35KV變電站設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u31970引言 113770第1章緒論 249431.1背景 283121.2選題的目的及主要研究?jī)?nèi)容 332001.3本章小結(jié) 416333第2章負(fù)荷計(jì)算 5271132.1變電站基本參數(shù)預(yù)設(shè) 5248322.2負(fù)荷等級(jí)的劃分和計(jì)算的意義 559302.3負(fù)荷計(jì)算的方法 6284952.4本章小結(jié) 720514第3章主變壓器與主接線的選取 798113.1主接線的定義和基本要求 7236673.2主接線的一般接線形式及最終選擇 8265963.3主變壓器的選定 9297763.4本章小結(jié) 1223103第4章短路電流計(jì)算 121394.1短路電流計(jì)算的作用、產(chǎn)生原因及危害 12226084.2短路的類型 14143924.3計(jì)算短路電流 14197854.4本章小結(jié) 2428781第5章電氣設(shè)備選擇 2576605.1電氣設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn) 25222365.2電氣設(shè)備選擇 2554305.3本章小結(jié) 2722105第6章防雷接地保護(hù) 28141556.1防雷與接地保護(hù)的目的 2873166.2主要的防雷接地設(shè)備 28135206.3本章小結(jié) 2912933結(jié)論 30引言低電壓變電站，是輸電線路中的重要一環(huán)，它直接和用戶端相連，用戶端能用的電能是不是符合預(yù)期的質(zhì)量要求，直接取決于低電壓變電站的各項(xiàng)參數(shù)高低以及運(yùn)行時(shí)機(jī)組是否狀態(tài)平穩(wěn)。一個(gè)變電站的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該從確定其基本用途（功能）開(kāi)始，以此為起點(diǎn)，確定其電壓類型、進(jìn)出線情況等基本參數(shù)；參數(shù)確定后，就可以展開(kāi)下一步，討論主變壓器及主接線設(shè)計(jì)，確定接線方法；隨后，逐步展開(kāi)討論短路電流計(jì)算、其他電氣設(shè)備選取，以及必要的防雷接地保護(hù)措施；最后，將所有信息進(jìn)行整合，就可以繪制完整的變電站主接線CAD圖了。第1章緒論1.1背景電力相關(guān)科技的發(fā)展，日新月異，其以可觀的速度更新迭代著。電力的發(fā)展，需要以電力工業(yè)作為實(shí)體依托，而電力工業(yè)更是在現(xiàn)代化的各行各業(yè)中，有著無(wú)可替代的前導(dǎo)作用，只有電力工業(yè)有所發(fā)展，其他的各大用電行業(yè)才能后續(xù)跟進(jìn)發(fā)展，而這些行業(yè)的發(fā)展，反過(guò)來(lái)也會(huì)為電力工業(yè)指明下一步的發(fā)展方向。所以，電力工業(yè)和其他各行各業(yè)之間，以及電力技術(shù)和電力工業(yè)之間，都呈現(xiàn)著相互推動(dòng)、相互制約的發(fā)展關(guān)系。這幾年以來(lái)，電力工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了以下三個(gè)方面的大變革：越來(lái)越高的額定運(yùn)行電壓，進(jìn)一步增大的機(jī)組容量，小電網(wǎng)互相連接形成的更大的電網(wǎng)。電能因?yàn)槠湮廴拘?、能量轉(zhuǎn)化形式多樣、能量來(lái)源廣泛、適用面廣等特點(diǎn)，國(guó)家特別重視它的發(fā)展，以至于每年要為它投入數(shù)以億計(jì)的資金和人力物力。而近幾年，隨著各國(guó)之間的學(xué)術(shù)交流一天天密切，電力工業(yè)技術(shù)也在不斷地推陳出新，電力工程不斷與時(shí)俱進(jìn)地將新技術(shù)融入實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，比如：能大幅減小線路損耗的特高壓或者超高壓電網(wǎng)、將輸電線路由交流改為直流的直流輸電技術(shù)、對(duì)現(xiàn)有的難以直流化改造的交流輸電網(wǎng)采用串聯(lián)補(bǔ)償?shù)拇a(bǔ)技術(shù)等。變電站在電力系統(tǒng)中，仍舊具有著無(wú)法撼動(dòng)的重要地位[1]工程師在設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方案具體化時(shí)，也隨著電力技術(shù)的迭代，研發(fā)了更緊湊、更節(jié)省空間的的線路排布方案，還有更廣闊容量的變壓器等。在我國(guó)，電力建設(shè)已經(jīng)發(fā)展了近半個(gè)世紀(jì)，其發(fā)展趨勢(shì)也也越來(lái)越明朗：首先是系統(tǒng)容量整體上不斷增加，然后是各項(xiàng)電流幅值不斷升高，還有要求電氣裝置和電力系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)隨時(shí)間變化的時(shí)差越來(lái)越小等[2]；而隨著更多的新興電力科技蓬勃興起，比如說(shuō)高精度設(shè)備制造業(yè)、耐高壓材料制造業(yè)，再加上計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信設(shè)備研發(fā)及制造業(yè)等等，強(qiáng)力推動(dòng)了變電技術(shù)邁上更高的臺(tái)階，這更使得我國(guó)變電站設(shè)計(jì)越來(lái)越多地采用更簡(jiǎn)單的接線方案，大量采用新式一次設(shè)備，引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等等[3]。有需求就有市場(chǎng)?；谖覈?guó)變電站設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)，我國(guó)制造廠普遍著力于把電氣設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、內(nèi)部零部件安裝方式等，設(shè)計(jì)得越來(lái)越簡(jiǎn)約。由于結(jié)構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單，設(shè)備本身的運(yùn)行故障率也越來(lái)越低，而后期的運(yùn)行維護(hù)也能在更短的時(shí)間內(nèi)完成，避免了長(zhǎng)時(shí)間的停電，這兩方面因素共同作用，就讓電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行變得越來(lái)越平穩(wěn)了[4]。舉個(gè)例子說(shuō)明，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，發(fā)生故障的可能性大大降低，用于檢查維護(hù)的時(shí)間顯著減少。對(duì)于國(guó)外著名廠家，如瑞士的ABB，德國(guó)的西門(mén)子，這兩家公司生產(chǎn)的特色產(chǎn)品——超高壓斷路器，其全結(jié)構(gòu)檢修時(shí)間，最長(zhǎng)可以達(dá)到20年一次，而更換其中個(gè)別的元器件，也只需要大約15分鐘[5]，比早期同類產(chǎn)品縮短了接近一半用時(shí)。除了以上這些，為了更多地把工程的預(yù)估投入資金量和施工時(shí)間控制在低水平，提高工程的收益水平，無(wú)數(shù)有關(guān)部門(mén)專家的反復(fù)討論，國(guó)內(nèi)一小部分變電站在設(shè)計(jì)和建造時(shí)，已經(jīng)逐漸采用新式的更簡(jiǎn)化的接線方案。如今，世界各國(guó)越來(lái)越多地將地方性電力系統(tǒng)的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大化，并將其按需合并，像一個(gè)個(gè)模塊組成一個(gè)巨大的組合體一樣，合并成大電網(wǎng)。