【文章內(nèi)容簡介】 線接線 如圖 單母線接線方式所示。 ：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 ：不夠靈活可靠，任一元件故障和檢修，均需使整個配電裝置停電。雖然可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電。 ：一般適用一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變的以下三種情況： （ 1） 610kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回。 （ 2） 3560kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回。 單母線分段 如圖 單母線分段接線方式所示。 ： 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；當(dāng)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和不致使重要負(fù)荷停電。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計 12 圖 單母線接線方式與單母分段線接線方式 ： （ 1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電。 （ 2）當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。 （ 3）擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。 ： （ 1） 610kv 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上。 （ 2） 3560kv 配電裝置出線回 圖 內(nèi)橋與外橋接線方式 圖 內(nèi)橋接線與外橋接線方式 內(nèi)橋接線 ： 如圖所示 內(nèi)橋接線方式。 內(nèi)橋接線的特點：線路的投資和切除比較方便，變壓器的投入和切除比較復(fù)雜，所以內(nèi)橋接線使用與較長線路和變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。 外橋接線： 如圖所示 外橋接線方式。 外僑接線特點：它適用于線路較短和變壓器需經(jīng)常切換的場合，此外，當(dāng)兩條線路間有穿越功率時，也應(yīng)采用外僑接線，因為這時的穿越功率 僅通過橋斷路器，而且還要通過二組成線路斷路器，其中任一臺斷路器檢修或故障時，都將影響穿越功率的傳送。 母線接線方式的選擇 據(jù)上述各種母線的接線方式的論述，結(jié)合本次變電所的實際情況和負(fù)荷分配情況，本次設(shè)計的變電所 60kv 選擇內(nèi)橋接線方式， 10kv 母線選擇單母線分段的接線方式。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計 13 6 短路電流的計算 短路電流計算的目的 本設(shè)計中計算短路電流的目的主要是載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇和校驗 短路計算條件和原則 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(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)的影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差 1200 電氣角度。 4. 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)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(fù)荷下運行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。 6. 同步發(fā)電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置。 7. 短路發(fā)生在短路電流最大值的瞬間。 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(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計。 10. 元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 11. 輸電線路的電容略去不計。 12. 用概率統(tǒng)計法指定短路電流運算曲線。 一般規(guī)定 、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng) 的遠(yuǎn)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(dǎo)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 作用的異步電動機(jī)的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計 14 ，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。對帶電抗器的 6—10kv 出線與廠用分支線回路，除母線與母線隔離開關(guān)之間閣板前的引線和套管的計算短路點應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計算 短路點一般選擇在電抗器后。 、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一按三相短路驗算。若發(fā)電機(jī)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短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計算。 計算步驟 ，線路電容，各元件電阻。 。 4. 計算各元件的電抗標(biāo)么值。 。 。 容量。 。 短路過程分析 由 “無限大容量系統(tǒng) ”供電的三相短路電流 所謂 “無限大容量系統(tǒng) ”僅為一個相對概念。當(dāng)電源的容量足夠大時，其等值內(nèi)阻抗就很小，此時若在電源外部發(fā)生短路，則整個短路中各個元件的等值阻抗將比電源的內(nèi)阻大的多，因而電源母線上的電壓變化很小，實際計算時甚至可以認(rèn)為沒有變化，既認(rèn)為是一個恒壓源，這種電源就稱為無限大容量電源。 三相短路后，在短路暫態(tài)過程中，短路電流等于它的周期分量和非周期分量的瞬間值之和，短路電流 的非周期分量是隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減的。當(dāng)非周期分量為零時，短路既進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過程，此時穩(wěn)態(tài)短路電流的大小不再變化，這是這種系統(tǒng)短路的顯著特點。 id 三相短路電流的最大瞬時值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個周波左右，它不僅與周期分量的幅值有關(guān)，也與非周期分量的起始值有關(guān)，最嚴(yán)重的短路情況下，三相短路電流的最大瞬時值稱為沖擊電流 ich。 I? 式（ ） 式中： Kch =1+etd 短路電流沖擊系數(shù)。 I——短路電流周期分量的有效值。 一般 :高壓電網(wǎng)： ? ? 式（ ） 連山區(qū)二次變電所設(shè)計 15 低壓電網(wǎng)： ? ? ich 式（ ） 短路 電流的計算方法 電力系統(tǒng)短路電流的計算方法通常有三種，即標(biāo)么值法、短路容量法（又稱 MVA 法）和有名單位制法（又稱歐姆法），高壓系統(tǒng)中，一般采用標(biāo)幺值法。 