35kV变电所电气部分设计

tk?tpr?tin?ta=1.05s

222Itk?3.130kA

Itk2?3.232kAI2 Qp??10Itk1222?Itk2tk?6.08?10?3.232?3.13012?1.05?12.6KA2*S

Qk=Qp=12.6KA2*S

Itt?25?4?2500KA*S

2222500[(kA)2·S＞12.6KA2*S It2t>Qk 热稳定校验合格。

35KV侧进线隔离开关及35KV侧桥隔离开关的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。

10kv侧隔离开关的选择 主要计算参数同上

为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GN25-10/2000。 其主要技术参数如下：

GN25-10/2000型隔离开关参数表

4s热稳型号 额定电压KV 最高工作电压（kv） 额定电流（A） 动稳定电流(峰值)(kA) 定电流(kA) GN25-10/2000 2动稳定校验： ○

额定开关电流 Imax＝381.927A＜Ie＝2000kA

10 11.5 2000 100 40 21

额定峰值耐受电流iimp=18.16kA＜idw＝100kA 动稳定校验合格。 3热稳定校验： ○

查短路电流计算曲线数字表得：

ItK?4.732（KA） ItK?4.630（KA）

2tk?tpr?tin?ta

ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

ZN28-10II的固有分闸时间tin<0.06s。 取ta= 0.03s，tin=0.02s，tpr=1s。

tk?tpr?tin?ta所以有

IQp?2=1.05s

7.122?10Itk1222?Itk2tk??10?4.732?4.6301222?1.05?24.67KA2*S

Qk=Qp=24.67

Itt?40?4?6400KA*S

2226400kA2*S>24.67 kA2*S It2t>Qk*

热稳定校验合格。

7 互感器的选择

7.1 电压互感器的选择

主变35KV侧电压互感器

UN≥UNS=35KV

选择油浸式电压互感器 初级绕组35 次级绕组O.1

22

选择UNE35互感器

型号 额定电压 一次绕组 UNE35 35000/3 二次绕组 100 三次绕组 100 主变10KV侧电压互感器

UN≥UNS=10KV

选择油浸式电压互感器 初级绕组10 次级绕组O.1 选择UNE10电压互感器

型号 额定电压 一次绕组 UNE10

10000/3 二次绕组 100 三次绕组 50 7.2 电流互感器的选择

电流互感器的选择和配置应按下列条件：

型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6~20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

