电气工程基础课程设计报告1 华科电气

课程设计说明书

设计题目110kV降压变电站电气系统初步设计电气学院电气工程及其自动化专业班

学生姓名：

学号：

完成日期：

指导老师（签字）：

华中科技大学

目录

一、概述 (1)

二、设计基础资料 (2)

三、主变压器及主接线设计 (3)

四、主接线设计 (5)

五、短路电流计算 (7)

六、电气设备选择 (10)

1. 断路器和隔离开关选择 (11)

2. 导线的选择 (15)

3. 限流电抗器的选择 (17)

4. 电压互感器的选择 (18)

5. 电流互感器的选择 (19)

6. 高压熔断器的选择 (21)

7. 支持绝缘子和穿墙套管的选择 (22)

8. 消弧线圈的选择 (23)

9. 避雷器的选择 (24)

附录

短路电流计算书 (25)

七、课程设计体会及建议 (31)

八、参考文献 (32)

附图

110kV降压变电所电气主接线图（#2图纸）

设 计 计 算 与 说 明 主要结果

5短路电流计算

最终规模下：

在最大运行方式下：

k1点的三相短路：

三相短路电流周期分量有效值：I ∞ =I d1/X 1 =0.5/0.30=1.67kA

次暂态电流：I ″＝I ∞＝1.67KA

冲击电流最大值：i sh =1.8 2 I ″=4.24KA

短路容量 S K ＝S d / X 1＝333MVA

其他短路点、运行方式、规模下的计算过程详见附录中的短路电流计算书。

在最终规模下，且最大运行方式下的短路电流计算：

在最终规模下，且最小运行方式下的短路电流计算：

短路点 编号 短路电流计算值/KA

S K /MVA I ″ I ∞ i sh

110kV k1 333 1.67 1.67 4.24

35kV k2 207 3.23 3.23 8.22

10kV k3 167 9.17 9.17 23.33

短路点 编号 短路电流计算值/KA S K /MVA I ″ I ∞ i sh 110kV k1 250 1.25 1.25 3.18 35kV k2 172 2.68 2.68 6.81 10kV

k3

143

7.86

7.86

20

计算结果如左

边所列表格

第 15 页

设 计 计 算 与 说 明 主要结果 2、导线的选择

本变电站规模中等，电流不大，母线全部采用铝制矩形母线，部分引出线采用钢芯铝导线。

选择原则为：①按照周围环境最高温度情况选择导线的载流量不小于最大工作电流，长线路按照经济电流密度选择；②热稳定校验按照公

式：min min i I

S S t C

∞≥=校验，取C=97。

以110KV 母线的选择为例：

拟选用LWB-80*8型矩形铝排平置，支持绝缘子艰巨2.5m ，相间中心线距为0.4m 。

1 按最大持续电流校验：

其允许载流量为1249A ，大于母线最大工作电流8*82.5=660A 。

2 热稳定校验：

其最小允许界面：S min = I ∞*t min 1/2/C=125.1mm 2,满足要求。

3 动稳定校验：

母线截面系数：W=h 2*b/6=8.53cm 2

母线在短路时的最大电动力：F=1.73*i sh 2*l/ 10s=588.5N 母线受到的最大应力：σmax=F*l/10W=1725N/cm 2 铝母线的允许应力为6860N/cm 2，所以满足要求

其他导线按照类似的方法选择和校验， 选择结果如下表：（接下页）

所选导线如下页列表所示

第25 页

设计计算与说明主要结果附录

短路电流计算书

最终规模下：

在最大运行方式下：

（1）k1点的三相短路

三相短路电流周期分量有效值：I

∞ =I

d1

/X

1

=0.5/0.30=1.67kA

次暂态电流：I″＝I

∞

＝1.67KA

冲击电流最大值：i

sh

=1.8 2 I″=4.24KA

短路容量 S

K ＝S

d

/ X

1

＝333MVA

（2）k2点的三相短路

网络变换：X

11=X

2

‖X

3

‖X

4

+X

1

=0.55/3+0.30=0.483

三相短路电流周期分量有效值：I

∞ =I

d1

/X

11

=1.56/0.483=3.23kA

次暂态电流：I″＝I

∞

＝3.23KA

冲击电流最大值：i

sh

=1.8 2 I″=8.22KA

短路容量 S

K ＝S

d

/ X

11

＝207MVA

(3)k3点的三相短路

网络变换：X

12=（X

2

+X

5

）‖（X

3

+X

6

）‖（X

4

+X

7

）+X

1 =（0.55+0.35）/3+0.30=0.60

三相短路电流周期分量有效值：I

∞ =I

d1

/X

11

=5.5/0.60=9.17kA

次暂态电流：I″＝I

∞

＝9.17KA

冲击电流最大值：i

sh

=1.8 2 I″=23.33KA

短路容量 S

K ＝S

d

/ X

12

＝167MVA