畢業(yè)設(shè)計35kV降壓變電所電氣設(shè)計

1、目 錄中文摘要1英文摘要21 引言31.1 設(shè)計的原始資料31.2 設(shè)計的基本原則：31.3 本設(shè)計的主要內(nèi)容42主接線的設(shè)計52.1 電氣主接線的概述52.2 電氣主接線基本要求52.3 電氣主接線設(shè)計的原則52.4 主接線的基本接線形式62.5 主接線的設(shè)計62.6 電氣主接線方案的比較63 負荷計算83.1 負荷的分類83.2 10kv側(cè)負荷的計算84 變壓器的選擇104.1 主變壓器的選擇104.1.1 變壓器容量和臺數(shù)的確定104.1.2 變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇104.2 所用變壓器的選擇115 無功補償125.1 無功補償概述125.2 無功補償計算135.3 無功補償裝置135.

2、4 并聯(lián)電容器裝置的分組145.5 并聯(lián)電容器的接線146 短路電流的計算156.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義156.2 電力系統(tǒng)的短路故障類型156.3 短路電流計算的一般原則156.4 短路電流計算的目的166.5 短路電流計算方法166.6 短路電流的計算177 高壓電器的選擇197.1 電器選擇的一般原則197.2 高壓電器的基本技術(shù)參數(shù)的選擇207.3 高壓電器的校驗207.4 斷路器的選擇選擇217.5 隔離開關(guān)的選擇247.6 電流互感器的選擇267.7 電壓互感器的選擇287.8 母線的選擇297.9 熔斷器的選擇308 繼電保護和主變保護的規(guī)劃318.1 繼電保護的規(guī)劃31

3、8.1.1 繼電保護的基本作用318.1.2 繼電保護的基本任務(wù)318.1.3 繼電保護裝置的構(gòu)成318.1.4 對繼電保護的基本要求318.1.5 本設(shè)計繼電保護的規(guī)劃328.2 變壓器保護的規(guī)劃338.2.1 變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)338.2.2 變壓器保護的配置348.2.3 本設(shè)計變壓器保護的整定349 變電所的防雷保護369.1 變電所防雷概述369.2 避雷針的選擇379.3 避雷器的選擇38結(jié)論與展望40致謝41參考文獻4235kv降壓變電所電氣設(shè)計摘要： 本文詳細介紹了某工業(yè)園區(qū)35kv降壓變電所的設(shè)計。文中對主接線的選擇、高壓設(shè)備的選擇、負荷計算、短路電流計算,繼電

4、保護選擇和整定計算皆有詳細的說明。特別對主接線的選擇,變壓器的選擇,還有一些電氣設(shè)備如斷路器、電流互感器、電壓互感器等的選擇校驗作了詳細的說明和分析。其中還對變電所的主接線，平面布置等通過cad制圖直觀的展現(xiàn)出來。本次設(shè)計的內(nèi)容緊密結(jié)合實際，通過查找大量相關(guān)資料，設(shè)計出了符合當前要求的變電所。在設(shè)計的過程中，得到了學校老師、同學的耐心指導(dǎo)和大量幫助，在此對他們表示衷心的感謝和崇高的敬意。關(guān)鍵詞：電氣主接線、短路電流計算、高壓電氣設(shè)備、繼電保護design of 35kv step-down substationabstract: this paper mainly introduces the

5、 design of 35kv substation in a industrial park. it also discusses the choice of main wiring, high pressure equipment and all kinds of the protection of relay, the calculation of load, short current and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transformer and some electric equipment s

6、uch as circuit breaker, current and voltage sensor. it shows main wiring of substation, the distribution of plane and some protection equipment of high and low voltage by the graphics of cad.this design is closely related to reality in order to design the suitable substation by studying a lot of mat

7、erials. in the design process, the school teachers and students give me a lot of help. in this, i express my heartfelt thanks and high tribute to them. key words：main electrical connection table, the calculation of short current, the protection of relay, high-voltage electrical equipment。1 引言1.1 設(shè)計的

8、原始資料為改善供電質(zhì)量，提高供電可靠性，在某工業(yè)園區(qū)建設(shè)一座35kv變電所，該變電所的設(shè)計規(guī)模為：（1）35kv進線兩回，一回由110kv甲站引入，一回由110kv乙站引入（進線阻抗忽略），出線兩回，最終出線四回。（2）10kv出線8回，負荷的類型及大小如下表1.1。表1.1 用電負荷負 荷 名 稱額 定 容 量（kv）額 定 電 壓（kv）負 荷 特 性cos供電線路長度(m)1# 出線860100.82001# 出線400100.822501# 出線760100.751001# 出線1600100.880水源變電所1200100.85200生活區(qū)變電所2000100.890鍋爐變電所110