自從大電網(wǎng)問(wèn)世，諸多電力系統(tǒng)都在第一時(shí)間采用了它，而這種實(shí)踐很多次指示出一個(gè)行業(yè)現(xiàn)狀：電力系統(tǒng)的整體體量越大，電力的調(diào)度運(yùn)行就越有足夠的空間來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)就越顯著，對(duì)線路上出現(xiàn)的事故抵御力就越強(qiáng)。甚至有些發(fā)達(dá)國(guó)家，都選擇把本國(guó)的電力系統(tǒng)相互連接，組成跨國(guó)電力系統(tǒng)[6]。電網(wǎng)規(guī)模日益增大的同時(shí)，如果不提高電網(wǎng)線路上的電壓，則線路本身的電熱損耗將極其可觀。所以，大電網(wǎng)必須在高壓，甚至特高壓、超高壓電力條件下運(yùn)行[7]，而如此高的電壓，必須有足夠大規(guī)模的各類機(jī)組與之匹配，在減低線路上的電熱損耗的同時(shí)，還應(yīng)該確保電能的產(chǎn)出與消耗大致平衡，以期減少電能浪費(fèi)[7]。故而，高電壓、大機(jī)組、大電網(wǎng)這三者之間的關(guān)系可簡(jiǎn)述如下：大電網(wǎng)需要高電壓環(huán)境運(yùn)行，同時(shí)其自身也保障了高電壓的運(yùn)輸；大機(jī)組則是在需要高電壓環(huán)境運(yùn)行的條件下，構(gòu)成了大電網(wǎng)的各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，其自身保障著大電網(wǎng)的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)，我國(guó)的輕、重工業(yè)，還有農(nóng)耕、林木、畜牧、漁業(yè)等基礎(chǔ)行業(yè)，日益迫切我國(guó)電力系統(tǒng)提高供電容量，以滿足上述行業(yè)的生產(chǎn)能源供應(yīng)，所以需要更多的變電所來(lái)支持，而35kV變電所則是擴(kuò)建方案的主流選擇。在設(shè)計(jì)時(shí)，主要環(huán)節(jié)是選擇電氣主接線方案，只有確定好主接線方案，才能開(kāi)展選擇接下來(lái)的變電所設(shè)備、并把配電裝置在現(xiàn)有電站選址上合理分布，再選定繼電保護(hù)裝置等電力單元模塊，確定了上述條件，才能對(duì)最終的方案進(jìn)行成本評(píng)估。1.2選題的目的及主要研究?jī)?nèi)容改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)比建國(guó)之初發(fā)生了翻天覆地的變化，以一個(gè)很高的速度、很高的質(zhì)量不斷前進(jìn)，35kV變電所在國(guó)家電力系統(tǒng)中的數(shù)量和分布地域，仍然首屈一指。在以220kV變電所為圓心的周邊60km地區(qū)，工程師們會(huì)把投建35kV變電所作為首選方案，因?yàn)榫哂泻芏鄡?yōu)勢(shì)。首先，這種方案降低了施工時(shí)的前期資金投入，為國(guó)家節(jié)省了一大筆開(kāi)銷，而且建造花的時(shí)間，比選擇更高電壓的變電所縮短了大約30%[8]，大大避免了不必要的工程人力資源占用，而且能夠以更短的時(shí)間，通過(guò)變電輸送，將電能轉(zhuǎn)化為工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值，進(jìn)而將建設(shè)成本追平，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益[9]。更重要的是，低壓變電站，其結(jié)構(gòu)、負(fù)荷水平，都普遍低于高壓變電站，投入使用后，用于維護(hù)、保障變電站運(yùn)行的人力物力投入，也比高壓變電站低[9]。另外，35kV變電所在整個(gè)電力輸送線路上，承擔(dān)著很重的權(quán)重，也是鋪設(shè)電網(wǎng)最費(fèi)時(shí)、容錯(cuò)率最低的環(huán)節(jié)。35kV變電站，在電力系統(tǒng)的發(fā)出端以及用戶之間起到承前啟后的重要作用，它和其后電網(wǎng)中更靠近用戶端的下游設(shè)施，如各類小型變電所、配電柜還有入戶線路等緊密相連，可以說(shuō)是用戶電能分配的最后一處重要的“物資調(diào)度中心”[10]。因此，以35kV變電所為代表的低壓變電所，設(shè)計(jì)的參數(shù)是否科學(xué)、運(yùn)行時(shí)是否留出足夠的安全余量，直接關(guān)系到流經(jīng)本發(fā)電站的電能各項(xiàng)指標(biāo)是否合格，進(jìn)一步?jīng)Q定了電力系統(tǒng)能不能在運(yùn)行時(shí)不發(fā)生事故、能不能長(zhǎng)期保持輸出電能符合質(zhì)量要求、能不能兼顧節(jié)能等等問(wèn)題。同時(shí)，35kV變電站，其本身的電磁污染、諧波污染也較高電壓的變電站更低，對(duì)周邊的線路及人員身體健康影響更小，更能滿足城市和鄉(xiāng)村越來(lái)越多的生活、生產(chǎn)用電需要[11]。我們?cè)诖诉x擇35kV變電站設(shè)計(jì)作為畢業(yè)選題，不僅因?yàn)樵撟冸娬驹O(shè)計(jì)涉及到了供電技術(shù)、發(fā)電廠及其設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)分析等學(xué)科，貼合本專業(yè)（電氣工程及其自動(dòng)化）所學(xué)知識(shí)，是對(duì)本人學(xué)術(shù)水平、設(shè)計(jì)能力、計(jì)算能力和語(yǔ)言表達(dá)能力的一次考驗(yàn)，而且可以借此機(jī)會(huì)，對(duì)供電系統(tǒng)本身、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)等方面有一個(gè)初步認(rèn)知，這有助于本人積累一定的常識(shí)，為步入工作打下良好基礎(chǔ)。本變電站，將從負(fù)荷計(jì)算（包括確定基本參數(shù)預(yù)設(shè)及計(jì)算原則）、主變壓器選擇及主接線設(shè)計(jì)、短路參數(shù)計(jì)算（包括各個(gè)短路點(diǎn)的三相短路電流標(biāo)幺值和有效值、三相和兩相短路全電流沖擊值）、電氣設(shè)備選擇（包括高壓及低壓側(cè)斷路器、電流互感器等），以及防雷接地保護(hù)裝置等方面，展開(kāi)設(shè)計(jì)，預(yù)期實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、基礎(chǔ)的變電輸送功能。1.3本章小結(jié)本章首先簡(jiǎn)要闡述了我們所處的時(shí)代對(duì)電力工業(yè)發(fā)展的要求日益高漲這一大背景，再點(diǎn)明了電能對(duì)于電力工業(yè)的重要作用，由此側(cè)面說(shuō)明變電站在電網(wǎng)中的重要地位；介紹了國(guó)外變電站發(fā)展的背景，引出了“高電壓、大機(jī)組、大電網(wǎng)”的變電站發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì)，隨后簡(jiǎn)介國(guó)內(nèi)的變電站設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)——簡(jiǎn)化方案、新式設(shè)備、學(xué)科交叉，以及這三者之間相互影響、相互配合的發(fā)展關(guān)系；然后講了選題的目的，即：35kV變電站的廣適性、該設(shè)計(jì)符合本人所學(xué)專業(yè)，是對(duì)本人學(xué)術(shù)水平的一次考驗(yàn)，同時(shí)也有利于本人立足本設(shè)計(jì)展望將來(lái)的就業(yè)環(huán)境；最后是主要研究?jī)?nèi)容，共計(jì)5個(gè)方面，涵蓋了負(fù)荷計(jì)算、主變壓器和主接線方案選擇、短路電流還有其他各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算、其他設(shè)備選取以及防雷接地裝置設(shè)計(jì)等，并由此大綱具體地展開(kāi)變電站設(shè)計(jì)的具體研究?jī)?nèi)容。