35kV变电所电气部分设计.doc

35kV变电所电气部分设计

目录
摘要： 1
Abstract： 2
1 引言 3
2 原始资料 4
2.1电力系统接线图 4
2.2系统情况 4
2.3 10kV负荷情况 4
2.4 本地区气象条件 5
3 负荷记录和无功补偿的计算 5
3.1 负荷分析 5
3.2 负荷计算 6
3.3 无功补偿 6
3.3.1 无功补偿概述 6
3.3.2 无功补偿的计算 7
3.3.3 无功补偿装置 7
3.3.4 并联电容器装置的分组 8
3.3.5 并联电容器装置的接线 9
4 主变压器的选择 9
4.1 规程中的有关变电所主变压器选择的规定 9
4.2 主变台数的拟定 10
4.3 主变容量的拟定 10
4.4 主变形式的选择 11
5 电气主接线设计 12
5.1 电气主接线概述 12
5.2 主接线的设计原则 12
5.3 主接线设计的基本规定 12
5.4 主接线设计 12
5.4.1 35kV侧主接线设计 13
5.4.2 10kV侧主接线设计 13
5.4.3主接线方案的比较选择 13
6 短路电流计算 15
6.1 概述 15
6.1.1 产生短路的因素和短路的定义 15
6.1.2 短路的种类 15
6.1.3 短路电流计算的目的 15
6.2 短路电流计算的方法和条件 16
6.2.1 短路电流计算方法 16
6.2.2 短路电流计算条件 16
6.3 短路电流的计算 18
6.3.1 10kV侧短路电流的计算 18
6.3.2 35kV侧短路电流的计算 19
6.3.3 三相短路电流计算结果表 20
7 电气设备的选择 20
7.1 电气设备选择的一般条件 20
7.1.1 电气设备选择的一般原则 20
7.1.2 电气设备选择的技术条件 21
7.1.3 环境条件 23
7.2 断路器隔离开关的选择 23
7.2.1 35kV侧进线断路器、隔离开关的选择 23
7.2.2 35kV主变压器侧断路器、隔离开关的选择 25
7.2.3 10kV侧断路器、隔离开关的选择 25
7.2.4 选择的断路器、隔离开关型号表 26
7.3 母线的选择及校验 27
7.3.1 母线导体选择的一般规定 27
7.3.2 35kV母线的选择 28
7.3.3 10kV母线的选择 29
7.3.4 母线选择结果 29
7.4 互感器的选择 30
7.4.1 电流互感器的选择 30
7.4.2 电压互感器的选择 31
7.5 熔断器的选择 32
7.5.1 熔断器概述 32
7.5.2 35kV侧熔断器的选择 33
7.5.3 10kV侧熔断器的选择 33
7.6 配电装置的选择 33
7.6.1 配电装置概述 33
7.6.2 35kV屋外配电装置 34
7.6.3 10kV高压开关柜 34
8 继电保护的设立 35
8.1 电力变压器保护 35
8.1.1 电力变压器保护概述 35
8.1.2 电力变压器纵差保护接线 35
8.1.3 纵差动保护的整定计算 36
8.1.4 变压器瓦斯保护 37
8.1.5 过电流保护 37
8.2 母线保护 38
9 变电所的防雷保护 38
9.1 变电所防雷概述 38
9.2 避雷针的选择 39
9.3 避雷器的选择 40
结论 42
致谢 43
参考文献 44

摘要：随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的规定越来越高，特别是供稳固 性、可靠性和连续性。然而电网的稳固性、可靠性和连续性往往取决于变电所的合理设计和配置。一个典型的变电站规定变电设备运营可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个35kV降压变电站,此变电站有两个电压等级，一个是35kV，一个是10kV。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体规定进行选型、设计和配置，力求做到运营可靠，操作简朴、方便，经济合理，具有扩建的也许性和改变运营方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。
关键词 35kV 变电所 设计

