220kV变电站设计-毕业设计.doc

西华大学毕业设计说明书

电气与电子信息学院

毕 业 设 计 说 明 书

题 目 220kV降压变电站电气一次部分设计

专 业： 电气工程与自动化
年 级： 2013级
学 生：
学 号： 312013xxxxxxxxx
指导教师： 王萌
完成日期： 2017 年 5 月 25 日

220kV变电站电气部分设计

摘 要： 本文是对220kV变电站进行电气部分的总体设计与综合规划。分析了相应的原始资料后，整理其相关数据，分别确立了220Kv，110kV以及10kV电压侧的主接线形式，使其满足电网稳定安全运行的基本条件。再根据负荷的数据确定其主变压器型号，台数与容量等。得到各元件的参数之后，再进行相应的网络简化，选择各电压侧的短路点进行短路电流计算，再根据最终的计算结果来选择和校验电气设备。同时本次设计简单的进行了相应的防雷接地设计以及配电装置的设计，最后再绘制了电气主接线图
关键词: 220kV，变电站，电气主接线，电气设备选择

Abstract：This paper is the overall design and comprehensive planning of the electrical part of the 220kV substation. The raw data were analyzed to extract the relevant data needed for the design, confirmed the main connection form of 220kV,110kV,35kV and the electrical substation main connection to meet the requirements of reliability, flexibility and economy. According to the load data, it determines the units, capacity and the model of the main transformer and the parameters of each element. By the equivalent network simplification, choice the points of short-circuit and calculate the current of short-circuit, the calculation results as a basis for selection of circuit breaker, transformer, bus and other electrical equipment; This paper has carried on the simple introduction and the analysis to the lightning protection grounding and the distribution unit, finally has carried on the electrical main wiring diagram drawing.
Keywords：220kV, substation, electrical main wiring, electrical equipment selection

目 录
1.前言 1
1.1选题背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究动态 1
1.2.2国外研究动态 1
1.3本文研究内容 2
2.原始资料 3
2.1站址地理位置介绍 3
2.2建设性质和规模 3
2.3负荷侧预测表 3
3.电气主接线 4
3.1主接线设计原则 4
3.2主接线设计的基本要求 4
3.3电气主接线的选择比较 5
3.4电气主接线的最终方案选择 8
4.主变压器的选择 9
4.1主变压器的选择原则 9
4.2主变压器的确定 9
4.3主变压器的型号参数 11
4.4站用变压器的选择 11
5.短路电流计算 13
5.1短路的类型 13
5.2短路电流计算目的 13
5.3短路电流计算方法 13
5.4云南元阳拟建变电站的短路电流计算书 14
5.4.1 变电站短路电流计算条件基本假定 14
5.4.2 基准值选取 14
5.6.3 短路等值网络绘制 15

I

5.6.4各元件参数标幺值计算 16
5.6.5 220kV母线短路电流计算 18
5.6.6 110kV母线短路电流计算 20
5.6.7 10kV母线短路电流计算 22
5.8 短路电流计算结果 23
6.导体和电气设备的选择 24
6.1高压断路器和隔离开关的选择和校验 24
6.1.1 220kV侧断路器、隔离开关的选择和校验 25
6.1.2 110kV侧断路器、隔离开关的选择和校验 28
6.1.3 10kV侧断路器、隔离开关的选择和校验 30
6.2 电流互感器、电压互感器的选择与校验 33
6.2.1 220kV侧电流互感器、电压互感器的选择和校验 34
6.2.2 110kV侧电流互感器、电压互感器的选择和校验 36
6.2.3 10kV侧电流互感器、电压互感器的选择和校验 37
6.3 导体的选择和校验 39
6.3.1 220kV侧母线选择和校验 40
6.3.2 110kV侧母线选择和校验 41
6.3.3 10kV侧母线选择和校验 42
6.4 电气设备选型汇总 43
7.配电装置 44
7.1 对配电装置的基本要求 44
7.2 配电装置的类型 44
7.3.1屋外配电装置 44
7.3.2 屋内配电装置 45
7.4 此次设计配电方式的采用 45
8．防雷保护设计与接地设计 46
8.1防雷保护设计 46
8.2 避雷器的选择与校验 46
8.2.1 220kV侧避雷器的选择和校验 47