第2章負(fù)荷計(jì)算2.1變電站基本參數(shù)預(yù)設(shè)變電站，在發(fā)電-輸電-用電這一個(gè)鏈條中，承擔(dān)著“上達(dá)下傳”的任務(wù)[12]，即：把發(fā)電廠發(fā)出，并輸送到本環(huán)節(jié)的電能，調(diào)節(jié)到滿足輸出電壓的預(yù)設(shè)指標(biāo)，再傳入下一環(huán)節(jié)（負(fù)荷）。而上述預(yù)設(shè)指標(biāo)怎么確定，則是根據(jù)負(fù)荷的生產(chǎn)或生活需要確定。在此，我們首先對(duì)預(yù)設(shè)的變電站各項(xiàng)指標(biāo)、參數(shù)，作出說(shuō)明：1．變電站類型：35kV地方降壓變電站2．電壓等級(jí)：35kV/6kV3．負(fù)荷預(yù)設(shè)：6條10kV出線，最大負(fù)荷分別為：80A，70A，95A，90A，50A，60A。4．進(jìn)線和出線設(shè)置：35kV側(cè)，1條進(jìn)線，10kV側(cè)，6條出線5．系統(tǒng)情況：（1）35kV側(cè)基準(zhǔn)值：Sj=100MVA（2）10kV側(cè)基準(zhǔn)值：Sj=100MVA6．線路參數(shù)35kV線路為L(zhǎng)GJ-70，長(zhǎng)度25km其參數(shù)為：x輸電線路標(biāo)幺值：X7．電源電抗標(biāo)幺值計(jì)算：Xmax*=8．氣象條件最熱平均氣溫30℃。2.2負(fù)荷等級(jí)的劃分和計(jì)算的意義根據(jù)國(guó)標(biāo)GB50052—2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，按照某臺(tái)負(fù)荷自身運(yùn)行時(shí)，由于突然中斷供電，造成的對(duì)電氣操作人員生命安全和公私財(cái)產(chǎn)損失，我們可以把電力負(fù)荷分為三級(jí)，分類細(xì)則見(jiàn)下[13]：（1）一級(jí)負(fù)荷：因意外事故導(dǎo)致中斷供電，將造成人身傷害甚至傷亡，或中斷供電會(huì)使得生產(chǎn)變得不安全、重大產(chǎn)品及重要原材料報(bào)廢、生產(chǎn)單位恢復(fù)生產(chǎn)需要大量時(shí)間以及其他類似屬性的負(fù)荷。（2）二級(jí)負(fù)荷：一旦斷電就會(huì)造成很大的財(cái)產(chǎn)損失的負(fù)荷。如電氣主設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞、或者是生產(chǎn)線全速運(yùn)行突然失電導(dǎo)致大量產(chǎn)品報(bào)廢，重新開(kāi)啟生產(chǎn)要花很長(zhǎng)時(shí)間。（3）三級(jí)負(fù)荷：不歸入一級(jí)、二級(jí)的負(fù)荷[13]。負(fù)荷計(jì)算具有很重要的意義。首先，變電站設(shè)計(jì)離不開(kāi)負(fù)荷計(jì)算提供的基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。另外，只有計(jì)算出的負(fù)荷在合理范圍內(nèi)，所選用電器和導(dǎo)線的成本才能控制在一個(gè)較低的水平，為整個(gè)方案節(jié)約資金。如果這個(gè)預(yù)設(shè)值設(shè)定的遠(yuǎn)高于正常值，不光浪費(fèi)電、浪費(fèi)大筆資金，還會(huì)浪費(fèi)很多導(dǎo)電金屬[14]；而設(shè)定的遠(yuǎn)低于正常值，會(huì)讓用電器和各條導(dǎo)線長(zhǎng)期在超負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，白白增加了許多電能損耗，并由此產(chǎn)生極強(qiáng)的熱效應(yīng)，進(jìn)一步引起線路外包的絕緣層老化，甚至火災(zāi)。需要說(shuō)明的是，我們?cè)诖擞?jì)算的負(fù)荷，是實(shí)際負(fù)荷隨溫度增長(zhǎng)而變化的等效值，只要算出這個(gè)負(fù)荷，我們就能很容易地比較出，在整個(gè)輸電系統(tǒng)里，各個(gè)部分負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)的大小。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就能看出來(lái)哪個(gè)負(fù)荷在整個(gè)系統(tǒng)里產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)最重，才能選出合適的變壓器和輸電導(dǎo)線；把變壓器和負(fù)荷的各項(xiàng)指標(biāo)定在一個(gè)合理的范圍之后，變壓器就能投入運(yùn)轉(zhuǎn)了，讓電力系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)性能指標(biāo)長(zhǎng)期運(yùn)行，同時(shí)消耗更少的電能，使得各負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電壓降很小，進(jìn)而提高設(shè)備運(yùn)行效率[14]。此外，實(shí)際生產(chǎn)中的負(fù)荷，是隨時(shí)間變化的，它和設(shè)備性能、數(shù)量、生產(chǎn)操作者的技能以及能源供應(yīng)情況息息相關(guān)，在此聲明，我們所做的負(fù)荷計(jì)算，只是對(duì)實(shí)際生產(chǎn)狀況的一種預(yù)測(cè)、擬合，不能代替運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)[15]。2.3負(fù)荷計(jì)算的方法工程師最常使用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法，確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷。需要系數(shù)法實(shí)際使用比較多，也最簡(jiǎn)單[16]；二項(xiàng)式法局限性大，但計(jì)算分支線路的設(shè)備較少，而且它們的容量差別較大時(shí)，選二項(xiàng)式法更好。在此說(shuō)明，本篇論文采用需要系數(shù)法。主要公式列舉如下：（1）用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷：（2-1）式中，為同時(shí)系數(shù)，就是設(shè)備組在運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備與全部設(shè)備的容量比；為負(fù)荷系數(shù)，就是設(shè)備組的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比；為設(shè)備組的平均效率，就是輸出功率與取用功率之比;為配電線路的平均效率，即配電線路的末端功率與首端功率之比，以上各個(gè)量的定義，都把最大負(fù)荷運(yùn)行作為背景條件。（2）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：（2-2）式中，是設(shè)備組的的正切值。（3）視在功率計(jì)算負(fù)荷為：（2-3）式中，是設(shè)備組的平均功率因數(shù)。（4）計(jì)算電流為：（2-4）式中，為用電設(shè)備組的額定電壓。2.4本章小結(jié)本章展開(kāi)說(shuō)明了變電站的預(yù)設(shè)指標(biāo)，如：變電站類型、負(fù)荷情況、負(fù)荷分類、負(fù)荷計(jì)算意義，確定了計(jì)算各參量的方法（需要系數(shù)法），并簡(jiǎn)要列舉主要計(jì)算公式。第3章主變壓器與主接線的選取3.1主接線的定義和基本要求電氣主接線，也叫電氣一次接線圖。該電路除了實(shí)現(xiàn)匯集、分配電能這一基本功能，還可以輸送預(yù)期的功率、為工程師指明哪兩臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備相連通。