变压器电力系统降压变电所电气工程设计.docx

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1、变压器，电力系统，降压变电所，电气工程设计摘 要 电气工程及其自动化专业的毕业设计是培育学生综合运用高校四年所学理论学问，独立分析和解决工程实际问题的初步实力的一个重要环节。本设计是依据“电力系统及自动化专业（发电厂及电力系统）”毕业任务书的要求，综合高校四年所学的专业学问及电力工程电气设计手册，电力工程电气设备手册等书籍的有关内容，在指导老师的帮助下，通过本人的细心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的经济性，系统运行的牢靠性，敏捷性等诸多因素，最终完成本设计方案。本设计说明书是依据毕业设计的要求，针对地区变电所与电气主接线的毕业设计。本次设计主要是变电所电气主接线的设计，

2、并做出阐述和说明。论文包括选择变电所的主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参数，并且通过计算，具体的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽的说明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷状况，最终确定本变电所电气主接线方案和高压配电装置及其布置方式。 关键词 变压器,电力系统,降压变电所,电气工程设计 目 录 摘 要 I 引 言 - 1 - 第一部分 毕业设计说明书 - 2 - 1 变电所原始资料分析 - 2 - 1.1 设计题目 - 2 - 1.2 变电所概况介绍 - 2 - 1.3 变电所60KV的用户负荷表 - 2 - 1.4 电力系统接

3、线方式 - 2 - 2 主变压器台数和容量的确定 - 4 - 2.1 主变压器选择的要求 - 4 - 2.2 主变压器容量和台数的确定 - 4 - 2.3 主变压器的选择 - 5 - 3 主接线形式的选择及说明 - 7 - 3.1 主接线的设计原则 - 7 - 3.2 主接线的设计要求 - 7 - 3.3 主接线的选择 - 8 - 3.3.1主接线的预定方案 - 8 - 3.3.2 对两种方案接线方式的同时论证 - 9 - 3.4 主接线的确定 - 10 - 3.5 设备的配置 - 11 - 3.5.1 隔离开关的配置 - 11 - 3.5.2 电压互感器的配置 - 11 - 3.5.3 电流

4、互感器的配置 - 11 - 3.5.4 接地刀闸的配置 - 11 - 3.5.5 避雷器的配置 - 12 - 4 短路计算 - 13 - 4.1 短路电流计算的目的 - 13 - 4.2 短路的基本类型 - 13 - 4.3 短路电流计算的基本假定 - 13 - 4.4 一般规定 - 13 - 4.5 计算步骤 - 14 - 4.6 计算方法 - 14 - 4.7 本变电所电力系统等值电路图 - 15 - 5 电气设备的选择 - 16 - 5.1 母线的选择 - 16 - 5.1.1 母线的型式及适用范围 - 16 - 5.1.2 一般条件 - 16 - 5.1.3 截面选择说明 - 17 -

5、 5.1.4 热稳定校验 - 17 - 5.2 高压断路器的选择 - 17 - 5.3 隔离开关的选择 - 19 - 5.4 电流互感器的选择 - 19 - 5.5 电压互感器选择 - 21 - 5.6 避雷器的选择 - 21 - 6 高压配电装置 - 23 - 6.1 高压配电装置设计原则及要求 - 23 - 6.2 屋外配电装置的布置原则 - 25 - 6.3 本变所配电装置的规划 - 25 - 7 继电爱护及自动装置设计 - 27 - 7.1 继电爱护配置的作用和要求 - 27 - 7.2 变压器爱护的配置 - 27 - 7.3 母线爱护和断路器失灵爱护 - 28 - 7.3.1 母线爱

