【文章內(nèi)容簡介】 LJ－ 120 I=410A 410=＞ 滿足 第五章 電氣主接線 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電氣系統(tǒng)的主要部分。電氣主接線是由電氣設(shè)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(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線。由于本設(shè)計(jì) 的變電站有三個(gè)電壓等級(jí)，所以在設(shè)計(jì)的過程中首先分開單獨(dú)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(gè)把三個(gè)電壓等級(jí)和變壓器連接的方案，對(duì)選出來的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。 1. 對(duì)電氣主接線的基本要求 對(duì)電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面 可靠性 安全可靠是主接線的首要任務(wù)，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(duì)的。所以在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠和變電站的地位和作用、用 戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備的制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。 靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個(gè)方面： （ 1） 操作的靈活性 （ 2） 調(diào)度的靈活性 （ 3） 擴(kuò)建的靈活性 經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要通過以下幾個(gè)方面考慮： （ 1） 節(jié)省一次投資。如盡量多采用輕型開關(guān)設(shè)備等。 （ 2） 占地面積少。由于本變電站占用農(nóng)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(yīng)簡明清晰、運(yùn)行維護(hù)方便、使設(shè)備切 換 所需的操作步驟少 ，盡量避免用隔離開關(guān)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(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各種技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 3. 待建變電站的主接線形式 110kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 考慮到 110kV側(cè)有 兩 條進(jìn)線 ， 因而可以選用單母線接線 。 其優(yōu)點(diǎn)： 接線 簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)是： （ 1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時(shí)，各回路必須在檢修和短 路時(shí)事故來消除之前的全部時(shí)間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。 （ 2）引出線電路中斷路器檢修時(shí)，該回路停止供電。 （ 3）調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生故障時(shí)，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(jīng)過長期運(yùn)行和切斷數(shù)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(shí)，不中斷供電，可增設(shè)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(tái)斷路器和一條母線的投資。 方案（三）：雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)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(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時(shí)只停該回路。 （ 2）擴(kuò)建方便 ， 可向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響 兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會(huì)引起原有回路的停電，以致連 接不同的母線段，不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。 （ 3）便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要時(shí)單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可將該架路分 開 ，單獨(dú)接至一組母線上。 缺點(diǎn)： （ 1） 增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān) ，投次大 。 （ 2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。 對(duì)于 110kV 側(cè)來說，因?yàn)樗┙o較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有較高的可靠性。 對(duì)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(shí)需要停電而且雙 母線接線復(fù)雜，使用設(shè)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(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，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(shí)對(duì)用戶進(jìn)行供電。故經(jīng)過綜合考慮采用方案（二）。 35kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)： 可靠性、靈活性差 ， 母線故障時(shí)，各出線必須全部停電。 方案（二）：單母線分段 優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）母線發(fā)生故障時(shí)，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(duì)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(duì)重要用戶的供電。 