机械修造厂总降压变电所及高压配电系统设计-本科毕业设计论文dihq

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1、本科毕业业设计（论论文）南方冶金金机械修修造厂总总降压变变电所及高压配配电系统统设计学院专业电气气工程及及其自动动化年级班别别学号学生姓名名指导教师师年月摘 要一间冶金金机械修修造厂如如果对输输配电系系统进行行一个完完善的规规划，能能很好地地节约资资金、合合理规划划用地、降降低电能能损耗、提提高电压压质量、保保证系统统的正常常运行。本本论文对对输配电电进行全全面的设设计，内内容分四四大部分。第一部分分先从论论文的背背景和目目的进行行阐述，然然后对原原始资料料来进行行初步的的分析，再再确定好好本论文文的设计计步骤。第第二部分分确定好好冶金厂厂各部分的的负荷，进进行精确确的计算算，通过过无功补补偿

2、来提提高系统统的功率率因数减减少电能能的损耗耗。根据据负荷的的重要性性和负荷荷的大小小进行初初步的变变压器选选择和合合理的主主接线、供供电线路路的设计计。第三三部分主主要是确确保系统统的安全全，首先先对系统统进行精精确的短短路计算算，然后后根据所所得到的的短路电电流和冲冲击电流流进行一一系列的的高低压压设备的的选择与与校验，保保证系统统的正常常运行。第第四部分分根据设设计的要要求，最最后进行行防雷保保护措施施的选择择和接地地装置的的设计，增增加系统统的安全全性。在论文的的最后还还附上设设计的图图纸和计计算过程程。关键词：负荷计计算, 主接线线设计，短短路计算算，配电电装置AbsttracctA

3、Mettalllurggicaal MMachhineery facctorry iif tthe traansmmisssionn annd ddisttribbutiion sysstemm haave a ssounnd pplannninng, savvinggs ccan be goood, reaasonnablle llandd usse pplannninng, redduciing powwer losss, upggradde qquallityy annd eensuure thee noormaal ooperratiion of sysstemms. In thiis

4、 ppapeer, traansmmisssionn annd ddisttribbutiion of a ccompprehhenssivee deesiggn, conntennt iis ddiviidedd innto fouur ppartts. The firrst parrt ddisccusssed thee baackggrouund andd puurpoose, thhen thee raaw ddataa too coonduuct a pprellimiinarry aanallysiis, to dettermminee a goood sstepp inn thh

5、e ddesiign of thiis tthessis. Thhe ssecoond parrt oof tthe mettalllurggicaal hhavee pllantt too iddenttifyy goood parrt oof tthe loaad, an acccuraate callcullatiion, thhrouugh thee reeacttivee poowerr coompeensaatioon ssysttem to impprovve tthe powwer facctorr too reeducce tthe powwer losss. Acccord

6、dingg too looad thee immporrtannce andd thhe ssizee off a reaasonnablle lloadd thhe mmainn caablees, powwer suppplyy liiness annd pprellimiinarry ddesiign of thee trranssforrmerr chhoicce. Thee thhirdd paart is to enssuree thhat thee saafetty ssysttem, fiirstt off alll, thee syysteem aaccuuratte ssh

7、orrt-ccirccuitt, aand theen bbe tthe bassis of thee cuurreent shoort-cirrcuiit ccurrrentt annd iimpaact of a sseriies of higgh aand loww vooltaage equuipmmentt seelecctioon aand vallidaatioon tto eensuure thee noormaal ooperratiion of sysstemms. Thee foourtth ppartt off thhe ddesiign in acccorddancc

8、e wwithh thhe rrequuireemennts of ligghtnningg prroteectiion meaasurres forr thhe ffinaal sseleectiion andd grrounnd eequiipmeent dessignn, iincrreassed sysstemm seecurrityy. In tthe finnal papperss allso inccludde tthe dessignn drrawiingss annd ccalcculaatioon pproccesss.Key worrds：Loaad ccalcculaa

9、tioon, Maiin wwiriing dessignn, Shhortt-ciircuuit callcullatiion, Diistrribuutioon DDeviice目录1绪论111.1 论文文背景及及目的111.2 论文文研究方方法11.3 供电电设计的的主要内内容12 负负荷计算算与无功功功率补补偿22.1 负荷荷计算222.1.1 负荷计计算的意意义22.1.2 按需要要系数法法确定计计算负荷荷22.1.3 6kVV负荷计计算32.1.4 NO.1NNO.55变电所所3800V负荷荷计算332.2 无功功补偿计计算42.2.1 确定补补偿容量量42.2.2 补偿后后的功率

10、率因素773 变变压器选选择与主主接线方方案的设设计83.1 选择择降压变变压器883.1.1 35kkV/66kV变变压器的的选择883.1.2 6kVV/3880V变变压器的的选择993.2 工厂厂主接线线方案的的比较1103.2.1 工厂总总降压变变电所高高压侧主主接线方方式比较较103.2.2 工厂总总降压变变电所低低压侧主主接线方方式比较较103.2.3 工厂总总降压变变电所供供配电电电压的选选择1113.3总总降压变变电所电电气主接接线设计计113.4 高低低压配电电柜选择择114 短短路电流流计算1134.1 短路路计算的的意义1134.2 短路路计算1135 电电气设备备选择1

