【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位：　本變電所系經(jīng)常有人值班的地區(qū)性110千伏的降壓變電所，主要供給城鎮(zhèn)的一般工業(yè)企業(yè)及農(nóng)業(yè)用電，供電電壓分別為35千伏和10千伏兩個(gè)電壓等級(jí)。其中有兩回10千伏線路供給本地區(qū)一煤礦，為一類負(fù)荷；其余的負(fù)荷均為二類或三類負(fù)荷。由系統(tǒng)以兩路110千伏線路向本所送電，并由本所兩回110千伏線路向后續(xù)的兩個(gè)變電所轉(zhuǎn)送40000千伏安一、110KV電氣主接線方案選擇：根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第三章第二節(jié)第22條“110－－220KV配電裝置中，當(dāng)出線數(shù)為2回時(shí)，一般采用橋型接線，當(dāng)出線數(shù)不超過(guò)4回時(shí)，一般采用分段單母線接線?！庇忠?yàn)閱文妇€分段具有簡(jiǎn)單、靈活、經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)點(diǎn)。本變電所110千伏出線（包括兩回電源線）4回，所以初步確定采用單單母線分段接法。但是單母線分段接線也有較顯著的缺點(diǎn)，這就是當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障檢修時(shí)，該段母線上所連的全部引線都要在檢修間停電。顯然，對(duì)于大容量發(fā)電廠和樞紐變電所來(lái)說(shuō)，這都是不能容許的。由于本所又要承當(dāng)向后續(xù)變電所輸送20000KVA2＝40000KVA。由于后續(xù)負(fù)荷較大，當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)又不允許停電。所以不宜用單母線分段接法。根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第三章第二節(jié)第24條“配電裝置中的旁路設(shè)施或?qū)Ｓ玫呐月窋嗦菲?；?yīng)按下列條件設(shè)置：”“一、采用分段單母線的110－220KV配電裝置中，除斷路器允許停電檢修外，一般設(shè)置旁路設(shè)施?！?“當(dāng)有旁路母線時(shí)，應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。當(dāng)220KV出線為5回及以上或110KV出線為7回以上時(shí)一般裝設(shè)專用的旁路斷路器。在樞紐變電所中，當(dāng)220KV出線為4回及以上或110KV出線為6回及以上時(shí)也可裝設(shè)旁路斷路器。”因此，將上述方案改為單母線分段帶旁路母線的接法。這樣，檢修出線斷路器時(shí)，可由旁路斷路器代替出線斷路器運(yùn)行，線路不需要停電，提高了供電的可靠性。根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第三章第二節(jié)第24條：當(dāng)有旁路母線時(shí)應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。所以本所采用分段斷路器兼作旁路斷路器的“H”型接線方式，從而節(jié)省了一臺(tái)斷路器，提高了運(yùn)行靈活性。根據(jù)以上論證，確定110KV電氣主接線采用單母線分段帶旁路母線的接法。二、35KV電氣主接線方案選擇：由以上原始資料知35千伏出線7回。根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第三章第二節(jié)第23條：35－60KV配電裝置中，當(dāng)出線為2回以上時(shí)，一般采用分段單母線或單母線接線。根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第三章第二節(jié)第24條：35－60KV配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線，如線路斷路器不允許停電檢修，可設(shè)置其他旁路設(shè)施。本系統(tǒng)沒(méi)有不允許停電檢修，所以采用單母線分段接線。三、10KV電氣主接線方案選擇：由以上原始資料知10千伏出線10回。根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第三章第二節(jié)第23條：6KV和10KV配電裝置中，一般采用單母線或單母線分段接線。由于6－10KV配電裝置出線回路數(shù)為4－8回時(shí)宜采用單母線分段接線。同時(shí)它具有簡(jiǎn)單、靈活、經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)點(diǎn)。所以初步確定用單母線分段接線。由系統(tǒng)提供的負(fù)荷性質(zhì)原始資料知: 其中有兩回10千伏線路供給本地區(qū)一煤礦，為一類負(fù)荷；其余的負(fù)荷均為二類或三類負(fù)荷。為了提高供電可靠性確定采用單母分段接線。由于所用變壓器的熔斷流量不夠，主變壓器10KV側(cè)需分列運(yùn)行。第三節(jié)　短路電流的計(jì)算◆設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的原始資料：　　1．電力系統(tǒng)短路容量：　　　　110KV側(cè)母線：　　　　電力系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)：由系統(tǒng)提供給的短路容量為2000MVA；　　　　電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，由系統(tǒng)提供給的短路容量為1300MVA；　　2．