3.短路电流计算
3.1 短路的危害
（1）通过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。
（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起他们的损坏或缩短他们的使用寿命。
（3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。
（4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至整个系统瓦解。 3.2 短路电流计算的目的
在变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下一个方面：
（1）电气主接线的比较 （2）选择、检验导体和设备
（3）在设计屋外髙型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对的安全距离
（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。
3.3 短路电流计算方法
在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠工作，因此作为选择检验电气设备的短路计算中，以三相短路计算为主。三相短路用文字符号k表示。在计算电路图上，将短路所考虑的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，由于将电力系统当做有限大容量电源，短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串并联的方法即可将电路化简，求出求等效总阻抗，在换算成计算电抗，根据计算曲线查出短路电流标幺值，在换算成有名值。
4 电气设备的选择
在电力系统中，虽然各种电气设备的功能不同，工作条件各异，具体选择方法和校验项目也不尽相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路条件来校验动、热稳定性。
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本设计中，电气设备的选择包括：导线的选择，高压断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择，避雷器的选择。 4.1 导体的选择和校验
裸导体应根据具体情况，按导体截面，电晕（对110kV及以上电压的母线），动稳定性和机械强度，热稳定性来选择和校验，同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。
一般来说，母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成硬母线和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根、双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。
导体的选择校验条件如下： 一、导体截面的选择：
1、按导体的长期发热允许电流选择
Ial?Imax (6-1)
当实际环境温度?不同于导体的额定环境温度??时，其长期允许电流应该用下式修正
Ial??KIal (6-2) 式中 K—综合修正系数。
不计日照时，裸导体和电缆的综合修正系数为 K??al?? (6-3)
?al??? 式中, ?al—导体的长期发热最高允许温度，裸导体一般为70?C； ??—导体的额定环境温度，裸导体一般为25?C。
?F(?al???) 由载流量Ial?可得，正常运行时导体温度?为
R2Imax ????? （?al???）2 （6-4）
Ial?必须小于导体的长期发热最高允许温度70?C 2、按经济电流密度选择
按经济电流密度选择导体截面可以使年计算费用最小。除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20米以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。 经济截面积用下式计算：
I S?max
J式中， Imax—正常运行方式下导体的最大持续工作电流，计算式不考虑过负荷
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和事故时转移过来的负荷；
J—经济电流密度，常用导体的J值，可根据最大负荷利用时数Tmax，
由经济电流密度曲线中查出来。
按经济电流密度选择的导体截面应尽量接近上式计算出的经济截面积。 二、导体的校验： 1、电晕电压校验
Ucr?Umax
220kV采用了不小于LGJ-300或110kV采用了不小于LGJ-70钢芯铝绞线，或220kV采用了外径不小于?30型或110kV采用了外径不小于?20型的管形导体时，可不进行电晕电压校验。 2、热稳定校验
按最小截面积进行校验
Smin?1 QkKs （6-5）
C当所选导体截面积S?Smin时，即满足热稳定性要求。
4.2 断路器和隔离开关的选择及校验
高压断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并且经过经济技术方面都比较厚才能确定。根据目前我国高压断路器的生产情况，电压等级在10Kv～220kV的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF6断路器。 高压断路器选择的技术条件如下：
1、额定电压选择：
UN?UNs （6-6） 2、额定电流选择：
IN?Imax （6-7）
3、额定开断电流选择：
INbr?Ik （6-8）
4、额定关合电流选择：
iNcl?ish （6-9）
5、热稳定校验：
It2t?Qk （6-10）
6、动稳定校验：
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ies?ish或Ies?Ish （6-11） 隔离开关的选择，由于隔离开关没有灭弧装置，不能用来开断和接通负荷电流及短路电流，故没有开断电流和关合电流的校验，隔离开关的额定电压、额定电流选择和热稳定、动稳定校验项目与断路器相同。 4.3 电压互感器和电流互感器的选择 4.3.1 电流互感器的选择 （1）额定电压的选择：
电流互感器的额定电压UN不得低于其安装回路的电网额定电压UNs，即
UN?UNs （6-12） （2）额定电流的选择：
电流互感器的额定电流IN1不得低于其所在回路的最大持续工作电流Imax，即 IN1?Imax （6-13） 为了保证电流互感器的准确级，Imax应尽可能接近IN1 4.3.2 电压互感器的选择
1．一次电压U1：1.1UN?U1?0.9UN 2．二次电压U2N：U2N?100 3．准确等级：1级
5 继电保护的配置
5.1 继电保护的基本知识
在变电所的设计和运行中，当电力系统发生故障和不正常运行的可能性，如设备的相间短路、对地短路及过负荷等故障。
为了保证用户的可靠供电，防止电气设备的损坏及事故扩大，应尽快地将故障切除。这个任务靠运行人员进行手动操作控制是无法实现的，必须由继电保护装置自动地、迅速地、有选择性地将故障设备切除，而当不正常运行情况时，要自动地发出信号以便及时处理，这就是继电保护的任务。 5.2 110kv线路的继电保护配置
距离保护是根据故障点距离保护装置处的距离来确定其动作电流的，较少受运行方式的影响，在110—220kV电网中得到广泛的应用。故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的第一段保护范围为本线路长度的80％--85％，TⅠ约为0.1S，第二段的保护范围为本线路全长并延伸至下一线路的一部分，TⅡ约为
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