一般來(lái)說(shuō)，主接線投入使用后，其應(yīng)當(dāng)符合電力系統(tǒng)對(duì)本電站要求的電能供應(yīng)穩(wěn)定性以及產(chǎn)生電能的指標(biāo)與預(yù)期值的相差水平。此外，主接線應(yīng)用的技術(shù)在國(guó)際國(guó)內(nèi)處于何種水平，建設(shè)花掉的資金和人力成本能不能可控，接線方案投入使用后方不方便維護(hù)，其靈活性有沒(méi)有為后期改造及維護(hù)留下空間，這些都是工程師們需要考慮的事情[17]。主接線的基本要求，主要體現(xiàn)在變電站本身應(yīng)有的實(shí)際安裝情況：首先是變電站的電源進(jìn)線不能交叉重疊；其次是對(duì)重要負(fù)載的供電線路，必須保證故障率控制在很低的水平，即使發(fā)生斷電也能第一時(shí)間啟動(dòng)備用電源；換句話說(shuō)，如果一處變電站具有以一級(jí)負(fù)荷為主的重要負(fù)荷，那么就必須保證至少有兩條電源進(jìn)線，而且要相互獨(dú)立，每單獨(dú)一條進(jìn)線都得能完全供應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)的全部負(fù)荷；然后是主接線傳輸?shù)碾娔埽仨毢透髋_(tái)主變壓器的容量相匹配，傳輸過(guò)多則浪費(fèi)電能，過(guò)少則不能滿足整套電力系統(tǒng)運(yùn)行；最后是進(jìn)出線的回路數(shù)、選用的斷路器采用哪一種備用方式等等。以上這些要求，在落實(shí)時(shí)，都要保證整套電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，不能發(fā)生斷電、過(guò)電流等嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，還要為全系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，調(diào)整各部分機(jī)組容量、停機(jī)檢修等留出操作余地，同時(shí)，還要兼顧到運(yùn)行所消耗的電能。此外，在確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的時(shí)候，也要參照預(yù)期的負(fù)荷設(shè)定，并留出檢修余地。3.2主接線的一般接線形式及最終選擇電氣主接線有兩種基本形式：有母線接線和無(wú)母線接線。細(xì)分類型如圖3-1所示。圖3-1電氣主接線的細(xì)分類型在此，我們選擇分段單母線接線法，其示例接法見(jiàn)圖3-2。圖3-2分段單母線接線法示例由上圖，我們不妨把分段斷路器QF看作一個(gè)普通的開(kāi)關(guān)，那么它就具有閉合和斷開(kāi)兩種工作狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，而且QF閉合，此時(shí)我們假定I段母線故障，那么I段母線上的母線繼電器保護(hù)（本圖未畫(huà)出）會(huì)把聯(lián)通I段和II段母線的斷路器QF1，以及WL1、WL2支路上的分段斷路器QF，從整個(gè)電路中斷開(kāi)并分離出來(lái)，這樣I段母線部分也從整個(gè)電路中分離出來(lái)了，這時(shí)候，II段母線這部分依然能正常工作，由電源II繼續(xù)向整個(gè)系統(tǒng)供應(yīng)電能；當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，而且QF斷開(kāi)，此時(shí)我們?nèi)约俣↖段母線故障，那么I段母線上的各條出線（WL1、WL2）都會(huì)斷電，而II段母線及其出線仍然正常工作；更重要的是，如果I段母線電源斷開(kāi)了，I段母線的各條出線還能從II段母線的電源II那里獲得電能；而且，任意一條母線，或者母線上的隔離開(kāi)關(guān)需要檢修時(shí)，我們不用把整個(gè)電力系統(tǒng)都停電，只需要把這條母線所在的支路及其回路斷開(kāi)就行了。分段單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是[18]：（1）線路分布很明晰，施工簡(jiǎn)單，容易維修，進(jìn)而能增強(qiáng)線路運(yùn)行穩(wěn)定性，降低故障率；（2）把電能在線路間調(diào)動(dòng)難度低，且后期擴(kuò)建余量較大；（3）如果出線回路稍多，不用追加很多投資就能保障運(yùn)轉(zhuǎn)。3.3主變壓器的選定對(duì)于一套電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只有確定好安裝了幾臺(tái)主變壓器，每臺(tái)變壓器的容量分別有多大，才能再確定接下來(lái)的選用哪種主接線的形式，以及選用哪種結(jié)構(gòu)的配電裝置。3.3.1主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和相數(shù)的確定確定主變臺(tái)數(shù)，其主要參考條件如下[18]：(1)能保證電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，如果一臺(tái)變壓器損壞，其余變壓器可以在短時(shí)間內(nèi)銜接上對(duì)系統(tǒng)的供電。此原則適用于安裝了很多一級(jí)、二級(jí)設(shè)備的變電站。(2)變電站的負(fù)荷隨時(shí)間變化很大，如白天和晚上、夏季和冬季，需要隨時(shí)間調(diào)整各設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)度的變電所，可以安裝兩臺(tái)變壓器。(3)普通的車間變電所，安裝一臺(tái)變壓器就夠了。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的，或者專門(mén)為某大型工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施供電的變電所，即使負(fù)荷等級(jí)較低，必須安裝兩臺(tái)甚至更多。(4)人口稀疏地帶的一次變電所，如果中壓側(cè)或低壓側(cè)已經(jīng)構(gòu)成成規(guī)模的閉合的輸電網(wǎng)絡(luò)，最好安裝兩臺(tái)變壓器。本變電所三級(jí)負(fù)荷較多，電壓等級(jí)低，故只用安裝一臺(tái)主變壓器。變壓器容量的選擇，是為實(shí)現(xiàn)其預(yù)置功能而服務(wù)的。所以，在一般情況下，單臺(tái)變壓器每一兆伏安的花費(fèi)、系統(tǒng)短路容量（某測(cè)量點(diǎn)三相短路時(shí)的視在功率）和變電所選址的氣溫高低、日照長(zhǎng)短、惡劣天氣是否頻繁等對(duì)變壓器工作狀況的考驗(yàn)，都是影響選擇變壓器容量的因素。選擇時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)遵循下面幾條原則[19]：(1)只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量SNT應(yīng)滿足全部設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷，即≥（4-1）(2)裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所單獨(dú)一臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿足以下條件:I單臺(tái)變壓器，單獨(dú)運(yùn)行，需要達(dá)到計(jì)算負(fù)荷60%-70%的水平，即（4-2）II在上述情況不變的條件下，應(yīng)滿足所有的一、二級(jí)負(fù)荷，即（4-3）其中Ⅰ、Ⅱ分別對(duì)應(yīng)一、二級(jí)負(fù)荷。Ⅲ為了給未來(lái)5~10年的系統(tǒng)調(diào)整留下余量，我們選擇過(guò)載能力（當(dāng)電壓過(guò)高或負(fù)載電流過(guò)大，超過(guò)額定限值以后，設(shè)備能夠承受的能力范圍）較小的干式變壓器。在這里，我們需要說(shuō)明一下，電力變壓器額定容量：即溫度一定時(shí)的持續(xù)最大輸出容量。