1、目 录1 绪论11.1 变电站的发展现状11.2 中里变电站的基本情况11.3 中里变电站改造的原因及内容22 负荷计算及变压器选择32.1 负荷计算32.1.1 负荷统计42.1.2 负荷计算52.2 主变压器台数、容量及型式的确定52.2.1 主变压器台数及容量的确定52.2.2 主变压器型式的确定52.4 主变压器的确定52.4.1 主变压器技术参数52.4.2 无功功率补偿装置52.5 站用变压器台数、容量及型式的确定53 电气主接线设计53.1 电气主接线的基本要求53.2 对原始资料的分析53.3 电气主接线设计53.3.1 110kV电气主接线设计53.3.2 35kV电气主接线
2、设计53.3.3 10kV电气主接线设计53.4 一次系统接线54 短路电流计算54.1 短路电流计算的目的、条件及短路电流计算点的确定54.2 短路电流计算54.2.1 基准值的选取与计算54.2.2 等值电路图54.2.3 各元件电抗标么值的计算54.3 短路点短路电流计算55 电气设备的选择55.1 电气设备选择的原则55.2 110kV电气设备的选择55.2.1 110kV断路器及隔离开关的选择55.2.2 110kV电流互感器的选择55.2.3 110kV电压互感器的选择55.2.4 110kV母线的选择55.2.5 110kV进线的选择55.3 110kV电气设备汇总表55.4 3
3、5kV电气设备的选择55.4.1 35kV开关柜的选择55.4.2 35kV断路器和隔离开关的选择55.4.3 35kV电流互感器的选择55.4.4 35kV电压互感器的选择55.4.5 35kV母线的选择55.4.6 35kV出线的选择55.5 35kV电气设备汇总表55.6 10kV电气设备的选择55.6.1 10kV开关柜的选择55.6.2 10kV断路器的选择55.6.3 10kV电流互感器的选择55.6.4 10kV电压互感器的选择55.6.5 10kV母线的选择55.6.6 10kV出线的选择55.7 10kV电气设备汇总表56 配电装置56.1 中里变电站的配电装置56.1.1
4、110kV配电装置56.1.2 35kV配电装置56.1.3 10kV配电装置5结 论5致 谢5参 考 文 献5摘 要随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素,而且随着负荷密度迅速增长，对电能的质量和可靠性都提出了更高的要求，但是由于许多变电站建站时间较早，站内配电装置陈旧，跟不上经济及用电发展的要求，因此对变电站的改造和设计成为首要解决的问题。本文第一章主要阐述了变电站的发展现状以及中里变电站的基本情况。第二章为负荷计算和主变压器的选择。首先运用需用系数法计算出该变电站的负荷大小，然后以此为依据，并结合发展趋势和经济技术性确定主变压器。第三章阐述了电气主接线的设计，根
5、据进出线、负荷的性质等因素综合确定电气主接线的形式。先确定每一级电压下的基本接线形式，最后确定整个变电站可靠的、经济的电气主接线形式。第四章为短路电流计算。明确短路电流计算的目的，确定了短路电流计算点，并做出等值电路图，从而进行标幺值的换算。同一点的短路电流计算包括：三相短路电流、冲击短路电流。第五章为电气设备的选择与校验。主要内容有母线、进出线、断路器、隔离开关、以及电流和电压互感器的选择等。一般是按正常条件选择，按短路电流校验。第六章介绍了配电装置。结合中里变电站的实际情况，确定中里变电站配电装置的形式。关键词：负荷计算 变压器选择 短路电流计算 电气设备SummaryAlong with
6、 the fast growth of our country national economy, electricity has become the check and supervision important factor of the economic development. and along with the quick growth of the burden density, the circumstance all put forward the higher request to the quantity and credibility of the electric
7、power, but because the years of many transformer substations is very early, station inside go together with the electricity device are so old that can not keep up with the economy and the request of using electrity, the reformation and designs of the transformer substation has become the problem tha
8、t need to be resolved.This text chapter 1 mainly elaborated the development of present condition of the transformer substation and basic circumstance of the transformer substation of Zhongli.Chapter 2 computes for the burden and the choice of the main transformer. Working out the burden size of the
