【正文】 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，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)該變電站的兩臺主變壓器都發(fā)生故障時(shí)，一號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，為提高對用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺相同容量的主變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對來說投資大、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及相關(guān)參數(shù)如下表 12 所示： 29 表 22 型號 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 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。部分導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度，見下表 43 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式?jīng)Q定： 58 JIS gmax? 式中 maxgI — 正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流。銅的電阻率低，抗腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度大，是很好的導(dǎo)體材料。 保護(hù) 35kV 及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇： bgmnR KI?I 式中 K —— 系數(shù)，當(dāng)不考慮電動機(jī)自起動時(shí)，可取 ～ ；當(dāng)考慮電動機(jī)自起動時(shí)，可取 ～ ； bgmI —— 電力變壓器回路最大工作電流， A。 選擇熔體時(shí)，應(yīng)保證前后兩級熔斷器之間、熔斷器與電源側(cè)繼電保護(hù)之間以及熔斷器與負(fù)荷側(cè)繼電保護(hù)之間動作的選擇性 。 maxgI 與 maxgI 相差不大，以下均已 maxgI 為基準(zhǔn)選設(shè)備。為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動重合閘方式，即在發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)動作使斷路器跳閘，切除故障點(diǎn)的短路電流，經(jīng)很短時(shí)間后斷路器又自動重合閘，恢復(fù)正常供電。 42 高壓斷路器的選擇及校驗(yàn) 421 對高壓斷路器的基本要求 斷路器在電路中擔(dān)負(fù)特別重要的任務(wù)，必須滿足一下基本要求： 43 （ 1） 工作可靠。 我國生產(chǎn)的裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度 ?? 為 25℃，當(dāng)裝置地點(diǎn)環(huán)境溫度在5~50℃范圍內(nèi)變化時(shí)，導(dǎo)體允許通過的電流可按上式修正。 ㈡、額定電壓和最高工作電壓 導(dǎo)體和電器所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓 ewU ，故所選電器和電纜允許最高工作電壓 maxyU 不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 maxgU ，即： maxmax gy UU ? 一般電纜和電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220KV 及以下時(shí)為 eU ；額定電壓為 330~500KV 時(shí)為 eU 。 33 短路故障稱為電力系統(tǒng)的橫向故障，由斷線造成的故障，稱為電力系統(tǒng)的縱向故障。短路 電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)如下： （ 1） 短路發(fā)生前，電力系統(tǒng)是對稱的三相系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，分裂導(dǎo)線在巨大的短路電流作用下，同相次導(dǎo)線間的電磁力很大，使導(dǎo)線產(chǎn)生很大的張力和偏移，在嚴(yán)重情況下，該張力值可達(dá)故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對導(dǎo)線、絕緣子、架構(gòu)等的受力影響很大。 31 （ 2） 繼 電保護(hù)的配置和整定。為限制故障范圍，保護(hù)設(shè)備安全，繼電保護(hù)裝置必須整定在主回路通過短路電流的準(zhǔn)確動作。 K1—— 所用動力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取 K1=； 上得該變電所的主變型號及相關(guān)參數(shù)如下表 11 所示 ∑ P2—— 電熱及照明負(fù)荷之和（ KW） 。 由于油浸式變壓器屋內(nèi)布置需要防火防爆小間，且要考慮通風(fēng)散熱以及事故排油設(shè)施，因此，待設(shè)計(jì)變電所采用干式變壓器。它是利用潛油泵將冷油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯的油管中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，二變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經(jīng)過水