110kV变电站的电气部分进行设计.doc

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1、理工大学毕业设计（论文）说明书 摘要随着我国电力“十二五”规划的稳步推进，110kV变电站的建设得到了快速发展，科学的变电站设计不仅可以增加系统的可靠性，提高供电能力，而且能够降低供电成本，节约占地面积，使变电站达到最佳配置，不断提高其实用性和经济性。本文就嵩北地区的嵩北110kV变电站的电气部分进行设计。主要包括主变压器的选择，电气主接线设计，短路电流计算，电气设备及配电装置的选择。主变的选择包括其型式、结构、台数等；电气主接线根据进出线、负荷的性质等综合因素确定；短路计算为设备的选择和运行方式提供数据；电气设备选择包含母线、断路器、隔离开关、电压和电流互感器、电容器以及避雷器的选择等且进行

2、了配电装置设计。关键词：110kV变电站；电气设计；主变压器；电气主接线； 短路电流计算ABSTRACTWith the steady development of our countrys Electric Twelfth Five-year Guideline, 110kV substations have constructed rapidly. A scientifically designed substation can not only improve the reliability and performance of power system, but also reduce

3、 its cost and floor space. On the whole, it operates with the best performance, increasing the systems practicability and economy. In this thesis, we design the electrical part of Songbei 110kV substation in the northern. The design consists of the main transformer, electrical wiring, operation of s

4、hort current and the selection of electrical equipment. Main transformer includes its type, structure, amount and so on. Electrical wiring is selected by substations properties. The operation of short current is used to choose bus, breaker, disconnector, voltage and current transformer, capacitor, a

5、rrester etc. Finally, the electrical devices are also designed.Keywords: 110 kV substation； electrical design； the main transformer; short-circuit current目录摘要IABSTRACTII1 概述11.1 变电站概述11.2 嵩北变电站概况11.3 本设计的任务22 负荷计算及变压器的选择32.1 负荷计算42.1.1 35kV侧的负荷计算42.1.2 10kV侧的负荷计算42.1.3系统的总负荷计算42.2 无功补偿52.2.1无功补偿的意义5

6、2.2.2 无功补偿的计算与设备选择62.3 主变压器的选择72.3.1 主变压器的选择原则72.3.2 主变压器台数的选择72.3.3 主变压器容量的选择82.3.4 变电站主变压器型式的选择8 2.4 站用变压器的选择93 电气主接线设计113.1 电气主接线的设计原则和要求113.1.1电气主接线的设计原则113.1.2 对主接线设计的基本要求113.2 电气主接线的基本形式和特点123.2.1主接线的基本形式123.2.2不分段的单母线接线133.2.3分段的单母线接线143.2.4单母线带旁路母线接线153.2.5一般双母线接线153.2.6一般双母线带旁路接线163.2.7分段的双

7、母线接线与一台半断路器接线163.2.8单元接线163.2.9桥型接线173.2.10角形接线183.2.11站用电接线193.3 变电站各级电压主接线的选择193.3.1本变电站接线方式的分析193.3.2 各级主接线的确定194 短路电流计算204.1 短路电流计算的目的与基本假设204.1.1 短路电流计算的目的204.1.2 短路电流计算的基本假设204.2 短路电流计算的步骤214.3 短路电流计算书214.3.1 110kV侧短路点短路电流计算244.3.2 35kV侧短路点短路电流计算254.3.3 10kV侧短路点短路电流计算265 电气设备的选择275.1 电气设备选择的一般

8、要求275.2 电气设备选择的一般原则275.3 断路器及隔离开关的选择295.3.1 110kV断路器及隔离开关的选择305.3.2 35kV断路器及隔离开关的选择325.3.3 10kV断路器的选择355.4 电流互感器的选择375.4.1 110kV电流互感器的选择375.4.2 35kV电流互感器的选择385.4.3 10kV电流互感器的选择385.5 电压互感器的选择395.5.1 110kV电压互感器的选择395.5.2 35kV电压互感器的选择405.5.3 10kV电压互感器的选择405.6 母线的选择415.6.1 110kV母线的选择415.6.2 35kV母线的选择425

