目 录
引言 …………………………………………………………………………3 第一篇 任务说明书 …………………………………………………………4 第二篇 设计说明书 …………………………………………………………6
1.概述………………………………………………………………………………………6 2. 电气主接线设计 ………………………………………………………………………7 2.1电气主接线概述 ……………………………………………………………………7 2.2主接线设计 …………………………………………………………………………7
2.4.1 35KV侧主接线设计………………………………………………………7 2.4.2 10KV侧主接线设计………………………………………………………11
3. 主变压器数量、台数和型号的选择……………………………………………………12 4．所用变的选择与设计…………………………………………………………………14 5．短路电流的计算………………………………………………………………………15 6．电气设备的选择………………………………………………………………………错误！
未定义书签。20
6.1 电气设备选择的一般条件…………………………………………………………20 6.2 断路器隔离开关的选择……………………………………………………………错
误！未定义书签。23
6.2.1 35kV侧断路器、隔离开关的选择………………………………………错误！
未定义书签。23
6.2.2 10kV侧断路器、隔离开关的选择………………………………………错误！
未定义书签。27
6.3互感器的选择 …………………………………………………………………错误！未
定义书签。……错误！未定义书签。31
6.3.1 电流互感器的选择…………………………………………………………错
误！未定义书签。31
6.3.2 电压互感器的选择…………………………………………………………错
误！未定义书签。33
6.4 线路参数的选择………………………………………………………………………34
6.4.1 35kV架空线路的选择………………………………………………………34 6.4.2 10kV母线和电缆的选择……………………………………………………35 6.5 配电装置的选择……………………………………………………………………错
误！未定义书签。…37
6.5.1 35kV屋外配电装置………………………………………………………38…
37
6.5.2 10kV高压开关柜……………………………………………………………38
7. 无功补偿…………………………………………………………………………………39
错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8. 变电所的防雷保护规划…………………………………………………………………41
第三篇 计算书…………………………………………………………………44
1. 主变压器的容量计算……………………………………………………………………44 2. 所用变的容量计算………………………………………………………………………44 3. 短路电流的计算…………………………………………………………………………45
结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„48 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„49 附录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„50 电气主接线图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„50
引言
随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供稳固 性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。
变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）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，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个35kV降压变电站,此变电站有两个电压等级，一个是35kV，一个是10kV。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。
第一篇 电气工程基础设计任务书
一 、设计内容
要求设计一35kv变电所的电气部分。 二 、原始资料
1、某企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。
2、距本变电所7Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1080MVA 。 3、待设计的变电所10KV无电源，
4、本变电所10KV母线到各个车间（共8个车间）均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为三类负荷，Tmax=4000h ，各馈线负荷如表1—1
5、所用电的主要负荷见表1—2
6、环境条件
（1）当地最热月平均最高温度29.9°c，极端最低温度-5.9°c，最热月地面0.8m处土壤平均26.7°c ，电缆出线净距100mm。
（2）当地海拔高度507.4m。雷暴日数36.9日/年：无空气污染，变电所地处在P≤500m·Ω的黄土上。 三、设计任务
1 、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选择主变压器的容量和台数； 2 、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数； 3 、计算短路电流；
4、选择断路器和隔离开关； 四、设计成果
1 、设计说明书和计算书各一份 2 、主电路和所用电路图各一份
五、主要参考资料
1 水利电力部西北电力设计院编 电力工程电气设计手册（第一册）[M] 北京：中国水
利电力出版社.1989 .12
2 周问俊主编 电气设备使用手册[M].北京:中国水利水电出版社,1999 3 陈化钢主编 企业供配电[M].北京: 中国水利水电出版社,2003.9 4 电力专业相关教材和其它相关电气手册和规定
第二篇 35/10KV降压变压所初步设计说明书
1 概述
设计依据
根据设计任务书给出的条件。 设计原则
1、 要遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程
序，特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。
2、 要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质不同要求，要实行资源的综合利用，要节约能源、水源，要保护环境，要节约用地并合理使用劳动力，要立足于自力更生。
变电站建设的必要性及规模 1、 变电站建设的必要性
为了加强企业供电可靠性，减少线路损耗，适应日益增长的负荷发展需要，35KV变电所的选址于距离一电力系统变电所6KV处，其近邻工厂，其主要供电对象是企业的各个车间，这样设计减小了供电半径，供电线损大幅下降，供电量增加，适应现代化建设与发展的需要，有利于企业的经济发展。 2、 本工程建设规模
（1）、企业变电站为35kV/10kv降压变电站，该类变电站一般为无人职守的综合自动化站，容量为2*6300千伏安，企业变电站安装两台SZ9-6300/35主变压器，35kV为内桥接线。
（2）、企业变电站选址在企业附近，地势平缓，海拔高度507.4m，气象条件见《任务书》的环境条件。 10kV采用屋内配电装置，电缆出线,10kV电空器室外布置。
2. 电气主接线设计
2.1 电气主接线概述
发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，
也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会长生直接的影响。 （1） 主接线的原则
1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用； 2发电厂、变电所的分期和最终建设规模； 3负荷大小和重要性； 4系统备用容量大小；
5系统专业对电气主接线提供的具体资料。 （2） 主接线设计的基本要求
根据我国能源部关于《220~500kV变电所设计技术规程》SDJ 2-88规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。”因此对主接线的设计要求可以归纳为以下三点。
1可靠性；2灵活性；3经济性。
2.2 主接线设计
2.2.1 35Kv侧主接线设计
通过阅读各类相关资料可知，为了降低电能损耗，应选用低损耗节能变压器。在电压偏差不能满足要求时，35kV降压变电所的主变压器应首先采用有载调压变压器。
35kV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。变电所主接线要满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求。其中，安全包括设备安全及人身安全；可靠应满足一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求；灵活即用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。；经济尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。
在我们这组设计中35kV变电所主接线一般有单母线、单母线分段、双母线接线、单元接线、内桥式、外桥式方式可以考虑其可行性。具体分析如下：
单母线优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。（见下图1、2）一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。 由于在该设计中用户不仅有二级负荷而且还有一级负荷，同时可靠性和灵活性也尤为重要，鉴于这些方面的原因，单母线的优点显然不足以使用户满意，也有背于我们设计无人值班变电所的基本思想和初衷，因此我们这里不考虑单母线的方式。
图2.3单母线分段
从上图2.3可以看出单母线分段虽然也能供给一级负荷，并且由于采用分段形式， 变压器一用一备，较之单母线确实也在一定程度上大大提高了供电的可靠性和灵活性， 与我们的设计似乎有些相投，但我们也可以看到母线分段后带来的问题，比如母线分段后，我们需要在母线分段部位采用联络柜，这样就增加了投资经费，而且也会增加选择
时的计算，并且还要考虑到和母线之间的匹配问题。因此我们再将其它几种接线方式做一翻讨论，看看有没有那一种接线方式能比单母线分段更出色，既能提高供电的可靠性和灵活性又能使投资建设经费降到最低，使变电所的接线方式尽量在最大程度上满足设计要求。
双母线接线方式能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。但我们也知道，我们设计的变电所并非大型变配电所，而是中小型变配电所，而且双母线在形式上多了一根母线，这样也增加了投资成本，这也是用户所不愿意看到的。因此，即使双母线能保证可靠性，并且适用于一、二级负荷，这里也不考虑采用。 单元接线，当有两路电源进线和两台主变压器时，可采用双回线路－变压器组单元接线，再配以变压器二次侧的单母线分段接线，则可靠性大大提高，见图2.4.4所示。这种接线方式同样也与单母线分段方式相同的是投资成本并不会随着没有母线的存在而减少，因此我们还有必要继续讨论桥式接线。
桥式接线，分内桥式和外桥式两种：能实现电源线路和变压器的充分利用，如变压器T1故障，可以将T1切除，由电源1和电源2并列给T2供电以减少电源线路中的能耗和电压损失。（接线方式见图2.5）但我们也可以从接线图中看出两者之间的区别：
内桥式，当变压器发生故障时，倒闸操作多，恢复时间长，而当线路发生故障时，倒闸操作少，恢复时间短。而外桥式的操作特点则恰恰与内桥式相反。因此内桥式接线适用于线路较长或不需要经常切换变压器的情况。由本次设计的基本思想可以看到，变压器不会有多次的切换操作，而且我们这里35kV总降压变电所是由供电部门提供的，因此线路长是在所难免的，加上内桥式接线是无母线制，这样可以省去母线的投资费用，在形式上，它比单母线分段又少了分段部分的联络部分，这样又可以省去联络柜，同时桥形接线具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为节省投资，在发电厂或变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。
综合以上多方面的因素，我们认为内桥式接线方式基本综合了前面所述的各种接线方式的优点，满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求，因此决定采取内桥式的接线方式。
生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此种接线方式同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。
结论
通过分析比较， 35KV侧接线方式为内桥式为最佳，考虑到供电可靠性和经济性的需要，在10kV侧采用单母线分段的接线方式。
主接线图如图所示为
3. 主变压器的选择
（1）、主变台数的选择
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。《35～110KV变电所设计规范》规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。
在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及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。主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。
正确选择变压器的台数，对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。目前一般的选择原则是：一般用户装设1—2台变压器；为了提高供电可靠性，对于Ⅰ、Ⅱ级用户，可设置两台变压器，防止一台主变故障或检修时影响整个变电所的供电，所以本所选用两台主变，互为备用，当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的75%，保证了正常供电。根据原始资料，本所主变压器配置两台。
（2）、主变容量的确定
1、 主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。
2、 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量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供电，保证供电可靠性。
3、 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。
4、装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%。
（3）、主变压器接线形式的选择
1、变压器绕组的连接方式
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行。该变电所有二个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接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接方式只有星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。
我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35KV亦采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。
由于35KV采用星形连接方式与220KV、110KV系统的线电压相位角为零度（相位12
