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1、 存档编号 华北水利水电大学 North China University of Water Resources and Electric Power 毕 业 设 计题目 ZXF110kV变电站电气部分设计 学 院 电力学院 专 业 电子科学与技术 姓 名 xxx 学 号 xxxxxxxxx 指导教师 完成时间 2013年 教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重
2、要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名： 指导导师签名： 签字日期： 签字日期：毕业设计（论文）版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权华北水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。毕业设计（论文）作者签名： 导师签名：签字日期： 签字日期：目 录中 文 摘
3、要IAbstractII第一章 选题背景与原始数据分析11.1 选题背景11.2 原始数据11.3 负荷等级2第二章 变压器选择及无功补偿42.1 主变压器选择42.1.1 主变压器台数的选择42.1.2 主变压器额定容量的选择42.1.3 主变压器调压方式的选择62.1.4 主变压器的型号和主要参数72.2 站用变压器的选择72.2.1 站用电的作用及计算72.2.2 站用变压器的选择82.3 无功补偿设计92.3.1 无功补偿的意义92.3.2 无功补偿方式的选择92.3.3 无功补偿的方案10第三章 电气主接线113.1 电气主接线的基本要求和设计原则113.1.1 电气主接线的基本要求
4、113.1.2 电气主接线的设计原则123.2 电气主接线的类型133.3 电气主接线的选择143.3.1 典型主接线的特点143.3.2 本次设计电气主接线15第四章 短路电流计算174.1 短路电流计算概述174.1.1 短路的类型及危害174.1.2 短路电流计算的目的174.2 短路计算的条件184.2.1 前提假设184.2.2 近似公式194.3 短路电流计算19第五章 电气设备的选择及校验235.1 主要电气设备及其作用235.1.1 电气一次设备及作用235.1.2 电气二次设备及其作用235.2 电气设备的选择与校验245.2.1 电气设备选择的一般要求245.2.2 电气设
5、备选择的选择原则245.2.3 电气设备的校验255.3 高压断路器的选择285.3.1 高压断路器的含义及几种常用断路器285.3.2 高压断路器的选择305.3.3 高压断路器的校验315.3.4 本设计断路器的选择以及校验335.4 隔离开关的选择375.4.1 隔离开关的含义及分类375.4.2 隔离开关的设计要求385.4.3 隔离开关的校验385.4.4 本设计隔离开关的选择与校验395.5 导线的选择以及校验425.5.1 母线的含义及分类425.5.2 母线的选择435.5.3 母线的校验435.5.4 本设计导线的选择455.6 互感器的选择和校验495.6.1 互感器作用4
6、95.6.2 互感器分类505.6.3 本设计中互感器的配置505.6.4 电压互感器的选择与校验525.6.5 高压侧（110kV）侧电流互感器选择与校验535.6.6 低压侧（10kV）侧电流互感器选择与校验54第六章 电气布置及防雷规划556.1 电气布置556.1.1 电气总平面布置设计556.1.2 电气设备布置的基本要求566.1.3 对高、低压配电装置布置的要求566.1.4 本变电站的电气布置576.2 防雷保护规划576.2.1 变电站的防雷保护概述576.2.2 变电站的直击雷过电压保护586.2.3 变电站的雷电侵入波保护596.2.4 本变电站的防雷方案59第七章 变电
7、站远方监控设计627.1 无人值守对变电站设计的要求627.2 远方监控概述627.3 远方监控配置637.3.1 系统配置637.3.2 主要功能637.3.3 部分“四遥”量的选择64总 结66参考文献67致 谢69附 录70附录一：外文原文70附录二：中文翻译81附录三：任务书88附录四：开题报告92附录五：电气主接线97附录六：电气布置平面示意图99 中 文 摘 要 变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、企业、居民供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当
8、地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济、灵活地运行的目的。本论文ZXF110kV变电站电气部分设计，首先通过对原始资料的分析及根据各负荷最大容量确定主变压器容量，主变压器调压方式，继而确定主变压器的型号。为了减少电线上的电能损耗，根据主变压器的容量选择无功补偿方案。同时根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，确定了电气主接线的方案。其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、母线
