220KV_60kV智能变电站电气部分一次设计_毕业设计(论文)任务书.doc

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1、密级：内部 道义道义 220/60kV220/60kV 智能变电站电气一次部分初步智能变电站电气一次部分初步设设 计计 DaoyiDaoyi 220/60kV220/60kV SubstationSubstation ElectricalElectrical onceonce partpart ofof thethe intelligentintelligent preliminarypreliminary designdesign 系别名称： 电力学院 专业班级： 电气工程及其自动化 沈阳工程学院 毕业设计(论文)任务书 道道义义 220/60kV 智能智能变电变电站站 电电气一次部分初步气

2、一次部分初步设计设计 系 别 电力学院 班级 电专本 111 学生姓名 学号 22 指导教师 职称 副教授 毕业设计(论文)进行地点： 校内 任 务 下 达 时 间： 2013 年 3 月 4 日 起止日期：2013 年 3 月 4 日起至 2013 年 6 月 19 日止 教研室主任 2013 年 3 月 2 日批准 一、待设计变电所概况 1、建设本变电所主要是给工业区的工厂供电。变电所的电压等级为 220/60KV。 2、本变电所 220KV 电源进线 2 回，60KV 出线为 8 回。 3、本变电所是屋内无人监守变电站，采用一次变集控方式；设备多采用柜体型式。 4、所处城市中心，海拔高度

3、为 250m，最高气温 40，最低气温 5，年平均温度 16。 二、变电所 60KV 的用户负荷表 三、电力系统 接线方式 *系统中所有 的发电机均为汽轮发电机,送电线路均为架空线，单位长度正序电抗为 0.4 欧姆/公里。 四、其他条件 1、线损率取 5%。 2、负荷的同时系数取 0.82。 3、所带重要负荷占总负荷的 75%。 4、最大负荷利用小时数 Tmax=5200h。 最大负荷（KW）序 号 负荷名称 近期远期 功率 因数 出线 出线 回数 附注 1轴承厂8000270000.91架空2有重要负荷 2风动工具厂15000230000.92架空2有重要负荷 3发动机厂1500036000

4、0.91架空2有重要负荷 4汽车配件厂10000250000.90架空2有重要负荷 2200MW Xd”=0.125 CO=0.85 50KM 2100KM 215KM 250MW Xd”=0.24 COS=0.85 63MVA Ud=10.5 电力系统 16500MV A X*=0.03（SJ=10 0MVA） 待设计的 变 电 所 2240MVA Ud=142KM 五、设计工作任务 1、 分析设计任务书中给定的基本条件。 2、 选择本变电所的主变压器（确定变压器的型式、台数、容量、变压比） 。 3、 选择本变电所的电气主接线。 4、 短路电流计算。 5、 选择电气设备（母线、开关柜、电压互

5、感器、避雷器和补偿电容器） 。 6、 继电保护及自动装置规划设计。 7、 过电压保护设计。 8、 屋外配电装置布置设计。 六、设计成品 1、英文翻译一份，字数不少于三千字，文献要求是正规论文出处为准。 2、设计说明书、计算书一份。 3、图纸 4 张： 变电所电气主接线图一张、 屋外配电装置平面图一张、 屋外配电装置断面图一张、 防雷保护图一张 七、进度安排 顺序计 划 完 成 内 容备注 第一周英文翻译 第二周开题 第三周原始资料分析，选择主变和电气主接线 第四周短路电流计算 第五周设备选择 第六周设备选择、过电压保护设计 第七周继电保护和自动装置设计 第八周高压配电装置设计 第九周上机绘图，

6、进行说明书的编写 第十周按照要求进行成品排版 第十一周交成品，准备答辩 第十二周答辩 八、参考文献 1、 电力工程设计手册 2、 发电厂及变电站主接线和布置 3、 电气设备实用手册 4、 继电保护和安全自动装置技术规程 SDJ683 5、 高压配电装置设计技术规程 SDJ585 6、 火力发电厂设计技术规程 SDJ1-84 7、 火力发电厂厂用电设计技术规程 SDGJ17-88 8、 电力设备过电压保护设计技术规程 SDJ 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 I 摘 要 本毕业设计论文是道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计。 全论文除了 摘要、毕业设计书之

7、外，还详细的说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。 变 压器的选择包括：主变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主 要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接 线的比较选择，并制定了适合要求的主接线； 短路电流计算是最重要的环节，本论文详 细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、网络变换、 以及各短路点的计算等知识； 高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、 电流互感器、电压互感器的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍 。 而根据本论文所介绍的高压配电装置的设计原则、要求和 220kV、