Abstract：Along with the continuous development of electric industry, people require increasingly demand of power supply, especially the stability, reliability and continuity of it. While the stability, reliability and continuity of power grid is determined by the rational design and configuration of substation. A typical substation needs the reliable and flexible operation, the economic rationality and free expansion of the equipments. For the consideration of these aspects, the paper designs a transformer substation of 35kV which has tow level of voltage, one is 35kV, and the other is 10kV. At the same time, choose the rational selection as to the main equipments in substation. This design chooses two main transformers. As to other equipments such as Circuit Breaker, Isolating switch, Current Transformer, Voltage Transformer, Reactive power compensation device, Protective Relay and so on are to be selected, designed, and configured in accordance with specific requirements. In order to make it reliable to operate, easy and simple to manipulate, economical, with the possibility of expansion and flexibility of changing its operation. As to make it more actual and practical significant.
Key words 35kV substation design

1 引言
电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完毕的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的规定，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律，因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。
变电所作为变电站作为电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运营，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分派电能的作用。对其进行设计势在必行，合理的变电所不仅能充足地满足本地的供电需求，还能有效地减少投资和资源浪费。
本次设计根据一般变电所设计的环节进行设计，涉及负荷记录，主变选择，主接线选择，短路电流计算，设备选择和校验，继电保护，防雷措施等几大块。并依据相关规定和章程设计其中个个环节，所以能满足一般变电所的需求。
根据我国变电所目前现有电气设备状况以及此后发展趋势，应选用新型号、低损耗、低噪声的电力变压器及性能好、时间长、免维护的SF6断路器及高压开关柜。为此新的设备选择也在设计中得以体现。由于时间仓促和自身知识的局限，导致在设计中难免有漏掉和错误之处，望读者予以批评指正。

2 原始资料

2.1电力系统接线图

待设计变电所进线如图1所示：

图2.1 变电所进线示意图

2.2系统情况

待设计变电所通过一条架空线路由正西方向5km处的一座110kV变电所A送电，回路最大传输功率不大于11.7MW，A变电所系统容量为3000MW。西北方向20km处一座35kV变电所B通过一条架空出线与待设计变电所联系，平时本所与B变电所有少量功率互换。本所投运后功率因数规定到达0.9。

2.3 10kV负荷情况

10kV负荷情况如表1所示
表2.1 10kV负荷分布情况
负荷名称
最大负荷
（kW）
回路数
供电方式
功率因数
视在功率
（kVA）
1#出线
1500
1
架空
0.85