9、0100.8100污水處理源1200100.880（3） 甲站35kv母線最大短路容量300mva，乙站35kv母線最大短路容量300mva。（4）本地區(qū)海拔1010m，雷電活動33天/年，歷史最高溫度35，最低溫度-5，最大風速4m/s1.2 設(shè)計的基本原則： 工業(yè)園區(qū)變電所直接為生產(chǎn)提供電源，是電力系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，此類變電所能否正確運行關(guān)系到整個工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全問題，因此設(shè)計一個優(yōu)質(zhì)、安全、可靠、靈活的變電所至關(guān)重要。設(shè)計原則有以下幾點： （1）變電所的設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程的510年發(fā)展規(guī)劃進行，與城建部分的城市規(guī)劃相結(jié)合，做到遠、近期的結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的

10、關(guān)系，適當考慮擴建的可能。（2）變電所的設(shè)計，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，結(jié)合本地情況合理地確定設(shè)計方案，做到因地制宜，兼顧變電所經(jīng)濟、安全、可靠、靈活的特點。（3）對變電所的選址有以下幾點要求：一是靠近負荷中心；二是要節(jié)約用地，不占或不占耕地及經(jīng)濟效益高的土地；三是與城區(qū)或企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空和電纜線路的引入和引出；四是交通運輸方便；五是具有適宜的地質(zhì)，并且周圍環(huán)境無明顯污穢。1.3 本設(shè)計的主要內(nèi)容本次設(shè)計完成了某工業(yè)園區(qū)35kv降壓變電所設(shè)計的總過程，設(shè)計過程中遵循國家的法律、法規(guī)，按照國家標準及規(guī)范，明確設(shè)計的目的，逐步完成了電氣主接線

11、的選擇、負荷的計算和無功補償、主變的選擇、短路電流的計算、高壓設(shè)備的選擇、繼電保護選擇及整定、防雷保護規(guī)劃、圖紙繪制等工作，特別是對電氣主接線的選擇、變壓器的選擇和高壓電氣設(shè)備（如斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、母線等）的選擇及校驗作了詳細的說明和分析，形成了較為完整的論文。 2主接線的設(shè)計2.1 電氣主接線的概述電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性，并對電器選擇、配電裝置布置、

12、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。2.2 電氣主接線基本要求（1）可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電會給國民經(jīng)濟各部門帶來嚴重的損失，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，故障停電的經(jīng)濟損失是難以保量的，甚于會導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等。電氣主接線的可靠性不是絕對的，在分析電氣主接線的可靠性時，要考慮發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運行經(jīng)驗等諸多因素。（2）靈活性：電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性應(yīng)該滿足以下幾個方面，一是操作的方便性；二是高度的方便性；三

13、是擴建的方便性。（3）經(jīng)濟性：在設(shè)計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。通常設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。經(jīng)濟性主要從以下幾個方面考慮，一是節(jié)省一次投資；二是占地面積少；三是電能損耗少。2.3 電氣主接線設(shè)計的原則電氣主接線的設(shè)計是變電站電氣設(shè)計的主體，其設(shè)計必須結(jié)合電力系統(tǒng)和變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較、合理地選擇主接線方案。電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)試靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可

14、能地節(jié)省投資，就近取材同，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟的原則。2.4 主接線的基本接線形式（1）有匯流母線：單母線接線及單母線分段接線；雙母線接線及雙母線分段接線；帶旁路母線的單母線和雙母線接線。（2）無匯流母線：橋形接線；角形接線；單元接線。2.5 主接線的設(shè)計（1） 35kv側(cè)主接線的設(shè)計：由原始資料知，35kv側(cè)設(shè)計規(guī)模為進線2回，出線2回，最終出線四回。由電力工程電氣設(shè)計手冊可知：當3563kv配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接。故35kv可采用單母分段連接方式。（2） 10kv側(cè)主接線的設(shè)計：由原始資料知，10kv側(cè)設(shè)計規(guī)模為進線2回，出線