8、60kV 的配电装置，决 定此次设计 220 kV 侧采用分相中型布置、60kV 侧采用普通中型布置。继电保护和自动装 置的规划，包括总则、自动装置、一般规定主变压器、母线等设备的保护， 而变电所 的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计。此外，在论文适当的位置还附加了图纸 （主接线、平面布置图）及表格以方便阅读、理解和应用。 关键词 短路计算，校验，设备选择。 沈阳工程学院毕业设计（论文） II Abstract This graduate design thesis is a certain declining to press to change to give or get an el

9、ectric shock an electricity parts of first steps design. Whole thesis besides summary, graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equipments choose with the principle according to. The choice of the transformer includes:The main technique in n

10、umber, capacity, model number.etc. in set data of the main transformer really settles;The electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect

11、 the line form connects the linear choosing more, combining the lord that established the in keeping with request connect the line; Short、circuit current calculation is calculation, network transformation that the most important link that etc. knowledge, this thesis introduced the calculating purpos

12、e, assumption in short、circuit current term, general provision, a parameter detailedly, and each short circuit order; The choice of the high pressure electric equipment includes the choice principle of the busbar, high pressure circuit、breaker, isolation switch, current transformer, voltage transfor

13、mer with request, and proceed to these equipmentseses the school check with the related introduction in product.But go together with the design principle, request that electricity equip according to this thesis a high pressure for introducing to go together with the electricity device with the 220 k

14、V,60 kV, decide to be this time to design a side adoption the cent the mutually medium-sized arranging, a side adoption is common medium-sized arranging.Relaying protection with the programming of the automatic device, include the total a protection for, automatic device, generally ruling main trans

15、former, busbar.etc. equipments, but change to give or get an electric shock a design for defending thunder protection then primarily aiming at lightning rod with surge arrester, lightning arrester.In addition, return in the appropriate position in thesis additional drawing paper( the lord connects t

16、he line, plan, topographical plan, cross section drawing and defend the thunder protection etc.) and tables read, comprehend with the convenience with applied. Key words The short circuit calculation. school checks. the equipments. Choicecalculation. 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 目 录 摘 要 .I ABSTRACT .

17、II 第一篇 说明书 .1 第 1 章 引 言 .1 第 2 章 变电所主变压器的选择 .2 2.1 主变压器容量选择的有关规定 2 2.1.1 主变选择的一般原则.2 第 3 章 变电所电气主接线的选择 .4 3.1 电气主接线的设计原则和要求 4 3.1.1 电气主接线的设计原则.4 3.1.2 电气主接线的基本要求.5 3.1.3 电气主接线的设计程序.6 3.1.4 主接线的拟定方案及选择.7 第 4 章 短路电流计算 10 4.1 短路电流计算的方法 .10 4.1.1 短路电流计算的目的、规定和步骤10 4.1.2 三相短路电流的计算.11 第 5 章 变电所电气设备选择 13 5

18、.1 电气设备的选择原则 .13 5.2 电气设备的选择 .15 5.2.1 高压断路器的选择15 5.2.2 隔离开关的选择.16 5.2.3 电压互感器的选择.16 5.2.4 电流互感器的选择17 5.2.5 互感器的配置要求.19 5.3 母线的选择 .20 5.4 避雷器的选择 .21 第 6 章 配电装置设计 24 6.1 屋内外配电装置的安全净距 24 6.1.1 概述24 6.1.2 屋内外配电装置的安全净距24 6.2 屋外配电装置 .26 6.2.1 屋外高压配电装置的若干问题26 第 7 章 继电保护及其自动装置 28 7.1 继电保护设计 .28 7.1.1 220kV

19、 及中性点直接接地电网线路保护配置 28 沈阳工程学院毕业设计（论文） 7.1.2 短线路纵差保护的整定计算29 7.1.3 变压器保护的配置29 7.1.4 母线保护及断路器失灵保护30 7.2 自动装置设计 .32 7.2.1 自动重合闸的要求32 7.2.2 对 ZCH 的要求32 第 8 章 防雷保护及其配置 33 第二篇 计算书 35 第 1 章 主变压器选择的容量计算 35 1.1 变电所 60KV 的用户总容量 .35 1.2 折算到变压器的容量35 1.3 据主变压器容量选择规则35 第 2 章 短路电流计算 36 2.1 所用计算公式36 2.2 系统计算电路图和等值电路图3

