35kv降压变电站初步设计-毕业设计.doc

35kv降压变电站初步设计
前 言
建国以来，我国的电力工业发展迅速。到目前，我国的总装机容量和发电量均居世界第四位。但是我国目前的电力还不能满足国民经济发展的需要，必须加快发展。
《电力系统设计技术规程》第1.0.2条 规定系统设计应在国家计划经济指导下，在审议后的中期、长期电力规划的基础上，从电力系统整体出发，进一步研究并提出系统的具体发展方案；应合理利用能源，节约能源；合理布局电源网络，使发、输、变电及无功建设配套协调，并为系统继电保护设计、系统安全自动装置设计及下一级电压的系统设计等创造条件；设计方案应技术先进、过度方便、运行灵活、切实可行，以经济、可靠、质量合格和充足的电能满足国民经济各部门于人民生活不断增长的需要。
这次的设计涉及变压器选择、主接线选择、负荷及短路计算等方面知识进行详细介绍分析，力求做出最完美的设计。
毕业设计是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后工作奠定基础。

目 录
前 言.................................................................II
摘 要..................................................................1
第1章 绪论.............................................................2
1.1设计依据 2
1.2设计条件 2
1.3、进出回数 2
1.4系统情况 2
1.5站内负荷分布 2
1.6负荷的重要性 3
1.7 所址条件 3
第2章负荷与无功补偿计算.................................................4
2.1负荷计算与计算负荷 4
2.2无功补偿的计算 5
第3章 主变压器的分析与选择.............................................6
3.1 绕组数量的分析 6
3.2 如何确定的主变压器台数 6
3.3 进行变压器容量和型号确定 7
3.4 绕组连接方式的确定 8
第4章 一次主接线的选择.................................................8
4.1 对电气主接线的基本要求 8
4.2一次主接线接线方案 10
4.3 35KV侧主接线方式的选择 13
4.4 10KV侧接线方式选择 14
第5章 分析计算短路电流................................................15
5.1 短路计算的目的 15
5.2短路的种类 15
5.3电力系统中短路的类型 15
5.4 短路计算 16
第6章 一次电气设备选择................................................21
6.1 如何进行电气设备 21
6.2 高压开关柜的选择 23
6.2.3 10KV侧开关柜的选择 24
6.3 互感器的选择 25
6.4 隔离开关的选择 27
6.5 高压断路器的选择 29
第7章 配电装置及总平面布置设计........................................32
7.1 配电装置设计原则 32
7.2 总平面设计 34
第8章 防雷设备....................................................... 37
8.1 雷害的来源 37
8.2 直击雷保护 37
8.3 雷电侵入波保护 41
参考文献...............................................................42
致 谢................................................................43

44
- -

摘 要
本次设计建设一座35KV降压变电站，负荷性质为地区负荷。根据负荷性质和主接线方案的比较，确定了主接线形式及主变容量、台数。根据所给系统参数计算系统阻抗及短路电流，并对主要电气设备及导线进行了选择和校验。按常规无人值守站进行了保护配置。根据所给地形地理条件，对配电装置进行了布置。对全站电工建筑物进行了防雷保护设计。
首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。 其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。
最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验并对二次改造部分进行概预算编制。
【关键词】负荷分析，短路电流计算，保护整定，主变压器

第1章 绪论
1.1设计依据
根据设计报告要求初步设计变电站。成。
：
1.2设计条件
根据系统规律，需要建成一座35KV降压变电站，设计条件如下：
1．电压等级： 35/10KV
2． 主变压器两台，每台容量为31.5MVA，本期一次设计建
1.3、进出回数
（1）35KV出线共四回，其中两回送电容量为8MVA，另外两回出线，送电容量为7MVA、6MVA。
（2）10KV出线共10回，其中六回架空出线，每回输电容量为2MVA，四回电缆线路，每回输电容量为1.8MVA。
（3）10KV另有两面三组并联电容器，每组电容器容量为5Mvar。
1.4系统情况