15、8回。由電力工程電氣設(shè)計手冊可知：當6-10kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時，采用單母分段連接；當負荷較大、短路電流較大、出線需要帶電抗器時可采用雙母線接線。故10kv可采用單母分段連接方式，也可采用雙母線連接方式。2.6 電氣主接線方案的比較方案一：35kv和10kv側(cè)均采用單母分段接線方式；方案二：35kv側(cè)采用單母分段接線方式，10kv側(cè)采用雙母線接線方式。方案一的優(yōu)點：接線簡單，供電可靠，高度靈活，操作方便，設(shè)備少，經(jīng)濟性好，并且母線便于向兩端延伸，便于擴建，對于重要的用戶可以從不同的段引出兩個回路，當一段線路發(fā)生故障時，分段斷路器可以自動將故障切除，保證正常母線的供電。該方案兼顧

16、了可靠性，經(jīng)濟性和靈活性的要求。方案二與方案一相比較，雖然供電更加可靠，高度更靈活，但是設(shè)備增多，投資大，占地面積大，操作復(fù)雜，配電裝置布置復(fù)雜。故選用方案一，35kv和10kv側(cè)都采用單線分段接線方式。方案一的主接線圖如圖2.1；方案二的主接線圖如圖2.2。圖2.1 方案一電氣主接線圖主接線圖圖2.2 方案二電氣主接線圖3 負荷計算3.1 負荷的分類根據(jù)用戶負荷的性質(zhì)和中斷供電在經(jīng)濟、政治上所造成的損失和影響程度，規(guī)定將負荷分為三級：（1）一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡的負荷；中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失如重大設(shè)備損壞，重大產(chǎn)品報廢，重要原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，國民經(jīng)濟中重點企業(yè)

17、的連續(xù)生產(chǎn)被打亂，需要長時間才能恢復(fù)；中斷供電影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位正常工作。如重要的鐵路樞紐，重要的通信樞紐，重要賓館及經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。這些屬于電力系統(tǒng)中的一級負荷。（2） 二級負荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失者。如：主要設(shè)備的損壞，大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要單位的正常工作者。這些屬于電力系統(tǒng)的二級負荷。（3） 三級負荷：不屬于一級和二級負荷者，短時停電不會帶來嚴重后果的負荷。為保證供電的可靠性，一級負荷應(yīng)由兩個獨立的電源供電，有特殊要求的一級負荷，兩個獨

18、立的電源應(yīng)來自不同的地點，發(fā)生故障時兩個獨立電源互不影響；二級負荷的供電系統(tǒng)，應(yīng)盡量做到發(fā)生故障時不發(fā)生中斷供電，或中斷供電后能迅速恢復(fù)，在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回6kv及以上專用線供電；三級負荷對供電電源無特殊要求，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，如出現(xiàn)電力不足的情況，就首先考慮切除三級負荷，以保證一、二級負荷的用電。3.2 10kv側(cè)負荷的計算計算所用的公式： （3-1） （3-2） （3-3） 公式3-2中為同時系數(shù)，本設(shè)計中取值為0.9. 計算過程如下： 1#出線：， 其它線路計算如上，略去計算過程。負荷計算結(jié)果如下表3.1。負荷名稱額 定容 量（kw）額定電壓（kv）負 荷特

19、 性tan供電線路長度(m)p(kw)q(kvar)1# 出線86060.80.75200774580.52# 出線40060.820.702503602523# 出線76060.750.88100684601.94# 出線160060.80.758014401080水源變電所120060.850.622001080669.6生活區(qū)變電所200060.80.759018001350鍋爐變電所110060.80.75100990742.5污水處理電源120060.80.75801080810表3.1 負荷計算結(jié)果 功率因數(shù)考慮同時系數(shù)時的負荷：取每年的負荷增長率為，則考慮五年規(guī)劃（即n5）時的計

20、算負荷為：4 變壓器的選擇4.1 主變壓器的選擇4.1.1 變壓器容量和臺數(shù)的確定（1） 變電站主變壓器容量，一般應(yīng)按510年規(guī)劃負荷來選擇，并適當考慮到10-20年的負荷發(fā)展，對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市替代相結(jié)合。（2） 對于有重要負荷的變電站，應(yīng)考慮當1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證對用戶的一類及二類負荷的供電；對一般性變電站，當1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負荷的70%80%。同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。（3）對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電

21、所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。故該變電站單臺變壓器的容量至少應(yīng)為：4.1.2 變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇（1） 相數(shù)的選擇：主變壓器是采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。由電力工程電氣設(shè)計手冊可知，當不受運輸條件時，在330kv及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)選用三相變壓器。（2） 繞組數(shù)與繞組連接方式的選擇：由電力工程電氣設(shè)計手冊可知，對于深入引進至負荷中心、具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器；而且35kv電壓等級的變壓器均采用“y”連接，其中性點多通過消弧線圈接地。此降壓變電站滿足此條件，故選用雙繞組“y”型