另外，需要說(shuō)明的是，如果安裝地點(diǎn)的年平均氣溫是20℃，則年平均氣溫每升高1℃，變壓器容量相應(yīng)地減少1%。因此，戶外電力變壓器實(shí)際容量（出力）為：戶內(nèi)電力變壓器實(shí)際容量為：本變電所只有一臺(tái)變壓器，6條出線的最大總負(fù)荷電流為：計(jì)算負(fù)荷為：為了給今后發(fā)展留出足夠的余量，我們選用容量為的變壓器。常用的電力變壓器，有單相和三相兩種。三相設(shè)備比單相設(shè)備多了很多優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先是三相變壓器更便宜，比機(jī)組容量相同的單相變壓器價(jià)位偏低20%左右，能節(jié)省更多的建設(shè)資金；其次是體積更小，不占地方，對(duì)廠房的占地面積要求也更低；此外，三相變壓器更為節(jié)能，其運(yùn)行損耗平均能減少12～15％[19]?；谝陨线@些優(yōu)點(diǎn)，在低壓系統(tǒng)中，常用三相變壓器。3.3.2主變壓器繞組數(shù)和繞組形式的確定 在電力系統(tǒng)中，常用的變壓器繞組分類，主要有四大類，分別是：雙繞組普通式、三繞組式、自耦式和低壓繞組分裂式等。對(duì)只用升高一級(jí)電壓的發(fā)電廠，或35kV及更低電壓的變電所，推薦選用雙繞組普通式；如果發(fā)電廠需要升高兩級(jí)電壓，我們就把高壓和中壓部分，用三繞組變壓器連成一體，剩下的低壓繞組，我們不需要再安裝很多中間裝置來(lái)抵消三次諧波[20]，只需要接成三角形連接就可以了。對(duì)110kV及更高電壓的變電所，我們也可以采用上述措施，用三繞組變壓器聯(lián)系高壓、中壓部分；需要說(shuō)明的是，當(dāng)中壓部分是中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)時(shí)，必須選用普通三繞組變壓器。我們?cè)O(shè)計(jì)的是35kV變電所，所以采用雙繞組普通變壓器。在國(guó)內(nèi)，110kV及更高電壓的電力系統(tǒng)，變壓器都用“YN”連接；35kV系統(tǒng)使用“Y”連接，并配合中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地；對(duì)于35kV以下系統(tǒng)，常用“D”連接。簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō)，普通雙繞組，用YN，d11接線；三繞組變壓器，一般接成YN，y，d11，或者是YN，yn，d11。近幾年來(lái)，部分工程師大膽嘗試了將變壓器高、中、低壓三側(cè)都進(jìn)行星形連接，行內(nèi)把這種連接方式稱之為：全星形接線組。相比于常用的各種接法，這種接線的優(yōu)勢(shì)格外突出：表現(xiàn)在較大的零序阻抗能有效降低短路電流幅值，也方便采用中性點(diǎn)消弧線圈接地方案；但與優(yōu)點(diǎn)相伴，其缺點(diǎn)也更加明顯：電力系統(tǒng)輸出的正弦波電壓質(zhì)量明顯下降，電壓波形總是偏離預(yù)期，使得系統(tǒng)內(nèi)的通信設(shè)備工作受到較大干擾，同時(shí)也限制了繼電保護(hù)整定的精準(zhǔn)性和快速反應(yīng)能力[20]。我們?cè)O(shè)計(jì)的是35kV的變電所，采用雙繞組普通式變壓器，所以用的是YN，d11接線。3.3.3主變壓器調(diào)壓方式和冷卻方式的確定電能和人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。由于人類生產(chǎn)活動(dòng)并不是時(shí)刻都很劇烈，也不是一直沉寂著，對(duì)于電能的需求自然也會(huì)出現(xiàn)類似于正弦函數(shù)一樣的波峰期、波谷期。作為電能產(chǎn)生和輸送途徑的上游、中游環(huán)節(jié)，發(fā)電廠、變電站，必須有充足的能力調(diào)整本系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組投入電能生產(chǎn)的容量多少。而調(diào)節(jié)的主要方式，則是采用分接頭開(kāi)關(guān)來(lái)切換變壓器。這種開(kāi)關(guān)，其功能，類似于我們熟知的“單刀雙擲開(kāi)關(guān)”，就是開(kāi)關(guān)的活動(dòng)端接觸到不同支路的觸頭，則切斷原支路，激活新支路，從而實(shí)現(xiàn)電路功能的轉(zhuǎn)換。為了貼合用電負(fù)荷變化的動(dòng)態(tài)節(jié)奏，及時(shí)調(diào)整電壓，我們的工程師往往會(huì)改變變壓器高壓繞組匝數(shù)，從而改變其與中壓側(cè)、低壓側(cè)的匝數(shù)比[21]。切換方式有兩種：不帶電壓切換，和帶負(fù)荷切換。前者也叫無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍常在±2×2.5％以內(nèi)，雖然調(diào)壓范圍很小，但是其花費(fèi)比后者更低；后者也叫有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30％，比前者提高了很多，但是因?yàn)檫@種調(diào)壓的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以價(jià)位偏高。變電所在以下幾類情況，可以選擇有載調(diào)壓變壓器：（1）區(qū)域性的、或者生產(chǎn)單位內(nèi)部專用的變電所，每天的負(fù)荷波峰波谷差值很大的，而且要求電能質(zhì)量長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的；（2）330kV及以上變電站，為了把中、低壓電壓水平控制在某個(gè)參數(shù)值附近，且正負(fù)誤差要求控制在極小范圍內(nèi)的；（3）110kV及以下的無(wú)人值班變電站，需要通過(guò)遠(yuǎn)程控制來(lái)調(diào)節(jié)電壓的。我們?cè)O(shè)計(jì)的是35kV（及以下電壓）的變電所，且設(shè)計(jì)需求的日負(fù)荷變化較小，故采用無(wú)激磁調(diào)壓。變壓器的冷卻方式有很多，在實(shí)際生產(chǎn)中用的最多的主要有：自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻（或風(fēng)冷卻）、六氟化硫充氣式變壓器等。為了把變電站的經(jīng)濟(jì)消耗降到最低水平，同時(shí)保證正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，我們選擇強(qiáng)迫風(fēng)冷。3.4本章小結(jié)本章先闡述了主接線的定義和基本選擇原則，隨后確定了如下重要參數(shù)：主接線形式為分段單母線接線法并無(wú)激磁調(diào)壓、主變壓器采用單臺(tái)兩繞組三相變壓器、繞組連接方式選擇YN，d11接線，調(diào)壓方式為強(qiáng)迫風(fēng)冷。第4章短路電流計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的作用、產(chǎn)生原因及危害電路在運(yùn)行時(shí)，常常由于元器件或線路的自身故障，以及少量的連接錯(cuò)誤，而產(chǎn)生很大的過(guò)電流。過(guò)電流的破壞性很大，這是由于電流的幅值很大，其產(chǎn)生的熱效應(yīng)就大，能在極短的時(shí)間就在器件局部產(chǎn)生很高的溫度，從而燒壞器件，破壞電路正常的運(yùn)行。而短路電流計(jì)算，就能大致判斷過(guò)電流的情況，對(duì)過(guò)電流產(chǎn)生的可能的破壞進(jìn)行預(yù)估，從而把短路的危害降到最低，控制住故障的范圍和程度；而計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，也能幫助工程師們了解電氣設(shè)備隨溫度變化，自身的零部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以及確定繼電保護(hù)等裝置的預(yù)設(shè)參數(shù)，同時(shí)也為主接線設(shè)計(jì)劃定了范圍[22]。