【正文】 統(tǒng)中的地位回路數(shù)設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定并且滿足運(yùn)行可靠簡單靈活操作方便和節(jié)約投資 等要求便于擴(kuò)建 一可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求 1 主接線可靠性的具體要求 1 斷路器檢修時不宜影響對系統(tǒng)的供電 2 斷路器或母線故障以及母線檢修時盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時間并要求保證對一級負(fù)荷全部和大部分二級負(fù)荷的供電 3 盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性 二靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度檢修及擴(kuò)建時的靈活性 1 為了調(diào)度的目的可以靈活地操作投入或切除某些變壓器及線路調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要 求 2 為了檢修的目的可以方便地停運(yùn)斷路器母線及繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對用戶的供電 3 為了擴(kuò)建的目的可以容易地從初期過渡到其最終接線使在擴(kuò)建過渡時無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小 三經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理 1 投資省主接線應(yīng)簡單清晰以節(jié)約斷路器隔離開關(guān)電流和電壓互感器避雷器等一次設(shè)備的投資要能使控制保護(hù)不過復(fù)雜以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資要能限制短路電流以便選擇價格合理的電氣設(shè)備或輕型電器在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡單電 器 2 占地面積小主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架導(dǎo)線絕緣子及安裝費(fèi)用在不受運(yùn)輸條件許可都采用三相變壓器以簡化布置 3 電能損失少經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式容量和數(shù)量避免兩次變壓而增加電能損失 第二節(jié) 主接線的接線方式選擇 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的它以電源和出線為主體在進(jìn)出線路多時一般超過四回為便于電能的匯集和分配常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)使接線簡單清晰運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建而本所各電壓等級進(jìn)出線均超過四回采用有母線連接 1 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)等故障或檢修時均需使整個配電裝置停電單母線可用隔離開關(guān)分段但當(dāng)一段母線故障時全部回路仍需短時停電在用隔離開關(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越高所接的回路數(shù)越少一般只適用于一臺主變壓器 單母接線適用于 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回才采用單母線接線方式故不選擇單母接線 2 單母分段 用斷路器把母線分段后對重 要用戶可以從不同段引出兩個回路有兩個電源供電當(dāng)一段母線發(fā)生故障分段斷路器自動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常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建單母分段適用于 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 回及以上則采用單母分段接線 3 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為 35～ 110KV的變電所較為實(shí)用具有足夠的可靠性和靈活性 4 橋形接線 當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時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 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)常切除時采用內(nèi)橋式接線當(dāng)變壓器故障時需停相應(yīng)的線路 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)有時增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修 LD 時使用當(dāng)線路故障時需停相應(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 5 一個半斷路器接線 兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母上組成一個半斷路器它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性任一母線故障或檢修均不致停電但是它使用的設(shè)備較多占地面積較大增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性且投資大 6 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不會停止對用戶連續(xù)供電如果需要檢修某線路的斷路器時不裝設(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需要停電而斷路器檢修時間較 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時一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷器和旁路母線 7 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 回及以下時母線不分段 綜上幾種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)和可靠性及經(jīng)濟(jì)性根據(jù)設(shè)計的原始資料可知該變電所選擇雙母線接線方式 為了保證雙母線的配電裝置在進(jìn)出線斷路器檢修時包括其保護(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 由設(shè)計任務(wù)書給定的負(fù)荷情況 220KV近期 7回遠(yuǎn)期 1回 110KV近期 7回遠(yuǎn)期1 回可以確定該變電所主接線采用以下參種方案進(jìn)行比較 方案一 220KV采用雙母帶旁路母線接線方式 110KV也采用雙母帶旁 路母線接線根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》第一冊可知 220KV 出線 5 回以上裝設(shè)專用旁路斷路器考慮到 220KV 近期 7 回裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器 110KV 母線上近期負(fù)荷為 7 回出線根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》第一冊可知 110KV出線為 7回及以上時裝設(shè)專用旁路斷路器而由原始資料可知 110KV出線為 7 回裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器 10KV 因只用來做無功補(bǔ)償裝置使用可采用單母接線方式 其接線特點(diǎn) 1220KV110KV 都采用雙母帶旁路并且設(shè)計專用的旁路斷路器使檢修或故障時不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式及不致影 響停電 210KV 雖然無負(fù)荷但有所用電及無功補(bǔ)償裝置如采用單母接線時接線簡單清晰設(shè)備少操作方便等優(yōu)點(diǎn)如果某一元件故障或檢修均需使整個配電裝置停電將影響全所的照明及操作電源控制電源保護(hù)等 以上接線的缺點(diǎn) 10KV 