35kv侧电流互感器的选择

(1)．一次回路电压： Un≥Uns=35kv (2)．一次回路电流：IN?I?SN3UN?63003?35?103.93A

由此可得，初选LZZB9-35D电流互感器，参数如下表所示

23

额定电流比 100准确级次 0.5 1S热稳定倍数 150Iin动稳定倍数 375Iin/5 (3)．动稳定校验：ish?2I1NKes

2INKD?2?0.10393?375?55.12?iip?15.5

达到动稳定性要求 (4). 热稳定校验：

tk?tpr?tin?ta

ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

LW8-35的固有分闸时间tin<0.06s。 取ta= 0.03s，tin=0.02s，tpr=1s。

tk?tpr?tin?ta=1.05s

222Itk?3.130kA

Itk2?3.232kAI2 Qp??10Itk1222?Itk2tk?6.08?10?3.232?3.13012?1.05?12.6KA2*S

Qk=Qp=12.6KA2*S

Itt?25?4?2500KA*S

2222500kA2·S＞12.6KA2*S It2t>Qk 热稳定校验合格。

综上所述，所选LZZB9-35D满足要求。

24

10KV侧的电流互感器的选择 (1)．二次回路电压：Un≥Uns=10kv (2)．二次回路电流：IN?I?SN3UN?63003?10?363.74A

根据以上两项，同样选择户外独立式电流互感器LZZQB6-10Q，参数如下表：

电流互感器技术参数

额定电流比 600/5 0.5 .10P 44.5 准确级次 1S热稳定倍数 动稳定倍数 80 (3)．动稳定校验：ish?2I1NKes

2I1NKD?2?0.3637?80?41.14?iip?18.16KA满足要求；

(4). 热稳定校验：

查短路电流计算曲线数字表得：

ItK?4.732（KA） ItK?4.630（KA）

2tk?tpr?tin?ta

ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

ZN28-10II的固有分闸时间tin<0.06s。 取ta= 0.03s，tin=0.02s，tpr=1s。

tk?tpr?tin?ta所以有

IQp?2=1.05s

2?10Itk1222?Itktk?7.122?10?4.732?4.6301222?1.05?24.67KA2*S

25

引言

变电所是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行，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。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（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，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、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要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴

1

1 设计任务书 1.1 设计内容

要求设计一35KV/10KV降压变电所的电气部分

1.2 原始资料

1、所设计的35KV/10KV降压变电所为企业变电所，一次设计并建成。

2、距本变电所6.17KM 处有一系统变电所，该所与本所以双回线路相连接，该系统 变电所在该所高压母线上的短路容量为600MVA。

3、待设计的变电所10KV无电源，

4、负荷情况：本变电所10KV侧共向8个车间的负荷供电，其中一类负荷占25%，其余为二类负荷。一、二类负荷共计6000KW。

5、本变电所的自用负荷约78KVA。

6、环境条件

年最高气温：40℃

最高月平均气温：34℃ 年最低气温：-4℃ 地震烈度：7度以上 年平均雷电日 ：90天 海拔高度：75M

7、一些负荷参数的取值：

a.负荷功率因数均取cosφ=0.85 b.负荷同期率 Kt=0.9

c.年最大负荷利用小时数 Ｔmax＝4000小时/年

d.各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。

1.3 设计任务

1、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选址主变压器的容量和台数。

2

2、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数。 3、计算短路电流。 4、选择导体及电气设备。

1.4 设计成果

1、设计说明书和计算书各一份 2、主电路图一份

1.5 主要参考资料

1、水利电力部西北电力设计院编.电力工程电气设计手册（第一册）.北京：中国水利电力出版社，1989.12

2、周问俊主编.电气设备实用手册.北京：中国水利水电出版社，1999

3、陈化钢主编.企业供配电.北京：中国水利水电出版社，2003.9

3

2 设计说明书

2.1主接线概述

发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求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。它表明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。主接线的确定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运行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。.

(1)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。 (2)基本要求

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、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。”因此对主接线的设计要求可以归纳为以下三点：

1可靠性； 2灵活性； 3经济性。

2.2主接线设计

电气主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。大致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主要有桥形接线、角形接线和单元接线。

双母线接线方式能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。但我们也知道，我们设计的变电所并非大型变配电所，而是中小型变配电所，

4

而且双母线在形式上多了一根母线，这样也增加了投资成本，这也是用户所不愿意看到的。因此，即使双母线能保证可靠性，并且适用于一、二级负荷，这里也不考虑采用。内桥式，当变压器发生故障时，倒闸操作多，恢复时间长，而当线路发生故障时，倒闸操作少，恢复时间短。而外桥式的操作特点则恰恰与内桥式相反。因此内桥式接线适用于线路较长或不需要经常切换变压器的情况。由本次设计的基本思想可以看到，变压器不会有多次的切换操作，而且我们这里35kV总降压变电所是由供电部门提供的，因此线路长是在所难免的，加上内桥式接线是无母线制，这样可以省去母线的投资费用，在形式上，它比单母线分段又少了分段部分的联络部分，这样又可以省去联络柜，同时桥形接线具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为节省投资，在发电厂或变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。

