【正文】 電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要部分。主接續(xù)線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求根據(jù)系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，主接線方案初步給出以下兩種：第一方案：高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖51所示。第二方案：高壓側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)單母線分段的主接線，如圖52所示。 圖51高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線圖52 高壓側(cè)采用單母線分段，低壓側(cè)采用單母線分段的主接線以上兩個(gè)方案中，主接線二次側(cè)方案相同，只比較一次側(cè)方案。第一種方案的特點(diǎn)如下：變壓器隨負(fù)荷變化投切方便；線路的投入和切除比較方便。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運(yùn)行。但當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了一回未發(fā)生故障線路運(yùn)行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換。橋形接線節(jié)省占地面積，不易在一次側(cè)增加進(jìn)線或出線回路。第二種方案的特點(diǎn)如下：變壓器投切方便；在一次側(cè)容易增設(shè)進(jìn)出線數(shù)目，相對橋形占地面積大；使用設(shè)備多；綜合造價(jià)高。從經(jīng)濟(jì)性來看，由于兩種方案變壓器型號和容量的選擇均相同，所以只是比較綜合造價(jià)。由于第二種方案比第一種方案所占的面積大、設(shè)備多、故不經(jīng)濟(jì)。從改變運(yùn)行方式靈活性來看，第二方案比第一方案投切變壓器時(shí)，倒閘操作簡便。通過以上分析比較，可以發(fā)現(xiàn)第一方案以占地面積小、投資少，供電可靠性高為主要優(yōu)點(diǎn)。第二方案以改變運(yùn)行方式靈活為主要優(yōu)點(diǎn)?？紤]綜合因素選第一方案為本變電所的主接線方案。圖53 變電所電氣主接線圖第6章 短路電流的計(jì)算 發(fā)生短路的原因和短路的定義所謂“短路”即是指載流導(dǎo)體相與相之間發(fā)生非正常接通的情況；在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，還有相與地之間的短路。發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。其次還有氣候條件惡化，例如雷擊過電壓造成的閃絡(luò)放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架空線路斷線或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。再其次是人員過失，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，檢修線路或設(shè)備之后未拆除接地線就合閘供電等。最后是其他原因，例如挖溝損傷電纜、鳥獸或風(fēng)箏跨接在載流裸導(dǎo)體上等。絕緣損壞的原因多因設(shè)備地電壓、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，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成事故。在三相系統(tǒng)中短路的基本形式有：三相短路K（3）；兩相短路K（2）；單相接地短路K（1）；以及兩相接地短路K（1，1）。當(dāng)三相短路時(shí)，由于短路回路阻抗相等，因此三相電流和電壓仍是對稱的，故又稱為對稱短路。此時(shí)三相短路電流同速正常情況一樣是對稱的，只是線路中電流增大，電壓降低而已，而電壓和電流之間的相位差一般也較正常情況時(shí)大，除了三相短路這外，其它類型的短路皆為不對稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其相位角也不同。三相短路其后果一般最為嚴(yán)重。電力網(wǎng)在設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)考慮最嚴(yán)重的故障情況下工作的可能性時(shí)，三相短路起著決定性的作用。故在設(shè)計(jì)中需要計(jì)算的是三相短路。 根據(jù)系統(tǒng)連接圖畫出等阻抗圖圖61 系統(tǒng)等值阻抗圖 根據(jù)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算出各點(diǎn)短路電流由于短路計(jì)算計(jì)算工程復(fù)雜，容易出錯(cuò)，所以在設(shè)計(jì)過程中通過計(jì)算機(jī)軟件來直接得出結(jié)果，既方便又準(zhǔn)確，大大的提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。由等值阻抗圖可以看出，系統(tǒng)為并列運(yùn)行，所以分別取dd2為短路點(diǎn)，計(jì)算出短路電流，為以后選擇設(shè)備的校驗(yàn)的沖擊電流提供數(shù)據(jù)。所以通過計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算得出：；；。第7章 電氣設(shè)備的選擇電器設(shè)備的選擇是根據(jù)配電變電所電氣工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確選擇電氣設(shè)備是保證電氣主接線和配電裝置的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的重要條件。