II

8.2.2 110kV侧避雷器的选择和校验 48
8.2.3 10kV侧避雷器的选择和校验 48
8.3避雷针的配置 49
8.4 接地 49
9.结论 51
10.总结与体会 52
11.谢辞（致谢） 53
12.参考文献 54
附录1. 外文资料翻译

III

1.前言
1.1选题背景
从改革开放至今，在我国综合国力不断提高的背景下，整个城镇居民的生活质量也越发提高，随之其城镇地区的人均用电量也是在不停地迅猛增长中。我国初期所建设成的变电站的总体容量早已不能适应如今飞速发展的经济状况所导致的电能需求的大幅度增量。为解决供电量的问题，其重要的针对方法便是新建变电站。本课题所拟建的220kV变电站将会为所建地云南元阳带来积极的经济增长。
在居民以及企业电能需求如此大的情况下，做到让电能能够有效安全的传输，供电质量的提高以及大电网的并列运行进行电能输送，以及对于自动化技术的进一步提升的空间都是如今建设变电站所需要一步步考虑的问题。因此，如何合理的设计一个在技术和管理上能同时适应电力市场化体制和竞争需要的变电站，是这次设计的主要目的。所以，我借助于这次毕业设计的机会，选择《220kV变电站电气一次部分设计》这个课题作为研究方向，不管是对我个人还是社会都具有非常重大的意义。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究动态
现阶段而言，对于变电站典型方案的总体设计与规划是我国研究的主要方向。在研究的过程中，对于以往已经建成的变电站进行评估与类比，在进行组合，最后制作出典型方案，并且进行相应的优化项目，最后能够满足整个电网的总体建设水平与供电能力。对于标准化的较高要求，将其典型设计与我国如今的技术与管理相互结合，统一技术标准与工程的流程，一边降低建设成本，一边加快建设的总体进度，提高了工程的总体效应。全国统一的联合电网是我国今后发展的目标。
1.2.2国外研究动态
在国外，有一些国家的经济发展一直处于一种十分缓慢的进程，其中的一部分原因与电能的极度紧张是密不可分的。电力资源的紧张使得工厂企业的生产变得缓慢，也就阻碍了总体经济的增长。因此为了满足国民用电的需求，这些国家采用各种方式例如提高电压来降低电能的损耗。而一些发达国家正是由于对于电能的高度重视，不断的提高电能的质量以及输送能力，不断地提高变电站的灵活性，其经济也随之发展迅速。
1.3本文研究内容
本文基于拟建于云南元阳的220kV变电站向城市近郊供电的原始资料，着重对电气一次部分进行研究和设计。设计重点在以下几个方面:
（1）选择变电所主变的相关类型。
（2）绘制适合实际的变电所的电气主接线方案，并选择一个较佳方案。
（3）进行短路电流计算。
（4）根据短路计算得出的结果所需的电气设备和导线进行选型和校验。
（5）进行配电装置的相关设计。
（6）进行防雷保护规划设计以及接地系统的设计。
本课题的框架结构，见图1.1。

图1.1本论文的整体研究思路

2．原始资料
2.1站址地理位置介绍
拟建的220kV变电站位于云南元阳，建成后主要为开发区绿春县，元阳县提供电力供应。对元阳地方经济增长产生积极作用。本工程区属于南阳地区的浅丘地貌，地势较为平坦，交通较为方便。
2.2建设性质和规模
.待建的云南元阳的220kV变电站的电源，是有由双回的220kV线路送到变电站；在本所的220kV侧母线，向负荷处输送出3回线路。110kV侧母线共向负荷输送出2回线路；10kV侧母线共向负荷处输送出12回线路。
电压等级：220/110/35kV
2.3负荷侧预测表
表2.1 110KV用户负荷统计资料
负荷
最大负荷（ ）

回路数
同时率
炼钢厂
40000
0.95
2
0.85

表2.2 10KV用户负荷统计资料
负荷
最大负荷（ ）

回路数
同时率
生活园区
2700
0.95
2
0.85
商业街
1000
0.95
2
0.85
汽车厂
2300
0.95
2
0.85
自来水厂
2700
0.95
2
0.85
炼油厂
1300
0.95
2
0.85
饲料厂
3700
0.95
2
0.85

