【正文】 路器接線優(yōu)點(diǎn)：任一母線發(fā)生故障，只跳開與母線相連的所有斷路器，任何回路可不停電。正常運(yùn)行時(shí)，兩組母線和全部斷路器都閉合，形成多環(huán)形供電，運(yùn)行調(diào)度靈活可靠。隔離開關(guān)不作為操作電器，只承擔(dān)隔離電壓的任務(wù)，減小了誤操作的幾率，對(duì)任何斷路器檢修都可不停電。缺點(diǎn)：使用設(shè)備多，尤其是斷路器和電流互感器投資較大，二次控制接線和繼電保護(hù)配置都很復(fù)雜。使用范圍：330KV—500KV 高壓配電裝置及系統(tǒng)中地位較重要的發(fā)電廠及變電所。單母分段接線太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 10 頁優(yōu)點(diǎn)： 借斷路器進(jìn)行分段，提高供電可靠性和靈活性。對(duì)重要用戶可以以不同段引出兩回路，有兩個(gè)電源供電。 當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障段，保證正常母線不間斷供電。缺點(diǎn)：其中一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線上所有回路都要在檢修期間停電。當(dāng)出現(xiàn)是雙回路時(shí)，常使饋線交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)須向兩個(gè)方面均衡延伸。適用范圍：1）35—60KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4—8 回。2）110—220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 3—4 回。三、方案的擬定方案一：220KV 側(cè)采用 3/2 斷路器接線，110KV 側(cè)采用雙母接線方式，35KV 側(cè)采用單母線分段接線，變壓器采用三繞組變壓器。方案二：220KV 側(cè)采用雙母接線，110KV 側(cè)和 35KV 側(cè)均采用單母分段帶旁路接線，變壓器采用自耦變壓器。第四節(jié) 初選方案的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較經(jīng)濟(jì)比較主要是對(duì)各方案的綜合投資和年運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行綜合效益比較：一、綜合投資計(jì)算方法太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 11 頁綜合投資 O 主要包括變壓器綜合投資，配電裝置綜合投資以及不可遇見的附加投資等。進(jìn)行方案比較時(shí)，一般不必計(jì)算全部費(fèi)用，只算出方案不同部分的投資，可用下式計(jì)算： (萬元)10(???式中：——主體設(shè)備投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置及明顯的增修0O橋梁、公路和拆遷等費(fèi)用；—不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，如基礎(chǔ)加工、電纜溝道開挖費(fèi)用等，?對(duì) 220Kv 取 70、110KV 取 90。所謂綜合投資應(yīng)包括設(shè)備本體價(jià)格、附屬相關(guān)設(shè)備費(fèi)(如控制設(shè)備、母線等)、主要材料費(fèi)、安裝費(fèi)等各項(xiàng)費(fèi)用的總和。綜合投資指標(biāo)隨各時(shí)期市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)變化而浮動(dòng)。二、年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算方法主接線中電氣設(shè)備的運(yùn)行費(fèi) V，主要包括變壓器的電能損耗及設(shè)備的檢修，維護(hù)和折舊費(fèi)用等，按投資的百分率計(jì)算，即： (萬元)21UA????式中： —檢修維護(hù)費(fèi)，一般取 —，O 為綜合投資費(fèi)，本設(shè)計(jì)中自耦變壓器取 ，三繞組變壓器取 —折舊費(fèi)，取 —電能電價(jià)，本設(shè)計(jì)取 元／度。?—變壓器的電能損失，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用三繞組變壓器，所以 按下式A? A?計(jì)算： i1 23322110 )(()()()( tSQKPSQKPSQKPnnmi NiNiNi?? ?????? ??????太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 12 頁式中：n —相同變壓器的臺(tái)數(shù)—每臺(tái)變壓器額定容量(KVA)NS每臺(tái)變壓器的空載有功損耗(KW)、無功損耗(Kvar) ；0QP?、分別為每臺(tái)變壓器的高壓、中壓、3221 KKKQP?、、低壓短路有功損耗(KW)、無功損耗 (Kvar)；—n 臺(tái)變壓器 i 時(shí)段的高壓、中壓、低壓所承擔(dān)的總負(fù)荷321iiiS、(KVA)—對(duì)應(yīng) i 時(shí)段的時(shí)間數(shù)(h)itK—無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，即多發(fā)或多供 1Kvar 無功功率，在電力系統(tǒng)中所引起的有功功率損耗(KW)增加的值，一般變電所取 ～，本次設(shè)計(jì)取 m —時(shí)段總段數(shù) )(2132()31()2???????KKPP)1()2()1( )2()3()3(3 ???KKK式中： 分別為每臺(tái)變壓器高—中壓、高—低壓)()1()21(??PP、間、中—高壓間的額定短路損耗(KW)。 計(jì)算公式：K32K NSI%0??NSU10??NKSU10%2??NKSU10Q3??式中： 百分值(％) 表示空載電流；0I、 、 —百分值(％)表示的高壓、中壓、低壓繞組的短1KU23K太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 13 頁路電壓。 %)%(2132()31()2?????KKKK UU)1()2()1( )2()3()3(3 ???KKKK式中： 、 、 —每臺(tái)變壓器百分值( ％)表示高壓)21(U)1()3(U—中壓、高壓—低壓、中壓—低壓繞組的短路電壓。