22、連接的變壓器；（3） 調(diào)壓方式：變壓器調(diào)壓方式有兩種，一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在2*2.5%以內(nèi)；另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%。35kv電壓等級的變壓器一般采用有載調(diào)壓方式。（4）冷卻方法：電力變壓器的冷卻方式隨變壓器形式和容量不同而異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、強迫油循環(huán)冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。對于中、小型變壓器，通常采用油浸自冷。由上選擇本次設(shè)計中主變壓器的型號為：sz9-8000/35，其中s-三相，z-有載調(diào)壓，容量8mva，電壓等級35kv。sz9-16000/35型變壓器技術(shù)參數(shù)如表4.1。表4.1 sz9-80

23、00/35型變壓器的技術(shù)參數(shù)型號sz9-8000/35額定容量8000kva電壓組合高壓35高壓分接范圍2*2.5%低壓10.5聯(lián)結(jié)組標號yn d11空載損耗9.84kw負載損耗42.75kw空載電流0.9短路阻抗7.54.2 所用變壓器的選擇 所用變壓器的選擇原則：（1）額定電壓的選擇所用變壓器的額定電壓應(yīng)根據(jù)所用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接處的電壓確定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和所用網(wǎng)絡(luò)電壓相一致。本設(shè)計中引接電源電壓等級為35kv，所用網(wǎng)絡(luò)電壓為0.4kv，故所選變壓器的電壓比應(yīng)為35/0.4.（2）變壓器的臺數(shù)和型式本設(shè)計中所用網(wǎng)絡(luò)電壓等級為0.4kv，故可選用兩臺全容量

24、雙繞組變壓器，一臺作為主變，一臺作為備用變壓器。（3）所用變壓器的容量所用變壓器的容量必須滿足所用電負荷從電源獲得足夠的功率，所用低壓工作變壓器的容量應(yīng)有10%左右的裕度?？偵纤觯x擇本次設(shè)計所用變壓器的型號為sz9-630/10, 其中s-三相，z-有載調(diào)壓，容量630kva，電壓等級10kv。sz9-630/10型變壓器的技術(shù)參數(shù)如表4.2。表4.2 sz9-630/10型變壓器的技術(shù)參數(shù)型號sz9-630/10額定容量630kva電壓組合高壓10.5高壓分接范圍4*2.5%低壓0.4聯(lián)結(jié)組標號y yn0空載損耗1.29kw負載損耗6.50kw空載電流0.9短路阻抗4.55 無功補償5.

25、1 無功補償概述電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動機、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動機約占全部負荷的50%以上。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求。電力系統(tǒng)中的無功電源由三部分組成：一是發(fā)電機可能發(fā)出的無功功率（一般為有功功率的40%50%）；二是無功功率補償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機）輸出無功功率；三是110kv及以上電壓線路的充電功率；電力系統(tǒng)中如無功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不能達到正常的出力，電網(wǎng)

26、的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的60%70%時，用戶的電動機將不能啟動甚至造成燒毀。所以進行無功補償是非常有必要的。5.2 無功補償計算補償前功率因數(shù)，補償后，；則需要補償?shù)臒o功為：5.3 無功補償裝置無功補償裝置分為串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置兩大類。并聯(lián)補償裝置又可分為同期調(diào)相機、并聯(lián)電容補償裝置、靜補裝置等幾大類。 同期調(diào)相機相當于空載運行的同步電動機在過勵磁時運行，它向系統(tǒng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強勵補償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機，以便平滑調(diào)

27、節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過電壓的功能。其運行維護簡單，功耗小，能做到分相補償，對沖擊負荷也有較強的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但設(shè)備造價太高，本設(shè)計中不宜采用。電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運行時功率損耗亦較小。綜合比較以上三種無功補償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補償裝置，并且采

28、用集中補償?shù)姆绞健?.4 并聯(lián)電容器裝置的分組一、分組原則：（1）對于單獨補償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時投切。（2）配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負荷的變化實行自動投切。負荷變化不大時，可按主變壓器臺數(shù)分組，手動投切。（3）終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補償主變壓器的無功損耗。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實行自動投切。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應(yīng)超過2.5%。二、分組方式并聯(lián)電容器的分組方式主要有等容量分組、等差級數(shù)容量分組、

29、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。5.5 并聯(lián)電容器的接線并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。從電力工程電氣設(shè)計手冊（一次部分）502頁表917可比較得出，應(yīng)采用y形接線，因為這種接線適用于6kv及以上的并聯(lián)電容器組，并且容易布置，布置清晰。并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補償主變和負荷的無功功率，為了在發(fā)生單相接地故障時不產(chǎn)生