9、transformer substation with the coefficient method, then take this as the basis, and combining the developing trend, then choose the main transformer. Chapter 3 elaborated the design of electricity lord connecting line, according to pass in and out the line, burden of property etc,then make sure the
10、 form of the connecting line .First make sure each class electric voltage under the basic connecting line form, and then make sure the whole transformer substations dependable, economic connecting line form. Chapter 4 for short-circuits current computation. Explicated short-circuit current computati
11、on goal, determined the short-circuiting current computation spot, and makes the equivalent circuit diagram, thus carries on the sign value conversion. The identical spot short-circuit current computation includes: Three-phase short-circuit current, impact short-circuit current. Chapter 5 for electr
12、ical equipment choice and verification. The main content has the bus, enters the going beyond a line, the circuit breaker, the isolator, as well as the electric current and the voltage transformer choice. Generally the choice is according to the normal condition and the check of the electricity equi
13、pments is under short-circuiting electric current. Chapter 6 introduces the electric device. Combine the actual circumstance of the transformer substation of Zhongli; make sure that the transformer substation of Zhonglis form of electric device.Keyword: the load calculation the choice of transformer
14、 short-circuit electric current calculation electricity equipments591 绪论1.1 变电站的发展现状近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电站的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电站的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适
15、当的备用。变电站由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电站，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。1.2 中里变电站的基本情况中里变电站原始数据（1）中里110kV变电站位于
16、博爱县城东郊。1983年建成投运，站内35kV、10kV配电装置陈旧，所用变为高耗能变压器。（2）中里110kV变电站是以110kV太中线为主电源，以中城线为联络电源及冯中线为备用线的降压变电站。（3）中里110kV变电站所在地的气象条件为年最高温度42，平均气温25度，条件一般，无特殊要求。（4）中里110kV变电站主要有110kV、35kV和10kV三个电压等级，担负着博爱城区和部分乡镇的供电任务。（5）其上一级变电站（太子庄变电站）110kV出线的短路容量为3011MVA。（6）中里110kV变电站所在地的土质为砂质粘土，其冻土厚度0.30m。气候情况四季分 明，其最热月室外最高气温：=
17、42，最热月室内最高气温：=30。最热月土壤最高气温：=25。1.3 中里变电站改造的原因及内容（1）改造的原因随着博爱县经济建设的发展和人民物质文化生活水平的提高，县城规模的不断扩大，市政及生活用电比例逐年上升，负荷密度迅速增长，对电能的质量和可靠性都提出了更高的要求。为缓解这一供求矛盾，博爱县农村电网和城网改造正在紧锣密鼓的进行着。为了满足城网工程要求，积极配合城网改造工作，缓解周边区域电力供求矛盾,改善供电质量，提供优质服务，位于博爱县城东部，与县城毗邻的110kV中里变电站改扩建工程提到议事日程上来。然而，由于中里变建站时间较早，站内35kV、10kV配电装置陈旧，所用变为高耗能变压器
