35KV变电站设计

2021-06-02 来源：华拓网

贵州电力职业技术学院

科目：35KV变电站设计

班级：发电3111班

姓名：陈录勇

学号：43号

辅导老师：庹老师

设计日期：2013年4月24 1

日

前言

来贵州电力职业技术学院的学习目的，

一是为提高自己学历，二是随着科技进步，深感自身所掌握的知识贫乏，已不能更好地适应工作需要，希望通过学习，提高自身的知识文化水平，三是在校学习期间，由于所学理论知识都是书本上的，与实际实践相差很远，结合不深，知识不是掌握得很好，现在，整个《发电厂电气部分》课程已经全部结束，开始做课程设计，这是在全部理论课程及完成各项实习的基础上进行的一项综合性环节。

课程设计的目的： 1．巩固和扩大所学的专业理论知识，并在课程设计的实践中得到灵活应用。 2．学习和掌握发电厂、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。

第一章原始资料分析

第二章主变压器容量型号和台数的选择第一节主变压器容量的选择第二节主变压器台数选择第三节主变压器型号的选择第四节所用变压器的选择

第三章电气主接线的拟定和论证

第一节概述

第二节主接线形式的确定

（1） 10kV出线接线方式设计（2） 35kV进线方式设计

第四章短路电流的计算第五章电气设备的选择及校验

第一节高压电气设备选择的一般标准第二节高压断路器及隔离开关的选择及校验

第一章原始资料分析

1、某地区要求设计一座35KV的降压变电所，以10KV电缆给各地区供电，一次设计并建成。

2、距离本变电所10Km处有一变电所，并由该变电所用35KV双回路架空线路向待建变电所供电。在最大运行方式下，待建变电所高压母线上的短路容量为1500MVA 。

3、待建变电所10KV侧无电源。

4、待建变电所10KV母线到各地区均用电缆线供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为三类负荷，Tmax =4000h ，各馈线负荷如下表。序号车间名称 1 2 3 4 5 6 7 8 一车间二车间机械车间装配车间锻工车间高压站高压泵房其他计算用有功功率（kw）计算用无功功率（kvar） 1046 735 808 1000 920 1350 737 931 471 487 572 491 276 297 496 675 5、所用电按总负荷的8%考虑。 6、环境条件

当地海拔高度1000m，雷电日数37.3日/年，无空气污染，当地最热月平均最高温度28.2℃，年最低温度为-5.9℃，最热月地面0.8m处土壤平均温度25.7℃，电缆出现净距100mm, 变电所处在电阻率为P≤500Ω. m的黄土上。

变电站类型：35kv地方降压变电站电压等级：35kV/10kV

进，出线情况：

110kV 侧 2回进线 10kV 侧 8回出线系统情况：

（1）35kv侧基准值： SB=100MVA UB1=37KV

IB1=ZB1=SB3UB1UB1SB22=1003×372=1.56KA=37=13.69Ω1002

（2）10kV侧基准值：

SB=100MVA UB2=10.5KV

IB2=ZB1=

SB3UB2UB2SB22=1003×10.52=5.5KA=10.5=1.1025Ω1002

第二章主变压器容量、型号和台数的选择

1、主变压器的选择

变电所主变压器的容量一般按照变电所建成后5－10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其它变压器能满足变电所最大负荷Smax的60%或全部重要负荷选择，即：

SN=0.6Smax/(N-1) (MVA)

式中N为变电所主变压器台数，本题目中N=2。由原始资料分析可知：计算公式

SS1S2S3S4S5S6S7S8

S1=P2Q2=1046*1046471*471=1147KVA S2=P2Q2=735*735487*487=881.7KVA S3=P2Q2=808*808572*572=990KVA S4=P2Q2=1000*1000491*491=1114KVA S5=P2Q2=920*920276*276=960.5KVA S6=P2Q2=1350*1350297*297=1382KVA S7=P2Q2=737*737496*496=888KVA S8=P2Q2=931*931675*675=1150KVA