9、、电流互感器、电压互感器等）。 最后，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、防雷保护配置图等相关设计图纸。 毕业设计是实践教学的是重要环节，能够使我在大学四年里所学的所有专业理论知识得到综合应用，以巩固和加深对专业知识的理解。通过毕业设计实践教学环节掌握变电所设计的基本技能，培养和提高独立分析和解决实际工程问题的能力。关键词： 变电站；电气主接线；短路电流计算；电气设备选择IAbstract Power system substation as an important part of the entire power system directly affects the safety a
10、nd economic operation. To be designed in this paper is a step-down substation. Substation in the system plays the role of aggregation and distribution of electric energy, charged with the important task of power supply to the region factories, businesses, residents. The completion of the substation
11、will not only strengthen the local power grid network structure, but also for the local industrial and agricultural production provides enough power, so as to achieve the purpose of the regional power grid safe, reliable, economic, flexible operation. The papers ZXF110kV, part of the design of elect
12、rical substation, first through the analysis of raw data and models based on the maximum capacity of each load to determine the main transformer capacity, the main transformer voltage regulator, and then to determine the main transformer. In order to reduce the power loss on the wire, according to t
13、he capacity of the main transformer reactive power compensation program. At the same time, according to economic, reliable, flexible requirements of the main wiring to determine the program of the main electrical wiring. Followed by the short-circuit current, short-circuit when a short circuit occur
14、s in the voltage level of the bus, the steady-state current and inrush current value from the three-phase short-circuit calculations. Selection and verification of electrical equipment (including circuit breakers, disconnectors, busbar, current transformers, voltage transformers, etc.) according to
15、the calculated results and the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current. Finally, and draw the main electrical wiring diagram, electrical floorplan, lightning protection configuration diagram design drawings.I Graduation design is an important part of the practice
16、of teaching, I have learned in four years of college professional knowledge, in order to consolidate and deepen the understanding of the expertise. Ability to master the basic skills of substation design practice teaching graduate design, develop and improve independent analysis and solve practical
