畢業(yè)設(shè)計500kv變電站設(shè)計

1、引言 500kv變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，它起著電能的匯集和分配等重要作用，是全系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的重要環(huán)節(jié)。本次我的設(shè)計題目為500kv區(qū)域變電站一次部分的設(shè)計，主要部分涉及到500kv變電站的電氣主接線方案的確定、設(shè)備的選型以及500kv側(cè)進出線配電系統(tǒng)設(shè)計。本變電站是樞紐變電站，由設(shè)計任務(wù)書可知本變電站一期工程：高壓側(cè)為2回500kv架空線與2600mw火電廠相連，其線路型號為4lgj630/55長度為12km。另有3回500kv出線與其他500kv變電站相連接，線路型號為4lgj400/50長度為72km,最大負荷利用小時數(shù)為4800小時。中壓側(cè)為負荷側(cè)，10回出線，負

2、荷容量為1500mw，其線路型號為2lgj210/35長度為70km,最大負荷利用小時數(shù)為4800小時，cos=0。97。低壓側(cè)為35kv側(cè)，變電站站用高壓母線，最大負荷利用小時數(shù)為3800小時，站用負荷占0.8%。根據(jù)以上原始資料，我們主要應(yīng)先考慮變電站的主變壓器的容量、臺數(shù)，電氣主接線形式和高壓電氣設(shè)備的選型等。本變電站設(shè)計的最基本的要求：主接線可靠性、靈活性、經(jīng)濟性。安全可靠是電力系統(tǒng)運行的首要任務(wù)，保證供電可靠是變電站最基本的要求。其次是主接線的靈活性主要體現(xiàn)在正常運行或故障情況下都能迅速改變接線方式。最后經(jīng)濟性事體現(xiàn)在滿足接線可靠性和靈活性要求的前提下，進肯能地減少與接線方式有關(guān)的投

3、資。因此，在本次設(shè)計中變電站可靠性和靈活性是十分重要的，我將以可靠性和靈活性作為選擇主接線方案的首要原則。同時，根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，經(jīng)常對已投產(chǎn)的變電站加以擴建。所以，在設(shè)計主接線時應(yīng)留有發(fā)展擴建的余地。不僅要考慮最初的接線方案，還要考慮到從初期接線過渡到二期和三期接線的可行方案。本設(shè)計共分三章：第一章為電氣主接線設(shè)計，介紹了根據(jù)原始資料確定電氣主接線、主變及所用變的選擇； 第二章為短路電流計算， 計算不同短路點的短路故障參數(shù)為選擇電氣設(shè)備做校驗的準備；第三章為電氣設(shè)備的選擇及校驗介紹了變電站各種高壓設(shè)備的選擇及校驗的原則方法，第四章500kv進出線配電系統(tǒng)設(shè)計，它是按500kv進出線主接

4、線的要求，由母線、開關(guān)設(shè)備、保護電器、測量電器和必要的輔助設(shè)備組成的總體裝置。其作用是在正常運行情況下用來接收和分配電能；發(fā)生故障時候，迅速切斷故障部分，恢復(fù)正常運行。在開始設(shè)計之初，老師針對每一過程步驟的任務(wù)量制定了相關(guān)的工作內(nèi)容、要求及進程。同時我也會本著仔細、嚴謹?shù)膽B(tài)度按時完成設(shè)計內(nèi)容，并達到最終的目標！本次我們所設(shè)計的變電所是區(qū)域變電所，由設(shè)計任務(wù)書可以知道本變電所高壓側(cè)接收功率，中壓側(cè)為負荷側(cè)和低壓側(cè)為站用電。根據(jù)以上內(nèi)容我們要考慮變電站的主變壓器的類型、容量和臺數(shù)，電氣主接線方案和高壓電氣設(shè)備選擇，設(shè)計出500kv側(cè)進出線配電系統(tǒng)圖。 本變電所設(shè)計的最基本的要求：設(shè)備無油化，小型化

5、，高參數(shù)，不檢修等，具有較高的供電可靠性和運行安全性。安全可靠是電力系統(tǒng)運行的最重要的任務(wù)，保證供電可靠是變電所最基本的要求。停電不僅給電力系統(tǒng)造成損失，而且對國民經(jīng)濟各部門帶來的損失將更加嚴重。所以，在本次設(shè)計中變電所可靠性運行是十分重要的。同時，根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，經(jīng)常對已投產(chǎn)的變電所加以擴建。所以，從變壓器一直到饋線回路數(shù)均要有擴建的可能，在設(shè)計主接線時應(yīng)留有發(fā)展擴建的余地。不僅僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮它的經(jīng)濟性、運行靈活性等因素。根據(jù)變電所所在系統(tǒng)的地位，可分為以下幾類：1、樞紐變電站 該變電站的主要特點是高壓側(cè)連接區(qū)域電網(wǎng)并與多個大電源相連接，高壓側(cè)有大量電力轉(zhuǎn)送。變電所

