【正文】 10 強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)。主接線代表了變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 根據(jù)我國(guó)能源部關(guān)于《 35~1100kv 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定，“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修 方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡和擴(kuò)建的要求。 可靠性 (1) 斷路器檢修時(shí)，不宜影響系統(tǒng)的供電。 (2) 斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停電的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間并要保證對(duì)Ｉ類負(fù)荷及全部或大部分Ⅱ類負(fù)荷的供電。 (3) 盡量避免全所停電的可能性 (4) 大機(jī)組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求 靈活性 (1)調(diào)度要求：可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 (2)檢修要求： 可以發(fā)表的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不至影響對(duì)用戶的供電。 (3)擴(kuò)建要求：可以容易的從初期過(guò)渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最小。 經(jīng)濟(jì)性 主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理，主要是： (1)投資省 (2)占地面積少 (3)電能損失少 可擴(kuò)性 便于發(fā)展，擴(kuò)建 二、 各電壓級(jí)主接線方案 變電站各電壓等級(jí)側(cè)都有自己的主接線方式，對(duì)不同主接線方式的實(shí)際要求也不同。 單母線分段適用于： 110220KV 配電裝置，出線回路在 34 回； 3563KV 配電裝置，出線回路在 48回； 610KV 配電裝置，出線回路在 6回以上。 雙母線接線適用于出線回路或母線上電流較大、輸送或穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電，母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)靈活性有較高的要求時(shí)，在各電壓等級(jí)應(yīng)用的情況為： 110220KV 配電裝置，出線回路在 5 回以上； 3563KV 配電裝置，出線回路超過(guò) 8回，或連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)； 610KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需帶電抗器時(shí)。 110KV 配電裝置主接線方案 11 本站 110KV 側(cè)進(jìn)出線共 2回，由規(guī)程知，變電站在系統(tǒng)中地位非常重要， 110 出線回路在 3回及以上時(shí)，可采用雙母線接線，也可采用單母分段接線。對(duì)兩個(gè)方案比較如下： 示意圖 可靠性 重要用戶可從兩段母線上引出兩個(gè)回路，相當(dāng)于兩個(gè)電源供電，當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)，只使該回路停電，而不影響其他回路，當(dāng)母線檢修或故障時(shí)，可將所有的負(fù)荷倒到另一母線上，從而不會(huì)造成任何用戶停電，同時(shí)，環(huán)網(wǎng)此時(shí)不會(huì)解開(kāi)，系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。 任何一段母線故障時(shí)，連接在該段母線上的線路都將 停電；對(duì)重要用戶可以從兩段母線上分別引兩段線路供電，增加可靠性。 靈活性 各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可任意分配到某一組母線上， 能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào) 度和潮流度變化的需要，通過(guò)倒閘操作可以組成各種運(yùn)行方式，但倒閘操作容易發(fā)生誤操作。 調(diào)度靈活，可以方便地投入或切除任一出線回路，但母線檢修時(shí)影響整段母線上的線路供電。 經(jīng)濟(jì)性 這種接線方式需要的配電裝置較多，經(jīng)濟(jì)性較差。 這種接線方式接線簡(jiǎn)單，需要的配電裝置較少，占地面積少，經(jīng)濟(jì)性較好。 可擴(kuò)建性 擴(kuò)建時(shí)可向任意一方向擴(kuò)展，擴(kuò)建方便， 并 且擴(kuò)建時(shí)不致使該母線上負(fù)荷停電，不會(huì)影響用戶系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展，擴(kuò)建時(shí)影響該母線供電。 通過(guò)比較可知， 110KV 出線比較少 ,考慮到經(jīng)濟(jì)性、靈活性單母分段比雙母線接線要好，為了節(jié)省投資 ,應(yīng)選擇單母分段接線方式。 10KV 配電裝置主接線方案 12 示意圖 可靠性 重要用戶可從兩段母線上引出兩個(gè)回路，相當(dāng)于兩個(gè)電源供電，當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)， 可通過(guò)倒閘操作把用戶倒到旁母上，不致使該出線停電，當(dāng)檢修一段母線故障時(shí)，該母線的用戶可由另一母線和旁母供電而不使其 用戶停電。 任何一段母線故障時(shí)，連接在該段母線上的線路都將停電；對(duì)重要用戶可以從兩段母線上分別引兩段線路供電，增加可靠性。 靈活性 重要負(fù)荷可以從兩段母線上供電，能靈活供電，但電源和負(fù)荷在母線上需均衡分配，通過(guò)倒閘操作可以完成多種運(yùn)行方式，但倒閘操作易發(fā)生誤操作。 調(diào)度靈活，可以方便地投入或切除任一出線回路，但母線檢修時(shí)影響整段母線上的線路供電。 經(jīng)濟(jì)性 這種接線需要的配電裝置較單母分段復(fù)雜，因?yàn)橛幸唤M旁母，使占地面擴(kuò)大，設(shè)備較多，增加了設(shè)備投資，經(jīng)濟(jì)性較差。 這種接線方式接線簡(jiǎn)單，需要的配電裝 置較少，占地面積少，經(jīng)濟(jì)性較好。 可擴(kuò)建性 擴(kuò)建時(shí)，需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展，擴(kuò)建時(shí)可把母線負(fù)荷通過(guò)倒閘操作倒到另一組母線或旁母上運(yùn)行。 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展，擴(kuò)建時(shí)影響該母線供電。 兩種方案相差不大，雖然單母分段兼旁路斷路器接線可靠性較高，有利于保證對(duì)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的供電，但經(jīng)濟(jì)性較差。 10KV 的重要負(fù)荷由雙回路供電，可靠性有保證，故選用單母分段接線。 最終確定各電壓等級(jí)的主接線方式如下： 110KV—— 單母分段接線 10KV—— 單母分段接線 13 第四節(jié) 所用變?cè)O(shè)計(jì) 所用變臺(tái)數(shù) 選擇 由《規(guī)范》第 條“在有兩臺(tái)及以上主變壓器的主電所中， 宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同互為備用的所用變壓器。 故本變電所選用２臺(tái)所用變。 所用變電源連接方式 由《手冊(cè)》①Ｐ 110“當(dāng)所內(nèi)有較低電壓母線時(shí)， 一般均由這類母線上引接１～２個(gè)所用電用電源。” 本變電所電源由 10kv 兩段母線上分別引接。 所用變低壓側(cè)接線方式 由《手冊(cè)》①Ｐ 112“所用電系統(tǒng)采用 380/220v 中性點(diǎn)直接接地的三相四線制，動(dòng)力與照明合用一個(gè)電源?！