S1147881.79901114960.5138288811508513.2KVA S所S*8%=8513.2*8%=681.056KVA S总=S所+S=681.056+8513.2=9194.256KVA

所以此35KV变电所SN=0.6Smax

则SN=0.6Smax=0.6*9194.256=5516.55KV

查阅资料(发电厂电气部分课程设计参考资料)可知，应选择SJL1-6300型变压器。

2、主变型号选择（1）相数的确定

在330KV及以下的发电车变电所中，一般选用三项式变压器。因为一

台三相式较同容量的三台单项式投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器组。

由原始资料分析可知，应选用三相变压器。

（2）绕组数的确定

A .只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有

两种电压的变电所，采用双绕组变压器。

B .有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种

电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器（包括自耦变压器）。、

由原始资料分析可知，应选用双绕组变压器。

（3）绕组接线组别的确定

变压器的绕组连接方式必须是得起线电压与系统线电压一致，否则不

能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有Y星形和D三角形两种。我国电力变压器的三绕组所采用的连接方式为：110KV级以上电压侧均为“YN”，既有中性点引出并直接接地；35KV作为高、中压侧时都采用“Y”，其中性点不接地或经消弧线圈接地，作为低压侧时可能用“Y”或“D”；35KV以下电压侧一般为“D”，也有“Y”方式。

接线组别的一般情况是：

A.6—500KV均有双绕组变压器，其接线组别为“Y,d11”或“YN,d11”、“YN,y0”或“Y,yn0”。

B.110—500KV均有三绕组变压器，其接线组别为“YN,y0，11”、“YN, Yn0,d11”,“YN，yn,y0”,“YN,d11—d11”及“YN,a0,d11”等。

由原始资料分析可知，应选“Y,d11”。

（4）结构形式的选择

变电所的三绕组变压器，如果以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，则选用降压型；如果以高压侧向低压侧供电为主；向中压侧供电为辅，也可选用“升压型”。

由原始资料分析可知，应选用降压型。（5）调压方式的确定

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：无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达30%，设置有载调压的原则如下：

A.对于220KV及以上的降压变压器，反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。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。

B.110KV及以上的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。 C.出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端，时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。

普通型的变压器调压范围小，仅为±5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，

因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压和无励磁调压。

由原始资料分析可知，应选择有载调压变压器。（6）冷却方式的选择 A.自然风冷却。 B.强迫空气冷却。 C.强迫油循环风冷却。

D.强迫油循环水冷却。 E. 强迫油循环导向冷却。 F.水内冷。

本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。 3、主变压器台数的选择

由原始资料分析可知，主变台数为两台。 4、所用变压器的选择

A.变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂（所）用电系统的额

定电压相适应。

B.连接组别的选择，宜使同一电压级（高压或低压）的厂（所）用工

作、备用变压器输出电压的相位一致。

C.阻抗电压及调压形式的选择，宜使在引接点电压及厂（所）用电负

荷正常波动范围内，厂（所）用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的正、负 5%。

D.变压器的容量必须保证厂（所）用机械及设备能从电源获得足够的功率。容量的选择：

A. 所用变压器负荷计算原则。

1）连续运行及经常短时运行的设备应予以计算。 2）不经常短时及不经常断续运行的设备不予计算。 B. 所用变压器容量的选择

负荷计算采用换算系数法，所用变压器容量St(KVA)计算公式如下：

St≥K1P1+P2+P3

式中K1—所用动力负荷换算系数，一般为0.85. P1 P2 P3—所用动力电热照明负荷之和。KW

S所S*8%=8513.2*8%=681.056KVA

查阅资料(发电厂电气部分课程设计参考资料)可知，应选择S9--1000型变压器。

结论

综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，本所宜采用三相

双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下：

变压器 S9-6300/35 6300 35 10.5 7.90 34.5 7.5 0.7 Y/d11 型号额定容量KVA 额定高额定低空载损耗KW 短路损耗KW 阻抗电压% 空载电流% 连接组别电压KV 电压KV S9-800/10 800 10加正、负5% 0.4 1.45 7.2 4.5 1.6 Y/yn0

第三章电气主接线的拟定和论证

1、概述

电器主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关系。所以，它的设计直接关系到全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。

对电气主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性和经济性三个方面。 A、可靠性

对于一般技术系统来说，可靠性是指一个元件、一个系统在规定的时间内及一定条件下完成预定功能的能力。电气主接线属可修复系统，其可靠性用可靠度表示，即主接线无故障工作时间所占的比例。

