【文章內容簡介】 阻抗電壓： % 聯(lián)接組別： Y/△ 11 臺數(shù)： 兩臺 3 所用變的選擇和所用電的設計 所用變的設計應以設計任務書為依據(jù)，結合工程具體的特點設計所用變的接線方式，因變電站在電力系統(tǒng)中所處的地位，設備復雜程度（電壓等級和級次，主變壓 器形式、容量及補償設備有無等）以及電網(wǎng)特性而定。而所用變壓器和所用配電裝置的布置，則常結合變電站重要電工構建物的布置來確定。一般有重要負荷的大型變電所， 380／220V 系統(tǒng)采用單母線分段接線，兩臺所用變壓器各接一段母線，正常運行情況下可分列運行，分段開關設有自動投入裝置。每臺所用變壓器應能擔負本段負荷的正常供電，在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時，工作著的所用變壓器還能擔負另一段母線上的重要負荷，以保證變電所正常運行。 一、用電電源和引接原則如下 （ 1）當變電所有低壓母線時； （ 2）優(yōu)先考慮由低壓母線引接所 用電源； （ 3）所用外電源滿足可靠性的要求； （ 4) 即保持相對獨立； （ 5）當本所一次系統(tǒng)發(fā)生故障時； （ 6）不受波及； （ 7）由主變壓器低繞組引接所用電源時； （ 8）起引接線應十分可靠； （ 9）避免發(fā)生短路使低壓繞組承受極大的機械應力； 二、所用變接線一般原則 （ 1）一般采用一臺工作變壓器接一段母線； （ 2）除去只要求一個所用電源的一般變電所外； （ 3）其他變電所均要求安裝兩臺以上所用工作變壓器； 14 （ 4）低壓 10KV 母線可采用分段母線分別向兩臺所用變壓器提供電源； （ 5）以獲得較高的可靠性； 根據(jù)任務書 提供的資料， 結合技術分析對比及經(jīng)濟可靠性分析對比， 故所用變設在10KV 側，所用變選擇兩臺 S9— 100/10型所用變壓器。 4 短路電流的計算 短路電流的概述 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 產(chǎn)生短路的主要原因是電器設備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 短路的種類和短路電流計算的目的 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、和兩相接地短路。三相短路時對稱短路，此時三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對稱短路，此時三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。 運行經(jīng)驗表明：在中性點直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的 65~70%，兩相短路約占 10~15%，兩相接地短路約占 10~20%，三相短路約占 5%。三相 短路雖然很少發(fā)生，但其后果最為嚴重，應引起足夠的重視。因此本次采用三相短路來計算短路電流，并檢測電氣設備的穩(wěn)定性。 短路問題是電力技術的基本問題之一。短路電流及其電動力效應和分效應，短路時的電力的降低，是電氣結線方案比較，電氣設備和載流導線選擇、接地計算以及繼電保護選擇和整定等的基礎。 目的： 1 電氣主接線比選； 2 選擇導體和電器； 3 確定中性點接地方式； 4計算軟導體的短路搖擺； 5確定分裂導線間隔棒的間距； 6驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7選擇繼電保護裝置和進行整定計算。 短路電流計算的方法和條件 短路電流計算的方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內部發(fā)生短路時，由于工業(yè)企業(yè)內所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路情況時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。所謂無限容量系統(tǒng)是指容量 15 為無限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當發(fā)生短路時，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。當然，容量所以們在這里進行短路電流計算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計算的，其步驟如下： 1 對各等值網(wǎng)絡進行化簡，求出計算電抗； 2 求出短路電流的標么 值； 3 歸算到各電壓等級求出有名值。 短路電流計算的條件 1短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則： （ 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）系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響，轉子結構完全對稱，定子三相繞組空間位置相差 120 度電氣角度； （ 4）電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； （ 5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50%負荷接在高壓母線上， 50%負荷接在系統(tǒng)側； （ 6）同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）； （ 7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； （ 8）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； （ 9）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的都略去不計； （ 10）元件的計算參數(shù)均取為額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍； （ 11）輸電線路的電容略去不計； （ 12）用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。 2接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方 式，而不能用僅在切換過程中可能并聯(lián)運行的接 線方式。 3計算容量 應按本工程設計的規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃。 