在设计35kV侧主接线时，有单母线，单母线分段以及内桥几个方案可以选择，若采用单母线设计，会有以下缺点：

1，母线隔离开关故障或检修期间，链接在母线上所有回路都需要长时间的停止工

作。

2，检修电源或者出现回炉断路器时，该回路须停电。

但是单母线有简单清晰的特点，总体来说，单母线的工作可靠性和灵活性太差，无法满足一些重要负荷的需求，所以本设计不宜采用单母线的方案。

单母线分段是通过在母线某一合适位置装设断路器后，将母线分段而形成的。单母线分段既保留了简单、经济、方便等优点，又在一定的程度上克服了单母线的缺点，其适用于6~10kV配电装置出线回路为6回及以上时。

桥型接线分卫内桥和外桥。内桥适用于线路较长，变压器不经常投切的情形，线路的故障不会影响变压器的正常运行。

35kV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。变电所主接线要满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求。其中，安全包括设备安全及人身安全；可靠应满足一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求；灵活即用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。；经济尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。

在我们这组设计中35kV变电所主接线一般有单母线、单母线分段、双母线接线、单元接线、内桥式、外桥式方式可以考虑其可行性。

综合以上的分析，35kV侧选择内桥方案。 10kV可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，所以此种接线方式同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求

根据以上的分析，主接线如图1.1所示：

5

图1.1

6

3 主变压器的选择

3.1 主变台数的选择

在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。《35～110KV变电所设计规范》规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。

在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于 60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。

正确选择变压器的台数，对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。目前一般的选择原则是：一般用户装设1—2台变压器；为了提高供电可靠性，对于Ⅰ、Ⅱ级用户，可设置两台变压器，防止一台主变故障或检修时影响整个变电所的供电，所以本所选用两台主变，互为备用，当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的75%，保证了正常供电。根据原始资料，本所主变压器配置两台。

3.2主变容量的确定

1、 主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。

2、 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量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供电，保证供电可靠性。

3、 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。

4、装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%。

3.3主变压器接线形式的选择

1、变压器绕组的连接方式

变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行。该变电所有二个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。

电力系统采用的绕组连接方式只有星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根

7

据具体工程来确定。

由于35KV采用星形连接方式与220KV、110KV系统的线电压相位角为零度（相位12点），这样当电压为220\\110\\35KV，高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组加接线方式就不能三角形连接，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形连接的变压器。

变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN/d11型。

2、冷却方式的选择

主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。

3、调压方式的选择

变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达30%，设置有载调压的原则如下：

普通型的变压器调压范围小，仅为±5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压。

4、结论

综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，根据计算书中主变容量得出本所宜采用S7-6300/35型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下： 所选变压器的型号及技术数据见下表：

变 压 器 S7-630S 0/35 6300 35 10.5 7.04 38.7 7.0 0.9 Y/d11 型号 额定容额定高额定低空载损量KVA 电压KV 电压KV 耗KW 负载损耗KW 阻抗电压% 空载连接组电流% 别 8

4 所用变的选择与设计

所用变的设计应以设计任务书为依据，结合工程具体的特点设计所用变的接线方式，因变电站在电力系统中所处的地位，设备复杂程度（电压等级和级次，主变压器形式、容量及补偿设备有无等）以及电网特性而定。而所用变压器和所用配电装置的布置，则常结合变电站重要电工构建物的布置来确定。一般有重要负荷的大型变电所，380／220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。用电电源和引接原则如下:

（1）当变电所有低压母线时；

（2）优先考虑由低压母线引接所用电源； （3）所用外电源满足可靠性的要求； （4) 即保持相对独立；

（5）当本所一次系统发生故障时； （6）不受波及；

（7）由主变压器低绕组引接所用电源时； （8）起引接线应十分可靠；

（9）避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力；

所用变设在10kv侧，根据计算，所用电计算容量为121.64kVA，由于需要安装两台工作变压器，其中一台采用备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，所用工作变压器的容量应为85.148KVA。

故综上可知可选用两台S9—100/10型所用变压器，变压器绕组的连接方式为Y，yn0。

5 短路电流的计算

(1) 概述

在电力系统中运行的电器设备，在其运行中都必须考虑到会发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时最危险的故障是各种形式的短路，它会破坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运行。

