统计法制定短路电流运算曲线。 三、计算短路电流的一般规定 1.验算导体和电器的动稳定，热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工 程设计规划容量计算，并考虑电力系统5～10的远景发展规划。确定短路电流时，应按 可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线 方式。 2.选择导体和电器的短路电流，在电气主接线的网络中，应考虑具有反馈作用的异 步电动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，应选择在正常接线方式时 的短路电流为最大的点；对带电抗器6～10KV 出线，选择母线至母线隔离开关之间的引 线，套管时，短路计算点应取在电抗器之前，其余导体和电器的计算短路点一般选择在 电抗器之后。 4.导体和电器的动稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路电流验算。 若中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单向，两相接地短路较三相严重时，则 应按严重的情况计算 三、短路电流计算的方法（运算曲线法） 在本设计中，按设计要求，短路电流计算将计算三相短路电流。短路电流计算时间 为 0s、1s、2s。 本次设计课题中短路电流计算是应用运算曲线进行的标么值的近似计算，其基本计 算步骤为： 1.网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗。 2.求各电源的计算电抗（将各转移阻抗按各发电机额定功率归算）。 3.查运算曲线，得到以发电机额定功率为基准值的各电源送至短路点电流的标么 值。 4.求（3）中各电流的有名值之和，即为短路点的短路电流。 5.在要求提高计算准确度的情况下，可进行有关的修正计算。 2-2 节 短路电流计算过程 一、计算电路图 二、主要元件的电抗 取 Sj=100MVA，电压基准值为各段的平均额定电压：115kV、37kV、10.5kV。 1. 主变压器 型号 容量比 额定电压（kV） U*1-2% U*1-3% U*2-3% 高压侧 中 压 侧 低 压 侧 SSPSL1-63000 100/100/50 121 38.5 10.5 18.5 10.5 6.5 U1d % = 1 (U 2  1−2  % + U  1−3  % − U  2−3 %) = 1 (18.5 + 10.5 − 6.5) = 11.25 2 U 2 d % = 1 (U 2  1−2  % + U  2−3  % − U  1−3 %) = 1 (18.5 + 6.5 − 10.5) = 7.25 2 U 3d % = 1 (U 2  2−3  % + U  1−3  % − U  1−2 %) = 1 (6.5 + 10.5 − 18.5) = −0.75 2 X T 1 = U1d % 100  S B S N = 11.25 100  100 63  = 0.1786 X T 2 = U 2 d % 100  S B S N = 7.25 100 100 63  = 0.1151 X = U 3d % S B = − 0.75 100 ≈ 0 N T 3 100 S 100 63 2. 线路 X L : X L1 S B U = 0.4 L1 2 B  = 0.4 42 100 (115) 2  = 0.1270 X L 2 S B U = 0.4 L2 2 B  = 0.4 19 100 (37) 2  = 0.5551 X L 3 S B U = 0.4 L3 2 B  = 0.4 7 100 (10.5) 2  = 2.5397 X L 4 S B U = 0.4 L4 2 B  = 0.4 1.8 100 (10.5) 2  = 0.1306 2. 系统: X = X d *d  S B S ex  = 1.94 100 2000  = 0.097 一、 短路电流计算 1. d1 点短路： 经网络变换后： X 16 = X 1 + X 2 // X 3 // X 4 // X 5 = X 1 + 1 1 + 1 + 1 + 1 X 2 X 3 X 4 X 5 1 = X 1 + 1 5 X 2 1 = X 1 + 1 5 X 2  = 0.1224 计算电抗： X  js1  = X 16 ⋅ Sex S j = 0.1224 2000 = 2.448 ≈ 2.5 100 3＞ X js ＞0 查《电力工程设计手册 1 册》P138 标幺值： I 0* =0.416 I1* = 0.422 I 2* = 0.422 有名值： I 0 = I 0* I b =0.416 S ex 3U B  = 0.416 2000 3 115  = 4.177(kA) I 1 = I 1* I b =0.422 S ex 3U B  = 0.422 2000 3 115  = 4.237(kA) I 2 = I 2* I b = I 1 ＝4.237（kA） 冲击电流幅值(Kch 取 1.80)： ich = 2.55I 0 = 2.55 4.177 = 10.651(kA) 冲击电流有效值： I ch = 1.51I 0 = 1.51 4.177 = 6.307(kA) 短路容量： S d = 3U N I 0 = 3 115 4.177 = 831.999(kVA) 2. d2 点短路时： d 2 : X 17 = X 1 + X 2 // X 3 // X 4 // X + (X 10 + X 11 )//( X 9 + X 12 ) + X 7 = 0.1224 + 1 0.1786 + 2.5397 2 = 2.7514 X jS 2  = X 17 ⋅ S e S j = 2.7514 2000 = 55.028 100 Q X jS 2 ≥ 3, 按无穷大系统处理。 ∴ I 0∗  = I1∗  = I 2∗ = 1 X 17 = 1 2.7514  = 0.3635 I 0 = I1 = I 2 = I 0* I j = 1.999(kA) ich = 2.55 I 0 = 2.55 1.999 = 5.097(kA) I ch = 1.51 I 0 = 1.511.999 = 3.0185(kA) S d = I 0* S j = 0.3635 100 = 36.35(MVA) 3. d3 点短路时： d 3 : X 18 = X 1 + X 2 // X 3 // X 4 // X + (X 10 + X 11 )//( X 9 + X 12 ) + X 8 = 0.1224 + 1 0.1786 + 0.1306 2 = 0.3423 X jS 3  = X 18  ⋅ S e S j  = 0.3423 2000 = 6.846 100 Q X jS 3 ≥ 3, 按无穷大系统处理。 ∴ I 0∗  = I1∗  = I 2∗ = 1 X 18 = 1 0.3423  =