【正文】 第三章 電氣主接線設(shè)計 變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成的一個重要部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、靈活、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布 置等將會產(chǎn)生直接的影響。 一、主接線的設(shè)計原則： 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 44 頁 在進行主接線方式設(shè)計時，應(yīng)考慮以下幾點： 1） 變電所在系統(tǒng)中的地位和作用。 2） 近期和遠期的發(fā)展規(guī)模。 3） 負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響。 4） 主變壓器臺數(shù)對主接線的影響。 5） 備用容量的有無和大小對主接線的影響。 二、主接線的設(shè)計要求： 可靠性： ① 斷路器檢修時 ,能否不影響供電。 ② 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 ③ 變電所全部停電的可能性。 ④ 滿足對用戶的供電可靠性指標(biāo)的要求。 靈活性： ① 調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下、檢修方式以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 ② 檢修要求。可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修，且不影響對及戶的供電。 ③ 擴建要求。應(yīng)留有發(fā)展余地，便于擴建。 經(jīng)濟性： ① 投資??； ② 占地面積??； ③ 電能損失小。 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 44 頁 三、擬定主接線方案 根據(jù)以上要求和本設(shè)計任務(wù)書要求，初步選擇主接線如下： 原始資料： 變電所類 型：降壓變電所 電壓等級： 110/35/10KV 出線情況： 110KV 出線兩回， 35KV 出線 6 回（架空）， 10KV 出線 12 回（其中電纜四回） 負荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電 結(jié)合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權(quán)衡各種接線方式的優(yōu)缺點，將各電壓等級適用的主接線方式列出： 110KV 只有兩回出線，且作為降壓變電所， 110KV 側(cè)無交換潮流，兩回線路都可向變電所供電，亦可一回向變電所供電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經(jīng)濟性來定， 110KV 部分適用的接線方式為內(nèi)橋接線和單母線分段兩種。 35KV 部分可選單 母線分段及單母線分段兼旁路兩種。 10KV 部分定為單母線分段。 這樣，擬定兩種主接線方案： 方案 I： 110KV 采用內(nèi)橋接線， 35KV 采用單母線分段接線， 10KV為單母線分段接線。 方案 II： 110KV 采用單母線分段接線， 35KV 采用單母線分段兼旁路接線， 10KV 為單母線分段接線。 繪出方案 I、方案 II 的 接線 圖 如下 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 44 頁 方案 I 接線圖： 方案 II 接線圖： 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 44 頁 第四章 主接線方案的確定 一、主接線方案的可靠性比較： 110KV 側(cè)： 方案 I：采用內(nèi)橋接 線，當(dāng)一條線路故障或切除時，不影響變壓器運行，不中斷供電；橋連斷路器停運時，兩回路將解列運行，亦不中斷供電。且接線簡單清晰，全部失電的可能性小，但變壓器二次配線及倒閘操作復(fù)雜，易出錯。 方案 II：采用單母線分段接線，任一臺變壓器或線路故障或停運時，不影響其它回路的運行；分段斷路器停運時，兩段母線需解列運華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 44 頁 行，全部失電的可能稍小一些，不易誤操作。 35KV 側(cè)： 方案 I：單母線分段接線，檢修任一臺斷路器時，該回路需停運，分段開關(guān)停運時，兩段母線需解列運行，當(dāng)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 母線不致失電，另一段母線上其它線路需停運。 方案 II：單母線分段兼旁路接線，檢修任一臺斷路器時，都可用旁路斷路器代替；當(dāng)任一母線故障檢修時，旁路斷路器只可代一回線路運行，本段母線上其它線路需停運。 10KV 側(cè)：由于兩方案接線方式一樣，故不做比較。 二、主接線方案的靈活性比較 110KV 側(cè)： 方案 I：操作時，主變的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，擴建方便。線路的投入和切除比較方便。 方案 II：調(diào)度操作時可以靈活地投入和切除線路及變壓器，而且便于擴建。 35KV 側(cè)： 方案 I：運行方式簡便，調(diào)度操作簡單靈活， 易于擴建，但當(dāng)開關(guān)或二次檢修時線路要停運，影響供電。 方案 II：運行方式復(fù)雜，調(diào)度操作復(fù)雜，但可以靈活地投入和切除變壓器和線路，能滿足在事故運行方式，檢修方式及特殊運行方式下的調(diào)度要求，較易于擴建。 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 44 頁 10KV 側(cè)：兩方案相同。 