6、护配置原则 - 29 - 7.3.2 母线爱护 - 29 - 7.3.3 断路器失灵爱护 - 30 - 7.4 线路的爱护装置 - 30 - 7.4.1 220kV侧线路爱护 - 30 - 7.4.2 60KV侧线路爱护 - 31 - 7.5 自动装置的规划设计 - 32 - 7.5.1 电力系统自动装置的设计 - 32 - 7.5.2 自动重合闸装置应按下列规定装设 - 32 - 7.5.3 自动重合闸装置应符合以下要求 - 32 - 7.5.4 备用电源和备用设备自动投入 - 32 - 8 防雷爱护的规划设计 - 34 - 8.1 防雷爱护的同必要性 - 34 - 8.2 发电厂及变电所的

7、防雷爱护内容 - 34 - 8.3 变电所防雷爱护的对象 - 34 - 8.4 装设避雷针（线）的基本原则 - 35 - 8.5 防雷爱护设计所需资料 - 35 - 8.6 避雷针的爱护范围计算 - 35 - 8.7 防雷爱护措施 - 36 - 其次部分 桓仁220/60变电所电气部分设计计算书 - 37 - 1 主变压器的选择 - 37 - 2 短路电流的计算 - 39 - 2.1计算公式 - 39 - 2.2系统计算电路图和等值电路图 - 39 - 2.2 220KV母线上K1点发生短路时的短路计算 - 43 - 2.3 60KV母线上K2点发生短路时的短路计算 - 43 - 3 主要电气

8、设备的选择 - 45 - 3.1 母线的选择 - 45 - 3.1.1 220KV侧母线选择 - 45 - 3.1.2 60KV侧母线选择 - 45 - 3.2 高压断路器的选择 - 47 - 3.2.1 220KV侧断路器的选择 - 47 - 3.2.2 63KV侧断路器的选择 - 48 - 3.3 隔离开关的选择及校验 - 49 - 3.3.1 220KV侧隔离开关选择与校验 - 49 - 3.3.2 60KV侧隔离开关选择与校验 - 50 - 3.4 电流互感器的选择及校验 - 51 - 3.4.1 220KV侧电流互感器的选择及校验 - 51 - 3.4.2 63KV侧电流互感器的选择

9、及校验 - 52 - 3.5 电压互感器选择及校验 - 53 - 3.6 避雷器的选择 - 54 - 4 避雷针的爱护范围计算 - 55 - 结 论 - 57 - 致 谢 - 58 - 参考文献 - 59 - 附 录 - 60 - 引 言 随着各国电力工业的发展，电网的规模快速扩大，电压等级和自动化水平的不断提高，供电部门为适应市场机制，加强科技进步和提高经济效益就成为电力经营管理关注的重点问题。为了解决这一问题，我国于2002年首先推出了以打破垄断，引入竟争为首的体制改革方案，预期将对发输供电效率的提升产生主动作用。 本设计是依据毕业设计的要求，针对220/60KV降压变电所毕业设计论文。本

10、次设计主要是变电所与电气主接线的设计，并做出阐述和说明。论文包括选择变电所的主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参数，并且通过计算，具体的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽的说明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷状况，确定本变电所电气主接线方案和高压配电装置及其布置方式，同时依据变电所的电压等级及其在电力网中的重要地位进行继电爱护和自动装置的规划设计，最终通过对主接线形式的确定及所选设备的型号绘制变电所的断面图、平面图，同时依据所绘制的变电所平面图计算变电所屋外高压配电装置的防雷爱护，并绘制屋外高压配电装置的防雷爱护图。本设计的全部

11、图纸都是计算机绘制而成，最终根据要求进行毕业设计成品打印。 第一部分 毕业设计说明书 1 变电所原始资料分析 1.1 设计 地区变电所电气主接线初步设计 1.2 变电所概况介绍 （1）变电所为地区变电所，它主要是给开发区工业用户供电。地区年平均温度为2.5，最高温度为36；变电所地势平坦，交通便利。 （2）变电所220KV侧进线2回，60KV侧出线12回。（3）变电所主爱护动作时间0.5S，后备爱护动作时间为3秒；短路计算时间4秒。 依据所给条件对本变电所的电气主接线、电气设备进行选择，对配电装置进行规划，对防雷爱护进行设计。 1.3变电所60KV的用户负荷表 表1-1变电所60KV的用户负荷