11、155.1 电气气设备选选择与校校验的条条件与项项目1555.2 设备备选择1155.2.1 断路器器的选择择155.2.2 隔离开开关的选选择1775.2.3 高压熔熔断器选选择1885.2.4 电压互互感器的的选择1195.2.5 电流互互感器的的选择2205.3 母线线与各电电压等级级出线选选择2335.3.1 6kVV母线的的选择2235.3.2 选择355kV线线路导线线255.3.3 6kVV出线的的选择2266 继继电保护护选择与与整定3336.1 355kV侧侧电压互互感器二二次回路路方案与与继电保保护的整整定3336.1.1 35kkV主变变压器保保护3336.1.2 6kV

12、V变压器器保护3366.1.3 6kVV母线保保护3776.1.4 6kVV出线保保护3777 防防雷保护护与接地地装置的的设计4407.1 防雷雷保护设设计4007.2 接地地装置设设计400结论422参考文献献43致谢444附录A 设计计计算书445附录B 主接线线图555641绪论1.1论论文背景景及目的的电能是一一种清洁洁的二次次能源。由由于电能能不仅便便于输送送和分配配，易于于转换为为其它的的能源，而而且便于于控制、管管理和调调度,易易于实现现自动化化。在目前各各种形式式的能源源中，电电能具有有如下特特点：易易于去其其它形式式的能源源相互转转化；输输配电简简单经济济；可以以精确控控制

13、、调调节和测测量。因因此，电电能在工工业生产产和人民民日常生生活中得得到广泛泛应用，生生产和输输配电能能的电力力工业相相应得到到极大发发展。本本论文主主要对冶冶金机械械修造厂厂进行全全面的配配电系统统设计。1.2论论文研究究方法对与冶金金机械修修造厂全全厂总降降压变电电所及配配电系统统设计这这个题目目，要结结合基本本理论的的系统性性与实用用性，围围绕供电电技术的的基本知知识来确确认工程程设计的的方法。对对论文每每一步都都一定要要遵循国国家的线线性技术术标准和和设计规规范来设设计。1.3供供电设计计的主要要内容供电系统统的设计计是根据据电力用用户所处处地理环环境、地地区供电电条件、工工程设计计所

14、提的的用电负负荷资料料进行的的。供电电设计一一般分两两个阶段段，初步步设计阶阶段和施施工图设设计阶段段。初步步设计主主要落实实供电电电源及供供电方式式，确定定供电系系统的方方案；施施工图设设计阶段段一句初初步设计计的方案案具体绘绘制主接接线图。本篇设计计论文的的内容有有：先完完成一篇篇外文论论文的阅阅读和翻翻译工作作；按照照设计所所提供的的用电设备备资料来来计算负负荷；通通过进行行无功补补偿来提提高系统统的功率率因素；根据负负荷等级级和计算算负荷，选选定供电电电源、电电压等级级和供电电方式；根据环环境和计计算负荷荷来选择择变电所所位置、变变压器数数量和容容量；确确定变配配电所的的最佳主主接线的

15、的方案；选择并并校验电电气设备备及配电电网络载载流导体体截面；继电保保护系统统设计和和参数整整定计算算；对系系统进行行防雷设设计和接接地设计计；归纳纳设计的的计算部部分编成成计算书书；绘制制供电系系统主接接线图。2 负荷荷计算与与无功功功率补偿偿2.1 负荷荷计算2.1.1负荷计计算的意意义计算负荷荷是用来来按发热热条件选选择供电电系统中中各元件件的负荷荷值。由由于载流流导体一一般通电电半小时时后即可可达到稳稳定的温温升值，因因此通常常取“半半小时最最大负荷荷”作为为发热条条件选择择电器元元件的计计算负荷荷。有功功负荷表表示为PP30，无无功计算算负荷表表示为QQ30，计算电电流表示示为I33

16、0。用电设备备组计算算负荷的的确定，在在工程中中常用的的有需要要系数法法和二项项式法。需需要系数数法是世世界各个个普遍应应用的确确定计算算负荷的的基本方方法，而而二项式式法应用用的局限限性较大大，主要要应用于于机械加加工企业业。关于于以概率率轮为理理论基础础而提出出的用以以取代二二项式发发达利用用系数法法，由于于其计算算比较繁繁复而未未能得到到普遍应应用，所所以只介介绍需要要系数法法与二项项式法。当用电设设备台数数多、各各台设备备容量相相差不甚甚悬殊时时，宜采采用需要要系数法法来计算算。当用电设设备台数数少而容容量又相相差悬殊殊时，则则宜采用用二项式式法计算算。根据原始始资料，用用电设备备台数