2#出线
800
1
架空
0.85

3#出线
800
1
架空
0.8

4#出线
1000
1
架空
0.85

5#出线
1500
1
架空
0.9

6#出线
1200
1
架空
0.85

电容器回路

2

10kV侧负荷同时率：0.85；10kV侧最小负荷是最大负荷的45％；
10kV侧最大负荷运用小时数=4800H；待设计变电所年负荷增长率为5%。

2.4 本地区气象条件

最高气温；最低气温；年平均气温；最热月平均最高温度。

3 负荷记录和无功补偿的计算
3.1 负荷分析
根据用电的重要性和忽然中断供电导致的损失限度可以将负荷分为以下三类：
1一类负荷
一类负荷，又称为一级负荷，是指忽然中断供电将导致人身伤亡或引起对周边环境的严重污染，导致经济上的巨大损失。如重要大型设备损失、重要产品或重要原料生产的产品大量报废、连续生产过程被打乱且需要长时间才干恢复、导致社会秩序严重混乱或产生政治上的重大影响、重要的交通和通讯枢纽中断、国际社交场合没有照明等。
2 二类负荷
二类负荷，又称为二级负荷，是指忽然中断供电会导致经济上的较大损失。如生产的重要设备损坏、产品大量报废或减产、连续生产过程需要较长时间才干恢复、导致社会秩序混乱、在政治上产生较大影响、交通和通讯枢纽以及城市供水中断、广播电视、商贸中心被迫停止运营等。
3 三类负荷
三类负荷，又称为三级负荷，是指不属于以上一类和二类负荷的其他用电负荷。对于这类负荷，供电所所导致的损失不大或不会直接导致损失。
用电负荷的分类，其重要目的是拟定供电工程设计和建设的标准，保证建成投入运营工程供电的可靠性，能满足生产或社会安定的需要。对于一级负荷的用电设备，应有两个及以上的独立电源供电，并辅之一其他必要的非电保安设施。二级负荷应由两回线供电，但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级负荷对供电无特殊规定，允许较长时间停电，可用单回线路供电。这次设计的变电所所带的负荷均为三级负荷，因此可以用单回线路供电。
3.2 负荷计算
10kV侧的负荷计算
1.5+0.8+0.8+1+1.5+1.2=6.8MW
1.5*0.62+0.8*0.62+0.8*0.75+1*0.62+1.5*0.48+1.2*0.62=4.11MVar
（3-1）
==7.95MVA
功率因数cos=0.86

3.3 无功补偿
3.3.1 无功补偿概述
电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占所有负荷的50%以上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才干维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运营的规定。
电力系统中的无功电源由三部分组成：
1 发电机也许发出的无功功率（一般为有功功率的40%~50%）。
2 无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。
3 110kV及以上电压线路的充电功率。
电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压减少。电压低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达成正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，导致大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。电压下降到额定电压值的60%~70%时，用户的电动机将不能启动甚至导致烧毁。所以进行无功补偿是非常有必要的。
3.3.2 无功补偿的计算
补偿前cos=0.86，求补偿后达成0.9。因此可以如下计算：
设需要补偿XMva 的无功
则 cos= （3-2）
==0.9