12、表 序号 负荷名称 最大负荷（KW） 功率 因数 出线 方式 出线回数 附注 近期 五年规划 1 冶炼厂 7500 15000 085 架空 2 有重要负荷 2 空压机厂 5000 8000 095 架空 2 有重要负荷 3 制冷设备厂 5600 9000 085 架空 2 有重要负荷 4 汽车配件城 4500 9000 095 架空 2 无重要负荷 5 制药厂 5000 8500 085 架空 2 有重要负荷 6 化工厂 6000 12000 085 架空 2 有重要负荷 负荷同时系数0.86，线损率为4.5%，重要负荷占75.5%，依据负荷表确定本变电所的远期最大负荷，确定本变电所主变压器

13、的容量，依据相关规程对本变电所的主变压器进行选择。 1.4电力系统接线方式 2*100KM 220KV 2*50KM 800MVA Ud%=18 2*30KM 240MVA Ud=16.5 600MW Xd”=0.12 COS=0.9 待设计变电所 200MW；Xd”=0.135；COS=0.9 图1.1电力系统接线方式 系统中全部的发电机均为汽轮发电机,送电线路均为架空线，单位长度正序电抗为0.3欧姆/公里 依据电力系统接线方式及所给数据，正确选择短路点，进行短路计算，依据短路计算的数据进行相关电气设备的选择较验。 2 主变压器台数和容量的确定 在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功

14、率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本厂（站）用电的变压器，称为厂（站）用变压器或自用变压器。 2.1 主变压器选择的要求 (1) 和电力系统连接的主变压器一般不超过两台。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。 (2) 变压器装设两台及以上主变压器时，每台容量的选择应根据其中任一台停用时，其余变压器容量至少能保证所供电的全部一级负荷或为变电所全部负荷的6075%。通常一次变电所为75%，二次变电所为60%。(3) 变电所的主变压器一般采纳三相变压器，因制造或运输条件限制及初期只装一台主变压器的220KV变电所

15、中，一般采纳单相变压器组，当装设一台单相变压器时，应没有备用相，当主变压器超过一台，且各台容量满意上述要求时，单相变压器组可不装设备用相。(4) 变电所中的变压器在系统调压有要求时，一般采纳带负荷调压变压器，如受设备制造限制时，可采纳独立的调压变压器或预留位置。(5) 变压器绕组的连接方式必需和系统电压相位一样，否则不能并列运行，电力系统采纳的绕组连接方式只有“Y”型和“”型，高、中、低三侧绕组如何组合要依据详细工程来确定。 2.2 主变压器容量和台数的确定 主变压器的容量、台数干脆影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应依据电力系统510年发展规划、输送功

16、率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。假如变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地需积，而且也增加了运行电能损耗，设备末能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满意不了变电站负荷的须要，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每一个千瓦变电设备的投资。 变电所主变压器的容量，一般应按510年规划负荷来选择。依据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑当1台主变压器停运时，其作变压器容量在计及过负荷实力允许时间内，应满意I类及II类负荷的供电；对一般性变电站，当1台主

17、变压器停运时，其变压器容量应能满意全部负荷的70%80%。变电所主变压器的台数，对于枢纽变电所中、低压侧已形成环网的状况下，变电所以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器，以提高供电牢靠性。 2.3主变压器的选择 总容量的确定 主变容量的确定应依据5-10年发展规划进行选择，通过对原始资料的分析，依据负荷及经济发展的要求，同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式求得。 分析原始资料变电所60KV用户负荷表（表2-1） 表2.1变电所60KV用户负荷表 序号 负荷名称 最大负荷（KW） 功率 因数 出线 方式 出线回数 附注 近期 五年规划 1