17、engineering problems.Keywords ：Power system substation ;Electrical main wiring; short-circuit current calculation; electrical equipment selectionIII 第一章 选题背景与原始数据分析1.1 选题背景 电能是文明社会的重要物质基础，电力行业是国民经济的先行行业，重要性不言而喻。电能的利用离不可电力系统，电力系统又可以分为发电、输配电、用电等环节，在这些环节中，变电站都起着极其重要、不可或缺的作用，它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
18、。根据变电站在电力系统中的地位和作用，可以分为系统枢纽变电站、地区中间变电站和终端变电站。这其中，地区终端变电站又在电力系统中数量最多、分布最广，电压等级一般采用110kV或35kV。本次设计内容为110kV终端变电站。1.2 原始数据根据经济发展需要和电力部门规划，拟在A市市郊建设一座110kV降压变电站。该变电站建成以后，供给市郊开发区建设施工用电，工期一年。工程完毕后，转为向开发区常规供电。待建变电站主要数据如下：1.电压等级：110kV/10kV110kV侧：2回出线。一回经15km的LGJ架空线与无限大电源系统相连，另一回经20km的LGJ架空线与无限大电源系统相连。LGJ电抗值：0
19、.4/km。1. 10kV侧：16回出线。各负荷最大容量之和为22000kVA，一、二级负荷比例为70%，负荷同时率为0.89，线损率为5%。最大负荷利用小时数为5000h。2. 继电保护时间：主保护动作时间为0.1s，后备保护动作时间为1.2s。3. 站用电负荷：动力负荷P1=57kVA，加热负荷P2=3.2kVA，照明负荷P3=17kVA。4. 站址自然条件环境温度: -1540最热月平均最高温度: 35海拔高度: 1000m地震烈度: 6度污秽等级: 2级1.3 负荷等级由设计任务书中的原始数据可知，本次设计的变电站的供电对象含有大量的一、二级负荷，现对此进行分析。电力负荷应根据对供电可
20、靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度进行分级，不同级别的电力负荷采用不同的供电方式。根据参考文献1第3.0.1条、3.0.1条、3.0.7条可知：符合下列情况之一时，应视为一级负荷：(1) 中断供电将造成人身伤害时。(2) 中断供电将在经济上造成重大损失时。(3) 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。符合下列情况之一时，应视为二级负荷：(1) 中断供电将在经济上造成较大损失时。(2) 中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。
21、第二章 变压器选择及无功补偿2.1 主变压器选择2.1.1 主变压器台数的选择1. 初选方案方案一：选择一台主变，方案二：选择两台主变，两种方案做以下比较，对比结果如表2-1所示表2-1 两种方案对比表项目 方案一台主变两台主变安全性较差较好可靠性较差较好经济性较好较差灵活性较差较好2. 最终方案 文献2中第3.1.2条规定：在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器。根据原始数据，本设计的负荷中有70%的一、二级负荷，比例很大，为了保证供电的安全性和可靠性，决定采用两台主变压器。2.1.2 主变压器额定容量的选择1.确定主变压器容量的原则：(1)主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的规
22、划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器应与城市规划相结合。(2)根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。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；对一般性变电站，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的60%。2.负荷计算：将负载的同时率、线损率、负荷年增长率等因素考虑进去后，就可得到变电站承受的实际供电容量，也称为计算容量。式中，Smax最大负荷容量(kVA)k1负荷的同时率k2线损率 代入数据后得:(kVA)文献2中第3.1.3条规定：装有两台及
23、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。 本设计中全部负荷的60%为：0.6Sca=0.620834kVA=12500kVA 本设计中全部一、二级负荷为：0.70Sca=0.7020834kVA=14583.8kVA 主变压器的额定容量应该同时大于这两个数值，所以，决定把主变压器的额定容量SN定为16000kVA。2.1.3 主变压器调压方式的选择变压器输出电压的调整是通过切换高压线圈中的分接开关，从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种：(1) 不带电切换。称为无载调压或无励磁调压，特点是调压范围通常较小，通常在5以内。而且