解得 X=0.82MVar
3.3.3 无功补偿装置
无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。
同期调相机相称于空载运营的同步电动机在过励磁时运营，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。
静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸取无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，减少电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，减少工频过电压的功能。其运营维护简朴，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。
电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运营时功率损耗亦较小。
综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。
3.3.4 并联电容器装置的分组
1分组原则
（1）对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。
（2）配电所装设的并联电容器装置的重要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。
（3）终端变电所的并联电容器装置，重要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。
2分组方式
并联电容器的分组方式重要有等容量分组、等差级数容量分组、带总断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中档容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的规定，并且还要满足开断短路的规定，这种分组方式应用较多，因此采用等容量分组方式。
3.3.5 并联电容器装置的接线
并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种。经常采用的尚有由星形派生出的双星形，在某种场合下，也有采用由三角形派生出的双三角形。
从《电力工程电气设计手册》（一次部分）502页表9—17可比较得出，应采用Y形接线，由于这种接线合用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清楚。
并联电容器组装设在变电所低压侧，重要是补偿主变和负荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方式。
选用BFM11—500—3型号的高压并联电容器2台。额定电压11kV。额定容量500kVar。
4 主变压器的选择
4.1 规程中的有关变电所主变压器选择的规定
1主变容量和台数的选择，应根据《电力系统设计技术规程》SDJ161—85有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电所，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应当所所有负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。若变电所所有其他能源可保证在主变停运后用户的一级负荷，则可装设一台主变压器。
2与电力系统连接的220~330kV变压器，若不受运送条件限制，应选用三相变压器。
3根据电力负荷的发展及潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。
4在220~330kV具有三种电压的变电所中，若通过主变各侧绕组的功率均达成该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均宜采用三绕组变压器。
5主变调压方式的选择，应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关规定。
4.2 主变台数的拟定
为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。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。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装2~4台主变。
本次设计的变电所没有一级负荷，所以采用两台主变。
4.3 主变容量的拟定
主变容量的拟定应根据电力系统5~2023发展规划进行。当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所所有负荷的60~75%。
由3.2的负荷计算得知10kV侧的负荷总量为7.95MVA。
考虑5%的年负荷增长率，5年规划年限内计算负荷可表达为：
（4-1）
式中—第一年的负荷；
—年负荷增长率；
n—规划年数；
i—年利率。
带入i=0.1，n=5，=5%，=7.95MVA得=11.98MVA。
再考虑同时系数时，可按下式算：
（4-2）
式中—负荷同时系数
带入=0.85得=10.18MVA。
对于两台变压器的变电所，其变压器的额定容量可按下式拟定：
=0.7=0.7*10.18=7.13MVA
总安装容量为2*（0.7）=1.4
如此当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证98的负荷供电。
所以应选容量为7500kVA的变压器。
4.4 主变形式的选择
主变一般采用三相变压器，若因制造和运送条件限制，在220kV的变电所中，可采用单相变压器组。当今社会科技日新月异，制造运送以不成问题，因此采用三相变压器。
在关于绕组上，只有220~330kV具有三种电压的变电所中，若通过主变各侧绕组的功率均达成该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均宜采用三绕组变压器。本次设计的变电所只有35kV和10kV两个电压等级，所以采用双绕组变压器。
我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用△连接。因此35kV侧采用Y连接，10kV侧采用△接线。
根据上述的讨论选用35kV铝线双绕组电力变压器，该变压器的型号为SJL
—7500/35.具体技术数据如下表：
表4.1 变压器技术参数
型号
SJL—7500/35
额定容量(kVA)
7500
额定电压(kV)
高压
35
低压
10.5
损耗(KW)
空载
9.6
短路
57
短路电压(%)
7.5
空载电流(%)
0.9
5 电气主接线设计
5.1 电气主接线概述
发电厂和变电所中的一次设备、按一定规定和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表白各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的拟定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运营以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会长生直接的影响。.
5.2 主接线的设计原则
1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用；
2发电厂、变电所的分期和最终建设规模；
3负荷大小和重要性；
4系统备用容量大小；
5系统专业对电气主接线提供的具体资料。
5.3 主接线设计的基本规定
根据我国能源部关于《220~500kV变电所设计技术规程》SDJ 2-88规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件拟定。并应综合考虑供电可靠、运营灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等规定。”因此对主接线的设计规定可以归纳为以下三点。
1可靠性；2灵活性；3经济性。
5.4 主接线设计
电气主接线的基本形式就是重要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。大体分为有汇流母线和无汇流母线两大类。其中有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线和双母线接线两大类；无汇流母线的接线形式重要有桥形接线、角形接线和单元接线。
5.4.1 35kV侧主接线设计
35kV侧进线一回，由于使用两台变压器并且还和另一座变电所联络，所以出线三回。
由《电力工程电气设计手册》第二章关于单母线接线的规定：“35~63kV配电装置的出线回数不超过3回”。故35kV侧应采用单母线接线。
5.4.2 10kV侧主接线设计
10kV侧出线6回，终期出线8回。
由《电力工程电气设计手册》第二章规定：6~10kV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母线分段接线，当短路电流过大、出线需要带电抗器时，也可采用双母线接线。
5.4.3主接线方案的比较选择
由上可知，此变电所主接线的接线有两种方案。
方案一图：

图5.1 电气主接线方案一图

方案一35kV侧采用的单母线接线，接线简朴清楚、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。10kV采用单母线分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的规定。
方案二图：