17、较较多且各各台容量量相差不不远，所所以选择择需要系系数法来来进行负负荷计算算1。2.1.2 按需需要系数数法确定定计算负负荷 根据据原始资资料分析析，本论论文负荷荷是多组组用电设设备计算算，所以以，要根根据多组组用电设设备计算算负荷的的计算公公式来计计算。 有功功计算负负荷的计计算公式式9：(2.11)式中所所有设备备组有功功计算负负荷P330之和和；有功符符合同时时系数，本本文资料料有提供供为0.9 无功功计算符符合（单单位为kkVar）的的计算公公式：(2.22)式中对对应于用用电设备备组功率率因数的的正切值值，本设设计资料料有提供供。视在计算算负荷（单单位为kkVA）的的计算公公式：(2

18、.33)计算电流流（单位位为A）的的计算公公式：(2.44)2.1.3 6kkV负荷荷计算6kV车车间包括括铸钢车车间、铸铸铁车间间、空压压站，我我们可以以根据需需要系数数法计算算各车间间的有功功功率、无无功功率率、容量量与工作作电流。计计算过程程在附录录A设计计计算书书中。把把所有结结果归纳纳得出下下面的表表2.1。2.1.4NO.1NNO.5变电电所3880V负负荷计算算380VV变电所所包括：1号车间间：铸钢钢车间。2号车间间：铸铁铁车间、砂砂库。3号车间间：铆焊焊车间、11#水泵泵房。4号车间间：空压压站、机机修车间间、锻造造车间、木木型车间间、制材材场、综综合楼。5号车间间：锅炉炉房

19、、22#水泵泵房、仓仓库（11、2）、污污水提升升机。根据以上上的公式式，我们们可以算算出各车车间变电电所的负负荷，计计算过程程在附录录A设计计计算书书中。结结果所得得工厂各各车间负负荷情况况及车间间变电所所的容量量见表22.2。表2.11 各车车间6kkV负荷荷结果表序号车间（单单位）名称高压设备备名称设备容量量(kW)Kdcostg计算负荷荷P30(kW)Q30(kVaar)S30(kVAA)I30(A)1铸钢车间间电弧炉2122500.90.8770.5772025511544.323300.9224.32铸铁车间间工频炉220000.80.90.488288138.2319.4630.

20、773空压站空压机225500.8550.8550.622382.5237.2450.0543.33小计26955.515299.630999.3298.2表2.22 各车车间3880V负负荷结果果表序号车间（单单位）名称设备容量量(kW)Kdcostg计算负荷荷车间变电电所代号号变压器台台数及容容量（kkVA）P30(kW)Q30(kVaar)S30(kVAA)I30(A)1铸钢车间间200000.40.6551.177720842.411088.216844No.112_2铸铁车间间100000.40.71.022360367.2514.2781No.221_砂库1100.70.61.33

21、369.3392.22115.3175小计（KK=0.9）429.3459.4628.89553铆焊车间间120000.30.4551.988324641.5718.410911No.331_1#水泵泵房280.7550.80.75518.9914.2223.6635.99小计（KK=0.9）342.9655.7739.9112444空压站3900.8550.7550.888298.4263.1397.7604No.44机修车间间1500.2550.6551.17733.77539.44851.9978.99锻造车间间2200.30.5551.52259.4490.33108104.2木型车间

22、间1860.3550.61.33358.6677.9997.55148.1No.441_制材场200.2880.61.3335.0446.78.38812.77综合楼200.91016.22016.2224.66小计（KK=0.9）471.3477.5670.9101995锅炉房3000.7550.80.755202.5151.9253.1384.5No.551_2#水泵泵房28280.80.75518.9914.2223.6635.99仓库（11、2）880.30.6551.17723.77627.8836.6655.55污水提升升机140.6550.80.7558.1996.14410.2

23、2415.66小计（KK=0.9）253.4200322.8490.42.2 无功功补偿计计算2.2.1确定定补偿容容量 根据本本资料所所给的条条件：工工厂最大大负荷时时的功率率因数值值在0.9以上上，所以以必需采采用并联联电容器器来采取取无功补补偿。 供电系系统中装装设无功功功率补补偿装置置以后，对对前面线线路和变变压器的的无功功功率进行行了补偿偿，从而而使前面面线路和和变压器器的无功功计算负负荷、视视在计算算负荷和和计算电电流得以以减小，功功率因素素得以提提高2。补偿前功功率因数数：(2.55)补偿后功功率因数数：根据系统统要求，变变压器高高压侧的的功率因因数应大大于0.9。因因此变电电所

