【正文】 5KV 雙回架空線路向待設(shè)計(jì)的變電所供電。 電氣主接線的主要要求： 可靠性：可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)運(yùn)行實(shí)踐主接線的可靠性是其組合元件 （包括一次不分和二次部分）在運(yùn)行中可靠性的綜合，因此要考慮一次設(shè)備和二次部分的故障及其對(duì)供電的影響，衡量電氣主接線運(yùn)行可靠性的一般準(zhǔn)則是： （ 1） 斷路器檢修時(shí)，是否影響供電、停電的范圍和時(shí)間 （ 2） 線路、斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，停電出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間長(zhǎng)短，能否保證對(duì)重要用戶的不間斷供電。 12 主接線的擬定 待設(shè)計(jì)變壓所為一座 35KV 降壓變電所，以 10KV 電纜線各車間供電，距改變電所 6KM 處有一系統(tǒng)變電所，用 35KV 雙回架空線向待 10 設(shè)計(jì)的變電所供電，在最大運(yùn)行方式下，待設(shè)計(jì)變電所高壓母線上的短路功率為 1000MVA，待設(shè)計(jì)變電所的高壓部分為二進(jìn)二出回路，為減少斷路器數(shù)量及縮小占地面積，可采用內(nèi)橋接線和外橋接線，變電所的低壓部分為二進(jìn)八處回路，同時(shí)考慮以后裝設(shè)兩 組電容量要預(yù)留兩個(gè)出線間隔，故 10KV 回路應(yīng)至少設(shè)有 10 回出線，其中，一車間和二車間為Ⅰ類負(fù)荷，其余為Ⅱ類負(fù)荷，其主接線可采用單母不分段接線，單母分段接線和單母分段帶旁路接線，綜上所述，該變電所的主接線形式初步擬定為 6 種，如下圖 21 所示 圖 21（ a）方案一 11 圖 21（ b）方案二 12 圖 21（ c）方案三 圖 21（ d）方案四 13 圖 21（ e）方案五 圖 21（ f）方案六 13 主接線的比較與選定 131 技術(shù)比較 內(nèi)橋線路的特點(diǎn)： （ 1）線路操作方便 （ 2）正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜 （ 3）橋回路故障或檢修時(shí)全廠分列為兩部分，使兩個(gè)單元間失去聯(lián) 14 系 內(nèi)橋接線試用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長(zhǎng)，故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的發(fā)電廠和變電站中。 b) 旁路斷路器代替各回路斷路器的倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。 方案三語方案二相比，方案三多設(shè)了一條 10KV 母線， 1 臺(tái)旁路母聯(lián) 17 斷路器及隔離開關(guān)。 18 LKPm??? 式中 mP 為通過線路的最大持續(xù)功率， L 為線路長(zhǎng)度， K 為線路有功損耗系數(shù)。其接入方式有三種，如下圖 23 所示： 20 圖23（ a） 圖 23（ b） 21 圖 23（ c） 其中 圖 23（ a）兩臺(tái)所用變均從外部電源引進(jìn)，其供電可靠 性最高，但由于接入電源電壓較高（ 35KV） ,投資成本也較大；圖 23（ c）的所用變投資成本最低但其可靠性較低； 圖 23（ b）的所用電源接入形式，當(dāng)該變電站的兩臺(tái)主變壓器都發(fā)生故障時(shí)，一號(hào)所用變又外不電源接入，可以保證變電所的所用電正常。Ⅰ類負(fù)荷要求有很高的供電可靠性，對(duì)于Ⅰ類用戶通常應(yīng)設(shè)置兩路以上相互獨(dú)立的電源供電，同時(shí)Ⅱ類負(fù)荷也要求有較高的供電可靠性，由選擇原則的第 2 點(diǎn)結(jié)合待設(shè)計(jì)變電站的實(shí)際情況，為提高對(duì)用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺(tái)相同容量的主變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)來說投資大、占地多、運(yùn)行規(guī)模也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量，待設(shè)計(jì)變電所謂 35KV 降壓變電所，在滿足供電可靠性的前提下，為減少投資，故選用三項(xiàng)變壓器。即使只有極微量的水滲入油中，也會(huì)嚴(yán)重地影響油的絕緣性能。 （ 6） 水內(nèi)冷變壓器：變壓器繞組用空心導(dǎo)體制成，在運(yùn)行中將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)將變壓器中熱量帶走，但水系統(tǒng)比較復(fù)雜且變壓器價(jià)格 比較高。且分別接在兩個(gè)獨(dú)立引接點(diǎn)。