【正文】 、有匯流母線單母線接線 單母線接線雖然接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。 適用范圍： 110～200KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回；35～63KV，配電裝置的出線回路 數(shù)不超過 3 回；6～10KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回時(shí)選用。單母線分段接線用斷路器，把單母線接線的母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：110KV～220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3～4 回；35～63KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4～8 回；6～10KV 配電裝置出線為 6 回及以上時(shí)選用。單母分段帶旁路母線 這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為35～110KV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。 雙母接線 它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時(shí)，不裝設(shè)跨條，則該回路在檢修期需要停電。對于，110K～220KV 輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110KV～220KV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá) 7 回，（110KV）或 5 回（220KV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。適用范圍：110～220KV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或當(dāng)110～220KV配電裝置在系統(tǒng)中處于重要地位，出線回路為4回及以上時(shí)。35～63KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)；6～10KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時(shí)選用。雙母線分段接線 雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。當(dāng) 110KV 出線為 7 回及以上，220KV 出線在 4 回以下時(shí)，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。二、無匯流母線橋形接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。 （1）內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線路。適用范圍： 較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。 （2）外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器 LD，不致引起系統(tǒng)開環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修 LD 時(shí)使用。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。適用范圍：較小容量的發(fā)電廠或變電所，并且變壓器的切換較為繁或線路較短，故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時(shí)，也宜采用外橋形接線。3～5 角形接線多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。 為減少因斷路器檢修而開環(huán)運(yùn)行的時(shí)間，保證角形接線運(yùn)行的可靠性，以采用 2～5 角形為宜。并且變壓器與出線回路一對角對稱布置。此外，當(dāng)進(jìn)出回路數(shù)較多時(shí)，我國個(gè)別水電廠采用了雙連四角形接線，形成多環(huán)形，從而保證了供電的可靠性。但斷路器數(shù)量增多，有的回路連著三個(gè)斷路器，布置和繼電保護(hù)復(fù)雜，沒有推廣使用。 方案擬定主接線應(yīng)通過原始資料分析結(jié)合實(shí)際情況來設(shè)計(jì)，主接線的設(shè)計(jì)還應(yīng)該滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。通過查閱設(shè)計(jì)手冊，對各電壓等級(jí)可有如下接線形式：方案一：因?yàn)楸咀冸娝孝?、Ⅱ類?fù)荷，所以要求接線形式首先要保證其安全性和可靠性，并結(jié)合110KV變電站典型設(shè)計(jì)的要求，在此前提下變電所主接線方案采用下述接線方式：110kV側(cè)：采用雙母線接線，優(yōu)點(diǎn)是供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；調(diào)度靈活；擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)是接線復(fù)雜,設(shè)備多,母線故障有短時(shí)停電以保證兩臺(tái)主變壓器供電的可靠性。35kV側(cè)：35kV出線4回，而由于本回路為重要負(fù)荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。優(yōu)點(diǎn)是雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。缺點(diǎn)是多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。 10kV側(cè)：采用一般單母線分段的接線方式，優(yōu)點(diǎn): 母線經(jīng)斷路器分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)供電電源；一段母線故障時(shí)(或檢修),僅停故障(或檢修)段工作,非故障段仍可繼續(xù)工作。 缺點(diǎn):當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí),接在該段母線上的電源和出線,在檢修期間必須全部停電；任一回路的斷路器檢修時(shí),該回路必須停止工作。方案二：110kV優(yōu)點(diǎn)是供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；調(diào)度靈活；擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)是接線復(fù)雜,設(shè)備多,母線故障有短時(shí)停電以保證兩臺(tái)主變壓器供電的可靠性。35kV采用雙母線接線，優(yōu)點(diǎn)是供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；調(diào)度靈活；擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)是接線復(fù)雜,設(shè)備多,母線故障有短時(shí)停電以保證兩臺(tái)主變壓器供電的可靠性。