9、.6.3 10kV母线的选择425.7 绝缘子和穿墙套管选择435.8 防雷保护设计435.8.1变电站的防雷保护特点435.8.2直击雷防护445.8.3进线段保护445.8.4侵入波过电压防护445.8.5三绕组变压器和变压器中性点的防雷保护446 配电装置456.1 对配电装置的基本要求456.2 配电装置的类型及应用456.2.1 配电装置的类型456.2.2 配电装置的应用456.3 配电装置的设计原则及步骤466.3.1 配电装置的设计原则466.3.2 配电装置的设计要求466.4 配电装置的选择466.4.1 110kV配电装置466.4.2 35kV配电装置476.4.3 1

10、0kV配电装置48致谢49参考文献50附录51V1 概述1.1 变电站概述 电能是人们日常生活和工作中不可或缺的能源，随着社会的发展和进步，电能的需求大幅增加。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换电压和分配电能的作用。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是旧老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加，县镇变电站中无人值班型增加迅速。国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而国内外变电站未来共同的发展趋势是数字化智能变电站。近年来我国提出了加快城网和农网建设及改造，拉动内需的发展计划。其中110kV变

11、电站的建设得到了较快的发展，科学的变电站设计不仅可以增加系统的可靠性，提高供电能力，而且能够降低供电成本，节约占地面积，使变电站达到最佳配置，不断提高系统的实用性和经济性。近些年洛阳市嵩北地区新建了许多工厂，负荷增加，原变电站已很难适应发展需要，拟建设新型110kV变电站。1.2 嵩北变电站概况（1）此变电站主要对本地区用户供电，尤其对本地区大用户进行供电，同时与其他地区变电站联成环网，提高了供电质量及可靠性。 （2）此变电站位于嵩北地区，该地区地势平坦，交通便利，进出线方便，土壤电阻率P500*M，空气较干燥且污染轻微。年最高气温35，年最低气温-10，年平均气温18，最热月平均气温27，土

12、壤温度22。（3）本变电站的电压等级为110/35/10，负荷分为35kV和10kV两个电压等级。设计时系统电源S所供给的短路功率计算值为3011MVA。（4）本变电站的出线情况为：35kV出线6回，10kV出线8回。（5）本变电站计算站用容量为100kVA。（6）本变电站各电压等级负荷数据如表1-1所示。表1-1 负荷情况电压等级负荷编号和名称每回最大负荷（kW）功率因数线路长度（km）35kVL1星合变压器厂60000.853L2安拓窑炉公司50000.855L3新华水泥厂60000.858L4城关镇80000.8513L5易锐电器40000.87L6田园渡假村50000.85410kVL

13、a中医药学校15000.911Lb天穗食品公司30000.854Lc西关村20000.855Ld北街幼儿园10000.83Le中医院22000.83Lf南街小区12000.858Lg白云大厦7000.89Lh一高8000.861.3 本设计的任务 （1）负荷计算 （2）确定变电站主变压器的台数、容量和类型 （3）设计变电站的电气主接线，选出几个主接线方案并进行可靠性和经济性的综合比较，确定一个最佳方案 （4）短路电流计算 （5）选择电气设备并校验 （6）设计配电装置 （7）设计防雷保护2 负荷计算及变压器的选择进行电力设计，需要根据原始资料估计所需的电力和电量。估计的准确程度，影响电力设计的质

14、量，如估算过高，将增加供电设备的容量，使供电系统复杂，浪费有色金属，增加初期投资和运行管理工作量；而估算过低，又会使供配电系统投入运行后，供电系统的线路和电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，加速绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。求计算负荷的工作称为负荷计算。计算负荷是根据已知的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选择供配电系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。我国目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。其中需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本方法，最为

15、简便。由公式： (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) 其中 该用电设备组的有功功率； 该用电设备组的无功功率； 该用电设备组的视在功率； 该用电设备组的计算负荷电流； 需要系数； 该用电设备组的设备总额定容量； 功率因数角； 额定电压； 在实际计算过程中，还应再加入一个同时系数K，根据相关资料，计算负荷需要系数法的同时系数参考值为： （1）计算负荷小于5000kW时取 0.91.0 （2）计算负荷为5000-10000kW时取 0.85 （3）计算负荷超过10000kW时取 0.82.1 负荷计算2.1.1 35kV侧的负荷计算由表1-1得 因35kV侧的需要系数为0.9，且35kV

