【正文】 且在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時(shí)，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小。同時(shí)設(shè)計(jì)主接線(xiàn)時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。對(duì)靈活性的要求如下：（1）調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入和切除變壓器和線(xiàn)路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2）檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線(xiàn)及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶(hù)的供電。（3）擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線(xiàn)過(guò)度到最終接線(xiàn)。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線(xiàn)路而不互相干擾，并對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線(xiàn)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。與使主接線(xiàn)可靠、靈活，必然要選高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資的增加。因此，主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿(mǎn)足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。一般從以下方面考慮：（1）投資省。主接線(xiàn)應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；②使繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；③限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器；④如能滿(mǎn)足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kv及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。（2）占地面積小。主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。（3）電能損失少。在變電所中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來(lái)自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓器而增加電能損耗。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線(xiàn)，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過(guò)兩回。電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)伴隨著變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和驟相同。其具體設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容如下。（1）對(duì)原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下：1）本工程情況。主要包括：變電所類(lèi)型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺(tái)數(shù)；運(yùn)行方式等。2）電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃（5～10年）；變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)地方式等。3）負(fù)荷情況。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級(jí)、出線(xiàn)回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)予以辨證地分析。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和增長(zhǎng)速度受政治、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設(shè)計(jì)時(shí)，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了，就等于積壓資金；否則電量供應(yīng)不足，就會(huì)影響其他工業(yè)的發(fā)展。4）環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對(duì)主接線(xiàn)中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特別是我國(guó)土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)予以重視。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。5）設(shè)備制造情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)性和可靠性。（2）擬定主接線(xiàn)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接線(xiàn)方案。因?yàn)閷?duì)電源和出線(xiàn)回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線(xiàn)結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線(xiàn)方案（近期和遠(yuǎn)期）。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線(xiàn)的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留兩個(gè)或三個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得最優(yōu)秀的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線(xiàn)方案。（3）主接線(xiàn)經(jīng)濟(jì)比較。（4）短路電流計(jì)算。對(duì)擬定的電氣主接線(xiàn)，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。（5）電器設(shè)備的選擇。本變電所的電壓等級(jí)為220kV/60kV，220kV側(cè)有進(jìn)線(xiàn)4回，轉(zhuǎn)供線(xiàn)2回，60kV側(cè)有出線(xiàn)10回。根據(jù)主接線(xiàn)設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足供電可靠性，保證電能質(zhì)量，滿(mǎn)足靈活性和方便性，保證經(jīng)濟(jì)性的原則，初步在兩側(cè)各擬定兩個(gè)主接線(xiàn)方案，進(jìn)行選擇：220kV側(cè)主接線(xiàn)采用單母線(xiàn)分段和雙母線(xiàn)接線(xiàn)2種接線(xiàn)方案。60kV側(cè)主接線(xiàn)采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)和雙母線(xiàn)帶旁路2種接線(xiàn)方案。下面列表比較各種方案的特點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求從中選出最佳方案.220kV側(cè)：（表31）220KV側(cè)兩種接線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)比較方案項(xiàng)目單母線(xiàn)分段接線(xiàn)雙母線(xiàn)接線(xiàn)可靠性①對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路。