3．电气主接线
3.1主接线设计原则
电气主接线方案的设计与选择是变电站电气设计所需要考虑的首要部分，同时也是电力系统正常运行不可缺少的关键阶段。在设计电气主接线时，待建的变电站在电网中的主要作用和综合性的地位是需要在建设变电站前所要思考的，而变电站整体的建设规模将决定变电站以后多年的供电效应与可提高的能力，设计时也需要考虑到变电站的重要负荷与本身所带的负荷、系统备用容量大小、甲方对乙方的相关技术要求等，然后基于这几点进行综合设计判定。参照变电站所在地区电力系统未来5~10年发展规划以及该变电站未来所接负荷的特性，按照业主提供电力系统接线图进行综合设计。
一、主接线设计依据
1.变电站的相关分类
变电站按其重要性可分为三类。
（1）系统枢纽变电站。其电压等级通常为330kV~500kV，在一般情况下有多个大型电源。
（2）地区重要变电站。其电压等级通常为220kV~330kV。
（3）一般变电站。此类的变电站电压等级通常为110kV。一般为分支变电站。
2.变电站的整体建设规模
变电站的整个建设的规模的设计与论证主要是参考其所在地区电力系统的5~10年相关的发展规划。在考虑到该地区的经济因素的前提条件下，一般将装设两台主变压器。而装设3~4台主变压器一般用于330kV~500kV系统枢纽变电。
3．系统备用容量大小
对于有装设了多台主变压器而共同运行的变电站而言，当其中一台发生事故被继电保护装置切除或周期性停运检修时，剩下的主变压器容量可以至少承担该站所接负荷的70%，在计及整个变电站发生随机事故概率的情况下都必须保证对Ⅰ类负荷的供电和尽可能保障Ⅱ类负荷的电力供应。
3.2主接线设计的基本要求
一、可靠性
在电能生产、传输和分配的整个流通环节中首先应当满足供电的可靠性，这是变电站是否正常的安全稳定运行的前提条件。主接线可靠性的具体要求为：
（1）尽量能够避免变电站全部停运解列这种恶性事故发生。
（2）检修时能保证电力供应。
二、灵活性
主接线的设计所要求的灵活性是指在变电站建成之后能够更为便捷方便的对它进行周期性检修。同时，能够满足为增加当地经济增长而必要的扩建计划。
（1）检修必须安全迅速的停运相关的电气设备，同时依然保证对当地进行安全稳定的电力供应，使得当地的发展不会因此受到影响。
（2）能够完成灵活调度。保证安全快速的投入或切除相关的电气设备。同时能够按照基本要求或者计划迅速的使变压器进入到另一运行状态。
（3）能够安全的过渡到最终的接线设计方案。在不增加停电时间或不影响对负荷的连续供电情况下，投入新的变压器。同时，在工程结束后还应做到新的电力网的稳定运行，并且能够在扩建的整个过程中尽可能的缩小相关人员的工作量。
三、经济性
主接线在满足相对较高的可靠性和灵活性的前提下，尽量做到具有良好的经济效益、节约建设施工成本以及后期的扩建成本，力争做到经济效益最优化。
3.3电气主接线的选择比较
方案一：侧采用双母线带旁路母线接线；和侧采用单母线分段接线。
其主要优点是：双母线接线易于变电站相关负荷侧的平衡扩建，并且可以采用成套的配电装置，外带旁路母线极大的提高了供电可靠性，能保证在220kV侧停电或检修的时候能够保证持续供电。而剩余的两个电压等级侧的接线方式能够保证在检修而导致行相关电气设备停运时有持续的电能供应，使得云南元阳附近的城镇内的重要负荷能够持续供电，同时在发生故障的时候，能迅速的恢复持续的供电状态，保证周边的经济发展不会因此受到影响。其缺点是：220kV侧的双母线接线待旁路母线的安装，维修，维护的费用过高，操作较为复杂，投资过大。而110kV侧的单母线分段接线的维修和投资也比较大，后期不易扩展。
方案一简图，如图3.1。

图3.1 主接线方案一

方案二：侧采用双母线接线；和侧采用单母线分段接线。
其主要优点是：220kV运行过程过程供电较为单母线接线可靠，调度较为灵活，即为一组母线运行时另一组母线备用。而剩余的两个电压等级侧的接线方式的优点如方案一所诉。其主要缺点依然是是：其安装，维修，维护的费用过高操作较为复杂，投资过大。
方案二简图，如图3.2。

