【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)用戶的供電。 ③擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過(guò)度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 5 短的情況下，投入變壓器或線路 而不互相干擾，并對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。 經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。與使主接線可靠、靈活，必然要選高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。一般從以下方面考慮： ①投資少。⑴主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；⑵使繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；⑶限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器；⑷如能滿足系 統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求， 110kv 及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。 ②占地面積小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 ③電能損失少。在變電所中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來(lái)自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓器而增加電能損耗。 此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過(guò)兩回。 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序 電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、 初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。 （ 1）對(duì)原始資料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下： ①本工程情況。主要包括：變電所類型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺(tái)數(shù)；運(yùn)行方式等。 ②電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃（ 5～ 10 年）；變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)地方式等。 ③負(fù)荷情況。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)予以辨證地分析。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和增長(zhǎng)速度受政治、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設(shè)計(jì)時(shí)，只依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了，就等于積壓資金；否則電量供應(yīng)不足，就會(huì)影響其他工業(yè)的發(fā)展。 ④環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸?、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特別是我國(guó)土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)予以重視。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。 ⑤設(shè)備制造情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電 器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)性和可靠。 （ 2）擬定主接線方案。根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干沈陽(yáng)工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 個(gè)主接線方案。因?yàn)閷?duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案（近期和遠(yuǎn)期）。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留兩個(gè)或三個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書(shū)要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得最優(yōu)秀的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。 （ 3）主接線經(jīng)濟(jì)比較。 （ 4）短路電流計(jì)算。對(duì)擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。 （ 5）電器設(shè)備的選擇。 主接線的擬定方案及選擇 本變電所的電壓等級(jí)為 220kV/60kV， 220kV 側(cè)有進(jìn)線 2 回， 60kV 側(cè)有出線 12回。根據(jù)主接線設(shè)計(jì)必須滿足供電可靠性，保證電能質(zhì)量，滿足靈活性和方便性，保證經(jīng)濟(jì)性的原則，初步在兩側(cè)各擬定兩個(gè)主接線方案，進(jìn)行選擇： 220kV 側(cè)主接線采用單母線分段和雙母線接線 2種接線方案。 60kV 側(cè)主接線采用單母線分段帶旁路接線和雙母線帶旁路接線 2 種接線方 案。 下面列表比較各種方案的特點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求從中選出最佳方案。 表 220kV側(cè)母線接線比較方式 方案 項(xiàng)目 單母線分段接線 雙母線接線 可靠性 ①對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路。 ②當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常母線不間斷供電。 ①可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。 ②檢修任一母線的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該路。 ③母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。 靈活性 ①當(dāng)出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 ②擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均勻擴(kuò)建。 ①調(diào)度靈活。 ②擴(kuò)建方便。 ③便 于試驗(yàn)。 經(jīng)濟(jì)性 接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備較少。 增加了母線的長(zhǎng)度、隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)量和配電裝置架構(gòu)，占地面積增大，投資增多。 隔離開(kāi)關(guān)容易誤操作，需在隔離開(kāi)關(guān)和短路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。 漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 7 表 60kV側(cè)母線接線比較方式 方案 項(xiàng)目 雙母線帶旁路接線 單母線分段帶旁路接線 可靠性 電中斷。 ，只停該回路，旁路提高供靠性。 ，能迅速恢復(fù)供電。 。 ，分段斷路器自動(dòng)將故 障段切除，保證正常母線不間斷供電，帶旁路保證供電可靠性。 靈活性 。 。 。 ，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 。 經(jīng)濟(jì)性 。 ，設(shè)備較少 根據(jù)以上幾種方案的比較以及本次設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況，一次側(cè)為 2回進(jìn)線，而且根據(jù)負(fù)荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線的運(yùn)行方式，二次側(cè)出線，有 12 回出線，并且用戶基本都是有重要負(fù)荷的，因此決定主接線的一次側(cè)采用雙母線接線；二次側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 三章 短路電流計(jì)算 產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過(guò)電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路桿塔也能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過(guò)電弧或其他較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 短路電流計(jì)算的目的、規(guī)定和步驟 短路電流計(jì)算的主要目的 1. 電氣主接線的比較與選擇。 2. 選擇斷路器等電器設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。 3. 為繼電保 護(hù)的設(shè)計(jì)以及調(diào)試提供依據(jù)。 4. 評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。 5. 