②當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常母線(xiàn)不間斷供電。①可以輪流檢修母線(xiàn)而不致使供電中斷。②檢修任一母線(xiàn)的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路。③母線(xiàn)故障后，能迅速恢復(fù)供電。靈活性①當(dāng)出線(xiàn)為雙回時(shí)，常使架空線(xiàn)路出現(xiàn)交叉跨越。②擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均勻擴(kuò)建。①調(diào)度靈活。②擴(kuò)建方便。③便于試驗(yàn)。經(jīng)濟(jì)性①接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備較少。① 增加了母線(xiàn)的長(zhǎng)度、隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)量和配電裝置架構(gòu)，占地面積增大，投資增多。② 隔離開(kāi)關(guān)容易誤操作，需在隔離開(kāi)關(guān)和短路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。60kV側(cè)：（表32）60KV側(cè)兩種接線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)比較方案項(xiàng)目雙母線(xiàn)接線(xiàn)雙母線(xiàn)帶旁路可靠性①可以輪流檢修母線(xiàn)而不致使供電中斷。②檢修任一母線(xiàn)的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路。③母線(xiàn)故障后，能迅速恢復(fù)供電。①可以輪流檢修母線(xiàn)而不致使供電中斷。②檢修任一母線(xiàn)的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路。③ 母線(xiàn)故障后，能迅速恢復(fù)供電。④ 在短路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置的調(diào)試），不中斷對(duì)用戶(hù)的供電。靈活性①調(diào)度靈活。②擴(kuò)建方便。③便于試驗(yàn)。①調(diào)度靈活。②擴(kuò)建方便。③便于試驗(yàn)。經(jīng)濟(jì)性①投資較小。①因裝設(shè)旁路，增加了母線(xiàn)的長(zhǎng)度、隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)量和配電裝置架構(gòu)，占地面積增大，投資增多。根據(jù)以上幾種方案的比較以及本次設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況，一次側(cè)為4回進(jìn)線(xiàn)，而且根據(jù)負(fù)荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線(xiàn)的運(yùn)行方式，二次側(cè)出線(xiàn)，有10回出線(xiàn)，并且用戶(hù)基本都有重要負(fù)荷，另外考慮到經(jīng)濟(jì)性因素決定主接線(xiàn)的一次側(cè)采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)；二次側(cè)也采用雙母線(xiàn)。第四章 短路電流計(jì)算產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過(guò)電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線(xiàn)路斷線(xiàn)、線(xiàn)路桿塔也能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過(guò)電弧或其他較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線(xiàn)制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 短路電流計(jì)算的方法、規(guī)定和步驟（一）短路電流計(jì)算的主要目的（1）電氣主接線(xiàn)的比較與選擇。（2）選擇斷路器等電器設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。（3）為繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)以及調(diào)試提供依據(jù)。（4）評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。（5）分析計(jì)算送電線(xiàn)路對(duì)通訊設(shè)施的影響（二）短路電流計(jì)算一般規(guī)定接線(xiàn)方式計(jì)算短路電流所用的接線(xiàn)方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線(xiàn)方式。計(jì)算容量應(yīng)按工程設(shè)計(jì)的規(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，一般取工程建成后的5～10年。一般按三相短路計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn)在正常接線(xiàn)方式時(shí)，通過(guò)設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱(chēng)為短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算方法在工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算均應(yīng)采用實(shí)用計(jì)算法。即在一定的假設(shè)條件下計(jì)算出短路電流的各個(gè)分量。（三）計(jì)算步驟實(shí)用計(jì)算法（1）選擇計(jì)算短路點(diǎn)。（2）繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖）。（3）化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。（4）求計(jì)算電抗。（5）由運(yùn)算曲線(xiàn)查出各電源提供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。（6）計(jì)算無(wú)限大容量的電源提供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。（7）計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。（8）計(jì)算短路電流沖擊值。（9）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。（一）等值網(wǎng)絡(luò)的繪制網(wǎng)絡(luò)模型的確定計(jì)算短路電流所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型，即忽略負(fù)荷電流；發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示；認(rèn)為各發(fā)電機(jī)電勢(shì)模值為1，相角為0。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算短路電流的計(jì)算通常采用標(biāo)幺值進(jìn)行近似計(jì)算。常取基準(zhǔn)容量為一整數(shù)100MW而將各電壓級(jí)的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓即==，從而是計(jì)算大為簡(jiǎn)化。（二）化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化法將等值電路逐步化簡(jiǎn)，求出各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。在工程計(jì)算時(shí)，為進(jìn)一步簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，減少工作量，長(zhǎng)將短路電流變化規(guī)律相同或相近的同類(lèi)型發(fā)電機(jī)可以合并；直接接于短路點(diǎn)的發(fā)電機(jī)一般予以單獨(dú)考慮，無(wú)限大容量的電源應(yīng)該單獨(dú)計(jì)算。