標(biāo)么值法的基本原理： 標(biāo)么值又稱為相對單位制，它是各個物理量的實際值與基準(zhǔn)值的比值（系數(shù)或百分比） 采用標(biāo)幺制，首要的問題是確定基準(zhǔn)值： ： 在短路電流的實際計算中，為了方便常選取 100MVA 或 10000MVA 作為視在功率基準(zhǔn)值，選用某電壓等級的平均額定電壓作為電壓的基準(zhǔn)值。 所謂線路平均額定電壓，系指線路始端最大額定電壓與線路末端最小額定電壓 的平均值。 表 線路額定電壓與平均額定電壓 額定電壓 NU （ kv） 10 35 60 110 154 220 平均額定電壓 NU （ kv） 37 63 115 162 230 若取 100dS MVA? ，可列出不同基準(zhǔn)電壓 Ud 下的基準(zhǔn)電流 Id，與基準(zhǔn)電抗 Xd 值。 常用基準(zhǔn)值見表 表 基準(zhǔn)電壓值參照表 基準(zhǔn)電 Ud(kv) 37 63 115 162 230 基準(zhǔn) 電 Id(KA) 基準(zhǔn)電 Xd(Ω) 132 262 529 2. 標(biāo)么值 標(biāo)么值的定義： 容量標(biāo)么值： S* = S/Sd 式（ ） 電壓標(biāo)么值： U* =U/Ud 式（ ） 電流標(biāo)么值： I*=I*Id=I* 3 Ud*Sd 式（ ） 額定標(biāo)么值：在電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及電動機(jī)等）的技術(shù)數(shù)據(jù)中，往往給出以其自身額定參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。 容量的額定標(biāo)么值： S*=S/SN 式（ ） 電壓的額定標(biāo)么值： UN*=U/UN 式（ ） 電抗的額定標(biāo)么值： X*=X/XN=X*SN/U2N 式（ ） 連山區(qū)二次變電所設(shè)計 16 電流的額定標(biāo)么值： I*=I/IN= 3 UNI/SN 式（ ） 100BS MVA? ，基準(zhǔn)電壓 B avUU? 計算 用公式： 發(fā)電機(jī)的電抗：*39。39。100 BG NSxx S?? 式（ ） 變壓器的電抗： * %100KBT NUSx S?? 式（ ） 線路的電抗： * 1 Bl NSx xlS?? 式 （ ） 標(biāo)么值轉(zhuǎn)化為有名值：* 23 B avSII U?? ?或* 23 N avSII U?? ? 式（ ） 連山區(qū)二次變電所設(shè)計 17 7 電氣設(shè)備的選擇與校驗 高壓電氣選擇的一般要求、設(shè)計原則及技術(shù)條件 一般要求 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣部分設(shè)計的重要內(nèi)容之一。如何正確地選擇電氣設(shè)備，將直接影響到電氣主接線和配電裝置的安全及經(jīng)濟(jì)運行。因此在進(jìn)行設(shè)備的選擇時，必須執(zhí)行國家的有關(guān) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，在保證安全、可靠的前提下，力爭做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運行方便和留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運行的需要。 設(shè)計原則 照正常工作條件進(jìn)行選擇，按照短路條件進(jìn)行校驗。 應(yīng)滿足正常工作條件下的電壓和電流的要求； 應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求； 應(yīng)滿足安裝地點和使用環(huán)境條件要求； 應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)； 對電流互感器的選擇應(yīng)計及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別； 選用的新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選 用未經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。 技術(shù)條件 選擇的高壓電器應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過流的情況下，保持正常運行。 (1)長期工作條件： 電壓：選用的電器額定電壓 NU 不得低于該回路的最高運行電壓 gU 。即： NgUU? 電流：選用的電器額定電流 NI 不得低于所在回路各種可能運行方式的持續(xù)工作電流 gI 。 即： NgII? 由于變壓器短路時過載能力很大，雙回路出現(xiàn)的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)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(yīng)滿足各種可能運行方式回路持續(xù)工作電流的要求。 機(jī)械荷載：選電器端子的允許載應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時是最大作用力。各種電器的荷載能力，廠家出廠時已做考慮，本設(shè)計不再考慮。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計 18 (2)短路穩(wěn)定條件： 檢校的一般原則： Ⅰ 、電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗。 Ⅱ 、 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗算熱穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。 短路的熱穩(wěn)定條件： 2tkIt Q? 式中： kQ —在計算時間 kt s 秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)； ? ?2KA s???? tI —t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的有效值（ KA） t—設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的時間（ s）； 校驗短路電流熱穩(wěn)定所用的計算時間 kt 按下式計算： k ab prt t t?? 式中： abt —繼電保護(hù)動作時間（ s） prt —斷路器的全開斷時間（ s） 采用延時保護(hù)時， kt 相應(yīng)數(shù)據(jù)為繼電保護(hù)裝置的啟動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作時間，短路器的固有分閘時間以及斷路器觸頭電弧的持續(xù)時間總和。 短路的動穩(wěn)定條件： es imii? 式中： esi —額定動穩(wěn)定電流（ KA） imi —短路電流的最大沖擊電流值（ KA） （ 3）絕緣水平： 在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備響應(yīng)的保護(hù)水平，確定當(dāng)所送電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時，應(yīng)通過絕緣配合計算，選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。 綜上所述本次變電所設(shè)