24、低压压侧补偿偿后的功功率因数数可取：补偿容量量：(2.66)取标准值值Qc=27000kvvar。根据上面面的计算算可以初初步选出出主变压压器：可选变压压器S99-63300/35。补偿后总总降压变变电所低低压侧计计算负荷荷：有功功率率补偿前前后不变变：无功功率率变化为为：视在功率率变化为为：其中Qcc为无功功补偿。损耗计算算：变压器是是一种能能量转换换装置，在在转换能能量过程程中必然然同时产产生损耗耗。变压压器的损损耗可以以分为铁铁损耗和和铜损耗耗。变压压器的基基本铁损损耗就是是主磁通通在铁心心中引起起的磁滞滞损耗和和涡流损损耗。变变压器的的基本铜铜损耗是是指电流流流过时时所产生生的直流流电

25、阻损损耗。我我们可以以同过查查询变压压器得到到空载损损耗和短短路损耗耗，也就就是铁损损耗和铜铜损耗。通过查阅阅文献3，400433，可可得功率率损耗公公式：(2.77)铁损耗耗 铜损耗耗 有功功功率损耗耗 负负载系数数负载系数数可以通通过系统统最大工工作电流流与变压压器最大大工作电电流的比比计算得得出，通通过查阅阅变压器器的数值值可以得得出：无功功率率的计算算：一台变压压器的空空载无功功功率的的损耗计计算公式式为：(2.88)变压器器空载电电流。(2.99)-变压压器阻抗抗电压。根据上面面2个公公式相加加便得出出无功功功率损耗耗如下：(2.10)2.2.2 补补偿后的的功率因因素总降压变变电所

26、高高压母线线计算负负荷高压侧平平均功率率因数为为：满足要求求。一般此类类系统采采用并联联电容器器进行补补偿。即即在6kkV母线上上每相设设计3个个型号为为BWFF6.3-1100-1(额额定容量量为1000kVVar)的并联联电容补补偿器。3变压器器选择与与主接线线方案的的设计3.1 选择择降压变变压器一般正常常环境的的变电所所，可以以选用油油浸式变变压器，且且应优先先选用SS9、SS11等等系列变变压器。在在多尘或或由腐蚀蚀性气体体严重影影响变压压器安全全运行的的场所，应应选用SS9-MM、S111-MM。R等等系列全全密封式式变压器器。多层或高高层建筑筑内的变变电所，宜宜选用SSC9等等系

27、列环环氧树脂脂注干式式变压器器或SFF6充气气型变压压器。根据本论论文给出出的条件件我们可可以选用用油浸式式变压器器2。3.1.1 35kkV/66kV变变压器的的选择主变压器器台数应应根据负负荷特点点和经济济运行的的要求进进行选择择。当符符合下列列条件之之一时，宜宜装设两两台以上上主变压压器。l 有大量一一级或二二级负荷荷l 季节性符符合变化化较大，适适于采用用经济运运行方式式。l 集中符合合较大，例例如大于于12550kVVA时本冶金厂厂最大视视在功率率达到553255.2kVVA，且且属于22级负荷荷，应装装设2台台变压器器。由于本厂厂有2回回35kkV进线线，即有有两个进进线电源源，根

28、据据前面所所选择的的主结线线方案，如如果采用用2台变变压器，则则能满足足供电可可靠性、灵灵活性的的要求。如如果装设设1台变变压器，投投资会节节省一些些，但一一旦出现现1台主主变故障障，将会会造成全全厂失压压从而造造成巨大大的损失。为为避免前前述情况况的出现现，充分分利用双双电源的的作用，所所以选择择安装22台主变变。对于3880kVV的系统统中，我我们可以以从资料料的图中中得出车车间1里里面有22个配电电所，其其他4个个车间都都只有11个配电电所，因因此我们们可以根根据每个个车间的的符合来来选择变变压器来来进行降降压 4。本厂的最最大视在在功率：考虑到经经济运行行、将来来扩建、可可靠性等等因素

29、，所所以本方方案选择择安装22台型号号为S99-63300/35的的主变压压器，即即使其中中一台变变压器检检修另外外一台主主变也可可供全厂厂负荷。参参数见下下表3.1相应应部分4：表3.1135kkV 2200001225000kVAA S99系列双双绕组压压变压器器技术参参数 项目容量量(kVVA)电压组合合联结组标标号空载电流流(%)短路阻抗抗(%)空载损耗耗(kWW)负载损耗耗(kWW)高压(kkV)高压分接接范围(%)低压(kkV)2000035222.56.310.55Yd1110.86.53.20016.880250000.83.80019.550315003538.550.87.

30、04.50022.550400000.85.40027.000500000.76.50031.000630006.36.610.55110.77.57.90034.55080000YNd1110.811.55045.0001000000.813.66053.0001250000.78.016.00063.000表3.22 S99系列铜铜线配电电变压器器的主要要技术数数据项目容量量(kVVA)电压组合合联结组标标号空载电流流(%)短路阻抗抗(%)空载损耗耗(W)负载损耗耗(W)高压(kkV)低压(kkV)40010.55106.360.4Dyn11134870420005003103004950