6、裝有多臺大容量降壓變壓器，從區(qū)域電網(wǎng)中下載電力，為地區(qū)的中間變電所提供電源。該類變電所的負荷側(cè)，往往是地區(qū)電網(wǎng)的主要電源點。對這類變電所電氣主接線的可靠性、靈活性、要求都很高。因此，往往采用可靠性和靈活性都高的接線方式。2、區(qū)域變電所 這類變電所主要作用是從地區(qū)電網(wǎng)中下載電力，為地區(qū)配電網(wǎng)供電或為用戶直接供電。變電所內(nèi)有三種電壓或兩種電壓等級。這類變電所因地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同，對其接線的要求也不同。對變電所接線可靠性的要求相對較低。3、企業(yè)專用變電所 這類變電所主要是為某一企業(yè)供電的變電所，對其接線可靠性的要求與企業(yè)的性質(zhì)有關(guān)。對于重要企業(yè)如大型鋼廠、化工廠，任何情況下不允許停電。除了接線可靠性

7、外，企業(yè)還設(shè)有自備電廠。在設(shè)計企業(yè)專用變電所主接線時還要考慮是否有自備電源的情況。 本次任務(wù)是設(shè)計降壓變電所，屬于區(qū)域變電所。主要任務(wù)是電氣主接線，所用電設(shè)計、短路計算、主要設(shè)備的選擇和校驗、500kv進出線配電系統(tǒng)的設(shè)計。第一章 電氣主接線的設(shè)計1.1 電氣主接線1.1.1 電氣主接線發(fā)電廠和變電站的電氣主接線是為滿足電能的產(chǎn)生、輸送和分配的需要，按照一定的方式和順序，用規(guī)定的圖形符號和文字代號將一次設(shè)備（發(fā)電機、變壓器、高壓開關(guān)電器等）連接起來的電路圖。 繪制電氣主接線必須遵守以下規(guī)則：（1） 一次設(shè)備或元件規(guī)定的圖形符號和文字代號來表示，電器專業(yè)人員應(yīng)熟記，并掌握一次設(shè)備的性能和用途。（

8、2） 斷路器和隔離開關(guān)等高壓開關(guān)設(shè)備都按斷開位置畫出，但掛在控制室的主接線模擬板上的設(shè)備狀態(tài)則按隨實際運行狀態(tài)變換的，以幫助運行人員正確地進行倒閘操作、分析和處理。（3） 因為三廂交流電氣設(shè)備的各相接線是相同的，所以電氣主接線圖一般都采用單線圖（即一相電路圖）。單線圖較為清晰。如遇到各相設(shè)備配置不對稱（如有的回路只在兩相配置電流互感器），則可在局部繪制三線圖；如果裝置有中性或零線，則可將它在圖上用虛線表示。1.1.2 對電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性、經(jīng)濟性。具體的來說為以下幾點： 1、供電可靠性 由于電能很難大量貯存，如何保證可靠地（不間斷）向用戶供給

9、符合質(zhì)量的電能是發(fā)電廠和變電站的首要任務(wù)。供電中斷不僅使電力企業(yè)的經(jīng)濟效益降低，更使用戶蒙受巨額損失，甚至發(fā)生人身事故。因此，電氣主接線應(yīng)滿足的第一個基本要求是供電可靠性。2、靈活性 靈活性的含義是電氣主接線能適應(yīng)各種運行方式（包括正常、事故和檢修運行方式），并能方便地通過操作實現(xiàn)運行方式的變換，而且在某一回路檢修時，不影響其他回路繼續(xù)運行。靈活性還應(yīng)包括將來擴建的可能性。 主接線還應(yīng)簡明清晰，布置對稱明朗；運行維護方便，使設(shè)備切換所需的操作步驟最少；盡量避免隔離開關(guān)操作電氣；在接線方面杜絕誤操作的可能性。3、 經(jīng)濟性 即在滿足可靠性，靈活性的基本前提條件下，應(yīng)力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損