分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響 短路電流計(jì)算一般規(guī)定 計(jì)算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 應(yīng)按工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，一般取工程建成后的 5～ 10年。 在正常接線方式時(shí)，通過(guò)設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算 點(diǎn)。 在工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算均應(yīng)采用實(shí)用計(jì)算法。即在一定的假設(shè)條件下計(jì)算出短路電流的各個(gè)分量。 計(jì)算步驟 實(shí)用計(jì)算法 1. 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。 2. 繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖）。 3. 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 9 源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 39。?X 。 4. 求計(jì)算電抗 jsX 。 5. 由運(yùn)算曲線查出各電源提供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。 6. 計(jì)算無(wú)限大容量的電源提供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。 7. 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。 8. 計(jì)算短路電流沖擊值。 9. 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 三相短路電流的計(jì)算 等值網(wǎng)絡(luò)的繪制 計(jì)算短路電流所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型，即忽略負(fù)荷電流；發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示；認(rèn)為各發(fā)電機(jī)電勢(shì)模值為 1，相角為 0。 短路電流通常采用標(biāo)幺值進(jìn)行近似計(jì)算。常取基準(zhǔn)容量 BS 為一整數(shù) 100MW 或 1000MW而將各 電壓級(jí)的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓即 BU = avU = NU ，從而使計(jì)算大為簡(jiǎn)化。 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò) 采用網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化法將等值電路逐步化簡(jiǎn)，求出各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。 在工程計(jì)算時(shí)，為進(jìn)一步簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，減少工作量，長(zhǎng)將短路電流變化規(guī)律相同或相近的同類型發(fā)電機(jī)可以合并；直接接于短路點(diǎn)的發(fā)電機(jī)一般予以單獨(dú)考慮，無(wú)限大容量的電源應(yīng)該單獨(dú)計(jì)算。 三相短路電流周期分量任意時(shí) 刻的計(jì)算 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化時(shí)，求出各個(gè)等值電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗 39。iX? ，再將其換算成以等值電源容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，即為該電源的計(jì)算電抗 jsiX 。 jsiX =BNii SSX39。39。? （ ） 式中 NiS 第 i個(gè)等值電源的額定容量， MVA； i=1， 2，?， n 。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 當(dāng)供電電源為無(wú)限大容量或計(jì)算電抗 jsX ≥ 時(shí)，則可以認(rèn)為其周期分量不衰減，此時(shí) ???????? ??? ???? jsXXII 11 39。39。39。39。 或 （ ） 當(dāng)供電電源為有限容量時(shí)，其周期性分量是隨時(shí)間衰減的。這時(shí)工程上常采用運(yùn)算曲線法來(lái)求得任意時(shí)刻短路電流的周期分量。 最后將得到的各電源在某同一時(shí)刻供出的短路電流的標(biāo)幺值換算成有名值，然后相加，便得到短路點(diǎn)某一時(shí) 刻的三相短路電流周期分量，即 BBBNinitit USIUSII331 ??? ??? ? （ ） 式中 ?tiI 有限容量供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值； ??I 無(wú)限大容量電源供給的短路電流的標(biāo)幺值； tI 短路點(diǎn) t秒短路電流周期性分量的有效值， kA 。 三相短路電流沖擊值的計(jì)算 三相短路電流的最大峰值出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，當(dāng) f=50Hz 時(shí)，發(fā)生在短路后 ，此峰值被稱為沖擊電流 shi 。其計(jì)算式為 39。39。2 IKi ssh ? 式中 sK 沖擊系數(shù)。（發(fā)電機(jī)出口 ；其他地點(diǎn) ） 本次設(shè)計(jì)所選的短路點(diǎn)取為變電所兩臺(tái)主變高壓側(cè)的 1d 點(diǎn)和低壓側(cè)并列運(yùn)行時(shí)的 2d 。計(jì)算結(jié)果如下： 表 短路電流周期分量有效值： 短路點(diǎn) 0/S 2/S 4/S 1d 2d 漢中一次降壓變電所繼電保護(hù)部分初步設(shè)計(jì) 11 1d 點(diǎn)沖擊電流： 1 . 8 2 2 . 5 5 6 . 3 8 1 6 . 2 7kshi I A? ? ? ? ? 2d 點(diǎn)沖擊電流： 1 . 8 2 2 . 5 5 7 . 9 9 2 0 . 4 kshi I A? ? ? ? ?沈陽(yáng)工程學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第四章 變電所保護(hù)裝置 變電所繼電保護(hù)配置 220kV 及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)線路保護(hù)配置 在 220kV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng) ,線路得相間短路及單相接地短路保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于短路器跳閘。 在下列的情況下 ,應(yīng)裝設(shè)一套全線速動(dòng)保護(hù) : (1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時(shí)。 (2) 線路發(fā)生三相短路時(shí)，如使發(fā)電廠廠用母線電壓低于允許值 (一般約為 70%額定電壓 )，且其他保護(hù)不能無(wú)時(shí)限和有選擇地切除短路時(shí)。 (3) 如電力網(wǎng)的某些主要線路采用全線速動(dòng)保護(hù)后，不僅改善本線路保護(hù)性能 ，而且能夠改善整個(gè)電網(wǎng)保護(hù)的性能時(shí)。 對(duì) 220kV 線路，符合下面條件之一時(shí)，可裝設(shè)二套全線速動(dòng)保護(hù) : (1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求。 (2) 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，后備保護(hù)整定配合有困難時(shí)。 對(duì)于需要裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的電纜短線路及架空短線路，可采用倒引線保護(hù)或光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)作為主保護(hù)，另裝設(shè)多段式電流電壓保護(hù)或距離保護(hù)作為后備保護(hù)。 220kV 線路宜采用近后備方式。但某些線路，如能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備，則宜采用遠(yuǎn)后備，或同時(shí)采用遠(yuǎn)近結(jié)合的后備方式。 220kV 線路保護(hù)可按下列原則配置 : (1) 反映接地短路的保護(hù)配置 對(duì) 220kV 線路 ,當(dāng)接地電阻不大于 100? 時(shí)，保護(hù)應(yīng)能可靠地，有選擇地切除故障。如已滿足裝設(shè)一套或二套全線速動(dòng)保護(hù)的條件，則除裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)外，還應(yīng)裝設(shè)接地后備保護(hù)，宜裝設(shè)階段式反時(shí)限零序電流保護(hù)；也可采用接地距離保護(hù)，并輔以階段式或反時(shí)限零序電流保護(hù)。 (2) 反映相間短路的保護(hù)裝置 對(duì)于 220kV 線路，首先考慮是否裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)。如裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)。則除此，還要裝設(shè)相間短路后備保護(hù) (如相間距離后備保護(hù) )和輔助保護(hù) (如電流速短保護(hù) )。 對(duì)單側(cè)電源單回 220kV 線路 ，如不裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)，可裝設(shè)三相多段式電流電壓保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù)，如不能滿足靈敏性及速動(dòng)性的要