【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ① 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常母線不間斷供電，不致使重要用戶停電 。 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 。 ③ 在可靠性要求不高時(shí)，可使用隔離分段開(kāi)關(guān)。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(kāi)分段隔離 開(kāi)關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電 。 單母線分段帶旁路接線 ： ① 通過(guò)倒閘操作，可檢修與旁路母線相連的任一回路的出線斷路器而不停電，因固定式斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，不重要負(fù)荷停電時(shí)間長(zhǎng)。 ② 任一出線斷路器故障時(shí)，通過(guò)倒閘操作，可在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)對(duì)該線路的供電。進(jìn)線斷路器故障時(shí)，不重要負(fù)荷停電時(shí)間較長(zhǎng)。檢修母線時(shí)，非檢修段可以照常供電，并可對(duì)雙回路線路通過(guò)其一回給 Ⅰ 、 Ⅱ 類負(fù)荷供電，還可通過(guò)倒閘操作經(jīng)旁路母線對(duì)檢修段出線負(fù)荷最重要的一個(gè)用戶繼續(xù) 供電。 ③ 幾乎無(wú)線路全部停運(yùn)的可能，若出線全部停運(yùn)的情況，因固定式斷路器的檢修時(shí)間長(zhǎng)，則全部停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)。 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(kāi)，不會(huì)影響正常段母線供電。檢修出線斷路器，可以通過(guò)倒閘操作而不是切除線路。運(yùn)行方式改變時(shí)，倒閘操作繁瑣，不夠靈活。 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。 （ 3） 方案確定 從技術(shù)性角度而言，兩種方案均能滿足 110kV 級(jí)供電可靠性和靈活性的要求，且具有擴(kuò)建方便的優(yōu)點(diǎn)， 但由于斷路器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行和切斷次數(shù)都需 要檢修，為了使檢修時(shí)不至于中斷回路供電，故采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。 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。 10kV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) （ 1）初選方案 10kV 側(cè)出線回路數(shù)本期為 13 回，最終 15 回， 根據(jù)規(guī)程要求和本所實(shí)際情況，10kV 電氣主接線 可以 采用單母線分段接線或雙母線接線 。 （ 2）方案比較 雙母線接線 特點(diǎn)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 ① 檢修任一組母線，不會(huì)中斷對(duì)用戶的連續(xù)供電（利用母聯(lián)倒換操作） 。 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。 ③檢修任一回路中的母線側(cè) QS，僅該回路停電，其余線路照常工作。 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。 ⑤ 在特殊需要時(shí)，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作 ⑥ QS 不僅用來(lái)隔離電壓，而且還用來(lái)倒換操作 ⑦ 擴(kuò)建方便。 （ 3）方案確定： 10kV側(cè)采用單母線分段接線， 供電距離短，且對(duì)重要負(fù)荷采用雙回路供電。 接線 簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小， 為以 后的發(fā)展和擴(kuò)建奠定了基礎(chǔ)。 故采用 單母線分段接線 的接線方式 基于上述理由，再考慮到該變電站在電力系統(tǒng)中的地位、建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)等情況， 在保證供電可靠性的前提下 ,運(yùn)行靈活性、操作檢修方便，節(jié)約投資，確定：110kV 接線采用單母線分段帶旁路母線的接線， 10kV 接線采用單母線分段接線。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 4 短路電流計(jì)算 在電力供電系統(tǒng)中，對(duì)電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。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。在短路電流計(jì)算過(guò)程中，以便都以最嚴(yán)重的短路形式為依據(jù)。因此，本文的短 路電流計(jì)算都以三相短路為例。 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(guò)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。 短路電流計(jì)算的目的 計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備，避免在短路電流作用 下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 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(lái) 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。應(yīng)采用（電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下）繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來(lái)計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。 isk— 三相短路沖擊電流，用來(lái)檢驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。 I — 三 相短路電流有效值，用來(lái)檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。 S″— 次暫態(tài)三相短路容量，用來(lái)檢驗(yàn)斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過(guò)規(guī)定值，作為選擇 限流電抗器的依據(jù)。 短路電流計(jì)算的規(guī)定 為了簡(jiǎn)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。 （ 2） 認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。 （ 3） 輸電線路的分布電容略去不計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 （ 4） 每一個(gè)電壓級(jí)采用平均電壓，這個(gè)規(guī)定在計(jì)算短路電流時(shí)，所造成的誤差很小。唯一例外的是電抗器，應(yīng)該采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓 ， 因?yàn)殡娍蛊鞯?阻抗通常比其他元件阻抗大的多，否則，誤差偏大。 （ 5） 計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件 X/3R 時(shí)，可以略去電阻的影響。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 。 （ 6） 短路點(diǎn)離同步調(diào)相機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)較近時(shí)，應(yīng)該考慮對(duì)短路電流值的影響。有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低。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)。 （ 7） 在簡(jiǎn)化系統(tǒng)阻抗時(shí)，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。 （ 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(wú)限大容量的系統(tǒng) ,短路電流的周期分量在短路全過(guò)程中保持不變。 