18、跟不上经济及用电发展的要求。鉴于中里变电站在博爱电网中的重要作用。为消除中里变的安全运行隐患，提高供电可靠性。经过仔细勘察、认真分析，一致认为对中里变电站进行彻底改造是必要的。（2）改造的内容拆除站内35kV配电装置，在原35kV设备区建设集35kV、10kV、控制室为一体的综合楼。原基础上重建变电站的一次系统，原中里变负荷经过线路梯接进行转移35kV、10kV出线仍维持原设计最终规模，分别为6回(本期5回)和15回，更换110kV、35kV、10kV配电装置，更换电容器2组。2 负荷计算及变压器选择新建一个变电站或者将现有的一个变电站进行扩建或改建时，都必须进行电气设计。遇到的首要问题是如
19、何估计变电站各出线、进线的负荷，以便选择变压器。在电力系统中，用电设备需用的电功率称为电力负荷，简称负荷或功率。功率是表示能量变化速率的一个重要物理量。电功率又分为有功功率、无功功率和视在功率。电阻性用电设备总是消耗能量的，电阻所消耗的功率称为有功功率，用字母P表示； 纯电感(或纯电容)性设备能够储存能量，但不消耗能量，它只是与电源之间进行能量的交换，时而由电源吸收能量储存在磁场(或电场)中，时而又将所储存的能量释放，电感(或电容)并未真正消耗能量。这种与电源进行交换能量的功率，称为无功功率，用表示。在进行变电站设计时，基本的原始资料为工艺部门提供的各种用电设备的产品铭牌数据，如额定容量、额定
20、电压等，这是设计的依据。但是，不能简单地用设备额定容量来选择导体和各种供电设备。因为所安装的设备并非都同时运行，而且运行着的设备实际需用的负荷也并不是每一时刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内，时大时小地变化着。所以直接用额定容量(也称安装容量)选择供电设备和供配电系统，必将导致有色金属的浪费和工程投资的增加。因而，变电站的设计过程中负荷计算及其重要，它是选择主变压器以及其它电气设备的基础。2.1 负荷计算 中里变电站为三个电压等级的枢纽变电站，110kV线路3回，分别与太子庄变电站和城西变电站联网，35kV线路出线5回，分别向柏山变电站、磨头变电站、唐村变电站、金城变电站以及
21、药厂变电站供电，10kV线路出线15回。2.1.1 负荷统计如表2.1所示。表2.1 中里变电站负荷统计表电压等级线路名称负荷值（MW）功率因数10kV城生线2.50.9亚星线20.9苏农线2.20.9化肥线2.60.95小中里线2.80.9阳工线2.30.95面粉线2.40.9阳庙线20.9鸿昌东线2.10.9城生线20.935kV中柏线6.50.9中磨线60.9中唐线50.9中金线5.50.9中药线5.40.92.1.2 负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流，首先必须要计算各侧的负荷。视在功率，在三相交流电路中是乘以线电压与线电流，用S表示。S、P
22、三者关系式。（1）35kV出线负荷计算tan=6.5tan（arccos0.9）=3.1 tan=6tan（arccos0.9）=2.88 tan=5tan（arccos0.9）=2.4tan=5.5tan（arccos0.9）=2.64tan=5.4tan（arccos0.9）=2.59（2）10kV出线负荷计算 =tan=2.5tan（arccos0.9）=1.2=tan=2tan（arccos0.9）=0.96=tan=2.2tan（arccos0.9）=1.06 =tan=2.6tan（arccos0.9）=1.25=tan=2.8tan（arccos0.9）=1.344=tan=2
23、3tan（arccos0.95）=0.759=tan=2.4tan（arccos0.9）=1.152=tan=2tan（arccos0.9）=0.96=tan=2.1tan（arccos0.9）=1.01=tan=2tan（arccos0.9）=0.96于是母线侧的总负荷为+ =0.85（6.5+6+5+5.5+5.4）+0.8（2.5+2+2.2+2.6+2.8+2.3+2.4+2+2.1+2）=42.46MW + =0.85（3.1+2.88+2.4+2.64+2.59）+0.8（1.2+0.96+1.06+1.25+1.344+0.759+1.152+0.96+1.01+0.96）=
24、20Mvar则系统的计算负荷为： MVA2.2 主变压器台数、容量及型式的确定2.2.1 主变压器台数及容量的确定对于变压器的容量选择，考虑到此变电站中有重要负荷，我们考虑当一台停运时，压器容量在设计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：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷6070%。由上一节的负荷计算结果可知，S=46.93MVA,所以，两台主变压器应各自承担23.47MVA，当一台停运时，另一台则承担70%为32.85MVA。故选两台40MVA的主变压器就可满足负荷需求。2.2.2 主变压器型式的确定（1）相数的确定主变压器选用三相或是单相，主要考虑技术经济