点），这样当电压为220\110\35KV，高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组加接线方式就不能三角形连接，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形连接的变压器。
变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN/d11型。
2、冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。
3、调压方式的选择
变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达30%，设置有载调压的原则如下：
3.31 对于220KV及以上的降压变压器，反在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。
3.32对于110KV及以上的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。
3.33接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端，时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。
普通型的变压器调压范围小，仅为±5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压。
4、结论
综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，根据计算书中主变容量得出本所宜采用SZ9-6300/35型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下：
3、所选变压器的型号及技术数据见下表：
4．所用变的选择与设计
所用变的设计应以设计任务书为依据，结合工程具体的特点设计所用变的接线方式，因变电站在电力系统中所处的地位，设备复杂程度（电压等级和级次，主变压器形式、容量及补偿设备有无等）以及电网特性而定。而所用变压器和所用配电装置的布置，则常结合变电站重要电工构建物的布置来确定。一般有重要负荷的大型变电所，380／220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。
一、用电电源和引接原则如下
（1）当变电所有低压母线时；
（2）优先考虑由低压母线引接所用电源；
（3）所用外电源满足可靠性的要求；
（4) 即保持相对独立；
（5）当本所一次系统发生故障时；
（6）不受波及；
（7）由主变压器低绕组引接所用电源时；
（8）起引接线应十分可靠；
（9）避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力；
二、所用变接线一般原则
（1）一般采用一台工作变压器接一段母线；
（2）除去只要求一个所用电源的一般变电所外；
（3）其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器；
（4）低压10KV母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源；
（5）以获得较高的可靠性；
所用变设在10kv侧，根据计算，所用电计算容量为121.64kVA，由于需要安装两台工作变压器，其中一台采用备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，所用工作变压器的容量应为85.148KVA。
故综上可知可选用两台S9—100/10型所用变压器，变压器绕组的连接方式为 Y，yn0。
5．短路电流的计算
(1) 概述
在电力系统中运行的电器设备，在其运行中都必须考虑到会发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时最危险的故障是各种形式的短路，它会破坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运行。
短路是电力系统中的严重故障，所谓短路，是指一切属于不正常运行的相与相间或相与地间发生通路的情况。
产生短路的主要原因是电器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、线路倒杆也能造成短路事故。
在35、10KV的电力系统中，可能发生短路有三相、两相、两相接地和单相接地的故障，其中三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样，仍属对称状态，其他类型的短路是不对称短路。
电力系统中常发生的单相短路占大多数，二相短路较少，三相短路就更少了。三相短路虽然很少发生，但其后果最为严重，应引起足够的重视。因此本次采用三相短路来计算短路电流，并检测电气设备的稳定性。
(2)、短路电流计算的目的
短路问题是电力技术的基本问题之一。短路电流及其电动力效应和分效应，短路时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。
在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其短路电流计算的目的主要有以下几方面：
①在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确实某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路计算。
②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。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
③在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。
④接地装置的设计，也需要短路电流。
(3)、一般规定
① 验算导体和电器动稳定热稳定及电器开断电流，应按本规程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后5-10年）。
确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
② 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。
③ 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点对带电抗器的6-10kV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点，应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。
④ 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中及自耦变压器回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。
(4.)短路电流计算方法
电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量比较小，而其阻抗较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路情况时，系统母线上的电压变动很小，可以认为电压维持不变，即系统容量为无穷大。所谓无限容量系统是指容量为无限大的电力系统，在该系统中，当发生短路时，母线电业维持不变，短路电流的周期分量不衰减。当然，容量所以们
在这里进行短路电流计算方法，以无穷大容量电力系统供电作为前提计算的，其步骤如下：
①对各等值网络进行化简，求出计算电抗；
②求出短路电流的标么值；
③归算到各电压等级求出有名值。
(5).短路电流计算条件
① 短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：
正常工作时，三相系统对称运行；
所有电源的电动势相位角相同；
系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导
体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120度电气角度；
电力系统中的各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；
电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧；
同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；
短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的都略去不计；
元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围；
输电线路的电容略去不计；
用概率统计法制定短路电流运算曲线。
②接线方式
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方
式，而不能用仅在切换过程中可能并联运行的接线方式。
③计算容量
应按本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。
④短路点的种类
一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。
⑤短路点位置的选择
短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运行方式。取最严重的短路情况分别在10kV侧的母线和35kV侧的母线上发生短路情况（点a和点b发生短路）。则选择这两处做短路计算。
图5.1 短路点选择图
(6)、短路的物理量
短路电流的周期分量、非周期分量、短路全电流、短路冲击电流和稳态电流。
1、正常工作时，三相系统对称运行；
2、所有电源的电动势相位角相同；
3、电力系统中各元件的磁路不饱和；
4、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负
荷接在系统侧；
5、短路发生在短路电流为最大的一瞬间；
6、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
7、原件的计算参数都取额定值，不考虑参数的误差和调整范围；
8、输电电缆线的电容略去不计；
(7)、短路电流计算的步骤
1、在已知短路容量时：Sd=1000MVA 选基准容量Si=100MVA Ui=Uav=1.05UN
2、短路点与系统之间电抗标幺值计算： Xs* =Si/Sd
3、变压器电抗标幺值计算: SB*=(U%/100) ⨯ (Si/Sd)
4、短路电流基准值计算：Ii=Si/（ 3⨯ Vp）
5、短路点周期分量有效标幺值计算： Id* =l/ X∑*
6、三相短路电流有效值计算：id(3) =Id⨯Ij
(3)(3)ich7、三相短路冲击电流计算： =2.55Id
(3)(3)ich8、三相短路最大： =1.51 ⨯ Id
I∞9、由于计算设为无限容量系统：暂态短路电流I=I，三相短路稳态电流：
10、短路容量计算：Sd =3J(3)dUp (3) =Id(3)
(8) 、各母线短路电流列表
根据下图和以上公式计算母线短路电流：
图5.2 短路计算电路
表 母线短路电流列表
6 电气设备的选择
6.1 电气设备选择的一般条件
6.1.1 一般原则
1、 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； 2、 应按当地环境条件校核； 3、 应力求技术先进和经济合理； 4、 与整个工程的建设标准应协调一致； 5、 同类设备应尽量减少品种；
6、 选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选
用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。
6.1.2 技术条件
选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。
(1)、 长期工作条件 1） 电压
选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug,即Umax≥Ug 2) 电流
选用的电器额定电流I N不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig 即I N≥Ig
由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。
高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。 3） 机械负荷
所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。 (2)、 短路稳定条件
1） 校验的一般原则
电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。
2） 短路的热稳定条件：
短路电流在导体和电器中引起的热效应Qk为 Qk=Qp+Qnp
式中Qp为短路电流周期分量引起的热效应(kA2s);
Qnp为短路电流非周期分量引起的热效应(kA2
s)
It2t＞Qk
Qdt—在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA2s） It—t秒内设备允许通过的热稳定电流时间(s)
tjs = 继电器保护装置后备保护动作时间（tb）+ 断路器全分闸时间（tdo） 3) 短路的动稳定条件：
ich≤idf Ich≤Idf
ich—短路冲击电流峰值（kA） Ich—短路全电流有效值（kA）
idf—电器允许的极限通过电流峰值（kA） Idf—电器允许的极限通过电流有效值（kA）
(3)、 绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。
表7.1 选择高压电器应校验的项目表
表中 为应进行校验的项目
6.1.3、环境条件 (1)、 温度
按《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB-763-74的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40℃时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40℃（但不高于+60℃）时，每增高+1℃，建议额定电流减少1.8%；当低于+40℃，每降低+1℃建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不超过额定电流的20%。 (2)、 日照
屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升。但高压电器的发热试验是在避免阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的80%选择设备。 (3)、 风速
一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。
(4)、 冰雪
在积雪和覆冰严重的地区，应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地闪络。
(5)、 湿度
选择电器的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度。
(6)、 污秽
污秽地区内各种污物对电器设备的危害，取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量、比重及距物源的距离和气象条件。 (7)、 海拔
电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000m。海拔超过1000m的地区称为高原地区。对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予加强，可选用高原产品或
选用外绝缘提高一级产品。 (8)、 地震
地震对电器的影响主要是地震波的频率和地震振动的加速度。
