【正文】 圖410 35kV側(cè)短路的等值電路圖Y/△變換：計(jì)算轉(zhuǎn)移電抗后電路如下：圖411 35kV側(cè)短路的等值電路圖 。出現(xiàn)短路時(shí)，系統(tǒng)從一種狀態(tài)快速變化到到另一種狀態(tài)，并伴隨有復(fù)雜的機(jī)電暫態(tài)、電磁暫態(tài)和波暫態(tài)現(xiàn)象。 (2)按放電電流來選擇蓄電池的容量，其容量應(yīng)能滿足在事故運(yùn)行時(shí)，供給最大的沖擊負(fù)荷電流的要求。 （3）調(diào)壓方式的確定 為了滿足供電質(zhì)量要求可通過切換變壓器的分接頭開關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。 （2）采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償,采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率以提高功率因數(shù)是目前供配電系統(tǒng)中采用較為普遍的一種補(bǔ)償方法，也叫移相電容器靜止無功補(bǔ)償。3 變電站主變壓器選擇 電力變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的電氣設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，合理確定的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。對(duì)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，還應(yīng)有中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，直接決定著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，一個(gè)優(yōu)良的設(shè)計(jì)，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長(zhǎng)遠(yuǎn)時(shí)間(5~10年)的檢驗(yàn)。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，合理的選擇主接線方案。C。10kV除了向本地區(qū)生活用電外，還向工礦企業(yè)供電，并以35kV電壓向郊區(qū)企業(yè)及幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)負(fù)荷供電。數(shù)字化變電站三個(gè)最重要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)。即便是損耗的比率不是特別大，但電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源源總消耗占的比重約為70％，輸送和分配時(shí)的損耗絕對(duì)值也非常巨大。系統(tǒng)中為了使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯聚2~3個(gè)電源，電壓等級(jí)為220~330kV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)刎?fù)荷用電，中間變電所停電以后，將引起本區(qū)域的部分負(fù)荷供電，重者引起區(qū)域電網(wǎng)解列。良好的電能質(zhì)量即供電的技術(shù)合理性是指電能的電壓、頻率、波形等技術(shù)指標(biāo)要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)變電站及其設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及新變化 新世紀(jì)以來，我國(guó)電力系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，電力建設(shè)得到長(zhǎng)足發(fā)展。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢(shì)。C，年平均氣溫+14176。 (2)具有一定的靈活性 主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度指令靈活的改變運(yùn)行方式，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的將有關(guān)設(shè)備或線路退出系統(tǒng)運(yùn)行。在6~10kV變電所，一般采用單母線接線或單母線分段接線。 （4）繪制電氣主接線對(duì)最終選擇的電氣主接線形式，按照要求，繪出電氣主接線圖。圖23方案三接線圖 對(duì)于上述三種方案綜合考慮： 該地區(qū)海拔170m，海拔并不高，對(duì)變電站設(shè)計(jì)沒有特殊要求，地勢(shì)平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫+42176。由于并列運(yùn)行的變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過10％。當(dāng)這一準(zhǔn)則不能滿足時(shí)，則要考慮采用增加發(fā)電機(jī)或輸電線路等措施。 考慮到變壓器是一種高可靠性的電氣設(shè)備，且在保護(hù)方法上有兩套原理不同的保護(hù)共同構(gòu)成主保護(hù)，所以兩部變壓器同時(shí)故障的可能性較小，基本可以保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷的不間斷供電，對(duì)于特別重要的一級(jí)負(fù)荷如大型三甲醫(yī)院的手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等可以考慮采用不間斷供電模式即除兩個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)供電外還應(yīng)配置不間斷供電系統(tǒng)即UPS和專門的可快速啟動(dòng)并投入供電運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)，并且要求市電的供電開關(guān)和柴油機(jī)的投入運(yùn)行開關(guān)采取聯(lián)動(dòng)處理，UPS只負(fù)責(zé)短暫的過渡性供電任務(wù)。所用變壓器低壓側(cè)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制以提高供電可靠性，動(dòng)力和照明共用一個(gè)電源，所內(nèi)一般設(shè)置檢修電源。 短路電流計(jì)算方法 在電力系統(tǒng)中常用的短路電流計(jì)算法有運(yùn)算曲線法和計(jì)算機(jī)算法。 (3)最大負(fù)荷電流要小于導(dǎo)線的安全工作電流，不能因?yàn)檫^負(fù)荷而造成導(dǎo)線發(fā)熱嚴(yán)重進(jìn)而降低導(dǎo)線的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度直至引發(fā)斷線事故。 短路電流熱效應(yīng)： 短路前導(dǎo)體的工作溫度為： 由插值法得： 所選截面S，能滿足熱穩(wěn)定性要求 斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 高壓斷路器(或稱高壓開關(guān))它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過繼電保護(hù)裝置的作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力，依據(jù)滅弧介質(zhì)的不同可分為：油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。 選擇及校驗(yàn)過程如下： 選擇第大持續(xù)工作電流值進(jìn)行選擇，則有 （1）額定電壓選擇： （2）額定電流選擇： 根據(jù)以上條件查手冊(cè)，選擇的滿足要求的隔離開關(guān)的型號(hào)為GN6—102000型，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表56 GN6—10T200085技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA5sGN6—10T2000851020008551 （3）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 所以， 即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定性用動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kes表示，它等于電流互感器極限通過的電流峰值ies與一次繞組額定電流IN1峰值之比，即 內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)式 在本設(shè)計(jì)中 滿足內(nèi)部穩(wěn)定性要求。 