10、失少、運行維護費用低。電氣數(shù)量少，選用輕型電氣是節(jié)約投資的重要措施。1.1.3 對各類電氣主接線的介紹1、單母線接線 這種接線的特點是設(shè)一條回流母線，電源線和負荷線均通過一臺斷路器接到母線上。它是母線制接線種最簡單的一種接線形式。（1）優(yōu)點： 接線簡單、清晰、采用設(shè)備少、造價低、操作方便、擴建容易。（2）缺點：可靠性不高，當(dāng)任一連接元件故障，斷路器拒動或母線故障，都將造成整個配電裝置全停。母線或母線隔離開關(guān)檢修，整個配電裝置亦將全停。 單母接線可作為最終接線，也可作為過渡接線。只要在布置上留有位置，單母接線可過渡到單母分段接線、雙母分段接線、雙母接線等等。 2、雙母線接線為克服單母接分段接線在

11、母線和母線隔離開關(guān)檢修時，該段母線上連接的元件都要在檢修期間停電的缺點而發(fā)展出雙母接線。這種接線，每一元件通過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)連接到兩組母線上，兩組母線間通過母聯(lián)斷路器連接。（1） 雙母線接線的優(yōu)點： 1) 優(yōu)越的可靠性：線路故障斷路器拒動或母線故障只停一條母線及所連接的元件。將非永久性故障元件切換到無故障母線，可迅速恢復(fù)供電。2) 調(diào)度與檢修靈活： 可在任何元件部停電的情況下輪流檢修母線，只需將檢修的母線上的全部元件切換到另一條母線即可或根據(jù)系統(tǒng)運行的需要，各元件可靈活地連接到任一母線上，實現(xiàn)系統(tǒng)的合理接線。3) 擴建方便：一般情況下，雙母線接線配電裝置在一期工程中就將母線構(gòu)架一次建

12、成，近期擴建的母線也安裝好。在擴建元件施工時，對原有元件沒有影響。 （2）雙母線接線的缺點：1)增加了一條母線和母線隔離開關(guān)，增加了設(shè)備及相應(yīng)的構(gòu)支架，加大了配電裝置的占地和工程投資。 2) 當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障檢修時，倒閘操作復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作。3）隔離開關(guān)操作閉鎖接線復(fù)雜。4）保護和測量裝置的電壓取自母線電壓互感器二次側(cè)，需經(jīng)過切換。電壓回路接線復(fù)雜。5）母線聯(lián)絡(luò)斷路器故障，整個配電裝將全停。3、 一臺半斷路器接線 3/2斷路器接線方式一般運用在兩條主母線之間，組成一個完整串，每串中兩臺斷路器之間引出一回線路或一組變壓器（通稱一個元件）。每一元件占有3/2臺斷路器。在每串內(nèi)還配有檢修

13、斷路器用的隔離開關(guān)、接地開關(guān)、保護、測量用的電流互感器，在各元件回路配有三相電壓互感器、避雷器，母線上配有單相電壓互感器、避雷器等。3/2斷路器接線的優(yōu)點： 1)有較高的可靠性 2）有高度的運行靈活性：任何一個元件可根據(jù)運行的需要接在不同的母線系統(tǒng)中。母線系統(tǒng)之間的元件可任意分配，其操作程序簡單。只需操作斷路器，而不需操作隔離開關(guān)。 3）運行操作方便：所有隔離開關(guān)均為檢修用，沒有倒閘作用隔離開關(guān)。隔離開關(guān)操作程序簡單。安全操作閉鎖回路接線簡單，操作引起故障幾率少。 4）設(shè)備檢修方便。任何設(shè)備或母線檢修，都不會影響供電。被檢修設(shè)備的隔離操作方便、簡單。1.2 500kv變電站主接線設(shè)計1.2.1

14、 設(shè)計原則1、本次設(shè)計的500kv區(qū)域性變電站的主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在系統(tǒng)中中的地位、作用以及本工程建設(shè)的目的，必要性。它們用來確定對變電所主接線可靠性、靈活性、和經(jīng)濟性的要求。變電站根據(jù)5-20年的總體規(guī)劃，提出本工程近期和遠景的建設(shè)規(guī)模，具體包括以下內(nèi)容： （1）各電壓等級近期及遠期的出線回路數(shù)，每回出線的輸送量，導(dǎo)線截面面積，出線的方向。 （2）近期和遠期主變壓器的臺數(shù)、容量、型式、各側(cè)額定電壓值、調(diào)壓方式、調(diào)壓范圍、變壓器短路阻抗，各種運行方式下通過變壓器的功率潮流。 （3）無功補償：近期和遠期高壓側(cè)和低壓側(cè)裝設(shè)的無功補償設(shè)備種類，裝設(shè)位置。 a.高低壓并聯(lián)電抗器的形式、組數(shù)、單機容量