則： )( KWP ??????? )( KWP ??????? ?????? ?? PPKS （ KVA） 由以上數(shù)據(jù)查表得選擇所用變的型號(hào)及相關(guān)參數(shù)如下表 12 所示： 29 表 22 型號(hào) 額定電壓 (kV) 額定容量（ KVA） 連接 組別 損耗（ KW） 阻抗電壓 空載電流 高壓 低壓 空載 負(fù)載 S9100/35 %535? 100 Yyn0 % % S9 80 Yyn0 % % 第三章 短路電流的計(jì)算 31 短路的基本知識(shí) 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的破壞多數(shù)是由于短路故障引起的，系統(tǒng)中將出現(xiàn)比正常運(yùn)行時(shí)的額定電流大許多倍的短路電流，其數(shù)值可達(dá)幾萬甚至幾十萬安。選擇電氣設(shè)備時(shí)通常用三相短路電流，效驗(yàn)繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏度時(shí)用兩相短路、單相短路電流或單相接地電流。 （ 3） 電氣主接線方案的比較和選擇。 短路電流計(jì)算還有 很多其他目的，如確定中性點(diǎn)的接地方式，驗(yàn) 32 算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等。 （ 3） 變壓器的勵(lì)磁電流和電阻、架空線的電阻和相對(duì)地電容均略去，都用純電抗表示。 34 短路電流的計(jì)算步驟 把該變電站主接線圖中去掉不參與短路電流計(jì)算的開關(guān)設(shè)備，得到短路電流計(jì)算圖如 31 所示 1U =35kv 1K 2U =10 kV 2K 電力系統(tǒng) 架空線路 變壓器 ??S kml 6? kvAS N 8000? kmX / ??? %?kU 圖 31 求各元件的電抗標(biāo)么值，取 BS =100MVA， avrUUB ? 34 線路： 220 ?????? av rBL U SlXX 變壓器： % ?????? NBKT SSUX 當(dāng)在 K1 處發(fā)生三相短路時(shí)，作出等值電路圖，如圖 32 所示 ?LX1 1K ?LX2 最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為： ???? ???? LL XXX 無限大容量電源 1??E 短路電流周期分量的標(biāo)么值 1// ??? ???? XEI 有名值 )(?????? ?? 35 沖擊電流 )( // KAIKi i mpi mp ????? 短路全電流最大有效值 )()()1(21 22// KAKII i mpi mp ????????? 短路容量 )(1 1 4 0 0// M V AISS B ???? ? 最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為 : ??X = ?LX = 無限大容量電源 ?E =1 短路電流周期分量的標(biāo)么值 1// ???I 有名值 )(????? ? 沖擊電流 )( // KAIKi i mpi mp ????? 短路容量 )(5 7 0 0// M V AISS B ???? ? 當(dāng)在 K2 處發(fā)生三相短路時(shí)，作出等值電路圖如下 33 所示 36 ?LX1 ?TX3 1K ?LX2 ?TX4 最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為 )()X)/ / (XX(XX T4L2T3L1 ??????? ?????? 無限大容量電源 ?E =1 短路電流周期分量的標(biāo)么值 1I // ??? ???? XE 有名值 )( ????? ? 沖擊電流 )( // KAIKi i mpi mp ????? 短路全電流最大有效值 )()()1(21 22// KAKII i m pi m p ????????? 短路容量 )(1 7 0 0// M V AISS B ???? ? 37 最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為 1 1 7 ????? ???? TL XXX 無限大容量電源 ?E =1 短路電流周期分量的標(biāo)么值 1// ???? ??? XEI 有名值 )( ????? ? 沖擊電流 )( // KAIKi i mpi mp ????? 短路全電流最大有效 值 )()()1(21 22// KAKII i m pi m p ????????? 短路容量 )(???? ? 短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn) 運(yùn)行方式 電源至 短路點(diǎn)電 抗標(biāo)么短路電 流周期分 量有名沖擊電流 imp（ KA） 全電流impI （ KA） 短路容量 S（ MVA） 38 值 ??X 值 //I（ KA） K1 最大 1140 最 小 570 K2 最大 179 最小 90 第四章 設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 41 電氣選擇的一般條件 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。