【正文】 （3）系統(tǒng) 110kV 母線短路電流標幺值為 20（SB = 100 MVA）。應根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。 主接線設計的基本要求根據(jù)我國能源部關于《220~500kV 變電所設計技術規(guī)程 》SDJ2—88 規(guī)定：“變電所的電氣主接線應根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負荷性質、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設備特點等條件確定。經(jīng)過長期運行實踐的考驗，對以往所采用的主接線，經(jīng)過優(yōu)先，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路，調配電源和負荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下、檢修方式下以及特殊運行方式下的調度要求。隨 著 電 力 事 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 往 往 需 要 對 已 經(jīng) 投 運 的 變 電 站 進 行 擴建 ， 從 變 壓 器 直 至 饋 線 數(shù) 均 有 擴 建 的 可 能 。它對電氣設備選擇,配電裝置的布置及運行的可靠性和經(jīng)濟性等都有重大的影響。6～110KV 高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。(3)、適用范圍一般只適用于一臺變壓器的以下三種情況：1） 6～220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回；2） 35～63KV 配電裝置的出線回路不超過 3 回；3） 110～220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回。1 2 3 4WOQFⅠ Ⅱ圖 22 單母線分段接線 雙母線接線(如圖 2–3)ⅠⅡTQF W1 2 3 4圖 2–3 雙母線接線（TQF母線聯(lián)絡斷路器）雙母線接線，其中一組為工作母線，一組為備用母線，并通過母線聯(lián)絡路斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，由于母線繼電保護的要求，按一般回路母線連接的方式運行。完成母線轉換后，再斷開母聯(lián)斷路器TQF 及其兩側的隔離開關，即可對原工作母線進行檢修。當有雙回架空線路時，可以順序布置，以至接線不同的母線段時不會如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。為了避免隔離開關誤操作,需要隔離開關和斷路器之間裝設聯(lián)鎖裝置。(1)旁路母線的三種接線方式 1)、有專用旁路斷路器( 如圖 25)進出線斷路器檢修時，由專用旁路斷路器代替,通過旁路母線供電,對雙母線的運行設有影響。雙母線成單母線，破壞了雙母線固定接線的運行方式，增加了進出線回路母線隔離開關的倒閘操作。因此，一般需設置旁路母線或旁路隔離開關。（1）內(nèi)橋形接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。為避免此缺點，可加裝正常斷開運行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關，在跨條上須加裝兩組隔離開關。2）橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。此外，線路有穿越功率時，也宜采用外橋形接線。2） 沒有匯流母線，在接線的任意段上發(fā)生故障，只需切除這一段及與其相連接的元件，對系統(tǒng)運行的影響較小。5） 占地面積少。2） 每一進出線回路都江堰市連接著兩臺斷路器，每一臺斷路器又連著兩個回路，從而使繼電保護和控制回路較單、雙母線接線復雜。三角形接線四角形接線角形接線如圖 29 主接線的選擇與設計本次設計題目為 110KV 變電所電氣一次部分設計。負荷主要為一、二級負，所以選用兩臺三繞組變壓器并聯(lián)運行。方案三如圖 23 所示，110kV 側采用單母線分段能滿足可靠性，靈活性，經(jīng)濟性要求，對 35kV、10kV 側均采用單母線分段接線，調度靈活，擴建方便。綜上所述，選用方案三、方案四進行短路計算、經(jīng)濟性比較。 電力網(wǎng)中性點接地方式有中性點直接接地和中性點非直接接地。主變壓器的110KV～500KV 側采用中性點直接接地方式；6～63KV 電網(wǎng)采用中性點不接地方式。 