16、侧的功率因数计算值取0.85，于是35kV母线侧的总负荷为则35kV母线侧的计算负荷为：另外，因为，故35kV侧同时系数K取0.8。2.1.2 10kV侧的负荷计算由表1-1得因10kV侧的需要系数为0.85，且10kV侧的功率因数计算值取0.85，于是10kV母线侧的总负荷为 则10kV母线侧的计算负荷为：另外，因为故10kV侧同时系数K取0.8。2.1.3系统的总负荷计算(1)35kV侧 则（2）10kV侧 则 又35kV侧与10kV侧的同时系数K为0.8，于是母线侧的总负荷为 则系统的计算负荷为： 2.2 无功补偿2.2.1无功补偿的意义 无功功率补偿，简称无功补偿，在电力供电系统中起提

17、高电网功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，因而，无功功率补偿在电力系统中处于一个不可缺少的重要位置。电力系统的无功功率平衡是保证电压质量的基本条件，电力系统的无功电源主要有同步发电机、同步电动机、并联电容器、同步调相机和线路的充电功率等。电力系统的无功负荷主要指异步电动机、并联电抗器、变压器和输电线路的无功损耗等。 并联电容器与并联电抗器是电力系统无功补偿的重要设备，应优先选用。2.2.2 无功补偿的计算与设备选择由国家标准可知，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。因此无功补偿容量的确定如下所示。(1)由如下

18、公式求10kV线路自然功率因数 （2-4）式中 用户10kV母线上的计算有功功率；用户10kV母线上的计算视在功率。 所以 (2)计算所需电容器的容量 将功率因数由0.85提高到0.9时所需电容器的容量可由式（2-5）求得 （2-5） 式中 所需电容器组的总补偿容量； 平均负荷系数，计算时取0.70.85； 用户10母线上的计算有功功率； 所以 按电网电压查资料，选额定电压为10.5kV，额定容量为的YY10.5-11-1型油浸式移相电容器。 （3）确定电容器的总容量和每相电容器数：按三角形接线，所需电容器的总数N为（个）每相电容器数n为（个） （4）选择实际台数考虑大型用户变电站10kV为单

19、母线分段，故取实际每相电容器数为n，=20个，则实际电容器的台数取为N=120个。 （5）无功补偿后系统的计算负荷为 2.3 主变压器的选择2.3.1 主变压器的选择原则 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，它是各种电压等级变电站中的主要电气设备之一。由于主变压器的型式、结构、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果主变压器容量选的过大，台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设

20、备未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。本变电站主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故过负荷能力。2.3.2 主变压器台数的选择主变压器台数确定的原则：（1）与系统有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电站，在一种电压等级下，主变压器应不小于2台。（2）与系统联系较弱的中、小型电厂和低压侧电压为610kV的变电站或与系统联系只是备用性质时，可只装设1台主变压器。（3）对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，应考虑装设三台主变压器。（4）为了保证供电可靠

21、性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电站中一般装设两台主变压器。当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担60%70%的负荷，保证全变电站的正常供电。本次设计变电站为重要中间变电站，若全所停电后，将引起下一级变电所与地区停电。故应选用两台主变压器，并列运行且容量相等。2.3.3 主变压器容量的选择主变压器容量确定的原则： （1）按变电站建成后510年规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展，对城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。 （2）应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷的60%70%或全部重要负荷（当、类负荷超过上述比例时）选择。 由上一节的负

22、荷计算结果可知，, 根据上述条件要求，两台主变压器应各自承担19.23MVA。而当一台停运时，另一台则承担70%为SNT=0.7S=27.35MVA。故综合实际情况选两台31.5MVA的主变压器就可满足负荷需求。2.3.4 变电站主变压器型式的选择 （1）相数在330kV及以下电力系统的变电所一般都应选择三相变压器。因为单相变压器组相对投资大、占地多，运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。但是由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器需要考虑其运输可能性，若受到限制时，则可选择单相变压器组。本次设计的变电站，位于平原麦田地，交通便利，不受运输条件限制，且应尽量少

23、占用麦田，故本变电站选用三相变压器。 （2）绕组数 电力变压器按其每相的绕组数分为双绕组、三绕组或者更多绕组等型式。 在具有三种电压等级的变电所，如变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上，或低压侧虽无负荷，但需在该侧装设无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。 （3）绕组接线组别变压器的绕组连接方式必须使得其线电压与系统线电压相位一致，否则不能并列运行。我国电力变压器的三相绕组所采用的连接方式为