15、、投切方式、額定參數(shù)。 b.并聯(lián)電容的組數(shù)、單組容量、投切方式、額定參數(shù)。 c.其他型式補償裝置的容量、額定參數(shù)。 （4）變電所供電負荷的性質(zhì)。對于、類供電負荷在接線設(shè)計上考慮要有兩個獨立電源供電。當(dāng)任一電源斷開后，另一電源應(yīng)能保證對全部負荷的供電。對于類負荷一般只考慮提供一個電源。 （5）在設(shè)計年限內(nèi)，系統(tǒng)最大、最小運行方式下的短路容量或等值阻抗，包括正序阻抗、負序阻抗和零序阻抗（歸算值）。 （6）各側(cè)電網(wǎng)中性點的接地方式以及對本工程變壓器中性點接地方式的要求。 （7）各側(cè)母線的最大穿越功率。它用來計算各側(cè)母線載流導(dǎo)體的截面積。 （8）本工程各側(cè)的同期點，系統(tǒng)電能計量的關(guān)口點，以便確定電流、

16、電壓互感器的配置以及對精度的要求。 （9）電力系統(tǒng)通信的要求，微波、載波和光纖通道的規(guī)劃，高頻加工設(shè)備置（阻波器、耦合電容、結(jié)合濾波器）的配置及技術(shù)參數(shù) （10）系統(tǒng)內(nèi)過電壓的數(shù)值，對變電所主接線可靠性指標的要求以及其他特殊要求。1.2.2 本變電站設(shè)計方案 這次我所設(shè)計的變電站是一個十分重要的500kv區(qū)域變電站。高壓側(cè)為2回500kv架空線與2600mw火電廠相連，另有3回500kv出線與其他500kv變電站相連接，最大負荷利用小時數(shù)為4800小時。中壓側(cè)為負荷側(cè)，10回出線，負荷容量為1500mw，最大負荷利用小時數(shù)為4800小時，cos=0。97。低壓側(cè)為35kv側(cè)，變電站站用高壓母線

17、，最大負荷利用小時數(shù)為3800小時，站用負荷占0.8%。由于500kv側(cè)為系統(tǒng)電源側(cè)，因此考慮到其重要地位及其和其他500kv變電站相連接的擴建性，故其母線接線方式為雙母接線，斷路器接線方式選用3/2接線方式。對于220kv側(cè)由于有10回架空線，考慮變電站運行的可靠性和方便擴建選用了雙母單分段線的接線形式。 35kv側(cè)接線為站用電，考慮到其投資的經(jīng)濟性問題，因此接線方式選擇單母接線方式。 本變電站500kv側(cè)采用的是一臺半斷路器接線方式。其目的是便于在回路上分組，方便設(shè)計和運行維護，減少接線的失誤。具有較高的可靠性和調(diào)度靈活性。即使兩組母線同時故障或一組檢修另一組故障的極端情況下，功率仍能經(jīng)3

18、/2斷路器繼續(xù)輸送，任何回路均不停電，操作檢修方便。200kv側(cè)采用雙母單分段接線。此種接線方式是為了克服雙母接線存在全停電可能性的缺點，縮小了停電范圍，提高了接線的可靠性。這種接線在系統(tǒng)運行中也非常靈活，可通過分段斷路器將系統(tǒng)分割成幾個互不相連接部分，達到限制短路電流、控制潮流、縮小故障停電范圍等目的。35kv為站用電，考慮到本工程設(shè)計其站用電容量較小、出線回路較少、對供電可靠性要求較低因此采用單母接線方式，而且考慮其潮流的分布的問題，在母線側(cè)接補償器。依據(jù)以上接線方案的考慮，本次設(shè)計的主接線圖設(shè)計為下圖所示：圖 1-1 變電站主接線圖 1.3主變壓器臺數(shù)、容量、型號的選擇主變壓器在電氣主接

19、線的地位和作用尤甚重要而且設(shè)備投資中所占比例較大，因此主變壓器的選擇對變電站的技術(shù)和經(jīng)濟性影響很大。1.3.1 選擇原則主變壓器的臺數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等綜合考慮確定。1、主變壓器容量選擇：一般按變電所、建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠期1020年負荷的發(fā)展，對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。在有一、二級負荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設(shè)兩臺以上主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負荷。在主變壓器容量選擇時按以下原則確定

20、（1） 在電力系統(tǒng)正常運行與檢修狀態(tài)下，以具有一定持續(xù)時間的日負荷選擇主變壓器的額定容量，日負荷中持續(xù)時間很短的部分，可由變壓器過載滿足。（2） 并聯(lián)運行的主變壓器以備用形式相互作為事故備用，只要求短路時保持原來的總傳輸容量并應(yīng)計及變壓器短路時過負荷能力。（3） 變壓器檢修時間間隔很長，檢修時間較短，合理作好檢修與運行調(diào)度。且不因檢修并聯(lián)變壓器而增加其選擇容量。1.3.2 型號、臺數(shù)、容量選擇1、主變壓器容量的確定1）變電所主變壓器的容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當(dāng)考慮遠期1020年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2）根據(jù)變電所所帶的負荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)

