【正文】 。 短路電流計算的規(guī)定 為了簡化短路電流的計算方法，在保證計算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出 以 下規(guī)定： （ 1） 所有的電源電動勢相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。 ④任一回路中的 QF，如拒動或因故不能操作時，可用母聯(lián)代替操作。任一段母線故障時，將造成兩段母線同時停電，在判斷故障后，斷開分段隔離 開關，完好段即可恢復供電 。 經(jīng)濟性 主接線的經(jīng)濟性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾，所以應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。 根據(jù)《 電力工程電氣設計手冊 (電氣一次部分 ） 》 中有關 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。 綜上所述， 110kV 變電 站冷卻方式宜采用強迫油循環(huán)風冷。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?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，降低運行費用。故該 110kV 變電站主變應采用的繞組連接方式為： YN， ? 。 油浸自冷 式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設備。 （ 4） 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響 變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產生直接的影響。 （ 3） 變電所全部停電的可能性 。當有旁路母線時，首先宜采用分段斷路兼作旁路斷路器的接線。 ⑤ 設備少，投資少，土建工作和費用較少，可以兩個方向均衡擴建。 在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通常可達數(shù)千安，短路電流通過電氣設備和導線必然要產生很大的電動力，并且使設備溫度急劇上升有可能損壞設備和電纜；在短路點附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動機正常工作；發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，將對通信線路產生干擾；當短路點離發(fā)電廠很近時，將造成發(fā)電機失去同步，而使整個電力系統(tǒng)的運行解列。此時，電動機將變?yōu)榘l(fā)電機運行狀態(tài)，母線上電壓低于電動機的反 電勢。故在 110kV 側采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、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 及以下中性點不接地系統(tǒng)的電壓為 100/3V， 而用于 110kV 及以上的中性點接地系統(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，應在變壓器附近增設一組避雷器。 防雷保護的特點 (1)變電站屬于“集中型”設計，直接雷擊防護以避雷針為主； (2)變電站設備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的 過電壓波會運動至變電站，對電氣設備過程威脅。 1 1 0 k V0 . 0 5 6EE= 1 . 0= 1 . 00 . 0 6 7 E= 圖 d1點短路等值網(wǎng)絡圖 等值網(wǎng)絡 電抗的標幺值： 0 4 5 ]0 1 )0 5 1 () 2 [(*1 ??????X 次暫態(tài)短路電流標么值： 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)設計（論文） 23 *I? = ?*I =*11X = = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時的短路電流相等，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 ）（）（ ???????????? 校驗計算結果與所選隔離開關列表比較見表 。 畢業(yè)設計（論文） 31 10kV 側隔離開關 （ 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，查設備手冊， GN1010T/3000 戶內型高壓隔離開關。 1 0 k VE = 1 . 00 . 0 6 9 0 . 5 3 E= 圖 d2點短路 等值網(wǎng)絡圖 等值網(wǎng)絡 電抗的標幺值： 5 9 1 ) 2 (0 1 5 *1 ??????? ）（X 次暫態(tài)短路電流標么值的計算： *I? = ?*I =*21X = = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I? =avBUSI3*? = ?? = 沖擊電流為： kAkIi imch ??????? 畢業(yè)設計（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 點短路時 ， UP=110kV，等值網(wǎng)絡如圖 。所以變電站要采取周密的過電壓防護措施； (4)為了充分發(fā)揮防雷設備的保護作用，變電站應有良好的接地系統(tǒng)。 下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器： （ 1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但 變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。 電壓互感器的 具體選擇和校驗過程見計算書。因而被大量使用于35kV 及以下的電壓等級中。 （ 8） 以供電電源為基準的電抗標幺值 3,可以認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。 為了達到上述目的，須計算出下列各短路參數(shù) I″— 次暫態(tài)短路電流，用來 作 為繼電保護的整定計算和校驗斷路器額定斷流容量。 