北栀凉心国泰220kV一次降压变电所电气部分设计
（1）调度要求：可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求
（2）检修要求：可以方便的停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致影响对用户的供电。
（3）扩建要求：可以容易的从初期过度到终期接线，便在扩建时，无论一次和二次设备改造最小。
2.3.3 经济性
主接线在满足可靠性与灵活性要求的前提下要做到经济合理，减小占地面积，减少电能损耗，尽量节省投资。
2.4 主接线的确定
2.4.1 对原始资料的分析
根据任务书上所给的原始资料可知，本次设计的变电所的电压等级为220/60kv，为一次降压变电所的目的主要是为重工业城市的工业区工厂供电（有重要负荷）。该变电所有两个电压等级，分别为220kV和60kV。220kV侧有两回进线，60kV侧有12回出线。
2.4.2 主接线方案的拟定
根据该变电所的电压等级和进出线回数
220kv侧：可采用的主接线形式有单母分段接线和单母分段带旁路母线接线 (1)单母分段接线
出线回路数增多时，单母线供电不够可靠，一台断路器检修该回路停电，母线故障相应回路停电，两段母线同时停电的机率较小，不可能全所停电，而需用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。
优点：
1)接线简单，经济，方便； 2)用断路器把母线分段后，可以进行分段检修，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；
3)当一段母线发生故障分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：
1)当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电； 2)当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越； 3)扩建时需向两个方向均衡扩建.
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单母线分段接线如图2.1
图2.1 单母线分段
单母分段带旁路母线接线形式
规程规定，采用母线分段或双母线的110-220kV的配电装置，在满足下列条件时可以不设旁路母线：当系统允许停电检修时，如为双回路供电或负荷点可又线路其他电源供电；当线路允许断路器停电检修；配电装置为屋内型为节约配电面积可不设旁路母线而用简易隔离开关代替；采用维修周期较长的SF6断路器或全封闭组合电器。 优点：
1)一台断路器检修该回路不停电，供电可靠性增强； 2)母线故障可保住更多重要负荷； 缺点：
1)增加一台断路器的投资； 2)占地面积大
单母分段带旁路母线形式接线如图2.2
WPQFP 图2.2 单母线分段带旁路母线
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由上分析可知，本次设计采用设计的初步计划用SF6断路器，且变电所本身220kV侧为2回出线，出线回路数较少，因此经济性可靠性等多方面分析，采用单母线分段。
60kV侧：可采用的主接线方式有双母线接线，双母分段接线以及双母带旁路接线。根据《变电所设计》所述，有可能停电检修断路器，并且60kV侧所有用户都为双回路供电，因此可不设旁路母线。
(1)双母线 优点：
1）可以轮流检修母线而不致中断供电；
2）检修任一回路隔离开关时，只停该回路，母线故障后，可迅速恢复供电； 3）调度灵活，各电源和负荷回路可以任意分配到某一组母线上； 4）有利于扩建和便于试验。
缺点：使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较多；在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作。接线方式如图2.3
图2.3 双母线接线方式
(2)双母带旁路接线
这种接线方式具有很高的可靠性和灵活性，但增加了母联断路器和旁路断路器数量，配电装置投资较大。
综上所述，虽然本次设计任务书中，所有用户都有重要负荷，但都为双回路供电，双母线接线就可以满足供电可靠性与灵活性。为了减少电气设备，节省投资，不选用双母带旁路接线方式。所以二次侧接线方式确定为双母线接线方式。
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3 短路计算
3.1 概述
所谓短路是指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。
产生短路的主要原因是电气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、线路杆塔也能造成短路事故。所谓短路是指相与相之间通过电弧或其他较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。
三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路以及两相接地短路。
由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，但情况较严重，应给以足够的重视。从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都可归结为对称短路的计算。
在短路过程中，短路电流是变化的，其变化情况决定与系统容量的大小，短路点距电源的远近，系统内发电机是否有调压装置等因素。根据线路电流的变化情况，通常把电力系统分为无限容量系统和有限容量系统两大类。
为了校验和选择电气设备及载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用到下述短路电流值：短路电流的冲击值，最大有效值，次暂态短路电流有效值，以及短路后不同时刻的短路电流周期分量有效值，而短路时刻由网络中的条件及所要选用设备的参数确定。
3.2短路电流计算的主要目的
（1）电气主接线的比较与选择。
（2）选择断路器等电器设备，或对这些设备提出技术要求。 （3）为继电保护的设计以及调试提供依据。
（4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施。
3.3短路计算中的一般规定
（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，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规则（一般为本期工程建成后5～10年）。
（2）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。
（3）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。
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3.4电路元件参数的计算
3.4.1基准值
高压短路电流计算一般只计及各元件（即发电机、变压器、线路等）的电抗采用标准值计算。为了计算方便，通常取基准容量Sj=100MVA，或Sj=1000MVA，基准电压Uj一般用各级的平均电压，即Uj=Up=1.05Ue。
当基准容量Sj（MVA）与基准电压Uj（kV）选定后，基准电流Ij（kA）与基准电抗Xj（Ω）便已确定，如下式： 基准电流：
Ij?Sjj3U （3.1）
基准电抗：
Xj?Ujj3I?US2jj （3.2）
3.4.2各元件参数标么值计算
电路元件的标么值为有名值与基准值之比 ，采用标么值之后，相电压和线电压的标么值是相同的，单相功率和三相功率的标么值也是相同的，这是标么值的优点之一。某些物理量可以用标么值相等的的另一些物理量来代替，如I*=S*，这是标么值的另一个优点。
3.4.3标么值表示的等值网络
按平均额定电压之比计算： 发电机
??*XG=XdSjSN (3.3)
变压器
XT=
线 路
XL=Xl?l?
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Ud0×
SjSN (3.4)
SUj2p (3.5)