(9) 环境保护
选用电器尚应注意电器对周围环境的影响。 1、电磁干扰
频率大于10kHz的无线电干扰主要来自电器的电流电压突变和电晕放电。35kV不考虑。 2、噪音
为了减少噪音对工作场所和附近居民区的影响所选高压电器在运行中或操作时产生的噪音，在距电器2 m处不应大于下列水平： 连续性噪音水平： 85 dB
非连续性噪音水平： 屋内90 dB 屋外110 dB
6.2 断路器隔离开关的选择
6.2.1 35kv侧高压断路器和隔离开关的选择
35kv侧高压断路器的选择
断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在35KV~220KV的电网一般选用少油断路器、SF6断路器和空气断路器，这里可以选用SF6断路器。
开关电器的选择及校验原则 选择较验 ①电压 Ue≥UN1
②电流 KIe≥Imax
③按断开电流选择，INbr≥IK=Izt
④按短路关合电流来选择INcl≥Ish=2.55Izt=2.55I∞ ⑤按热稳定来选择 It2t≥QK 注：(Izt=I∞=IF)
(1)．主变35kv侧高压断路器的选择
SN=6300kVA UN1=35KV
IN1=
SN⨯UN1
=
63003⨯35
=103.9(A)
流过断路器的最大持续工作电流：
Imax=1.05⨯103.9=109.095(A)
1计算数据表： ○
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》参考资料附表1-4 选择LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下
LW8-35型户外六氟化硫断路器主要技术参数表
2开断电流校验: ○
Iekd＝25(kA)≥I〞＝7.8 (kA)
开断电流校验合格。 3动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝109.095(A)＜Ie＝1600(A) 额定峰值耐受电流ish＝19.89 (kA)＜idw＝63(kA) 动稳定校验合格。 4热稳定校验： ○
短路电流的热效应（kA2·S）：由《电力工程电气设计手册电气一次部分》表6—5知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S，断路器分匝时间0.03S，则校验热效应计算时间为0.63S（后面热稳定校验时间一样）设继电保护时间tpr为0.6S，则短路计算时间：
tk=tpr+tbr＝0.6+0.03＝0.63(S)
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=3.232（KA） ItK=3.130（KA）
（由于短路电流切除时间tk
I2+10It2+It2
kk
Qp=
12
7.82+10⨯3.2322+3.1302
tk=⨯0.63=4.25[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=7.82⨯0.63=38.33[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]
It2t=252⨯4=2500[(KA)2*S] 2500[(kA)2·S] ＞42.58[(KA)2*S] It2t>Qk
热稳定校验合格。
35KV侧进线断路器及35KV侧桥断路器的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。
(2)35kv侧隔离开关的选择 主要计算参数同上
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GW5-35IID(W), 其主要技术参数如下：
GW5-35IID(W)型隔离开关参数表
2动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝109.095(A)＜Ie＝630(A) 额定峰值耐受电流ish＝19.89 (kA)＜idw＝50(kA) 动稳定校验合格。 3热稳定校验： ○
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=3.232（KA） ItK=3.130（KA）
（由于短路电流切除时间tk
I2+10It2+It2
kk
Qp=
12
7.82+10⨯3.2322+3.1302
tk=⨯0.63=4.25[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=7.82⨯0.63=38.33[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]
It2t=202⨯4=1600[(KA)2*S] 1600[(kA)2·S] ＞42.58[(KA)2*S] It2t>Qk 热稳定校验合格。
35KV侧进线隔离开关及35KV侧桥隔离开关的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。
6.2.2 10kv侧断路器和隔离开关的选择
（1）10kv侧断路器的选择
SN=6300kVA UN1=10KV
IN1=
SN⨯UN1
=
6300⨯10
=363.74(A)
流过断路器的最大持续工作电流：
Imax=1.05⨯363.74=381.927(A)
1计算数据表： ○
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》,选择LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下
ZN28-10II系列真空断路器主要技术参数表
选用的断路器额定电压为10kV，最高电压12kV，系统电压10kV满足要求。
2开断电流校验: ○
Iekd＝20(kA)≥I〞＝6.92(kA)
开断电流校验合格。 3动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝381.927 (A)＜Ie＝1000(A) 额定峰值耐受电流ish＝12.73 (kA)＜idw＝50kA) 动稳定校验合格。 4热稳定校验： ○
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=4.732（KA） ItK=4.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
6.922+10⨯4.7322+4.6302
tk=⨯0.63=24.47[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=6.922⨯0.63=30.17[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=54.63
It2t=202⨯4=1600[(KA)2*S] 1600[(kA)2·S] ＞54.63[(KA)2*S] It2t>Qk 热稳定校验合格。
（2）10kv侧隔离开关的选择 主要计算参数同上
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GN19-10/1250, 其主要技术参数如下：
GW5-35IID(W)型隔离开关参数表
2动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝381.927 (A)＜Ie＝1250(A) 额定峰值耐受电流ish＝12.73 (kA)＜idw＝100kA) 动稳定校验合格。 3热稳定校验： ○
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=1.732（KA） ItK=7.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
ItK=4.732（KA） ItK=4.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
6.922+10⨯4.7322+4.6302
tk=⨯0.63=24.47[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=6.922⨯0.63=30.17[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=54.63
It2t=402⨯2=3200[(KA)2*S] 3200[(kA)2·S] ＞54.63[(KA)2*S] It2t>Qk 热稳定校验合格。
6.3互感器的选择 6.3.1电流互感器的选择
电流互感器的选择和配置应按下列条件：
型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6~20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。
35kv侧电流互感器的选择
1）、主变35KV侧电流互感器的选择 (1)．一次回路电压： Un≥Uns=35kv (2)．一次回路电流：IN>I=
SN3UN
⨯
463004
=⨯=138.564A 33⨯353
由此可得，初选LCZ-35Q型电流互感器，其参数如下表：
(3)．动稳定校验：ish≤1NKes
2INKD=⨯0.1386⨯282=55.266≥ich=19.89 满足动稳定要求。 (4). 热稳定校验：
ItK=3.232（KA） ItK=3.130（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
7.82+10⨯3.2322+3.1302
tk=⨯0.63=4.25[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=7.82⨯0.63=38.33[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]
It2t=652⨯1=4225[(KA)2*S] 4225[(kA)2·S] ＞42.58[(KA)2*S] 热稳定校验合格。
综上所述，所选LCZ-35Q满足要求。
10KV侧的电流互感器的选择
(1)．一次回路电压：Un≥Uns=10kv (2)．二次回路电流：IN>I=
SNUN
6300
4
=363.74A
3⨯103
⨯
根据以上两项，同样选择户外独立式电流互感器LZZQB6-10，其参数如下表：
电流互感器技术参数
(3)．动稳定校验：ish1NKes
2I1NKD=2⨯0.3637⨯80=41.14≥ich=12.73KA满足要求； (4)．热稳定校验： (4). 热稳定校验：
It=4.732（KA） ItK=4.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
6.922+10⨯4.7322+4.6302
tk=⨯0.63=24.47[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=6.922⨯0.63=30.17[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=54.63
It2t=652⨯1=4225[(KA)2*S] 4225[(kA)2·S] ＞54.63[(KA)2*S] 热稳定校验合格。
综上所述，所选的电流互感器LZZQB6-10满足动热稳定性要求。
6.3.2 电压互感器的选择
型式：6~20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV~110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器。 （1）主变35KV侧电压互感器
UN≥UNS=35KV
选择油浸式电压互感器 初级绕组35 次级绕组O.1 选择JDJJ2-35型电压互感器
（2）主变10KV侧电压互感器
UN≥UNS=10KV
选择油浸式电压互感器 初级绕组10 次级绕组O.1 选择JSJW-10 型电压互感器
6.4线路的选择及校验
6.4.1 母线导体选择的一般要求
1一般要求
裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验： （1）工作电流； （2）经济电流密度； （3）电晕；
（4）动稳定或机械强度； （5）热稳定。
裸导体尚应按下列使用环境条件校验：
（1）环境温度；（2）日照；（3）风速；（4）海拔高度。 2按回路持续工作电流
Ixu Ig
Ig—导体回路持续工作电流，单位为A；
Ixu—相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量，单位为A。
3按经济电流密度选择
一般母线较长，负荷较大，在综合考虑减少母线的电能损耗。减少投资和节约有色
金属的情况下，应以经济电流密度选择母线截面。可按下式计算，即 Sj=其中Sj—经济截面，单位为mm2； Ip—回路持续工作电流，单位为A；
j—经济电流密度，单位为A/ mm。
2
Ipj
（7-6）
6.4.2线路的选择
根据设计经验,一般10kv及以下高压线路和低动力线路,因其负荷电流较大,所以一般按照发热条件选择截面,再校验其电压损耗和机械强度.低压照明线路,因其对电压水平要求较高,所以一般先按照允许电压损耗条件来选择截面,然后校验其发热条件和机械强度.对长距离、大电流及35kv以上的高压线路则往往先按经济电流密度选择截面，再校验其他条件。
35kv架空线线路参数：
∑Pi=1789+5817=7606(kw) ∑Qi=898+2834=3732(kvar)
P30 =∑Pi² KP =6465.1(kw) Q30 =∑Qi²Kq =354504(kvar)
S30 =S=7285.54（KVA） COSφ=
P30
=0.89 S30
(KP=0.85,Kq=0.95)
S30P30
=120.2（A） =
3UN3UNCOSϕ
其中：P30 ——三相线路最大负荷功率，kw；
I30=
UN ——线路额定电压，v； Cosφ——负荷的功率因数。 已知Hmax =4000h
根据我国规定的导线和电缆经济电流密度jec 查得铝合金架空线jec =1.15(mm2 ) 则得出经济截面: Aec =
I30
=104.5(mm2) 查表得标准截面为120mm2 。 jec
由于是在本电站是设计在有一定海拔，雷电日较多的黄土上，根据输配电设备手册应该选用LGJ型钢芯铝绞线。
LGJ-120型钢芯铝绞线在30℃时的允许载流量Ial =357(A)>I30 =120.2A,因此满足发热条件。再查架空线裸导线的最小截面积参数表可以得知35kv铝及铝合金的最小截面积Amax =35mm2 ，钢芯铝线的最小截面积Amax =25mm2 。因此，所选的LGJ-120型钢芯铝绞线也满足机械强度要求。
查表得到参数：
r1=0.27Ω/km X1=0.40Ω/km
z1=r12+x12=0.272+0.402=0.4825Ω/km
Z=z1•l=0.4825ⅹ7ⅹ2=6.756Ω
Z*=
Z6.756
=0.484 =
ZB113.96
10kv母线选择
10kV母线长期工作电流
=727.48A /⨯10）Imax=(2⨯SN)/3UN=2⨯6300选用LMY—120⨯10型立放矩形铝母线，，长期允许电流为1680A,母线平放时乘以0.95,则允许电流为1596A，满足要求。
动稳定校验
10kV母线固定间距取l=2000mm，相间距取a=300mm，母线短路冲击电流ish=10.45kA，
计算母线受到的电动力，即
20002l⨯10-2=1.76⨯34.02912⨯⨯10-2=135.87kgf=1332.88N F=1.76ish（1kgf=9.81N）
a300 计算母线受的弯曲力矩，
Fl135.87⨯200==2717.4kgf∙cm M=1010
母线水平放置，截面为100⨯6mm2，则b=6mm，h=100mm，计算截面系数，即 W=0.167⨯bh2=0.167⨯0.6⨯102=10.02
计算母线最大应力，即
M2717.44
σ=.4⨯104Pa ==271.20kgf/cm=271.20⨯9.81⨯10Pa=2660
W10.02小于规定的铝母线极限应力6860⨯104，满足动稳定要求。 热稳定要求最小截面
Smin=
I∞
C
a⨯103 =
6.92
0.2⨯103=35.57mm2 87
。
热稳定要求最小截面Smin=35.75mm2，选择的LMY—120⨯10型矩形母线截面大于热稳定最小截面要求35.75mm2，故满足要求.
