【文章內(nèi)容簡介】 圖 單母分段適用于： 110KV～ 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3～ 4 回， 35～ 63KV配電裝置的出線回路數(shù)為 4～ 8回， 6～ 10KV 配電裝置出線為 6 回及以上，則采用單母分段接線。 ③單母分段帶旁路母線 這種接線方式：適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為 35～ 110KV 的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 ④橋形接線 當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。 內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用內(nèi)橋式接線。當變壓器故障時，需停相 應(yīng)的線路。 外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器 LD，不致引起系統(tǒng)開環(huán)，有時增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修 LD 時使用。當線路故障時需停相應(yīng)的變壓器。 所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 電氣主接線的選擇 16 圖 外僑接線圖 內(nèi)橋接線 ⑤一個半斷路器接線 兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組 母上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復雜性，且投資大。 ⑥雙母接線 它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對于， 110K～ 220KV 輸送功率較多，送電距離較遠，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定， 110KV～ 220KV雙 母線接線的配電裝置中，當出線回路數(shù)達 7回，（ 110KV）或 5回（ 220KV）時，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷器和旁路母線。 ⑦雙母線分段接線 雙母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當連接的進出線回路數(shù)在 11 回及以下時，母線不分段。 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 電氣主接線的選擇 17 圖 雙母線單斷路器接線 圖 帶旁路母線的雙母線連接 母線方式確定 綜上幾種主接線的優(yōu)缺點和可靠性及經(jīng)濟性，根據(jù)設(shè)計的原始資料可知該變電所選擇雙母線接線方式。 為了保證雙母線的配電裝置，在進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。 當 110KV 出線為 7回及以上， 220KV 出線在 4回以下時，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。 由設(shè)計任務(wù)書給定的負荷情況： 220KV 近期 5回 ，遠期 3 回， 110KV 近期 7回，遠期 3回?？梢源_定該變電所主接線采用以下參種方案進行比較： 方案一 220KV 采用雙母帶旁路母線接線方式， 110KV 也采用雙母帶旁路母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》第一冊可知， 220KV 出線 5回以上，裝設(shè)專用旁路斷路器，考慮到 220KV 近期 7回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。 110KV 母線上近期負荷為 7回出線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》第一冊可知， 110KV 出線為 7回及以上時裝設(shè)專用旁路斷路器。而由原始資料可知， 110KV出線為 7 回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器 。 10KV，因只用來做無功補償裝置使用，可采用單母接線方式。 其接線特點： 1） 220KV、 110KV 都采用雙母帶旁路母線，并且設(shè)計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母接線的固有運行方式，及不致影響停電。 2） 10KV 雖然無負荷，但有所用電及無功補償裝置，如采用單母接線時，接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便等優(yōu)點。如果某一元件故障或檢修，均需使整河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 電氣主接線的選擇 18 個配電裝置停電，將影響全所的照明及操作電源、控制電源保護等。 以上接線的缺點： 10KV 采用單母線運行時，操作不夠靈活、可靠，任一元件故障或檢修，均需使 整個配電裝置停電。 方案二 1） 220KV 采用一臺半斷路器接線，又稱 3/2 接線，每一回路經(jīng)一臺斷路器接至母線，兩回路間設(shè)一聯(lián)絡(luò)斷路器形成一串，運行時，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成環(huán)狀供電，具有較高的供電可靠性和運行靈活性。 2） 110KV 近期出線 7回，可采用雙母接線方式，出線斷路器檢修時，可通過“跨條”來向用戶供電。而任一母線故障時，可通另一母線供電。但由于雙母線故障機率較小，故不考慮。 3） 10KV 采用單線線用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障母線分開后才能 恢復非故障的供電。 其接線的特點： 1） 220KV 采用 3/2 接線方式時，任一母線故障或檢修，均不致停電，除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時與其相連的兩回線路短時停電外，其它任何斷路器故障或檢修都不會中斷供電，甚至兩組母線同時故障（或一組檢修時，另一組故障）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。 2） 110KV 采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后能盡快恢復供電，母線和母線設(shè)備檢修時可以輪流檢修，不至中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關(guān)時需要停電。 3） 10KV 采用單母 線隔離開關(guān)分段：不夠靈活，當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復非故障段的供電，當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修，該母線的回路都在檢修期間內(nèi)停電。 方案三 1） 220KV、 110KV 都采用雙母帶旁路母線，并且設(shè)計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母接線的固有運行方式，及不致影響停電。 2） 10KV 雖無出線，但為了滿足所用電的可靠性，有用裝設(shè)兩臺所用變壓器，為互備方式運行，其接線方式為單母分段接線方式。 其接線方式的特點： 1）雙母帶旁母母線，并設(shè)專用的旁 路斷路器，其經(jīng)濟性相對來是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會破雙母運行的特性，繼電保護也比較容易配合，相對來可靠性即提高了。 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 電氣主接線的選擇 19 2） 10KV 為了保證所用電可以從不同段兩出線取得電源，同時一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。 方案一 220KV、 110KV 都采用雙母帶旁路，并且設(shè)計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母接線的固有運行方式，及不致影響停電。可靠性高于方案二，但方案一 10KV 采用單母線運行時，操作不夠靈活、可靠，任一 元件故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。其可靠性不如方案二。所以，這種方案在本次設(shè)計的變電所中都略有差異，應(yīng)定位第三種方案。 以上三種方案相比較，方案三的可靠性略高于方案一，其經(jīng)濟性略低于方案二，操作靈活性居于方案一、三之中，根據(jù)原始資料，方案三滿足要求，而且根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，只有方案三更適合于本次設(shè)計切身利益，故選擇方案三。 圖 220kV主接線形式圖 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 電氣主接線的選擇 20 圖 110kV主接線形式圖 圖 10kV主接線形式圖 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 短路電流計算 21 4 短路電流計算 概述 在電力系的電氣設(shè)備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行。 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。 電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明 ，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路計算的目的及假設(shè) 短路電流計算目的： ①在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 ②在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 ③在 設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 ④在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 ⑤按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。 短路電流計算的一般規(guī)定 ①驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10 年）。確定短路電流計算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 ②選擇導體和電器用的短路電流，在 電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 短路電流計算 22 用的導步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 ③選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 ④導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。 短路計算基本假設(shè) ①正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； ②所有電源的電動勢相位角相同； ③電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； ④不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； ⑤元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計， 及不計負荷的影響； ⑥系統(tǒng)短路時是金屬性短路。 短路電流計算的步驟 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準值： 基準容量： Sj = 100MVA 基準電壓： Vg（ KV） 115 230 基準電流 Ij（ KA） ①計算各元件電抗標幺值，并折算為同一基準容量下； ②給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖； ③選擇短路點； ④對網(wǎng)絡(luò)進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短 路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。 標幺值： I d* = *1diX 有名值： Idi = Id*I j ⑤計算短路容量，短路電流沖擊值 短路容量： S = 3 VjI? 短路電流沖擊值： Icj= ? ⑥列出短路電流計算結(jié)果 短路電流計算 ①在短路計算的基本假設(shè)前提下，選取 Sj = 100MVA BV =230KV 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 短路電流計算 23 系統(tǒng)阻抗歸算到 基準容量： Sj = 100MVA，由原始資料可知 220KV側(cè)系統(tǒng)阻抗為 ， 110KV 側(cè)為 ，即系統(tǒng)圖如下： 圖 ②計算參數(shù) 由所選擇變壓器的參數(shù)可得 阻抗電壓為 高一中 中一低 高一低 %