18、 冶炼厂 7500 15000 085 架空 2 有重要负荷 2 空压机厂 5000 8000 095 架空 2 有重要负荷 3 制冷设备厂 5600 9000 085 架空 2 有重要负荷 4 汽车配件城 4500 9000 095 架空 2 无重要负荷 5 制药厂 5000 8500 085 架空 2 有重要负荷 6 化工厂 6000 12000 085 架空 2 有重要负荷 最大负荷同时系数0.86，线损率为4.5。总负荷中重要负荷占75.5。依据变电所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，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计级过负荷实力后的允许

19、时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变电所停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。本变电所的最大远期负荷为： kW kW 式中 本变电所60KV侧各出线负荷 P 本变电所60KV侧各出线总负荷 已知cos1=0.85，cos2=0.95线损率为4.5%，负荷的同时系数为k0=0.86 将上数据代入公式可得变压器容量为: 经计算得Se=70%S=36791.05kVA 查电力设备手册选用两台双绕组变压器，其型号为SFPZ7120000/220，电压为 kV采纳YN,d11连接组，附套管电流互感器，其详细型号和参数见表2-2。正常运行时，两台变压器全部投入。当其

20、中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷实力，另一台仍能达到全部负荷的98%。 表2-2 所选SFPZ7120000/220变压器的主要参数 型 号 电压组合（KV） 联接组别 损耗(kw) 阻抗电压（%） 冷却方式 SFPZ7- 120000/ 220 高压 中压 低压 YN，d11 负载 空载 凹凸 中学 中低 强迫油循环风冷 220+8*1.25% 63 385 124 14.97 S三相； F风冷； P强迫油循环；Z有载调压；7设计序号；120000额定容量（KVA）；220额定电压（KV） 3 主接线形式的选择及说明 3.1主接线的设计原则 变电所电气主接线是电力系统接线的主要主成部分，

21、它表明白发电机、变压器、线路和断路器等设备的数量和接线方式，从而实现平安的发电、输变电、配电的任务。 依据设计规程，变电所主接线应满意牢靠性、 敏捷性、 经济性的要求。同时还应考虑以下的因素： （1） 考虑变电所在电力系统中的地位和作用。（2） 考虑近期和远期的发展规模。（3） 考虑负荷的重要性分级和出线回数的多少对主接线的影响。（4） 考虑主变台数对主接线的影响。（5） 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。 3.2 主接线的设计要求 对电气主接线的基本要求，概括地说应包括牢靠性、敏捷性和经济性三方面。 （1） 牢靠性 平安牢靠是电力生产的首要任务，保证供电牢靠是电气主接线最基本的要求。停

22、电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加严峻，在经济发达地区，故障停电的经济是实时电价的数十倍，及至上百倍，至于导致人身健身房、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此电气主接线必需保证供电牢靠。电气主接线的牢靠性不是肯定的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电所来说是牢靠的，而对别外一些发电厂和变电所则不肯定能满意牢靠性要求。所以在分析电气主接的牢靠性时，要考虑发电厂和变电所在系统中的地位和作、用户的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行阅历等诸多因素。1）应重视国内外长期运行的实践阅历及其牢靠性的定性分析。（即断路器检修时，能

23、否不影响供电。线路、断路器或母线经及母线或母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对、类负荷的供电；发电厂和变电所全部停电的可能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素） 2）主接线的牢靠性包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中牢靠性的综合。3）主接线的牢靠性在很大程度上取决于设备的牢靠程度，采纳牢靠性高的电气设备可以简化接线。4）要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。（2）敏捷性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能录活地进行运行方式的转换。敏捷性有以下几方面的要求： 1）调度要求，可以敏捷的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，