9

短路是电力系统中的严重故障，所谓短路，是指一切属于不正常运行的相与相间或相与地间发生通路的情况。

产生短路的主要原因是电器设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、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、线路倒杆也能造成短路事故。

在35、10KV的电力系统中，可能发生短路有三相、两相、两相接地和单相接地的故障，其中三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样，仍属对称状态，其他类型的短路是不对称短路。

电力系统中常发生的单相短路占大多数，二相短路较少，三相短路就更少了。三相短路虽然很少发生，但其后果最为严重，应引起足够的重视。因此本次采用三相短路来计算短路电流，并检测电气设备的稳定性。

(2)、短路电流计算的目的

短路问题是电力技术的基本问题之一。短路电流及其电动力效应和分效应，短路时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。

在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其短路电流计算的目的主要有以下几方面：

①在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确实某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路计算。

②在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。

③在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。

在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。 ④接地装置的设计，也需要短路电流。

(3)、一般规定

① 验算导体和电器动稳定热稳定及电器开断电流，应按本规程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后5-10年）。

确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

10

② 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

③ 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点对带电抗器的6-10kV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点，应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。

④ 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中及自耦变压器回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。

(4.)短路电流计算方法

电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量比较小，而其阻抗较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路情况时，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，其步骤如下：

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。 (5).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，三相系统对称运行； <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理想电机，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行，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（包括强行励磁）； <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；

11

<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>用概率统计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，应是可能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可能并联运行的接线方式。

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行，因此短路点的选择应考虑到电器可能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行方式。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。

b a 图5.1 短路点选择图

(6)、短路的物理量

短路电流的周期分量、非周期分量、短路全电流、短路冲击电流和稳态电流。 1、正常工作时，三相系统对称运行； 2、所有电源的电动势相位角相同； 3、电力系统中各元件的磁路不饱和；

4、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%

12

负荷接在系统侧；

5、短路发生在短路电流为最大的一瞬间；

6、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；

7、原件的计算参数都取额定值，不考虑参数的误差和调整范围； 8、输电电缆线的电容略去不计；

(7)、短路电流计算的步骤

1、在已知短路容量时：S=600MVA 选基准容量SB=120MVA Uav=1.05UN 2、短路点与系统之间电抗标幺值计算：X*?SBS

SBSN3、变压器电抗标幺值计算: XT=( UK%/100) ?(3)*I?I?IB f4、三相短路电流有效值计算：f5、三相短路冲击电流计算：iip?

2?Kim?I??

3f6、三相短路最大： Im?1.51?II(3)?

7、由于计算设为无限容量系统：暂态短路电流I=I，三相短路稳态电流：

?I??(3)

8、短路容量计算： S1?3UAVI(f3)

(8)各母线短路电流列表

根据下图和以上公式计算母线短路电流：

图3.3 短路计算等效电路

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表 母线短路电流列表 短路计算点 F1 F2 三相短路电流/KA 三相短路容量/MVA I（3） I（\3） I（3）? iip15.5 Im 9.18 10.75 S387 6.08 7.12 6.08 7.12 6.08 7.12 18.16 195.5

6电气设备的选择

6.1 电气设备选择的一般条件

(1)一般原则

1、 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； 2、 应按当地环境条件校核； 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试验数据，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。

(2)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行。

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行电压Ug,即Umax≥Ug

2 电流

选用的电器额定电流I N不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig

即I N≥Ig

由于变压器短路时过载能力很大，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确定。

高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。

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3 机械负荷

所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。

(3)、 短路稳定条件

1 校验的一般原则

电器在选定后应按最大可能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短路严重时，则应按严重情况校验。

2 短路的热稳定条件：

短路电流在导体和电器中引起的热效应Qk为 Qk=Qp+Qnp

式中Qp为短路电流周期分量引起的热效应(kA2s); Qnp为短路电流非周期分量引起的热效应(kA2s)