31、06303513000495008002.51400075000100001.717000920003.1.2 6kVV/3880V变变压器的的选择 通过过上面负负荷计算算，我们们可以得得到3880V那那5个车车间的最最大视在在功率：S30NNO。11=11108.2kVVA，可可以选择择2个SS9-6630/10(6)变变压器，分分别装进进车间11的2个个配电房房；S330NOO。2=6288.8kkVA，可可以选择择1个SS9-8800/10(6)变变压器装装进车间间2的配配电房；S300NO。33=7339.99kVAA，可以以选择11个S99-8000/110(66)变压压器装进进车间

32、33的配电电房；SS30NNO。44=6770.99kVAA，可以以选择11个S99-8000/110(66)变压压器装进进车间44的配电电房；SS30NNO。55=3222.88kVAA，可以以选择11个S99-4000/110(66)变压压器装进进车间55的配电电房。参参数见上上面图表表3.221：3.2 工厂厂主接线线方案的的比较3.2.1工厂总总降压变变电所高高压侧主主接线方式式比较从原始资资料可知知工厂的的高压侧侧仅有22回355kV进进线，其其中一回回架空线线路作为为工作电电源，另另一回线线路作为为备用电电源，两两个电源源不并列列运行，且且线路长长度较短短，只有有8kmm。因此此将

33、可供供选择的的方案有有如下三三种： 1、单母母线分段段。该接接线方式式的特点点是结线线简单清清晰、运运行操作作方便、便便于日后后扩建、可可靠性相相对较高高，但配配电装置置占地面面积大，断断路器增增多投资资增大。根根据本厂厂的实际际情况进进线仅有有2回，其其中一回回为工作作，另一一回备用用，扩建建可能性性不大。故故此没有有必要选选择单母母线分段段这种投投资相对对较大的的接线方方式；2、内桥桥。该接接线方式式的特点点是需用用断路器器和其它它设备少少，占地地面积和和所需投投资相对对较少，但但可靠性性不太高高；适用用于输电电线路较较长，故故障机率率较高，而而变压器器又不需需经常切切换时采采用。根根据本

34、厂厂特点输输电线路路仅8kkm，出出现故障障的机率率相对较较低，因因此该接接线方式式不太合合适。3、外桥桥。该接接线方式式的特点点是需用用断路器器和其它它设备少少，占地地面积和和所需投投资相对对较少，但但可靠性性不太高高；适用用于较短短的输电电线路，故故障机率率相对较较低，而而变压器器又需经经常切换换，或系系统有穿穿越功率率流经就就较为适适宜。而而输送本本厂电能能的输电电线路长长度仅88km，出出现故障障的机会会较少，因因此，该该接线方方式比较较合适。通过上述述接线方方式比较较，选择择C即外外桥的接接线方式式4。3.2.2工厂总总降压变变电所低低压侧主主接线方式比较较 考虑到到本厂低低压侧的的

35、负荷较较大和出出线较多多，以及及便于日日后馈线线的增扩扩，决定定选择有有汇流母母线的接接线方式式，具体体方案论论证如下下：A、单母母线。具具有接线线简单清清晰、设设备少、投投资相对对小、运运行操作作方便，易易于扩建建等优点点，但可可靠性和和灵活性性较差，故故不采用用；B、单母母线隔离离开关分分段。具具有单母母线的所所有优点点，且可可靠性和和灵活性性相对有有所提高高，用隔隔离开关关分段虽虽然节约约投资，但但隔离开开关不能带负负荷拉闸闸，对日日后的运运行操作作等带来来相当多多的不便便，所以以不采用用；C、单母母线用断断路器分分段。具具有单母母线隔离离开关分分段接线线的所有有优点，而而且可带带负荷切

36、切合开关关，便于于日后的的运行操操作，可可靠性和和灵活性性较高。经综合比比较，选选择方案案C作为为工厂总总降压变变电所低低压侧主主接线方式式4。3.2.3工厂总总降压变变电所供供配电电电压的选选择目前，此此类降压压变电所所的低压压侧常用用电压等等级一般般为：110kVV和6kkV两个个，但考考虑到本本厂低压压侧有66kV的的负荷，如如采用110kVV的电压压等级，还还需进行行二次降降压，这这样会增增加一套套降压设设备，投投资增大大，不符符合经济济原则。所所以，在在本设计计中选择择只用66kV的的电压等等级，将将35kkV的电电压降为为6kVV等级的的电压使使用即可可。选择择这种变变压的供供配电

37、方方式既可可以节省省投资，又又能够降降低损耗耗。而对于3380VV的5个个车间，分分别根据据容量来来选择66kV的的电压降降为3880kVV的变压压器。3.3 总降压压变电所所电气主主接线设设计总降压变变电所335kVV侧（高高压侧）采采用外桥桥接线方方式，22台主变变，一台台运行另另一台热热备用（定定期切换换，互为为备用，不不并列运运行）；6kVV侧（低低压侧）由由运行的的主变供供电，采采用单母母（开关关）分段段的接线线方式，经经开关供供9路出线负荷荷，其中中6路通通过变压压器将66kV降降到3880V。根据上述述对于变变电所高高压侧、低低压侧主主结线方方式的比比较讨论论；变压压器的选选择，