25、性和运输条件确定，在330kV及以下发电厂和变电站采用三相变压器，由于中里变电站为110kV变电站，因此选用三相变压器。（2）绕组数量的确定在具有三种电压的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。 根据中里变电站的负荷统计、负荷计算及其无功功率补偿等实际情况，中里变电站主变压器宜采用三绕组变压器。（3） 绕组接线组别的确定变压器绕组的连结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结方式只有星形和三角形两种，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110
26、kV电压等级变压器绕组都采用星形连接，35kV电压等级变压器绕组也都采用星形连接，10kV电压等级变压器绕组采用三角形连接。中里变电站主变压器因此采用星形/星形/三角形连结方式。（4）变压器电压调整方式的确定为了保证变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有无激磁调压和有载调压两种，一般接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络电压采用有调压方式，保证供电质量、母线电压恒定。由于中里变电站既可作为始端变电站，向其联络变电站城西变电站供电，也可作为终端变电站，由其它变电站供电，考虑这两种因素，
27、中里变电站的主变压器应选用有载调压方式的变压器。2.4 主变压器的确定中里变目前最大负荷32000kVA，在博爱县电网中的地位非常重要，担负着博爱县5个35kV变电站和城区大部分工农业生产和生活的供电任务。根据以上分析可知，中里变电站应选择两台三相40000kVA的有载调压变压器，其三绕组联结组别为：110kV电压变压器绕组采用Y0连接，35kV采用Y0连接，其中性点通过消弧线圈接地，10kV绕组都采用接法。容量比100/50/100。综上所述，中里变电站变压器选择的型号为SZSF9-40000/110/35/10。2.4.1 主变压器技术参数 主变压器的技术参数如表2.2所示。表2.2 主变
28、压器技术参数主 变 名 称 项 目#1主变型号SFSZ7-40000/110使用条件户外冷却方式ONAN/ONAF相数周波3相 50HZ接线组别Y0/Y0/-12-11额定容量(kVA)40000额定电压(kV)12181.25%/38.55%/11电压比(kV)12181.25%/38.55%/11电流比(A)190.9/600/2100空载电流(%)0.5空载损耗(kW)42.0负载损耗(kW)181/203/168阻抗电压(%)9.93/17.5/6.742.4.2 无功功率补偿装置中里变电站现有主变压器2台，容量均为40000kVA。按照无功功率就近平衡的原则，补偿容量主要考虑对主变压
29、器本身无功的补偿，取主变压器变容量的10%15%，按4800kvar记取。在10kV负荷变动的情况下，为使无功能得到合理补偿，考虑对补偿装置进行分档投切。分档容量为：4800kvar。中里变进出线负荷无谐波源存在，为限制合闸涌流，空心串联电抗器的电抗率取1%。结论：中里变电站配用4800kvar成套电容器补偿装置2套，空心串联电抗器的电抗率取1%。 该变电站的无功补偿本着分层分区，就地平衡的原则，本期装设并联电容补偿9600kvar。并联电容器补偿装置选用TBB-10-3000型成套补偿装置，接线方式为单星形接线。并联电容器补偿装置采用集合式电容器成套装置，户内布置，安装于综合楼底层。为了限制
30、电容器组投入时产生的涌流和高次谐波，装设干式空心串联电抗器，型号为CKK-60/10-6,电抗率6%。2.5 站用变压器台数、容量及型式的确定对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10kV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，本站采用一台站用变运行，另一台站用变空载运行的方式，正常由运行站用变压器带全站低压负荷，另一台空载运行站用变压器的低压侧刀闸在断开位置。站用变压器容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单
31、台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。S照明负荷+其余负荷0.85(kVA)站用变压器的容量：大于等于SS0.85（25+4.5+3+16+0.96）+20+20=82.041kVA考虑以上因素，结合中里变电站的实际情况，选用两台三相站用变压器，容量为100kVA，连接组别分别为yd11、Yyn0，型号为SC9-100/10。站用变压器技术参数如表2.3所示。表2.3 站用变技术参数主 变 名 称项 目#1站用变型号SC9-100/10使用条件户内冷却方式AN相数周波3相 50HZ接线组别yd11额定容量(kVA)1
32、00额定电压(kV)1022.5%/0.4电压比(kV)10/0.4电流比(A)2.89/72.17空载电流(%)2.33空载损耗(kW)0.28负载损耗(kW)0.974阻抗电压(%)3.983 电气主接线设计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重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，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定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。3.1 电气主接线的基本要求变电站电气主接线是变电站电气设计的主体，它与电力系统、