24、能够满意系统在事故运行方式下，检修方式下以及特别运行方式下的调度要求。2）检修要求，可以便利地停运断路器，母线及其继电爱护设备进行平安检修且不致于影响对用户的供电。3）扩建的便利性要求，对将来要扩建的发电厂或变电所，其主接线必需具有扩建的便利性。（3） 经济性 1）投资省 a.主接线力求简洁，以节约断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。b.要能使断电爱护和二次回路不过于困难，以节约二次设备和限制电缆。c.要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。d.如能满意系统平安运行及继电爱护要求，110kV及以下终端或分支变电所可采纳简易电器。2）占地面积小 主接线设计要为配电装置创建条

25、件，尽量使占地面积削减。同时应留意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电所，在可能和允许条件下，应实行一次设计，分期投资、投建、尽快发挥效益。3）电能损失小 在发电厂和变电所中，电能损耗主要来自变压器，经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避开因两次变压而增加电能损失。 3.3 主接线的选择 由规程知：110220kV配电装置中的出线回路数为2回时，一般采纳单母线分段的接线形式。当配电装置中的进线和出线总数为1216回时，在一组母线上设置分断断路器，而双母线运行方式在6220kV电压的配电装置中，通常是以保证用户供电，所以必需的牢靠性。依据上述以及本变电所所处系统和负荷性

26、质的要求，初步确定主接线方案：第一种方案是一次侧（220kV侧）采纳单母分段的接线形式，二次侧（60kV侧）采纳双母三分段的接线形式；其次种方案是一次侧（220kV侧）采纳双母线的接线形式，二次侧（60kV侧）采纳双母线带旁路的接线形式。 3.3.1主接线的预定方案 本变电所电压等级为220kV/60kV，220kV电源进线为2回； 60kV侧出线为12回。 依据主接线设计必需满意供电牢靠性、保证电能质量、满意敏捷性和便利性、保证经济性的原则，初步拟定两种主接线方案。 第一方案：220kV侧采纳单母分段带旁路接线，60kV侧采纳双母三分段接线。其次方案：220kV侧采纳双母线接线，60kV侧采

27、纳双母线带旁路接线 。 图 接线方案 3.3.2 对两种方案接线方式的同时论证 3.3.2.1第一种方案特点： 一次侧（220kV侧）采纳单母分段接线形式 优点：单母分段按可进行分段检修，对于重要负荷可以从不同段引出两个回路，使重要负荷有两个电源供电，在这种状况下，当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电爱护装置的作用下能自动将故障切除，因而保证了正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电。 缺点：是当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上全部回路都要在检修期间长时间停电。二次侧（60kV侧）采纳双母三分段接线形式 正常运行时，只有一组母线工作，全部连接在工作母线上的隔离开关是接通的，

28、另一组母线为备用母线，全部连接在备用母线上的母线隔离开关是断开的。双母线中的任一组母线，都可以是工作母线或备用母线，工作母线和备用母线利用母线联络断路器连接起来，它平常是断开的。优点：1）轮番检修母线时，不中断装置的工作和向用户供电。2）检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开这一条回路。3）工作母线发生故障时，装置能快速的复原正常工作。4）任一回路运行中的断路器，假如拒绝动作或因故不允许操作时，可利用母线联络断路器来代替断开该回路。缺点：在倒母线的操作过程中，运用隔离开关切换有负荷电流的电路，操作过程比较困难，简单造成误操作。其次是双母三分段接线平常只有一组母线工作，因此，当工作母线短路时仍要

29、使整个配电装置短时停止工作，在检修任一回路的断路器时，此回路仍须要停电。另外，增加了母线隔离开关的数目和有色金属的消耗量，并且使配电装置结构困难，故经济性较差。3.3.2.2其次种方案接线图 一次侧（220kV侧）采纳双母线接线形式 二次侧（60kV侧） 采纳双母线带旁路接线形式 为了避开单母分段在母线或母线隔离开关故障或检修时，连接在该段母线上的回路都要在检修期间长时间停电，而发展成双母线这种接线，每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上，两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行。双母线接线中，每个回路均通过一台断路器和两组隔离开关，连接到两组母线上，电源和出线可匀称地分

