35kv变电站设计毕业论文 修改

摘要电力工业是生产、输送和分配电能的工业部门。电能的生产过程和消费过程是同时进行的，既不能中断，又不能储存，需要统一调度和分配。它为工业和国民经济其他部门提供基本动力，随后在条件具备的地区建设了一批大、中型水电站，是国民经济发展的先行部门。变电站是电力系统中的一个重要环节，它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。而一个变电站运行情况的优劣，在很大程度上取决于其二次设备的工作性能。本设计说明书主要对企业35KV的变电所进行重新设计。依据供电规则，着重解决了负荷统计、变电所主结线方案的选择、进出线的选择、变电所所址的选择、主变压器的台数和容量的选择、短路计算及开关设备的选择、继电保护的选择与整定、防雷保护与接地装置的设计等问题，并结合地区的供电规则和工程实际情况选择出最合适的方案及参数、各种设备型号及容量。本设计还参考了老师推荐的参考书和其它一些国内外比较经典的文献。关键字电力工业；设计说明书；变电所ABSTRACTPOWERINDUSTRYISAINDUSTRIALSECTORWHICHINCLUDESPRODUCTION,TRANSMISSIONANDDISTRIBUTIONELECTRICITYPRODUCTIONANDCONSUMPTIONPROCESSAREATTHESAMETIME,BOTHCANNOTBEINTERRUPTEDANDSTOREDTHEYAREREQUIREDUNIFIEDSCHEDULINGANDALLOCATIONPOWERINDUSTRYCANPROVIDEBASICPOWERFORTHEINDUSTRYANDOTHERSECTORSOFTHENATIONALECONOMY,ANDTHENANUMBEROFLARGEANDMEDIUMSIZEDHYDROPOWERSTATIONSAREBUILTINTHEAREASITISTHEFIRSTSECTOROFNATIONALECONOMICDEVELOPMENTSUBTATIONISANIMPORTANTELEMENTINPOWERSYSTEM,ITSOPERATIONCONDITIONIMPACTSTHESTABILIZATIONOFPOWERSYSTEMDERECTLYTHEWORKINGCONDITIONOFASUBSTATIONLARGELYDEPENDSONTHESECONDARYEQUIPMENTSOFITTHEDESIGNSPECIFICATIONOFTHEMAJORENTERPRISESISTHE35KVREDESIGNRULESBASEDONPOWERSUPPLY,FOCUSONRESOLVINGALOADSTATISTICS,THEMAINLINEFORSELECTION,CHOICE,THECHOICEOFTHESITEBYTHESUBSTATION,THEMAINCAPACITYANDTHENUMBEROFTAIWANSCHOICE,SHORTCIRCUITCALCULATIONANDTHECHOICEOFSWITCHINGEQUIPMENT,RELAYANDTHECHOICEOFSETTING,LIGHTNINGPROTECTIONANDGROUNDINGEQUIPMENTDESIGNANDOTHERISSUES,COMBINEDWITHTHEPOWEROFTHEACTUALSITUATIONOFRULESANDCHOOSETHEMOSTAPPROPRIATESOLUTIONSANDVARIOUSMODELSANDEQUIPMENTCAPACITYTHISDESIGNALSOMADESOMEREFERENCESTOTHERECOMMENDATIONOFTEACHERSANDOTHERREFERENCEBOOKSOFHOMEANDABROADCOMPAREDOFCLASSICLITERATUREKEYWORDSPOWERINDUSTRY；DESIGNMANUAL；SUBSTATION前言本设计经过连续多个月的努力，顺利结束。在设计过程中，刘庆雪老师给了我很大的支持和帮助，通过查阅大量参考资料，并综合分析了他们的优缺点，再根据自己设计的实际出发，从而确定了更为合理的优化方案。通过这次设计，我对所学知识有了更为深刻的理解和掌握，由理论到实践的有机结合，使得所学的知识学有所用，并逐步掌握了世纪的有关的规范和设计程序，为以后更好把工作学习打下坚实的基础，也增强了对将来工作和生活的信心。由于我对知识的运用还不很熟练以及实际动手能力和相关经验的不足，在设计过程中，难免存在一些不足之处，敬请指导老师批评斧正。最后，对在设计中辛勤指导我的刘庆雪老师和各位诚挚帮助我的同学表示忠心的感激，同时向为完成四年大学专业学习的任课老师、辅导员表示诚挚的感谢。