21、構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的60%70%（35110kv變電所為60%，220500kv變電所為70%）或全部重要負荷（當(dāng)、類負荷超過上述比例時）選擇，即每臺變壓器的額定容量通常按下式（根據(jù)發(fā)電廠電氣部分式（4-6）進行初選： （mva） （1-1） 式中n-變電所主變壓器臺數(shù) -變電所的最大計算負荷由設(shè)計任務(wù)書可以得知466.67mva，故2、主變壓器臺數(shù)的確定 1）對大城市郊區(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，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。

22、 2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)3 4臺主變壓器的可能性。 3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，應(yīng)結(jié)合遠期負荷的發(fā)展，研究其變壓器基礎(chǔ)是否需要按大于變壓的要求，以便負荷發(fā)展時，有調(diào)換更大容量的變壓器的可能性。因此有以上三點依據(jù)再結(jié)合任務(wù)書可以設(shè)計本站主變壓器臺數(shù)選擇：本站應(yīng)配三個電壓等級，為了保證供電的可靠性，變電所裝設(shè)2臺主變壓器。 3、主變型號的選擇：通過以上計算及選擇原則，本站選擇2臺型號為osfpsz360000/500容量為360mva的三相自耦有載調(diào)壓變壓器。主變壓器的型號及參數(shù)如下（表1.1）表 1.1 主變壓器型號及參數(shù)制造廠保定天威保變

23、電氣股份有限公司型號osfpsz360000/500額定容量（kva）360000/360000/40000額定電壓（kv）高壓550中壓低壓35空載損耗（kw）190負載損耗（kw）高中800阻抗電壓（%）高中10高低26中低41接線組別ia0.i0型式強迫油導(dǎo)向循環(huán)風(fēng)冷有載調(diào)壓三繞組自耦變1.4.3 無功補償?shù)目紤]電能質(zhì)量好壞的主要指標是頻率和電壓是否穩(wěn)定。維持電力系統(tǒng)的頻率和電壓在允許的范圍之內(nèi)變動，對保障電力負荷的正常運行和電力系統(tǒng)自身的安全至關(guān)重要。 在電力系統(tǒng)中無功電源發(fā)出的功率直接影響著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。無功電源補足，既發(fā)出的無功功率補能滿足無功負荷的需要，無功電源和無功負荷處于低

24、電壓平衡狀態(tài)。由于電力系統(tǒng)運行電壓水平低，給電力系統(tǒng)帶了一系列危害。例如：設(shè)備出力不足、電力系統(tǒng)損耗增加、設(shè)備損壞、電力系統(tǒng)穩(wěn)定度降低等等。無功電源充裕，但運行管理不當(dāng)和調(diào)相調(diào)壓手段不足，均能引起電壓過高的危害。諸如，設(shè)備絕緣輕則降低壽命，重則擊穿燒毀；引起設(shè)備過激磁，電流增大產(chǎn)生諧波和引起設(shè)備溫升；照明設(shè)備壽命驟減。因此通過調(diào)解無功功率使系統(tǒng)的無功功率處在平衡狀態(tài)是電力系統(tǒng)安全運行的首要條件。在降壓變電站中設(shè)置的無功功率補償裝置和有載調(diào)壓變壓器，是實現(xiàn)無功功率的就地平衡和保證電壓質(zhì)量的主要手段。無功功率補償裝置一般都在降壓變壓器的低壓側(cè)。在500kv變電所中，由于經(jīng)濟、維護和安裝上的優(yōu)點，多

25、采用電力電容器、電抗器、靜止補償裝置作為無功功率補償。通過對有載調(diào)壓變壓器的變比和無功功率補償裝置輸出無功功率的控制，可以調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)電壓和無功功率潮流第二章 短路電流計算2.1 短路電流的形成原因及短路電流計算的目的短路故障是電力系統(tǒng)最常見的故障。短路，是指一切不正常的相間短路和相對地的短路。2.1.1 短路形成的原因1、設(shè)備絕緣損壞：正常運行時電力系統(tǒng)各部分絕緣是足以承受所帶電壓的，且具有一定的裕度。但電氣設(shè)備在制造時可能存在某些缺陷；在運輸、保管和安裝的過程中，絕緣可能受到機械損傷；長期低電壓過電流運行的設(shè)備絕緣會迅速老化等原因，使電氣設(shè)備的絕緣受到削弱或損壞，造成帶電部分的相與相或相與

