短路计算课程设计

前言

在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，因为它会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而且还可能对人生财产产生威胁。从电力系统的实际运行情况看，这些故障绝大多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一些较深刻的认识外还必须熟练掌握电力系统的短路计算。

短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生短路的情况。

在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。三相短路已称对称短路，其他类型的短路都是不对称短路。

编者

2010年12月

目录

第一章设计任务介绍 (3)

1-1 电气一次部分设计情况及参数 (3)

1-2 主变参数 (3)

1-3 设计任务 (4)

第二章变电所接线方案的选择及论证 (5)

2-1 变电所主接线的基本要求 (5)

2-2 主接线的接线方式 (6)

2-3 初步拟定的方案及论证 (7)

2-4 方案的比较及确定 (16)

第三章短路计算 (17)

3-1 短路计算的目的及要求 (17)

3-2 短路计算 (18)

第四章变电所短路计算结果分析 (36)

第五章参考文献 (38)

第一章设计任务介绍

1-1 电气一次部分设计情况及参数

1、电气一次部分设计情况

该变电所为110/38.5/10.5kV三级电压，所内装设31.5WVA及40WVA主变各一台，2回110kV架空进线，4回35kV出线及8回10kV出线。

主接线可以考虑110kV侧采用内桥、外桥、单母分段接线，35kV侧可以考虑单母分段、双母线接线，10kV可以考虑单母分段、双母线接线。

1-2 主变参数

=0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型

系统电抗标幺值X''

d

线路长度一条为16.582km,另一条为14.520km.。

主变铭牌参数如下：

1﹟主变：型号 SFSZ8-31500/110

接线 Y N/Y N/d11

变比 110±4×2.5%∕38.5±2×2.5%∕10.5

短路电压（%） U K(1-2)=10.47 U K(3-1)=18 U K(2-3)=6.33

短路损耗（kw） P K(1-2)=169.7 P K(3-1)=181 P K(2-3)=136.4

空载电流（%） I0(%)=0.46

空载损耗（kW） P0=40.6

2﹟主变：型号 SFSZ10-40000/110

接线 Y N/Y N/d11

变比 110±8×1.25%∕38.5±2×2.5%∕10.5

短路电压（%） U K(1-2)=11.79 U K(3-1)=21.3 U K(2-3)=7.08

短路损耗（kW） P K(1-2)=74.31 P K(3-1)=74.79 P K(2-3)=68.30

空载电流(%) I0(%)=0.11

空载损耗（kW） P0=26.71

1-3 设计任务

1、设计110kV降压变电所主接线方案，用1﹟图纸绘制。

2、短路计算要求：

（1）利用“近似法”进行标幺值计算。

（2）对于110kV母线故障，考虑两条进线同时运行的情况以计算最大三相短路电流及两相短路电流。

（3）对于35、10kV母线故障，因为不考虑两台主变长期并联运行，所以按分列运行情况进行计算，计算最大三相短路电流及两相短路电流。

第二章变电所接线方案的选择及论证

2-1 变电所主接线的基本要求

变电所主接线设计是电力系统总体设计的组成部份。变电所主接线形式应根据变电所在电力系统中的地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求。主接线设计的基本要求为：

(1)供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。

(2)适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作方便、调度灵活，扩建方便。

(3)经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。

(4)简化主接线。配网自动化、变电所无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。

(5)设计标准化。同类型变电所采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准化，有利于系统运行和设备检修。

2-2 主接线的接线方式

（一）单母线分段接线

当引出线数目较多时，为提高供电可靠性，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线(单母线分段接线是用分段断路器将单母线分成几段)。正常运行时，单母线分段接线有两种运行方式：

(1)分段断路器闭合运行；

(2)分段断路器断开运行。

（三）外桥接线

不分段的双母线接线有两组母线，在两组母线之间通过母线联络断路器 (以下简称母联断路器)连接；每一条引出线和电源支路都经一台断路器与两组母线隔离开关分别接至两组母线上。

2-3 初步拟定的方案及论证

方案Ⅰ：

110kV采用外桥接线；35kV采用单母分段接线；10kV采用单母分段接线。

论证：（一）110kV采用外桥接线（2回架空进线）

（1）变压器切除、投运或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单；

（2）穿越功率只经过断路器，所造成的断路器故障、检修及系统开环的几率小。（二）35kV采用单母分段接线（4回出线）

（1）两母线段可并列运行，以可分裂运行

（2）重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。

（3）任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围

（三）10kV采用单母分段接线（8回出线）

（1）两母线段可并列运行，以可分裂运行

（2）重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。

（3）任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围