本变电站为一次降压变电站，在系统中的地位比较重要。系统阻抗如下（基准容量为100MVA）：

1.5站内负荷分布
序号
名称
额定容量(KW)
功率因数
安装台数
工作台数
备注
1
充电机
30
0.88
1
1
周期性
2
浮充电机
6.5
0.85
1
1
经常性
3
主变通风
0.15
0.73
32
32
经常性
4
蓄电池及装置通风
2.7
0.82
3
3
周期性
5
交流焊机
10.5
0.5
1
1
周期性
6
检修间实验
13
0.8
1
1
经常性
7
载波远动
0.96
0.69
1
1
经常性
8
照明
20

经常性
9
生活水泵
8

经常性
10
采暖及其他
16

周期性

1.6负荷的重要性
1. 一类负荷: 必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源断开后，能保证对全部一级负荷不间断供电；
2. 二类负荷: 一般要有两个独立的电源供电，且当任何一个电源断开后，能保证全部或大部分二级负荷不间断供电；
3. 三类负荷: 对三级负荷一般只需要一个电源供电。
本次设计只涉及二类负荷。
1.7 所址条件
变电站海拔高度为800m，附近无污染区，户外最拭热平均气温为35℃。
35KV变电站供地方用电的地区变电站，可建成中型规模变电站，通过合理的电气主接线设计、电气设备合理选择（达到电气设备能够充分合理的利用，既能保证设备容量要求有保证电气设备充分利用资源）、整体布局的紧凑以及综合自动化技术涉及和应用，合理地将通信设施并入主控室，达到简单高效地监控和控制的目的，简化变电所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，降低投资的目的。在最后对所有的电气设备，电气主接线，电气的二次接线，电气设备保护装置等进行优化使整个设计方案能够达到安全、可靠、经济、环保地对用户供电的目的。

第2章负荷与无功补偿计算
计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。
设计一所35KV降压变电站，在设计的过程中，我们要统筹兼顾，从设计的总体出发，在设计开始前仔细阅读与分析原始资料以及各项有关数据，进行各项计算，已达到对设计项目负责任，提高设计精准度的要求。
2.1负荷计算与计算负荷
因为电气设备是并不能完全的同时运行的，即使在完全同时运行的情况下，由于各项设备各种技术参数的不同，所以他们也不能同时达到额定容量，这样就不能达到最理想的效果，所以，在设计最开始时，我们会采用一个假定负荷来表征系统的总负荷应，这个假定负荷就是计算负荷，我们用计算负荷结合实际情况来选择最合适的导线、电缆横截面和各项电气设备，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及提供校验供电电压质量等的依据。
计算负荷的物理意义是指：计算负荷持续运行产生的热效应与实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。根据《供配电网络及设备》
负荷计算采用需要系数法
解：此变电所电动机的总容量为
(KW)
查《供配电网络及设备》附表35，得通风机、水泵、空压机及电动机发电机组电动机的需要系数(取0.8) 则

有功计算负荷为：

无功计算负荷为：

视在计算负荷为：

计算电流为：

2.2无功补偿的计算
无功补偿：
由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为
这时低压侧的功率因数为：
为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90
取： 。要使低压侧的功率因数由0.80提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：

取则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：
KVA

第3章 主变压器的分析与选择
3.1 绕组数量的分析
确定原则：在具有二种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。
在本变电所中:

因此，主变压器选为三绕组变压器。
3.2 如何确定的主变压器台数
确定原则：
1. 对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。
2. 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。
3. 对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1.2 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。
表3.1单台与两台主变压器相关参数比较
比 较
单台变压器
两台变压器
技
术
指
标
供电安全比
满足要求
满足要求
供电可靠性
基本满足要求
满足要求
供电质量
电压损耗略大
电压损耗略小
灵活方便性
灵活性差
灵活性好
扩建适用性
稍差
好
经济指标
电力变压器的综合投资
跟两台变压器相比所需要的
花费投资比较多

