【文章內(nèi)容簡介】 段母線上，當其中一段母線故障時，由另一段母線提供電源， 11 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(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： 接線簡單清晰、設(shè)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(jīng)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(jīng)濟性能差，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： 接線簡單清晰、設(shè)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。 12 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。 六、短路電流計算 （一）短路電流計算的目的和一般規(guī)定 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(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量的電氣設(shè)備。這不僅增加了投資，甚至?xí)蜷_斷電流不能滿足而選不到符合要求的電氣設(shè)備。因此要求我們在設(shè)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(shè)計中，短路計算是其中的一個重要內(nèi)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(dǎo)體和電器。 ⑶ 在設(shè)計屋外高 型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導(dǎo)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(jù)。 ⑸ 接地裝置的設(shè)計，也需要用短路電流。 一般規(guī)定 ⑴ 驗算導(dǎo)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(yīng)本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮遠景的發(fā)展計劃； ⑵ 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的影響和電容補償裝置放電電流的影響； ⑶ 導(dǎo)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。 （二）短路電 流的計算步驟和計算結(jié)果 計算步驟 在工程計算中，短路電流其計算步驟如下： （ 1）選定基準電壓和基準容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標么值； （ 2）畫等值網(wǎng)絡(luò)圖； （ 3）選擇短路點； （ 4）按短路計算點化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗； （ 5）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） 13 根據(jù)上面所選的參數(shù)進行計算 ： 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 = 342線路側(cè)1中壓側(cè)高壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè) 14 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） 15 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(jié)果可知，三相短路較其它短路情況嚴重，它所對應(yīng)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(shè)備時，主要考慮三相短路的情況。 16 七、配 電裝置及 電氣設(shè)備的 配置與 選擇 （一）導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇是電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)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(shè)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(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)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(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 一般原則 （ 1）應(yīng)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； （ 2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核； （ 3）選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種； （ 4）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； （ 5）擴建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致； （ 6）選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格 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、過電流的情況下保持正常運行。 （ 1）長期工作條件 .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 .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(yīng)根據(jù)實際需要確定。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流時，應(yīng)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(yīng)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 .校驗的一般原則 、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。 保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。 2 17 Itt≥ Qd 式中 Qdt— 在計算時間 tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ kA ?s） It — t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ kA） t — 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（ s） 校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間 tjs按下式計算： tjs=tb+td 式中 tb— 繼電保護裝置后備保護動作時間（ s） td— 斷路器全分閘時間（ s） ich≤ idf Ich≤ Idf 式中 ich— 短路沖擊電流峰值（ kA） idf— 短路全電流有效值（ kA） Ich— 電器允許的極限通過電流峰值（ kA） Idf— 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(nèi)、外絕緣保證必要的可靠性。 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設(shè)備相應(yīng)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(yīng)通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設(shè)備。 (二 )設(shè)備的選擇 斷路器的選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。高 壓斷路器主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用；當設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切斷故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用。其最大特點就是斷開電器中負荷電流和短路電流。 （ 1）高壓斷路器 按下列條件進行選擇和校驗 ，按目前我國 能源部要求 斷路器的生產(chǎn) 要逐步走向無油化，因此 6 — 220kV要 選用 SF6斷 路器。 。 小 于通過斷路器的最大持續(xù)電流。 小 于 變 電所所在電網(wǎng)的額定電 壓。 ，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值來進行選擇，當斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時，為了簡化計算也可用次暫態(tài)短路電流進行選擇。 ： 短路的熱效應(yīng)小于斷路器在 tK 時 間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。 ： 短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動穩(wěn)定 電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。 2 18 ，應(yīng)滿足條件是 ： 斷路器額定關(guān)合電流不少于短路沖擊電流 ish ，一般斷 路器的額定關(guān)合電流等于動穩(wěn)定電流。 （ 2） 110kV側(cè) 斷路器的選擇 110 kV 電壓等級，故可選用 六氟化硫 斷路器。 ，故選戶外式斷路器。 Ue≥110kV 的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流 ImaX=1153 ?＝ （ kA） ，選擇統(tǒng)一型號的 SF6 斷路器。如下表： .開 斷 電 流能力校驗 因為三相短路電流大于兩相短路電流，所以選三相短路電流進行校驗，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短 。，故選 I = 所選斷路器的額定開斷電流 I。 = ＞ I =， 則斷流能力滿足要求。 .短路關(guān)合電流的校驗 在斷路器合閘之前，若線路已存在斷路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時 及產(chǎn)生巨大的短路電流，更容易發(fā)生觸頭破壞和曹遭受電動力的損壞。而且不可避免接通后又自動跳閘。此時還要求能夠切斷電流。因此要進行短路關(guān)合電流的校驗。 所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動穩(wěn)定電流為 80kA， 流過斷路器的沖擊電流為， 則短路關(guān)合電流滿足要求，因為其動穩(wěn)定的校驗參數(shù)與關(guān)合電流參數(shù)一樣 ，因而動穩(wěn)定也滿足要求。 .熱穩(wěn)定校驗 設(shè)后備保護動作時間 ，所選斷路器的固有分閘時間 ，選擇熄弧時間 t =。則短路持續(xù)時間 t =++ =2s。 因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于 1s而忽略不計 則 短路熱效應(yīng) Qk = I” 2t = 2= 允許熱效應(yīng) Ir2t = 3 = Ir2t＞ Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。 以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用 OFPT(B)110斷路器。 （ 3） 35kV側(cè) 斷路器的選擇 35 kV電壓等級，故選用 六氟化硫 斷 路器 內(nèi) ，故選用戶 內(nèi) 斷路器 型號 額定 電壓 kV 額定 電流 A 最高 工作 電壓 kV 額定 開斷 電流 kA 動穩(wěn) 定電流 kA 3S熱穩(wěn) 定電流 kA 額定峰值耐受電流 kA 固有分閘