供电中断不仅给电力系统造成损失，而且给国名经济各部门造成损失，后者往往比前者大几十倍，至于导致人身伤亡、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，供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线必须满足这一要求。主接线的可靠性可以定性分析，也可以定量计算。因设备检修或事故被迫中断供电的机会越少、影响范围越小、停电时间越短，表明主接线的可靠性越高。

显然，对发电厂、变电所主接线可靠性的要求程度，与其在电力系统中的地位和作用有关，而地位和作用则是由其容量、电压等级、负荷大小和类别等因素决定。

目前，我国机组按单机容量大小分类如下：50MW以下机组为小型机组；50—200MW机组为中型机组；200MW以上机组为大型机组。电厂按总容量及单机容量大小分类如下：总容量200MW以下，单机容量50MW以下为小型发电厂；总容量20—1000MW，单机容量50—200MW为中型发电厂；总容量1000MW

及以上，单机容量200MW以上为大型发电厂。

在电力系统中，按重要性得不同将负荷分为三类（或称三级）。

1）I类负荷。即使短时停电也将造成人员伤亡和重大设备损坏的最重要负荷为I类负荷。如矿井、医院、电弧炼钢炉等。I类负荷的供电要求是：任何时间都不能停电。

2）II类负荷。停电将造成减产，使用户蒙受较大的经济损失的负荷为II类负荷。重要的工矿企业一般都属于II类负荷。二类负荷的供电要求是：仅在必要时可短时（几分钟到几十分钟）停电。

3）III类负荷。I、II类负荷以外的其他负荷均为III类负荷。III类负荷停电不会造成大的影响，必要时时可长时间停电。

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，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对I、II类负荷的供电。

3）尽量避免发电厂或变电所全部停运的可能性。

4）对装有大型机组的发电厂及超高压变电所，应满足可靠性的特殊要求。单机容量为300MW及以上的发电厂主接线可靠性的特殊要求 1）任何断路器检修时，不影响对系统的连续供电。

2）任何断路器故障或拒动，以及母线故障，不应切除一台以上机组和相应的线路。

3）任一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合、以及母线分段或母联断路器故障或拒动时，一般不应切除两台以上机组和相应的线路。

330、500KV变电所主接线可靠性的特殊要求 1）任何断路器检修时，不影响对系统的连续供电。

2）除母线分段及母联断路器外，任一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合时，不应切除三回以上线路。

B、灵活性

1）调度灵活，操作方便。应能灵活地投入或切除机组、变压器和线路，灵活地调配电源和负荷，满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的要求。

2）检修安全。应能方便地停运线路、断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响系统的正常运行及用户的供电要求。需要注意的是过于简单的接线，可能满足不了运行方式的要求，给运行带来不便，甚至增加不必要的停电次数和时间；而过于复杂的接线，则不仅增加投资，而且会增加操作步骤，给操作带来不便，并增加误操作的机率。

3）扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已投运的发电厂和变电所进行扩建，从发电机、变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过渡到最终接线，使在扩建时一、二次设备所需的改造最少。

C、操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。

D、经济性

可靠性和灵活形是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求的前提下，做到经济合理。

1）投资省。主接线应简单清晰，以节省断路器、隔离开关等一次设备投资；应适当限制短路电流，以便选择轻型电气设备；对110KV及以下的终端或分支变电所，应推广采用直降式【110\\(6—10)KV】变电所和质量可靠的简易电气（如熔断器）代替高压断路器；应使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节省二次设备和电缆的投资。

2）年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小维修费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的形式、容量台数及避免两次变压而增加电能损耗；后两项决定于工程综合投资。

3）占地面积小。主接线的设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方都应采用三相变压器（较三台单项组式变压器占地少经济性好）。

2、主接线形式的确定

(1) 10kV出线接线方式设计

对于10KV有八回出线，可选母线连接方式有单母线不分段接线，单母线分段接线，单母线分段带旁路母线的接线，双母线接线及等4种方案。

方案一：单母线不分段接线(见图一)

