【正文】 。 短路電流計(jì)算的規(guī)定 為了簡化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出 以 下規(guī)定： （ 1） 所有的電源電動(dòng)勢(shì)相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢(shì)和電流是對(duì)稱的。 ④任一回路中的 QF，如拒動(dòng)或因故不能操作時(shí)，可用母聯(lián)代替操作。任一段母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判斷故障后，斷開分段隔離 開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電 。 經(jīng)濟(jì)性 主接線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾，所以應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 根據(jù)《 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) (電氣一次部分 ） 》 中有關(guān) 規(guī)定： “變電所的電氣主接線應(yīng)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(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。 綜上所述， 110kV 變電 站冷卻方式宜采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。在保證供電可靠性的前提下，減少事故的發(fā)生，降低運(yùn)行費(fèi)用。故該 110kV 變電站主變應(yīng)采用的繞組連接方式為： YN， ? 。 油浸自冷 式就是以油的自然對(duì)流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對(duì)流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設(shè)備。 （ 4） 考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響 變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。 （ 3） 變電所全部停電的可能性 。當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路兼作旁路斷路器的接線。 ⑤ 設(shè)備少，投資少，土建工作和費(fèi)用較少，可以兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安，短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)將變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，母線上電壓低于電動(dòng)機(jī)的反 電勢(shì)。故在 110kV 側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。顯然，單個(gè)單相式互感器的二次繞組電壓為 100V，而其余可獲得相間電壓的接線方式，二次繞組電壓為 100/ V；電壓互感器開口三角形的輔助繞組電壓用于 35kV 及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的電壓為 100/3V， 而用于 110kV 及以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的為 100V。 （ 3） 220kV 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 防雷保護(hù)的特點(diǎn) (1)變電站屬于“集中型”設(shè)計(jì)，直接雷擊防護(hù)以避雷針為主； (2)變電站設(shè)備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的 過電壓波會(huì)運(yùn)動(dòng)至變電站，對(duì)電氣設(shè)備過程威脅。 1 1 0 k V0 . 0 5 6EE= 1 . 0= 1 . 00 . 0 6 7 E= 圖 d1點(diǎn)短路等值網(wǎng)絡(luò)圖 等值網(wǎng)絡(luò) 電抗的標(biāo)幺值： 0 4 5 ]0 1 )0 5 1 () 2 [(*1 ??????X 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值： 1 1 0 k V0 . 0 5 6①②0 . 0 1 20 . 0 2 40 . 0 60 . 2 80 . 0 5 31 0 k V1 1 0 k V1 1 0 k V④③EE= 1 . 0= 1 . 00 . 0 1 21 1 0 k V1 0 k V1 1 0 k V1 1 0 k V0 . 0 5 60 . 0 4 0 . 0 20 . 0 30 . 0 60 . 0 60 . 5 3①②③④畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 *I? = ?*I =*11X = = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時(shí)的短路電流相等，三相 短路電流有名值為： I? =avBUSI3*? = ??? 沖擊電流為： kAkII imch ??????? kim—— 沖擊系數(shù)，取 。 skAtIIIQkttPkk 222222220 2412 ）（）（ ???????????? 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所選隔離開關(guān)列表比較見表 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 10kV 側(cè)隔離開關(guān) （ 1） 額定電壓的選擇 kVUU NSN 10?? （ 2） 額定電流的選擇 ?NI AI 3000)10max( ? （ 3） 極限通過電流選擇 7028ckes ?? 根據(jù) UN、 Imax、 ies 以及安裝條件，查設(shè)備手冊(cè)， GN1010T/3000 戶內(nèi)型高壓隔離開關(guān)。 1 0 k VE = 1 . 00 . 0 6 9 0 . 5 3 E= 圖 d2點(diǎn)短路 等值網(wǎng)絡(luò)圖 等值網(wǎng)絡(luò) 電抗的標(biāo)幺值： 5 9 1 ) 2 (0 1 5 *1 ??????? ）（X 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算： *I? = ?*I =*21X = = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I? =avBUSI3*? = ?? = 沖擊電流為： kAkIi imch ??????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 短路全電流最大有效值為： ??? = kA... 8613189511 ?? 短路容量為： IUS B??3 = M V A.... 951 6 61895107 3 21 ??? （ 3） d3 點(diǎn)短路時(shí) ， UP=110kV，等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。所以變電站要采取周密的過電壓防護(hù)措施； (4)為了充分發(fā)揮防雷設(shè)備的保護(hù)作用，變電站應(yīng)有良好的接地系統(tǒng)。 下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器： （ 1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但 變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。 電壓互感器的 具體選擇和校驗(yàn)過程見計(jì)算書。因而被大量使用于35kV 及以下的電壓等級(jí)中。 （ 8） 以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值 3,可以認(rèn)為電源容量為無限大容量的系統(tǒng) ,短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。 為了達(dá)到上述目的，須計(jì)算出下列各短路參數(shù) I″— 次暫態(tài)短路電流，用來 作 為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器額定斷流容量。 綜合比較，本次設(shè)計(jì)在 110kV 母線上采用單母線分段 帶旁路母線 接線的形式。 110kV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) （ 1） 初選 方案 因本所 初期設(shè)計(jì) 2 回進(jìn)線 2 回出線，最終 2 回進(jìn)線 4 回出線 ，故 110kV 變電站電氣主接線 可 采用單母線分段接線或單母線分段帶旁路接線。 靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，靈活性主要包括以下幾個(gè)方面： （ 1） 操作的方便性：電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過程中出差錯(cuò) 。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性要求低。加裝風(fēng)冷后可使變壓器的容量增加 30%～ 35%。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在 +5％ 以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到 +30％ 。變電站的設(shè)計(jì)在滿足國家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡量考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。 變壓器相數(shù)的選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。例如，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。尤其是火電廠，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。 ② 兩段母線同時(shí)發(fā)生故障的機(jī)率甚小，可以不予考慮 。 ② 一組母線故障后，該母 線上的所有進(jìn)出線都要停電，但能迅速恢復(fù)供電。 I — 三 相短路電流有效值，用來檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。 具體短路電流計(jì)算詳見計(jì)算說明書。 選擇 隔離開關(guān) 時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求 ： （ 1） 隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔 開。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。 （ 4） SF6 全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。 10kV 側(cè) 電網(wǎng)額定電壓 kV10?NSU 由于 10kV 側(cè)加上了電抗器，工作電流按電抗器額定電流確定，則進(jìn)線最大持續(xù)工作電流為 AII 電 抗器Ng 3 0 0 0m a x ?? 出線最大持續(xù)工作電流 應(yīng)按 本側(cè) 最大負(fù)荷進(jìn)行考慮和選擇 AU PI NS fg 30 o s3 a x ??? ??? ? 即： I(10)=3000A。 表 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所選隔離開關(guān)列表比較表 計(jì)算結(jié)果 GN1010T/3000 UNs (kV) 10 UN (kV) 10 Imax (A) 3000 IN (A) 3000 Qk (kA)2 s I 2t t(kA)2 s 4800 chi (kA) esi (kA) 160 由以上可知，所選隔離開關(guān)校驗(yàn)全部合格。 表 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所選斷路器參數(shù)比較表 計(jì)算結(jié)果 ZN12/315040 UNs (kV) 10 UN (kV) 10 Imax (A) 3000 IN (A) 3150 I? (kA) INbr (kA) 40 Qk (kA)2 s I2t t(kA)2 s 4800 chi (kA) esi (kA) 100 由以上可知，所選斷路器校驗(yàn)全部合格。 （ 3） 短路計(jì)算點(diǎn)的選擇：短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。 綜上所述本變電站配電裝置設(shè)計(jì)如下： 本變電站有二個(gè)電壓等級(jí)， 110kV側(cè)單母分段帶旁路母線接線，采用屋外中型單列布置 ,架空進(jìn)出線； 10kV側(cè)單母線分段母線接線，采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置，電纜出線。 避雷器的選擇 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)工作電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 本變電所 10kV的最終回路較多，因此 10kV 母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜 。 （ 3）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。只有在短路點(diǎn)總電阻大于總電阻的 1/3 時(shí)才加以考慮，此時(shí)采用 阻抗等于電抗計(jì)算 。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。 ④ 正常運(yùn)行時(shí)， QFd 作為分段斷路器工作，一段母線故障， QFd 跳開，不會(huì)影響正常段母線供電。 （ 3） 電能損耗少?？赡芤环N主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能就不是可靠的。應(yīng)根據(jù) 負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式來確定主接線的形式以及所連接的電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化。 （ 3） 10kV 出線最終 15 回，本期 13 回，備用 2 回， Tmax=5500 小時(shí) ，負(fù)荷同時(shí)率 ， 備用總負(fù)荷 4MW,COS? =。 電壓等級(jí)： 110/10kV 線路回?cái)?shù)： 110kV： 2 回，備用 2 回 10kV： 13 回，備用 2 回 電力系統(tǒng)接線簡圖 如下： 圖 電力系統(tǒng)接線簡圖 變電站規(guī)模和電力系統(tǒng)情況 （ 1）變電站性質(zhì)： 110kV 變電站。由于一般電網(wǎng)變電所大約有 25%的非重要負(fù)荷，因此采用式 mn PS ? 來計(jì)算 主變?nèi)萘?對(duì)變電所畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 保證重要負(fù)荷來說是可行的。 主接線的設(shè)計(jì)原則 （ 1） 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。衡量可靠性 的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。 （ 2） 占地面積少。進(jìn)線斷路器故障時(shí)，不重要負(fù)荷停電時(shí)間較長。 接線 簡單清晰，操作方