It2t＞Qk

6.2 断路器的选择

断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在35KV~220KV的电网一般选用少油断路器、SF6断路器和空气断路器，这里可以选用SF6断路器。

开关电器的选择及校验原则 选择较验 ①电压 Ue≥UN1 ②电流 KIe≥Imax

③按断开电流选择，INbr≥IK=Izt

④按短路关合电流来选择INcl≥Ish=2.55Izt=2.55I∞ ⑤按热稳定来选择 It2t≥QK 注：(Izt=I∞=IF)

(1)．主变35kv侧高压断路器的选择

SN?6300kVA UN1=35KV

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IN1?SN3?UN1?63003?35?103.92(A)

流过断路器的最大持续工作电流：

Imax?1.05?103.9?109.095(A)

1计算数据表： ○

三相短路电流/KA U(kV) I（3） I（\3） I（3）? iimp ImImax（A） 109.095 35 6.08 6.08 6.08 15.5 9.18

为了满足计算的各项条件，查参考资料. 选择LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下

LW8-35型户外六氟化硫断路器主要技术参数表

额定 最高工电压 Ue 号 (kV) (kV) (A) 作电压 电流Ie 型 额定额定开断电流 额定短路关合电流kA 动稳定热稳定热稳定时间 (S) 电流（峰电流（峰值） 值） Iekd(kA)25 LW8-35 35 40.5 1600 63 63 25 4 2开断电流校验: ○

Iekd＝25(kA)≥I〞＝6.08 (kA)

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开断电流校验合格。

3动稳定校验： ○

额定开关电流 Imax＝109.095(A)＜I＝1600(A) 额定峰值耐受电流Iimp＝15.5kA＜63(kA)动稳定校验合格。

4热稳定校验： ○

tk?tpr?tin?ta

ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

LW8-35的固有分闸时间tin<0.06s。 取ta= 0.03s，tin=0.02s，tpr=1s。

tk?tpr?tin?ta=1.05s

查短路电流计算曲线数字表得：

Itk?3.130kA

Itk2?3.232kA

222I2 Qp??10Itk1222?Itk2tk?6.08?10?3.232?3.13012?1.05?12.6KA2*S

Qk=Qp=12.6KA2*S

Itt?25?4?2500KA*S

2222500[(kA)2·S] ＞12.6KA2*S It2t>Qk

热稳定校验合格。

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35KV侧进线断路器及35KV侧桥断路器的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。

（2）10kv侧断路器的选择

SN?6300kVA UN1?10KV

63003?10IN1?SN3?UN1??363.74(A)

流过断路器的最大持续工作电流：

Imax?1.05?363.74?381.927(A)

1计算数据表： ○

三相短路电流/KA U(kV) 10 I（3） I（\3） I（3）? iip Im 10.75 Imax（A） 381.927 7.12 7.12 7.12 18.16

查《输配电设备手册》,选择ZN28-10II型户内真空断路器，其技术参数如下

ZN28-10II系列真空断路器主要技术参数表 额定 型 号 电压Ue (kV) (kV) 最高工作电压 电流Ie (A) 额定额定开额定短动稳定热稳定断电流 路关合Iekd(kA) 电流kA 电流（峰电流（峰值） 值） 热稳定时间 (S) ZN28-10II 10 12 1000 20 50 50 20 4

选用的断路器额定电压为10kV，最高电压12kV，系统电压10kV满足要求。

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2开断电流校验: ○

Iekd＝20kA≥I〞＝7.12kA

开断电流校验合格。 3动稳定校验： ○

额定开关电流

I

max

＝381.927 (A)＜I＝1000(A)

dw

额定峰值耐受电流动稳定校验合格。 4热稳定校验： ○

Iimp＝18.16kA＜i＝50kA)