33、基本原始资料以及变电站运行可靠性，经济性的要求等密切相关，对电器选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。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，成为传输强电流，高电压的网络，故有称为一次接线或电气主接线。主接线代表了变电站电气部分主体结构，它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计直接影响电器设备运行的可靠性，灵活性，关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此，电气主接线的正确，合理设计，必须结合电力系统和变电站的具体情况，全面分析
34、有关因素，必须综合处理各个方面的因素，正确处理它们之间的关系，经过技术，经济论证比较后方可合理地选择接线方案，在进行论证分析阶段，更应辨证地统一供电可靠性与经济性的关系，方能达到先进性和可靠性。变电站主接线的基本要求是可靠性，经济性和灵活性。(1)可靠性：供电可靠性是电能生产和分配的首要任务，主接线应该满足这个要求。为了保证供电的可靠性，主接线应考虑到在事故或检修的情况下，应尽可能减少对用户供电的中断。特别重要的负荷，还应考虑设置备用供电电源。这样一来，在满足上述可靠性要求的情况下，就必然增加设备和线路，使接线复杂。显而易见，提高可靠性是以增加投资为代价。由于接线复杂，会导致较复杂的操作，切换
35、程序，有可能引起事故，反而降低了可靠性。因此，要综合考虑多种因素来对提高可靠性的措施作出合理选择。(2)灵活性：主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性。 调度时，可以灵活地投入和切除发电机，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运行方式下的系统调度要求。 检修时，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备，而不至于影响电力网的运行和对用户的供电。 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新机组，变压器或线路，并对一次和二次部分的改建工作量最少。 (3)经济性：主接线在满足可靠性，灵活性要求前提下做到经济，合理
36、和节约。主接线应力求简单，以节省断路器，隔离开关，电流和电压互感器以及避雷器等一次设备；必要时，要能限制短路电流，以便选择廉价的电气设备或轻型电器等等。 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，电气主接线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。年运行费用少。年运行费用包括年电能损耗和设备的维修费用等，应经济合理选择主变压器的容量和台数，要避免因二次变压而增加电能损耗。3.2 对原始资料的分析中里变目前最大负荷32000kVA，在博爱县电网中的地位非常重要，担负着博爱县5个35kV变电站
37、和城区大部分工农业生产和生活的供电任务，中里变电站110kV进出线3回，35kV接线本期出线5回，10kV接线本期出线15回。3.3 电气主接线设计3.3.1 110kV电气主接线设计 适合与110kV线路的电气主接线形式主要有简易接线形式中的三角形接法，有母线接线形式中的单母接线，单母分段，单母分段加旁路，双母线，双母线分段。我们保留以下两种方案：双母接线和单母分段接线。（1）双母接线的特点：由图3.1可知虽然这种主接线方式，可以保证供电可靠性，无论是检修隔离开关或任一条母线都不会导致母线停电。但是这种接线方式不仅增加了母线，同时也增加了隔离开关的数量。会导致投资费用大大增加，这是很不经济的
38、 图3.1 双母接线（2）单母分段接线的特点优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，由两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障和检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。单母分段接线如图3.2所示。图3.2 单母分段接线根据以上的分析，现在将110kV电压等级的电气主接线定为单母分段接线方式。分段的数目，取决于电源数目和容量。段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用断路器的数量亦越多，且配电装置和
39、运行也越复杂，所以本变电站采用单母双分段的接线形式。并且对重要负荷必须加装备用线。采用这种接线方式保证了供电的可靠性使各项生产都能顺利地进行；这种接线方式还节省了投资，保证了经济性，而且随着企业的发展，还可以在以后扩建时方便地将负荷接入。为了限制短路电流，简化继电保护，采用这种接线方式时，低压侧母线分段断路器常处于断开状态，电源是分列运行的。这样是为了防止因电源断开而引起的停电，所以应在分段断路器QF上装设备用电源自动投入装置，在任一分段的电源断开时，使QF自动接通”。3.3.2 35kV电气主接线设计参照电气工程师手册我们发现适合35kV电压等级的电气主接线形式主要有单母线，单母线分段，单母