綜合比較，本次設計在 110kV 母線上采用單母線分段 帶旁路母線 接線的形式。 110kV 側主接線設計 （ 1） 初選 方案 因本所 初期設計 2 回進線 2 回出線，最終 2 回進線 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 電氣主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉換，靈活性主要包括以下幾個方面： （ 1） 操作的方便性：電氣主接線應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，以便于運行人員掌握，不致在操作過程中出差錯 。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。加裝風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，稱為無勵磁調壓，調壓范圍通常在 +5％ 以內，另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調壓范圍可達到 +30％ 。變電站的設計在滿足國家設計標準的基礎上，盡量考慮當?shù)氐膶嶋H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、可靠性要求及運輸條件等因素。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風扇吹風或循環(huán)水作冷卻介質，把熱量帶走。例如，畢業(yè)設計（論文） 6 當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許切除線路、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，在設計主接線時應留有發(fā)展擴建的余地。 ② 兩段母線同時發(fā)生故障的機率甚小，可以不予考慮 。 ② 一組母線故障后，該母 線上的所有進出線都要停電，但能迅速恢復供電。 I — 三 相短路電流有效值，用來檢驗電器和母線的熱穩(wěn)定。 具體短路電流計算詳見計算說明書。 選擇 隔離開關 時應滿足以下基本要求 ： （ 1） 隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易鑒別設備是否與電網(wǎng)隔 開。電壓互感器應能在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，周期點的兩側都能提取到電壓。 （ 4） SF6 全封閉電器的架空線路側必須裝設避雷器。屋內配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。 10kV 側 電網(wǎng)額定電壓 kV10?NSU 由于 10kV 側加上了電抗器，工作電流按電抗器額定電流確定，則進線最大持續(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 應按 本側 最大負荷進行考慮和選擇 AU PI NS fg 30 o s3 a x ??? ??? ? 即： I(10)=3000A。 表 校驗計算結果與所選隔離開關列表比較表 計算結果 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，所選隔離開關校驗全部合格。 表 校驗計算結果與所選斷路器參數(shù)比較表 計算結果 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，所選斷路器校驗全部合格。 （ 3） 短路計算點的選擇：短路計算點是指在正常接線方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的地點。 綜上所述本變電站配電裝置設計如下： 本變電站有二個電壓等級， 110kV側單母分段帶旁路母線接線，采用屋外中型單列布置 ,架空進出線； 10kV側單母線分段母線接線，采用屋內成套高壓開關柜布置，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備，與被保護的電氣設備并聯(lián)，當工作電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設備。 根據(jù)設計要求， 本變電所 10kV的最終回路較多，因此 10kV 母線應選硬導體為宜 。 （ 3）應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。只有在短路點總電阻大于總電阻的 1/3 時才加以考慮，此時采用 阻抗等于電抗計算 。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 正常運行時， QFd 作為分段斷路器工作，一段母線故障， QFd 跳開，不會影響正常段母線供電。 （ 3） 電能損耗少。可能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就不是可靠的。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的電源數(shù)和出線回數(shù)。當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡較復雜，且投資增大，同時也增加了配電設備及用電保護的復雜性，以及帶來維護和倒閘操作的復雜化。 （ 3） 10kV 出線最終 15 回，本期 13 回，備用 2 回， Tmax=5500 小時 ，負荷同時率 ， 備用總負荷 4MW,COS? =。 電壓等級： 110/10kV 線路回數(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： 110kV 變電站。由于一般電網(wǎng)變電所大約有 25%的非重要負荷，因此采用式 mn PS ? 來計算 主變容量 對變電所畢業(yè)設計（論文） 4 保證重要負荷來說是可行的。 主接線的設計原則 （ 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 的客觀標準是運行實踐，經(jīng)過長期運行實踐的考驗，對以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。 （ 2） 占地面積少。進線斷路器故障時，不重要負荷停電時間較長。 接線 簡單清晰，操作方