由前设计任务书可知、正常运行时，变电站负荷由35kV系统供电，为提高负荷供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，应采用两台容量相同的变压器并联运行。
3.3 进行变压器容量和型号确定
主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年规划负荷选择，并适当考虑到远期 10-20 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。
变电所主变压器的选择原则有以下几点：
1. 在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于220、550KV变电所，若技术和经济合理时，可装设3-4台主变压器。
2. 对于330 KV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器。35 KV变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。
3. 装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。
4. 具有二种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。
（1）与两种35 KV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。
（2）500 KV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。
（3）对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。
确定：
1) 变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的 60%，即
=60% =44.035×60%＝26.421(MVA)
2) 综合考虑到两台容量之和必须大于、再分析经济问题，查表得所选择变压器容量SB= 12.5MVA
查35kV三相三绕组电力变压器技术数据表，选择变压器的型号为SZ11-12500/35，其参数如下表3.2所示：
表3.2 变压器技术参数
型 号
额定容量
高压侧电压（kV）
低压侧电压（kV）
阻抗电压（%）
空载
电流
（%）
高低
SZ11-12500/35
12500
35±2×2.5%
10.5
8
0.8

3.4 绕组连接方式的确定
原则：我国3～66kv系统特别是3～10kv系统，一般采用中性点不接地的运行方式。如果其单相接地电流大于一定数值时（3～10kv系统中接地电流大于30A，20kv及以上系统中的接地电流大于10A时），则应采取中性点经消弧线圈接地的运行方式；
35kV采用Y连接，其应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式、35kV以下电压变压器绕组都采用△连接，一般采用中性点不接地的运行方式。
根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为Y／△接线。

第4章 一次主接线的选择
4.1 对电气主接线的基本要求
电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路 、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。
变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。
变电所主接线选择的主要原则有以下几点：
1. 供电可靠性：如何保证可靠地（不断地）向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务，这是第一个基本要求。
2. 灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事故和检修运行方式）并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时，不影响其他回路继续运行，灵活性还应包括将来扩建的可能性。
3. 操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。
4. 经济性：即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提下，应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。
根据《35~220KV变电所设计规程》规定：
第4.2.1条 变电站主接线应根据变电站在电网中的地位，出线回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠性，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建等需要。
第4.2.2条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不 用断路器的接线。
第4.2.3条 35—110KV线路超过两回时，宜采用扩大桥形，单母线或分 段单母线的接线。35—63kv线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。
在采用单母线、分段单母线或双母线的35—110KV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。
当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线，主变压器35—110KV回路中的断路器，有条件时亦可接入旁路母线，采用SF6断路器的主接线不宜设旁路设施。
第4.2.4条 当变电所装有两台主变压器时，6—10KV侧宜采用分段单母线，线路为12回及以上时，亦可采用双母线，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。
当6—35KV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。
第4.2.5条 当需要限制变电所6—10KV线路的短路电流时，可采用以下措施：
1) 变压器分列运行；
2) 采用高阻抗变压器；
3) 在变压器回路中装电抗器。
第4.2.6条 接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关，对接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。
4.2一次主接线接线方案
方案1：单母线分段带旁路接线图如图4.1所示：

图4.1 单母线分段带旁路接线

方案2：双母线接线图如图4.2所示：

图4.2 双母线接线
方案3：单母线分段接线如图4.3所示

图4.3单母线分段接线

（4）方案4：单母接线图如图4.4所示

图4.4单母线接线

分析：
方案1的主要优缺点：
（1）接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活性较差;
（2）当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作；
（3）出线开关检修时，该回路停止工作。
方案2的主要优缺点：
（1）当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作；
（2）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电;
（3）当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电；
（4）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；
（5）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。
方案3的主要优缺点：
（1） 对任一出线断路器检修时可以不中断该回路的供电；
（2） 这种接线方式供电可靠性高和运行灵活性，广泛应用于出线回路数不多，但负荷较为重要的中小型发电厂及35-110KV的变电所中。
方案4的主要优缺点：
（1） 运行灵活；
（2） 一组母线检修时所有回路均不中断供电；
（3） 检修任一回路的母线侧隔离开关时，只中断该回路的供电；
（4） 检修任一回路断路器时可用母联断路器代替工作。
缺点:
（1） 运行方式改变时，需要用母线隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作，导致人身或设备事故。
（2） 任一回路断路器检修时，该回路仍需停电或短时停电。
（3） 增加了大量的母线侧隔离开关及母线的长度，配电装置结构较为复杂，占地面积与投资都有所增加。
综上所述:为了提高供电的可靠性，35KV侧使用单母分段带旁路；10KV侧使用单母分段。