38、确确定了总总降压变变电所的的主接线图3.1主接接线图。3.4 高低低压配电电柜选择择本次设计计的高低低压配电电柜分别别选择为为：35kVV线路上上的电压压互感器器可选择择JYNN-355,1112。35kVV线路上上的电流流互感器器可选择择JYNN-355,433。35kVV主变压压器低压压侧的66kV出出线端电电流互感感器可选选择JYYN2-10。6kV变变压器低低压侧的的3800V出线线端电流流互感器器可选择择PGLL2-005。6kV母母线上的的电压互互感器可可选择GGG1AA(F)-544。通过以上上各步骤骤的设计计，我们们可以得得出比较较完整的的变配电电所主接接线图，我我们可以以通过

39、AAUTOOCADD20005绘制制得出，图图在附录录B中7。35kV进线235kV进线1#2线路PT#1线路PT#2主变#1主变6kV段母线6kV段母线#1PT#2PT 馈 馈 馈 馈 馈 馈 馈 馈 馈 线 线 线 线 线 线 线 线 线 1 2 3 4 5 6 7 8 9图3.11 主接接线图4短路电电流计算算4.1 短路路计算的的意义短路时电电力系统统的严重重故障。所所谓短路路，是指指一切不不正常的的相与相相之间或或相与地地（对于于中性点点接地的的系统）发发生通路路的情况况。在电电力系统统和电气气设备设设计和运运行中，短短路计算算是解决决一系列列技术问问题所不不可缺少少的基本本计算，这

40、这些问题题主要是是：l 选择有足足够动稳定度度和热稳稳定度的的电气设设备，例例如断路路器、互互感器、母母线、电电缆等，必必须以短短路计算算作为依依据。这这里包括括计算冲冲击电流流以校验验设备的的电动力稳稳定度；计算若若干时刻刻的短路路电流周周期分量量以校验验设备的的热稳定定度；计计算制定定时刻的的短路电电流有效效值以校校验断路路器的断断流能力力等。l 为了合理理配置各各种继电电保护和和自动装装置并正正确整定定其参数数，必须须对电力力网中发发生的各各种短路路进行计计算与分分析。在在这些计计算中不不但要知知道故障障支路中中的电流流值，还还必须知知道电流流在网络络中的分分布情况况。有时时还要知道系系

41、统中某某些节点点的电压压值。l 在设计和和选择发发电厂和和电力系系统电气气主接线线时，为为了比较较各种不不同方案案的接线线图，确确定是否否需要采采取限制制短路电电流的措措施等，都都要进行行必要的的短路电电流计算算。l 进行电力力系统暂暂态稳定定计算，研研究短路路对用户户工作的的影响等等，也包包含有一一部分短短路计算算的内容容。要对系统统进行短短路计算算，必须须先要求求出变压压器和输输电线路路的电抗抗值，所所以先要要选择线线路的材材料5。4.2 短路路计算短路电流流实用计计算中，采采用以下下假设条条件和原原则5：l 正常工作作时，三三相系统统对称运运行。l 所有电源源的电动动势相位位角相同同。l

42、 短路发生生在短路路电流为为最大值值的瞬间间。l 不考录短短路点的的电弧阻阻抗和变变压器的的励磁电电流。l 元件的计计算数均均取其额额定值，不不考虑参参数的误误差和调调整范围围。l 输电线路路的电容容略去不不计。绘制计算算电路 如图44.1所示示：图4.11 系统统等值电电路根据原始始资料，我们应应该分别别计算系系统最大大运行方方式即和和最小运运行方式式时的短短路电流流。而对对于短路路点d-3，由由于系统统中的变变压器不不相同，而而变压器器的阻抗抗分别为为4.55和5，所所以下面面的计算算中6kkV变压压器短路路点会分分两种情情况d-3和dd-3。所有短路路点的计计算过程程在附录录A的设设计计

43、算算书中。而而我们可可得得到到的短路路电流归归纳在下下面2个个表中。表4.11 2000MVVA短路路计算表表短路计算算点三相短路路电流/kAIk(33)I”(33)I(33)Ish(3)d12.12.12.13.788d26.9446.9446.94412.449d310.44410.44410.44418.88d312.77412.77412.77422.99表4.22 1775MVVA 短短路计算算表短路计算算点三相短路路电流/kAIk(33)I”(33)I(33)Ish(3)d11.9221.9221.9223.466d26.5886.5886.58811.884d310.33810.