例如，當(dāng)?shù)睾０胃叨瘸^制造部門規(guī)定之值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相 應(yīng)減小，是空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當(dāng)海拔在1000~3500m 范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 100m，則最大工作電壓要下降 1%。 412 按短路情況校驗(yàn) ㈠ 、 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值，既滿足熱穩(wěn)定的條件為： rd ? 或 tItI rjz 22 ?? 式中 dQ —— 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； rQ —— 短路時(shí)導(dǎo)體和電器設(shè)備允許的熱效應(yīng)； 42 rI —— 時(shí)間 t 內(nèi)允許通過的短時(shí)熱穩(wěn)定電流（或短時(shí)耐受電流）。 （ 2） 具有足夠的開斷能力。 （ 5） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理。 (1)限流式高壓熔斷器一般不宜使用在電網(wǎng)工作電壓低于熔斷器額定電壓的電網(wǎng)中，以避免熔斷器熔斷截流式產(chǎn)生的過電壓超過電網(wǎng)允許的 倍工作相電壓。當(dāng)電網(wǎng)裝有其他接地保護(hù)時(shí)，回路中最大電流與負(fù)荷電流之和不應(yīng)超過最小熔斷電流。 (5)除保護(hù)防雷用電容器的熔斷器外，當(dāng)高壓熔斷器的斷流容量不能滿足被保護(hù)回路短路容量要求時(shí)，可在熔斷器回路中裝設(shè)限流電阻等措施限制短路電流。鋁的電阻率雖為銅的 倍，但密度只有銅的%30 ，我國鋁的儲(chǔ)量豐富，價(jià)格較低，一般都采用鋁質(zhì)材料。該變電所的歷年平均最高氣溫為 攝氏度。 432 10 kV 電纜的選擇與校驗(yàn) （ 1） 定電壓： maxmax gy UU ? kVUU Ng a x ?? （ 2） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面： ? ?AU QPINg5 0 0103 3 9 1 07 7 4 0*3 2222m a x ?????? ? ? 查導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度表得 2/ mmAJ ? 2m a x mmJIS g ??? 61 根據(jù)以上數(shù)據(jù)初步選用 YJLV — 10 ， S=300 的電力電纜。 由于二次電流已標(biāo)準(zhǔn)化為 5A，負(fù)荷主要決定于外部阻抗 2Z ，其表達(dá)式為 63 jds RR ??? ? ZZ 2 式中 2Z —— 二次負(fù)荷的外部阻抗， ? ； ?sZ —— 連接儀表串聯(lián)繞組的阻抗， ? ； dR —— 二次連接 導(dǎo)線的電阻， ? ； jR —— 連接導(dǎo)線接頭的接觸電阻， ? 。 443 互感器的配置 ㈠電壓互感器的配置 在變電所的運(yùn)行中，各種測(cè)量?jī)x表及保護(hù)裝置都要測(cè)量得各級(jí)的電壓的數(shù)值，而且要求不受運(yùn)行方式改變的影響，所以在每條母線或每段母線上，以及橋式接線的兩端都必須配置電壓互感器。 串聯(lián)補(bǔ)償裝置 （ 1）對(duì) 110 kV 及以下電網(wǎng)中串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，主要用于減少線路電壓降，降低受端電壓 波動(dòng)，提高供電水平和質(zhì)量。它們向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無功，以補(bǔ)償多余的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電網(wǎng)電壓。此外，在發(fā)電廠有時(shí)將發(fā)電機(jī)改作調(diào)相機(jī)；在變電所中，或可將并補(bǔ)償裝置連接在 110 kV 母線上。 調(diào)相機(jī)克為專用的也可由同容量的汽輪發(fā)電機(jī)改造為調(diào)相運(yùn)行機(jī)組，因它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行管理維護(hù)工作量大，建筑物也較大，故目前已經(jīng) 很少采用。 并聯(lián)補(bǔ)償裝置 并聯(lián)補(bǔ)償裝置分 并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置、并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置和超高壓并聯(lián)電抗器和調(diào)相機(jī)等。 對(duì)于高壓斷路器要盡量置于保護(hù)區(qū)之內(nèi)。 ㈡電壓互感器類型的選擇 根據(jù)用途和二次負(fù)荷性質(zhì)，選擇電壓互感器的類型及二次接線方式。 電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)，應(yīng)根據(jù)不同的用途選擇，準(zhǔn)確度等級(jí)可分為 、 、 10 級(jí)等幾個(gè)不同的等級(jí)。校驗(yàn)其電壓損耗： 60