20、6 2.3 220KV 母线上 K1 点发生短路时的短路计算 39 第 3 章 设备的选择计算 .42 3.1 断路器的选择 .42 3.1.2 220kV 侧选择 .42 10.1.2 60kV 侧选择 .44 3.2 隔离开关选择 .46 3.2.1 220kV 侧隔离开关选择 .46 10.2.2 60kV 侧隔离开关选择 .47 10.3 电压互感器选择 48 10.4 电流互感器的选择 49 10.4.1 220 kV 侧电流互感器选择 .49 10.4.2 60kV 侧电流互感器选择 .50 4.5 母线的选择 .52 10.6 避雷器的选择 54 第 5 章 避雷针的保护范围计算

21、 .56 5.1 避雷针的定位及针距 .56 5.2 单根避雷针的保护半径计算 56 5.2.1 220kV 侧针高 30 米时 56 5.2.2 60kV 侧针高 30 米时 .56 5.3 多根等高避雷针的保护范围计算57 5.3.1 220kV 侧针高 30 米时 57 5.3.2 60kV 侧针高 30 米时 .58 结 论 59 致 谢 .60 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 参 考 文 献 61 附 录 62 A1.1 变电所电气主接线图 .62 A1.2 屋外配电装置布置图 .62 A1.3 屋外配电装置断面图 .62 A1.4 防雷保护图 .62 道义

22、220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 - 1 - 第一篇 说明书 第 1 章 引 言 毕业设计是培养学生综合运用大学期间所学理论知识，独立分析和解决工程实际问 题的初步能力的一个重要环节。 本设计是根据毕业设计的要求，针对 220/60kV 智能变电站电气一次部分设计论文。 本次设计主要是一次变电所电气部分的设计，并做出阐述和说明。论文包括选择变电所 的主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参 数，并且通过计算，详细的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了 详尽的说明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷情况，确定本变电所电气主接线

23、方案和高压配电装置及其布置方式，同时根据变电所的电压等级及其在电力网中的重要 地位进行继电保护和自动装置的规划设计，最后通过对主接线形式的确定及所选设备的 型号绘制变电所的主接线图、平面布置图，同时根据所绘制的变电所平面图计算变电所 屋外高压配电装置的防雷保护。本设计的所有图纸都是计算机绘制而成，最后按照要求 进行毕业设计成品打印。论文包括毕业设计说明书和毕业设计计算书两部分，并附有两 张设计图纸（电气主接线图一张、平面布置图一张） ，可为以后的设计做些参考，同时能 够比较直观的反映本设计变电所的整体全貌。 设计书编写过程中曾遇到过各种各样的问题和困难，指导老师给予了宝贵的意见的 精心指导，在

24、此表示深切的谢意。 由于本人水平有限，设计书中难免会有错误和不足之处，恳请老师批评指正。 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 2 - 第 2 章 变电所主变压器的选择 2.1 主变压器容量选择的有关规定 2.1.1 主变选择的一般原则 1.主变台数的确定 为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超主变。当只有一个 电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。对大型枢纽变电 所，根据工程的具体情况，应安装 24 台主变。 当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时其余容 量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的 6075%。通常一次变电所

25、采用 75%， 二次变电所采用 60%。 2.变压器形式的选择 （1）主变一般采用三相变压器，若因制造和运输条件限制，在 220kV 的边电所中， 可采用单相变压器组。当装设一组单相变压时，应考率装设备用相，当主变超过一组， 且各组容量满足全所负荷的 75%时，可不装设备用相； （2）当系统有调压要求时，应采用有载调压变压器。对新建的变电所，从网络经济 运行的观点考虑，应注意选用有载调压变压器。其所附加的工程造价，通常在短期内是 可以回收的； （3）与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流 不定情况外，一般采用自耦变压器，但仍需作经济比较； （4）具有三种电压的变电

26、所，例如 220kV、110kV、63kV，一般采用三绕组变压器。 3.主变容量的确定 （1）为了正确的选择主变容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线，并从该曲线得出 变电所的年、日最高负荷和平均负荷。 （2）主变容量的确定应根据电力系统 510 年发展规划进行。 （3）变压器最大负荷按下式确定 PK M P 0 （2.1） 式中 -负荷同时系数； 0 K -按负荷等级统计的综合用电负荷。 P 对于两台主变的变电所，其变压器的额定容量可按下式确定 Me PS7 . 0 （2.2） 总安装容量为 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 - 3 - MM PP e S4 . 17 .