24、切换时必需中断变压器的供电。(2) 带负荷切换。称为有载调压，特点是调压范围较大，调整范围可达2030。切换时变压器不用停电，可保障供电的可靠性。两种调压方式比较结果如表2-2所示 表2-2 两种调压方式比较表项目 方案无载调压有载调压安全性较差较好可靠性较差较好经济性较好较差灵活性较差较好 根据35-110KV变电所设计规范和电力系统设计手册： (1) 大于35kV电压的变电站中的降压变压器，直接向35kV、10kV、6kV电网送电时应采用有载调压变压器。 (2) 对于110kV及以下的变电器，设计时宜考虑至少有一级变压器采用有载调压方式。本设计属于110kV变电站，但考虑到目前城镇用电负荷
25、具有波动性较大的特点，如果不设有载调压，变压器的电压变化率将超过正常值，故决定选用有载调压变压器。2.1.4 主变压器的型号和主要参数主变压器选用具有低损耗、低噪音、检修周期长等性能的产品，同时根据额定容量和调压方式这两个主要指标，决定将主变压器的型号定为SZ10-16000/110，其主要参数及特点如表2-3所示表2-3 SZ10-16000/110的主要参数表项目参数特点额定容量SN16000kVA额定电压U1N/U2N110kV/10kV高压侧调压范围11082.5%高压侧有载分接开关有7个档，调压范围较大阻抗电压 Uk%10.5空载电流I0标幺值0.35联结组YN，d11低压侧为带中线
26、星接设计序列号10低损耗变压器，经济性好冷却方式油冷+风冷2.2 站用变压器的选择2.2.1 站用电的作用及计算站用电是指变电站在变换、分配电能过程中自身所使用的电能。站用电的主要用电设备包括：主变压器的冷却设备、蓄电池的充电设备或开关电源、油处理设备、照明、检修器械以及供水水泵等用电负荷。重要负荷有主变压器的冷却风扇或强迫油循环冷却装置的油泵、水泵、风扇以及整流操作电源等。以及满足运行、检修和试验等的用电。变电站的自用电源引接、电气设备的选择和接线，应考虑运行、检修和施工的需要，以满足确保机组安全、技术先进、经济合理的要求。其中，交流不停电电源宜采用成套UPS装置，或由直流系统和逆变器组成。
27、还应设置直流电源，保证对直流负荷可靠供电。2.2.2 站用变压器的选择 本设计中站用电的主要负荷大小为：动力负荷P1=57kVA，加热负荷P2=3.2kVA，照明负荷P3=17kVA。站用电计算容量：S=P1+P2+P3=57kVA+3.2kVA+17kVA=77.2kVA文献2第3.3.1条规定：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所用变压器。根据这条要求和站用电的负荷计算，决定选择两台容量相同的站用变压器，分别接于10kV、段母线上，型号为SC10-80/10各一台，安装在XGN2-10开关柜内，SC10-80/10主要参数如表2-4所示表2-4 SC10-80
28、/10主要参数表SC10-80/10项目参数特点额定容量SN80kVA额定电压U1N/U2N105%/0.4kV高压侧调压范围105%高压侧有载分接开关有3个档阻抗电压 U%=4联结组D,yn11设计序列号10低损耗变压器，经济性好冷却方式风冷干式变压器，安全性高在主接线中的位置接于10.5kV母线2.3 无功补偿设计2.3.1 无功补偿的意义用户的负荷中存在着大量的感性负载，这会造成电网的功率因数降低，供电线路上电流增大，电压降落和线路损耗增加，造成经济上的损失。无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。2.3.2 无功补偿方式
29、的选择 目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电力电容器。其中，并联电力电容器由于其设备简单、性能稳定、价格低，因而大量应用于终端变电站。电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。所以，选择并联电力电容器作为本次设计的无功补偿装置。2.3.3 无功补偿的方案文献3第7.8.5条规定，变电站补偿容量以不超过主变
30、压器容量的15%为宜。本变电站主变容量为216000kVA，所以选择并联电容器的容量为21800kVar，型号为TBB10-1800/50-AK分别接于10kV的两段母线上。第三章 电气主接线 3.1 电气主接线的基本要求和设计原则电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输电流、高电压的网络，故称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括地说，应包括电力系统
31、整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性。3.1.1 电气主接线的基本要求1. 可靠性。供电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，会导致产品报废、设备损坏、人身伤亡。衡量电气主接线运行可靠性的一般准则是：（1） 断路器检修时，是否影响供电、停电的范围和时间。（2） 线路、断路器或母线故障以及母线检修时，停电出线回路数的多少和停电时间长短，能否保证对重要用户的不间断供电。（3） 变电站全部停电的可能性。2. 灵活性。电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。电气主接线的灵活性要求有以下几方面：（1） 调度灵活，操作方便。应能灵活的投入或切