三、主接線方案的經(jīng)濟性比較 將兩方案主要設(shè)備比較列表如下： 項目 方案 主變壓器（臺） 110KV斷路器（臺） 110KV 隔離開關(guān)（組） 35KV 斷路器（臺） 35KV 隔離開關(guān)（組） 10KV設(shè)備 I 2 3 8 8 18 相同 II 2 5 10 8 28 相同 從上表可以 看出，方案 I 比方案 II 少兩臺 110KV 斷路器、兩組110KV 隔離開關(guān)， 10 組 35KV 隔離開關(guān)，方案 I 占地面積相對少一些（ 35KV 側(cè)無旁路母線），所以說方案 I 比方案 II 綜合投資少得多。 四、主接線方案的確定 對方案 I、方案 II 的綜合比較列表，對應(yīng)比較一下它們的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性，從中選擇一個最終方案（因 10KV 側(cè)兩方案相同，不做比較）。 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 44 頁 通過以上比較，經(jīng)濟性上第 I 方案遠優(yōu)于第 II 方案，在可靠性上第 II 方案優(yōu)于第 I 方案，靈活性上第 I 方案遠不如第 II 方案 該變電所為降壓變電所， 110KV 母線無穿越功率，選用內(nèi)橋要優(yōu)于單母線分段接線。又因為 35KV 及 10KV 負荷為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電，在供電可靠性方面要求不是太高，即便是有要求高的，現(xiàn)在 35KV 及 10KV 全為 SF6 或真空斷路器，停電檢修的幾率極小，再加上電網(wǎng)越來越完善， N+1 方案的推行、雙電源供電方案的實施，第方案 項目 方案 I 方案 II 可 靠 性 ① 簡單清晰，設(shè)備少 ② 35KV 母線故障或檢修時，將導(dǎo)致該母線上所帶 3 回出線全停 ③任一主變或 110KV 線路停運時，均不影響 其它回路停運 ④ 各電壓等級有可能出現(xiàn)全部停電的概率不大 ⑤ 操作簡便，誤操作的機率小 ① 簡單清晰，設(shè)備多 ② 35KV 母線檢修時，旁路斷路器要代該母線上的一條線路，給重要用戶供電，任一回路斷路器檢修，均不需停電 ③ 任一主變或 110KV線路停運時，均不影響其它回路停運 ④ 全部停電的概率很小 ⑤ 操作相對簡便，誤操作的機率大 靈 活 性 ① 運行方式簡單，調(diào)度靈活性強 ②便于擴建和發(fā)展 ① 運行方式復(fù)雜，操作煩瑣，特別是 35KV 部分 ② 便于擴建和發(fā)展 經(jīng) 濟 性 ① 高壓斷路器少，投資相對少 ②占地面積 相對小 ① 設(shè)備投資比第 I 方案相對多 ② 占地面積相對大 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 44 頁 I 方案在可靠性上完全可 以滿足要求，第 II 方案增加的投資有些沒必要。 經(jīng)綜合分析，決定選第 I 方案為最終方案，即 110KV 系統(tǒng)采用內(nèi)橋接線、 35KV 系統(tǒng)采用單母分段接線、 10KV 系統(tǒng)為單母線分段接線。 第 五章 短路電流計算 一、短路電流計算的目的 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，需要進行必要的短路電流計算。 在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運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，需要全面的短路電流計算。 在設(shè)計屋外高壓配電 裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 設(shè)計接地裝置時，需用短路電流。 在選擇繼電保護和整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 共 44 頁 二、短路電流計算的一般規(guī)定 計算的基本情況 a．系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。 b．短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 c．所有電源的電動勢相位角相同。 d．應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件。 接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是最大運行方式，不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 計算容量 按該設(shè)計規(guī) 劃容量計算。 短路種類：均按三相短路計算。 短路計算點 在正常運行方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。 三、短路電流計算 選擇計算短路點 在下圖中， d1， d2， d3 分別為選中的三個短路點 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 44 頁 XS 110KV d1 X1 X1 X2 35KV X2 X3 X3 d2 d3 10KV 計算： 已知：（ 1）系統(tǒng)電壓等級為 110KV、 35KV、 10KV，基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，系統(tǒng) 110KV 母線系統(tǒng)短路容量為 3000MVA,110KV 側(cè)為雙回 LGJ300/35KM 架空線供電。 （ 2）視系統(tǒng)為無限大電流源，故暫態(tài)分量等于穩(wěn)態(tài)分量，即 I＂ =I∞，S＂ = S∞ （ 3）主變?yōu)?SFSL163000 型變壓器，基準(zhǔn)容量 Sj=100MVA 基準(zhǔn)電壓 Uj= Ue =115（ KV） 基準(zhǔn)電流 Ij= Sj / 3 Uj=100/(115 3 ) =（ KA） 基準(zhǔn)電抗 Xj=Uj/ 3 Ij= Uj2/ Sj=1152/100=132(Ω ) 華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 44 頁 ∴對側(cè) 110kv 母