27、02 （2.3） 这样，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为 40%，则可保证 98%的负荷 供电。 根据计算，确定变压器型号为 SFPZ7-90000/220 主要参数如下 高 压：UN1=23081.5%kV 低 压：UN2=69kV 额定容量：S=90000kVA 阻抗电压：Uk%=13.36 空载损耗：P0=104KW 空载电流：I0%=0.8 负载损耗：Pk=359KW 连接组标号：YN,d11 本次设计的 220kV 降压变电所采用 2 台主变并列运行的方式。 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 4 - 第 3 章 变电所电气主接线的选择 电气主接线是指变电所的变压器、输电线路

28、怎样与电力系统相连，从而完成输配电任 务，它是变电所的重要组成部分。采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、 变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，并且对电气设备选择、 配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订都有较大的影响。 因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电所的具体情况，全面分析，正 确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理的选择主接线方案。 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 设计变电所电气主接线时，所遵循的总原则：符合设计任务书的要求；符合有 关的方针、政策和技术规范、规程；结合具体工程特点，设计出经济合理的主

29、接线。 为此，应考虑下列情况： 1. 明确变电所在电力系统中的地位和作用 变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所是枢纽变电所、 地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位 和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。 2. 考虑近期和远期的发展规模 变电所主接线设计应根据 510 年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分 布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，来确定主接线的形式以及连接电源数 和出线回数。 3. 考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 对一级负荷，必须有两个独立的电源供电，且当一个电源失去

30、后，应保证全部一级 负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证 大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需要一个电源供电。 4. 考虑主变台数对主接线的影响 变电所主变的容量和台数，对主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所， 由于传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也 高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性灵活性要求不是很高。 5.考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停 运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，

31、例如，当 母线或断路器检修时，是否允许变压器、线路停运；当线路故障时允许切除线路变压器 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 - 5 - 的数量等，都直接影响主接线形式的选择。 3.1.2 电气主接线的基本要求 1.可靠性 供电的可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的 损失，往往比少发电的价值大几十倍，会导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。因此， 主接线的接线形式必须保证供电可靠。因事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小， 停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。研究主接线可靠性应注意的问题如下： （1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。变电所是

32、电力系统的重要组成部分， 其可靠性应与系统要求相适应。如：对于一个小型的终端变电所的主接线一般不要求过 高的可靠性，而对于一个大型超高压变电所，由于它在电力系统中的地位很重要，供电 容量大、范围广，发生事故可能使系统运行受到扰动，甚至失去稳定，造成巨大损失， 因此其电气主接线应采用供电可靠性高的接线方式。 （2）变电所接入电力系统的方式。现代化的变电所都接入电力系统运行。其接入方 式的选择与容量大小、电压等级、负荷性质以及地里位置和输送电能距离等因素有关。 （3）变电所的运行方式及负荷性质。电能生产的特点是发电、变电、输电、用电同 一时刻完成。而负荷的性质按其重要意义又分为类、类、类之分。当变

33、电所设备 利用率较高，年利用小时数在 5000h 以上，主要供应类、类负荷用电时，必须采用 供电较为可靠的接线形式。 （4）设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。电气主接线是由电气设备相互连 接而成的，电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。因此，主接线 设计必须同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。随着电力工业的不 断发展大容量机组及新型设备投运、自动装置和先进技术的使用，都有利于提高主接线 的可靠性，但不等于设备及其自动化元件使用得越多、越新、接线越复杂就越可靠。相 反，不必要的接线设备，使接线复杂、运行不便，将会导致主接线可靠性降低。因此， 电气主接线的可靠

34、性是一次设备和二次设备在运行中可靠性的综合，采用高质量的元件 和设备，不仅可以减小事故率，提高可靠性，而且还可以简化接线。此外，主接线可靠 性还与运行管理水平和运行值班人员的素质有密切的关系。 2.灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。不仅正常运 行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度的要 求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。同时设 计主接线时应留有发展扩建的余地。对灵活性的要求如下： （1）调度时，可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在 事故运行方式、检修运行方式以及特殊

35、运行方式下的系统调度要求。 （2）检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不 致影响电力网的运行和对用户的供电。 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 6 - （3）扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时 间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并对一次和二次部分的改建工作量 最少。 3.经济性 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。与使主接线可靠、灵 活，必然要选高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资的增加。因此，主接线 的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。一般从以下方面考虑： （1）投资省。主接线