電力系統(tǒng)各序電抗：　　　　由電力系統(tǒng)提供的各序電抗為：　　　　電力系統(tǒng)正序電抗與負(fù)序電抗相等：。 ：?！糇畲筮\(yùn)行方式下，短路容量與短路電流計(jì)算： 　?。骸　　、俑鶕?jù)三次短路試驗(yàn)所測(cè)得的兩兩繞組的短路電壓百分比值：　　　Uk1(%)= 1 2〔uk(12)(%)+ uk(13)(%) uk(23)(%)〕 = 1 2〔 + 17 〕 = Uk2(%)= 1 2〔uk(12)(%)+ uk(23)(%) uk(13)(%)〕 = 1 2〔 + – 17 〕 = 0 Uk3(%)= 1 2〔uk(13)(%)+ uk(23)(%) uk(12)(%)〕 = 1 2〔17 + – 〕 = 再計(jì)算歸算到同一電壓側(cè)的各繞組電抗值：根據(jù)變壓器電抗標(biāo)么值計(jì)算公式X*d= Ud% 100 Sj Se Se 最大容量繞組的額定容量，三繞組變壓器的容量組合有100/100/100，100/100/50，100/50/100三種，根據(jù)前面變壓器選擇計(jì)算選取100/100/50，得：XT1*= Uk1(%) 100 100 =XT2*= Uk2(%) 100 100 =0XT3*= Uk3(%) 100 100 最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)短路阻抗根據(jù)已知系統(tǒng)短路容量Sd``,求該系統(tǒng)的組合電抗標(biāo)么值公式X*= Sj Sd``來(lái)求得:Xc* = Sj Sd`` = 100 2000 =由于兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，并列阻抗為：XT1*’=XT2*’=0XT3*’=：最大運(yùn)行方式下可近似認(rèn)為電源為∞，不考慮短路電流周期分量的衰減，此時(shí)：所以根據(jù)沖擊電流的計(jì)算公式得：因?yàn)槎搪伏c(diǎn)遠(yuǎn)離發(fā)電廠，；3．35KV母線側(cè)短路容量與電流：　　三相短路時(shí)短路容量的定義為：式中：Sk－－系統(tǒng)中某一點(diǎn)的短路容量；　　　Uav――短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)的平均電壓；　　　Ik――某點(diǎn)短路時(shí)的三相短路電流穩(wěn)態(tài)值；由于短路電流是由無(wú)限大容量電源提供，電源電壓約等于Uav，因此短路容量的物理意義是為無(wú)限大容量電源向短路點(diǎn)提供的視在國(guó)功率。短路容量的標(biāo)么值Sk*為：選電壓基值UB=Uav?！鳶k表明系統(tǒng)中某一點(diǎn)到無(wú)限大容量電源點(diǎn)的電氣距離，或者說(shuō)，它表明了系統(tǒng)中某一點(diǎn)與電源的聯(lián)系緊密程度。Sk越大，表示聯(lián)系越緊?！_擊電流：4．10KV母線側(cè)短路容量與短路電流：根據(jù)以上公式得：　沖擊電流：◆最大運(yùn)行方式下，短路容量與短路電流計(jì)算：1．110KV側(cè)的短路容量和短路電流：所以根據(jù)沖擊電流的計(jì)算公式得：2．35KV母線側(cè)的短路容量和短路電流：　沖擊電流：4．10KV母線側(cè)短路容量與短路電流：根據(jù)以上公式得：　沖擊電流：◆110KV側(cè)各回路最大持續(xù)工作電流的計(jì)算：1．110KV電源進(jìn)線：最大負(fù)荷：31500＋20000＝51500　　　分段穿越也按51500KVA計(jì)算：　　　2．110KV出線線路：　　最大負(fù)荷為20000KVA　　◆35KV側(cè)各回路最大持續(xù)工作電流的計(jì)算：　根據(jù)已知的資料:35KV線路最大負(fù)荷為6430KW，COS216。＝；◆10KV母線側(cè)最大持續(xù)工作電流的計(jì)算　1．10KV側(cè)線路：最大負(fù)荷為1000KWCOS216。＝；1． 分段穿越按51000Kw計(jì)算：　　　　◆主變壓器各側(cè)回路最大持續(xù)工作電流：　1．110KV側(cè)：　　　　2．35KV側(cè)：　　　3．10KV側(cè)：　　　第四節(jié)、電器校驗(yàn)計(jì)算時(shí)間的確定◆系統(tǒng)提供的原始資料：1．主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：　?、佟?10KV母線：110KV母線本身無(wú)主保護(hù)，由電源的限時(shí)電流速斷（即過(guò)電流保護(hù)Ⅱ段）作為主保護(hù)，；　　②　35KV、10KV母線：　　　　　　35KV、10KV母線側(cè)無(wú)母線保護(hù)，計(jì)算時(shí)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可取用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。2．后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：　　主變壓器三側(cè)的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間配合如圖1－1所示。