44、33810.33818.77d311.4411.4411.44205电气设设备选择择5.1 电气气设备选选择与校校验的条条件与项项目为了保证证一次设设备安全全可靠地地运行，必必须按下下列条件件选择和和校验2：1)按正正常工作作条件包包括电压压、电流流、频率率及开断断电流等等选择。2)按短短路条件件包括动动稳定和和热稳定定进行校校验。3)考虑虑电气设设备运行行的环境境条件如如温度、湿湿度、海海拔高度度以及有有无防尘尘、防腐腐、防火火、防爆爆等要求求。4)按各各类设备备的不同同特点和和要求如如短路器器的操作作性能、互互感器的的二次负负荷和准准确度级级等进行行选择。5.2 设备备选择5.2.1断路器

45、的的选择断路器形形式的选选择，除除需满足足各项技技术条件件和环境境条件外外，还应应考虑便便于安装装调试和和运行维维护，并并经技术术经济比比较后才才能确定定。根据据当前我我国生产产制造情情况，电电压62000kV的的电网一一般选用用少油断断路器；电压11103300kV的的电网，当当少油短短路器技技术条件件不能满满足要求求时，可可选用六六氟化硫硫或空气气断路器器；大容容量机组组采用封封闭母线线时，如如果需要要装设断断路器，宜宜选用发发电机专专用断路路器6。断路器选选择的具具体技术术要求如如下：（1）电电压：(5.1)（2）电电流：(5.2)（3）开开断电流流：(5.3)断路器器实际开开断时间间t

46、秒的的短路电电流周期期分量。断路器器t秒的的开断容容量。断路器器的额定定开断电电流。断路器器额定开开断容量量。（4）动动稳定：(5.4)断路器器极限通通过电流流峰值。三相短短路电流流冲击值值。（5）热热稳定： (5.5)稳态三三相短路路电流。短路电电流发热热等值时时间。断路器器t秒而而稳定电电流。各电压等等级断路路器的选选择：35kVV等级变压压器高压压侧选择择少油断断路器SSW3-356。电压：电流：断流能力力：动稳定度度：热稳定度度：满足要求求6kV等等级变压压器低压压侧与出出线选择择少油短短路器SSN1001006。电压：电流：断流能力力：动稳定度度：热稳定度度：满足要求求380VV等级

47、选选择低压压断路器器DW115115000/3DD4。电压：电流：断流能力力：380VV低压短短路器不不需要考考虑动稳稳定和热热稳定，所所以满足足。5.2.2隔离开开关的选选择负荷开关关型式的的选择，其其技术条条件与断断路器相相同，但但由于其其主要是是用来接接通和断断开正常常工作电电流，而而不能断断开短路路电流，所所以不校校验短路路开断能能力。隔离开关关型式的的选择，应应该根据据配电装装置的布布置特点点和使用用要求等等因素，进进行综合合的技术术经济比比较然后后确定6。（1）电电压：(5.6)（2）电电流：(5.7)（3）动动稳定： (5.8)断路器器极限通通过电流流峰值。三相短短路电流流冲击值

48、值。（4）热热稳定： (5.9)稳态三三相短路路电流。短路电电流发热热等值时时间。断路器器t秒而而稳定电电流。各电压等等级隔离离开关的的选择：35kVV等级：变压器器高压侧侧选择隔隔离开关关GW44355T6。电压：电流：动稳定度度：热稳定度度：满足要求求。6kV等等级：变变压器低低压侧选选择隔离离开关GGN199100/100001。电压：电流：动稳定度度：热稳定度度：满足要求求。380VV等级隔隔离开关关选择为为HD113115000/3006。电压：电流：低压隔离离开关不不需要考考虑动稳稳定和热热稳定，所所以满足足要求。5.2.3 高高压熔断断器选择择熔断器的的形式可可根据安安装地点点、

49、使用用要求选选用。高高压熔断断器熔体体在满足足可靠性性和下一一段保护护选择性性的前提提下，当当在本段段保护范范围内发发生短路路时，应应能在最最短时间间内切断断故障，以以防止熔熔断时间间过长而而加剧被被保护电电器的损损坏4。（1）电电压：(5.10) 限流流式高压压熔断器器不宜使使用在工工作低于于其额定定电网中中，以免免因过电电压使电电网中的的电器损损坏，故故应该。（2）电电流：(5.11)熔体的的额定电电流。熔断器器的额定定电流。（3）断断流容量量：(5.12)三相短短路冲击击电流的的有效值值。熔断器器的开断断电流。各电压等等级高压压熔断器器的选择择：35kVV等级：变压器器高压侧侧选择高高压

50、熔断断器RWW10-335/00.54。电压：电流：由由于高压压熔断器器是接在在电压互互感器上上，最大大工作电电流非常常小，因因此满足足要求。断流容量量：满足要求求。6kV等等级：变变压器低低压侧选选择高压压熔断器器RN1164。电压：电流：由由于高压压熔断器器是接在在电压互互感器上上，最大大工作电电流非常常小，因因此满足足要求。断流容量量：满足要求求。5.2.4 电电压互感感器的选选择（1）电电压互感感器的选选择和配配置应按按以下条条件6：l 6200kV屋屋内配电电装置，一般采采用油浸浸绝缘结结构，也可采采用树脂脂浇注绝绝缘接共共的电压压互感器器。l 351110kkV配电电装置，一一般采