图3.2 主接线方案二

方案三：采用双母线带旁路母线接线；110kV侧采用单母线带旁路母线接线，侧采用单母线分段接线。
其220kV侧以及10kV侧的电气主接线方案的选择的主要的优点和缺点如方案一和方案二所诉。110kV侧的接线方案的优点在方案一中对于单母线分段接线的优点再加上能够极大的提高了供电可靠性，能极大的保障周边经济发展必要的电力供应。而其缺点也很明显，在经济建设这个角度而言依然是需要考虑的，如方案一和方案二指出的一样，对于外带旁路母线的设计，其安装维修的投资与费用都很大，检修的过程也是比较复杂。
方案三简图，如图3.3。

图3.3 主接线方案三

方案四：侧为双母线接线带旁路母线；侧采用单母线带旁路母线接线；侧采用单母线分段接线。
其主要的优缺点如方案一，方案二以及方案三所诉。
方案四简图，如图3.4。

图3.4 主接线方案四
3.4电气主接线的最终方案选择
通过方案一，方案二以及方案三和方案四的优缺点比较，在考虑云元阳拟建的变电站的基本要求和相关设计说明以及地理条件。以及此次设计的220kV变电站在云南元阳起着地区重要变电站的作用，为保证能够积极促进云南元阳周边的经济发展与相关的城镇建设等，其220kV侧应该保证有着较高的可靠性和灵活性，便于今后的扩展。而110kV和10kV侧也应保持一定的可靠性和灵活性，但是有些其负荷不需要24小时持续供电。在故障时近几件不会因为供电中断的原因而对其经济的建设与发展造成相应的损失。因此此次云南元阳的220kV变电站的电气主接线采用方案一，即为220kV侧为双母线接线带旁路母线，110kV和10kV侧采用单母线分段接线。

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4.主变压器的选择
4.1主变压器的选择原则
为了能够有效减少电能在传输过程中的损耗，提高电压等级是一个很好的解决方案，而变压器就很好地扮演了电压等级变化这一角色。
一、主变压器容量的选择
（1）主变压器容量一般按待建变电站所在地区电网对于未来5~10年的负荷规划进行选择，同时应适当估算未来10~20年后当地经济发展情况以及与之对应的电能需求。
（2）变电站所要选择的容量很大程度上是由采用该主变压器的变电站并入系统中的电网结构来决定的。在由多台变压器共同工作的正常供电状态下，当其中的一台变压器因为事故或者检修而停运时，为保证该地区的正常的经济建设与经济发展，因此在此运行状态下，变电站的容量能满足所有接入该系统的负荷对于电能至少的需求。
（3）维修是否方便，用品与备件是否适用，标准化以及系列化是否符合要求也是主变压器容量的选择必须要考虑的方向。
二、主变压器台数的选择
（1）对大城市郊区的变电站，在中、低压侧已经构成环网的情况下，变电站的台数选为两台最为合适。
（2）对于地区孤立的变电站或者大型工业专用变电站，在考虑主变台数时，应评估装设三台的可能性。
（3）对于规划只装设两台主变的变电站，其容量应按大于变压器容量的1~2级进行设计规划，以便在负荷发展时，更换变压器的容量。
4.2主变压器的确定
（1）变压器台数的确定
首先根据上面所述的关于主变压器台数的选择原则，然后对原始的负荷侧的数据进行预测分析，并且已知本文所设计的220kV变电站为地区重要变电站。通过综合性的分析，此次所设计变电站应装设两台主变压器。
（2）变压器容量的确定
最大综合负荷的计算公式：
（4-1）
式中， —各电压侧的最大负荷预测；
m —出线回路数；
—各出线的自然功率因数；
—同时系数，一般取值是在0.8～0.95之间。根据原始数据，同时率取0.85；
—线损率，取5%。
由原始资料的负荷预测表可知：
110kV侧:

35kV侧:

则总的负荷

则最大综合计算负荷

考虑到此次设计的变电站应该考虑到5年的规划，其年负荷规划公式：

式中，—规划的年数，此处取值为5；
因此考虑到此变电站的五年内的规划要求可得

根据变压器选择对于容量的要求，考虑到该地区的负荷对于电能的愿景需求，则可以求出其最后的容量：

（3）主变压器相数的选择
本次设计中采用三相变压器。三相变压器能够达到高度隔离，同时拥有容易转换的电压抽头，从该地的经济建设考虑，为达到稳定的电能供应，故采用三相变压器
（4）主变压器绕组数的选择
由于此次云南元阳待建的变电站有三个电压等级220kv/110kv/35kv，因此本次设计应当选择三绕组变压器。
（5）主变压器绕组连接方式的选择
由《电力工程设计手册》可知，主变压器绕组的连接方式分为两种。即为星形连接以及三角形连接。在考虑主变压器的连接方式时，其变电站的电力系统要求所接入的电网必须和该变电站的连接方式保持一致。
4.3主变压器的型号参数
根据上述分析结果以及最后的条件计算结果，查阅《电力工程电气设备手册（电气一次部分）》可得，负荷条件的主变压器型号为：SFPSZ10-50000/220
技术参数如表4.1所示:
表4.1 主变压器SFPSZ10-50000/220参数表
型 号
SFPSZ10-50000/220
容 量（kVA）
50000
额定电压（kV）
高压
220±8*1.25%
中压
121
低压
11
联结组标号
YN，yn0,d11
损 耗(kW)
空载
46.2
负载
212.0
空载电流
0.26%
阻抗电压
高-中
14%
高-低
24%
中-低
9%
4.4站用变压器的选择
站用电的负荷通常在无特殊要求的情况下应该按照0.2%的变电站的总容量和变压站每侧的总负荷来确定，通常设置2台站用变压器相互备用。
已知总负荷为：

∴
由于本次设计变电站最低电压等级为10kV，所以可通过一级电压降落选用2台站用变压器。查《电力工程电气设备手册：电气一次部分》，所选站用变压器的型号为SL7-400/10。
技术参数如下:
表4.2 站用变压器SL7-400/10参数表
型 号
SL7-400/10
容 量（kVA）
400
额定电压(Kv)
高压
10
低压
0.4
联结组标号
YN，yn0
损 耗(W)
空载
980
负载
5800
空载电流
3.2%
阻抗电压
4%

5.短路电流计算
5.1短路的类型
在电力系统中的一般简单的短路故障可以分为四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地以及单相接地短路。在实际运行中得出结论，单相接地短路发生的可能性是最大的，大概占了70%左右；而两相短路相对少一点，三相短路发生的概率是最少的，但是三相短路发生的概率虽然是最少的，但是其后果却很严重，所以应该要有足够的重视。
5.2短路电流计算目的
（1）通过其计算结果可以进行高压电器的选择。
（2）短路电流计算得出的计算结果和结论是进行继电保护装置设计的必要数据。
（3）确定中性点接地方式。
（4）通过最终的计算结果进行分析，可以得到限制短路电流的相应措施以及电气设备的保护措施。。
5.3短路电流计算方法
短路电流的相关计算主要是进行三相短路的计算。导体以及电气设备的选型也是通过三相短路电流计算的结果所得的。在进行短路电流计算时，先假设个电压等级侧发生三相短路，用符号d在相应的位置进行标注。同时在选取基准值之后对电气设备进行正序阻抗的计算，整个过程均采用标幺值的标注方式，并且绘制出简化的正序电抗图以用来使计算更为简便。然后以每个标注d点处单独发生短路故障作为前提条件按照各个元件的正序阻抗计算公式进行最核心的计算步骤。最终将得到每个短路点相应的短路电流以及冲击电流。
5.4云南元阳拟建变电站的短路电流计算书
5.4.1 变电站短路电流计算条件基本假定
（1）系统发生短路的过程中各个电机之间不发生摇摆。对于短路点，其计算所得出的电流数值稍稍偏大些。
（2）在相应的短路电流计算过程中，视各元件的参数保持不变，便于计算。
（3）在实际的电力系统运行时，每相之间存在过度电阻。在此次的短路电流计算过程中，把这种过渡电阻等于0。
（4）在整个短路电流计算过程中，需要进行计算的元件或设备只需要考虑它本身的阻抗，忽略其他设备对它产生的影响。并且用于计算的元件或设备用纯电阻表示。
5.4.2 基准值选取
查阅《电力工程电气设计手册》可知不同电压等级下常用基准值如表5.1和5.2所示。
由表5.1、5.2可知，选取的基准容量=100MW；选取的基准电压=230kV、=115kV、=10.5kV
表5.1常用基准值（常用基准值=100MW）
基准电压（kV）
3.15
6.3
10.5
15．75
18
37
基准电流 （kA）
18.33
9．16
5.50
3.67
3.21
1.56
基准电抗（Ω）
0.0992
0.387
1.10
2.48
3.24
13.7