⑧ 10千伏線路后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t1= 秒⑨ 10千伏側(cè)主變壓器后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t2= 秒⑩ 10千伏母線分段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： 秒? 35千伏線路后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t3=? 110千伏側(cè)主變壓器后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：35千伏側(cè)母線分段動(dòng)作時(shí)間： 秒35千伏側(cè)主變壓器動(dòng)作時(shí)間： t4= 秒110千伏側(cè)主變壓器動(dòng)作時(shí)間： t5= 秒? 110千伏側(cè)電源線路后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t6= 秒? 110千伏側(cè)負(fù)荷線路后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t7= 秒◆根據(jù)以上原始資料：一、（SN10－10）。；查曲線表：　　　　　二、（SN3－10）；查曲線表：　　　　　三、（SN3－35）；查曲線表：　　　　　四、（SN8－35）；查曲線表：　　　　　五、（SW4－110）；查曲線表：　　　　　六、（SW4－110）；查曲線表：　　　　　七、（SE4－110）；查曲線表：　　　　　第五節(jié)　導(dǎo)體及電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)◆電氣設(shè)備選擇的依據(jù)：一．開(kāi)關(guān)電器的選擇開(kāi)關(guān)電器原選擇原則具有相似性，即不僅要保證開(kāi)關(guān)電器正常時(shí)的可靠工作，還應(yīng)保證系統(tǒng)故障時(shí)能承受短時(shí)的故障電流的作用，同時(shí)尚應(yīng)滿足不同開(kāi)關(guān)電器對(duì)電路分?jǐn)嗄芰Φ囊?。因此，開(kāi)關(guān)電器的選擇應(yīng)符合下列條件：（一）。滿足正常工作條件1． 滿足工作電壓要求，即：式中：－―――開(kāi)關(guān)電器最高工作電壓　　　　　　　 ――――開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的最高工作電壓　　　　　　　 ――――開(kāi)關(guān)電器額定電壓――――系統(tǒng)標(biāo)稱電壓2． 滿足工作電流要求，即：　　　　　　　　　　　　　　式中：－―――開(kāi)關(guān)電器額定電流　　　 ――――開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的計(jì)算電流3．　　滿足工作條件的要求（二）。滿足短路故障時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定條件　　　1．滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求　　　　　　對(duì)于開(kāi)關(guān)電器而言，一旦制造出來(lái)，無(wú)論用于系統(tǒng)中何處，其導(dǎo)體間間距、長(zhǎng)度及形狀系數(shù)都不會(huì)改變，因此通過(guò)導(dǎo)體的電流大小就成為決定該開(kāi)關(guān)電器能否達(dá)到穩(wěn)定要求的唯一條件，即只要滿足：式中：－―――開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流有效值　　　 ―――開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的三相短路沖擊電流有效值　　　 －―――開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流峰值　　　 ――――開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的三相短路沖擊電流3． 滿足熱穩(wěn)定要求，開(kāi)關(guān)電器自身可以承受的熱脈沖應(yīng)大于短路時(shí)最大可能出現(xiàn)的熱脈沖，稱為滿足熱穩(wěn)定的條件的要求，即：式中：－―――開(kāi)關(guān)電器的t秒熱穩(wěn)定電流有效值　　　 ――――開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的三相短路電流有效值　　　 －―――假想時(shí)間（三）。滿足開(kāi)斷能力的要求：1．?dāng)嗦菲鳎簯?yīng)能分?jǐn)嘧畲蠖搪冯娏骰蚴街校海D――斷路器額定分?jǐn)嚯娏鳌　　? ――――斷路器額定分?jǐn)嗳萘俊　　?－――斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下三相短路電流有效值　　　 ―――斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下的短路容量2．負(fù)荷開(kāi)關(guān)：負(fù)荷開(kāi)關(guān)應(yīng)能分?jǐn)嘧畲筘?fù)荷電流：式中：－―――負(fù)荷開(kāi)關(guān)額定分?jǐn)嚯娏鳌　　〃D―――負(fù)荷開(kāi)關(guān)安裝處最大負(fù)荷電流二．熔斷器的選擇因熔斷器在動(dòng)作時(shí)不需要保持動(dòng)、熱穩(wěn)定要求，因此熔斷器選擇只需滿足正常工作條件和分?jǐn)嗄芰Φ囊蠹纯伞?． 滿足正常工作條件：① 滿足工作電壓要求，即式中：－―――熔斷器最高工作電壓　　　　　　　　――――熔斷器裝設(shè)處的最高工作電壓　　　　　　　　――――熔斷器額定電壓