薄八米儔浩鞯蛪簜?cè) 多采用單母線接線方式 ，當(dāng)有兩臺(tái)所用變壓器時(shí)，采用單母線分段接線方式，平時(shí)分別運(yùn)行。 所用變?nèi)萘窟x擇 本所選用兩臺(tái)所用變，容量為 50KVA。主要供給充電機(jī)、通風(fēng)電機(jī)、檢修試驗(yàn)用電、載波通訊用電、室內(nèi)外照明、水泵、福利區(qū)用電等。 所用變：型號(hào)： S50/10 采用 Yyn0 接線，油浸自冷式 第二章 最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算 第一節(jié) 各回路最大持續(xù)工作電流 根據(jù)公式，可以計(jì)算出各回路最大持續(xù)工作電流。其中： Ｓ nT為 主變額定容量， Ue為各電壓級(jí)額定電壓 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表： 110kV 系統(tǒng)聯(lián) 絡(luò)線： ?????? ? 1 10*3 )2*182*10(2*253em a x USSI NT 穿越功率601A 110kV 主母線： ?????? ? 110*3 )2*182*10(2*253em a x USSI NT 穿越功率601A 變壓器低壓側(cè)引出線： 14 ??? *3 2 5 0 0 0* * em a x U SI e 1443A 10kV 主母線 : ??? *3 2 5 0 0 0* * em a x U SI e 1443A 10kV 出線 (雙回 ): ???? ? ***3 5000*%)51(c os3 *em a x ?UPI 308A 第二節(jié) 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果 一、基本原則和規(guī)定 短路計(jì)算的目的：為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行 有關(guān)的校驗(yàn)。 基本假定：短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：（ 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 (2)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。 (3)系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)飽和、磁滯、鍋流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；定子三相繞組空間相差 1200電氣角。 (4)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小變化。 (5)電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。 （ 6） 同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。 (7)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 (8)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 (9)除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)。（ 10）元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 (11)輸電線路的電容略去不計(jì)。 (12)用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。 一般規(guī)定： (1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成的 5~10年）。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短 路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 (2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響。 (3)選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)電抗器的 6~10kV 出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開(kāi)關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。 (4)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相 短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 設(shè)計(jì)中只按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇在 110kV、 10kV 母線上（變壓器分列運(yùn)行）、 10kV 母線上（變壓器并列運(yùn)行）和 10kV 用戶線末端， 4 個(gè)可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)分別為 K K K3。 15 二、計(jì)算的基本步驟 選擇短路點(diǎn) 畫(huà)出計(jì)算用等值網(wǎng)絡(luò) 利用標(biāo)幺值計(jì)算 （ 1） 基準(zhǔn)值選?。?Sb=100MVA Ub=Uav （ 2） 各種標(biāo)幺值的計(jì)算 （ 3） 各元件的電抗編號(hào) 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求轉(zhuǎn)移電抗 X*∑ (Sb) 求相應(yīng) 的計(jì)算電抗 Xjs Xjs= *SbSe X*∑ 當(dāng) Xjs 時(shí) 有 I,=Xjs1 或查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線：求 I,、 Ish 求短路電流有名值 I,= I, UavSb3 求沖擊電流 Ish= 2 I,= I, 短路計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)，計(jì)算結(jié)果如下表： 電壓等級(jí) (kV) 短路點(diǎn) I,（ KA） 110 K1 10kV 母線上（變壓器分列運(yùn)行） K2 10kV 母線上（變壓器并列運(yùn)行） K3 10kV用戶線末端 K4 第三章 主要電氣設(shè)備選擇 電氣選擇的一般原則為 ○ 1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求 ， 并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； ○ 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)；年最高氣溫 40 ℃ 年最低氣溫 － 20 ℃ 年平均氣溫 32 ℃ ○ 3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì) 合理； ○ 4 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； ○ 5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。 第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 16 考慮到可靠性、經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電所設(shè)備的無(wú)油化目標(biāo)，故在 110kV側(cè)采用六氟化硫斷路器、 10kV側(cè)采用真空斷路器。斷路器規(guī)范的選擇按照《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（ 1 冊(cè)）》第 259 頁(yè)的表 46 確定。 項(xiàng)目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 按熱穩(wěn)定校驗(yàn) 斷路器 Uzd≥ Ug Ie≥ Ig Idn≥ I〃 igf≥ ich It≥ I∞ tjt 110kV側(cè)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線 LW6110 型斷路器 變壓器低壓側(cè)回路 ZN1210/16