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 選擇主變壓器臺數(shù)應考慮下列原則：應滿足用電負荷對供電可靠性的要求，對供有大量一、二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷供電。 根據(jù)對多數(shù)的終端分支和變電所的統(tǒng)計表明，變電所的容量按下式計算ST≈（——） MP因本變電所裝有兩臺主變壓器，每臺變壓器的容量 ST 應該同時滿足以下條件：任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足計算負荷 的大約 70%的需要，即：MPST≈ M其負荷為：35kV 側：最大 20MVA，最小 15MVA，10kV 側：最大 30MVA，最小 15MVA，則SC=*(20MVA+30MVA)=35MVA根據(jù)設計要求變壓器要滿足常調壓要求，所以選擇 110KV 三繞組有載調壓電力變壓器故選擇主變壓器的型號為：SFSZL7—40000/110其主要參數(shù)如下：兩臺三繞組主變壓器 SFSZL7—40000/110表（31）型號 SFSZL7—40000/110額定容量（KVA） 40000高 110中 主接頭額定電壓（KV）低 ，11高中 高低 阻抗電壓（%）中低 繞組連接方式 YN，yn0,d11 功率因數(shù)和無功功率補償絕大多數(shù)用電設備，它們都要從電網(wǎng)吸收大量無功電流來產(chǎn)生交變磁場，其功率因數(shù)均小于 1。正是由于功率因數(shù)在供配電系統(tǒng)中影響很大，所以要求電力用戶功率因數(shù)達到一定的值，低于某一定值時就必須進行功率補償。提高自然功率因數(shù)，就是不添加任何補償設備，采用科學措施減少用電設備送往無功功率的需要量，使供配電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。有功損耗小，約為 %—%,而同步調相機約為 %—3%；無旋轉部分，運行維護方便；可按系統(tǒng)需要，增加或減少安裝容量和改變安裝地點；個別電容器損壞不影響整個裝置運行；短路時，同步調相機增加短路電流，增大了用戶開關的斷流容量，電容器無此缺點。采用固定補償：在變電所 10KV 側的母線上進行人工補償，一般采用固定補償，即補償電容器不隨負荷變化投入或切除，其補償容量按下式計算： Qcc=Pav(tan av1 tan av2)?式中, Qcc 為補償容量；P av 為平均有功負荷；P av= KAl Pc，P c 為有功計算負荷，K Al 為有功負荷系數(shù)， tan av1 為補償前平均功率因數(shù)角的正切值， tan av2 為補償前平均功率因數(shù)?角的正切值， tan av1 tan av2 稱為補償率。為了提高電網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平，根據(jù)無功補償?shù)幕驹瓌t，在 10kV 每段母線上各接一組由開關投切的 分檔投切并聯(lián)電容器成套裝置，供調節(jié)系統(tǒng)的無功負荷。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部短路故障的 70%在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍甚至大幾十倍，通可達數(shù)千安，短路電流通過電氣設備和導線必然要產(chǎn)生很大的電動力，并且使設備溫度急劇上升有可能損壞設備和電纜。 短路電流采用的假設條件和原則（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。(5)電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50%負荷接在高壓母線上，50%負荷接在系統(tǒng)側。(9)除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去不（10）元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍。Uj= Uav = =115kvSj──基準容量 100（MVA）；基準電流 IJ=基準電抗 XJ=132Ω對側 110KV 母線短路容量標幺值Skt=30對側 110KV 母線短路容流標幺值IKT=Skt=30對側 110KV 系統(tǒng)短路阻抗標幺值XS=1/30=（查電氣設備手冊架空線 LGJ—300/35KM 的電阻率為 ）XS=+(*35)/132/2= SZL7—4000/110 三繞組變壓器高壓、中壓、低壓的電抗值：由變壓器參數(shù)得，繞組間短路電壓值：U 高中 =% U 高低 =% U 中低 =% X1=1/2*(U 高中 +U 高低 U 中低 )=X2=1/2*(U 高中 +U 中低 U 高低 )=X3=1/2*(U 高低 +U 中低 