【文章內(nèi)容簡介】 的定義變電站的電氣主接線是由電力變壓器、各種開關(guān)電器、電流互感器、電壓互感器、母線、電力電纜或?qū)Ь€、移相電容器、避雷器等電氣設(shè)備以一定次序相連接的接收和分配電能的電路。主接線可分為有匯流母線的主接線和無匯流母線的主接線兩大類。有匯流母線的主接線又可分為單母線接線和雙母線接線；無匯流母線的主接線又可分為單元接線、橋式接線和多角接線。主接線圖通常用單線表示三相，使圖示簡單明了。圖中各電氣元件應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。 主接線的基本要求主接線應(yīng)滿足安全性、可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可擴展性五項基本要求。（1）安全性：必須保證在任何可能的運行方式及檢修狀態(tài)下運行人員及設(shè)備安全（2）可靠性：能滿足各級用電負(fù)荷供電可靠性要求。對三級負(fù)荷采用單電源供電即可；對于一級和二級負(fù)荷占大多數(shù)的用戶，應(yīng)用兩個獨立電源供電；對特殊重要的一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個獨立電源點供電。（3）靈活性：主接線應(yīng)在安全、可靠的前提下，力求接線簡單運行靈活，應(yīng)能適應(yīng)各種可能的運行方式的要求。（4）經(jīng)濟(jì)性：在滿足以上要求的條件下，力求達(dá)到最少的一次投資與最低的年運行費用。（5）可擴展性：電氣主接線在設(shè)計時應(yīng)留有發(fā)展余地，不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，同時還要兼顧到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地在保證供電的情況下完成過渡方案的實施。主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負(fù)荷全部或大部分二級負(fù)荷的供電。（3）盡量避免發(fā)電廠、變電站全部停運的可能性。9（4）大機組超高壓主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。主接線靈活性的具體要求：（1）調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2）檢修時，可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。（3）擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作最少。主接線經(jīng)濟(jì)性的具體要求：（1）主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。（2）要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。（3）要能限制短路電流，以便于選用價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。（4）主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。（5）經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。變電站主接線設(shè)計原則：（1）變電站的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護(hù)的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。（2）在 610kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 5 回時，一般采用單母線接線方式，出線回路數(shù)在 6 回及以上時，采用單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。（3）在 3566kV 配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)不超過 3 回時，一般采用單母線接線，當(dāng)出線回路數(shù)為 4～8 回時，一般采用單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。（4）在 110220kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 2 回時，采用單母線接線；出線回路數(shù)為 3～4 回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在 5 回及以上，或當(dāng)“0—220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在 4 回及以上時，一般采用雙母線接線。（5）當(dāng)采用 SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設(shè)旁路設(shè)施。總之，以設(shè)計原始材料及設(shè)計要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實用。10 主接線的基本形式和特點主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。在電廠或變電站的進(jìn)出線較多時（一般超過 4 回） ，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運行方便、有利于安裝和擴建。缺點是有母線后配電裝置占地面積較大，使斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴建和發(fā)展的電廠和變電站。有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式；又母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、擴大單元接線、橋式接線和多角形接線等。 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣主接線的可靠性、靈活性、及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進(jìn)、供電可靠安全、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。供電可靠性是變電站的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)保證變電站能滿足負(fù)荷的需要，同時要保證供電的可靠性。變電站主接線可靠性擬從以下幾個方面考慮：（1）斷路器檢修時，不影響連續(xù)供電；（2）線路、斷路器或母線故障及在母線檢修時，造成饋線停運的回數(shù)多少和停電時間長短，能否滿足重要的一、二級負(fù)荷對供電的要求；（3）變電站有無全所停電的可能性；主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便，高度靈活，檢修安全，擴建發(fā)展方便。主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積小、電能損耗少、年費用（投資與運行）為最小。 35KV側(cè)主接線方案A 方案：單母線接線11圖 31單母線接線B 方案:單母線分段接線圖 32單母線分段接線分析：A 方案的主要優(yōu)缺點：（1）接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴建，但可靠性和靈活性較差。（2）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，各回路必須在檢修或故障消除前的全部時間內(nèi)停止工作；（3）出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。B 方案的主要優(yōu)缺點：（1）當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；（2）對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電。（3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，12這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；（4）任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；（5）當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。