32、除某些元件，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调整要求。（2） 检修安全。应能容易地从初期过渡到最终接线，并在扩建过渡时使一次和二次设备等所需的改造最少。3. 经济性。在满足技术要求的前提下，要做到经济合理。（1） 投资省。电气主接线应简单清晰，以节省断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以有利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备。（2） 占地面积小。电气主接线的设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。（3） 电能损耗小。经济
33、合理地选择变压器的型式、容量和台数、避免因两次变压而增加电能损耗。3.1.2 电气主接线的设计原则 设计变电站电气主接线时，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，设计出技术经济合理的主接线。为此，应考虑下列情况：1. 明确变电站在电力系统中的地位和作用各类变电站在电力系统中的地位是不同的，所以主接线的可靠性、灵活性、和经济性等的要求也不同，因次，就决定了有不同的电气主接线。 2. 确定变压器的运行方式3. 合理地确定电压等级4. 变电站的分期最终建设规模 变电站根据510年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台主变压器。5. 开关电器的设
34、置6. 电气参数的确定 在满足供电可靠性要求的条件下，变电站应根据自身的特点，尽量减少断路器的数目。3.2 电气主接线的类型 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。可分为两大类：有汇流母线的接线形式；无汇流母线的接线形式。 1. 有母线型 当进出线较多时，为了便于电能的汇集与分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。但有母线后，配电装置占地面积较大，使用短路器等设备增多。 有汇流母线的接线形式主要有：单母线和双母线。单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为普通双母线、双母线分段、3/2断路器（又叫一台半断路
35、器）、双母线及带旁路母线的双母线等多种形式。2. 无母线型 无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积小，但只适用于进出线回路少，不在扩建和发展的变电所。 无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、桥形接线（内桥接线和外桥接线）和角形接线等。3.3 电气主接线的选择随着电力技术的不断发展，电力设备的可靠性大幅提高，变电站的自动控制技术广泛采用，越来越多的110kV及以下变电站采用了无人值守方案，这些都给电气主接线的设计提出了一种可能，也是一种要求：简化电气主接线。根据参考文献5，目前新建110kV变电站中典型的电气主接线形式有：高压侧：单母线接线，内桥接线，线路变压器组接线（线变组接线） 低压侧：
36、单母线接线，单母线分段接线3.3.1 典型主接线的特点 1. 单母线接线单母线接线是指各电源和出线都接在同一条公共母线上，母线既可以保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一电源获得电能。单母线接线的优点：结构简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便、有利于扩建。单母线接线的主要缺点：灵活性差，检修设备时，停电面积大。 2. 单母线分段接线出线回路数增多时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。根据电源的数目和功率，母线可分为23段。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用的断路器数量越多，其配电装置和运行也就越复杂，所需费用就越高。对重要用户，
37、可以采用双回路供电，即从不同段上分别引出馈电线路，由两个电源供电，以保证供电可靠性。与单母线接线相比，单母线分段接线的优点是灵活性好，缺点是：设备和投资增加，运行操作变复杂。 3. 内桥接线内桥接线是指桥联断路器的位置在内侧，即靠近变压器侧。内桥接线的任一线路投入、断开、检修或路障时，都不会影响其他回路的正常运行。优点：设备少，投资小（无母线，四条回路用三台断路器），占地面积小。缺点：变压器投切、检修时，会影响另一回线路的正常运行，但现在的变压器本身的可靠性很高，而且不需要经常进行投入，发生这种情况的几率较小。 4. 线路变压器组接线（线变组接线）线变组接线是指一条线路与一台变压器直接串联相接