30、零序電流，所以采用中性點不接地方式。選用bfm113003型號的高壓并聯(lián)電容器6臺。額定電壓11kv。額定容量300kvar。6 短路電流的計算6.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。6.2 電力系統(tǒng)的短路故障類型電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路故障，主要有三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下，三相短路電

31、流都大于兩相和單相短路電流。在計算短路電流時，通常把電源容量視為無窮大的電力系統(tǒng)。運行經(jīng)驗表明：在中性點直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的6570%，兩相短路約占1015%，兩相接地短路約占1020%，三相短路約占5%。6.3 短路電流計算的一般原則（1） 計算短路電流用于驗算電器和導(dǎo)體的開斷電流、動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃內(nèi)容計算。一般應(yīng)以最大運行方式下的三相短路電流為依據(jù)，并適當考慮電網(wǎng)5-10年的遠景發(fā)展規(guī)劃進行計算。（2）計算短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行計算。短路點應(yīng)選擇在適中電流為最大的地點。（3） 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)

32、定以及電器的開斷電流，一般按三相短路電流驗算。（4） 計算某一電壓級的短路電流時，應(yīng)用平均電壓。（5） 計算高壓系統(tǒng)短路電流時，一般采用標幺值方法、短路功率法進行計算。6.4 短路電流計算的目的（1）電氣主接線比選；（2）選擇導(dǎo)體和電器；（3）確定中性點接地方式；（4）計算軟導(dǎo)體的短路搖擺；（5）確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；（6）驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；（7）選擇繼電保護裝置和進行整定計算。6.5 短路電流計算方法電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路情況時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認為電壓維持

33、不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。所謂無限容量系統(tǒng)是指容量為無限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當發(fā)生短路時，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。當然，容量所以們在這里進行短路電流計算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計算的，其步驟如下： （1）對各等值網(wǎng)絡(luò)進行化簡，求出計算電抗； （2）求出短路電流的標么值； （3）歸算到各電壓等級求出有名值。為了選擇和校驗電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體，一般應(yīng)計算下列短路電流值，即 短路電流周期分量有效值，單位為ka； 穩(wěn)態(tài)短路電流有效值，單位ka； 短路全電流最大沖擊值，單位為ka； 短路全電流最大有效值，單位為ka; 短路容量，單位為mva。6.6 短路電流的計算取

34、基準容量為,基準電壓（單位為kv）為，由公式可以計算出基準電流（單位為ka），由公式可以計算出基準電抗（單位為）。計算出基準值如下表6.1。表6.1 基準值取值額定電壓1035基準電壓10.537基準電流5.501.56基準電抗1.1013.69 （1）計算變壓器的電抗的標幺值： （2） 計算系統(tǒng)的短路電抗標幺值：（3）畫短路系統(tǒng)電抗標幺值等效電路圖6.1。圖6.1 系統(tǒng)電抗標幺值等效電路圖（4） 計算短路電流和短路容量：35kv側(cè)，點短路時：短路系統(tǒng)電抗標幺值為：三相短路電流周期分量有效值，即：三相短路電流穩(wěn)態(tài)值：三相短路沖擊電流最大值：三相短路沖擊電流有效值：兩相短路電流：三相短路容量：1

35、0kv側(cè)，點短路時：短路系統(tǒng)電抗標幺值為： 三相短路電流周期分量有效值，即： 三相短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)值，即：三相短路沖擊電流最大值： 三相短路沖擊電流有效值：兩相短路電流：三相短路容量：則最大運行方式下各種短路電流值及短路容量如下表6.2。表6.2 短路電流值及短路容量 名稱短路點基準電壓（kv）三相短路電流（ka）三相短路沖擊電流最大值（ka）三相短路沖擊電流有效值（ka）兩相短路電流三相短路容量（mva）354.6811.9347.074.053300104.3311.046.543.7578.87 高壓電器的選擇7.1 電器選擇的一般原則（1） 應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下

36、的要求，并考慮遠景發(fā)展。（2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。（3） 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。（4） 與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。（5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。（6） 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準。（7）選擇的高壓電氣設(shè)備應(yīng)滿足各項電氣技術(shù)要求。（8）結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕，便于安裝和檢修。（9） 在制造廠給定的技術(shù)條件下，能長期可靠地運行，有一定的機械壽命和電氣壽命。7.2 高壓電器的基本技術(shù)參數(shù)的選擇（1）按額定電壓選擇：額定電壓是保證斷路器正常長期工作的電壓，選擇的電氣設(shè)備上標明的額定電壓應(yīng)等于或大于我國采用的