短路電流計(jì)算的步驟 在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用計(jì)算曲線法。其具體計(jì)算步驟如下： （ 1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下； （ 2） 繪制等值網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換 ； （ 3）選擇短路點(diǎn)； （ 4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算 短路電流標(biāo)幺值、有名值； （ 5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值： 短路容量： IVjS ??? 3 （ ） 短路電流沖擊值 : （ ） （ 6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。 具體短路電流計(jì)算詳見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書。 短路類型及其計(jì)算方法 電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的幾種形式的 短路 類型及其計(jì)算方法是如下： （ 1） 三相短路電流的計(jì)算 ： ?? *1)3(* 1XId （ ） IIcj ??? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 其有名值為： jdd III ?? )3(*)3( （ ） )3(*dI — 系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值 )3(dI — 系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流有名值 ?*1X — 歸算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。 以下為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，省略下標(biāo) * 。 （ 2） 兩相短路電流的計(jì)算： ???? 21)2( 13 XXI d （ ） ?2X — 歸算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗 )2(dI — 兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流 其各序分量電流值為： ????? 21)2()2(1 1 XXII dd () )2(2)2(1 , dd II — 分別為兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量 （ 3） 兩相接地短路電流計(jì)算： )1,1(120202)1,1()(13 dd IXXXXI ???????? （ ） )1,1(dI — 兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)故障相全電流 )1,1(1dI — 兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)的正序電流分量 ????? 011)1,1(1 //1 XXXI d （ ） ??????200)1,1(1)1,1(2 XXXIIdd （ ） ??????202)1,1(1)1,1(0 XXXIIdd （ ）)1,1(0)1,1(2 , dd II — 分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。 （ 4） 單相接地短路電流的計(jì)算： 短路點(diǎn)各序分量電流為： （ ） 01)1(2)1(1 2 1 xxII dd ???畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 5 高壓電器選擇 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)斷路器，以便減少備用件的種類，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。 選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求 ： （ 1）在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流，即使通過(guò)短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 （ 2）在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。 （ 3）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。 （ 4）應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便。 考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無(wú)由化目標(biāo)，且由于SF6 斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。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(zhǎng)而且使用可靠，不存在不安全問(wèn)題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無(wú)污染、可頻繁操作、使用壽命和 檢修周期長(zhǎng)、開(kāi)距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開(kāi)斷電源大小無(wú)關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開(kāi)斷近區(qū)故障性能好，且適于開(kāi)斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35kV 及以下的電壓等級(jí)中。所以， 10kV 側(cè)采用真空斷路器 。 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi) 關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來(lái)隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路 。 選擇 隔離開(kāi)關(guān) 時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求 ： （ 1） 隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔 開(kāi)。 （ 2） 隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之 間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓及相間閃 絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全 。 （ 3） 隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的 熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。 （ 4） 隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度， 以盡可能降低操作時(shí)的過(guò)電壓 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 5） 隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠 。 （ 6） 帶有接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開(kāi)關(guān)的正確操作 。 各級(jí)電壓母線的選擇 選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容 ： （ 1） 選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式 ； （ 2） 選擇母線截面的大小 ； （ 3） 檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定 ； （ 4） 對(duì) 35kV 以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈 ； （ 5） 對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率 。 110kV 母線一般采用軟導(dǎo)體型式。 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 。 故所選 LMY125 型 矩形鋁導(dǎo) 線 滿足熱穩(wěn)定要求 。 電流互感器選擇 一次回路電壓的選擇 為了確保電壓互