30、布在两组母线上，由610kV配电装置；3560kV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110220kV出线数为2回及以上时，此接线有以下几个优点： （1）可以轮番检修母线而不影响供电，只需将要检修的那组母线上所连接的电源和线路通过两组母线隔离开关的倒闸操作，全部切换到另一组母线上。（2）检修任一母线的隔离开关时，只停该回路。当某一回路的一组母线隔离开关发生故障时，只要将该隔离开关所在的回路和所连接的母线停电，就可以对该隔离开关进行检修，不影响其它回路。（3）一组母线故障后，能快速复原该母线所连接回路的供电，即被切除回路可快速复原送电。（4）运行高度敏捷。电源和线路可以随意安排在某一组母

31、线上，能够敏捷地适应系统中各种运行方式和潮流改变的要求。（5）扩建便利。双母线接线方式可以沿着预备的扩建端向左右扩建，而不影响两组母线的电源和负荷匀称安排，也不会引起原有回路的停电。（6）便于试验。在个别回路需单独进行试验时，可将该回路单独接至一组母线上。单断路器的双母线接线也有自己的缺点： （1）任一台断路器拒动，将造成与该断路器相连母线上其它回路的停电。（2）一组母线检修时，全部电源及线路都集中在另一组母线上，若该母线再故障，将造成全停事故。（3）母联断路器故障，将造成配电装置全停。（4）当母线故障或检修时，隔离开关作为切换电器，简单发生误操作。（5）在检修任一进出线回路的断路器时，将使该

32、回路停电。 （6）增加了母线长度和使每回路增加了一组母线隔离开关，还使配电装置架构增加，占地面积增大，投资增多， 双母线带旁路母线的接线：双母线可以带旁路母线，用旁路断路器代检修中的回路断路器工作，使该回路不停电，可以设专用旁路断路器，也可以用旁路断路器兼作母联断路器，或用母联断路器兼作旁路断路器。当110kV出线在6回及以上、220kV出线在4回及上时，宜采纳带专用旁路断路器的旁母线。 带有专用旁路断路器接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对接入旁路母线的线路回路数较多，且对供电牢靠性有特别须要的场合是非常必要的。不采纳专用旁路断路器的接线，虽然可以约建设投资，但是倒闸操作

33、非常繁杂，而且对于无论是单母线分段接线或双母线接线方式，在检修期均处于单母线不分段运行状况，极大地降低了牢靠性。依据本变电所主要向工业区供电，此外一部分是城市公共负荷，其中60KV配电装置出线回数为12回，所以本变电所的接线必需非常牢靠。 3.4 主接线的确定 两种方案进行比较： 首先，一次侧两种接线形式的比较：单母分段虽然较双母线削减母线长度和隔离开关的数量，而且占地面积也较小，但是单母分段接线当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，都会使该段母线上全部回路在检修期间长时间的停电，而这对重要负荷的供电牢靠性是不允许的。双母线接线形式虽然占地面积较大，投资较高，但是其供电牢靠性调度敏捷性和扩建便

34、利等优点却是对重要负荷和系统容量的改变是特别重要的。所以通过以上的比较，最终确定一次侧（220kV侧）采纳双母线接线形式。 其次，二次侧两种接线形式的比较：双母三分段的接线增加了隔离开关和断路器的数量，对于正常运行或线路故障时的倒闸操作较为双母线接线困难，其平常只有一组母线运行，所以当工作母线短路时，仍要使整个配电装置短时停止工作，扩大了停电时间。双母线带旁路接线形式虽然占地面积较大，投资较高，但是其供电牢靠性和扩建便利等优点却是对重要负荷和系统容量的改变是特别重要的。而双母线带旁路接线不仅经济性要优于前者，而且在母线故障后，复原供电的速度也高于前者，同时，双母线接线牢靠性高，扩建便利，所以通