37、標稱額定電壓等級，選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓，即。我國采用的額定電壓等級有：3、6、10、20、35、66、110、220、330、500kv等。（2）按額定電流選擇：選用的高壓電器在規(guī)定的環(huán)境溫度下，能長時間允許通過的額定電流，當長期通過額定電流時，高壓電器導(dǎo)電回路部分的溫升均不超過規(guī)定值。選用的電器額定電流不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流，即，其中和的單位為a。在計算時，應(yīng)選用回路在各種運行方式下的待續(xù)工作電流的最大者。7.3 高壓電器的校驗電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路電流，若發(fā)電機出口

38、的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況校驗。用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。（1） 熱穩(wěn)定校驗：當短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值。電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗可按下面兩式校驗： （7-1） （7-2）式中電氣設(shè)備短路熱穩(wěn)定電流，單位為ka；系統(tǒng)短路熱穩(wěn)定電流，單位為ka；短路的等效持續(xù)時間，單位為s；（2） 動穩(wěn)定校驗：選擇的高壓電氣設(shè)備允許通過動穩(wěn)定電流峰值，應(yīng)大于該電氣設(shè)備所在回路三相短路沖擊電流峰值，即，其單位都為ka。而且選擇的高壓電器設(shè)備通話通過的動穩(wěn)

39、定電流有效值，應(yīng)大于該電氣設(shè)備所在回路三相短路電流最大有效值 ，即。7.4 斷路器的選擇選擇（1） 35kv進線側(cè)斷路器、變壓器側(cè)斷路器和母聯(lián)斷路器的選擇：最大的持續(xù)工作電流為：；額定電壓選擇：；額定電流選擇；開斷電流的選擇：（點短路電流）；極限通過電流的選擇：本次設(shè)計中，35kv側(cè)采用戶外型的配電裝置，故采用戶外式真空斷路器，參考變電設(shè)備合理選擇與運行檢修，比較各種35kv的高壓斷路器，采用型號為zw7-40.5型的真空斷路器，該型號斷路器結(jié)構(gòu)簡單，開斷能力強，壽命長，操作功能齊全，無爆炸危險，維修簡便，適用于城鄉(xiāng)電網(wǎng)配電裝置中電氣設(shè)備的控制和保護，尤其適用于開斷重要負荷及頻繁操作的場所。z

40、w7-40.5型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如表7.1。表7.1 zw7-40.5型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓/kv額定電流/a額定開斷電流/kv極限通過電流(峰值)/ka熱穩(wěn)定電流/ka（4s）動穩(wěn)定電流/ka固有分閘時間zw7-40.540.51600256325630.075s熱穩(wěn)定校驗，即校驗 ：電弧持續(xù)時間取0.04s，繼電保護時間取0.15s，則熱穩(wěn)定時間為則需要計算短路電流非周期分量產(chǎn)生的熱效應(yīng)，取非周期分量的等效時間為，有：所以 ，故滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：，故滿足動穩(wěn)定要求。具體數(shù)據(jù)如表7.2。表7.2 數(shù)據(jù)對照計算數(shù)據(jù)zw7-40.5 35kv 35kv 131.9

41、a 1600a 4.68ka 25ka 11.93ka 63ka 6.89 2500 （2） 10kv進線側(cè)斷路器、變壓器側(cè)斷路器和母聯(lián)斷路器的選擇：最大的持續(xù)工作電流為：；額定電壓選擇：；額定電流選擇；開斷電流的選擇：（點短路電流）；極限通過電流的選擇：參考變電設(shè)備合理選擇與運行檢修，選擇型號為zn28g12的真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)如表7.3。表7.3 zn28g12型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定最高電壓/kv額定電流/a額定開斷電流/kv極限通過電流(峰值)/ka熱穩(wěn)定電流/ka（4s）動穩(wěn)定電流/ka固有分閘時間zn28g12121000205020500.06s熱穩(wěn)定校驗，即校驗

42、 ：電弧持續(xù)時間取0.06s，繼電保護時間取2s，則熱穩(wěn)定時間為則不需要計算短路電流非周期分量產(chǎn)生的熱效應(yīng)，有;所以 ，故滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：，故滿足動穩(wěn)定要求。具體數(shù)據(jù)如表7.4。表7.4 數(shù)據(jù)對照計算數(shù)據(jù)zn28g12 10kv 12kv 461.9a 1000a 4.33ka 20ka 11.04ka 50ka 39.75 1600 7.5 隔離開關(guān)的選擇（1） 35kv側(cè)進線側(cè)隔離開關(guān)、變壓器側(cè)隔離開關(guān)和母線隔離開關(guān)的選擇：最大的持續(xù)工作電流為：；額定電壓選擇：；額定電流選擇:；開斷電流的選擇：（點短路電流）；極限通過電流的選擇：選用型號為gw14-35/1250型戶外式隔離開