（三）三相短路電流周期分量任意時(shí)刻的計(jì)算進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化時(shí)，求出各個(gè)等值電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗，再將其換算成以等值電源容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，即為該電源的計(jì)算電抗。=（）式中 第i個(gè)等值電源的額定容量，MVA；i=1，2，…，n 。無(wú)限大容量電源當(dāng)供電電源為無(wú)限大容量或計(jì)算電抗≥，則可以認(rèn)為其周期分量不衰減，此時(shí) （）有限容量電源當(dāng)供電電源為有限容量時(shí)，其周期性分量是隨時(shí)間衰減的。這時(shí)工程上常采用運(yùn)算曲線(xiàn)法來(lái)求得任意時(shí)刻短路電流的周期分量?？偟亩搪冯娏髦芷诜至康挠忻底詈髮⒌玫降母麟娫丛谀惩粫r(shí)刻供出的短路電流的標(biāo)幺值換算成有名值，然后相加，便得到短路點(diǎn)某一時(shí)刻的三相短路電流周期分量，即（）式中 有限容量供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值； 無(wú)限大容量電源供給的短路電流的標(biāo)幺值； 短路點(diǎn)t秒短路電流周期性分量的有效值，kA 。（四）三相短路電流沖擊值的計(jì)算三相短路電流的最大峰值出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，當(dāng)f=50Hz時(shí)，此峰值被稱(chēng)為沖擊電流。其計(jì)算式為 式中 沖擊系數(shù)。（；）本次設(shè)計(jì)所選的短路點(diǎn)取為變電所兩臺(tái)主變高壓側(cè)的點(diǎn)和低壓側(cè)并列運(yùn)行時(shí)的。計(jì)算結(jié)果如下：、點(diǎn)短路電流值：短路電流周期分量有效值：（表41）短路電流周期分量短路點(diǎn)0/S2/S4/S4．4204KA4．5224KA點(diǎn)沖擊電流：： =點(diǎn)沖擊電流： =第五章 變電所電氣設(shè)備選擇電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行和短路狀態(tài)時(shí)，都必須安全可靠的運(yùn)行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。各種電氣設(shè)備選擇的一般條件程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 電氣設(shè)備的選擇原則電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇設(shè)計(jì)，必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和為今后的發(fā)展擴(kuò)建留有一定的余地。（1）應(yīng)滿(mǎn)足各種運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況的運(yùn)行要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境校驗(yàn)。（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(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種，以減少備品條件，方便運(yùn)行管理。（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式簽定合格。按正常工作條件選擇（1）類(lèi)型和形式的選擇。根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn)、使用條件等因素，確定是選用戶(hù)內(nèi)型還是戶(hù)外行；選用普通型還是防污性；選用裝配式還是成套式；選用適合有人值班的還是滿(mǎn)足無(wú)人值班要求等。（2）額定電壓。按電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓不小于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓選擇，即但是，限流式熔斷器只能用在與其額定電壓相同的電網(wǎng)中，若降壓使用的話(huà)，熔斷時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓將對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的絕緣造成損壞。（3）額定電流。所選擇電氣設(shè)備的額定電流，或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流（經(jīng)溫度和其他條件修正后得到的電流值），不得小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流，即 按《交流高壓電器的長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱》的規(guī)定，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器等電器設(shè)備在環(huán)境最高溫度為+40℃時(shí)，允許按額定電流持續(xù)工作。當(dāng)安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40℃而低于+60℃時(shí)，每增高1℃，%；當(dāng)?shù)陀?40℃時(shí)，每降低1℃，%,但總的增加值不得超過(guò)額定電流的20%。按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)當(dāng)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過(guò)短路電流時(shí)，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)力和發(fā)熱兩種效應(yīng)，一方面使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用，同時(shí)又使它們的溫度急劇升高，這可能使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣受到損壞。為此，在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時(shí)，必須對(duì)短路電流電動(dòng)力和發(fā)熱計(jì)算，以驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。為使所選電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。（1）容量和接線(xiàn)。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（工程建成后5～10年）；其接線(xiàn)應(yīng)采取可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式，但不考慮在切換過(guò)程中可能短時(shí)并列的接線(xiàn)方式。（2）短路種類(lèi)。一般按三相短路驗(yàn)算，若其他種類(lèi)短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。（3）計(jì)算短路點(diǎn)。選擇通過(guò)電器設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路點(diǎn)。先考慮分別在電氣設(shè)備前后短路時(shí)的短路電流，同時(shí)要強(qiáng)調(diào)的是流過(guò)所要校驗(yàn)設(shè)備內(nèi)部的短路電流，而非流到短路點(diǎn)的總電流。（4）短路時(shí)間。校驗(yàn)電器是熱穩(wěn)定和開(kāi)斷能力時(shí)，還必須合理地確定短路計(jì)算時(shí)間。驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間之和，即 式中 斷路器全開(kāi)斷時(shí)間； 后備保護(hù)時(shí)間。驗(yàn)算電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的方法如下：當(dāng)短路電流通過(guò)被選擇的電氣設(shè)備和載