40、线分段带旁路，双母线分段，双母线分段带旁路，结合中里变电站的实际情况及其负荷，我们选择两种方案：单母线接线和单母线分段接线。（1） 单母线接线的特点：接线简单，清晰，采用设备少。投资少，操作方便。便于扩建和采用成套装置。（2）单母接线的缺点：不够灵活可靠，当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，均断开电源，造成整个厂，站停电。单母接线如图3.3所示。图3.3 单母线接线（3） 单母线分段接线的优点： 母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。一段母线故障时或检修，仅停故障段工作，非故障段仍可继续工作。（4）单母线分段接线的不足之处：当一段母线或母线隔离开关故障或检修
41、时，接在该母线上的电源和出线，在检修期间必须全部停电。在任一回路的断路器检修时，该回路必须停止工作。单母分段接线如图3.4所示。图3.4 单母分段接线由于中里变电站设计为大的降压变电站，根据以上的分析，现在将10kV电压等级的电气主接线定为单母分段接线方式。分段的数目，取决于电源数目和容量。段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用断路器的数量亦越多，且配电装置和运行也越复杂，所以本变电站采用单母双分段的接线形式。并且对重要负荷必须加装备用线。采用这种接线方式保证了供电的可靠性使各项生产都能顺利地进行；这种接线方式还节省了投资，保证了经济性，而且随着企业的发展，还可以在以后扩建时方便地将负荷接入
42、为了限制短路电流，简化继电保护，采用这种接线方式时，低压侧母线分段断路器常处于断开状态，电源是分列运行的。这样是为了防止因电源断开而引起的停电，所以应在分段断路器QF上装设备用电源自动投入装置，在任一分段的电源断开时，使QF自动接通”。3.3.3 10kV电气主接线设计 适合10kV的电压等级的电气主接线形式主要有单母线接线，单母线分段，双母线接线等，由于电压等级较低，我们采用单母线接线和单母线分段接线。单母线接线和单母线分段接线前面已经详细叙述不再重复。经比较两种方案经济性相差不大，但是很明显方案二的可靠性高，所以选择可靠性和灵活性较高的方案二即单母线分段接线。3.4 一次系统接线中里变电
43、站110kV进出线3回（目前有一条冯中线停运未用），35kV出线5回，10kV出线15回（其中备用线3回）。根据以上主接线设计原则和依据选择，通过可靠性、灵活性和经济性比较来选择出以下主接线形式。（1）110kV系统为单母分段接线，东母、西母经断路器、东、西刀闸连接。110kV东母、西母分别安有一组电压互感器和避雷器。110kV太中线及#2主变高压侧接东母，110kV冯中线及#1主变高压侧接西母，110kV中城线接西母。（2）35kV系统为单母分段接线方式，东、西母线由分段断路器及隔离开关连接。西母线接#1主变中压侧、一组电压互感器和避雷器、中柏线、中磨线、中唐线；东母线接#2主变中压侧、一组
44、备用间隔、一组电压互感器和避雷器、中金线、中药线。（3）10kV系统为单母线分段接线方式，东、西母线分别接有一组电压互感器、避雷器，一台站用变，一段电容器。西母线接#1主变低压侧，接有10kV化肥线、城生I线、亚星线、苏农线、3回备用线；东母线接#2主变低压侧，接有10kV小中里线、城生II线、阳工线、面粉线、鸿昌东线、阳庙线、2回备用线。中里变电站一次系统主接线如图3.5所示。图3.5 中里变电站主接线图4 短路电流计算电力系统的电气设备在其运行中都必须考虑到可能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发生各种型式的短路，因为它们会破坏用户的正常供电和电气设备的正常运行。
45、电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。4.1 短路电流计算的目的、条件及短路电流计算点的确定（1）短路电流计算目的：在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。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都能安全、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。在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的
46、安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。按接地装置的设计，也需用短路电流。（2）短路电流计算条件：容量和接线。按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后510年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换中可能短时并列的接线方式。短路种类。一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按照最严重的情况计算。计算短路点。选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。（3）短路电流计算点的确定 短路计算点确定的原则应使在此点短路时通过的短路电流最大，基于此原则，我们选择中里变电站的短路点为：110kV母线的端部、35kV母线的端部以及10kV母线的端部，这样才能使短路时，通过母线的短路电流为最大，短路点如图4.1所示的
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