24、：110kV及以上电压侧均为YN连接，即有中性点引出并直接接地；35kV作为中压侧时可采用Y连接，其中性点一般经消弧线圈接地；35kV以下电压侧（不含0.4kV及以下）一般都采用连接。因而，该三绕组联结组别为：110kV电压变压器绕组采用YN连接，35kV采用yn0连接，其中性点经消弧线圈接地，10kV绕组采用d11接法。 （4）结构型式 本变电站的三绕组变压器以高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅，则应选用降压型，其绕组排列为：铁芯低压绕组中压绕组高压绕组。 （5）调压方式 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器分接头较少，调压范围只有10

25、%，且分接头必须在停电情况下才能调节，有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可在带负荷的情况下调压，宜用在该变电站。 （6）冷却方式 电力变压器的冷却方式，随其型式和容量不同而异。强迫油循环风冷却，采用潜油泵强迫油循环，并采用风扇对油管进行冷却，额定容量在40000kVA及以上。本设计主变为大型变压器，发热量大，散热问题不容忽视，强迫油循环冷却效果较好，且该变电站所在郊区通风效果好，宜采用强迫油循环风冷却方式。综上所述，嵩北变电站变压器选择型号为SFSZ9-31500/110。主变技术参数如表2-2所示。表2-2 型号及容量(kVA)额定电压高/中/低(kV)连接组别损耗(k

26、W)阻抗电压(%)空载电流(%)冷却方式空载负载高中高低中低SFSZ9-31500/110110/38.5/10.5YN/yn0/d1129.54125.8010.517.56.50.5油浸风冷2.4 站用变压器的选择 35110kV变电所设计规范规定，在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同可互为备用的站用变压器，分别接到母线的不同分段上。变电站的站用负荷，一般都比较小，其可靠性要求也不如发电厂那样高。变电站的主要负荷是变压器冷却装置、油处理设备、检修工具以及采暖、通风、照明、供水等。这些负荷容量都不太大，因此变电站的站用电压只需0.4kV这一等级。本变电站计算站用容量为100k

27、VA，根据相关资料，可选用两台10kV级S9-100/10三相油浸自冷式变压器，其参数如表2-3所示。表2-3型号额定容量(kVA)额定电压高/低(kV)连接组别损耗(W)阻抗电压(%)空载电流(%)冷却方式空载短路S9-100/1010010/0.4Y/yn0290150041.6油浸自冷3 电气主接线设计3.1 电气主接线的设计原则和要求3.1.1电气主接线的设计原则电气主接线设计的基本原则为：以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济

28、性。3.1.2 对主接线设计的基本要求 电气主接线的基本要求主要包括可靠性、灵活性和经济性三个方面。（一）可靠性电力中断不仅给电力系统造成损失，而且给国民经济各部门造成损失，甚至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等重大事故。因此，供电可靠性是电力生产、转换和分配过程中最基本、最首要的要求。供电可靠性指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力。即电气主接线在规定的时间段内，无故障工作时间所占的比例。主接线的可靠性可以进行定性或定量计算。因设备检修或事故被迫中断供电的机会越少、停电影响范围越小、停电时间越短，表明主接线的可靠性就越高。主接线可靠性的具体要求有：（1） 断路器检修时，不宜

29、影响对系统的供电。（2） 断路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对一级负荷、全部或者大部分二级负荷的供电。（3） 尽量避免发生变电所全部停运的可能性。（二）灵活性主接线应满足调度、检修和扩建时的灵活性。（1） 调度灵活。根据系统负荷的需要，灵活地投入或切除机组、变压器或线路，调配电源和负荷，满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。（2） 检修安全。当某线路或电气设备检修时，能方便地将其退出运行，并使该设备与带电运行部分安全隔离，进行检修而不影响系统的正常运行及用户的供电要求。（3） 扩建方便。由于投资和建设周期的关系，大型电力工

30、程一般都分期建设，随着供电规模的扩大，往往会对已投运的变电站进行扩建。因此，在设计主接线时，应便于扩建，可以容易地从初期接线过渡到最终接线，并在扩建时尽量减少对一次、二次设备进行改造。（三）经济性电气主接线的可靠性和灵活性与经济性之间往往是矛盾的，提高主接线的可靠性和灵活性，必然会导致投资的增加。所以，三者必须综合考虑，在满足必要的可靠性和灵活性的前提下，应尽量做到经济合理。（1） 节省投资。在满足可靠性和灵活性的前提下，主接线设计时尽量简单清晰，可以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资；有时应采用限制短路电流的措施，以便可以选用轻型电气设备；保护、控制二次回路不要过