短路是一種電氣現(xiàn)象，通俗解釋就是在電氣線路上，不該有導(dǎo)線的導(dǎo)電部分（銅芯、鋁芯等）導(dǎo)通或接觸的地方，發(fā)生了上述情況，導(dǎo)致電流幅值在極短時(shí)間內(nèi)大幅增加，如：負(fù)載與電源兩端被導(dǎo)線連通。短路很常見(jiàn)，其產(chǎn)生原因也有很多，主要可以歸納為以下幾個(gè)方面：（1）元器件損壞。由于設(shè)備內(nèi)部線路較長(zhǎng)，加之系統(tǒng)散熱功能較弱，長(zhǎng)期的熱效應(yīng)將線路絕緣層烘烤至損壞，或者安裝人員接線時(shí)失誤，劃破絕緣層所引起的。（2）惡劣天氣破壞。如雷電災(zāi)害的電弧、大風(fēng)搖晃線路造成機(jī)械性損傷、太陽(yáng)高溫烘烤導(dǎo)致局部絕緣層熔化損壞等。（3）人為破壞。如工程師不按照規(guī)范，強(qiáng)行帶電操作，如帶負(fù)荷拉閘、小偷偷電線，以及軍事上的碳纖維彈彈片落入供電密集地帶等。（4）其他原因。如施工機(jī)械粗放操作挖斷電纜，鳥(niǎo)獸風(fēng)箏橫跨在兩根帶電導(dǎo)線的裸露處，或者電池正極和負(fù)極被連在一起等等。短路電流主要有三相短路、兩相短路等。客觀來(lái)講，由于短路電流幅值比正常情況流經(jīng)設(shè)備的電流大出許多倍，再加上放電時(shí)間很短，所以經(jīng)常會(huì)伴有電弧。其主要危害如下[22]：（1）危害設(shè)備及人員安全：短路電流巨大的熱效應(yīng)，會(huì)集中在短路元件，由于難以在短時(shí)間內(nèi)把熱量散掉，降溫至元件正常工作溫度范圍內(nèi)，所以會(huì)燒壞該元件；如果是核心元件損壞，那么整臺(tái)設(shè)備就徹底癱瘓；同時(shí)，高溫可能導(dǎo)致局部爆炸，傷害周圍人員。（2）高溫和電學(xué)力的危害：除了（1）中所述的高溫對(duì)元件及線路絕緣層有害之外，由于通電導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，其臨近通電線路在磁場(chǎng)中發(fā)生受到震動(dòng)會(huì)切割該磁場(chǎng)，產(chǎn)生安培力；而短路電流本身數(shù)值巨大，由公式可知，其受到的安培力也很大，這就可能損傷絕緣層，造成短路隱患甚至是直接引發(fā)短路。（3）破壞生產(chǎn)和生活秩序：由于短路時(shí)，電流的通路上缺乏有效的阻抗來(lái)限流，所以會(huì)大幅度降低系統(tǒng)的電壓，破壞變電站下游的電力用戶供電，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備、用電器等停轉(zhuǎn)，引起生產(chǎn)線上產(chǎn)品報(bào)廢、燒壞電動(dòng)機(jī)或者大型計(jì)算機(jī)重要數(shù)據(jù)丟失等等不良后果。（4）引發(fā)全系統(tǒng)故障：短路時(shí)，由于線路上電流突然增大，會(huì)引起系統(tǒng)功率分布突變、系統(tǒng)電壓大幅度下滑，進(jìn)而使得各變電站并聯(lián)運(yùn)行不穩(wěn)定，進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)解列。4.2短路的類型短路類型，主要分類如下：（1）三相短路：電壓電流大小和相對(duì)稱，這種短路的破壞面覆蓋整個(gè)系統(tǒng)的帶電線路，在各種短路中的危害最大。（2）兩相短路：沒(méi)有發(fā)生故障的那一相，相電流為0；發(fā)生故障的兩相，相電壓相等，電流等大反向。?（3）單相接地：發(fā)生的幾率在各種短路中最大，三相電壓和為0，電流和為0。（4）兩相短路接地：其特點(diǎn)和兩相短路一樣。其中需要說(shuō)明的是，對(duì)于不對(duì)稱的短路，每相電流和電壓的數(shù)值、相角都不一樣。4.3計(jì)算短路電流4.3.1短路電流計(jì)算原則和依據(jù)短路電流計(jì)算原則如下：（1）對(duì)于3~35kV電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，可以認(rèn)為110kV及以上的系統(tǒng)的容量為無(wú)限大，只要計(jì)算35kV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗[23]。（2）對(duì)于高壓設(shè)備的短路電流，只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗，而忽略其電阻；對(duì)于架空線和電纜，只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才計(jì)入。（3）以三相短路為計(jì)算條件。由于在同一個(gè)系統(tǒng)中，短路電流在三相短路時(shí)為最大，所以我們按照三相短路電流為計(jì)算依據(jù)，由此選出的電路分?jǐn)嘌b置，必能夠分?jǐn)鄦蜗嗷蚨喽搪返碾娏鳌＃?）對(duì)于有兩個(gè)及以上的電壓等級(jí)系統(tǒng)，用標(biāo)么值計(jì)算法比實(shí)際值方法更好用。基于上述原則，我們采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流。而確定了短路電流的計(jì)算原則之后，接下來(lái)我們要確定一些計(jì)算的數(shù)據(jù)，作為計(jì)算依據(jù)。（1）原始數(shù)據(jù)我們已經(jīng)進(jìn)行了一部分前置計(jì)算，基于上述這些計(jì)算，并結(jié)合一些資料，我們決定：選用S9-10000/35型變壓器，容量為10000，電壓為35×3±2.5%，阻抗電壓。35kV電源進(jìn)線25km，選用LGJ-70型導(dǎo)線（鋼芯鋁絞線），系統(tǒng)基準(zhǔn)容量100，電抗標(biāo)幺值在最大運(yùn)行方式取，在最小運(yùn)行方式取。（2）短路計(jì)算假設(shè)條件從起始態(tài)到短路穩(wěn)態(tài)，短路電流變化過(guò)程比較復(fù)雜，這是因?yàn)橛绊懚搪冯娏鞯囊蛩剌^多。我們?cè)谶x擇計(jì)算方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)把變電站建設(shè)對(duì)數(shù)據(jù)精確度的要求擺在首位，必要時(shí)采用一些假設(shè)條件，快速算出短路電流的數(shù)值。我們常用的一些假設(shè)條件如下[23]：（Ⅰ）系統(tǒng)在三相對(duì)稱條件下無(wú)異常工作。（Ⅱ）對(duì)于大電網(wǎng)末端負(fù)荷線路，不計(jì)負(fù)荷電流影響；對(duì)于小的電網(wǎng)，則考慮之；在短路電流計(jì)算中，可按綜合負(fù)荷考慮。（Ⅲ）短路時(shí)，變壓器鐵芯飽和，其電抗大小不受電流幅值影響。（Ⅳ）不計(jì)輸電線路的電容。（Ⅴ）在研究對(duì)象系統(tǒng)中，其綜合電阻若小于綜合電抗的1/3，則略去不計(jì)。經(jīng)過(guò)上述過(guò)程的簡(jiǎn)化，我們把復(fù)數(shù)運(yùn)算，轉(zhuǎn)化成代數(shù)運(yùn)算，計(jì)算難度降低了。4.3.2變壓器及線路等值電抗計(jì)算（1）電源阻抗標(biāo)幺值：（2）35kV線路阻抗標(biāo)幺值：查有關(guān)工程資料，可以發(fā)現(xiàn)：35kV的LGJ-70型導(dǎo)線的每千米電抗值，那么25km線路的電抗標(biāo)幺值為：變壓器等值電抗標(biāo)幺值：（4）出線負(fù)荷電抗標(biāo)幺值：10kV低壓側(cè)有6條架空線，每條線之間的平均距離為，有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4-1。