2008届 电气工程及其自动化（电力）专业 毕业论文
第5章 主变选择以及短路电流计算
5.1 主变压器的选择
通过对本次所设计的太阳能光伏发电并网电站的主接线的设计，以及厂用电的设计，我们要选择三种变压器的型号，用来满足110kV电压等级，10.5kV电压等级和0.4kV电压等级需求。还有从系统所连接的35kV/10.5kV的备用变压器的选择。
5.1.1 110kV/10.5kV变压器的选择
这个电压等级需要往系统中输送，也就是此电站的主要变压器，它所需要满足的条件是变压器的容量的选择。输送往110kV系统一共有两回，而设计中的主要变压器数目也是两个，本着设计手册的原则，如果有一台变压器需要检修，那么另一台变压器要满足全部输送功率的75%。最大产生功率为40MW，当功率因数为1时，视在功率为40MVA，40MVA的75%是30MVA。这里所要求的变压器容量至少需要30MVA。选择S11-31500/110型号的变压器。表5-1所示S11-31500/110变压器的主要技术参数，表2所示变压器的外形尺寸。
表5-1 S11-31500/110主要技术参数
型号 额定容量（MVA） 额定电压（kV） 高压110±2×2.5% 低压10.5 联结组标号 YNd11 空载损负载损空载短路耗耗电流阻抗（kW） （kW） （%） （%） S11-31500/110 31500 24.6 126.4 0.2 10.5 表5-2 S11-31500/110外形尺寸
型号 S11-31500/110 额定容量（MVA） 31500 H 5100 L 6400 外形尺寸（mm） W 5380 HL 2040 T 1475 此类变压器的三视图，如图4-1
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胡杨：青海40MW太阳能光伏并网电站电气设计 图中的数字代表：1、变压器本体； 2、高压0相套管； 3、高压套管； 4、低压套管； 5、储油柜； 6、有载分接开关； 7、散热器； 8、控制器；
9、有载分接开关操纵机构
图5-1 S11-31500/110型号变压器的外观图
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5.1.2 其余变压器的选择
厂用电系统备用变压器的选择，和厂用电系统变压器的选择，由于没有给出具体的容量值，统一按10MVA容量选择。备用变压器的型号选择为S11-10000/35，技术参数如表4-3。
表5-3 S11-10000/35型号变压器的技术参数 型号 额定容量（MVA） 额定电压（kV） 高压35±2×2.5% 低压10.5 联结组标号 YNd11 空载损负载损空载短路耗耗电流阻抗（kW） （kW） （%） （%） S11-10000/35 10000 8.7 45.1 0.4 7.5 还有两台低压配电变压器的型号需要选择，这两台变压器的容量需要考虑到低压用电设备一共所需要的功率，选择了SZ11-1000/10型号的变压器。表5-4为SZ11-1000/10变压器的主要技术参数。
表5-4 SZ11-1000/10变压器的技术参数 型号 额定容量（MVA） 额定电压（kV） 高压10.5±4×2.5% 低压10.5 联结组标号 Dyn11 空载损负载损空载短路耗耗电流阻抗（kW） （kW） （%） （%） SZ11-1000/10 1000 1.36 10.43 1.0 4.5 5.2 短路电流计算
5.2.1 概述
在电力系的电气设备，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，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。
短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。
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胡杨：青海40MW太阳能光伏并网电站电气设计 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。 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。
5.2.2 计算假定条件和一般规定
一、短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节。 其计算目的是：
（1）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。
（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。
（3）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安全距离。
（4）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。
（5）按接地装置的设计，也需用短路电流。 二、短路电流计算的一般规定
（1）验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工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）。确定短路电流计算时，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，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。
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（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。
三、短路计算基本假设
（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，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；
（4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
（5）元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；
（6）系统短路时是金属性短路。 四、基准值
高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：
基准容量：Sj = 100MVA 基准电压：Vg（kV） 10.5 115
基准电流：10kV的IB?9.52kA，110kV的IB?0.9kA
5.2.3 三相对称短路计算步骤
一、短路点的选择
因为，10.5kV电压等级的连接母线方式是单母线分段相连，正常运行时母联断路器闭合，因此取一个短路点。另外一个短路点在110kV电压等级的母线上。如图5-3所示。
d2d1 图5-2 短路点的选取图
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