31、分复杂，以节省二次设备和控制电缆的投资；在满足系统安全运行及继电保护要求下，110kV及以下终端或分支变电站可采用直降式变压器和质量可靠的简易电器（如跌落式熔断器）代替高压断路器。（2） 年运行费用小。年运行费包括电能损耗费、折旧费及大维修费、日常小维修费。其中电能损耗费主要由变压器引起，因此，要合理地选择变压器的型式、容量、台数及避免两次变压而增加电能的损耗；尽量选择使用检修周期较长的电气设备（如SF6断路器）。（3） 占地面积小。主接线的设计要为配电装置的布置创造条件，尽量减少占地面积。3.2 电气主接线的基本形式和特点3.2.1主接线的基本形式主接线的基本形式可分为有汇流母线和无汇流母线

32、两大类，它们又各分为多种不同的接线形式。有汇流母线的接线形式的基本环节是电源、母线和出线。母线是中间环节，其作用是汇集和分配电能，使接线简单清晰，运行、检修灵活方便，进出线可有任意数目，利于安装和扩建。但是，有母线的接线形式使用的开关电器较多，配电装置占地面积较大，投资较大，母线故障或检修时影响范围较大，适用于进出线较多（一般超出4回时）并且有扩建和发展可能的发电厂和变电站。其主要接线形式有单母线接线、双母线接线、一台半断路器接线。无汇流母线的主接线没有母线这一中间环节，使用的开关电器少，配电装置占地面积小，投资较少，没有母线故障和检修问题，但其中部分接线形式只适用于进出线少且没有扩建和发展可

33、能的发电厂和变电所。其主要接线形式有单元接线、桥型接线以及角形接线。3.2.2不分段的单母线接线不分段的单母线接线是最基本的接线方式，如图3-1所示。以下几点说明基本上是各种主接线形式所共有的。（1） 供电电源在发电厂是发电机或变压器，在变电所是变压器或高压进线。（2） 每回进出线都装有断路器和隔离开关。（3） 断路器有灭弧装置，而隔离开关没有，为防止误操作，除严格执行操作规程外，在隔离开关和相应的断路器之间加装有电磁闭锁或机械闭锁装置。（4） 35kV及以上母线，每段母线上亦配置12组接地开关。不分段的单母线接线优点简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，有利于扩建和采用成套配电装置。缺点可

34、靠性、灵活性差；任一回路的断路器检修，该回路停电；母线或任一母线隔离开关检修，全部停电；母线故障，全部停电。适用范围610kV配电装置，出线回路数不超过5回；3563kV配电装置，出线回路数不超过3回；110220kV配电装置，出线回路数不超过2回的只有一台发电机或一台主变压器的系统。3.2.3分段的单母线接线分段的单母线接线如图3-2所示。分段的单母线接线优点与不分段相比，提高了可靠性和灵活性；两母线段可并列运行（分断断路器接通），也可以分裂运行（分断断路器断开）；重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电；任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围。缺

35、点增加了分段设备的投资和占地面积；某段母线故障或检修仍有停电问题；某回路的断路器检修，该回路停电；扩建时，需向两端均衡扩建。适用范围610kV配电装置，出线回路数为6回及以上；3563kV配电装置，出线回路数为48回时；110220kV配电装置，出线回路数为34回时。3.2.4单母线带旁路母线接线 分段单母线设置旁路母线的原则：（1）610kV配电装置，一般不设旁路母线。当地区电力网或用户不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。（2）3563kV配电装置，一般也不设旁路母线。当线路断路器不允许停电检修时，可采用分段兼旁路断路器的接线。（3）110220kV配电装置，一般需设置旁路母线。首先采用

36、分段兼旁路断路器的接线。3.2.5一般双母线接线一般双母线接线如图3-3所示。一般双母线接线优点（1） 供电可靠。检修任一母线时，不会中断供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需停该回路及该隔离开关相连的母线。（2） 运行方式灵活。可以采用：两组母线并列运行；一组母线工作，另一组母线备用；两组母线分裂运行方式。（3） 扩建方便，可向母线的任一端扩建。缺点在母线检修或故障时，隔离开关作为倒换操作电器，操作复杂，易发生误操作；当一组母线故障时仍短时停电，影响范围较大；检修任一回路的断路器，该回路仍停电；所用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂。适用范围610kV配电装置，当短路电流较大，出线需带

