【文章內(nèi)容簡介】 主接線設(shè)計(jì)的基本原則 :電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)以設(shè)計(jì)任務(wù)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)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，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。 主接線設(shè)計(jì)的基本 要求：在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)使其滿足供電可靠、運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。 （ 1） 可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對用戶不間斷供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次設(shè)備部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。同時(shí)，可靠性不是絕對的而是相對的。可能一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能就不是可靠的。評價(jià)主接線方式可靠的標(biāo)志是： 1） 線路、母線 （ 包括母線側(cè)隔離刀閘 ） 等故障或檢修時(shí)，停電范圍的大小和停電時(shí)間的長短，能否保證對一類、二類負(fù)荷的供電。 2） 線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電 。 3） 變電所全部停電的可能性 。 4） 大型機(jī)組突然停電，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。 （ 2） 靈活性 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1)調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能；靈活地投入（或切除）某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求； 2)檢修安全：應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對用戶的 供電； 3)擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。 設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮到從初期接線到最終接線的可能和分段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下，將來能順利完成過渡方案的實(shí)施，使改造工作量最少。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性 1)投資省：主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電器設(shè)備； 2)占地面積少：電氣主接線 設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用； 3)電能損耗少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。 110kv 側(cè)接線 這里主要介紹有匯流母線接線中的單母線接線、單母分段接線和無匯流母線的橋型接線。 單母線接線具有簡單清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方，且有利于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。但可靠性、靈活性較差，這種接線只適用于 6220KV系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變壓器，且出線回路數(shù)又不多的中、小型發(fā)電廠或變電所，它不能滿足一、二類用戶的要求 。 如圖 31： 單母分段接線對重要用戶可以從不同段引出兩回饋線回路，由兩個(gè)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隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電。這種接線廣泛用于中小容量發(fā)電廠的 610KV 接青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 線和 6220KV變電所中。 如圖 32： 圖 31 單母線接線圖 圖 32 單母線分段接線 橋型接線的特點(diǎn)：一般當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋型接線。高壓斷路器數(shù)量少，是比較經(jīng)濟(jì)的接線，四個(gè)元件只需要三臺斷路器，線路的投入和切除操作方便，線路故障是僅將故障線路斷路器斷開，其它線路和變壓器不受影響。現(xiàn)將內(nèi)橋接線和外橋接線作以比較。 （ 1） 內(nèi)橋 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)元件只需要三臺斷路器 缺點(diǎn)： 1）變壓器切除 投入較復(fù)雜，需操作兩臺斷路器并影響一回路暫時(shí)停電。 2) 連接橋斷路器檢修時(shí)兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。 3）出現(xiàn)斷路器檢修時(shí)，出線在此期間停運(yùn)。 適用范圍：容量較小的發(fā)電廠或變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障率較高 。