学生李超目录前言III1、绪论111建厂部门提供的基础资料112气象及地质资料113当地电业部门提供的技术资料114工厂与电业部门达成的供用电协议主要内容215设计的原则22、负荷计算421负荷计算的内容和目的422负荷计算的方法423各用电车间负荷计算结果524全厂负荷计算83、无功功率功率补偿931无功补偿的概念933无功功率的补偿方法1035无功补偿的计算114、主变台数和容量的选择1341主变压器的选择1442变电所主变压器容量及型号的选择145、厂区高压供电系统设计1651厂区高压供电系统的要求1652供电系统的接线方式1753供电电压的选择1754厂区高压供电系统的投资简表186、工厂供、配电系统短路电流的计算1961短路电流计算的目的1962短路的原因1963短路的种类1964短路的危害2065短路电流计算方法2066本设计采用标幺制法进行短路计算21661在最小运行方式下21662在最大运行方式下247、电气设备的选择2771电气设备选择的一般原则27711按正常工作条件选择28712按故障情况进行校验28721高压断路器的选择30722高压隔离开关的选择30723负荷开关的选择31724高压熔断器的选择32725高压开关柜的选择3273高压设备的校验3374互感器选择34741电流互感器选择34742电压互感器选择358、导线、电缆的选择3681选择的要求3682架空进线的选择37821架空线路的一般要求37822架空线路的特点38823架空线路的组成39824线路导线种类39825架空引入线3983架空线路敷设4084架空线截面的选择4085电缆的选择41851电缆型号41852电缆的分类4386选择导线截面的原则43861电力电缆缆芯截面选择的基本要求43862电缆载流量的测试43863导线截面的选择4487母线的选择与校验46871母线选择的要求4687210KV母线的选择与校验46873变压器低压侧引出线的选择与校验469、防雷接地设计4891防雷设计48911防雷设备48912架空线路的防雷措施48913变配电所的防雷措施4992接地50921接地与接地装置50922接地方案的选择50总结52致谢53参考文献54附图551总降压站电气主接线图552总降压平面布置图561、绪论11建厂部门提供的基础资料（1）具有详细的坐标尺寸厂区平面图（2）各车间设备明细表，全厂生产规模及全年计划产量（3）工厂扩建计划,因受土地限制，本厂预定五年后另找厂址建立分厂，本地区无扩建任务（4）工厂负荷性质。本厂无大型式高压设备及高额整流装置。除锅炉房及电镀车间要求连续供电相当二级负荷外，其他车间接为三级负荷。（5）车间变电所数量及位置。根据全厂用电负荷分布情况，已初步拟定设置四个车间变电所，位置及其进线部位已标注在厂区平面图上。12气象及地质资料（1）厂区为砂质粘土。土壤允许承载力为20吨/平方米。中等含水量时，实测土壤电阻率P为08。（2）地下水位为235米。（3）地面下071米处全面最热月最高温度为20土壤热阻率为。（4）最热月环境平均最高温为30。（5）土壤解冻深度为11米。（6）全年最高温度40，最低温度25最大风速30米/秒。一般在5左右出现，最大覆冰厚度5毫米。（7）全年雷暴日为30天，夏季主要风向为南风。13当地电业部门提供的技术资料（1）国家电网有两处不同电压的变电所可对本厂供电。（2）正南方向30公里处有60KV电源，该处最大运行状态时，短路容量为200MVA，最小运行状态时，短路容量为100MVA，出口处继电保护装置动作时限为2秒。（3）正北方向30公里处有35KV电源，该处最大运行状态时，短路容量为500MVA,最小运行状态时短路容量为200MVA出口处继电保护装置动作时限为15秒。14工厂与电业部门达成的供用电协议主要内容（1）在工厂变电所高压侧计量电能。（2）工厂功率（功率因数）要保持09以上。（3）到总降压变电所进线门型构以上的7处供电线路由厂厂投资电业部门设计施工。通电后归电业部门维护管理，总降变电所及配电系统由工厂自行设计施工、维护管理。（4）总降压变电所继电保护装置动作时限，应低于国家电网变电所（一次变电所）一个时限阶段。（5）工厂按大宗工业用电阶段缴纳电费。双方同意按主变压器安装容量如额定基本电价每千伏安005元/千瓦小时。（6）协议书中未尽事宜按“全国供电规则”有关条文处理。15设计的原则企业的供配电系统是是电力系统的终端网络，它的供电环节多少不是固定不变的，它是企业总负荷量的大小、各个车间的分布、企业与供电电源之间的距离以及地区电网的供电条件等综合因素决定的。因此本次设计主要考虑到以下问题1供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。2供电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中应采用负荷国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。接线应满足不同负荷的不中断供电要求。3供电的灵活性。由于负荷的分散性以及企业扩建的可能性和利用最小的切换，能适应不同的运行方式。例如负荷不均衡时，能自动的切除不许要的变压器，而在最大负荷时，有能方便的投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不至于断电。4接线应满足不同负荷的不中断供电要求。在满足以上的情况下，保障设计投资少，但不要以投资最少为最佳方案，因为投资的限额可能会影响到灵活性和经济性，以至企业停电，造成企业的更大经济埙失。接线的方式还应考虑到满足现在和将来的发展需要。由此，在总体规划中必须从全局出发，统筹兼顾，按照复合性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。