4短路點的種類 一般按三相短路計算，若發(fā)電機的兩相短路時，中性點有接地系統(tǒng)的以及自耦變壓器的回路中發(fā)生單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情況的時候進行計算。 5短路點位置的選擇 短路電流的計算，為選擇電氣設備提供依據(jù)，使所選的電氣設備能在各種情況下正 16 常運行，因此短路點的選擇應考慮到電器可能通過的最大短路電流。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟性，不考慮極其稀有的運行方式。取最嚴重的短路情況分別在 10kV 側的母線 和 35kV 側的母線上發(fā)生短路情況（點 K1 和點 K2發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計算。 5 電氣設備的選擇 電氣設備選擇的一般條件 電氣設備選擇的一般原則 導體和電器的選擇設計、必須執(zhí)行國家的有關技術 、 經(jīng)濟的政策，并應做到技術先進、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需求。 ① 應滿足正常運行，檢修，短路和過電壓情況下的需求，并考慮到遠景發(fā)展需要。 ② 按當?shù)丨h(huán)境條件校核。 ③ 應力求技術先進和經(jīng)濟合理 ④ 同類設備 應盡量減少品種 ⑤ 擴建工程應盡量使新老電器型號一 致 ⑥ 選用新產(chǎn)品，均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 ⑦與整個工程的建設標準應協(xié)調一致； 電氣設備選擇的技術條件 選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 1長期工作條件 （ 1）電壓 選用的電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運行電壓 Ug，即 Umax? Ug （ 2）電流 選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即 Ie? Ig 由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 （ 3）機械荷載 所選電器端子的允許荷載，應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。 2短路穩(wěn)定條件 （ 1）校驗的一般原則 17 ①電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的 單相、兩相接地短路較三相嚴重時，應按嚴重情況校驗。 ② 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。 （ 2）短路的熱穩(wěn)定條件 kt QtI ?2 (71) 式中 kQ — 在計算時間 ts 秒內，短路電流的熱效應（ kA2 *S）； It — t秒內設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ kA）； t— 設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（ s）。 （ 3）短路的動穩(wěn)定條件 dfsh ii ? （ 72） Ish ? dfI （ 73） 式中 shi — 短路沖擊電流峰值（ kA）； Ish — 短路全電流有效值（ kA）； dfi — 電器允許的極限通過電流峰值（ kA）； dfI — 電器允許的極限通過電流有效值（ kA） 。 3絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內、外絕緣應保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設備。 表 選擇高壓電器應校驗的項目表 項目 電壓 電流 斷流容量 短路電流校驗 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 ? ? ? ? ? 隔離開關 ? ? ? ? 18 電流互感器 ? ? ? ? 電壓互感器 ? ? 表中 ?為應進行校驗的項目 環(huán)境條件 溫度 按《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》（ GB76374 的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為 +40℃時，允許按額定電流長期工作。當電器安裝點的環(huán)境溫度高于 +40℃（但不高于 +60℃）時，每增高 +1℃，建議額定電流減少 %；當?shù)陀?+40℃，每降低 +1℃建議額定電流增加 %，但總的增加值不超過額定電流的 20%。 日照 屋外高壓電器在日照影響下將產(chǎn)生附加溫升。但高壓電器的發(fā)熱試驗是在避免陽光直射的條件下進行的。如果制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設計中可暫按 電器額定電流的 80%選擇設備。 海拔 電器的一般使用條件為海拔高度不超過 1000m。海拔超過 1000m 的地區(qū)稱為高原地區(qū)。對安裝在海拔高度超過 1000m 地區(qū)的電器外絕緣一般應予加強，可選用高原產(chǎn)品或選用外絕緣提高一級產(chǎn)品。 斷路器 隔離開關的選擇 斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間。 該系統(tǒng)中各斷路器的短路切除時間列表如下，這里架設各斷路器的全開斷時間為，由于短路電流周期分量的衰減在該系統(tǒng)中不能忽略，為避免計算上的繁瑣，較驗熱穩(wěn)定時用等值時間法來計算短路點電流周期分量 熱效應 QK。 等值時間法計算短路電流周期分量熱效應 QK： jzK tIQ = ∞2 FII =∞ dtkdtIIt tt ztjz ?? ??? 020 22 Izt 為短路電流周期分量的起始值 其中令 k=1 查電力工程手冊得到等值時間 tjz 列入下表 51中如下： 時間 10kv 線路 10kv 分段開關 主變 10kv側 主變35KV 側 35KV 線路橋 35KV 線路 19 Tpr（ s） 0． 5 1． 0 1． 5 2． 0 2． 5 3． 0 tab（ s） 0． 06 0． 06 0． 06 0． 06 0． 06 0． 06 Tk=tpr+ta（ s） 0． 56 1． 06 1． 56 2． 06 2． 56 3． 06 tjz（ s） 0． 4 0． 78 1． 25 1． 68 2． 1 2． 58 高壓斷路器及隔離開關的選擇 開關電器的選擇及校驗原則 選擇較驗 ① 電壓 1Ne UU ≥ ② 電流 maxI