结论：
35kv侧架空线选择LGJ-120型钢芯铝绞线 10kv母线选择LGJ-185型钢芯铝绞线 10kv侧电缆选择YLV-185型电缆
中性线（N线）截面的选择：按A0≥0.5Aφ,选择70mm2, 95mm2 (Aφ=Aec) 保护线（PE线）截面的选择：Ape≥Aφ,故选择120mm185mm
2,
2,
6.5 配电装置的选择
配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建成的总体装置。其作用是正常运行情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此，配电装置应满足下述基本要求。
1 保证运行可靠；2 便于操作、巡视和检修；3 保证工作人员的安全；4 力求提高经济性；5 具有扩建的可能。
配电装置按电气设备的装设地点不同，可以分为屋内和屋外配电装置；按其组装方式，又可分为装配式和成套式。
6.5.1 35kV屋外配电装置
本设计的35kV配电装置采用户外半高型布置，变压器户外布置。
屋外配电装置将所有电气设备和母线都装设在露天的基础、支架或构架上。屋外配电装置的结构形式，除与电气主接线、电压等级和电气设备类型有密切关系外，还与地形地势有关。根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。
半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置，其占地面积比普通中型较少30%。半高型配电装置介于高型和中型之间，具有两者的优点，除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，运行维护仍较方便。
6.5.2 10kV高压开关柜
本设计10kV侧采用高压开关柜的配电装置。
按照电气主接线的标准配置或用户的具体要求，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在全封闭或半封闭的金属壳（柜）体内，形成标准模块，由制造厂按主接线成套供应，各模块现场装配而成的配电装置称为成套配电装置。
成套配电装置分为低压配电屏（或开关柜）、高压开关柜和SF6全封闭组合电器三类。 选用XGN2—10型固定式开关柜，该型开关柜用于3kV、6kV、10kV三相交流50Hz系统中作为接受和分配电能之用，特别适用于频繁操作的场合。开关柜符合国家标准GB 3906—1991《3—35kV交流金属封闭式开关设备》及国际电工委员会标准IEC 298的要求，并且有“五防”闭锁功能—防止误分、误合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂地线，防止带地线合闸、防止误入带电间隔。
表7.9 XGN2—10型固定式开关柜的技术参数
7 无功补偿 (1) 无功补偿概述
电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。
电力系统中的无功电源由三部分组成：
1 发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的40%~50%）。 2 无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。 3 110kV及以上电压线路的充电功率。
电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。电压低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。电压下降到额定电压值的60%~70%时，用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁。所以进行无功补偿是非常有必要的。
(2)无功补偿的计算
补偿前cosϕ1=0.86，求补偿后达到0.9。因此可以如下计算： 设需要补偿XMva 的无功 则 cosϕ2
P'∑= （3-2）
S'
7606
2
2
=
解得 X=48.25MVar
7606+（3732-X）
=0.9
(3)无功补偿装置
无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。
同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。
静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，
降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。
电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。
综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。
(4)并联电容器装置的分组
1分组原则
①对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。
②配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。
③终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。
2分组方式
并联电容器的分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、带总断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中等容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的要求，而且还要满足开断短路的要求，这种分组方式应用较多，因此采用等容量分组方式。
并联电容器装置的接线
并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种。经常采用的还有由星形派生出的双星形，在某种场合下，也有采用由三角形派生出的双三角形。
从《电力工程电气设计手册》（一次部分）502页表9—17可比较得出，应采用Y形接线，因为这种接线适用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清晰。
并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方式。
选用BFM11—500—3型号的高压并联电容器2台额定电压11kV。额定容量500kVar。
8防雷保护的规划
在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性,还有大气过电压,就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。
（1）型式选择
根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。 （2）额定电压的选择： Un=Uns=35kv
因此选 FZ-35避雷器，其参数如下表6-1：
避雷器参数
表6-1
（3）灭弧电压校验：
最高工作允许电压： Um=1.15UN=1.15⨯35=40.25KV
直接接地： Umh>CdUm=0.8⨯40.25=32.2KV，满足要求。 （4）工频放电电压校验：
下限值： Ugfx>k0Uxg=3⨯
40.253
=23.24KV
上限值： Ugfs=1.2Ugfx=1.2⨯23.24=27.87KV＜98KV
上、下限值均满足要求。
（5）残压校验：Ubc=kbhUmh=2.35⨯2⨯32.2=107KV＜134KV满足要求。 （6）冲击放电电压校验：
=107KV＜168KV，满足要求。
所以，所选FZ-35型避雷器满足要求。
10KV侧避雷器的选择和校验
（1）型式选择
根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。 （2）额定电压的选择： Un=Uns=10kv
因此选FS8-10避雷器，其参数如下表6-2：
避雷器参数
表6-2
（3）灭弧电压校验：
最高工作允许电压： Um=1.15UN=1.15⨯10=11.5KV 直接接地： Umh>CdUm=0.8⨯11.5=9.2KV，满足要求。 （4）工频放电电压校验： 下限值： Ugfx>k0Uxg=3⨯
11.5=19.92KV
上限值： Ugfs=1.2Ugfx=1.2⨯19.92=23.90KV＜31KV 上、下限值均满足要求。
（5）残压校验：Ubc=kbhUmh=2.35⨯2⨯9.2=30.57KV＜50KV满足要求。 （6）冲击放电电压校验：
=30.57KV＜62.5KV，满足要求。
所以，所选FS8-10型避雷器满足要求。
第三篇 计算书
一、主变容量的计算
1、根据任务书提供的资料，主变容量的计算如下：
∑Pi=1789+5817=7606(kw) ∑Qi=898+2834=3732(kvar)
∑S=(P)2+(Q)2=76062+37322=8472.25kVA
S所用
=
=20/0.88+5.8/0.85+2²(11/0.79)+10.5/0.5+14.6/0.8+14+11 ==121.64(kVA)
S总=8472.25+121.64=8593.89（kVA） SN=70%S总=6015.723(kvA)
根据计算结果应选择SZ9-6300/35型变压器。
二．所用变容量
S所=121.64kVA SN所=70%S所=85.148 kVA
根据计算结果应选择S9-100/10型变压器 3、所选变压器的型号及技术数据见下表：
三、短路电流的计算
确定基准值
设系统为无限大容量Se=∞，选取SB=100MVA ,已知则基准电流：
=1080MVA
==
=1.56（KA）
=5.50（KA）
各主要元件的电抗标幺值：
电力系统的电抗标幺值：
==0.093
架空线路的电抗标幺值：
³=³0.42³7³= 0.107
变压器的电抗标幺值：
=
1、求K1点短路时： 选取UB1=37KV
总电抗标幺值：
==0.107+0.093=0.200
三相短路电流周期分量有效值：
===7.8（KA）
三相次暂态短路电流和短路稳态电流：
=7.8(KA)
三相短路最大瞬时值 （冲击电流）：
2.55³7.8=19.89(KA)
三相短路最大电流有效值(第一个短路全电流有效值)：
三相短路容量SK
1
（3）
的计算：
3)SK1（3）=3Uav I(K =3³37³7.8=499.87（MVA） 1
2、K2点短路时 ： 选取UB2=10.5KV
总电抗标幺值：
==0.107+0.093+1.19/2=0.795
三相短路电流周期分量有效值：
===6.92（KA）
三相次暂态短路电流和短路稳态电流：
=6.92(KA)
三相短路最大瞬时值 （冲击电流）：
1.84³6.92=12.73(KA)
三相短路最大电流有效值(第一个短路全电流有效值)：
三相短路容量Sd的计算：
3)
SK=Uav I(K =3³10.5³6.92=125.85（MVA） 1
三相短路电流计算结果
结论
在老师的指导下,经过近几个多星期的努力35KV企业变电所电气部分初步设计终于完成了，在此我对老师给予我们的帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我帮助的同学。
在课程设计过程中，老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议,对我的辅导耐心认真，并给我们提供了大量有关资料和文献，使我的这次设计能顺利完成。通过这次课程设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解,并使知识得到了进一步的巩固.