綜上所述:B 方案一般速用于 35KV 出線為 48 回的裝置中。綜合比較 A、B 兩方案,選擇 B 方案單母線分段接線為 35KV 側(cè)主接線方案。 10KV側(cè)主接線方案A 方案：單母線接線(見圖 31)B 方案：單母線分段接線(見圖 32)分析：A 方案的主要優(yōu)缺點：（1）接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴建，但可靠性和靈活性較差。（2）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時；各回路必須在檢修或故障消除前的全部時間內(nèi)停止工作；．（3）出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。B 方案的主要優(yōu)缺點：（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；（2）對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電（3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；（4）任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；（5）當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。綜上所述：B 方案一般適用于 10KV 出線為 6 回及以上的裝置中。綜合比較 A、B 兩方案,并考慮本變電站 10KV 出線為 6 回，所以選擇 B 方案單母線分段.13第四章 短路電流計算 概述所謂短路，是指電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或相與地之發(fā)生通路的情況。在三相交流系統(tǒng)中，短路的基本類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。其中三相短路也成為對稱短路，發(fā)生該種故障后系統(tǒng)與正常運行一樣仍保持三相對稱。其余三種短路屬于不對稱短路。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，不對稱短路發(fā)生的概率要比對稱短路的概率要大得多。在各種類型的短路中，單相接地短路占大多數(shù)，三相短路的機會最少。但是由于三相短路的短路電流最大，危害最嚴(yán)重；并且從計算方法上看，一切不對稱短路的計算，都以對稱短路計算為基礎(chǔ)。因此，一般采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路電流的計算條件 短路電流計算的目的短路電流計算是供配電系統(tǒng)設(shè)計與運行的基礎(chǔ)，主要用于解決以下問題；（1）選擇和校驗各種電氣設(shè)備，如斷路器、互感器、電抗器、母線等；（2）合理配置繼電保護(hù)盒自動裝置；（3）作為選擇和評價電氣主接線方案的依據(jù)；（4）接地裝置的設(shè)計及確定中性點接地方式。 短路電流計算的基本假定短路電流的實際應(yīng)用計算中，采用以下假設(shè)條件和原則：（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。（2）所有電源的電動勢相位角相同。（3）磁路飽和、磁滯忽略不計。即系統(tǒng)中各元件呈線性，參數(shù)恒定，可以運用疊加原理。（4）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。（5）各元件的電阻比電抗小得多，可以忽略不計，所以各元件均可用純電抗表示。（6）短路性質(zhì)為金屬性短路，過渡電阻忽略不計。14 短路電流計算的一般規(guī)定（1）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)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～10年） 。確定短路電流計算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（2）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機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。（4）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。 三相短路電流計算方法電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路后，系統(tǒng)就由工作狀態(tài)經(jīng)過一個暫態(tài)過程，然后進(jìn)入短路后的穩(wěn)定狀態(tài)。短路電流變化的暫態(tài)過程是很復(fù)雜的，與電源系統(tǒng)的容量有關(guān)。一般按無窮大容量電源系統(tǒng)和有限容量電源系統(tǒng)分別來討論。所謂無窮大容量電源系統(tǒng)知識一個相對概念，指電源系統(tǒng)的容量相對于用戶容量大得多，在發(fā)生三相短路時電源系統(tǒng)的阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于短路回路的總阻抗，以致無論用戶負(fù)荷如何變化甚至發(fā)生短路時，系統(tǒng)的母線電壓都能基本維持不變。而有限容量電源系統(tǒng)是相對于無窮大容量電源系統(tǒng)而言的，其短路引起的電源母線電壓的變化就不能忽略。 三相短路的有關(guān)物理量（1）短路電流次暫態(tài)值 ：短路電流次暫態(tài)值是指短路以后幅值最大的一個周期的I短路電流周期分量的有效值。在無窮大容量電源系統(tǒng)中，短路電流周期分量幅值保持不變，則有 （）2pmII?(2)短路電流穩(wěn)態(tài)值 ：短路電流穩(wěn)態(tài)值是指短路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后短路電流的有效值。無?窮大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，短路電流周期分量的幅值恒定不變，則有 (）pI??(3)短路電流沖擊值 ：短路電流沖擊值，即在發(fā)生最大短路電流的條件下，短路發(fā)shi生后約半個周期出線短路電流最大可能的瞬時值，得 (）2shshiKI15式中 稱為沖擊系數(shù)，是一個大于 1 小于 2 的系數(shù)，一般在高壓供電系統(tǒng)中通常取shK，故 。?(4)短路沖擊電流有效值值 ：短路沖擊電流有效值指的是短路后的第一個周期內(nèi)短sh路全電流有效值。對于周期分量，無論是否為無窮大容量電源系統(tǒng)，在短路后第一個周期內(nèi)都可以認(rèn)為是幅值恒定的正弦量，所以有 （）??21shshIK???同樣，在高壓系統(tǒng)中通常取 ，則 。.8s ?(5)短路功率 ：短路功率又稱為短路容量，它等于短路電流有效值同短路出的正常kS工作電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。在短路的實際計算中，常只用次暫態(tài)短路電流來計算短路功率，稱為次暫態(tài)功率 ，即S (）3avUI? 無窮大容量電源系統(tǒng)三相短路電流計算無窮大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，短路電流周期分量的幅值保持不變，又因為無窮大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，電源母線電壓不變，則有 （）3avpkUIX??——計算點所在電壓級的平均額定電壓；avU——歸算到電壓 的短路回路總阻抗。kX?av采用標(biāo)幺值計算時，選定基準(zhǔn)功率 及基準(zhǔn)電壓 ，則dSdavU? (）13pavBdkkkdIXI?????于是可得 （）BpkII???再將求得的短路電流次暫態(tài)值 分別代入式（） 、式（）和式（） ，可得到相應(yīng)的短路電流沖擊值 、短路沖擊電流有效值 和三相短路功率shi shIS 短路電流計算及計算結(jié)果電力系統(tǒng) 架空線路 變壓器S=∞ l=15KM Sn=6300kw％= 10KV無 窮 大16圖 41短路的計算電路1 / 0 . 3 3 2 / 0 . 4 23 / 1 . 1 9K 1K