4.3 35KV侧主接线方式的选择
表4.1 35KV主接线方案比较表
方案
项目
方案I 单母线分段接线
方案II 双母线接线
可靠性
用分段QF进行分段，可以提高供电可靠性，对重要用户不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。
通过两组母线QS的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电。双回路供电，可以顺序连接于不同母线上。
灵活性
具有足够的灵活性，易于扩建
向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷的自由分配，能灵活地适应电力系统的各种运行方式
经济性
运行设备少，投资少，占地面积小
投资多，设备多，费用大
通过定性分析，进行技术比较，考虑负荷可靠性的要求, 35KV应选用单母线分段接线。
4.4 10KV侧接线方式选择
方案项目
方案I 单母线分段带旁母
方案II 单母线分段
可靠性
由于使用了旁路母线，当检修断路器不会对用户停电。使用的SF6断路器使供电可靠性很高
用分段QF进行分段，可以提高供电可靠性，对重要用户不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电.
灵活性
接线相对复杂，调度灵活。
具有足够的灵活性，易于扩建
经济性
占地面积较大，土建投资大，所用的隔离开关多，较单母分段投资较高
运行设备少，投资少，占地面积小
表4.2 10KV主接线方案比较表
通过定性分析，进行技术比较，单母线分段接线既能满足负荷供电要求又能节省大量资金，是一种较理想的接线方式。

第5章 分析计算短路电流
5.1 短路计算的目的
短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂、变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。
短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点有2个， 35kV母线短路（K1）点，10KV母线短路（K2点）。最常见的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%,两相接地短路约占20%，三相短路约占5%。三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟是有可能发生的，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。这就使全部电气设备可以只根据三相或两相短路电流来选择，况且三相短路又是不对称的短路的计算基础。
5.2短路的种类
电力系统在运行中 ，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流 ，并 取决于短 路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
电气线路上，由于种种原因相接或相碰，产生电流忽然增大的现象称短路。相线之间相碰叫相同短路；相线与地线、与接地导体或与大地直接相碰叫对地短路。在短路电流忽然增大时，其瞬间放热量很大，大大超过线路正常工作时的发热量，不仅能使绝缘烧毁，而且能使金属熔化，引起可燃物燃烧发生火灾。
5.3电力系统中短路的类型
单相短路和单相接地短路不完全一样，后者电阻大，危害较小。如果接地线是按要求（良好导线埋80厘米以下的深度）危害会大一些。
三相的短路类型：相线与相线、相线与零线、相线与地。(接地肯定是短路)。
相线接地和工作接地不是一回事，工作接地时是零线接地，不属于短路。
造成短路的主要原因有：1、线路老化，绝缘破坏而造成短路；2、电源过电压，造成绝缘击穿；3、小动物（如蛇、野兔、猫等）跨接在裸线上；4、人为的多种乱拉乱接造成；5、室外架空线的线路松弛，大风作用下碰撞；6、线路安装过低与各种运输物品或金属物品相碰造成短路。
5.4 短路计算
5.4.1短路电流计算的方法
对电力系统网络的短路电流,从50年代以来,我国电力部门曾长期采用从前苏联引进的一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数,逐个计算在不同阻抗条件下,某时刻t的短路电流,然后取所有这些短路电流的平均值,作为运行曲线在某时刻t和计算电抗情况下的短路电流值。运算曲线包括两种方法,即同一变化法和个别变化法。
5.4.2短路电流的计算条件
计算条件为：①不考虑非旋转负载的运行数据和发电机励磁方式；②忽略线路电容和非旋转负载的并联导纳；③具有分接开关的变压器，其开关位置均视为在主分接位置；④ 不计弧电阻；⑤ 35 kV及以上系统的最大短路电流计算时，等值电压源取标称电压的1 .1（计算中额定电压的1.05pu），但不超过设备的最高运行电压。
三相最大短路电流计算是主要的计算内容。计算中，各电网间、电网内的不同部门可能采用不同的计算条件。差别主要集中在变压器变比、节点电压的选取上。变压器变比有取1.0，有取实际运行变比的；节点电压可能取1.0，也可能取1.05。这两者 的不同组合均有所采用，显然，这将影响短路电流的计算结果。
5.4.3短路电流的计算方式
1．确定计算，画出计算简图
（1）运行方式：系统中投入的发电、输电、变电、用电设备的多少以及它们之间的连接情况。根据计算目的确定系统运行方式，画出相应的计算电路图。
（2）计算条件：系统运行方式，短路地点、短路类型和短路后采取的措施。
2．画等值电路，计算参数；分别画各段线路点对应的等值电路。
3．分别求出短路点至各等值电源点之间的总电抗。
（1）、 星—角变换公式 角—星变换公式