缺點(diǎn)： 當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，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(diǎn) ： （ 1）可靠性、靈活性高 （ 2）檢修線路斷路器時(shí)仍可向該線路供電 缺點(diǎn)： 投資大，經(jīng)濟(jì)性差 單母線接線可靠性低，當(dāng)母線故障時(shí)，各出線須全部停電，不能滿足 I、 II 類負(fù) 荷供電性的要求，故不采納；將 I、 II 類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，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(jīng)濟(jì)性能差，故采用方案（二）單母線分段接線。 10kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)： 可靠性、靈活性差 ， 母線故障時(shí)，各出線必須全部停電。 方案（二）：單母線分段 優(yōu)點(diǎn)： (1) 母線發(fā)生故障時(shí)，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(duì)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(duì)重要用戶的供電。 缺點(diǎn)： 當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，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(dāng)母線故障時(shí)，各出線須全部停電，不能滿足 I、 II 類負(fù)荷供電性的要求，故不采納；將 I、 II 類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，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）。 110kV主接線圖如下： 二、 35kV 母線接線的選擇 接線簡圖如下： A 所IＢ所ＩＣ所Ｉ造紙廠Ｉ化工廠Ｉ冶煉廠ＩＡ所ⅡＢ所ＩＣ所Ｉ造紙廠Ｉ化工廠Ｉ冶煉廠Ｉ 三、 10kV 母線接線選擇 站甲I站乙I毛紡廠I水泥廠I紡織廠I水廠I站甲I站乙I毛紡廠I水泥廠I紡織廠I水廠I 變電站主接線簡圖 1 0 K V3 5 K V 1 0 K V3 5 K V站甲I站乙Ⅱ毛紡廠ⅡA 所 IB 所 IC 所 I造 紙 廠化 工 廠 I冶 煉 廠 IA 所 I IB 所 IC 所 I造 紙 廠化 工 廠 I冶 煉 廠 I水泥廠Ⅱ紡織廠Ⅱ水廠I站甲I站乙Ⅱ毛紡廠Ⅱ水泥廠Ⅱ紡織廠Ⅱ水廠I 第六章 短路計(jì)算 第一節(jié) 短路電流計(jì)算的目的及一般規(guī)定 一、短路電流計(jì)算目的 選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，確定某接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證各種電器設(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要用短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校 驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地安全距離。 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)短路電流為依據(jù)。 二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)、熱穩(wěn)定及電器開斷電流所用的短路電流、應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)手冊規(guī)劃的容量計(jì)算、并考慮電力系統(tǒng) 5－ 10年的發(fā)展。 接線方式應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流和正常接線方式，而不能按切換中可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式。 選擇導(dǎo)體和電器中的短路電流，在電氣連接的電網(wǎng)中，應(yīng)考慮電容補(bǔ)償裝置的充放電電流的影響。 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)， Id最大的點(diǎn)，對(duì)帶電抗器的 6－ 10kV 出線應(yīng)計(jì)算兩點(diǎn)，電抗器前和電抗器后的 Id。 短路時(shí)，導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相電流驗(yàn)算，若有更嚴(yán)重的按更嚴(yán)重的條件計(jì)算。 三、 短路電流計(jì)算方法：實(shí)用短路電流計(jì)算法 —— 運(yùn)算曲線法 假設(shè)： ① 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行； ② 所有電源的電動(dòng)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)； ④ 電力系統(tǒng)中各元件磁路不飽和； ⑤ 短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間； ⑥ 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； ⑦ 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)外，元件的電阻不考慮； ⑧ 元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)誤差和調(diào)整范圍； 阻抗計(jì)算： 火電站發(fā)電機(jī)阻抗： SB=100MW 新繹火電站： SF= = X′ G=)(39。NGGGS SX ? X′ = ?GX = ? = 鄭州火電站： SF= =125 X′ = ? = 潼關(guān)火電站： SF= =250 X′ = ? = 變壓器阻抗： 雙繞組：新繹： X′ =)(100%NTS S SV ?? 60MVA X′ = ? = 三繞組： 75MW 變壓器 Ud高－中％ = Ud高－低％ =13 Ud中－低％ =8 XⅠ ％ = 21 ﹙ Ud 高－中％＋ Ud 高－低％＋ Ud 中－低％﹚ =21﹙ ＋ 13－ 8﹚ = XⅡ ％ =21 ﹙ Ud 高－中％＋ Ud 中－低％＋ Ud 高－低％﹚ =21﹙ ＋ 8－ 13﹚ = XⅢ ％ =21﹙ Ud中－低％＋ Ud高－低％＋ Ud高－中％﹚ =21﹙ 8＋ 13－ ﹚ = X′ 110== X′ 35== X′ 10== 線路阻抗： 45KM： XA=2VBSBXL? XA=2115 ??= 42KM: XA=2115 ??= 40KM: XA=2115 ??= 80KM: XA=2115 ??= 90KM: XA=2115 ??=