35、过上述的比较，二次侧（60kV侧）最终选定双母线接线的接线形式。最终，通过前面对一次侧（220kV侧）和二次侧（60kV侧）接线的经济性，牢靠性，敏捷性等各方面的综合比较，同时考虑本所的进线，出线的回数以及重要负荷的分布等因素，一次侧（220kV侧）采纳双母线的接线形式，二次侧（60kV侧）采纳双母线带旁路的接线形式。本变电所电气主线图见附录 3.5 设备的配置 3.5.1 隔离开关的配置 （1）接在变压器引出线上或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。（2）接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。（3）断路器两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器是隔离电流。（4）中性点干脆接地的一般形变

36、压器均宜配置隔离开关。 3.5.2 电压互感器的配置 （1）电压互感器的数量和配置与主接线有关，应满意测量、爱护、同期和自动装置的要求。 （2）60220kV电压等级的每组主接线的三相应装电压互感器 （3）当需监视和检测线路有无电压时，出线侧的一组上应装设电压互感器。 3.5.3 电流互感器的配置 （1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满意测量仪表、爱护和自动化的要求。 （2）在未装设断路器的发电机和变压器中性点，应装设电流互感器。（3）对干脆接地系统，一般按三相配置，对非干脆接地系统依详细要求配置两相或三相。 3.5.4 接地刀闸的配置 （1）为保证电器和母线的检修平安，35K

37、V以上每段母线依据长度宜装设1-2组接地刀闸，两组接地刀闸间距适中，母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关上和母联开关上，也可装设于其它母线回路。 （2）63kV及以上的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配接地刀闸，双母线接线两组母线隔离开关的断路器侧可共用一组接地刀闸。（3）旁路母线一般装设一组接地刀闸，装设在旁路隔离开关的旁路母线侧。（4）63kV及以上主变母线隔离开关的主变侧宜装设一组接地刀闸。 3.5.5 避雷器的配置 （1）配电装置每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器的除外。 （2）220kV及以下变压器到避雷器的电气距离越过允许值时，应在变压器旁边增设一组

38、避雷器。（3）下列状况下的变压器中性点应装设避雷器： 1)中性点干脆接地系统中，变压器中性点分级绝缘且有隔离开关时。2)不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点。3)110220kV线路侧一般不装设避雷器。 4 短路计算 4.1 短路电流计算的目的 (1) 电气主接线的选择。 (2) 选择导体和电气设备，保证设备在正常运行状况下，都能正常工作，保证平安牢靠，而且在发生短路时保证不损坏。(3) 选择断电爱护装置和进行整定计算。(4) 确定中性点接地方式。(5) 验算接地装置的接触电压和跨步电压。(6) 确定分裂导线间隔棒的计算。(7) 计算软导线的短路摇摆。 4.2 短路的基本类

39、型 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，其中三相短路是对称短路。 为了检验和选择电气设备和载流导体，以及为了继电爱护的整定计算，常用下述短路电流值： Ich：短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。I：超瞬变或次暂态短路电流的有效值，即第一周期短路电流周期重量有效值。I：稳态短路电流有效值。 4.3 短路电流计算的基本假定 (1) 正常运行时，三相系统对称运行。 (2) 全部电源的电动势相位角相同。(3) 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁蕊的电气设备电抗值不随电流大小发生改变。(4) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。(5) 不考虑短路点的电弧阻抗和变压

40、器的励磁电流。(6) 元件的计算参数取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。(7) 输电线路和电容略去不计。 4.4 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，应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应按可能发生最大短路电流的接线方式。而不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动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。(3) 选择导体的电器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应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

41、，热稳定，以及电器开断电流，一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路，或中性点干脆接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严峻时，则应按严峻状况计算。 4.5 计算步骤 (1) 画等值电抗图 1）首先去掉系统中的全部负荷开关，线路电容，各元件电阻。 2）选取基准容量和基准电压。3）计算各元件的电抗标么值。(2) 选择计算短路点 (3) 求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。(4) 各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。(5) 列出短路电流计算数据表。 4.6 计算方法 标么值法：取基准容量Se=100MVA，基准电压Ue=Uav计算用公式： 线路电抗：XL*= X