26、地形成通路。2、惡劣的自然條件，大氣過電壓（雷擊）引起閃絡(luò)，大風(fēng)和覆冰引起倒桿和短線等造成短路。3、工作人員誤操作如設(shè)備檢修未拆除地線就加電壓、運行人員帶負荷拉刀閘等。2.1. 短路計算目的和內(nèi)容電力系統(tǒng)短路電流計算的主要目的是：1） 選擇斷路器的遮斷電流，并對今后高壓斷路器等設(shè)備的制造提出短路電流方面的要求以及研究限制系統(tǒng)短路電流水平的措施；2） 為確定送電線路對附近通信線電磁危險的影響提供計算資料；3） 電網(wǎng)接線和電廠、變電所電氣主接線的比選。在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計階段，一般是計算今后10年左右最大運行方式時三相短路和單相接地短路非周期分量電流和沖擊電流。2.2 短路電流計算的假定條件及計算步

27、驟2.2.1 短路電流計算的基本條件1、故障前為空載，既負荷略去不計，只計算短路電流的故障分量；2、故障前所有節(jié)點電壓均等于平均額定電壓，其標幺值等于1；3、系統(tǒng)各元件的電阻略去不計；4、只計算短路電流基頻的周期分量；2.2.2 計算步驟1、根據(jù)變電所或電廠的接線和設(shè)備，查出短路電流的計算參數(shù)，繪制阻抗圖。2、對各設(shè)備的阻抗進行換算，即進行網(wǎng)絡(luò)變換。3、三相短路電流周期分量計算。4、三相短路電流非周期分量計算。5、沖擊電流和全電流計算。6、不對稱短路計算。提供正序網(wǎng)絡(luò)、負序網(wǎng)絡(luò)和零序網(wǎng)絡(luò)的阻抗，進行三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路及合成電流計算。7、短路電流的熱效應(yīng)計算。8、廠用

28、電短路電流計算，要考慮電動機反饋電流影響。2.2.3 短路計算過程1、參數(shù)計算：設(shè)基準值: (mva) (kv)變電站主變: （21） = =2.5 = =12.5 = =28.5主變參數(shù)標幺值: （22） 2、短路計算過程：圖 21 系統(tǒng)等值電抗圖1） 當(dāng)主變500kv側(cè)點短路時系統(tǒng)等值電抗圖為：圖 22系統(tǒng)等值電抗化簡圖 圖23系統(tǒng)等值電抗化簡圖 圖24系統(tǒng)等值電抗化簡圖轉(zhuǎn)移電抗: 當(dāng)500kv側(cè)連接為無窮大系統(tǒng)時，則可認為其周期分量不衰減，此時：計算電抗： =0.08 短路電流標幺值： （23）因為500kv側(cè)連接為無窮大系統(tǒng)，因此其周期分量不衰減，此時：其有名值：= （ka） （24）

29、所以 （500kv）（ka） （25）三相短路電流的沖擊值和全電流最大有效值的計算： （500kv）（ka） （26） （500kv）（ka） （27） （500kv）（mva） （28） 2） 當(dāng)主變500kv出線側(cè)側(cè)點短路時轉(zhuǎn)移電抗: 當(dāng)500kv側(cè)連接為無窮大系統(tǒng)時，則可認為其周期分量不衰減，此時：計算電抗： =0.152 短路電流標幺值： （23）因為500kv側(cè)連接為無窮大系統(tǒng)，因此其周期分量不衰減，此時：其有名值：= （ka） （24）所以 （500kv）（ka） （25）三相短路電流的沖擊值和全電流最大有效值的計算： （500kv）（ka） （26） （500kv）（ka） （2

30、7） （500kv）（mva） （28）3）當(dāng)主變220kv側(cè)點短路時系統(tǒng)等值電抗圖為：圖25系統(tǒng)等值電抗化簡圖圖 26系統(tǒng)等值電抗化簡圖 轉(zhuǎn)移電抗： 計算電抗： 短路電流：() () 當(dāng)供電電源為無限大容量時，則可認為其周期分量不衰減，此時：其有名值：= （ka） 所以 （500kv）（ka） （220kv）（ka） 三相短路電流的沖擊值和全電流最大有效值的計算： （500kv）（ka） （220kv）（ka） （500kv）（ka） （220kv）（ka）（500kv）（mva） （220kv）（mva）4）當(dāng)中壓220kv出線側(cè)點短路時5）當(dāng)主變低壓側(cè)35kv低壓側(cè)點短路時系統(tǒng)等值電抗圖

