【文章內容簡介】 損耗(kW) 空載電流 % 阻抗電壓（ % ） 高中 高低 中低 SFS763 100/100/5 121/ 000/110 0 型號 額定容量（ kVA） 重量（ T） 外形尺寸（ MM） 油重 運輸 重 總重 L B H HL T SSZ963000/110 63000 7880 4890 6050 8720 2021 第四章 電氣主接線 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設計的首要部分，也是構成電氣系統(tǒng)的主要部分。電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線。由于本設計的變電站有三個電壓等級，所以在設計的過程中首先分開單獨考慮各自的母線情況，考慮各自的出線方向。論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施，擬出幾 個把三個電壓等級和變壓器連接的方案，對選出來的方案進行技術和經濟綜合比較，確定最佳主接線方案。 1. 對電氣主接線的基本要求 對電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經濟性三方面 可靠性 安全可靠是主接線的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。電氣主接線的可靠性不是絕對的。所以在分析電氣主接線的可靠性時，要考慮發(fā)電廠和變電站的地位和作用、用戶的負荷性質和類別、設備的制造水平及運行經 驗等諸多因素。 靈活性 電氣主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并能靈活的進行運行方式的轉換。 靈活性包括以下幾個方面： （ 1） 操作的靈活性 （ 2） 調度的靈活性 （ 3） 擴建的靈活性 經濟性 在設計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經濟性之間。通常設計應滿足可靠性和靈活性的前提下做到經濟合理。經濟性主要通過以下幾個方面考慮： （ 1） 節(jié)省一次投資。如盡量多采用輕型開關設備等。 （ 2） 占地面積少。由于本變電站占用農田所以要盡量減少用地。 （ 3） 電能損耗小。電能損耗主要來源變壓器，所以一定要做好變壓器的選擇工作。 另外 主接線還應簡明清晰、運行維護方便、使設備切 換 所需的操作步驟少 ，盡量避免用隔離開關操作電源 。 2. 電氣主接線的基本原則 電氣主接線的基本原則是以設計任務書為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準則，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各種技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能的節(jié)省投資，就地取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經濟、美觀的原則。 3. 待建變電站 的 主接線形式 110kV 側 方案（一） : 采用單母線接線 考慮到 110kV側有 兩 條進線 ， 因而可以選用單母線接線 。 其優(yōu)點： 接線 簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便 、且有利于擴建。 缺點是： （ 1）當母線或母線隔離開關檢修或發(fā)生故障時，各回路必須在檢修和短 路時事故來消除之前的全部時間內停止工作，造成經濟損失很大。 （ 2）引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。 （ 3）調度不方便，電源只能并列運行，不能分裂運行，并且線路側發(fā)生故障時，有較大的短路電流。 方案 （二）：采用單母線分段帶旁路接線 斷路器經過長期運行和切斷數次短路電流后都需要檢修。為了能使采用單母線分段的配電裝置檢修斷路器時，不中斷供電，可增設旁路母線。 單母線分段帶有專用的旁路斷路器的旁路母線接線極大的 提高了可靠性，但是這也增加了一臺斷路器和一條母線的投資。 方案（三）：雙母線接線 優(yōu)點： （ 1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任一組的母線隔離開關時只停該回路。 （ 2）擴建方便 ， 可向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響 兩組母線的電源和負荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導致交叉跨越。 （ 3）便于試驗，當個別回路需要時單獨進行試驗時可將該架路分 開 ，單獨接至一組母線上。 缺點： （ 1） 增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關 ，投次大 。 （ 2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關誤操作需在隔離開關和斷路之間裝設連鎖裝置。 對于 110kV 側來說，因為它要供給較多的一類、二類負荷、因此其要求有較高的可靠性。 對比以上 三 種方案，單母線接線供電可靠性 、靈活性最差，不符合變電所的供電可靠性的要求；雙母線接線供電可靠性高，但無旁路母線檢修斷路器時需要停電而且雙 母線接線復雜，使用設備多、投資較大 ；采用單母線分段帶旁路的電氣接線可 將 I、 II 類負荷的雙回電源 線不同的分段母線上，當其中一段母線故障時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性； 而且?guī)月房梢栽跈z修斷路器時對用戶進行供電。故經過綜合考慮采用方案（二）。 35kV 側 方案（一） : 采用單母線接線 優(yōu)點： 接線簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。 缺點： 可靠性、靈活性差 ， 母線故障時，各出線必須全部停電。 方案（二）：單母線分段 優(yōu)點： （ 1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。 （ 2） 對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不 同的母線段上，保證對重要用戶的供電。 缺點： 當一段母線故障或檢修時，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的 供 電量，并使該回路供電的用戶停電。 方案（三）： 采用單母線分段帶旁路接線 優(yōu)點 ： （ 1）可靠性、靈活性高 （ 2）檢修線路斷路器時仍可向該線路供電 缺點： 投資大，經濟性差 單母線接線可靠性低，當母線故障時，各出線須全部停電，不能滿足 I、 II 類負荷供電性的要求，故不采納；將 I、 II 類負荷的雙回電源線不同的分段母線上，當其中一段母線故障時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性； 雖然帶有 旁路斷路器的單母線分段也能滿足要求，但其投資大、經濟性能差，故采用方案（二）單母線分段接線。 10kV 側 方案（一） : 采用單母線接線 優(yōu)點： 接線簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。 缺點： 可靠性、靈活性差 ， 母線故障時，各出線必須全部停電。 方案（二）：單母線分段 優(yōu)點： (1) 母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。 (2) 對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。 缺點： 當一段母線 故障或檢修時，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的 供 電量，并使該回路供電的用戶停電。 