单母线不分段接线

优点：

1）接线简单清晰、设备少、操作方便。 2）投资少，便于扩建和采用成套配电装置

缺点：

1) 可靠性和灵活性较差。

2) 任一回路的断路器检修，该回路停电。 3）母线或任一母线隔离开关检修，全部停电。 4）母线故障，全部停电。适用范围：

单母线接线不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求，一般用于6-220kV系统中只有一台发电机或一台主变压器的以下三种情况。

1）6—10KV配电装置，出现回路数不超过5回。 2）35—63KV配电装置，出现回路数不超过3回。 3）110—220KV配电装置，出现回路数不超过2回。方案二：单母线分段接线（见图二）

单母线分段接线

即用分段断路器QFd将单母线分成几段。

优点：分段单母线接线与不分段的相比较提高了可靠性和灵活性。 1）两母线段可并列运行，也可分裂运行。

2）重要用户可以用双回线路接于不同母线段，保证不间断供电。

3）任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其它段可继续供电，减小了停电范围。

4）对于用分断断路器QFd分段，如果QFd在正常运行时接通，当某段母线故障时，继电保护使QFd及故障段电源的断路器自动断开，只停该段；如果QFd在正常运行时断开，当某段电源回路故障而使其断路器断开时，备用电源自动投入装置使QFd自动接通，可保证全部出线继续供电。

5）对于用分段隔离开关QSd分段，当某段母线故障时，全部短时停电，拉开QSd后，完好段可恢复供电。

缺点;分段的单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积；某段母线故障或检修仍有停电问题；某回路断路器检修，该回路停电；扩建时，需向两端均衡扩建。适用范围：

1）6～10KV配电装置，出线回路数为6回及以上时；发电机电压配电装置，每段母线上的发电机容量为12MW及以下时；否则，回路数过多时，影响供电可靠性。

2）35～63KV配电装置，出线回路数为4～8回时。 3）110～220KV配电装置，出线回路数为3～4回时。方案三：单母线分段带旁路母线的接线（见图三）

单母线分段带旁路母线的接线

为克服出线断路器检修时该回路必须停电的缺点，可采用增设旁路母线的方法。优点：

1）单母分段带旁路接线与单母分段相比，带来的唯一好处就是出线断路器故障或检修时可以用旁路断路器代替线路送电，使线路不停电。

2）单母线分段带旁路接线，主要用于电压为6～10KV出线较多而且对重要负荷供电的装置中；35KV及以上有重要联络线路或较多重要用户时也采用。缺点

单母线带旁路母线接线，虽然缩小了母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围，在一定程度上提高了供电可靠性，但在母线或母线隔离开关检修期间，连接在该段母线上的所有回路都将长时间停电，这一缺点，对于重要的

变电站和用户是不允许的。

方案四：双母线接线（见图四）

双母线接线

优点:

1）供电可靠。供电可靠表现在：1.检修任一母线时，可以利用母联把该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，不会中断供电。这实在进、出线带负荷的情况下倒换操作，俗称“热倒”，对各回路的母线隔离开关是“先合后拉”。2.检修任一回路母线隔离开关时，只需停该回路及与该隔离开关相连的母线。3.任一母线故障时，可将所有连于该母线上的线路和电源倒换到正常母线上，使装置迅速恢复工作。这是在故障母线的进、出线没有负荷的情况下倒换操作，俗称“冷倒”，对各回路的母线隔离开关时“先拉后合”，否则故障会转移到正常母线上。

2）运行方式灵活。可以采用：1.两祖母线并列运行方式；2.两组母线分裂运行方式；3.一组母线工作，另一组母线备用的运行方式。多采用第一种方式，因母线故障时可缩小停电范围，且两组母线的负荷可以调配。母联断路器的作用是：当采用第一种运行方式时，用于联络两组母线，使两组母线并列运行；在第一、二种运行方式倒母线操作时使母线隔离开关两侧等电位；当采用第三种运行方式时，用于在倒母线操作时检查备用母线是否完好。

3） 4）

扩建方便，可向母线的任一端扩建。

可以完成一些特殊功能。例如，必要时，可以利用母联断路器与系统并列或解列；当每个回路需要独立工作或进行实验时，可将该回路单独接到一组母线上进行；当线路需要利用短路方式融冰时，亦可腾出一组母线作为融冰母线，不致影响其他回路；当任一断路器有故障而拒绝动作或不应许操作时，可将该回路单独接于一组母线上，然后用母联断路器代替其断开电路。