本设计的大致思路是：
1、对草拟的主接线方案进行比较，始终围绕着可靠性和灵活性，对于经济性，暂时不用做太多考虑。
2、短路计算，这也是本设计的难点和重点在于短路电流计算，首先找好短路点，绘出短路的等效电路图，其实是对等效电路图进行化简，最后是计算。本设计中采用的是计算曲线法，其反映短路电流周期分量同计算电抗和时间的函数关系的一组曲线，可以利用计算曲线查出短路瞬间和短路后任意时刻该电源向短路点提供的短路电流。
3、元件的选择，通过短路电流的计算得出的参数，我们可以对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、配电装置、无功补偿装置和避雷器等元件进行选择。
在整个设计过程中，得到了老师和同学很大的帮助，通过查资料也慢慢形成了作设计和研究的步骤和观念， 设计中用到的知识或课程有：电力系统分析、电机学、变电所电气一次部分、AutoCAD等。
参考文献
[1] 水利电力部西北电力设计院编 电力工程电气设计手册（第一册）[M] 北京：中国水利电力出
版社.1989 .12
[2] 周问俊主编 电气设备使用手册[M].北京:中国水利水电出版社,1999 [3] 陈化钢主编 企业供配电[M].北京: 中国水利水电出版社,2003.9 [4] 刘笙主编 电气工程基础[M].北京：科学出版社，2008
[5] 何仰赞 温增银主编 电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2002 [6] 中国电器工业协会编 输配电设备手册[M].北京：机械工业出版社，2000.3
目 录
引言 …………………………………………………………………………3 第一篇 任务说明书 …………………………………………………………4 第二篇 设计说明书 …………………………………………………………6
1.概述………………………………………………………………………………………6 2. 电气主接线设计 ………………………………………………………………………7 2.1电气主接线概述 ……………………………………………………………………7 2.2主接线设计 …………………………………………………………………………7
2.4.1 35KV侧主接线设计………………………………………………………7 2.4.2 10KV侧主接线设计………………………………………………………11
3. 主变压器数量、台数和型号的选择……………………………………………………12 4．所用变的选择与设计…………………………………………………………………14 5．短路电流的计算………………………………………………………………………15 6．电气设备的选择………………………………………………………………………错误！
未定义书签。20
6.1 电气设备选择的一般条件…………………………………………………………20 6.2 断路器隔离开关的选择……………………………………………………………错
误！未定义书签。23
6.2.1 35kV侧断路器、隔离开关的选择………………………………………错误！
未定义书签。23
6.2.2 10kV侧断路器、隔离开关的选择………………………………………错误！
未定义书签。27
6.3互感器的选择 …………………………………………………………………错误！未
定义书签。……错误！未定义书签。31
6.3.1 电流互感器的选择…………………………………………………………错
误！未定义书签。31
6.3.2 电压互感器的选择…………………………………………………………错
误！未定义书签。33
6.4 线路参数的选择………………………………………………………………………34
6.4.1 35kV架空线路的选择………………………………………………………34 6.4.2 10kV母线和电缆的选择……………………………………………………35 6.5 配电装置的选择……………………………………………………………………错
误！未定义书签。…37
6.5.1 35kV屋外配电装置………………………………………………………38…
37
6.5.2 10kV高压开关柜……………………………………………………………38
7. 无功补偿…………………………………………………………………………………39
错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8. 变电所的防雷保护规划…………………………………………………………………41
第三篇 计算书…………………………………………………………………44
1. 主变压器的容量计算……………………………………………………………………44 2. 所用变的容量计算………………………………………………………………………44 3. 短路电流的计算…………………………………………………………………………45
结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„48 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„49 附录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„50 电气主接线图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„……„50
引言
随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供稳固 性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。
变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）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，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个35kV降压变电站,此变电站有两个电压等级，一个是35kV，一个是10kV。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。
第一篇 电气工程基础设计任务书
一 、设计内容
要求设计一35kv变电所的电气部分。 二 、原始资料
1、某企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。
2、距本变电所7Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1080MVA 。 3、待设计的变电所10KV无电源，
4、本变电所10KV母线到各个车间（共8个车间）均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为三类负荷，Tmax=4000h ，各馈线负荷如表1—1
5、所用电的主要负荷见表1—2
6、环境条件
（1）当地最热月平均最高温度29.9°c，极端最低温度-5.9°c，最热月地面0.8m处土壤平均26.7°c ，电缆出线净距100mm。
（2）当地海拔高度507.4m。雷暴日数36.9日/年：无空气污染，变电所地处在P≤500m·Ω的黄土上。 三、设计任务
1 、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选择主变压器的容量和台数； 2 、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数； 3 、计算短路电流；
4、选择断路器和隔离开关； 四、设计成果
1 、设计说明书和计算书各一份 2 、主电路和所用电路图各一份
五、主要参考资料
1 水利电力部西北电力设计院编 电力工程电气设计手册（第一册）[M] 北京：中国水
利电力出版社.1989 .12
2 周问俊主编 电气设备使用手册[M].北京:中国水利水电出版社,1999 3 陈化钢主编 企业供配电[M].北京: 中国水利水电出版社,2003.9 4 电力专业相关教材和其它相关电气手册和规定
第二篇 35/10KV降压变压所初步设计说明书
1 概述
设计依据
根据设计任务书给出的条件。 设计原则
1、 要遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程
序，特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。
2、 要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质不同要求，要实行资源的综合利用，要节约能源、水源，要保护环境，要节约用地并合理使用劳动力，要立足于自力更生。
变电站建设的必要性及规模 1、 变电站建设的必要性
为了加强企业供电可靠性，减少线路损耗，适应日益增长的负荷发展需要，35KV变电所的选址于距离一电力系统变电所6KV处，其近邻工厂，其主要供电对象是企业的各个车间，这样设计减小了供电半径，供电线损大幅下降，供电量增加，适应现代化建设与发展的需要，有利于企业的经济发展。 2、 本工程建设规模
（1）、企业变电站为35kV/10kv降压变电站，该类变电站一般为无人职守的综合自动化站，容量为2*6300千伏安，企业变电站安装两台SZ9-6300/35主变压器，35kV为内桥接线。
（2）、企业变电站选址在企业附近，地势平缓，海拔高度507.4m，气象条件见《任务书》的环境条件。 10kV采用屋内配电装置，电缆出线,10kV电空器室外布置。
2. 电气主接线设计
2.1 电气主接线概述
发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，
也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统得安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会长生直接的影响。 （1） 主接线的原则
1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用； 2发电厂、变电所的分期和最终建设规模； 3负荷大小和重要性； 4系统备用容量大小；
5系统专业对电气主接线提供的具体资料。 （2） 主接线设计的基本要求
根据我国能源部关于《220~500kV变电所设计技术规程》SDJ 2-88规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。”因此对主接线的设计要求可以归纳为以下三点。
1可靠性；2灵活性；3经济性。
2.2 主接线设计
2.2.1 35Kv侧主接线设计
通过阅读各类相关资料可知，为了降低电能损耗，应选用低损耗节能变压器。在电压偏差不能满足要求时，35kV降压变电所的主变压器应首先采用有载调压变压器。
35kV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。变电所主接线要满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求。其中，安全包括设备安全及人身安全；可靠应满足一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求；灵活即用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。；经济尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。
在我们这组设计中35kV变电所主接线一般有单母线、单母线分段、双母线接线、单元接线、内桥式、外桥式方式可以考虑其可行性。具体分析如下：
单母线优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。（见下图1、2）一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。 由于在该设计中用户不仅有二级负荷而且还有一级负荷，同时可靠性和灵活性也尤为重要，鉴于这些方面的原因，单母线的优点显然不足以使用户满意，也有背于我们设计无人值班变电所的基本思想和初衷，因此我们这里不考虑单母线的方式。
图2.3单母线分段
从上图2.3可以看出单母线分段虽然也能供给一级负荷，并且由于采用分段形式， 变压器一用一备，较之单母线确实也在一定程度上大大提高了供电的可靠性和灵活性， 与我们的设计似乎有些相投，但我们也可以看到母线分段后带来的问题，比如母线分段后，我们需要在母线分段部位采用联络柜，这样就增加了投资经费，而且也会增加选择
时的计算，并且还要考虑到和母线之间的匹配问题。因此我们再将其它几种接线方式做一翻讨论，看看有没有那一种接线方式能比单母线分段更出色，既能提高供电的可靠性和灵活性又能使投资建设经费降到最低，使变电所的接线方式尽量在最大程度上满足设计要求。
双母线接线方式能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。但我们也知道，我们设计的变电所并非大型变配电所，而是中小型变配电所，而且双母线在形式上多了一根母线，这样也增加了投资成本，这也是用户所不愿意看到的。因此，即使双母线能保证可靠性，并且适用于一、二级负荷，这里也不考虑采用。 单元接线，当有两路电源进线和两台主变压器时，可采用双回线路－变压器组单元接线，再配以变压器二次侧的单母线分段接线，则可靠性大大提高，见图2.4.4所示。这种接线方式同样也与单母线分段方式相同的是投资成本并不会随着没有母线的存在而减少，因此我们还有必要继续讨论桥式接线。
桥式接线，分内桥式和外桥式两种：能实现电源线路和变压器的充分利用，如变压器T1故障，可以将T1切除，由电源1和电源2并列给T2供电以减少电源线路中的能耗和电压损失。（接线方式见图2.5）但我们也可以从接线图中看出两者之间的区别：
内桥式，当变压器发生故障时，倒闸操作多，恢复时间长，而当线路发生故障时，倒闸操作少，恢复时间短。而外桥式的操作特点则恰恰与内桥式相反。因此内桥式接线适用于线路较长或不需要经常切换变压器的情况。由本次设计的基本思想可以看到，变压器不会有多次的切换操作，而且我们这里35kV总降压变电所是由供电部门提供的，因此线路长是在所难免的，加上内桥式接线是无母线制，这样可以省去母线的投资费用，在形式上，它比单母线分段又少了分段部分的联络部分，这样又可以省去联络柜，同时桥形接线具有接线简单清晰、设备少、造价低、易于发展成为单母线分段或双母线接线，为节省投资，在发电厂或变电站建设初期，可先采用桥形接线，并预留位置，随着发展逐步建成单母线分段或双母线接线。
综合以上多方面的因素，我们认为内桥式接线方式基本综合了前面所述的各种接线方式的优点，满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求，因此决定采取内桥式的接线方式。
生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此种接线方式同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。
结论
通过分析比较， 35KV侧接线方式为内桥式为最佳，考虑到供电可靠性和经济性的需要，在10kV侧采用单母线分段的接线方式。
主接线图如图所示为
3. 主变压器的选择
（1）、主变台数的选择
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。《35～110KV变电所设计规范》规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。
在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及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。主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。
正确选择变压器的台数，对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。目前一般的选择原则是：一般用户装设1—2台变压器；为了提高供电可靠性，对于Ⅰ、Ⅱ级用户，可设置两台变压器，防止一台主变故障或检修时影响整个变电所的供电，所以本所选用两台主变，互为备用，当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的75%，保证了正常供电。根据原始资料，本所主变压器配置两台。
（2）、主变容量的确定
1、 主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。
2、 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量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供电，保证供电可靠性。