單母線接線可靠性低，當母線故障時，各出線須全部停電，不能滿足 I、 II 類負荷供電性的要求，故不采納；將 I、 II 類負荷的雙回電源線不同的分段母線上，當其中一段母線故障時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性 。故采用方案（二）。 綜合以上三 種 主接線所選的接線方式，畫出主接線圖 。見附圖 41。 第五章 短路電流計算 1. 短路電流計算的目的和條件 短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。短 路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運行。為使電氣設備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量的電氣設備。這不僅增加了投資，甚至會因開斷電流不能滿足而選不到符合要求的電氣設備。因此要求我們在設計變電站時一定要進行短路計算。 短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電站的設計中，短路計算是其中的一個重要內容。其計算的目的主要有以下幾個方面： ⑴ 電氣主接線的比較。 ⑵ 選擇導體和電器。 ⑶ 在設計屋外高型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 ⑷ 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。 ⑸ 接地裝置的設計，也需要用短路電流。 短路電流計算條件 基本假定 ⑴ 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； ⑵ 所有電源的電動勢相位、相角相同； ⑶ 電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負荷下運行； ⑷ 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； ⑸ 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； ⑹ 除去短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計； ⑺ 元件的計算參數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍； ⑻ 輸電線路的電容忽略不計。 一般規(guī)定 ⑴ 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，應本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮遠景的發(fā)展計劃； ⑵ 選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響； ⑶ 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。 2. 短路電流的計算步驟和計算結果 計算步驟 在工程計算中，短路電流其計算步驟如下： 選定基準電壓和基準容量，把網絡參數化為標么值； 畫等值網絡圖； 選擇短路點； 按短路計算點化簡 等值網絡圖，求出組合阻抗； 利用實用曲線算出短路電流。 計算各回路電抗 （ 取基準功率 Sd = 100MVA Ud=UaV） 根據上面所選的參數進行計算 ： 342線路側1中壓側高壓側低壓側低壓側 X1＝ X2＝ Xｘ2avUSd＝ 802115100＝ X3＝ X4＝ 1/200 (UK12%＋ UK31%－ UK23%)NdSS ＝ 1/200 (＋ 18－ ) 6310 = X5＝ X6＝ 1/200 (UK12%＋ UK23%－ UK31%)NdSS ＝ 1/200 (＋ － 18) 6310 =≈ 0 X7＝ X8＝ 1/200 (UK23%＋ UK31%－ UK12%)NdSS ＝ 1/200 (＋ 18－ ) 6310 = 由于兩臺變壓器型號完全相同，其中性點電位相等，因此等值電路圖可化簡為 X13=X1/2= X10=X3/2= X11=X5/2= X12=X7/2=計算各短路點的最大短路電流 （ 1） K１ 點短路 時 XΣ *＝ X13＝ I” *＝ I S∞ *＝ 1／ XΣ *＝ 1／ = 短路次暫態(tài)電流： I”S＝ IS∞ ＝ I”S *Id＝ 1153100?＝ （ kA） 短路沖擊電流： ＝ I”S＝ ＝ （ kA） 全電流最大有效值： ＝ I”S ＝ =（ kA） 短路電流容量： Sd”= 3 I”S Un=(MV) (2) K2點短路 時 XΣ *＝ X13+X10+X11=+= I” *＝ I S∞ *＝ 1／ XΣ *＝ 1/= 短路次暫態(tài)電流： I”S＝ IS∞ ＝ I”S *Id＝ 373100?=（ kA） 短路沖擊電流： ＝ I”S＝ ＝ （ kA） 全電流最大有效值： ＝ I”S ＝ =（ kA） 短路電流容量： Sd”= 3 I”S Un= (MV) (3) K3點短路 時 XΣ *＝ X13+X10+X12=++= I” *＝ I S∞ *＝ 1／ XΣ *＝ 1/= 短路次暫態(tài)電流： I”S＝ IS∞ ＝ I”S *Id＝ ?=（ kA） 短路沖擊電流： ＝ I”S＝ ＝ （ kA） 全電流最大有效值： ＝ I”S ＝ =（ kA） 短路電流容量： Sd”= 3 I”S Un=(MV) 從計算結果可知，三相短路較其它短路情況嚴重，它所對應的短路電流周期分量和短路沖擊電流都較大，因此，在選擇電氣設備時，主要考慮三相短路的情況。 第六章 配電裝置及 電氣設備的 配置與 選擇 1. 導體和電氣設備選擇的一般條件 導體和電氣設備選擇是電氣設計的主要內容之一。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電器設備要能可靠地 工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來效驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。 一般原則 應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要； 應按當地環(huán)境條件校核； 選擇導體時應盡量減少品種； 應力求技術先進和經濟合理； 擴建工程應盡量使新老電器型號一致； 選用的新產品，均 應具有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格 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。 長期工作條件 （ 一 ） 電壓 選用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 （ 二 ） 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實際需要確定。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流 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。 所選用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。 短路穩(wěn)定條件 （ 一 ） 校驗的一般原則 （ 1） 電器在選定后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。 （ 2） 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。 （ 3） 短路的熱穩(wěn)定條件 Itt≥ Qd 式中 Qdt— 在計算時間 tjs秒內，短路電流的熱效應（ kA ?s）