38、，是一种最简单的接线方式。其优点是：设备少、投资省、操作简便、宜于扩建。缺点是：灵活性和可靠性较低，当线路或变压器一方检修时，另一方就要停运。3.3.2 本次设计电气主接线通过对上述主接线方案的比较，决定本次设计采用的主接线形式如下：110kV侧采用线变组接线形式，其理由是：(1) 设备少、投资省、操作简便、宜于扩建。本电站初期供电为仅为施工供电，开发区建设施工后，将转为常规供电，正好发挥线变组接线便于改建的特点。(2) 本设计110kV只有两回出线，采用线变组接线也比较适合。10kV侧采用单母线分段形式，理由是:(1) 这几种方案中，单母线分段可靠性、灵活性最好。(2) 10kV侧出线有16
39、回路，且有一、二级负荷，必须保证可靠性和灵活性。主接线的简图如图3-1所示，详细的主接线图见附录 图3-1电气主接线简图 第四章 短路电流计算4.1 短路电流计算概述4.1.1 短路的类型及危害在电力系统中运行的电气设备，在其运行中都必须考虑到发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路。因为它们会破坏对用户正常供电和电气设备的正常运行，使电气设备受到破坏。短路是指电力系统中正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。发生短路时，将会数值很大的短路电流，如不及时切断会造成严重的危害。在三相系统中，可能发生的短路故障有：三相短路，两相短路，单相短路和两相
40、接地短路。短路电流的危害包括：(1) 热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设备过热而损坏甚至烧毁；(2) 短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；(3) 短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常工作；(4) 不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。4.1.2 短路电流计算的目的 短路是电气设备可能遭遇的最极端、最不利的情况，计算短路电流就可以预知电气设备可能承受的电气极限和机械极限，从而正确选择电气设备。进行短路电流计算的目的包括：(1) 在设计电气主接线时，为了比较各种方案，确定某种接线方式是否有必要采取限制短路电流
41、的措施，需要进行短路电流计算。(2) 在进行各种电气设备和载流导体的选择和校验时，为了保证各种电气设备和载流导体在正常运行时和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又要力求节约、减少投资，需要根据短路电流对电气设备进行动、热稳定的校验。(3) 设计屋外高压配电装置时，要按短路条件校验软导线的相间、相对地的安全距离。 （4）设计接地装置。 （5）电力系统运行及故障分析。选择电气设备时，只需近似地计算出通过所选设备可能出现的最大相短路电流值。在各种类型的短路中，单相短路占多数，三相短路几率最小，但其后果最为严重。因此，我们采用三相短路（对称短路）来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。4.2 短路计
42、算的条件4.2.1 前提假设 短路过程是一种暂态过程，计算较为复杂，工程上通常事先做出一些前提假设，以便简化计算，但这种计算结果误差不大，工程是可以接受的。本设计的前提假设有：(1) 根据原始数据，变电站高压侧接无限大的系统，短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变；(2) 短路前系统应是正常运行情况下的接线方式，不考虑在切换过程中短时出现的接线方式；(3) 设定短路回路各元件的感抗为一常数，计算中只考虑电抗，不考虑电阻；(4) 假定短路发生在短路电流为最大值的瞬间，所有电源的电动势相位角相同，电源都在额定负荷下运行。(5) 短路时间1s，断路器开断时间0.1s。4.2.2 近似公式由以上假设
43、可以得到一些近似公式，从而简化计算。(1) 无限大系统电源电压保持不变，电压标幺值为1.0，即：(2) 在无限大容量系统中，短路后任何时刻的短路电流周期分量有效值始终不变，即： 式中，为次暂态短路电流，它是短路瞬间（t0s时）三相短路电流周期分量的有效值；为指短路电流非周期分量衰减完后剩下的的周期分量；短路后任一时刻的短路电流周期分量。4.3 短路电流计算在高压母线上和低压母线上分别选择一个短路点，短路示意图和短路阻抗图如图4-1至图4-3所示。为了便于计算，短路电流通常采用标幺值法，采用标幺值法的优点是在多电压等级的计算中较方便，在高压电路中电力系统中各元件的电阻都19略去不计，短路电流计算一般只计及各元件的电抗。通常基准容量取100MVA，各元件的基准电压取所在电路的额定平均电压。标幺值的基本公式如下：=式中基准容量（MVA） 基准电压( kV) 网络各级平均额定电压（kV） 基准电流 基准阻抗图4-1 短路示意图21 图4-2高压侧短路阻抗图 图4-3低压侧断路阻抗图本设计中，短路电流具体计算 110kV侧取=115kV10kV侧取=10.5kV则=115kV =10.5kV=502A 110kV侧出线电抗：=200.4=0.06=150.4=0.0