在高壓電器選擇中的主要問題有下述各點(diǎn)：（1）高壓電器應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求；（2）高壓電器應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用的環(huán)境條件要求；（3）高壓電器應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求；（4）高壓電器應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)；（5）對于電流互感器的選擇應(yīng)計(jì)及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別；（6）同類產(chǎn)品應(yīng)盡量減少品種。 斷路器的選擇在各種電壓等級變電所的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備，它是通斷故障電流和正常負(fù)荷電流的元件。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對短路電流有足夠的遮斷能力。目前國產(chǎn)高壓斷路器按其滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為少油斷路器、多油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器的安裝地點(diǎn)、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類和型式，由于少油斷路器制造簡單、價(jià)格便宜，維護(hù)工作量小，故在3～220KV電壓等級中被廣泛采用。 60KV側(cè)斷路器的選擇主接線采用內(nèi)橋接線，變壓器一次側(cè)斷路器的最大長期工作電流為： 查《電力工程電氣設(shè)備手冊》621頁，表413，選擇3臺型斷路器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表71 斷路器參數(shù)型號UN(kV)IN（A）開斷電流（kA）開斷容量（MVA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）4S固有分閘時(shí)間(s)合閘時(shí)間(s)SW2—63/16006316002025005020因?yàn)殡娫礊椤盁o限大”系統(tǒng)，取。短路時(shí)間，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來決定，可以不計(jì)非周期分量的影響。60KV側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與所選技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表：表72斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)比較可見，所選斷路器滿足要求。 10KV側(cè)斷路器選擇(1)10kV進(jìn)線斷路器和母聯(lián)斷路器選擇高壓斷路器的最大長期工作電流: 查《高壓電器》P306頁,，三臺均選型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表73 斷路器參數(shù)表型號UN kVIN （A）開斷電流（kA）開斷容量(MVA)極限通過電流峰值（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時(shí)間（S）合閘時(shí)間（S）10100020300505020≤≤短路時(shí)間，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來決定，可以不計(jì)非周期分量的影響。變壓器二次側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與型斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表所示：表74斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)表中數(shù)據(jù)比較可知，所選型斷路器滿足要求。（2）10KV各出線斷路器的選擇按最大負(fù)荷電流（化工廠）進(jìn)行選擇：查《高壓電器》P306頁,，選擇型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表75 斷路器參數(shù)表型號UN kVIN （A）開斷電流（kA）開斷容量（MVA）極限通過電流峰值（kA）動穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時(shí)間（S）合閘時(shí)間（S）1063020300505020≤≤所選斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)與線路計(jì)算數(shù)據(jù)對照如下表所示：表76斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型斷路器滿足要求。 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也稱刀閘，不能用來開斷負(fù)荷電流和短路電流。在配電裝置中，主要用來在檢修設(shè)備時(shí)形成可見的空氣絕緣間隔。在等電位時(shí)可作為操作電器，有時(shí)也可切斷小電流。根據(jù)最大長期工作電流，查《電力工程電氣設(shè)備手冊》790頁，表529選型隔離開關(guān)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表77 GW560G隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流GW560G/600606005014隔離開關(guān)安裝地點(diǎn)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表所示：表78計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)60kV50kA經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型隔離開關(guān)滿足要求。 