缺点

1）在母线检修或故障时，隔离开关作为倒换操作电器，操作复杂，容易

发生误操作。

2）当一组母线故障时任短时停电。 3）检修任一回路的断路器，该回路仍停电。

4）双母线存在全停的可能，如母联断路器故障或一组母线检修而另一组

母线故障。

5）所用设备多，配电装置复杂。适用范围：

1） 6—10KV配电装置，当短路电流较大、出线需带电抗器时。 2) 35—63KV配电装置,当出线回路数超过8回或连接的电源较多、负荷较

大时。

3） 110—220KV配电装置，当出线回路数位5回及以上或该配电装置在系

统中居重要地位、出线回路数为4回及以上时。

由原始资料分析可知：10KV出线选择单母线分段带旁路接线较合理。

（2） 35kV进线方式设计

本题目中有两台变压器和两回输电线路，可选母线连接方式有单母线

不分段接线，单母线分段接线，内桥接线和外桥接线等4种方案。

方案一：单母线不分段接线

优缺点及适用范围同上（10KV出线设计）。方案二：单母线分段接线

优缺点及适用范围同上（10KV出线设计）。方案三：内桥接线（见图五）

内桥接线

内桥接线的特点：

1、线路操作方便。如线路发生故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余三回线路可继续工作，并保持相互的联系。

2、正常运行时变压器操作复杂。

3、桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系；同时，出线断路器故障或检修时，造成该回路停电。为此，在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活性。

内桥接线适用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。

桥形接线具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为节省投资，在发电厂或变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。

方案四：外桥接线（见图六）

外桥接线

外桥接线的特点为:

1、变压器操作方便。如变压器发生故障时，仅故障变压器回路的断路器自动跳闸，其余三回路可继续工作，并保持相互的联系。

2、线路投入与切除时，操作复杂。如线路检修或故障时，需断开两台断路器，并使该侧变压器停止运行，需经倒闸操作恢复变压器工作，造成变压器短时停电。

3、桥回路故障或检修时两个单元之间失去联系，出线侧断路器故障或检修时，造成该侧变压器停电，在实际接线中可采用设内跨条来解决这个问题。

外桥接线适用于两回进线、两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换，而且线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。

由原始资料分析可知：35KV进线选择内桥接线较合理。所以，主接线图如下图所示：

第四章短路电流的计算

在电力系统中运行的电器设备，在其运行中都必须考虑到会发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时最危险的故障是各种形式的短路，它会破坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运行。

短路是电力系统中的严重故障，所谓短路，是指一切属于不正常运行的相与相间或相与地间发生通路的情况。

在35、10KV的电力系统中，可能发生短路有三相、两相、两相接地和单相接地的故障，其中三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样，仍属对称状态，其他类型的短路是不对称短路。

电力系统中常发生的单相短路占大多数，二相短路较少，三相短路就更少了。三相短路虽然很少发生，但其后果最为严重，应引起足够的重视。因此本次采用三相短路来计算短路电流，并检测电气设备的稳定性。

短路电流计算的目的：

短路问题是电力技术的基本问题之一。短路电流及其电动力效应和分效应，短路时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。

在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其短路电流计算的目的主要有以下几方面：

1、在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确实某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路计算。

2、在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。

3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的

安全距离在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。

4、接地装置的设计，也需要短路电流。计算步骤：

（1）选择计算短路点。（2）画等值电路图。

（3）化简等值网络：为计算不同短路点的短路电流值，需将等

值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗。（4）求计算电抗。

（5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值。（6）计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量。（7）计算短路电流周期分量有名值和短路容量。（8）计算短路电流冲击值。

（9）计算异步电机供给的短路电流。（10）绘制短路电流计算结果表.