3、 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。
4、装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%。
（3）、主变压器接线形式的选择
1、变压器绕组的连接方式
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行。该变电所有二个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接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接方式只有星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。
我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35KV亦采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35KV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。
由于35KV采用星形连接方式与220KV、110KV系统的线电压相位角为零度（相位12
点），这样当电压为220\110\35KV，高、中压为自耦连接时，变压器的第三绕组加接线方式就不能三角形连接，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星形连接的变压器。
变压器采用绕组连接方式有D和Y，我国35KV采用Y连接，35KV以下电压的变压器有国标Y/d11、Y/Y0等变电所选用主变的连接组别为Y/d11连接方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为YN/d11型。
2、冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。
3、调压方式的选择
变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达30%，设置有载调压的原则如下：
3.31 对于220KV及以上的降压变压器，反在电网电压可能有较大变化的情况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。
3.32对于110KV及以上的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。
3.33接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端，时而为受端母线上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。
普通型的变压器调压范围小，仅为±5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为有载调压。
4、结论
综合以上分析，结合技术分析对比及经济可靠性分析对比，根据计算书中主变容量得出本所宜采用SZ9-6300/35型三相双绕组有载调压变压器，其容量以及技术参数如下：
3、所选变压器的型号及技术数据见下表：
4．所用变的选择与设计
所用变的设计应以设计任务书为依据，结合工程具体的特点设计所用变的接线方式，因变电站在电力系统中所处的地位，设备复杂程度（电压等级和级次，主变压器形式、容量及补偿设备有无等）以及电网特性而定。而所用变压器和所用配电装置的布置，则常结合变电站重要电工构建物的布置来确定。一般有重要负荷的大型变电所，380／220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。
一、用电电源和引接原则如下
（1）当变电所有低压母线时；
（2）优先考虑由低压母线引接所用电源；
（3）所用外电源满足可靠性的要求；
（4) 即保持相对独立；
（5）当本所一次系统发生故障时；
（6）不受波及；
（7）由主变压器低绕组引接所用电源时；
（8）起引接线应十分可靠；
（9）避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力；
二、所用变接线一般原则
（1）一般采用一台工作变压器接一段母线；
（2）除去只要求一个所用电源的一般变电所外；
（3）其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器；
（4）低压10KV母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源；
（5）以获得较高的可靠性；
所用变设在10kv侧，根据计算，所用电计算容量为121.64kVA，由于需要安装两台工作变压器，其中一台采用备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，所用工作变压器的容量应为85.148KVA。
故综上可知可选用两台S9—100/10型所用变压器，变压器绕组的连接方式为 Y，yn0。
5．短路电流的计算
(1) 概述
在电力系统中运行的电器设备，在其运行中都必须考虑到会发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时最危险的故障是各种形式的短路，它会破坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运行。
短路是电力系统中的严重故障，所谓短路，是指一切属于不正常运行的相与相间或相与地间发生通路的情况。
产生短路的主要原因是电器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、线路倒杆也能造成短路事故。
在35、10KV的电力系统中，可能发生短路有三相、两相、两相接地和单相接地的故障，其中三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样，仍属对称状态，其他类型的短路是不对称短路。
电力系统中常发生的单相短路占大多数，二相短路较少，三相短路就更少了。三相短路虽然很少发生，但其后果最为严重，应引起足够的重视。因此本次采用三相短路来计算短路电流，并检测电气设备的稳定性。
(2)、短路电流计算的目的
短路问题是电力技术的基本问题之一。短路电流及其电动力效应和分效应，短路时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。
在变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其短路电流计算的目的主要有以下几方面：
①在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确实某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路计算。
②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。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
③在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。
④接地装置的设计，也需要短路电流。
(3)、一般规定
① 验算导体和电器动稳定热稳定及电器开断电流，应按本规程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后5-10年）。
确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
② 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。
③ 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点对带电抗器的6-10kV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点，应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。
④ 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中及自耦变压器回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。
(4.)短路电流计算方法
电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量比较小，而其阻抗较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路情况时，系统母线上的电压变动很小，可以认为电压维持不变，即系统容量为无穷大。所谓无限容量系统是指容量为无限大的电力系统，在该系统中，当发生短路时，母线电业维持不变，短路电流的周期分量不衰减。当然，容量所以们
在这里进行短路电流计算方法，以无穷大容量电力系统供电作为前提计算的，其步骤如下：
①对各等值网络进行化简，求出计算电抗；
②求出短路电流的标么值；
③归算到各电压等级求出有名值。
(5).短路电流计算条件
① 短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：
正常工作时，三相系统对称运行；
所有电源的电动势相位角相同；
系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导
体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120度电气角度；
电力系统中的各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；
电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧；
同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；
短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的都略去不计；
元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围；
输电线路的电容略去不计；
用概率统计法制定短路电流运算曲线。
②接线方式
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方
式，而不能用仅在切换过程中可能并联运行的接线方式。
③计算容量
应按本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。
④短路点的种类
一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。
⑤短路点位置的选择
短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运行方式。取最严重的短路情况分别在10kV侧的母线和35kV侧的母线上发生短路情况（点a和点b发生短路）。则选择这两处做短路计算。
图5.1 短路点选择图
(6)、短路的物理量
短路电流的周期分量、非周期分量、短路全电流、短路冲击电流和稳态电流。
1、正常工作时，三相系统对称运行；
2、所有电源的电动势相位角相同；
3、电力系统中各元件的磁路不饱和；
4、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负
荷接在系统侧；
5、短路发生在短路电流为最大的一瞬间；
6、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
7、原件的计算参数都取额定值，不考虑参数的误差和调整范围；
8、输电电缆线的电容略去不计；
(7)、短路电流计算的步骤
1、在已知短路容量时：Sd=1000MVA 选基准容量Si=100MVA Ui=Uav=1.05UN
2、短路点与系统之间电抗标幺值计算： Xs* =Si/Sd
3、变压器电抗标幺值计算: SB*=(U%/100) ⨯ (Si/Sd)
4、短路电流基准值计算：Ii=Si/（ 3⨯ Vp）
5、短路点周期分量有效标幺值计算： Id* =l/ X∑*
6、三相短路电流有效值计算：id(3) =Id⨯Ij
(3)(3)ich7、三相短路冲击电流计算： =2.55Id
(3)(3)ich8、三相短路最大： =1.51 ⨯ Id
I∞9、由于计算设为无限容量系统：暂态短路电流I=I，三相短路稳态电流：
10、短路容量计算：Sd =3J(3)dUp (3) =Id(3)
(8) 、各母线短路电流列表
根据下图和以上公式计算母线短路电流：
图5.2 短路计算电路
表 母线短路电流列表
6 电气设备的选择
6.1 电气设备选择的一般条件
6.1.1 一般原则
1、 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； 2、 应按当地环境条件校核； 3、 应力求技术先进和经济合理； 4、 与整个工程的建设标准应协调一致； 5、 同类设备应尽量减少品种；
6、 选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选
用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。
6.1.2 技术条件
选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。
(1)、 长期工作条件 1） 电压
选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug,即Umax≥Ug 2) 电流
选用的电器额定电流I N不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig 即I N≥Ig
由于变压器短路时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。
高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。 3） 机械负荷
所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。 (2)、 短路稳定条件
1） 校验的一般原则
电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。
2） 短路的热稳定条件：
短路电流在导体和电器中引起的热效应Qk为 Qk=Qp+Qnp
式中Qp为短路电流周期分量引起的热效应(kA2s);
Qnp为短路电流非周期分量引起的热效应(kA2
s)
It2t＞Qk
Qdt—在计算时间t秒内，短路电流的热效应（kA2s） It—t秒内设备允许通过的热稳定电流时间(s)
tjs = 继电器保护装置后备保护动作时间（tb）+ 断路器全分闸时间（tdo） 3) 短路的动稳定条件：
ich≤idf Ich≤Idf
ich—短路冲击电流峰值（kA） Ich—短路全电流有效值（kA）
idf—电器允许的极限通过电流峰值（kA） Idf—电器允许的极限通过电流有效值（kA）
(3)、 绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。
表7.1 选择高压电器应校验的项目表
表中 为应进行校验的项目
6.1.3、环境条件 (1)、 温度
按《交流高压电器在长期工作时的发热》（GB-763-74的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40℃时，允许按额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40℃（但不高于+60℃）时，每增高+1℃，建议额定电流减少1.8%；当低于+40℃，每降低+1℃建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不超过额定电流的20%。 (2)、 日照
屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升。但高压电器的发热试验是在避免阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的80%选择设备。 (3)、 风速
一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。
(4)、 冰雪
在积雪和覆冰严重的地区，应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地闪络。