選擇及校驗(yàn)過程如下： （1）額定電壓選擇： （2）額定電流選擇： 根據(jù)以上條件查手冊(cè)，選擇的滿足要求的隔離開關(guān)的型號(hào)為GN2—35T/40052其技術(shù)參數(shù)如下表：表54 GN2—35/40052技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA5s GN2—35/40052354005214 （3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 所以， 即滿足熱穩(wěn)定校 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 根據(jù)表54數(shù)據(jù)，由35kV短路計(jì)算結(jié)果得，所以， 即滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 按最小截面積進(jìn)行校驗(yàn) （57） 當(dāng)所選導(dǎo)體截面積時(shí)，即滿足熱穩(wěn)定性要求。 本設(shè)計(jì)中，要選擇的電氣設(shè)備主要包括：導(dǎo)線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、互感器、和避雷器。 短路的危害及預(yù)防辦法短路對(duì)電力系統(tǒng)危害巨大，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn) ： （1）短路回路電流迅速變的很大，此電流稱為短路電流； （2）產(chǎn)生電弧，燒壞故障元件本身及周圍設(shè)備甚至?xí)＜叭松戆踩? （3）短路電流使發(fā)電機(jī)端電壓下降，也使系統(tǒng)電壓大幅下降，不利于負(fù)荷總的交流電機(jī)尤其是重載電機(jī)的運(yùn)行； （4）電力系統(tǒng)短路時(shí)，系統(tǒng)中功率分布的突然變化和電壓嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)工作的穩(wěn)定性，使整個(gè)系統(tǒng)被解列為幾個(gè)異步運(yùn)行的部分； （5）不對(duì)稱短地短路故障將產(chǎn)生零序電流，它會(huì)在鄰近的線路上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，造成對(duì)通信線路和信號(hào)系統(tǒng)的干擾。 (3)對(duì)于采用復(fù)式整流、電容儲(chǔ)能等整流電源代替蓄電池時(shí)，其交流供電電源由兩種不同電壓等級(jí)取得電源，并裝設(shè)備用電源自接裝置。 （5）冷卻方式的選擇 變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。 主變壓器容量選擇的依據(jù)： （1）主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。并且兩部變壓器并列運(yùn)行時(shí)必須滿足以下條件： (1)并列運(yùn)行變樂器的一次額定、二次額定電壓必須對(duì)應(yīng)相等。缺點(diǎn)是，操作復(fù)雜，10kV側(cè)采用單母線分段接線方式，一級(jí)負(fù)荷占35%左右，二級(jí)負(fù)荷占30%左右，一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷占65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，造價(jià)低，擴(kuò)展性好，缺點(diǎn)是可靠性靈活性差。對(duì)此，應(yīng)予以足夠重視,對(duì)重型設(shè)備如大容量三相變壓器的運(yùn)輸條件亦應(yīng)充分考慮。 我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》對(duì)主接線設(shè)計(jì)作了如下規(guī)定：在滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。電氣主接線直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。5%以內(nèi)。例如，高壓斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備之一，其制造技術(shù)近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間縮短。 電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)是國(guó)家根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力工業(yè)的發(fā)展、運(yùn)行水平，經(jīng)全面經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析后確定的。(1)保證可靠的持續(xù)供電。電力系統(tǒng)供電的可靠性是其能不間斷供電的可靠程度。我國(guó)現(xiàn)階段電力設(shè)備的額定電壓分三類：第一類額定電壓在100V以下，這類電壓主要用與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的照明、蓄電池及開關(guān)設(shè)備的操作電源中；第二類額定電壓高于100V，低于1000V，這類電壓主要用于低壓三相電動(dòng)機(jī)及照明設(shè)備，常見的有380V和660V；第三類額定電壓高于1000V，這類電壓主要用于發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路及設(shè)備。 近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、高可靠性新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，電氣設(shè)備趨于無油化，采用SF6氣體絕緣的設(shè)備價(jià)格不斷下降，伴隨著國(guó)產(chǎn)GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。（三）負(fù)荷資料電壓等級(jí) 負(fù)荷 名稱最大負(fù)荷 MW穿越功率 MW負(fù)荷組成（%）自然力率Tmax（h） 線（km）備注近期遠(yuǎn)景近期遠(yuǎn)景一級(jí)二級(jí)三級(jí) 110kV市甲線152012市乙線152025備用一1035kV化肥廠12403020化肥廠22403020甲鄉(xiāng)鎮(zhèn)23203010乙鄉(xiāng)鎮(zhèn)2203020備用115備用221210kV煤礦1402055002煤礦2402055002開關(guān)廠1203040003電線電纜廠11203045002電線電纜廠21303045002玻璃廠11303050002機(jī)械廠130304000食品廠120304500市區(qū)220403000備用一1備用二1（4） 地形、地質(zhì)、水文、氣象等條件 所址地區(qū)海拔170m,屬輕微地震區(qū)。 電氣主接線設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)規(guī)模龐大的、嚴(yán)密的整體，各個(gè)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)，其主接線的質(zhì)量的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。在110~220kV變電所中，一般采用雙母線。 （2）主接線方案的擬定與選擇設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)任務(wù)書的要求，在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源進(jìn)線數(shù)和出線回路數(shù)、變電所內(nèi)電壓級(jí)別、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)的考慮，可擬定出若干個(gè)可行的主接線方案（近期和遠(yuǎn)景）。方案一的電氣主接線形式如下圖所示：圖21 方案一主接線圖 方案二：110kV側(cè)采用雙母線接線方式，35kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10