三繞組自耦變壓器第三繞組的容量(S 3)總小于變壓器的額定容量 ( )，制NS造廠提供的短路損耗 和短路電壓百分值 、)2()31(???KP、 %)31(?KU應(yīng)進(jìn)行歸算：%)32(?KU三、經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算方法在幾個(gè)主接線方案中，0 和 u 均為最小的方案，應(yīng)優(yōu)先選用。若某方案的0 大而 u 小，或反之，則應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，有兩種方法：靜態(tài)比較法：它是以設(shè)備、材料和人工等的經(jīng)濟(jì)價(jià)值固定不變作為前提，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)價(jià)值與時(shí)間無關(guān)。常采用抵償年限法。設(shè)第一方案的 O 大，而U 小，第二方案的。O 小而 U 大，則通過公式 ；，如 T5 年，則12UT??采用投資大的第一方案，因?yàn)榈谝环桨付嗤顿Y的費(fèi)用可在 T 年內(nèi)由節(jié)約的年運(yùn)行費(fèi)予以補(bǔ)償，若 T5 年，說明方案在 T 年內(nèi)節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)，不足以將多用的投資償還，則應(yīng)選用投資小的第二方案為宜，以達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益，此方法計(jì)算簡單，不考慮投資時(shí)間對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響，對(duì)于兩方案均采用一次性投資，并且裝機(jī)程序相同，主體設(shè)備投入情況相近，僅為在兩個(gè)主接線方案中，選擇其時(shí)較為適宜。動(dòng)態(tài)比較法。其是基與貨幣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是隨時(shí)問而經(jīng)常改變的現(xiàn)實(shí)，設(shè)備、材料和人工等費(fèi)用都在隨市場(chǎng)的供求關(guān)系而變化，即隨時(shí)間不同而異。一般發(fā)電廠建設(shè)工期較長，各種費(fèi)用的支付時(shí)間不同，發(fā)揮的效益亦不同，太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 14 頁所以應(yīng)按復(fù)利的計(jì)算原則進(jìn)行方案比較，即將兩個(gè)方案處于同等可比的基礎(chǔ)上比較其經(jīng)濟(jì)效益。電力工業(yè)推薦最小年費(fèi)用法進(jìn)行動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)比較。以年費(fèi)用 A 為最小來確定最佳方案。其公式為 UrOnC???]1)([0四、初選電氣主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較l、初選方案單臺(tái)變壓器一、二、三側(cè)所承擔(dān)的負(fù)荷T S 220KV 110KV 35KV(6/12) 0t)(maxMVA75 50 25(6/12) in45 30 15方案一：兩臺(tái)三繞組變壓器的組合選 SFPSZ9—90000/220，220177。8%/121/。Y N,Yn0 ,D11(因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓有可能有較大波動(dòng)應(yīng)選帶有載調(diào)壓的變壓器）變壓器空載有功損耗和無功損耗： ??KWPK580)21(??? 384)2(? 74)3( %40SIUQNN ?????短路電壓： = = =?k 32?kU%13?kU空載電流： ?I各繞組短路損耗：太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 15 頁 ????KWPPkkkk 45038705212133121 ???????????? 11????kkkk 24231323 ??三繞組變壓器各繞組的短路電壓： ).(2%)(%3231211 ???????????KKKKUU .).25..4()( 3132212 ???KKKK )(%)(%2132313 ???????????KKUU故各側(cè)無功損耗為： ?????? ??????%33 KSQNkk ???????電能損耗 ????????iNK NKNKtSQP SQPSQPtA233 2221100???????? ?????????????????太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 16 頁 ????????).( ]. 905).10.(. 22 22?????????????????? ????????????????????=++=(MWh)方案二：兩臺(tái)自耦變壓器：選 OSFPSL —90000/220 型自耦變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)：容量 90000/90000/45000KVA損耗： ??)21(??? K24)3(? 95)31(?阻抗電壓： 6.%)1(?)32(?)31(??K空載電流： ?I短路損耗折算到對(duì)應(yīng)變壓器側(cè)的額定容量 ???? KWSNkk 1096457223232 ?????????????????Pkk 89223131????同理可知： 46.%2121??????????????????????????太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 17 頁各繞組短路損耗 ????KWPPkkkk ??????????????? 4611????kkkk 3..9231323 ????? %%31 ???????????kUU?????? ???kkk .9152133 ??????????? r96174.%K1Uvar1520)28.(0Q2 KSN????????????????????iNK NKNKtSQP SQPSQPtA233 2221100???????? ???????????????????????????)( . 950)(. 2 22?????????????????? ?????????????????????????