表5.2常用基准值（常用基准值=100MVA）
基准电压（kV）
63
115
162
230
345
525
基准电流 （kA）
0.916
0.502
0.356
0.251
0.167
0.11
基准电抗（Ω）
39.7
132
262
529
1190
2756

5.6.3 短路等值网络绘制
拟建的云南元阳220kv变电站的系统接线图如下图5.1所示。

图5.1 原始资料系统接线图
根据云南元阳的系统接线图可以得到相应的短路等值正序电抗图。如图5.2所示。

图5.2 短路等值正序电抗图
其中，～，为电源的正序阻抗；～为架空线路的正序阻抗；～为双绕组变压器的正序阻抗；～, ～为三绕组变压器的正序阻抗；d1点为220kV侧短路点，d2点为110kV侧短路点，d3点为10kV侧短路点。分别对d1,d2,d3点进行短路电流计算。

5.6.4各元件参数标幺值计算

（1）架空线路：
其线路的电抗标幺值计算公式：
(5-1）
当计及80kM的线路时，故
同时，取；；
因此

同理可推得
；； ；；
；
（2）发电机：
发电机电抗标幺值计算公式：
(5-2）
当计及60WM的发电机容量时，取；；
因此

同理可推得
；；
（3）双绕组变压器
双绕组变压器电抗标幺值计算公式：
(5-3）
当计及65WM的变压器容量时，取；
因此

同理可推得
；
（4）三绕组变压器
三绕组变压器的参数公式为：

(5-4）

根据所选的主变压器型号SFPSZ10-50000/220，可知

通过上述公式可得出：

三绕组变压器的电抗标幺值计算依然可根据公式(5-3)可求出：

由上述计算已经得到各个电气元件相应的电抗标幺值，故作出带标幺值数值的正序阻抗图，如图5.3所示

图5.3短路等值正序电抗图
5.6.5 220kV母线短路电流计算
当220kV侧的d1点发生三相短路后，其化简的正序阻抗图如图5.4所示。

图5.4 正序阻抗图
（1）将，，通过星形与三角形之间的变换后，网络化简后得到相应的转移电抗，其最后得出的短路阻抗图如下图5.5所示。

图5.5正序阻抗图
由图可知，；；
（2）在求得其转移阻抗后，需要求得计算220kV侧的短路电流所需的各个电源的转移阻抗，其通过计算阻抗获得转移阻抗的公式为：
(5-4）
通过（1）求出的转移阻抗值可以得出：
；；
（3）查询计算曲线数字表，等到相应的短路周期电流的标幺值。查表过程中，本次云南元阳拟建的变电站所涉及到的三个电源均由汽轮机进行供电。通过《电力系统分析理论（第二版）》的附录，将查表结果做表5.3。
表5.3 汽轮发电机计算曲线数字表

0.4131
2.617
2.083
2.172
0.6669
1.493
1.550
1.744
0.4809
2.201
1.919
2.055

（4）计算短路电流有名值。首先先计算短路电流的基准值。计算过程如下所示：

由于汽轮机的短路周期电流成衰减趋势，因此冲击电流以及最大短路容量都应该考虑0S的时刻。因此可求出0S时的短路电流有名值为

根据所求出的0S时刻的短路电流有名值，可以通过相应的公式求出冲击电流和短路容量。其公式如下：
(5-5）
(5-6）
可计算出相应的结果：
，其中取值为1.8

5.6.6 110kV母线短路电流计算
当110kV侧的d2点发生三相短路时，其化简的正序阻抗图如图5.6所示

图5.6 正序阻抗图
（1）将，，通过星形与三角形之间的变换后，将得到的和合并得到新的电抗。再将和以及进行网络化简后得到相应的转移电抗，其最后得出的短路阻抗图如下图5.7所示。