36、应简单清晰，节省断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感 器、避雷器等一次设备；使继电保护和二次回路不过于复杂，节省二次设备和控制电 缆；限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器；如能满足系统安全运 行及继电保护要求，110kV 及以下终端或分支变电所可采用简易电器。 （2）占地面积小。主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。 （3）电能损失少。在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合 理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压器而增加电能损耗。 此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电所接 入系统的电压等级一般不超过两

37、回。 3.1.3 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行 性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随 要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和骤相同。其具 体设计步骤和内容如下 （1）对原始资料进行分析，具体内容如下 1）本工程情况。主要包括：变电所类型；设计规划容量；变压器容量及台数；运行 方式等。 2）电力系统情况。电力系统近期及远期发展规划（510 年） ；变电所在电力系统中 的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级 电压中性点地方式等。

38、3）负荷情况。负荷的性质及地理位置、电压等级、出线回路数及输送容量等。电力 负荷在原始资料中虽已提供，但设计时尚应予以辨证地分析。因为负荷的发展和增长速 度受政治、经济、工业水平和自然条件等方面影响。如果设计时，只依据负荷计划数字， 而投产时实际负荷小了，就等于积压资金；否则电量供应不足，就会影响其他工业的发 展。 4）环境条件。当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔、地震等 因素对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。特别是我国土地辽阔，各地气 象、地理条件相差甚大，应予以重视。对重型设备的运输条件也应充分考虑。 5）设备制造情况。为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主

39、要电器的性能、制 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 - 7 - 造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性，经济性和可靠性。 （2）拟定主接线方案。根据设计书任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟 定若干个主接线方案。因为对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母 线结构等考虑的不同，会出现多种接线方案（近期和远期） 。应依据对主接线的基本要求， 从技术上论证各方案的优点，淘汰一些明显不合理的方案，最终保留两个或三个技术上 相当，又都能满足任务书要求的方案，再进行可靠性定量分析计算比较，最后获得最优 秀的技术合理、经济可行的主接线方案。 （

40、3）主接线经济比较。 （4）短路电流计算。对拟定的电气主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流 计算。 （5）电器设备的选择。 3.1.4 主接线的拟定方案及选择 本变电所的电压等级为 220kV/60kV，220kV 侧有进线 2 回，60kV 侧有出线 8 回。根 据主接线设计必须满足供电可靠性，保证电能质量，满足灵活性和方便性，保证经济性 的原则，初步在两侧各拟定两个主接线方案，进行选择： 220kV 侧主接线采用单母线分段和双母线接线 2 种接线方案。 60kV 侧主接线采用双母线接线和单母线分段接线 2 种接线方案。 下面图及列表比较各种方案的特点，根据设计要求从中选出最佳方案.

41、沈阳工程学院毕业设计（论文） - 8 - 图 3.1 双母线接线 图 3.2 单母线分段带旁路母线接线 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 - 9 - 图 3.3 单母线分段接线 表 3.1 220kV 侧接线比较 方案 项目 单母线分段接线双母线接线 可靠性 对重要用户可以从不同段引出 两个回路。 当一段母线发生故障，分段断 路器自动将故障段切除，保证 正常母线不间断供电。 可以轮流检修母线而不致使供电中断。 检修任一母线的隔离开关时，只停该回 路。 母线故障后，能迅速恢复供电。 灵活性 当出线为双回时，常使架空线 路出现交叉跨越。 扩建时需向两个方向均匀扩建。 调度灵活

42、。 扩建方便。 便于试验。 经济性接线简单清晰，设备较少。 增加了母线的长度、隔离开关的数量 和配电装置架构，占地面积增大，投 资增多。 隔离开关容易误操作，需在隔离开关 和短路器之间装设联锁装置。 表 3.2 60kV 侧接线比较 方案 项目 双母线接线单母线分段接线 可靠性 1.可以轮流检修母线而不致使供 电中断。 2.检修任一母线的隔离开关时， 只停该回路。 3.母线故障后，能迅速恢复供电。 1.对重要用户可以从不同段引出两个回路。 2.当一段母线发生故障，分段断路器自动 将故障段切除，保证正常母线不间断供 电。 灵活性 1.调度灵活。 2.扩建方便。 3.便于试验。 1.当出线为双回时