U 高中 )=標幺值：X1*=X1/100*(SJ/SN)=*(100/40)=X2*=X2/100*(SJ/SN)=*(100/40)=X3*=X3/100*(SJ/SN)=*(100/40)=110KV 母線等值電抗 Xs*= 主接線短路電流的計算已知 110KV 系統(tǒng)這算到 110KV 母線上的鞥之電抗 Xs*=當 d1 短路時圖（42 ）Id1,=1/XS=1/= 求短路電流有名值 IJ=SJ/ UJ= KA3Id1=Id1,*IJ= KA求沖擊電流 Ish= Id1= Id1=Sd1= UJ*Id1=5 主要電氣設備選擇電氣選擇的一般原則為應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展； ○1應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗:年最高溫度：38℃ 年最低溫度：5℃ 年平均溫度○220℃ 海拔高度：200m 雷暴日數(shù)：30 日/ 年 土質：粘土、土壤電阻率 ρ＜250 歐．米 應力求技術先進和經(jīng)濟合理；○3與整個工程的建設標準應協(xié)調一致；○4同類設備應盡量減少品種。項目按工作電壓選擇按工作電流選擇按斷流容量選擇按動穩(wěn)定校驗按熱穩(wěn)定校驗斷路器Uzd≥Ug Ie≥Ig Idn≥I〃 igf≥ich It≥I∞tjt 斷路器是供電系統(tǒng)是最重要的開關電器，它不僅能安全地切合負荷電流，而且更重要的是它還有可靠和迅速地切除短路電流。 110kV最大持續(xù)工作電流 Imax=393（A）根據(jù) Uns 和 Imax，選擇 LW6110 型斷路器。由《電力工程電氣設備手冊》查得，固有分閘時間 tim= s ta 取 tk=tpr+tim+ta=3++=Qk= tk(I’’2+10 )/12= (KA)2S2tkTI?It2t=402*2=3200(KA)2S列出所選斷路器有關參數(shù)與計算結果相比較計算結果 LW6110Ug 10kV Uzd 10kVIg 2572A Ie 3150AI〃 Idn 40KAich igf 100KAQk (KA)2S It2t 3200(KA)2S由上表可見各項條件均滿足要求，故所選 ZN10/315040 型真空斷路器合格。列出所選隔離開關有關參數(shù)與計算結果相比較計算結果 GW4110Ug 110kV Uzd 110kVIg 393A Ie 630A項目按工作電壓選擇按工作電流選擇按斷流容量選擇按動穩(wěn)定校驗按熱穩(wěn)定校驗隔離開關Uzd≥Ug Ie≥Ig — — —由上表可見各項條件均滿足要求，故所選 GW4110 型戶外高壓隔離開關合格。列出所選隔離開關有關參數(shù)與計算結果相比較計算結果 GN1010T/3000Ug 10kV Uzd 10kVIg 2572A Ie 3000A由上表可見各項條件均滿足要求，故所選 GN1010T/3000 型戶內(nèi)高壓隔離開關合格。（1）導體截面按長期發(fā)熱允許電流選擇查表得計及日照時屋外管形導體在實際環(huán)境溫度 40 ℃時 K=根據(jù) Imax≤KI80求出 I80≥393/=390A查表選出符合條件的管形鋁錳合金導體導體尺寸(mm)導體截面（ mm2）導體最高允許溫度為 80 時的載流量（A）截面系數(shù)W（ cm3）慣性半徑r1(cm)慣性矩J(cm4)φ30/25 216 565 φ40/35 294 712 （2）電暈電壓校驗當所選管形導體外徑大于、等于下列數(shù)值時，可不進行電暈電壓校驗：110kV LGJ70/φ20由于所選管形鋁錳合金導體外徑 φ30 或 φ40，故不進行電暈電壓校驗（3）熱穩(wěn)定校驗若計及集膚效應系數(shù) Ks 的影響，可得由熱穩(wěn)定決定的導體最小截面為Smin= CQkKs查表得 40 ℃時鋁錳合金的 C=99 管形導體 Ks=1Qk= tk(I’’2+10 )/12= (KA)2S= *106（A 2S）2tkTI?則 Smin= =264 （mm 2）s由于 216〈264〈294故選擇導體截面 294（導體尺寸 φ40/35）的 LF21 管形鋁錳合金導體經(jīng)過校驗，選擇單條 LF21—φ40/35 的管形鋁錳合金母線 35kV 側35kV 母線采用單母分段帶旁母接線，Imax=637 A年最高氣溫 40 ℃ 年最低氣溫 －25 ℃ 年平均氣溫 20 ℃35kV 母線采用單條矩形母線，LMY 鋁導體?？紤]到母線處于室內(nèi)，載流量要求高，故選擇三相水平布置，導體豎放。互感器變比 400/5 準確等級 列出所選斷路器有關參數(shù)與計算結果相比較計算結果 LB3110Ug 110kV Uzd 110kVIg 393A Ie 400A 由上表可見各項條件均滿足要求，故所選 LB3110 型套管式電流互感器合格。 互感器變比 3000/5 準確等級 列出所選斷路器