43、關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如表7.5。表7.5 gw14-35/1250型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)的型號額定電壓/kv額定電流/a最高工作電壓/kv極限通過電流(峰值)/ka熱穩(wěn)定電流/ka（4s）動穩(wěn)定電流/kagw14-35/125035125040.58031.580熱穩(wěn)定校驗，即校驗 ：故滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：，故滿足動穩(wěn)定要求。具體參數(shù)如表7.6。表7.6 數(shù)據(jù)對照計算數(shù)據(jù)gw14-35/1250 35kv 35kv 131.9a 1250a 11.93ka 80ka 6.89 3969 （2）10kv側(cè)進線側(cè)隔離開關(guān)、變壓器側(cè)隔離開關(guān)和母線隔離開關(guān)的選擇：最大的持續(xù)工作電流為：；額定電

44、壓選擇：；額定電流選擇:；開斷電流的選擇：（點短路電流）；極限通過電流的選擇：選用型號為gn19-10c3/1000-31.5，兩側(cè)都裝套管絕緣子的隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如表7.7。表7.7 gn19-10c3/1000-31.5型隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)的型號額定電壓/kv額定電流/a最高工作電壓/kv極限通過電流(峰值)/ka熱穩(wěn)定電流/ka（4s）動穩(wěn)定電流/kagn19-10c3/1000-31.510100011.58031.580熱穩(wěn)定校驗，即校驗 ：故滿足熱穩(wěn)定要求。動穩(wěn)定校驗：，故滿足動穩(wěn)定要求。具體參數(shù)如下表7.8。表7.8 數(shù)據(jù)對照計算數(shù)據(jù)gn19-10c3/1000-31.

45、5 10kv 10kv 461.9a 1000a 11.04ka 80ka 39.75 3969 7.6 電流互感器的選擇（1）電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：一次回路電壓：，為電流互感器一次回路允許的最高工作電壓， 為該回路的最高運行電壓，單位均為kv。一次回路電流：當電流互感器用于測量、計量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇行比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當?shù)闹甘?。二次額定電流的選擇：電流互感器的二次額定電流有5a和1a兩種，強電系統(tǒng)一般選5a，弱電系統(tǒng)用1a，當配電裝置距離控制室較遠時亦可考慮用1a。二次負荷的選擇：電流互感器的二次負荷可

46、按計算。準確級的選擇：0.2級一般用于精密測量，0.5級用于電能計量，1級用于盤式指示儀表，3級用于過電流保護，10級用于非精密測量及繼電器，d級用于差動保護。熱穩(wěn)定校驗：電流互感器適時熱穩(wěn)定電流應(yīng)大于或等于系統(tǒng)適中時的短路時的適時熱穩(wěn)定電流，。動穩(wěn)定校驗：電流互感器動穩(wěn)定可按式校驗，為電流互感器允許通過的最大動穩(wěn)定電流，為系統(tǒng)短路沖擊電。（2） 35kv側(cè)電流互感器的選擇：一次回路電壓選擇：35kv一次回路電流選擇：1.3*131.9171.5a參考變電設(shè)備合理選擇與運行檢修，選擇型號為lzzqb8-35(q)的電流互感器，該產(chǎn)品為全封閉式，環(huán)氧樹脂澆注，具有優(yōu)良的絕緣性能。其技術(shù)參數(shù)如表7

47、.9。表7.9 lzzqb8-35(q)型電流互感器的技術(shù)參數(shù)電流互感器型號額定電流/ka準確級組合短時熱穩(wěn)定電流(3s)/ka額定動穩(wěn)定電流/kalzzqb8-35(q)300/50.2/0.5/5p10/5p202563 熱穩(wěn)定校驗： ，滿足熱穩(wěn)定。 動穩(wěn)定校驗：，故滿足動穩(wěn)定。 （3） 10kv側(cè)電流互感器的選擇：一次回路電壓選擇：10kv一次回路電流選擇：1.3*461599.3a參考變電設(shè)備合理選擇與運行檢修，選擇型號為lzzbj9-12型的電流互感器，它為環(huán)氧樹脂澆注全封閉支柱式的電流互感器。其技術(shù)參數(shù)如表7.10。表7.10 lzzbj9-12型電流互感器的技術(shù)參數(shù)電流互感器型號