51、用用油浸绝缘缘结构的的电压互互感器。l 220kkV及以以上配电电装置，当当容量和和准确度度等级满满足要求求时，一一般采用用容式电电压互感感器。l 在需要检检查和监监视一次次回路单单相接地地时，应应选用三三相五柱柱式电压压互感器器或具有有第三绕绕组的单单相电压压互感器器组。（2）一一次电压压：(5.13)为电压互互感器额额定一次次线电压压，1.1和0.99是允许许的一次次电压的的波动范范围，即即为。（3）准准确等级级：电压压互感器器应在那那一准确确等级下下工作，需需根据接接入的测测量仪表表和继电电器和自自动装置置等设备备对准确确等级的的要求确确定。各电压等等级电压压互感器器的选择择：35kVV

52、等级：变压器器高压侧侧选择油油浸式电电压互感感器JDDJ2352。根据环境境要求和和上述条条件应选选择油浸浸式电压压互感器器电压：335kVV满足要要求准确等级级：准确确等级为为0.5级。6kV等等级：变变压器低低压侧选选择JDDZX886环环氧树脂脂全封闭闭浇注电电压互感感器根据环境境要求和和上述条条件应选选择油浸浸式电压压互感器器：电压：66kV满满足要求求。准确等级级：准确确等级为为0.5级。5.2.5 电电流互感感器的选选择（1）型型式：电电流互感感器的型型式应根根据使用用环境条条件和产产品情况况选择。对对于620kkV屋内内配电装装置，可可采用次次绝缘技技工或树树脂浇注注绝缘结结构的

53、电电流互感感器。对对于355kV及及以上配配电装置置，一般般采用油油浸瓷箱箱式绝缘缘接共的的独立式式电流互互感器。一一般尽量量采用套套管式电电流互感感器6。（2）一一次回路路电压：(5.14)为电流互互感器安安装处一一次回路路工作电电压，为为电流互互感器额额定电压压。（3）一一次回路路电流：(5.15)为电流互互感器安安装处的的一次回回路最大大工作电电流，为为电流互互感器原原边额定定电流。（4）准准确等级级：电流流互感器器准确等等级的确确定与电电压互感感器相同同。（5）动动稳定：内部动动稳定(5.16)式中电流流互感器器动稳定定倍数，它它等于电电流互感感器极限限通过电电流峰值值与一次次绕组额额

54、定电流流峰值之之比。（6）热热稳定：(5.17)为电流互互感器的的1秒钟钟热稳定定倍数。各电压等等级电流流互感器器的选择择：35kVV等级：变变压器高高压侧选选择LZZZB88355（D）电电流互感感器22。电压：电流：动稳定度度：热稳定度度：满足要求求。6kV等等级：变变压器低低压侧与与出线选选择LZZZQBB666/100002。电压：电流：动稳定度度：热稳定度度：满足要求求。380等等级：变变压器选选择LMMZ10.5电流流互感器器2。电压：电流：380VV低压电电流互感感器不需需要动稳稳定和热热稳定校校验。经过以上上的一次次设备的的选择与与校验，我我们可以以归纳出出以下表表：表55.1

55、、表表5.2、表表5.3。所所选设备备均满足足要求。表5.11 355kV设设备选型型表选择校验验项目电压电流断流能力力动稳定度度热稳定度度装置地点点条件(kV)I30（AA）Ik(330)(kA)ish(30) (kkA)I(330)22timma(kkA)35882.13.7888.822额定参数数(kV)IN（AA）Ioc(kA)imaxx(kAA)It2tt(kAA)少油断路路器SW3-35356306.617174.24隔离开关关GW4-35TT356005015.88电压互感感器JDDJ2-3535电流互感感器LZZZB88-355(D)35200/522.33k40高压熔断断器R

56、WW10-35/0.5350.566k避雷器YY5CZZ4442/111735表5.223800V设备备选择选择校验验项目电压电流断流能力力动稳定度度热稳定度度装置地点点条件(kV)I30（AA）Ik(kkA)ish(kA)I0tiima(kA)380VV11244A10.448kAA18.88kA163kkA额定参数数(kV)IN（AA）Ioc(kA)imaxx(kAA)It2tt(kAA)变压器低低侧断路路器DWW15-15000/33D3801500040低压刀开开关HD133-15500/303801500025主变低压压电流互互感器LLMZJJ100.538015000/5表5.33

57、6kVV设备选选型表选择校验验项目电压电流断流能力力动稳定度度热稳定度度装置地点点条件(kV)I30（AA）Ik(kkA)ish(kA)I0tiima(kA)6kV512AA6.944kA12.449kAA72.225kAA额定参数数(kV)IN（AA）Ioc(kA)imaxx(kAA)It2tt(kAA)变压器断断路器SSN100-100101000031.558019844出线断路路器SNN10-10101000031.558019844隔离开关关GN199-100/1000010100008039699高压熔断断器RNN1-6660.5192.5电压互感感器JDDZB-66主变低压压电流互互感器LLZZQQB-66/10000610000/5