31、為：圖 27系統(tǒng)等值電抗化簡圖圖 28系統(tǒng)等值電抗化簡圖圖 210系統(tǒng)等值電抗化簡圖轉(zhuǎn)移電抗: 當(dāng)500kv側(cè)連接為無窮大系統(tǒng)時，則可認為其周期分量不衰減，此時：計算電抗： =0.941 短路電流標幺值： （23）因為500kv側(cè)連接為無窮大系統(tǒng)，因此其周期分量不衰減，此時：其有名值：= （ka） （24）所以 （35kv）（ka） （25）三相短路電流的沖擊值和全電流最大有效值的計算： （35kv）（ka） （26） （35kv）（ka） （27） （35kv）（mva） （28） 根據(jù)以上計算得出短路電流計算結(jié)果表（見附錄b）第三章 電氣設(shè)備選擇設(shè)備的選擇設(shè)計，必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政

32、策，并應(yīng)做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。設(shè)計規(guī)程對于設(shè)備選擇的規(guī)定：1、滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。2、按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3、應(yīng)盡可靠采用技術(shù)先進和經(jīng)濟合理的。4、導(dǎo)體選擇時應(yīng)盡量減少品種。5、工程擴建應(yīng)盡量使新老電器型號一致。6、新設(shè)備均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。3.1 一般原則及技術(shù)條件3.1.1 選擇原則 滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并要求考慮10到20年的發(fā)展。并按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件。應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。同類設(shè)備應(yīng)盡

33、量減少品種。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。選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓和過電流的情況下保持正常運行，在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，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嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況校驗。用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定。用熔斷器保護的電壓互感器，可不校驗動、熱穩(wěn)定。3.1.2 選擇與校驗1、 電壓：選用的電器在允許最高工作電壓不低于該回路的最高運行電壓,即 (31)2、 電流：選用的電器額定

34、電流不得低于所在回路在各種可能方式下的持續(xù)工作電流, 即： (32)3、 短路的熱穩(wěn)定校驗： （33）-t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值(ka)t-設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間(s)校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間按下式計算： （34） -繼電保護裝置后備保護動作時間（s） -斷路器全分閘時間（s）4. 短路的動穩(wěn)定計算： （35）- 短路沖擊電流峰值（ka）-電器允許的極限通過電流峰值（ka）3.2電氣設(shè)備選擇3.2.1斷路器的選擇原則斷路器的選擇除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前實際情況，110kv及以上大部分使用sf6

35、斷路器，110kv以下一般選用sf6或真空斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：1、 電壓： -電網(wǎng)工作電壓2、 電流： -最大持續(xù)工作電流3、 開斷電流： -斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量-斷路器額定開斷電流4、 動穩(wěn)定： -斷路器極限通過電流峰值-三相短路電流沖擊值5、 熱穩(wěn)定： - 穩(wěn)態(tài)三相短路電流-短路電流發(fā)熱等值時間- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流其中由和短路電流計算時間，由圖51具有自動電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線查出短路電流周期分量等值時間，從而可計算出。3.2.2 斷路器的選擇3.2.2.1.主變 500kv側(cè)斷路器的選擇與校驗500kv出線側(cè)斷路器的選

36、擇按最大持續(xù)電流選擇: 選擇:根據(jù)表2-59 高壓sf6斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表選得斷路器參數(shù)如下：表 3-1選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流（ka）額定開端電流(ka)斷路器lw6-500315050050125125校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 開斷電流: (ka) (ka) 開斷電流滿足要求 動穩(wěn)定: 37.125 (ka) (ka) 動穩(wěn)定滿足要求 熱穩(wěn)定: (ka) (s) (ka) 由圖51具有自動電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得 ： (s) （） （

37、） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求3.2.2.2 220kv出側(cè)斷路器的選擇與校驗1. 220kv出線側(cè)斷路器的選擇按最大持續(xù)電流選擇: 選擇:根據(jù)表2-59 高壓sf6斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表選得斷路器參數(shù)如下：表3-2選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流(ka)額定開斷電流(ka)斷路器lw23-22020002204010040校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 開斷電流: (ka) (ka) 開斷電流滿足要求 動穩(wěn)定: (ka) (ka) 動穩(wěn)定滿足要求 熱穩(wěn)定: (ka) (s) (ka) 由圖

38、51具有自動電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得 ： (s) (s) （） （） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求1. 220kv主變壓器側(cè)斷路器的選擇按最大持續(xù)電流選擇: (a)1) 選擇:根據(jù)表2-59 高壓sf6斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表選得斷路器參數(shù)如下：表3-3選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流（ka）額定開斷電流(ka)斷路器lw2-220250022040100402) 校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 開斷電流: (ka) (ka) 開斷電流滿足要求 動穩(wěn)定: (ka)