42、L (4.1) 变压器电抗：X*= (4.2) 短路电流周期重量有效值：IK*= (4.3) 路电流冲击值：icj=2.55IK (4.4) 标么值转为出名值：IK= Ie (4.5) 4.7 本变电所电力系统等值电路图 本变电所电力系统接线图见图1.1,等值电路图如下图4.1 图4.1 电力系统等值电路图 本变电所短路电流计算数据一览表 表4.1短路电流计算数据一览表 名称 单位 K1(3) K2(3) K2(3) 基准容量Sj MVA 100 100 100 基准电压Uj KV 220 220 220 等值电抗 0.0121 0.02335 0.0857 短路电流” A 20657 107

43、04 2916 冲击电流ich A 52675 27295 7436 详细计算过程及结果见毕业设计计算书。 5 电气设备的选择 电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电器主接线和配电装置达到平安经济运行的重要条件。在进行电器选择时，在平安、牢靠的前提下，应依据工程状况在保证平安牢靠的前提下，主动而稳妥地采纳新技术，并留意节约投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，详细的选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一样的。电器要能牢靠地工作，必需按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 电气设备选择的一般原则： (1)

44、应满意正常工作状态下的电压和电流的要求。(2) 应满意安装地点和运用环境条件要求。(3) 应满意在短路条件下的热稳定和动稳定要求。(4) 应考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质。(5) 对电流互感器的选择应计其负载和精确度级别 5.1 母线的选择 5.1.1 母线的型式及适用范围 母线除满意工作电流、机械强度和电晕要求外，导体形态还应满意下列要求： (1) 电流分布匀称； (2) 机械强度高； (3) 散热良好； (4) 有利于提高电晕起始电压； (5) 安装、检修简洁、连接便利。由于以上条件很难同时满意，故本变电所采纳软母线形式。 5.1.2 一般条件 （1）配电装置中软母线的选择，应依据环境

45、条件（环境温度、日照、风速、污秽、海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电于扰等条件，确定导线的截面和导线的结构型式； （2）在空气中含盐量较大的沿海地区或四周气体对铝有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型铝铰线； （3）当负荷电流较大时，应依据负荷电流选择较大截面的导线，当电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面必需满意电晕的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数； （4）对于110kV及以下的配电装置，电晕对选择导线截面一般不起确定作用，故可依据负荷电流选择导线截面。导线的结构型式可采纳单根钢芯铝绞线组成的复导线。 5.1.3 截面选择说明 （1）为了保证母线的长期平安运行，母线在额

46、定环境温度0和导风光正常发热允许最高温度e下的允许电流Ie应大于或等于流过导体的最大持续工作电流Igmax即：IgmaxKIe (K为温度修正系数)。 （2）为了考虑母线长期运行的经济性，除了配电装置的汇流母线以及断续运行或长度在20米以下的母线外，一般均应按经济电流密度选择导体的面积，这样可使年运行费用最低。经济电流密度的大小与导体的种类和最大负荷利用小时数Tmax有关。母线经济截面为S=Igmax/J。假如没有最大利用小时数则可根据最大长期工作电流选择合适母线然后对所选母线对应的截面积进行热稳定校验。 5.1.4 热稳定校验 依据上述状况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定。其公式为： SSmin= (5.1)式中 Smin依据热稳定确定的导体最小允许截面（mm）2 I稳定短路电流（A）； tdz短路电流等值发热时间； kf集肤效应系数； C热稳定系数，其值与材料及发热温度有关 5.2 高压断路器的选择 高压断路器主要功能是：正常运行倒换方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着限制作用：当设备或线路发生故障时，能快速切