=++= (MWh) 方案指標(biāo)比較太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 18 頁二臺(tái)三繞組普通變壓器的綜合造價(jià)：OⅠ= 2=(萬元)二臺(tái)自耦變壓器的綜合造價(jià)：OⅡ=2=(萬元)方案一年運(yùn)行費(fèi)用：U=1031042++=(萬元)方案二年運(yùn)行費(fèi)用：U=1031042++=(萬元)經(jīng)濟(jì)比較：從上面的計(jì)算可以看出：方案一綜合造價(jià)高，年運(yùn)行費(fèi)用也高，不需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)比較。即選擇自耦變壓器比較經(jīng)濟(jì)。主接線方案的評(píng)定：在經(jīng)濟(jì)比較后，還需進(jìn)行可靠性比較，可靠性是指設(shè)備在規(guī)定的條件下和預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率，隨著系統(tǒng)工程學(xué)的興起，可靠性理論及其應(yīng)用的迅速發(fā)展，對(duì)大型發(fā)電廠或變電所電氣主接線設(shè)計(jì)時(shí)不能只憑借設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員判斷，必須用定量方法計(jì)算，判斷出能夠反映其可靠性能的指標(biāo)，來衡量主接線完成功能和喪失功能的判斷，使主接線的設(shè)計(jì)和運(yùn)行建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。但在本設(shè)計(jì)。p 仍根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷其可靠性滿足要求，不再進(jìn)行計(jì)算。主接線方案比較表方案一 方案二可靠性三繞組變壓器絕緣水平較高，不存在過電壓問題自耦變壓器高、中繞組間有電氣聯(lián)系，因此存在公共繞組絕緣受過電壓危害靈活性1 中性點(diǎn)接地方式靈活聯(lián)合運(yùn)行方式時(shí)，必須知道繞組間負(fù)荷分方案項(xiàng)目 目太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 19 頁2 可實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓3 保護(hù)整定比較簡單布，以確定該方式是否允許經(jīng)濟(jì)性1 年運(yùn)行費(fèi)用較高2 價(jià)格較貴1 年運(yùn)行費(fèi)用低2 價(jià)格便宜通過分析比較可知，在技術(shù)上(可靠性、靈活性)第 1 方案明顯合理，經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅱ占優(yōu)。鑒于本變電所在系統(tǒng)中的重要性，應(yīng)以可靠性和靈活性為主，所以，經(jīng)綜合分折，決定選第 1 方案(兩臺(tái)三繞組變壓器的組合)為設(shè)計(jì)最終方案。第二章 短路電流計(jì)算第一節(jié) 概述在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生故障，其中大多數(shù)是短路故障（簡稱短路） 。所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之間的連接。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，單相接地短路占大多數(shù)。三相短路分為太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 20 頁對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路，產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對(duì)地的絕緣被破壞，電力系統(tǒng)的短路故障大部分發(fā)生在架空線路部分?？傊?，產(chǎn)生短路的原因有主觀的也有客觀的，只要運(yùn)行人員加強(qiáng)責(zé)任心，嚴(yán)格按規(guī)定辦事，就可以把短路故障控制在一個(gè)很低的限度內(nèi)。短路問題是電力技術(shù)方面的基本問題之一。在發(fā)電廠、變電所以及電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中，都必須先進(jìn)行短路計(jì)算，以此作為合理選擇電氣接線、選用有足夠熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備和截流導(dǎo)體、確定限制短路電流的措施，在電力系統(tǒng)中為合理地配置各種繼電保護(hù)并整定其參數(shù)。為此，掌握短路發(fā)生以后的物理過程以及計(jì)算短路的各種運(yùn)行參數(shù)(電流、電壓等)都是非常重要和必要的。短路電流計(jì)算的目的：電氣主接線的比較；選擇導(dǎo)體和電器；確定中性點(diǎn)接線方式；計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺；確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。短路電流計(jì)算中采用的假設(shè)條件和原則是：正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想的電機(jī)，不考慮電磁飽和、磁滯、渦流導(dǎo)體集膚效應(yīng)的影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，定子三相繞組間位置相差 120176。電氣角度；所有電源的電磁勢(shì)相位角相同；電力系統(tǒng)各元件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；電力系統(tǒng)中所有電源都額定負(fù)荷下工作；同步機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置；短路時(shí)發(fā)生的短路電流為最大值的瞬間；除計(jì)算短路電力衰減時(shí)間常數(shù)的低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻忽略不計(jì)；不考慮短路的電弧電抗的變壓器的短路電流；元件計(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；1線路的電容忽略；1用概率統(tǒng)計(jì)法則制定短路電路的運(yùn)算曲線。在短路后瞬時(shí)發(fā)電機(jī)可用次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)和次暫態(tài)電抗等值，