43、，常使架空线路出现交 叉跨越。 2.扩建时需向两个方向均匀扩建。 经济性1.投资较小。1.接线简单清晰，设备较少 根据以上几种方案的比较以及本次设计变电所的实际情况，一次侧为 2 进线，而且 根据负荷的不同变化需要经常改变主接线的运行方式，二次侧出线，有 8 回出线，并且 用户基本都是有重要负荷的，因此决定主接线的一次侧采用双母线接线；二次侧采用双 母线带旁路接线。 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 10 - 第 4 章 短路电流计算 产生短路的主要原因是电气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

44、路杆塔也能造成短路事故。所谓短路是指相与相之间通过电弧或其他较小阻抗 的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接 地。 4.1 短路电流计算的方法 4.1.1 短路电流计算的目的、规定和步骤 一、短路电流计算的主要目的 1.电气主接线的比较与选择； 2.选择断路器等电器设备，或对这些设备提出技术要求； 3.为继电保护的设计以及调试提供依据； 4.评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施； 5.分析计算送电线路对通讯设施的影响。 二、短路电流计算一般规定 1.接线方式 计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最 大运行方式） ，而

45、不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 2.计算容量 应按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，一般取工程建成 后的 510 年。 3.一般按三相短路计算 4.短路计算点 在正常接线方式时，通过设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。 5.短路计算方法 在工程设计中，短路电流计算均应采用实用计算法。即在一定的假设条件下计算出 短路电流的各个分量。 三、计算步骤-实用计算法 1.选择计算短路点； 2.绘出等值网络（次暂态网络图） ； 3.化简等值网络：将等值网络化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 - 1

46、1 - 电源与短路点之间的电抗，即转移电抗； X 4.求计算电抗； js X 5.由运算曲线查出各电源提供给的短路电流周期分量的标幺值； 6.计算无限大容量的电源提供给的短路电流周期分量的标幺值； 7.计算短路电流周期分量有名值和短路容量； 8.计算短路电流冲击值； 9.绘制短路电流计算结果表。 4.1.2 三相短路电流的计算 一、等值网络的绘制 1.网络模型的确定 计算短路电流所用的网络模型为简化模型，即忽略负荷电流；发电机用次暂态电抗 表示；认为各发电机电势模值为 1，相角为 0。 2.网络参数的计算 短路电流的计算通常采用标幺值进行近似计算。常取基准容量为一整数 100MW 或 B S

47、1000MW 而将各电压级的平均额定电压取为基准电压即=1.05，从而是计算大 B U av U N U 为简化。 二、化简等值网络 采用网络简化法将等值电路逐步化简，求出各电源与短路点之间的转移电抗。 在工程计算时，为进一步简化网络，减少工作量，长将短路电流变化规律相同或相 近的同类型发电机可以合并；直接接于短路点的发电机一般予以单独考虑，无限大容量 的电源应该单独计算。 三、三相短路电流周期分量任意时刻的计算 进行网络简化时，求出各个等值电源与短路点之间的转移电抗，再将其换算成以 i X 等值电源容量为基准的标幺值，即为该电源的计算电抗。 jsi X = jsi X B Ni i S S

48、X （4.1） 式中 - 第 i 个等值电源的额定容量，MVA；i=1，2，n 。 Ni S 1.无限大容量电源 当供电电源为无限大容量或计算电抗3.45 时，则可以认为其周期分量不衰减， js X 此时 js XX II 11 或 （4.2） 2.有限容量电源 沈阳工程学院毕业设计（论文） - 12 - 当供电电源为有限容量时，其周期性分量是随时间衰减的。这时工程上常采用运算 曲线法来求得任意时刻短路电流的周期分量。 3.总的短路电流周期分量的有名值 最后将得到的各电源在某同一时刻供出的短路电流的标幺值换算成有名值，然后相 加，便得到短路点某一时刻的三相短路电流周期分量，即 B B B Ni

49、 n i tit U S I U S II 33 1 （4.3） 式中 -有限容量供给的短路电流周期分量标幺值； ti I -无限大容量电源供给的短路电流的标幺值； I -短路点 t 秒短路电流周期性分量的有效值，kA 。 t I 四、三相短路电流冲击值的计算 三相短路电流的最大峰值出现在短路后半个周期，当 f=50Hz 时，发生在短路后 0.01s，此峰值被称为冲击电流。其计算式为 sh i 2IKi ssh （4.4） 式中 -冲击系数。 （发电机出口 1.9；其他地点 1.8） s K 本次设计所选的短路点取为变电所两台主变高压侧的点和低压侧并列运行时的。 1 d 2 d 计算结果如下 表 4.1 短