图5.7正序阻抗图
由图可知，
；
（2）在求得其转移阻抗后，如220kV侧短路一样需要计算其转移阻抗，通过计算转移阻抗的公式(5-4）可以得出：
；
当时，可以近似的认为其短路电流的周期幅值已经不随时间的变化而变化，因此可以直接运用短路周期电流的标幺值。其计算过程如下：

（3）先计算110kV侧的短路电流的基准值。计算过程如下所示：

然后对短路电流周期分量的有名值计算：

根据求出的短路电流有名值，对其进行短路冲击电流和短路容量的计算，根据公式（5-5）以及（5-6）可得：

5.6.7 10kV母线短路电流计算
当10kV侧的d3点发生三相短路时，其化简的正序阻抗图如图5.8所示:

图5.8正序阻抗图
（1）整个计算过程与110kV侧的短路电流计算方法与步骤一致，通过对电抗图的网络化简得到计算的最终结果：
；
计算转移阻抗的结果：
；
（2）当时，可以近似的认为其短路电流的周期幅值已经不随时间的变化而变化，因此可以直接运用短路周期电流的标幺值。其计算过程如下：

（3）先先计算10kV侧的短路电流的基准值。计算过程如下所示：

然后对短路电流周期分量的有名值计算：

关于其相对应的短路冲击电流和短路容量的计算，根据公式（5-5）以及（5-6）可得：

5.8 短路电流计算结果
本变电站短路电流计算结果表，如表5.4所示。
表5.4 短路电流计算结果表
短路电流点
（kA）
（kA）
（kA）
（kA）
（kVA）
d1
15.8
14.0
15.1
40.2
6294.3
d2
3.5
3.5
3.5
8.9
697.2
d3
26.1
26.1
26.1
66.4
474.4

6.导体和电气设备的选择
在本次云南元阳拟建的220kV的变电站的设计中，对导体和电气设备的选择是对提升云南元阳的经济发展的一个系统工程，也是电气总体设计的重要内容。变电站的可靠运行，电网的对用户的提供的电能质量的保证以及电力系统运行的安全性都取决于导体的电气设备的有关选择。为了让所选的电气设备与导体能够长期处于正常的安全稳定的运行状态，其选型必须具备拥有较高的可靠性及经济性。在通过额定电压，额定电流以及环境因素对其设备等选型结束后，必须对三相短路条件下的校热稳定性和动稳定性进行校验。
此次拟建的220kV变电站设计中的导体和电气设备选型包括：高压断路器和隔离开关的选型、电流和电压互感器的选型，导体的选型。并对所选导体和部分电气设备进行校热稳定性和动稳定性校验。
6.1高压断路器和隔离开关的选择和校验
高压断路器以及隔离开关对于电力网或者电力系统的稳定运行而言，都是主系统中及其重要的开关电器。
在对高压断路器和隔离开关进行设备选型的时候，所选设备应满足平时正常运行、周期性检修维护、发生事故短路以及出现过电压情况的各种运行要求，同时应结合该地区环境条件和远景规划综合考虑。最终所选择的高压电器应是便于安装调试和维护，且具有较好的经济性。给出相对应的技术条件，根据《电力工程电气设备手册（电气一次部分）》以及所搜集的近期一些220kV变电站设计资料，对高压断路器以及隔离开关进行选择并进行相对应的校验。
高压断路器选择的技术条件：
（1）额定工作电压
(6-1)
（2）额定工作电流
(6-2)
（3）额定开断电流
(6-3)
（4）额定关合电流
(6-4)
（5）热稳定校验
(6-5)
（6）动稳定校验
(6-6)
式中—电网的额定电压；
—电网的最大负荷电流；
—短路电流有名值；
—短路冲击电流；
隔离开关由于不具备灭弧装置，故不能用来开断和接通负荷电流以及短路电流。因此，不对开断电流和关合电流进行校验，隔离开关的额定电压、额定电流选择和热稳定性、动稳定校验和断路器一致。
6.1.1 220kV侧断路器、隔离开关的选择和校验
一、断路器的选择和校验
（1）断路器的选择
变电站220kV侧的为变压器的总量总和，故

故流过断路器的最大