要实现经济、社会、和环境效益的综合优化，达到布局合理，功能齐全，投资经济，节能节地，既能分期实施，又能相对完整，同时考虑远期的发展，按照动态体系进行规划，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。2、负荷计算21负荷计算的内容和目的计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。负荷重要程度是决定系统接线方式的重要依据，负荷计算，其目的在于正确地选择电气设备和电工材料，同时也能合理地进行无功功率补偿提供依据。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。尖峰电流指单台或多台用电设备持续12S的短时最大负荷电流。它用来计算电压波动、选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置等。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。22负荷计算的方法用电设备组计算负荷的确定，在工程中常用的有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时，通常都采用需要系数法。当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时，则宜于采用二项式法计算。无论采用何种计算方法，首先要正确判别用电设备的类别和工作性质，准确地分组。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有有功功率DEKP30无功功率TGQ视在功率COS/30S计算电流NUI23各用电车间负荷计算结果表21NO1变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30QS电力250015051733865751组装车间照明2609123电力12004061334865812实验站照明609153仓库电力照明40813表22NO2变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30QS电力8500250451932134214721焊接车间照明2609123电力910025045198228452322焊接车间照明2609123表23NO3变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30Q30S电力500020551521001521821金工车间照明09178电力2仓库照明50915电力3办公楼照明2309121表24NO4变电所参数计算负荷序号车间名称设备容量DKCOSTG30P30Q30S电力210065080621371021711锅炉房照明20912电力200040850628050942电镀车间照明50915电力500040651172002343083热处理车间照明1309112电力300020651176070924维修车间照明130911224全厂负荷计算取092095PKQ根据上表可算出6520KW5463KVARI30IQ30则096520KW5999KWIP300955463KVAR5190KVARQIQK307932KVA230S945ANUI/5999/793207530COSQP3、无功功率功率补偿31无功补偿的概念电力系统运行的经济性和嗲能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的物攻功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。电网中无功不平衡主要有两方面的原因一方面是输送部门传送的三相电质量不高，一方面是用户的电气性能不够好。这两方面的原因综合起来导致了无功的大量存在。在电力系统中，电压和频率是衡量电能质量的两个最重要的指标。为确保电力系统的正常与运行，供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。频率的控制与有功功率的控制密切相关，而电压控制的重要方法之一就是对电力系统的无功功率进行控制。现如今大部分用电设备为感性负载，自然功率因数较低，用电设备在消耗有功功率的同事还需要无功功率由电源送往负荷。功率因数是供用电系统的一向重要技术经济指标，通过合理采用无功补偿技术，可以减少无功功率在电网中的流动。为了提高企业无功功率补偿装置的经济效益，减少无功补偿的流动，物攻补偿应该遵循就地补偿，就地平衡的原则，以满足需要。借助于无功补偿装置提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。32无功补偿的原则国家电力系统电压和无功电力技术导则规定，无功补偿与电压调节应以下列原则进行。A总体平衡与局部平衡相结合；B电力补偿与用户补偿相结合；C分散补偿与集中补偿相结合；D降损与调压相结合，以降损为主。无功补偿的技术原则无功补偿应尽量分层（按电压等级）和分区（按地区）补偿，就地平衡，避免无功电力长途输送与越级传输无功补偿装置的优化配置原则为“总体平衡与局部平衡相结合；供电部门补偿与用户补偿相结合；集中补偿与分散补偿相结合，分散为主；降损与调压相结合，以降损为主。”