互感器的選擇電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓、裝置種類、構(gòu)造形式、準(zhǔn)確度級以及按副邊負(fù)載選擇。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》P250型式選擇規(guī)定：6～20KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)。在高壓開關(guān)柜中或布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五柱式電壓互感器。三相三柱式接線圖無開口三角形。此種接線不能用于供電絕緣檢查電壓表，不允許將電壓互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)接地。由于10KV為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，電壓互感器除供測量儀表外，還用來作為電網(wǎng)對地絕緣監(jiān)視，因此本次設(shè)計(jì)10KV側(cè)采用JSJB10型三相五柱式電壓互感器。其主二次繞組Y型接線用于測量、繼電器的電壓線圈，開口三角形構(gòu)成零序電壓濾過器，用于絕緣檢查，其接線如圖所示：經(jīng)過選擇，60kV側(cè)電壓互感器為JCC5—60，10kV母線電壓互感器為JSZW10型。表79 電壓互感器的主要參數(shù)型號最大容量(VA)額定電壓試驗(yàn)電壓二次負(fù)荷剩余電壓繞組初級次級剩余1min工頻雷電3P輸出VA準(zhǔn)確度JCC56020001403501502503001003P型號額定電壓（kV）最大輸出VA二次負(fù)荷（VA）連接組標(biāo)號初級繞組次級繞組輔助繞組1級3級YN,yn0輔助繞組接成開口三角形JSJB1010960120200480（注：由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，互感器本身并不遭受短路電流的作用，因此不需要校驗(yàn)動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。）電壓互感器型號如下：JCC560型電壓互感器： JSJB10型電壓互感器： J電壓互感器； J電壓互感器；C串級絕緣形式； S三相 C—瓷箱式； J油浸式；5—設(shè)計(jì)序號； B帶補(bǔ)償繞組；60額定電壓（kV）。 10額定電壓（kV）。 電流互感器的選擇電流互感器的選擇應(yīng)根據(jù)電壓等級和電流互感器安裝處的最大長期工作電流進(jìn)行選擇。 60KV側(cè)電流互感器的選擇（1）根據(jù)電壓等級和電流互感器安裝處最大長期工作電流，查《電力工程電氣設(shè)備手冊》484頁，表311，選用型電流互感器，將型電流互感器安裝于變壓器回路和橋形回路。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表710 LCWD60型電流互感器參數(shù)型號次級組合額定變流比準(zhǔn)確級次10%倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)二次負(fù)荷Ω倍數(shù)13LCWD60D/1(300～600)/5D30751501154（2）動穩(wěn)定校驗(yàn) 動穩(wěn)定校驗(yàn)合格。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)即，熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。故所選電流互感器滿足要求。 10KV側(cè)電流互感器的選擇（1）10KV側(cè)電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)的最大長期工作電流和進(jìn)行選擇，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊》，524頁，表3124和532頁，表3129，選用型電流互感器用于變壓器和母聯(lián)回路，其額定電流比為。選用型電流互感器用于不同的饋出線上，其額定電流比為。兩種電流互感器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表711 LAJ10和LFZ110型電流互感器參數(shù)型號額定電壓（KV）額定變流比次級組準(zhǔn)確級10%倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)倍數(shù)13LAJ10101000/50．5/D0．5101．25090LFZ11010200/50．5/B0．50．490160（2）動穩(wěn)定校驗(yàn)型的電流互感器型的電流互感器故兩種電流互感器動穩(wěn)定校驗(yàn)均合格。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)型的電流互感器即，熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。型的電流互感器即，熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。故所選用的兩種電流互感器滿足要求。FZ系列普通閥式避雷器，用于保護(hù)相應(yīng)額定電壓的交流變、配電設(shè)備的絕緣，以免受大氣過電壓的損害。FS系列避雷器用于保護(hù)配電變壓器和電纜頭等電氣設(shè)備免受大氣過電壓的損害。避雷器只根據(jù)系統(tǒng)額定電壓進(jìn)行選擇。本設(shè)計(jì)變電所60KV側(cè)避雷器選用FZ—60型，10KV側(cè)選用FS—10型避雷器。表712 避雷器的主要參數(shù)型號額定電壓有效值（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電壓峰值（）不大于（kV）8/20μ雷電沖擊波殘壓峰值不大于（kV）泄漏或電導(dǎo)電流（μA）不小于不大于5kA10kAFZ—606014017