(5)、 湿度
选择电器的湿度，应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度。
(6)、 污秽
污秽地区内各种污物对电器设备的危害，取决于污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量、比重及距物源的距离和气象条件。 (7)、 海拔
电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000m。海拔超过1000m的地区称为高原地区。对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予加强，可选用高原产品或
选用外绝缘提高一级产品。 (8)、 地震
地震对电器的影响主要是地震波的频率和地震振动的加速度。
(9) 环境保护
选用电器尚应注意电器对周围环境的影响。 1、电磁干扰
频率大于10kHz的无线电干扰主要来自电器的电流电压突变和电晕放电。35kV不考虑。 2、噪音
为了减少噪音对工作场所和附近居民区的影响所选高压电器在运行中或操作时产生的噪音，在距电器2 m处不应大于下列水平： 连续性噪音水平： 85 dB
非连续性噪音水平： 屋内90 dB 屋外110 dB
6.2 断路器隔离开关的选择
6.2.1 35kv侧高压断路器和隔离开关的选择
35kv侧高压断路器的选择
断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在35KV~220KV的电网一般选用少油断路器、SF6断路器和空气断路器，这里可以选用SF6断路器。
开关电器的选择及校验原则 选择较验 ①电压 Ue≥UN1
②电流 KIe≥Imax
③按断开电流选择，INbr≥IK=Izt
④按短路关合电流来选择INcl≥Ish=2.55Izt=2.55I∞ ⑤按热稳定来选择 It2t≥QK 注：(Izt=I∞=IF)
(1)．主变35kv侧高压断路器的选择
SN=6300kVA UN1=35KV
IN1=
SN⨯UN1
=
63003⨯35
=103.9(A)
流过断路器的最大持续工作电流：
Imax=1.05⨯103.9=109.095(A)
1计算数据表： ○
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》参考资料附表1-4 选择LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下
LW8-35型户外六氟化硫断路器主要技术参数表
2开断电流校验: ○
Iekd＝25(kA)≥I〞＝7.8 (kA)
开断电流校验合格。 3动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝109.095(A)＜Ie＝1600(A) 额定峰值耐受电流ish＝19.89 (kA)＜idw＝63(kA) 动稳定校验合格。 4热稳定校验： ○
短路电流的热效应（kA2·S）：由《电力工程电气设计手册电气一次部分》表6—5知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S，断路器分匝时间0.03S，则校验热效应计算时间为0.63S（后面热稳定校验时间一样）设继电保护时间tpr为0.6S，则短路计算时间：
tk=tpr+tbr＝0.6+0.03＝0.63(S)
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=3.232（KA） ItK=3.130（KA）
（由于短路电流切除时间tk
I2+10It2+It2
kk
Qp=
12
7.82+10⨯3.2322+3.1302
tk=⨯0.63=4.25[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=7.82⨯0.63=38.33[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]
It2t=252⨯4=2500[(KA)2*S] 2500[(kA)2·S] ＞42.58[(KA)2*S] It2t>Qk
热稳定校验合格。
35KV侧进线断路器及35KV侧桥断路器的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。
(2)35kv侧隔离开关的选择 主要计算参数同上
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GW5-35IID(W), 其主要技术参数如下：
GW5-35IID(W)型隔离开关参数表
2动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝109.095(A)＜Ie＝630(A) 额定峰值耐受电流ish＝19.89 (kA)＜idw＝50(kA) 动稳定校验合格。 3热稳定校验： ○
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=3.232（KA） ItK=3.130（KA）
（由于短路电流切除时间tk
I2+10It2+It2
kk
Qp=
12
7.82+10⨯3.2322+3.1302
tk=⨯0.63=4.25[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=7.82⨯0.63=38.33[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]
It2t=202⨯4=1600[(KA)2*S] 1600[(kA)2·S] ＞42.58[(KA)2*S] It2t>Qk 热稳定校验合格。
35KV侧进线隔离开关及35KV侧桥隔离开关的最大工作条件与主变压器35KV侧满足相同的要求，故选用相同设备。
6.2.2 10kv侧断路器和隔离开关的选择
（1）10kv侧断路器的选择
SN=6300kVA UN1=10KV
IN1=
SN⨯UN1
=
6300⨯10
=363.74(A)
流过断路器的最大持续工作电流：
Imax=1.05⨯363.74=381.927(A)
1计算数据表： ○
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》,选择LW8-35型户外六氟化硫断路器，其技术参数如下
ZN28-10II系列真空断路器主要技术参数表
选用的断路器额定电压为10kV，最高电压12kV，系统电压10kV满足要求。
2开断电流校验: ○
Iekd＝20(kA)≥I〞＝6.92(kA)
开断电流校验合格。 3动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝381.927 (A)＜Ie＝1000(A) 额定峰值耐受电流ish＝12.73 (kA)＜idw＝50kA) 动稳定校验合格。 4热稳定校验： ○
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=4.732（KA） ItK=4.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
6.922+10⨯4.7322+4.6302
tk=⨯0.63=24.47[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=6.922⨯0.63=30.17[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=54.63
It2t=202⨯4=1600[(KA)2*S] 1600[(kA)2·S] ＞54.63[(KA)2*S] It2t>Qk 热稳定校验合格。
（2）10kv侧隔离开关的选择 主要计算参数同上
为了满足计算的各项条件，查《输配电设备手册》，选择隔离开关GN19-10/1250, 其主要技术参数如下：
GW5-35IID(W)型隔离开关参数表
2动稳定校验： ○
额定开关电流 Igmax＝381.927 (A)＜Ie＝1250(A) 额定峰值耐受电流ish＝12.73 (kA)＜idw＝100kA) 动稳定校验合格。 3热稳定校验： ○
查短路电流计算曲线数字表得：
ItK=1.732（KA） ItK=7.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
ItK=4.732（KA） ItK=4.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
6.922+10⨯4.7322+4.6302
tk=⨯0.63=24.47[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=6.922⨯0.63=30.17[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=54.63
It2t=402⨯2=3200[(KA)2*S] 3200[(kA)2·S] ＞54.63[(KA)2*S] It2t>Qk 热稳定校验合格。
6.3互感器的选择 6.3.1电流互感器的选择
电流互感器的选择和配置应按下列条件：
型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6~20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。
35kv侧电流互感器的选择
1）、主变35KV侧电流互感器的选择 (1)．一次回路电压： Un≥Uns=35kv (2)．一次回路电流：IN>I=
SN3UN
⨯
463004
=⨯=138.564A 33⨯353
由此可得，初选LCZ-35Q型电流互感器，其参数如下表：
(3)．动稳定校验：ish≤1NKes
2INKD=⨯0.1386⨯282=55.266≥ich=19.89 满足动稳定要求。 (4). 热稳定校验：
ItK=3.232（KA） ItK=3.130（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
7.82+10⨯3.2322+3.1302
tk=⨯0.63=4.25[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=7.82⨯0.63=38.33[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=4.25+38.32=42.58[(KA)2*S]
It2t=652⨯1=4225[(KA)2*S] 4225[(kA)2·S] ＞42.58[(KA)2*S] 热稳定校验合格。
综上所述，所选LCZ-35Q满足要求。
10KV侧的电流互感器的选择
(1)．一次回路电压：Un≥Uns=10kv (2)．二次回路电流：IN>I=
SNUN
6300
4
=363.74A
3⨯103
⨯
根据以上两项，同样选择户外独立式电流互感器LZZQB6-10，其参数如下表：
电流互感器技术参数
(3)．动稳定校验：ish1NKes
2I1NKD=2⨯0.3637⨯80=41.14≥ich=12.73KA满足要求； (4)．热稳定校验： (4). 热稳定校验：
It=4.732（KA） ItK=4.630（KA）
（由于短路电流切除时间tk
2
I2+10It2+Itkk
Qp=
12
6.922+10⨯4.7322+4.6302
tk=⨯0.63=24.47[(KA)2*S]
12
Qnp=I2⨯TRW=6.922⨯0.63=30.17[(KA)2*S] Qk=Qp+Qnp=54.63
It2t=652⨯1=4225[(KA)2*S] 4225[(kA)2·S] ＞54.63[(KA)2*S] 热稳定校验合格。
综上所述，所选的电流互感器LZZQB6-10满足动热稳定性要求。
6.3.2 电压互感器的选择
型式：6~20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV~110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器。 （1）主变35KV侧电压互感器
UN≥UNS=35KV
选择油浸式电压互感器 初级绕组35 次级绕组O.1 选择JDJJ2-35型电压互感器
（2）主变10KV侧电压互感器
UN≥UNS=10KV
选择油浸式电压互感器 初级绕组10 次级绕组O.1 选择JSJW-10 型电压互感器
6.4线路的选择及校验
6.4.1 母线导体选择的一般要求
1一般要求
裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验： （1）工作电流； （2）经济电流密度； （3）电晕；
（4）动稳定或机械强度； （5）热稳定。
裸导体尚应按下列使用环境条件校验：
（1）环境温度；（2）日照；（3）风速；（4）海拔高度。 2按回路持续工作电流
Ixu Ig
Ig—导体回路持续工作电流，单位为A；
Ixu—相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量，单位为A。
3按经济电流密度选择
一般母线较长，负荷较大，在综合考虑减少母线的电能损耗。减少投资和节约有色
金属的情况下，应以经济电流密度选择母线截面。可按下式计算，即 Sj=其中Sj—经济截面，单位为mm2； Ip—回路持续工作电流，单位为A；
j—经济电流密度，单位为A/ mm。
2
Ipj
（7-6）
6.4.2线路的选择
根据设计经验,一般10kv及以下高压线路和低动力线路,因其负荷电流较大,所以一般按照发热条件选择截面,再校验其电压损耗和机械强度.低压照明线路,因其对电压水平要求较高,所以一般先按照允许电压损耗条件来选择截面,然后校验其发热条件和机械强度.对长距离、大电流及35kv以上的高压线路则往往先按经济电流密度选择截面，再校验其他条件。
35kv架空线线路参数：
∑Pi=1789+5817=7606(kw) ∑Qi=898+2834=3732(kvar)
P30 =∑Pi² KP =6465.1(kw) Q30 =∑Qi²Kq =354504(kvar)
S30 =S=7285.54（KVA） COSφ=
P30
=0.89 S30
(KP=0.85,Kq=0.95)
S30P30
=120.2（A） =
3UN3UNCOSϕ
其中：P30 ——三相线路最大负荷功率，kw；
I30=
UN ——线路额定电压，v； Cosφ——负荷的功率因数。 已知Hmax =4000h
根据我国规定的导线和电缆经济电流密度jec 查得铝合金架空线jec =1.15(mm2 ) 则得出经济截面: Aec =
I30
=104.5(mm2) 查表得标准截面为120mm2 。 jec
由于是在本电站是设计在有一定海拔，雷电日较多的黄土上，根据输配电设备手册应该选用LGJ型钢芯铝绞线。
LGJ-120型钢芯铝绞线在30℃时的允许载流量Ial =357(A)>I30 =120.2A,因此满足发热条件。再查架空线裸导线的最小截面积参数表可以得知35kv铝及铝合金的最小截面积Amax =35mm2 ，钢芯铝线的最小截面积Amax =25mm2 。因此，所选的LGJ-120型钢芯铝绞线也满足机械强度要求。
查表得到参数：
r1=0.27Ω/km X1=0.40Ω/km
z1=r12+x12=0.272+0.402=0.4825Ω/km
Z=z1•l=0.4825ⅹ7ⅹ2=6.756Ω
Z*=
Z6.756
=0.484 =
ZB113.96
10kv母线选择
10kV母线长期工作电流
=727.48A /⨯10）Imax=(2⨯SN)/3UN=2⨯6300选用LMY—120⨯10型立放矩形铝母线，，长期允许电流为1680A,母线平放时乘以0.95,则允许电流为1596A，满足要求。
动稳定校验
10kV母线固定间距取l=2000mm，相间距取a=300mm，母线短路冲击电流ish=10.45kA，
计算母线受到的电动力，即
20002l⨯10-2=1.76⨯34.02912⨯⨯10-2=135.87kgf=1332.88N F=1.76ish（1kgf=9.81N）
a300 计算母线受的弯曲力矩，
Fl135.87⨯200==2717.4kgf∙cm M=1010
母线水平放置，截面为100⨯6mm2，则b=6mm，h=100mm，计算截面系数，即 W=0.167⨯bh2=0.167⨯0.6⨯102=10.02
计算母线最大应力，即
M2717.44
σ=.4⨯104Pa ==271.20kgf/cm=271.20⨯9.81⨯10Pa=2660
W10.02小于规定的铝母线极限应力6860⨯104，满足动稳定要求。 热稳定要求最小截面
Smin=
I∞
C
a⨯103 =
6.92
0.2⨯103=35.57mm2 87
。
热稳定要求最小截面Smin=35.75mm2，选择的LMY—120⨯10型矩形母线截面大于热稳定最小截面要求35.75mm2，故满足要求.