表4-1架空線數(shù)據(jù)編號(hào)導(dǎo)線型號(hào)長(zhǎng)度（km）最大負(fù)荷電流（A）導(dǎo)線每千米電抗值（查表可得）L-1LGJ—5010 80 0.368L-2LGJ—508700.368L-3LGJ—7010950.358L-4LGJ—7015900.358L-5LGJ—355500.380L-6LGJ—359600.380各出線線路電抗標(biāo)幺值為：4.3.3短路點(diǎn)的確定為了計(jì)算，我們需要選取一些短路計(jì)算點(diǎn)，選取的依據(jù)是：選用常用的接線方式，找出流經(jīng)觀察對(duì)象支路上各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的短路電流幅值，并以斷路器為界，比較其前后觀測(cè)點(diǎn)位的計(jì)算值，其中較大的，這就是我們要找的短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于高壓電路，總電抗遠(yuǎn)大于總阻抗，所以我們可以只算電抗，不算阻抗[23]。由前文所述可知，系統(tǒng)基準(zhǔn)容量是100，為了計(jì)算系統(tǒng)最大和最小運(yùn)行方式的短路電流，我們?cè)O(shè)35kV母線短路點(diǎn)為K1，10kV母線的則為K2，10kV負(fù)荷出線端6個(gè)短路點(diǎn)分別為：K3，K4，K5，K6，K7，K8。詳細(xì)短路點(diǎn)見(jiàn)下圖4-1：圖4-1短路點(diǎn)等效電路圖見(jiàn)圖4-2。圖4-2等效電路圖4.3.4各短路點(diǎn)三相短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行計(jì)算公式：（1）三相短路電流周期分量標(biāo)幺值：（4-1）（2）三相短路電流周期分量有效值：（4-2）（3）三相短路全電流沖擊值：（4-3）（4）兩相短路全電流沖擊值：（4-4）最小方式運(yùn)行計(jì)算公式：（1）三相短路電流周期分量標(biāo)幺值：（4-5）（2）三相短路電流周期分量有效值：（4-6）（3）三相短路全電流沖擊值：（4-7）（4）兩相短路全電流沖擊值：（4-8）（1）K1點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K1點(diǎn)三相短路電流周期分量標(biāo)幺值（以下簡(jiǎn)稱三相標(biāo)幺值），即由式（4-2）得K1點(diǎn)三相短路電流周期分量有效值（以下簡(jiǎn)稱三相有效值），即由式（4-3）得K1點(diǎn)三相短路全電流沖擊值（以下簡(jiǎn)稱三相沖擊值）為由式（4-4）得K1點(diǎn)兩相短路全電流沖擊值（以下簡(jiǎn)稱兩相沖擊值）為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K1點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K1點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K1點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K1點(diǎn)兩相沖擊值為（2）K2點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K2點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-2）得K2點(diǎn)三相有效值，即由式（4-3）得K2點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-4）得K2點(diǎn)兩相沖擊值為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K2點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K2點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K2點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K2點(diǎn)兩相沖擊值為（3）K3點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K3點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-2）得K3點(diǎn)三相有效值，即由式（4-3）得K3點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-4）得K3點(diǎn)兩相沖擊值為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K3點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K3點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K3點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K3點(diǎn)兩相沖擊值為（4）K4點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K4點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-2）得K4點(diǎn)三相有效值，即由式（4-3）得K4點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-4）得K4點(diǎn)兩相沖擊值為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K4點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K4點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K4點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K4點(diǎn)兩相沖擊值為（5）K5點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K5點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-2）得K5點(diǎn)三相有效值，即由式（4-3）得K5點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-4）得K5點(diǎn)兩相沖擊值為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K5點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K5點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K5點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K5點(diǎn)兩相沖擊值為（6）K6點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K6點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-2）得K6點(diǎn)三相有效值，即由式（4-3）得K6點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-4）得K6點(diǎn)兩相沖擊值為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K6點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K6點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K6點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K6點(diǎn)兩相沖擊值為（7）K7點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K7點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-2）得K7點(diǎn)三相有效值，即由式（4-3）得K7點