图5.2 电器主接线方案二图
方案二10kV侧通过双母线虽然可以使供电更可靠，调度更加灵活，，但每增长一组母线就使每回路需要增长一组母线隔离开关，当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。并且，带设计边变电所的负荷均每什么一类、二类负荷，没必要增长投资选择双母线接线。综合考虑：
方案一：35kV侧采用单母线接线，10kV侧采用单母线分段。
方案二：35kV侧采用单母线接线，10kV侧采用双母线接线。
通过比较可以得知还是选方案一比较合适，即35kV侧采用单母线接线，10kV侧采用单母线分段。
6 短路电流计算
6.1 概述
6.1.1 产生短路的因素和短路的定义
产生短路的重要因素是电器设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的因素多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路倒杆也能导致短路事故。所谓短路时指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。
6.1.2 短路的种类
三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路、和两相接地短路。三相短路时对称短路，此时三相电流和电压同正常情况同样，即仍然是对称的。只是线路中电流增大、电压减少而已。除了三相短路之外，其它类型的短路皆系不对称短路，此时三相所处的情况不同，各相电流、电压数值不等，其间相角也不同。
运营经验表白：在中性点直接接地的系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的65~70%，两相短路约占10~15%，两相接地短路约占10~20%，三相短路约占5%
6.1.3 短路电流计算的目的
1电气主接线比选；2选择导体和电器；3拟定中性点接地方式；4计算软导体的短路摇摆；5拟定分裂导线间隔棒的间距；6验算接地装置的接触电压和跨步电压；7选择继电保护装置和进行整定计算。
6.2 短路电流计算的方法和条件
6.2.1 短路电流计算方法
电力系统供电的工业公司内部发生短路时，由于工业公司内所装置的元件，其容量比较小，而其阻抗较系统阻抗大得多，当这些元件碰到短路情况时，系统母线上的电压变动很小，可以认为电压维持不变，即系统容量为无穷大。所谓无限容量系统是指容量为无限大的电力系统，在该系统中，当发生短路时，母线电业维持不变，短路电流的周期分量不衰减。当然，容量所以们
在这里进行短路电流计算方法，以无穷大容量电力系统供电作为前提计算的，其环节如下：
1对各等值网络进行化简，求出计算电抗；
2求出短路电流的标么值；
3归算到各电压等级求出有名值。
6.2.2 短路电流计算条件
1短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：
（1）正常工作时，三相系统对称运营；
（2）所有电源的电动势相位角相同；
（3）系统中的同步和异步电机均为抱负电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120度电气角度；
（4）电力系统中的各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；
（5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运营，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧；
（6）同步电机都具有自动调整励磁装置（涉及强行励磁）；
（7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
（8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
（9）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的都略去不计；
（10）元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围；
（11）输电线路的电容略去不计；
（12）用概率记录法制定短路电流运算曲线。
2接线方式
计算短路电流时所用的接线方式，应是也许发生最大短路电流的正常接线方
式，而不能用仅在切换过程中也许并联运营的接线方式。
3计算容量
应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。
4短路点的种类
一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。
5短路点位置的选择
短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运营，因此短路点的选择应考虑到电器也许通过的最大短路电流。为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运营方式。取最严重的短路情况分别在10kV侧的母线和35kV侧的母线上发生短路情况（点a和点b发生短路）。则选择这两处做短路计算。

图6.1 短路点选择图
6.3 短路电流的计算
6.3.1 10kV侧短路电流的计算
图中a点短路，由于A,B系统短路容量都很大，可以近似都看作为无穷大系统电源系统。
取Sj=100MW，Uj1=37kV，Uj2=10.5kV。由公式
I= （6-1）
求的Ij1=1.56kA，Ij2=5.50kA。
线路等效图如下图所示：

图6.2 10kV侧短路等效图

线路1 X= （6-2）
=0.4*5*100/37=0.1461
线路2 X=
=0.4*20*100/37=0.5844
变压器 X= （6-3）
=0.075*100/7.5=1
取E1=E2=1 简化后等效电路图如下图所示：

图6.3 10kV侧短路等效简化图
X=X//X=0.1461//0.5844=0.1169
=X+0.5*X=0.1169+0.5*1=0.6169
三相短路电流周期分量有效值
I==5.50/0.6169=8.9155kA （6-4）
三相短路冲击电流最大值
ish=2.55* I =2.55*8.9155=22.7346kA （6-5）
短路冲击电流有效值
Ish=1.51* I=1.51*8.9155=13.4625kA （6-6）