（2）、等值电源归算
（3）、同类型且至短路点的电气距离大致相等的电源可归并；
（4）、至短路点距离较远的同类型或不同类型的电源可归并；
（5）、直接连于短路点上的同类型发电机可归并。
5.4.4 各元件标幺值计算
进行短路电流计算时，首先应收集相关的资料，如电力系统接线图、运行方式和各元件的技术参数等。然后绘制计算电路图。然后再根据对短路点做出等值电路图，利用网络变化规则，将其逐步简化，求出短路回路总电抗。最后根据总电抗即可求出短路电流值。以下分别讨论计算电路图、等值电路图和短路回路总电抗的确定。计算电路图是一种简化了的电气单线图，点短路，如图5-1：

图5-1 点短路电路图
对于型号为Sz11—12500/35的主变压器，其容量比为3500/3500、电压比38.5±2*2.5％/10.5，空载损耗为4.10Kw，空载电流为0.5%，短路阻抗为6.0%。负载损耗为25.47Kw，上图中，，，，阻抗电压为5.5标么值一般又称为相对值，是一个无单位的值，通常采用带有*号的下标以示区别，标么值乘以100，即可得到用同一基准值表示的百分值。在标么值计算中。首先要选定基准值。虽然基准值可以任意选取，但实际计算中往往要考虑计算的方便和所得到的标么值清晰可见，如选取基值功率为100MVA和短路点所在网路的平均额定电压为基准电压。尚须指出，在电路的计算中，各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程式，也就是说在三相电路中，电流、电压、阻抗、和功率这四个物理量的基准值之间应满足下列关系：
= =
式中、、、——功率、电压、电流、阻抗的基准值。
1、取基准容量=100MVA，基准电压=37kV、=10.5kV
则 KA
KA
2、变压器阻抗计算：
计算短路电流时，必须知道系统中各元件的电阻抗，一般只考虑同步电机、变压器、电抗器、架空线和电缆线的电抗。在实际计算中，架空线路和电缆线路每公里的电抗值，
计算系统各元件阻抗的标么值，绘制等效电路图。最大运行方式和最小运行方式下系统的阻抗和。
系统1在0s、0.2s、∞时刻向K1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为
当=1.45时 =0.378、=0.551
当=1.50时 =0.358、=0.541
=0.358+（1.50-1.445）=0.4612
=0.541+（1.50-1.445）=0.4471

系统2向K1点提供的短路电流为
==1.45/0.358=4.05kA
则 流入K1点总的短路电流为

短路冲击电流
系统1在0s、0.2s、∞时刻向k2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为：
当=3.05时 =0.332、 =0.322、
当=3.10时 =0.327、 =0.317、

系统2向点提供的短路电流为：
=Id3 / X23* =5.5/0.598=9.197kA
则 流入k2点总的短路电流为

短路冲击电流
分别计算k1 、 k2短路点在最大运行方式下的短路电流：
K1 短路时，
0.215+0.134=0.349
3.774×100/（38.5×）=6.913kA
=1.84×=1.31×7.065=12.651kA
=1.09×=1.34×7.135=7.823kA
=/=100/0.456=217.54MVA
K2 短路时，
X3//X5=0.567+0.123+1.475//1.475=0.690
1/0.817=1.347kA
2.050×5.86=10.723kA
=1.84×=2.65×5.036=11.320kA
=1.28×=1.28×5.394=6.604kA
= /=100/0.875=117.61MVA
由上可知道最大短路电流最大运行方式的 K2 短路时，
2.683×2.78=5.36kA
=1.84×=1.25×7.58=9.58kA
=1.09×=2.05×6.34=12.65kA
3、短路容量：
由于10KV母线采用分段进行，短路电流为18.46KA，小于并列运行时的短路电流22.61KA，所以无需加装电抗器来限制短路电流，如下表4.1
表5.1 计算参数表
短路点
名称
短路电流
冲击电流
全电流
短路容量
D1
35KV母线
6.27KA
21.1KA
13.50KA
398.43MVA
D2
10KV母线
17.9KA
55.11KA
33.11KA
350.15MVA