采用單母線運(yùn)行時操作不夠靈活可靠任一元件故障或檢修均需使整個配電裝置停電 方案二 1220KV采用一臺半斷路器接線又稱 32接線每一回路經(jīng)一臺斷路器接至母線兩回路間設(shè)一聯(lián)絡(luò)斷路器形成一串運(yùn)行時兩組母線和全部斷路器都投入工作形成環(huán)狀供電具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性 2110KV 近期出線 7 回可采用雙母 接線方式出線斷路器檢修時可通過跨條來向用戶供電而任一母線故障時可通另一母線供電但由于雙母線故障機(jī)率較小故不考慮 310KV 采用單線線用隔離開關(guān)分段但當(dāng)一段母線故障時全部回路仍需短時停電在用隔離開關(guān)將故障母線分開后才能恢復(fù)非故障的供電 其接線的特點(diǎn) 1220KV采用 32接線方式時任一母線故障或檢修均不致停電除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時與其相連的兩回線路短時停電外其它任何斷路器故障或檢修都不會中斷供電甚至兩組母線同時故障或一組檢修時另一組故障的極端情況下功率仍能繼續(xù)輸送 2110KV 采用雙母線接線方式出線回路較多輸送和穿 越功率較大母線事故后能盡快恢復(fù)供電母線和母線設(shè)備檢修時可以輪流檢修不至中斷供電一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電而檢修每回路的斷路器和隔離開關(guān)時需要停電 310KV 采用單母線隔離開關(guān)分段不夠靈活當(dāng)一段母線故障時全部回路仍需短時停電在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修該母線的回路都在檢修期間內(nèi)停電 優(yōu)點(diǎn)方案一 220KV110KV 都采用雙母帶旁路并且設(shè)計專用的旁路斷路器使檢修或故障時不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式及不致影響停電可靠性高于方案二但方案一 10KV 采用單 母線運(yùn)行時操作不夠靈活可靠任一元件故障或檢修均需使整個配電裝置停電其可靠性不如方案二所以這種方案在本次設(shè)計的變電所中都略有差異應(yīng)定位第三種方案 方案三 1220KV110KV 都采用雙母帶旁路并且設(shè)計專用的旁路斷路器使檢修或故障時不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式及不致影響停電 210KV 雖無出線但為了滿足所用電的可靠性有用裝設(shè)兩臺所用變壓器為互備方式運(yùn)行其接線方式為單母分段接線方式 其接線方式的特點(diǎn) 1 雙母帶旁母并設(shè)專用的旁路斷路器其經(jīng)濟(jì)性相對來是提高了但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下而且 也不會破雙母運(yùn)行的特性繼電保護(hù)也比較容易配合相對來可靠性即提高了 210KV 為了保證所用電可以從不同段兩出線取得電源同時一段母線發(fā)生故障分段斷路器自動將故障段切除保證正常段母線不間斷供電 以上三種方案相比較方案三的可靠性略高于方案一其經(jīng)濟(jì)性略低于方案二操作靈活性居于方案一三之中根據(jù)原始資料方案三滿足要求而且根據(jù)可靠性靈活性經(jīng)濟(jì)性只有方案三更適合于本次設(shè)計切身利益故選擇方案三 第三章 短路電流計算 第一節(jié) 概述 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)最常見同時也是最危險 的故障是發(fā)生各種型式的短路因?yàn)樗鼈儠獾狡茐膶τ脩舻恼９╇姾碗姎庠O(shè)備的正常運(yùn)行 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障所謂短路是指一切不正常的相與相之間或相與地對于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)發(fā)生通路的情況 在三相系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路有三相短路兩相短路兩相接地短路和單相接地短路其中三相短路是對稱短路系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時一樣仍處于對稱狀態(tài)其他類型的短路都是不對稱短路 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明在各種類型的短路中單相短路占大多數(shù)兩相短路較少三相短路的機(jī)會最少但三相短路雖然很少發(fā)生其情況較嚴(yán)重應(yīng)給以足夠的重視因此我們都采用三相短路來計算短路電 流并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性 第二節(jié) 短路計算的目的及假設(shè) 一短路電流計算是變電所電氣設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié) 其計算目的是 1 在選擇電氣主接線時為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等均需進(jìn)行必要的短路電流計算 2 在選擇電氣設(shè)備時為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠地工作同時又力求節(jié)約資金這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算 3 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離 4 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時需以各種短路時的短路電流為依據(jù) 5 按接地裝置的設(shè) 計也需用短路電流 二短路電流計算的一般規(guī)定 1 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃一般為本期工程建成后5～ 10 年確定短路電流計算時應(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)饔玫膶?dǎo)步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響 3 選擇導(dǎo)體和電器時對不帶電抗器回路的計算短路點(diǎn)應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點(diǎn) 4 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定熱 穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算 三短路計算基本假設(shè) 1 正常工作時三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行 2 所有電源的電動勢相位角相同 3 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發(fā)生變化 4 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流 5 元件的電阻略去輸電線路的電容略去不計及不計負(fù)荷的影響 6 系統(tǒng)短路時是金屬性短路 四基準(zhǔn)值 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗采用標(biāo)幺值進(jìn)行計算為了計算方便選取如下基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)容量 Sj 100MVA 基準(zhǔn)電壓 VgKV 105 115 230 基準(zhǔn)電 流 IjKA 0502 0251 五短路電流計算的步驟 1 計算各元件電抗標(biāo)幺值并折算為同一基準(zhǔn)容量下 2 給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖 3 選擇短路點(diǎn) 4 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值并計算短路電流標(biāo)幺值有名值 標(biāo)幺值 I d 有名值 Idi IdI j 5 計算短路容量短路電流沖擊值 短路容量 S VjI 短路電流沖擊值 Icj 255I 6 列出短路電流計算結(jié)果 具體短路電流計算具體見計算說明書 第四章 電氣設(shè)備的選擇 第 一節(jié) 概述 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和