33无功功率的补偿方法人工补偿设备有并联电容器和同步补偿机两类。由于并联电容器无旋转部分，就近向负荷供给无功，提高用电功率因数、改善电压质量、降低线路损耗，具有运行简便、经济可靠等优点，因此工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。并联电容器的补偿方式有（1）高压集中补偿初投资较少，运行维护方便，但只能补偿高压母线以前的无功功率；适于大、中型工厂变配电所作高压无功功率的补偿，与高压母线相连，其电容器柜一般装设在变配电所的高压电容器室内。（2）低压集中补偿能补偿低压母线以前的无功功率，可使变压器的无功功率得到补偿，从而有可能减少变压器容量，且运行维护也较方便；适于中、小型工厂或车间变电所作低压侧基本无功功率的补偿；一般与变电所低压母线相连，其电容器装设在变电所的低压配电室或单独的低压电容器室内。（3）低压分散补偿电容器装设在低压配电箱胖或用电设备并联。它就利用用电设备本身的绕组放电，适于负荷相当平稳且长时间使用的大容量用电设备，及某些容量虽小但数量多而分散的用电设备（如荧光灯）。比较这三种补偿方法，高压集中补偿是该设计中进行无功功率的补偿时最佳的补偿方法。34无功补偿的类型采用人工补偿法来对无功功率进行补偿，需要增置产生无功功率的补偿设备，如同期调相机，并联电容器，静止补偿装置等。并联电容器又称移向电容器，是一种专门用来改善功率因数的电力电容器。和其他无功功率补偿装置相比，并联电容器无旋转部分，具有安装，运行维护简单方便，有功损耗小以及组装增容灵活，扩建方便，安全，投资少等优点，所以并联电容器在一般工矿企业种应用最为普遍。并联电容器有损坏后不便修复，从电网切除后存在危险的残余电压等缺点。不过电容器损坏后更换方便，从电网切除后的残余电压可通过放电消除，因此电容器的这些缺点不是主要的，不影响并联电容器的广泛应用。并联电容的补偿方式一般有个别补偿，分组补偿和集中补偿三种。35无功补偿的计算由于本设计中要求，而由上面计算可知，90COS9075COS因此需要进行无功补偿。提高功率因数的意义降低电力系统的电能损耗和电压损耗，既节约了电能，同时也提高了电压质量，并且还可以选用较小的导线或电缆截面节约了有色金属的用量，因而提高功率因数对企业的整个电力系统有很大的益处。综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF631001W型的电容器，其额定电容为289FKVAR920ARCOSTN750ARCOSTN59CQ2724KVAR取QC2800KVAR因此，其电容器的个数为2800/10028，而由于电容CCQQ/器是单相的，所以应为3的倍数，取28个满足设计要求。无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为599925463280021/26564KVA230S变压器的功率损耗为006S3000665643938KVARTQ0015S3000156564985KWP变电所高压侧计算负荷为59999856098KW305463280039383057KVARQ30S302P6821KVA无功率补偿后，工厂的功率因数为6098/682109COS30/S则工厂的功率因数为0909S30/P因此，符合本设计的要求。4、主变台数和容量的选择41主变压器的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。42变电所主变压器容量及型号的选择（1）变电所主变压器容量的选择正确选择变压器的容量十分重要，若变压器的容量选择的过小，会使变压器经常处于过载状态，这样易烧毁变压器；反之，若变压器的容量选择的太大，一方面增加自身设备的投资，另一方面变压器得不到充分利用，造成效率因数降低，线路损耗和变压器本身损耗变大。装设两台主变压器的变电所，每台容量SNT不应小于总的计算负荷S30的60，最好为总计算负荷的70左右，即SNT（0607）S30同时每台主变压器容量SNT不应小于全部一、二级负荷之和S30（），即SNTS30（）由于S30（1）7932KVA，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2选变压器。ST（0607）7932（4759255524）KVASTS30（）因此选5700KVA的变压器二台。（2）变电所主变压器型号的选择变电所主变压器的型号选SJL5700/35车间变电所的名称、位置、型号以及变压器的容量和台数如下表表31车间变电所变电所名称变电所的位置及型式变压器台数及容量变压器型号B1空气压缩车间内附2800SJL800/10B2模具与熔制车间外附21250SJL1250/10B3磨抛与封接车间外附21250SJL1250/10B4配料车间及其他负荷外附2800SJL800/10B5锅炉房及其他负荷外附21000SJL1000/105、厂区高压供电系统设计51厂区高压供电系统的要求根据本厂与电业部门所签定的供电协议的主要内容可知工作电流采用35KV供电，用架空线路引入厂内总降压变电所中，装设一台主变压器，变压器高压侧装设断路器，备用电流是10KV，接在总降压变电所内的10KV母线的一个分段上。此供电方案，正常运行时，电压损失不大，能满足要求。