短路电流的计算

为选择10~35KV配电装置的电器和导体，需计算在最大运行方式下流过电气设备的短路电流，选两个短路点，如图：设系统为无限大容量：Se，选Sb=100MVA 变压器的电抗标幺值：

Xt=Uk%Sb/100Sn=7.5*100*1000/100*6300=1.19

线路电抗标幺值(取X1=0.4欧每千里)：

Xl(标幺值) = X1*L*Sb/Ub* Ub=0.4*10*100/37*37=0.29

K1点短路时： Ub=37KV

三相短路标幺值（有效值）: 短路点对电源的电抗

K1*

=0.5Xl*=0.5*0.29=0.145

K1*

短路电流周期分量有效值的标幺值：

Ik1*=1/X=1/0.145=6.9

短路电流周期分量有效值的有名值：

Ik1=Ik1**Sb/Ub=6.9*100/*37=10.76KA

K2点短路时： Ub=10.5KV

XK2*= 0.5Xl*+0.5Xt

=0.5*0.29+0.5*1.19=0.74

短路电流周期分量有效值的标幺值：

Ik2*=1/X

K2*

=1/0.74=1.35KA

短路电流周期分量有效值的有名值：

Ik2=Ik2**Sb/Ub

=1.35*100/*10.5=7.42KA

路K1 点短路电流短K2 10.76KA 7.42KA

第五章电气设备的选择

1.电气设备选择的一般原则

由于各种电气设备的具体条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保证电气设备可靠的工作，必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。

一、按正常工作条件选择

（1）按额定电压选择

电气设备的额定电压Un就是其铭牌上标出的线电压，另外还规定有允许最高工作电压Ualm，由于电力系统负荷的变化、调压及接线方式的改变而引起功率分布和网络阻抗变化等原因，往往使得电网某些部分的实际运行电压高于电网的额定电压Uns，因此，所选电器设备的允许最高工作电压Ualm不得低于所在电网的最高运行电压Usm,即：

Ualm≥Usm

对于电网和一般电器，Ualm较Un高10%--15%，即： Ualm=（1.1—1.15）Un

而对于电网，由于电力系统采取各种调压措施，电网的最高运行电压Usm通常不超过电网额定电压Uns的10%，即：

Usm≤1.1Uns

可见，只要Un不低于Uns，就能满足，所以一般可按下式选择 Un≥Uns （2）按额定电流选择

电气设备额定电流In是指在额定环境条件下，电气设备的长期允许的电流。（3）选择设备的种类和型式二、按短路情况校验 1.短路电流的技术条件

为使所选电器具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内能适应系统发展的需要，作为校验用的短路电流应按下述条件确定。

（1）容量和接线。容量按最终容量计算，并考虑电力系统的远景发展（5-10

年）；接线采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能并列运行的方式。（2）短路的种类。

（3）短路计算点。应选择通过校验对象（电气设备）的短路电流为最大的

那些点作为短路计算点。 2.短路计算时间

校验电气设备的热稳定和开断能力时，必须合理地确定短路计算时间。

（1）校验热稳定的短路计算时间tk。即计算短路电流热效应Qk的时间，

由下式确定：

tk=tpr+tab=tpr+(tin+ta) (s)

tpr---后备继电保护动作时间

tab---断路器全开断时间 tin---断路器固有分闸

ta---断路开断时电弧持续时间

（2）校验开断电器开端能力的短路计算时间tbr。开断电器应能在最严重

的情况下开端短路电流，由下式确定

tbr= tpr1+tin (s)

tpr1---主继电保护动作时间(s)，对于无延时保护，tpr1

为保护启动和执

行机构动作时间之和。

3 .热稳定和动稳定校验

（1）热稳定校验。热稳定就是要求所选的电气设备能承受电流所产生的

热效应，在短路电流通过时，电气设备各部分的温度应不超过允许值。

1）导体和电缆满足热稳定的条件为 S≥Smin

S-----导体或电缆的截面积

Smin----热稳定确定的导体或电缆的最小截面积

电器满足热稳定的条件为

It*≥Qk [(KA)2*S]

It---制造厂规定的允许通过电器的热稳定电流 t---制造厂规定的允许通过电器的热稳定时间 Qk---短路电流通过电器时所产生的热效应

（2）动稳定校验。动稳定就是要求电气设备能承受短路冲击电流所产生

的电动力效应。

电器满足动稳定的条件：

ies≥ish （KA）

ies----短路冲击电流幅值

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