如圖 33： （ 2） 外橋 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)元件只需要三臺斷路器 缺點(diǎn)： 1）線路切除投入較復(fù)雜，需要操作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時(shí)停運(yùn)； 2) 連接橋斷路器檢修時(shí)兩個(gè)回路需解列運(yùn)行； 3）變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器停運(yùn)。 適用范圍：容量較小的發(fā)電廠或變 電所，并且變壓器切換較頻繁或線路較短，故障率較小的情況，線路有穿越功率時(shí)采用此接線，因?yàn)榇┰焦β手涣鬟^一個(gè)斷路青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 器，斷路器檢修時(shí)對此功率影響小。 如圖 34： 圖 33 內(nèi)橋接線 圖 34 外橋接線 根據(jù)實(shí)際情況， 110kv 有兩回路進(jìn)線，有穿越功率流過， 110kv 側(cè)選用外橋型接線。 10kv 側(cè)電氣主接線的選擇 10kv側(cè)出線有十回，故考慮單母接線和單母分段，優(yōu)缺點(diǎn)比較如表 31： 表 31 10kv 主接線的選擇方案比較 方案 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 單母接線 不夠靈活可靠，母線或隔離 開關(guān)故障或檢修時(shí)均使整個(gè) 配電裝置停電 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 同左 單母分段接線 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(gè)回路，有兩個(gè)電源；當(dāng) 一段母線故障時(shí)分段斷路器 能將故障切除保證正常段的 不間斷供電和不致使用戶停 電 簡單經(jīng)濟(jì)方便實(shí)用， 克服了單母接線的 缺點(diǎn) 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10kv側(cè)出線有十回，按照規(guī)程規(guī)定：單母分段既具有單母接線簡單經(jīng) 濟(jì)方便的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)，對重要用戶從不同段引出兩個(gè)回路，使重要用戶有兩個(gè)電源，提高了供電可靠性， 220kv 及以下變電所供應(yīng)當(dāng)?shù)氐?10kv 配電裝置，由于采用了制造廠制造的成套開關(guān)柜，地區(qū)電網(wǎng)成環(huán)網(wǎng)運(yùn)行檢修水平的迅速提高，采用單母分段一般能滿足要求。 不設(shè)旁路的原因： 1） 610kv 回路供電負(fù)荷小，供電距離短，并一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源； 2）向工業(yè)供電回路一般比較多，企業(yè)內(nèi)有備用電源，允許一回路停電； 3） 610kv大多為電纜出線，事故跳閘次數(shù)少。 綜合考慮以上因素：本變電站位于 市區(qū)，減少配電裝置占地和占用空間，消除火災(zāi)隱患及環(huán)保要求，此接線不帶有旁路。 所以 110kv采用外橋型接線， 10kv采用單母分段接線。 變電站 電氣主接線設(shè)計(jì)圖見附錄 III。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 章 變電 所用電設(shè)計(jì)及功率因數(shù)的補(bǔ)償 變電 所用電的設(shè)計(jì) （ 1） 確定所用變壓器的參數(shù)，一般的變電所，均裝設(shè)有兩臺變壓器，以滿足整流操作電源，強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器，無人值班的要求； （ 2） 確定所用變壓器容量：根據(jù)所用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，選用合適的變壓器容量； （ 3） 確定變壓器電源引接方式。當(dāng)變電所內(nèi)有較低的電壓母線時(shí)，一般從這類母線引接電源，這種引線具有經(jīng) 濟(jì)、可靠的優(yōu)點(diǎn)。 （ 4） 選擇結(jié)果 ： 1） 所用電的引接：為了保證供電的可靠性，所用電分別從 10kv母線上引接，為了節(jié)省投資，所用變采用隔離開關(guān)加高壓熔斷器與母線連接。 2） 所用電容量：這里選用兩臺 S9M50 型，參數(shù)如表 41： 表 41 所用變壓器數(shù)據(jù)表 額定容量 KVA 連接組別號 空載損耗 KW 負(fù)載損耗 KW 空載電流 A 短路阻抗 Ω 50 Y,yn0 2 4 功率因數(shù)的補(bǔ)償 P Σ =（ +2+6+2++3++++） *= 原來的功率因數(shù)是 ，要求補(bǔ)償?shù)? 以上，采用在低壓側(cè)并聯(lián)電容器的方法： cosΨ = Ψ = cosΨ180。 = Ψ180。 = 要求補(bǔ)償?shù)臒o功容量為： Qc=P*(tanΨ180。 tanΨ )=*( )= 每相補(bǔ)償?shù)碾娙葜?C= Qc/3ωμ 2=*106/（ 3*314*10*103） = f 電容值選擇數(shù)值至少為 f，每相裝設(shè)一個(gè)電容器。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 章 短路電流的計(jì)算 計(jì)算的目的和內(nèi)容 短路電流計(jì)算的目的 （ 1） 為了選擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求； （ 2） 評價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案； （ 3） 研究限制短路電流的措施； （ 4） 為繼電保護(hù)整定和調(diào)試提供數(shù)據(jù)； （ 5） 分析計(jì)算送電線路對通訊設(shè)施的影響。 