35KV线路故障时，10KV备用线路在运行期间，电压降太大，但这种情况较少，且时间不长，从设备投资来看，此方案的投资较低，至于备用线路的电压损失问题，可采用适当提高线路导线截面的办法来降低电压损失。因此，该方案比较经济。1变压器功率损耗KWPB4750/2473962KWQ9236850/23110/2235KV线路功率PJS456972KVARJS213810SJS8490745692IJS8309209故满足要求。CO按照条件选用导线LGJ35，允许电流170A，满足要求。线路电压损耗U2108546903517925318510KV备用线路仅考虑供一级负荷使用，计算负荷为386855KVA线路电流224AJSI386510按发热条件选择导线截面为LJ70则在25时允许电流为265224A。根据设计要求，到化工厂的10KV联络线为水泥电杆架空线路；各车间变电所采用电缆直埋配电，由于距离较短，按允许温升的运行载流量，选择导线截面再按允许电压损失校验；电缆在计算短路电流之后，还需做热稳定校验。52供电系统的接线方式供电系统的接线方式按网络接线布置方式可分为放射式、干线式、环式及两端供电式等接线系统；按其网络运行方式可分为开式和闭式网络接线系统；按对负荷供电可靠性的要求可分为无备用和有备用接线系统。在有备用接线系统中，其中一回路发生故障时，其余回路能保证全部供电的称为完全备用系统；如果只能保证对重要用户供电的则称为不完全备用系统。备用系统的投入方式，可分为手动投入、自动投入和经常投入等几种。53供电电压的选择变配电电压的确定要根据当地的高压等级决定，在一般情况下常用6KV、10KV、35KV等。在建筑工程高压用户采用10KV居多。对于610KV这两种电压，从技术经济指标考虑这两种电压，在相同供电距离、输送同样的电功率时，电压越高电流就越小，所以可节约有色金属和线投资，其开关设备的投资相似，供电的可靠性也差不多，所以实用中常用10KV，供电的距离和供电的容量都优于6KV。供电电压是指需经过变电所换电压等级后才能在建筑物或厂区内进行配电的电压。我国目前所用的供电电压是35110KV。54厂区高压供电系统的投资简表表51厂区高压供电系统投资简表项目说明单价（万元）数量费用（万元）线路综合投资LGJ35LJ12011235758611361变压器综合SJL5700/35672617投资35KV断路器SW235/10002061206电压互感器及避雷器JDJJ35F2350921092功率损耗引起附加费38094085510471000元/KW1305KW1305合计41986、工厂供、配电系统短路电流的计算61短路电流计算的目的为了保证电力系统及工厂供配电系统的安全、可靠运行，再其设计中，不仅要考虑系统的正常运行情况，而且要考虑故障状态下的运行情况，尤其是系统的短路故障情况。短路后果是严重的，但只要正确地选择和校验电气设备、选用限制短路电流的电器和整定继电保护的动作值，就可以消除或减轻短路的影响。为此，必须对短路电流进行分析和计算，作为采取对策的依据。62短路的原因所谓短路故障是指系统中不同相的导线或相对地发生金属性的联接或经较小阻抗的联接。短路产生的原因主要是系统中电气绝缘的破坏。引起这种破坏的原因有过电压、雷击、绝缘材料的陈旧、设备维护不周、运行人员误操作，还有鸟害、鼠害、施工机械的直接损害等都可能造成短路。63短路的种类在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有单相短路、两相短路、两相接地短路和三相短路等。当线路发生三相短路时，由于短路的三相阻抗相等，因此，三相电流和电压仍然是对称的，故三相短路又称为对称短路。其他类型的短路不仅相电流和相电压各相数值不等，而且各相之间的相角也不相等，这些类型的短路统称为不对称短路。64短路的危害由于短路的发生，使得电力系统中各工作点的电压降低，电流增大，而且距离段露点越近，电压越低。从而引起的不良后果有如下几个方面。（1）短路电流引起的热效应虽然短路电流通过电路的时间很短，但它往往超过额定电流的几倍到几十倍，巨大的短路电流将使导体和电气设备产生过热，造成导体熔化或绝缘损坏。（2）短路电流引起的电动力效应短路电流作用于设备上，使其相见产生很大的电动力，导致设备变形或损坏。（3）短路使网路电压降低。（4）短路可能造成电力系统稳定性的破坏。（5）短路可能干扰附近通信线路和信号系统，使其不能正常工作或发生误动作。65短路电流计算方法当网路中某处发生短路时，其中一部分阻抗被短接，网路阻抗发生变化，故在进行短路电流计算时，应对各电气设备的参数先进行计算，才能求得短路电流的数值。再计算短路电流时，电气设备各元件的阻抗及电气参数用有名单位来计算，称为有名单位制；用相对值来计算，称标幺制。标幺值是指任意一个物理量对其基准值的比值，故标幺值没有单位。再计算高压网路短路电流时，采用标幺制的计算方法非常简便，无需考虑变压器的变比和电气设备参数的归算问题。（一）欧姆法（有名单位制法）1绘计算电路图，选短路计算点计算电路图上应将短路计算中需计入的所有电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件一次编号。短路计算点应选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。