结论：
35kv侧架空线选择LGJ-120型钢芯铝绞线 10kv母线选择LGJ-185型钢芯铝绞线 10kv侧电缆选择YLV-185型电缆
中性线（N线）截面的选择：按A0≥0.5Aφ,选择70mm2, 95mm2 (Aφ=Aec) 保护线（PE线）截面的选择：Ape≥Aφ,故选择120mm185mm
2,
2,
6.5 配电装置的选择
配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建成的总体装置。其作用是正常运行情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此，配电装置应满足下述基本要求。
1 保证运行可靠；2 便于操作、巡视和检修；3 保证工作人员的安全；4 力求提高经济性；5 具有扩建的可能。
配电装置按电气设备的装设地点不同，可以分为屋内和屋外配电装置；按其组装方式，又可分为装配式和成套式。
6.5.1 35kV屋外配电装置
本设计的35kV配电装置采用户外半高型布置，变压器户外布置。
屋外配电装置将所有电气设备和母线都装设在露天的基础、支架或构架上。屋外配电装置的结构形式，除与电气主接线、电压等级和电气设备类型有密切关系外，还与地形地势有关。根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。
半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置，其占地面积比普通中型较少30%。半高型配电装置介于高型和中型之间，具有两者的优点，除母线隔离开关外，其余部分与中型布置基本相同，运行维护仍较方便。
6.5.2 10kV高压开关柜
本设计10kV侧采用高压开关柜的配电装置。
按照电气主接线的标准配置或用户的具体要求，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在全封闭或半封闭的金属壳（柜）体内，形成标准模块，由制造厂按主接线成套供应，各模块现场装配而成的配电装置称为成套配电装置。
成套配电装置分为低压配电屏（或开关柜）、高压开关柜和SF6全封闭组合电器三类。 选用XGN2—10型固定式开关柜，该型开关柜用于3kV、6kV、10kV三相交流50Hz系统中作为接受和分配电能之用，特别适用于频繁操作的场合。开关柜符合国家标准GB 3906—1991《3—35kV交流金属封闭式开关设备》及国际电工委员会标准IEC 298的要求，并且有“五防”闭锁功能—防止误分、误合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂地线，防止带地线合闸、防止误入带电间隔。
表7.9 XGN2—10型固定式开关柜的技术参数
7 无功补偿 (1) 无功补偿概述
电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、感应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的无功电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。
电力系统中的无功电源由三部分组成：
1 发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的40%~50%）。 2 无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。 3 110kV及以上电压线路的充电功率。
电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。电压低于额定电压值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大，并容易导致电网震荡而解列，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。电压下降到额定电压值的60%~70%时，用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁。所以进行无功补偿是非常有必要的。
(2)无功补偿的计算
补偿前cosϕ1=0.86，求补偿后达到0.9。因此可以如下计算： 设需要补偿XMva 的无功 则 cosϕ2
P'∑= （3-2）
S'
7606
2
2
=
解得 X=48.25MVar
7606+（3732-X）
=0.9
(3)无功补偿装置
无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。
同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。
静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系统稳定性，
降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。
电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。
综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并且采用集中补偿的方式。
(4)并联电容器装置的分组
1分组原则
①对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与该设备相连接，并与该设备同时投切。
②配电所装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数。此时，为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。
③终端变电所的并联电容器装置，主要是为了提高电压和补偿主变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5%。
2分组方式
并联电容器的分组方式主要有等容量分组、等差级数容量分组、带总断路器的等容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。这几种方式中等容量分组方式，分组断路器不仅要满足频繁切合并联电容器的要求，而且还要满足开断短路的要求，这种分组方式应用较多，因此采用等容量分组方式。
并联电容器装置的接线
并联电容器装置的接线基本形式有星形和三角形两种。经常采用的还有由星形派生出的双星形，在某种场合下，也有采用由三角形派生出的双三角形。
从《电力工程电气设计手册》（一次部分）502页表9—17可比较得出，应采用Y形接线，因为这种接线适用于6kV及以上的并联电容器组，并且容易布置，布置清晰。
并联电容器组装设在变电所低压侧，主要是补偿主变和负荷的无功功率，为了在发生单相接地故障时不产生零序电流，所以采用中性点不接地方式。
选用BFM11—500—3型号的高压并联电容器2台额定电压11kV。额定容量500kVar。
8防雷保护的规划
在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性,还有大气过电压,就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。
（1）型式选择
根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。 （2）额定电压的选择： Un=Uns=35kv
因此选 FZ-35避雷器，其参数如下表6-1：
避雷器参数
表6-1
（3）灭弧电压校验：
最高工作允许电压： Um=1.15UN=1.15⨯35=40.25KV
直接接地： Umh>CdUm=0.8⨯40.25=32.2KV，满足要求。 （4）工频放电电压校验：
下限值： Ugfx>k0Uxg=3⨯
40.253
=23.24KV
上限值： Ugfs=1.2Ugfx=1.2⨯23.24=27.87KV＜98KV
上、下限值均满足要求。
（5）残压校验：Ubc=kbhUmh=2.35⨯2⨯32.2=107KV＜134KV满足要求。 （6）冲击放电电压校验：
=107KV＜168KV，满足要求。
所以，所选FZ-35型避雷器满足要求。
10KV侧避雷器的选择和校验
（1）型式选择
根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。 （2）额定电压的选择： Un=Uns=10kv
因此选FS8-10避雷器，其参数如下表6-2：
避雷器参数
表6-2
（3）灭弧电压校验：
最高工作允许电压： Um=1.15UN=1.15⨯10=11.5KV 直接接地： Umh>CdUm=0.8⨯11.5=9.2KV，满足要求。 （4）工频放电电压校验： 下限值： Ugfx>k0Uxg=3⨯
11.5=19.92KV
上限值： Ugfs=1.2Ugfx=1.2⨯19.92=23.90KV＜31KV 上、下限值均满足要求。
（5）残压校验：Ubc=kbhUmh=2.35⨯2⨯9.2=30.57KV＜50KV满足要求。 （6）冲击放电电压校验：
=30.57KV＜62.5KV，满足要求。
所以，所选FS8-10型避雷器满足要求。
第三篇 计算书
一、主变容量的计算
1、根据任务书提供的资料，主变容量的计算如下：
∑Pi=1789+5817=7606(kw) ∑Qi=898+2834=3732(kvar)
∑S=(P)2+(Q)2=76062+37322=8472.25kVA
S所用
=
=20/0.88+5.8/0.85+2²(11/0.79)+10.5/0.5+14.6/0.8+14+11 ==121.64(kVA)
S总=8472.25+121.64=8593.89（kVA） SN=70%S总=6015.723(kvA)
根据计算结果应选择SZ9-6300/35型变压器。
二．所用变容量
S所=121.64kVA SN所=70%S所=85.148 kVA
根据计算结果应选择S9-100/10型变压器 3、所选变压器的型号及技术数据见下表：
三、短路电流的计算
确定基准值
设系统为无限大容量Se=∞，选取SB=100MVA ,已知则基准电流：
=1080MVA
==
=1.56（KA）
=5.50（KA）
各主要元件的电抗标幺值：
电力系统的电抗标幺值：
==0.093
架空线路的电抗标幺值：
³=³0.42³7³= 0.107
变压器的电抗标幺值：
=
1、求K1点短路时： 选取UB1=37KV
总电抗标幺值：
==0.107+0.093=0.200
三相短路电流周期分量有效值：
===7.8（KA）
三相次暂态短路电流和短路稳态电流：
=7.8(KA)
三相短路最大瞬时值 （冲击电流）：
2.55³7.8=19.89(KA)
三相短路最大电流有效值(第一个短路全电流有效值)：
三相短路容量SK
1
（3）
的计算：
3)SK1（3）=3Uav I(K =3³37³7.8=499.87（MVA） 1
2、K2点短路时 ： 选取UB2=10.5KV
总电抗标幺值：
==0.107+0.093+1.19/2=0.795
三相短路电流周期分量有效值：
===6.92（KA）
三相次暂态短路电流和短路稳态电流：
=6.92(KA)
三相短路最大瞬时值 （冲击电流）：
1.84³6.92=12.73(KA)
三相短路最大电流有效值(第一个短路全电流有效值)：
三相短路容量Sd的计算：
3)
SK=Uav I(K =3³10.5³6.92=125.85（MVA） 1
三相短路电流计算结果
结论
在老师的指导下,经过近几个多星期的努力35KV企业变电所电气部分初步设计终于完成了，在此我对老师给予我们的帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我帮助的同学。
在课程设计过程中，老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议,对我的辅导耐心认真，并给我们提供了大量有关资料和文献，使我的这次设计能顺利完成。通过这次课程设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解,并使知识得到了进一步的巩固.
本设计的大致思路是：
1、对草拟的主接线方案进行比较，始终围绕着可靠性和灵活性，对于经济性，暂时不用做太多考虑。
2、短路计算，这也是本设计的难点和重点在于短路电流计算，首先找好短路点，绘出短路的等效电路图，其实是对等效电路图进行化简，最后是计算。本设计中采用的是计算曲线法，其反映短路电流周期分量同计算电抗和时间的函数关系的一组曲线，可以利用计算曲线查出短路瞬间和短路后任意时刻该电源向短路点提供的短路电流。
3、元件的选择，通过短路电流的计算得出的参数，我们可以对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、配电装置、无功补偿装置和避雷器等元件进行选择。
在整个设计过程中，得到了老师和同学很大的帮助，通过查资料也慢慢形成了作设计和研究的步骤和观念， 设计中用到的知识或课程有：电力系统分析、电机学、变电所电气一次部分、AutoCAD等。
参考文献
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版社.1989 .12
[2] 周问俊主编 电气设备使用手册[M].北京:中国水利水电出版社,1999 [3] 陈化钢主编 企业供配电[M].北京: 中国水利水电出版社,2003.9 [4] 刘笙主编 电气工程基础[M].北京：科学出版社，2008
[5] 何仰赞 温增银主编 电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2002 [6] 中国电器工业协会编 输配电设备手册[M].北京：机械工业出版社，2000.3