查短路电流计算曲线数字表得：

ItK?4.732（KA） ItK?4.630（KA）

2tk?tpr?tin?ta

ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

ZN28-10II的固有分闸时间tin<0.06s。 取ta= 0.03s，tin=0.02s，tpr=1s。

tk?tpr?tin?taIQp?2=1.05s

22?10Itk12?Itk2tk?7.122?10?4.732?4.6301222?1.05?24.67KA2*S

Qk=Qp=24.67

Itt?20?4?1600KA*S

222 19

1600kA2·S＞24.67KA*S It2t>Qk 热稳定校验合格。

6.3隔离开关的选择

35kv侧隔离开关的选择 主要计算参数同上

为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GW5-35D, 其主要技术参数如下：

GW5-35D型隔离开关参数表

4s热稳定电流KV 压（kv） （A） (峰值)(kA) (kA) 20 型号 额定电压最高工作电额定电流动稳定电流GW5-35D 2动稳定校验： ○

35 40.5 630 50 额定开关电流 Igmax＝109.095A＜Ie＝630A 额定峰值耐受电流

Iimp＝15.5kA＜i＝50kA

dw

动稳定校验合格。 3热稳定校验： ○

tk?tpr?tin?ta

ta灭弧时间，tpr为继电保护时间，tin为分闸时间

LW8-35的固有分闸时间tin<0.06s。 取ta= 0.03s，tin=0.02s，tpr=1s。

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Uav2?10.5kV

总电抗标幺值： X*?f2?X*L?X*?0.5XT?0.925*

三相短路电流周期分量有效值：

I(3)f2?IB2X*?f26.590.925?7.12kA

?三相次暂态短路电流和短路稳态电流：

I??(3)?I??If2?7.12kA

(3)(3)冲击电流：

Iim?2?1.8?7.12?18.16kA

三相短路最大电流有效值(第一个短路全电流有效值)：

Im?1.51Ip?10.75kA

三相短路容量S2的计算：

S2?3?Uav2?I(f32)?3?10.5?10.75?195.5MVA

三相短路电流计算结果 短路计算点 F1 F2 三相短路电流/KA 三相短路容量/MVA （3）?I（3） I（\3） I iip15.5 Im 9.18 10.75 S387 6.08 7.12 6.08 7.12 6.08 7.12 18.16 195.5

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结论

在老师的指导下,经过近几个多星期的努力35KV企业变电所电气部分初步设计终于完成了，在此我对老师给予我们的帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我帮助的同学。

在课程设计过程中，老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议,对我的辅导耐心认真，并给我们提供了大量有关资料和文献，使我的这次设计能顺利完成。通过这次课程设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解,并使知识得到了进一步的巩固.

本设计的大致思路是：

1、对草拟的主接线方案进行比较，始终围绕着可靠性和灵活性，对于经济性，暂时不用做太多考虑。

2、短路计算，这也是本设计的难点和重点在于短路电流计算，首先找好短路点，绘出短路的等效电路图，其实是对等效电路图进行化简，最后是计算。本设计中采用的是计算曲线法，其反映短路电流周期分量同计算电抗和时间的函数关系的一组曲线，可以利用计算曲线查出短路瞬间和短路后任意时刻该电源向短路点提供的短路电流。

3、元件的选择，通过短路电流的计算得出的参数，我们可以对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、配电装置、无功补偿装置和避雷器等元件进行选择。

在整个设计过程中，得到了老师和同学很大的帮助，通过查资料也慢慢形成了作设计和研究的步骤和观念， 设计中用到的知识或课程有：电力系统分析、电机学、变电所电气一次部分、AutoCAD等。

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参考文献

[1] 水利电力部西北电力设计院编 电力工程电气设计手册（第一册）[M] 北京：中国水利电力出

版社.1989 .12

[2] 周问俊主编 电气设备使用手册[M].北京:中国水利水电出版社,1999 [3] 陈化钢主编 企业供配电[M].北京: 中国水利水电出版社,2003.9 [4] 刘笙主编 电气工程基础[M].北京：科学出版社，2008

[5] 何仰赞 温增银主编 电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2002 [6] 中国电器工业协会编 输配电设备手册[M].北京：机械工业出版社，2000.3

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