三相短路容量
S=U I =1.732*10.5*8.9155=162.1429MVA （6-7）
6.3.2 35kV侧短路电流的计算

等效电路图如下图所示：

图6.4 35kV侧短路等效简化图
=X=0.1169
三相短路电流周期分量有效值
I==1.56/0.1169=13.3447kA
三相短路冲击电流最大值
ish=2.55* I=2.55*13.3447=34.0291kA
短路冲击电流有效值
Ish=1.51* I=1.51*13.3447=20.1506kA
三相短路容量
S=*U I=1.732*37*13.3447=855.1843MVA
6.3.3 三相短路电流计算结果表

表6.1 三相短路电流计算结果表
短路点编号
短路点额定电压
平均工作电压
短路电流周期分量有效值
短路点冲击电流
短路容量
有效值
最大值
U/kV
U/kV
I/kA
I/kA
/kA
/kA
S/MVA
a
10
10.5
8.9155
8.9155
13.4625
22.7346
162.1429
b
35
37
13.3447
13.3447
20.1506
34.0291
855.1843
7 电气设备的选择
7.1 电气设备选择的一般条件
7.1.1 电气设备选择的一般原则
1 应满足正常运营、检修、短路和过电压情况下的规定，并考虑远景发展；
2 应按本地环境条件校核；
3 应力求技术先进和经济合理；
4 与整个工程的建设标准应协调一致；
5 同类设备应尽量减少品种；
6 选用的新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。
7.1.2 电气设备选择的技术条件
选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运营。
1长期工作条件
（1）电压
选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运营电压Ug，即
UmaxUg
（2）电流
选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种也许运营方式下的连续工作电流Ig，即IeIg
由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要拟定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种也许运营方式下回路连续工作电流的规定。
（3）机械荷载
所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运营和短路时的最大作用力。
2短路稳定条件
（1）校验的一般原则
① 电器在选定后应按最大也许通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接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严重时，应按严重情况校验。
② 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。
（2）短路的热稳定条件
(7-1)
式中 —在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA*S）；
I—t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）；
t—设备允许通过的热稳定电流时间（s）。
（3）短路的动稳定条件
（7-2）
I （7-3）
式中—短路冲击电流峰值（kA）；
I—短路全电流有效值（kA）；
—电器允许的极限通过电流峰值（kA）；
—电器允许的极限通过电流有效值（kA）。
3绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来拟定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。

表7.1 选择高压电器应校验的项目表
项目
电压
电流
断流容量
短路电流校验
动稳定
热稳定
断路器
P
P
P
P
P
负荷开关
P
P
P
P
P
隔离开关
P
P

P
P
熔断器
P
P
P

电抗器
P
P

P
电流互感器
P
P

P
P
电压互感器
P

P

支柱绝缘子
P

母线

P

P
P
消弧线圈
P
P

避雷器
P

表中P为应进行校验的项目
7.1.3 环境条件
按《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB763-74）的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40（但不高于+60）时，每增高1，建议额定电流减少1.8%；当低于+40时，每减少1，建议额定电流增长0.5%，但总的增长值不得超过额定电流的20%。普通高压电器一般可在环境最低温度为-30时正常运营。在高寒地区，应选择能适应环境温度为-40的高寒电器。在年最高温度超过40，而长期处在低湿度的干热地区，应选用型号带“TA”字样的干热带型产品。
本次设计的变电所所在地区最高气温；最低气温；年平均气温；最热月平均最高温度。对于屋外安装场合的电器最高温度选择年最高温度，最低温度选择年最低温度，可见最高气温为+41，由规定知在选择电器设备时额定电流应减少1.8%，最低温度为-12，电器设备可正常运营。
7.2 断路器隔离开关的选择
7.2.1 35kV侧进线断路器、隔离开关的选择
流过断路器和隔离开关的最大连续工作电流
= （7-4）
额定电压选择 35kV
额定电流选择
开断电流选择
本设计中35kV侧采用SF6断路器，由于