短路電流計(jì)算的內(nèi)容 在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算應(yīng)按照遠(yuǎn)景規(guī)劃水平考慮，遠(yuǎn)景規(guī)劃水平一般按建成后 510 年。計(jì)算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)各樞紐點(diǎn)的三相短路電流。工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算均采用實(shí)用計(jì)算法。所謂實(shí)用計(jì)算法是指在一定的假設(shè)條件下計(jì)算出短路電流的各個(gè)分量， 而不是用微分方程求解短路電流的完整表達(dá)式。 計(jì)算的假設(shè)條件 （ 1） 故障前為空載，即負(fù)荷略去不計(jì)，只計(jì)算短路電流的故障分量； （ 2） 故障前所有電壓均等于平均額定電壓，其標(biāo)幺值等于 1； （ 3） 系統(tǒng)各個(gè)元件電阻略去不計(jì)（ 1kv及以上的高壓電網(wǎng) ） ； （ 4） 只計(jì)算短路電流的基頻分量。 各元件參數(shù)的計(jì)算 選取基準(zhǔn)電壓 Ub=Uav=115， Sb=100，則等值圖中各計(jì)算值為：線路 X b =Ω /KM，只計(jì)算三相短路電流 XS1*=XS1*Sb /Sj=*100/1250= XS2*=XS2*Sb /Sj =*100/350= 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) X11*=x1l1*SB/U2av=*10*100/1152= X12*=x1l2*SB/U2av =*14*100/1152= X13*=x1l3*SB/U2av =*6*100/1152= X14*=x1l4*SB/U2av =*20*100/1152= 主變的計(jì)算： Xt*=Uk(%)*SB/(100* SN)=*100/(100*40)= 短路電流的計(jì)算分為次暫態(tài)電流 、 短路電流周 期分量的有效值和短路沖擊電流，前者用于檢驗(yàn)斷路器開端容量和繼電保護(hù)的整定熱穩(wěn)定計(jì)算，后者用于動穩(wěn)定的計(jì)算。 短路電流的計(jì)算步驟 （ 1） 短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 Ub= Uav=115kv, Sb=100MVA。 （ 2） 計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值，做出等值電路； （ 3） 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡化，求出電源點(diǎn)與短路點(diǎn)之間的電抗，此電抗稱為入端電抗； （ 4） 求出短路電流標(biāo)幺值，進(jìn)而求出短路電流有名值 。 （ 5） 計(jì)算沖擊電流有效值。 系統(tǒng)等值圖 圖 51 系統(tǒng)等值圖 計(jì)算結(jié)果 如表 51列表：（計(jì)算過程見計(jì)算書） 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 表 51 各短路點(diǎn)計(jì)算結(jié)果 短路點(diǎn) 次暫態(tài)電流有效值 (KA) 沖擊電流幅值 ish(KA) d 1 d 2 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 章 電氣設(shè)備的選擇 正確地選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。電氣 設(shè)備選擇的一般要求如下： （ 1） 應(yīng)滿足各種運(yùn)行、檢驗(yàn)、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； （ 2） 應(yīng)按照當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件（如海拔、大氣污染程度和環(huán)境污染程度等）校驗(yàn)； （ 3） 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和合理； （ 4） 與整個(gè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； （ 5） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； （ 6） 選擇的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器的主要功能：正常運(yùn)行時(shí)，用來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，能起保護(hù)作用。高壓斷路器是開關(guān)設(shè)備中功能最為完善的一種，其最大特點(diǎn)是能斷開負(fù)荷電流和短路電流。 （ 1） 斷路器種類和型式的選擇： 除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)方便。一般 635kv采用真空斷路器， 35500kv采用 SF6斷路器。 （ 2） 額定電壓的選擇： UN= UNS UNS電網(wǎng)額定電壓 （ 3） 額定電流的選擇： IN= IMAX IMAX各種合理方式下最大持續(xù)工作電流 （ 4） 開斷短路電流的選擇 INbr= IPT（或 I） IPT為實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量，開斷電器應(yīng)能在最 嚴(yán)重的情況下開青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 斷短路電流，故斷路器的開斷計(jì)算時(shí)間 t應(yīng)為主保護(hù)時(shí)間和斷路器固有分閘時(shí)間之和。 （ 5） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)