48、額定電流比/a級次組合短時熱穩(wěn)定電流（4s）/ka額定動穩(wěn)定電流/kalzzbj9-12800/50.2/10p1580160 熱穩(wěn)定校驗： ，滿足熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定校驗：，故滿足動穩(wěn)定。7.7 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式的選擇：10kv配電裝置一般采用絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜中，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)，當需要零序電壓時，一般采用三相五柱電壓互感器；35-110kv配電裝置一般采用絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。額定電壓按表7.11進行選擇。表7.11 電壓互感器額定電壓選擇參照表型式一次電壓/v二次電壓/v第三繞組電壓/v單相接于一次相電壓上中性點非直接接地系統(tǒng)， 中性點直

49、接接地系統(tǒng)100接于一次線電壓上（如v/v接法）100三相100準確級的選擇：電壓互感器用于主變壓器計量時選用0.2級，用于一般電能計量選用0.5級，用于測量控制選用0.5級，用于電壓測量不應(yīng)低于1級，用于繼電保護不應(yīng)低于3p級。（1） 35kv側(cè)電壓互感器的選擇：參考變電設(shè)備合理選擇與運行檢修，選擇jdzxf935型電壓互感器，該系列電壓互感器為全封閉環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。額定電壓35/0.1/0.1/0.1，額定負載100va/150va/300va，準確級0.2/0.5/6p，適于在額定頻率為50hz、額定電壓35kv的戶內(nèi)電力系統(tǒng)中，做電壓、電能測量及繼電保護用。（2） 10kv側(cè)電壓

50、互感器的選擇：參考變電設(shè)備合理選擇與運行檢修，選擇jdzf1112型電壓比10/0.1/0.1kv，0.5級；該系列電壓器為全封閉環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)，體積小、質(zhì)量輕、局部放電量小，適用于額定頻率50hz，額定電壓3、6、12kv，供中性點非有效接地的戶內(nèi)電力系統(tǒng)做電壓、電能測量機繼電保護用。7.8 母線的選擇根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊，35kv及以下的配電裝置一般都是選用矩形的鋁母線。鋁母線的允許載流量較銅母線小，但價格較便宜，安裝、檢修簡單，連接方便。因此，在35kv及以下的配電裝置中，首先應(yīng)選用矩形鋁母線。（1） 35kv側(cè)母線的選擇：最大持續(xù)工作電流： 按最大持續(xù)工作電流選擇型號為lwb

51、-40*4的立放矩形鋁母線，+40c時長期允許電流為389a，母線平放時剩以0.95,則允許電流為369a。 熱穩(wěn)定校驗：按式選擇滿足熱穩(wěn)定時最小導(dǎo)體截面，取短路時間，即：，型號為lwb-40*4的矩形鋁母線截面為，大于，故選擇的母線滿足熱穩(wěn)定要求。（2） 10kv側(cè)母線的選擇：最大的持續(xù)工作電流為：；按最大持續(xù)工作電流選擇型號為lwb-50*6的立放矩形鋁母線，+40c時長期允許電流為600a，母線平放時剩以0.95,則允許電流為570a。熱穩(wěn)定校驗：按式選擇滿足熱穩(wěn)定時最小導(dǎo)體截面，取短路時間，即：，型號為lwb-50*6的矩形鋁母線截面為，大于，故選擇的母線滿足熱穩(wěn)定要求。7.9 熔斷器

52、的選擇（1） 熔斷器概述熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。熔斷器的主要元件是一種易于熔斷的熔斷體，簡稱熔體，當通過熔體的電流達到或超過一定值時，由于熔體本身產(chǎn)生的熱量，使其溫度升高，達到金屬的熔點時，熔斷切除電源，因而完成過載電流或短路電流的保護。按安裝條件及用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌開式、屋內(nèi)式。對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓，額定電流必須大于回路的最大工作持續(xù)電流，開斷電流必須大于或等于短路沖擊電流。在本站中，熔斷器只用于保護電壓互感器 ，其只需按額定電壓及斷流容量（）兩項來選擇。當短路容量較大時，可考慮在熔斷器前串聯(lián)限流電阻。（2）35kv側(cè)熔斷器的選擇選擇rn135/600型跌開式熔斷器，額定電壓35kv，滿足要求，斷流容量600mva，大于短路容量300,滿足要求。最大開斷電流100ka，大于短路沖擊電流11.91ka，滿足校驗。（3） 10kv側(cè)熔斷器的選擇 選擇rn210/0