第6章 一次电气设备选择
6.1 如何进行电气设备
6.1.1 选择导体和电器的一般原则
根据《导体和电器选择技术规定》SDGJ14-86第1.1.2条规定：
1. 力求技术先进，安全适用，经济合理。
2. 满足正常运行，检修，短路，过电压情况下的要求，并考虑远景发展。
3. 应按当地环境条件校准。
4. 选择的导体品种不宜过多。
5. 应与整个工程建设标准协调一致。
6. 选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠的试验数据，并经主管单位鉴定合格。
6.1.2 选择导体和电气设备的技术条件
在选择导体和电气设备都是按照正常条件选定，按照短路条件校验。
1. 按照长期工作条件选择：
《导体和电气设备选择技术规定》第1.1.3条规定：选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的持续工作电压，用公式表示如下：
≥
式中 —电器的最高工作电压，取1.15 UN
—电网的最高运行电压，取≤1.1 UNS
实际上当满足UN≥UNS时即可满足上述要求。
《导体和电气设备选择技术规定》第1.1.4条规定：选用的导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。由于高压开关断路器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能的持续工作电流的要求。用公式表示为：
在选择导体时：≥Imax
在选择电器时： IN≥Imax
式中——导体的长期允许电流
IN—导体的额定电流
——在各种合理运行方式下最大持续工作电流
在断路器、隔离开关、空气自然冷却限流电抗器等电器各部分的最大允许发热温度不超过《交流高压电器在长期工作时的发热》GB763－74所规定的数值情况下，当这些电器使用在环境温度高于+40℃（但不高于+60℃）时，环境温度每增高1℃，减少额定电流1.8%；但使用在环境温度低于+40℃时，环境温度每降低1℃，增加额定电流0.5%，但其最大过负荷不得超过额定电流的20%。
2. 按照经济电流密度选择导体
按照经济电流密度选择导体截面可使得年计算费用最低。对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数，将有一个年计算费用最低的电流密度，称为经济电流密度J，导体的经济截面S = / J 。
上式中　—正常工作时的最大持续电流。
根据《导体和电器选择技术规程》第2.1.6条规定，除配电装置的汇流母线以外较长导体的截面应按照经济电流密度来选择，选择后应按照长期发热来校验。　　
根据《导体和电器选择技术规程》第2.3.1条规定20KV及以下回路的正常工作电流在4000A及以下时，宜选用矩形导体，在4000—8000A时，宜选用槽形导体。35KV及以上高压配电装置，当采用硬导体时，宜用铝合金管形导体，也可选用软导体，如钢芯铝铰线，组合导线等。
6.1.3 电气设备的型式选择
《导体和电器选择技术规程》第2.1.3条规定载流导体宜采用铝质材料。下列场所可选用铜质材料的硬导体：
1. 持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部或采用硬铝导体穿套管有困难的。
2. 污秽对铜腐蚀轻微，而对铝有严重腐蚀的场所。
(1) 断路器
按照《电力工程设计手册》P237高压断路器选择规定：断路器型式的选择除应满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较后确定选择断路器。
（2）隔离开关
根据《发电厂电气部分》附表7选择隔离开关。
（3）电压互感器
依据《电力工程设计手册》对电压互感器配置的规定：
1) 电压互感器的配置与数量和配置，主接线方式有关，并应满足测量，保护周期和自动装置的要求。电压互感器应能在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。
2) 6~220KV电压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设压互的情况和需要确定。
3) 当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。
根据《技术规定》SDGJ14-86：
第10.0.1条：电压互感器应按下列技术条件选择和校验：
1) 回路电压
2) 二次电压
3) 二次负荷
4) 准确度等级
5) 继电保护及测量的要求
第10.0.3条：电压互感器的型式应按下列使用条件选择：
1) 3~20KV屋内配电装置宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。
2) 35KV配电装置宜采用电磁式电压互感器。
第10.0.7条：用于中型点直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为100V，用于中性点非直接接地系统的