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-4）得K7點(diǎn)兩相沖擊值為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K7點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K7點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K7點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K7點(diǎn)兩相沖擊值為（8）K8點(diǎn)短路電流計(jì)算最大方式運(yùn)行：由式（4-1）得K8點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-2）得K8點(diǎn)三相有效值，即由式（4-3）得K8點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-4）得K8點(diǎn)兩相沖擊值為最小方式運(yùn)行：由式（4-5）得K8點(diǎn)三相標(biāo)幺值，即由式（4-6）得K8點(diǎn)三相有效值，即由式（4-7）得K8點(diǎn)三相沖擊值為由式（4-8）得K8點(diǎn)兩相沖擊值為短路電流匯總表見(jiàn)表4-2，其中各參量單位為kV。表4-2短路電流匯總表短路點(diǎn)短路點(diǎn)額定電壓短路基準(zhǔn)電壓最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式K135372.081.805.291.831.594.66K21010.53.683.199.393.412.958.69K31010.51.161.02.961.100.952.80K41010.51.321.143.371.271.103.23K51010.51.161.02.961.130.982.89K61010.50.881.142.240.850.742.17K71010.51.711.04.351.651.434.22K81010.51.191.033.051.161.02.994.4本章小結(jié)本章主要講述了短路電流的定義、分類、危害，以及相關(guān)的參數(shù)計(jì)算，如：計(jì)算原則、計(jì)算主要公式，以及分別按最大、最小運(yùn)行方式，對(duì)8個(gè)節(jié)點(diǎn)的三相短路電流周期分量標(biāo)幺值及其有效值、三相短路全電流沖擊值和兩相短路全電流沖擊值進(jìn)行計(jì)算。

第5章電氣設(shè)備選擇5.1電氣設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)我們?cè)谶x擇變電站導(dǎo)體和用電器的時(shí)候，必須嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，在實(shí)際工程建設(shè)中做到：采用前沿技術(shù)含量高的設(shè)備，把漏電一類的事故發(fā)生率降到最低；運(yùn)行時(shí)對(duì)環(huán)境要求較低；檢修難度低；并為以后擴(kuò)建留出余地等，進(jìn)而使得變電站以一種節(jié)能、低經(jīng)濟(jì)損耗的模式運(yùn)行[24]。具體來(lái)說(shuō)，有以下幾個(gè)方面：（1）能確保變電站順利運(yùn)行、為大小規(guī)模的檢修以及未來(lái)擴(kuò)建留出空間、發(fā)生短路時(shí)及時(shí)把故障支路從整個(gè)電路中切斷并分離出來(lái)。（2）選用的設(shè)備能適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，避免因?yàn)閺?qiáng)日照、強(qiáng)風(fēng)、過(guò)大的晝夜溫差等導(dǎo)致運(yùn)行狀況波動(dòng)大，甚至故障；或者能把基礎(chǔ)型號(hào)設(shè)備進(jìn)行適合當(dāng)?shù)貧夂虻谋就粱脑?。?）盡量提高設(shè)備本身的前沿科技及專利技術(shù)占比，同時(shí)兼顧到設(shè)備的價(jià)格，為工程建設(shè)節(jié)省資金。（4）新安裝設(shè)備時(shí)，盡量用和破損設(shè)備一樣型號(hào)的。（5）選用新產(chǎn)品，必須提前做好大量實(shí)地測(cè)試，獲得可靠的數(shù)據(jù)，確保預(yù)估安裝效果在合理范圍內(nèi)。5.2電氣設(shè)備選擇對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)和斷路器，我們按照以下幾條標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選[24]：電壓：電流：斷開(kāi)電流滿足：短路關(guān)合電流滿足：（5）熱穩(wěn)定選擇條件：注：5.2.135kV側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)我們對(duì)以上信息進(jìn)行整理，可知：在此系統(tǒng)中統(tǒng)一取過(guò)負(fù)荷系數(shù)為1.5，則最大電流每天最高氣溫平均值30℃，綜合修正系數(shù)K=1.0535kV側(cè)用電器型號(hào)匯總表見(jiàn)下表5-3。表5-335kV側(cè)用電器型號(hào)匯總表計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器型號(hào)及參數(shù)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)及參數(shù)SW3-35GW4-35/60035353524710006002.0816.57.26816.52×4=1089142×5=9805.292542505.2.26kV側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)整合已知信息可知：

對(duì)本系統(tǒng)，統(tǒng)一選取過(guò)負(fù)荷系數(shù)為1.5，則最大電流每天最高氣溫平均值30℃，綜合修正系數(shù)K=1.056kV側(cè)用電器匯總表見(jiàn)下表5-4。表5-46kV側(cè)用電器匯總表計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器型號(hào)及參數(shù)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)及參數(shù)SN1-10GN2-10/600101010545.610006003.682016.93202×4=1600202×5=10009.393052605.2.335kV側(cè)電流互感器準(zhǔn)確級(jí)0.5所以，我們可以選擇LCW-35型電流互感器。5.2.46kV側(cè)電流互感器準(zhǔn)確級(jí)0.5所以，我們可以選擇LMC-10型電流互感器。5.3本章小結(jié)本章節(jié)，主要對(duì)35kV側(cè)和6kV側(cè)的側(cè)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)以及電流互感器如何挑選，以及挑選過(guò)程的少量計(jì)算環(huán)節(jié)，進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，最終選定了如下設(shè)備及其型號(hào)：斷路器型號(hào)：35kV側(cè)為SW3-35型，6kV側(cè)為SN1-10型；隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)：35kV側(cè)為GW4-35/600型，6kV側(cè)為GN2-10/600型；電流互感器型號(hào)：35kV側(cè)為L(zhǎng)CW-35型，6kV側(cè)為L(zhǎng)MC-10型。

第6章防雷接地保護(hù)6.1防雷與接地保護(hù)的目的變電所，承擔(dān)著把從發(fā)電廠發(fā)出的電能，調(diào)整到符合用戶端需要的參數(shù)并輸出這一重大功能，而變電站本身又極容易受到雷擊損害，