39、(ka) 動穩(wěn)定滿足要求 熱穩(wěn)定: (ka) (s) (ka) 由圖51具有自動電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得 ： (s) (s) （） （） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求3. 220kv母聯(lián)斷路器的選擇按最大持續(xù)電流選擇: (a)選擇:根據(jù)表2-59 高壓sf6斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)表選得斷路器參數(shù)如下：表3-4選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）額定斷開電流(ka)動穩(wěn)定電流（ka）斷路器lw2-2202500220401001) 校驗: 設(shè)備選擇及短路計算同上,故設(shè)備校驗同上相同,在此就不再重復(fù)4.2.2.3 35kv側(cè)斷路器的選擇與

40、校驗1. 35kv出線側(cè)斷路器的選擇按最大持續(xù)電流選擇: 1）選擇:根據(jù)表2-16 35kv斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)選得斷路器參數(shù)如下：表3-5選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流（ka）額定開斷電流（ka）斷路器sw4-3511250351640162）校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 開斷電流: (ka) (ka) 開斷電流滿足要求 動穩(wěn)定: (ka) (ka) 動穩(wěn)定滿足要求 熱穩(wěn)定: (ka) 3 (s) (ka) 由圖51具有自動電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得

41、： (s) (s) （） （） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求2、35kv主變壓器側(cè)斷路器的選擇按最大持續(xù)電流選擇: 1) 選擇:根據(jù)表3-19 35kv斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)選得斷路器參數(shù)如下：表3-6選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流（ka）額定開斷電流（ka）斷路器kw6-352000352155202) 校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 開斷電流: (ka) (ka) 開斷電流滿足要求 動穩(wěn)定: (ka) (ka) 動穩(wěn)定滿足要求熱穩(wěn)定: (ka) 3 (s) (ka) 由圖51具有自動電壓調(diào)

42、節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得 ： (s) (s) （） （） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求3.2.3 隔離開關(guān)的選擇原則隔離開關(guān)型號的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較然后確定。參數(shù)的選擇要綜合考慮技術(shù)條件和環(huán)境條件。 選擇的具體技術(shù)條件如下：1、 電壓： -電網(wǎng)工作電壓2、 電流： -最大持續(xù)工作電流3、 動穩(wěn)定： -斷路器極限通過電流峰值-三相短路電流沖擊值4、 熱穩(wěn)定：- 穩(wěn)態(tài)三相短路電流-短路電流發(fā)熱等值時間- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流其中由和短路電流計算時間，可由圖51具有自動電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線查出短路電流周

43、期分量等值時間，從而可計算出。3.2.4 隔離開關(guān)的選擇3.2.4.1 500kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗 1、500kv出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇按最大持續(xù)電流選擇: 1) 選擇:根據(jù)表2-70 gw6系列隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)選得隔離開關(guān)參數(shù)如下：表3-7選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流（ka）隔離開關(guān)gw6-500d(w)250050040802) 校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 動穩(wěn)定: (ka) (ka) 動穩(wěn)定滿足要求 熱穩(wěn)定: (ka) (s) (ka) 由圖51具有自動電壓調(diào)節(jié)

44、器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得 ： (s) (s) （） （） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求2. 500kv主變壓器側(cè)的隔離開關(guān)的選擇按最大持續(xù)電流選擇: (a)1) 選擇:根據(jù)表2-70 gw6系列隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)選得隔離開關(guān)參數(shù)如下：表3-8選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流（ka）隔離開關(guān)gw6-500d(w)250050040802) 校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 動穩(wěn)定: (ka) (ka) 動穩(wěn)定滿足要求 熱穩(wěn)定: (ka) (s) (ka) 由圖51具有自動

45、電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得 ： (s) (s) （） （） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求.2.4.2 220kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗1. 220kv出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇按最大持續(xù)電流選擇:1) 選擇: 根據(jù)表2-69 gw4-220型隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)選得隔離開關(guān)參數(shù)如下：表 3-9選擇結(jié)果表設(shè)備名稱設(shè)備型號額定電流（a）額定電壓(kv)熱穩(wěn)定電流（ka）（3s）動穩(wěn)定電流（ka）隔離開關(guān)gw6-220d(w)2500220501252) 校驗: 電壓: (kv) (kv) 電壓滿足要求 電流: (a) (a) 電流滿足要求 動穩(wěn)定: (ka) (ka) 動穩(wěn)定滿足要求 熱穩(wěn)定: (ka) (s) (ka) 由圖51具有自動電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線可得 ： (s) (s) （） （） 所以 滿足熱穩(wěn)定要求2. 220kv主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇按最大持續(xù)電流選擇: (a)1) 選擇: 根據(jù)表2-70 gw6系列隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)選得隔離開關(guān)參數(shù)如下：表 3-