2计算短路回路中各主要元件的阻抗电力系统的电抗、电力线路的阻抗和电力变压器的阻抗。3绘短路回路等效电路，并计算总阻抗对选定的短路计算点，绘短路回路等效电路。等效电路图中标注的元件阻抗值必须换算到短路计算点。4计算短路电流分别对各短路计算点计算其三相短路电流周期分量、短路次暂态短路电流、短路稳态电流、短路冲击电流及短路后第一个周期的短路全电流有效值。5计算短路容量（二）标幺值法（相对单位制法）1绘计算电路图，选短路计算点与前面欧姆法相同2设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流3计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值电力系统的电抗标幺值、电力线路的电抗标幺值和电力变压器的电抗标幺值4绘短路回路等效电路，并计算总阻抗采用标幺值法计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个5计算短路电流分别对各短路计算点计算其各种短路电流6计算短路容量66本设计采用标幺制法进行短路计算661在最小运行方式下（1）确定基准值取100MVA,60KV,105KVDS1CU2C而/100MVA/60KV096KA1I33/100MVA/105KV505KA2DD2C（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统（310MVA）OCS100/3100321X架空线路（XO04/KM）044100/10521522电力变压器（UK75）UKSD/100SN75100103/10057001323绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。图61等效电路图（3）求K1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值1KX0321521842三相短路电流周期分量有效值ID1/096/18405231K1K其他三相短路电流052KA3I31KI255052KA133KASHI151052KA079KA3SI三相短路容量SD/100MVA/18454331KS1KX（4）求K2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值/032152132/2252K34X三相短路电流周期分量有效值ID2/505KA/25202KA32KI2KX其他三相短路电流IK23202KA3I184202KA372KASHI109202KA220KA3SI三相短路容量SD/100MVA/2540MVA32KS2KX最小运行方式数据如下表表61最小运行方式数据表三相短路电流/KA三相短路容量/MVA短路点3KI3I3I3SKI3SKI3KSK1点052052052133079543K2点20220220237222040662在最大运行方式下（1）确定基准值取MVA,KV,KV0DS601CU5102C而ID1SD/UC11000MVA/60KV9633ID2SD/UC21000MVA/105KV55KA（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值电力系统（SOC1338MVA）1000/13380751X架空线路（XO04/KM）0441000/6020452电力变压器（UK45）UKSD/100SN751000103/10057003X4132绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。图62等效电路图（3）求K1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值075045121KX2三相短路电流周期分量有效值ID1/96KA/128KA31KI1K其他三相短路电流8KA3I31KI2558KA204KASHI1518KA121KA3SI1KX三相短路容量SD/1000/12833MVA31KS1K（4）求K2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值07504513222KX13X478三相短路电流周期分量有效值ID2/55KA/78705KA32KI2K其他三相短路电流705KA3I32KI255705KA1798KASHI151705KA1065KA3SI三相短路容量SD/1000/7051418MVA32KS2KX短路电流计算结果最大运行方式表62最大运行方式数据表三相短路电流/KA三相短路容量/MVA短路点3KI3I3I3SKI3SKI3KSK1点888204121833K2点7057057051798106514187、电气设备的选择电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变电站、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装备的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器，线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用户是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。