10KV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線，這種接線方式是單母線分段和單母線帶旁路接線的結(jié)合。在實(shí)際使用中減少斷路器的數(shù)目，提高經(jīng)濟(jì)性，常常用分段斷路器兼作旁路斷路器。這種接線方式運(yùn)行靈活方便，具有足夠的可靠性，適用于容量不大的中小型發(fā)電廠和變電所。將兩種方案進(jìn)行綜合比較如下表31所示：表31 主接線方案比較表方案項(xiàng)目方案一：110KV側(cè)雙母線接線，35KV側(cè)雙母線帶旁路接線、10KV側(cè)單母分段接線。方案二、110KV側(cè)雙母線接線，35KV側(cè)雙母線接線、10KV側(cè)單母分段帶旁路母線接線?？煽啃?，設(shè)備本身故障率少；，停電時(shí)間較長。；，保證了在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性。靈活性，靈活性差；。；。經(jīng)濟(jì)性設(shè)備相對少，投資小。，投資較大；，占地面增加。通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，結(jié)合典型設(shè)計(jì)原則，現(xiàn)確定第二方案為設(shè)計(jì)最終方案[4]。主接線圖見附錄第四章 短路電流的計(jì)算 短路故障產(chǎn)生的原因工業(yè)與民用建筑中正常的生產(chǎn)經(jīng)營﹑辦公等活動(dòng)以及人民的正常生活，都要求供電系統(tǒng)保證持續(xù)﹑安全、系統(tǒng)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，使正常運(yùn)行狀態(tài)遭到破壞。 短路是系統(tǒng)常見的嚴(yán)重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有 ：電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運(yùn)行時(shí)被擊穿短路；以及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過電壓，絕緣被擊穿等。 工作人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小動(dòng)物帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等[4]。 短路故障的危害供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時(shí)阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會(huì)帶來以下嚴(yán)重后果：巨大的短路電流通過導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。如果電動(dòng)力過大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。3. 短路系統(tǒng)電壓下降短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對用戶帶來很大影響。例如，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。同時(shí)電壓降低能造成照明負(fù)荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，不對稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢。短路時(shí)會(huì)造成停電事故，給國民經(jīng)濟(jì)帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。短路可能造成的最嚴(yán)重的后果就是使并列運(yùn)行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電[5]。 短路電流計(jì)算的目的在電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。為了確定線路接線是否需要采取限制短路電流的措施，保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，為選擇繼電保護(hù)方法和整定計(jì)算提供依據(jù)，驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流計(jì)算，應(yīng)考慮510年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 短路點(diǎn)的確定短路點(diǎn)分別選取變電站的三級(jí)電壓匯流母線：110kV側(cè)母線—f1，35kV側(cè)母線—f2，10kV側(cè)母線—f3。110KV最大一回負(fù)荷出線短路f4,35KV最大一回負(fù)荷出線短路f5,10KV最大一回負(fù)荷出線短路f6。等值電路圖41所示： 系統(tǒng)S1電源近似無窮大系統(tǒng)， E139。39。=1.系統(tǒng)S2電源容量為500MVA，要根據(jù)計(jì)算電抗查短路運(yùn)算曲圖41基準(zhǔn)：值 SB =1500MVA ， UB=UAV， 前已選出了主變壓器（三繞組），其阻抗電壓百分比，如41表。表41阻抗電壓%阻抗電壓％高－中高－低中－低Us(12)％＝，Us（13）％＝，Us（23）％＝高壓側(cè)：Us1% = （Us(12)% + Us(13)%－Us(23)%） 公式(11)= (+)=中壓側(cè)：Us2% = （Us(12)% + Us(23)%－Us(13)%） = (+) =低壓側(cè)：Us3% = （Us(13)% + Us(23)%－Us(12)%） = (+) = 所以：Us1%=, Us2%=, Us3%=XT11=XT21= 公式(41) = =()XT12= XT22= ==()XT13= XT23== =()轉(zhuǎn)化為標(biāo)幺值為：===（）=== f1點(diǎn)短路時(shí) ，如圖2所示： == === 圖42 將圖42化簡得圖43則： =、S2對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗：==++===++= 圖43 （1）系統(tǒng)S1：===（kA） ====（kA） ===（kA）（2）系統(tǒng)S2： ===（kA）計(jì)算電抗： ===由==0S，查運(yùn)算曲線的S2在0S時(shí)的短路電流標(biāo)幺值為=，因此 ===（kA） ===（kA）總短路電流為 =+=+=（kA） =+=（kA）兩相短路電流有名值：If1(2)= If1(3) = =（KA） f2點(diǎn)短路時(shí)： = =++()=、S2對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗：==++==++=（1）系統(tǒng)S1：===（kA） 圖44====（kA）===（kA）（2）系統(tǒng)S2： ===（kA）計(jì)算電抗： ==32=由==0S，查運(yùn)算曲線的S2在0S時(shí)的短路電流標(biāo)幺值為=0，因此 =≈0（kA）總短路電流為 =+=（kA） =+=（kA）兩相短路電流有名值：If2(2)=