37、电抗器时；3563kV配电装置，当出线回路数超过8回或连接的电源较多、负荷较大时；110220kV配电装置，当出线回路数为5回及以上。3.2.6一般双母线带旁路接线一般双母线设置旁路母线的原则：（1）663kV配电装置，一般不设置旁路母线；（2）110220kV配电装置，设置旁路母线的原则与分段单母线相同。3.2.7分段的双母线接线与一台半断路器接线分段的双母线是用断路器将其中一组母线分段，或将两组母线都分段。一台半断路器接线又称3/2接线，即每两条回路共用3台断路器（每条回路一台半断路器）。此两种接法虽提高了系统可靠性和灵活性，但断路器及配电装置投资较大，一般不宜用于110kV及以下变电站。

38、3.2.8单元接线（1） 发电机双绕组变压器单元接线，如图3-4所示。（2） 发电机变压器扩大单元接线，如图3-5所示。 单元接线的特点：（1）接线简单，开关设备少，操作简单。（2）配电装置结构简单，占地少，投资省。3.2.9桥型接线当只有两台主变压器和两回输电线路时，采用桥型接线，所用断路器数量最少。其接线形式有内桥、外桥等形式。如图3-6所示。另外，桥型接线很容易发展为分段单母线或双母线接线，在35220kV小容量发电厂、变电所配电装置中广泛采用，但可靠性不高，当有发展、扩建要求时，应在布置时预留设备位置。3.2.10角形接线四角形接线如图3-7所示。它是将断路器布置闭合成环，并在相邻两台

39、断路器之间引接一条回路（不装设断路器）的接线。特点：闭环运行时，有较高的可靠性和灵活性，但角形接线中任一台断路器检修时，变开环运行，降低接线的可靠性。另外，该接线方式配电装置的明显性较差，而且不利于扩建。角形接线多用于最终规模较明确，进出线数为35回的110kV及以上的配电装置中（如水电厂及无扩建要求的变电所等）。3.2.11站用电接线 一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。可考虑单母线分段接线和单母线接线两种方案。由于单母线接线简单清晰、操作方便、易于发展，结合所设计变电站情况，选用单母线接线即可。3.3 变电站各级电压主接线的选择3.3.1本变电站接线方式的分析本次设计变电站主要对

40、本地区中小企业、学校、村庄等供电，所供电用户没有特别高的不间断供电要求，但如果停电，对区域供电将产生较大影响，仍会给居民生活和工业生产带来诸多不利后果。因而需要综合考虑可靠性、灵活性和经济性。单母线接线可靠性和灵活性较差，但接线简单、投资小，适合于站用电接线。双母线接线、双母线分段接线、一台半断路器接线以及增设旁路母线虽提高了可靠性和灵活性，但投资增加，操作复杂，不宜选用。桥型接线不如发展为单母线分段接线。本变电站考虑扩建需要，因而排除角形接线。3.3.2各级主接线的确定由以上各种接线方式的分析，本变电站（1）110kV电气主接线拟定为单母线分段接线；（2）35kV电气主接线拟定为单母线分段接

41、线；（3）10kV电气主接线拟定为单母线分段接线；（4）站用电接线拟定为单母线接线。4 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的与基本假设4.1.1 短路电流计算的目的为确保电气设备在短路情况下不致损坏，减轻短路危害和防止故障扩大，必须事先对短路电流进行计算。计算短路电流的目的是：（1） 选择和校验电气设备；（2） 进行继电保护装置的选型与整定计算；（3） 分析电力系统的故障及稳定性能，选择限制短路电流的措施；（4） 确定电力线路对通信线路的影响等。4.1.2 短路电流计算的基本假设选择和校验电气设备时，一般只需近似计算在系统最大运行方式下可能通过设备的最大三相短路电流值。设计继电保护和分析电力

42、系统故障时，应计算各种短路情况下的短路电流和各母线接点的电压。要准确计算短路电流是相当复杂的，在工程上多采用近似计算法。这种方法建立在一系列假设的基础上，计算结果稍偏大。基本假设有以下几个方面。（1） 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的各元件参数恒定。（2） 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可以采用等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗的三分之一时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。（3） 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下，都看成是金属性短路，认为过渡电阻为零；只是在某些继电保护的计算中才考虑过渡电阻。（4） 除不对称故障处出现局部不对称外，实际的电力系统通常都可看成是三相对称的。4.2 短路电流计算的步骤 （1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下。 （2）给系统制订等值网络图。 （3）选择短路点。 （4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减，求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值 ： （4-1）有名值： （4-2） （5）计算短路容量，短路电