71电气设备选择的一般原则（1）选择设备的额定电压和额定电流，按短路故障电流校验设备的动稳定和热稳定性。（2）按工作环境，运行要求，经济效果和货源情况，选择设备的型号规格。例如选屋外或室内设备，选防爆型或普通型设备，选不适于频繁操作的少油断路器还是选用适于频繁操作的真空断路器等。（3）按装设地点的三相短路容量SD，校验开关电气的断流能力。要求设备的额定断流容量SKD不小于装设地点的SD,即SKDSD或IKDID711按正常工作条件选择1电器的额定电压UN不应小于所在回路的工作电压U，即UNU（2）电器的额定电流IN不应小于该回路的最大长期工作电流IMAX，即INIMAX。我国目前生产的电器，设计时取周围介质温度为40，如果电器的工作环境最高气温大于或小40，由于冷却条件不同，其允许电流应加以校正；当电器工作环境温度高于40时，环境温度每高1，额定电流应减少数18。当环境温度低于40时，每降低1额定电流可增加05但增加的总数不得超过20IN。（3）选择电器时应考虑设备的装设地点，即按工作环境，运行条件和要求，选择设备的型号规格。如屋内或屋外设备；防爆型或普通型设备；如果工作环境污染严重，应选用加强绝缘的电器；电路操作频繁时应采用胜任频繁操作的真空断路器而不应选用不适于频繁操作的少油断路器。712按故障情况进行校验1短路热稳定校验短路热稳定校验就是要求所选的电器，当短路电流通过它时，其最高温度不应超过制造厂规定的短路发热时最高允许温度。2电动力稳定校验电动力稳定是指电器承受短路电流引起机械效应的能力。再校验时，用短路电流的最大幅值与制造厂规定的最大允许电流进行比较对于下列情况，可不进行短路校验。（1）用熔断器保护的电器和导体可不验算热稳定。除有限流作用的熔断器保护者外，电器和裸导体的动稳定仍应校验。（2）装设再电压互感器回路内的电器和裸导体可不验算动、热稳定。（3）架空线路可不验算动、热稳定。（4）再非重要用电场所的导体，当变压器容量再1250KVA以下，高压侧电压为10KV及以下，且不致因短路故障损坏导体而产生严重后果者，可不验算动、热稳定。在选择电器时，除按一般条件选择外，还应根据它们的特殊工作条件提出附加要求。常用高压电器的选择与校验项目如表所示表71高压电器的选择与校验项目表短路电流容量校验项目电压电流断流容量动稳定热稳定断路器负荷开关隔离开关熔断器电抗器母线支柱绝缘子套管绝缘子电流互感器电压互感器电缆721高压断路器的选择高压断路器是高压供电系统中最重要的电气设备之一。它能在负荷情况下接通和断开电路，当系统发生故障时，能迅速切断短路电流。高压断路器是根据其主要技术参数来选择的。工厂总降压变电所35110KV使用的断路器有空气断路器，多油断路器，少油断路器，六氟化硫断路器等多种。35KV等级优先采用SF6国产断路器，如运行经验较好的LW8系列产品。10KV等级户内布置的断路器，优先采用机构本体一体化的真空断路器，柜体选择如金属铠装中置式，GGIA柜配VSI、VD4一体化真空断路器。10KV等级户外布置的断路器优先采用柱上真空断路器；10KVSF6断路器在解决压力指示表、密度继电器等易引起漏气的问题后也可选用。10KV用于投切电容器的断路器，必须从做过型式试验的厂家中选用，真空灭弧室和机构型式必须是与型式试验相配套的产品。本设计35KV高压侧选用型号为GW235GD/100高压断路器、低压侧选用型号为GW235/10高压断路器；10KV选用型号为SN1010/600和型号为SN810T/600的断路器。722高压隔离开关的选择隔离开关的作用是保证检修高压设备时，构成明显的断开点，保证人身安全。选用时，应根据其额定电压，而额定电流，安装地点环境条件选择规格型号，然后按短路电流进行校验。选隔离开关同时还必须选定配套的操作机构。35KV高压隔离开关，优先选用防污型、材质好、耐腐蚀的产品；无人值守变电站优先选用GW4型带电动机构的隔离开关。高压隔离开关配用接地开关必须选用手动操作机构。本设计35KV高压侧选用型号为GW235GD/600、低压侧选用型号为GW235/600和GW235/10的高压隔离开关；10KV侧选用型号为GN610/600和GN810T/600的高压隔离开关。723负荷开关的选择高压负荷开关是具有简单的灭弧装置，可以带负荷分、合电路的控制电器。由于负荷开关本身根据负荷电流的通断能力设计，而不是根据短路电流，因此能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路电流。负荷开关具有简单的灭弧装置，用来切断或接通带负荷电流的电路，但不能切断短路电路，负荷开关一般与高压熔断器装在一起使用，其中熔断器用于切断短路电流。负荷开关的选择方法与高压断路器的选择方法相同。国产FN110R型负荷开关，在固定灭弧触头上装有有机玻璃的灭弧罩，在电弧作用下产生气体，纵吹电弧。FN2、FN3系列的负荷开关则依靠分闸时传动机构带动压气装置，喷射压缩空气吹弧。负荷开关分户内型和户外型。户内型负荷开关具有明显的断开点，因此在断开电路后，它又具有隔离开关的作用；户外型负荷开关，它没有明显的断开点，三相触头装于一个油桶内，依靠油介质来灭弧，广泛应用再10KV架空线路中。负荷开关与熔断器可作为容量不大或不重要用户的电源开关。负荷开关应按工作条件选择额定电流，按短路条件校验其动、热稳定性。当负荷开关配有熔断器时，应校验熔断器的断流容量，负荷开关的动、热稳定性可不校验。724高压熔断器的选择高压熔断器是利用过载或短路电流将熔体熔断后，再依靠灭弧介质熄灭电弧以开端电路的电器。它的功能主要是短路时对电路及电路中的设备进行保护，有时也可作过负荷保护。高压熔断器是一种防止电气设备长期通过过负荷电流和短路电流的保护元件，有溶件与溶管组成。当过载或短流时，电流增大，溶件熔断，达到切除故障保护设备的目的。所选溶件应在长时最大工作电流及设备起动电流的作用下不熔断，在短流电流作用下可靠熔断；要求熔断器特性应与上级保护装置的动作时限相配合（即动作要有选择性），以免保护装置越级动作，造成停电范围的扩大。725高压开关柜的选择高压开关柜属于成套配电装置。它是由制造厂按一定的接线方式将同一回路的开关电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备等都装配在一个金属柜中，成套供应用户。为了适应不同接线系统的要求，配电柜一次回路由隔离开关、负荷开关、断路器、熔断器、电流互感器、电压互感器、避雷器、电容器及所用电变压器等组成多种一次接线方案。各配电柜的二次回路则根据计量、保护、控制、自动装置与操动机构等各方面的不同要求也组成多种二次接线方案。为了选用方便，一、二次接线方案均有起固定的编号。本设计选用GG10高压开关柜。73高压设备的校验根据短路电流的计算结果，按正常工作条件选择和按短路情况校验确定的总降压变电所高低压电气设备如下表7235KV侧设备校验高压断路器SW235/100隔离开关GW235GD/600电压互感器JDJJ35电流互感器LCW35避雷器F235备注U35KV35KV35KV35KV35KV35KVI8248A1000A600A150/53DI45KADS28818MVA1500MVA3CHI1148634KA50KA212KA2ITJ450342TIT24841442TIT（65015）1表7310KV侧设备校验高压断隔离开关电流互感隔离开备路器SN1010/600GN810T/600器LAT10300/100关GN610T/600注U10KV10KV10KV10KV10KVI46A600A600A300/5A600ACHI815KA52KA52KA57KA52KA2ITJ3202ITT2024205（10003）1205SD5724MVA350MVA采用GG10高压开关柜74互感器选择741电流互感器选择电流互感器按使用地点，电网电压与长期最大负荷电流来选择，并按短路条件校验动、热稳定性。此外还应根据二次设备要求选择电流互感器的精确等级，并按二次阻抗对精确等级进行校验。（1）额定电压应大于或等于电网电压；（2）原边额定电流应大于或等于（1215）倍的长时最大工作电流，即（1215）LNIARMI（3）电流互感器的精确等级应于二次设备的要求相适应。本设计中选用电流互感器的型号为LCW35，它的额定电压为35KV，原边额定电流为300A，而电网电压也为35KV，长时最大工作电流为95A，所以此电流互感器满足要求。本设计35KV侧选用型号为LCW35、10KV侧选用型号为LAT10300/100的电流互感器。742电压互感器选择（1）一次电压的选择电压互感器一次额定电压U应与接入电网的电压U相适应，其数值应满下式的要求，即11U1NU109U1N（610）（2）二次负荷校验精确等级校验电压互感器的精确等级应使二次侧联接仪表所消耗的容量S2小于精确等级所规定的二次额定容量S2N，即S2NS2（611）本设计中选用电压互感器的型号为JDJJ35，它的一次电压为35KV，而电网电压也为35KV，二次侧联接仪表所消耗的容量S2也小于精确等级所规定的二次额定容量S2N，所以此电压互感器满足要求。8、导线、电缆的选择81选择的要求为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件（1）发热条件导线和电缆包括母线在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。（2）电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。（3）经济电流密度35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。（4）机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。根据设计经验，一般10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35KV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。82架空进线的选择821架空线路的一般要求架空线路应沿道路平行敷设，避免穿过起重机频繁活动的地区，应尽可能减少同其他设施的交叉和跨越建筑物。（1）架空导线的最小截面泝610KA线路铝绞线居民区35MM2，非居民区25MM2；610KA钢芯铝绞线居民区25MM2，非居民区16MM2；610KA铜绞线居民区16MM2，非居民区16MM2