【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變壓器容量也需按承擔(dān)全部符合選擇，單臺(tái)變壓器容量不能滿(mǎn)足要求。此方案經(jīng)濟(jì)性好，但可靠性靈活性不如方案一。圖44 雙回路供電綜上分析，本工程變電所高壓側(cè)電氣主接線(xiàn)采用方案一，即分段單母線(xiàn)形式。（2）開(kāi)關(guān)柜形式及配置因本工程變壓器容量較大，故主開(kāi)關(guān)采用真空斷路器，高壓開(kāi)關(guān)柜采用。（3）電氣主接線(xiàn)圖繪制本工程變電所施工階段的高壓側(cè)電氣主接線(xiàn)如附圖。 變電所低壓側(cè)電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)（1）電氣主接線(xiàn)形式及運(yùn)行方式變電所設(shè)有兩臺(tái)變壓器，因此，低壓配電系統(tǒng)電氣主接線(xiàn)也采用分段單母線(xiàn)形式。運(yùn)行方式如下：正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，母聯(lián)斷路器斷開(kāi)，兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行，各承擔(dān)一半負(fù)荷。當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，切除部分三級(jí)負(fù)荷后，閉合母聯(lián)斷路器，由另一臺(tái)變壓器承擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷及部分三級(jí)負(fù)荷。（2）開(kāi)關(guān)柜型式及配置低壓進(jìn)線(xiàn)斷路器、母聯(lián)斷路器及大容量出線(xiàn)斷路器采用空氣式斷路器（ACB），低壓出線(xiàn)斷路器采用塑殼式斷路器（MCCB），低壓配電屏采用MNS（BWL3）。MNS（BWL3）、8E/4E、8E、12E、16E、20E、24E等，根據(jù)出線(xiàn)回路的負(fù)荷及開(kāi)關(guān)配置相應(yīng)選擇。需要說(shuō)明的是，變電所低壓出線(xiàn)回路的設(shè)計(jì)是以建筑物豎向低壓配電干線(xiàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，并與之相一致。根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)規(guī)定，照明負(fù)荷與電力負(fù)荷電價(jià)不同，分開(kāi)計(jì)量。根據(jù)消防規(guī)范要求，消防用電設(shè)備配電回路集中設(shè)置于低壓配電屏里，并設(shè)有明顯標(biāo)志。為防止兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，變壓器低壓側(cè)兩臺(tái)斷路器與母線(xiàn)斷路器實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖，任何情況下，只能合其中的兩臺(tái)低壓斷路器。聯(lián)絡(luò)柜的母線(xiàn)分段處設(shè)置阻火隔斷，以確保一級(jí)負(fù)荷的供電可靠性。（3）電氣主接線(xiàn)圖繪制本工程變電所施工階段的低壓側(cè)電氣主接線(xiàn)為分段單母線(xiàn)形式，如附圖。根據(jù)《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制規(guī)定》（2003年版）的要求，圖中注明了母線(xiàn)的型號(hào)規(guī)定；斷路器、電流互感器、熔斷器、熔斷器式開(kāi)關(guān)、接觸器、熱繼電器、電容器、避雷器（電涌保護(hù)器）等型號(hào)規(guī)格。圖下方表格標(biāo)注了開(kāi)關(guān)柜編號(hào)及型號(hào)、回路編號(hào)、設(shè)備容量、計(jì)算電流、電纜型號(hào)規(guī)格、電氣測(cè)量方案、用途及配電范圍、小室高度、開(kāi)關(guān)柜尺寸等。關(guān)于電器、母線(xiàn)電纜的選擇見(jiàn)后續(xù)章節(jié)。繪制電氣主接線(xiàn)圖時(shí)，應(yīng)注意使圖中低壓開(kāi)關(guān)柜的排列與平面布置圖中操作方向正視圖保持一致。五、 短路計(jì)算與電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)（一） 高壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算條件（1）一般用戶(hù)的高壓電源來(lái)自地區(qū)電力網(wǎng)，負(fù)荷容量遠(yuǎn)小于供電電源容量。短路時(shí)可認(rèn)為電源母線(xiàn)電壓維持不變，不考慮短路電流交流分量的衰減，即將該系統(tǒng)看作是無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)或按遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路進(jìn)行計(jì)算。（2）假定短路回路各元件阻抗值保持不變。由于一般高壓短路回路的總電阻值RΣ遠(yuǎn)小于總電阻XΣ的1/3，可不計(jì)高壓元件有效電阻。同時(shí)，電路電容和變壓器勵(lì)磁電流也略去不計(jì)。（3）用戶(hù)高壓供配電網(wǎng)絡(luò)為單端電源，短路前三相系統(tǒng)是正常運(yùn)行情況下的接線(xiàn)方式。（4）短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)，短路相數(shù)不變，如三相短路保持三相短路。（5）具有分接開(kāi)關(guān)的變壓器，其分接開(kāi)關(guān)位置視為主分接位置。（6）不計(jì)短路電弧電阻。 短路電流計(jì)算內(nèi)容及目的供配電工程設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行短路電流計(jì)算是為了正確選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備及保護(hù)裝置。在各種短路形式中，三相短路是最嚴(yán)重的短路形式；因此，三相短路電流是選擇校驗(yàn)電器和導(dǎo)體的基本依據(jù)。 三相對(duì)稱(chēng)短路電流的計(jì)算采用標(biāo)幺值計(jì)算，計(jì)算步驟如下：（1）確定基準(zhǔn)值。選定基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud。對(duì)于基準(zhǔn)容量Sd，工程設(shè)計(jì)中通常取Sd=100MVA；對(duì)于基準(zhǔn)電壓Ud，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓為基準(zhǔn)電壓，即取Ud=cUn。選定了基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud以后，基準(zhǔn)電流Id按下式計(jì)算：，基準(zhǔn)電抗 。（2）供配電系統(tǒng)各元件的電抗標(biāo)幺值。電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗可由電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的三相對(duì)稱(chēng)短路容量初始值來(lái)計(jì)算，即=所以電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值為式中——電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線(xiàn)出口處設(shè)計(jì)規(guī)劃（5—10年規(guī)劃）的三相對(duì)稱(chēng)短路容量初始值，此值與電力系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)，當(dāng)電力系統(tǒng)處于最大運(yùn)行方式時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的短路阻抗最小，短路容量最大，當(dāng)電力系統(tǒng)處于最小運(yùn)行方式時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的短路阻抗最大，短路容量最小。電力線(xiàn)路的電抗標(biāo)幺值式中 l——線(xiàn)路長(zhǎng)度（km） Ud——電力系統(tǒng)所在處的系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓（kV） x——線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的電抗，可查表，當(dāng)線(xiàn)路結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不詳時(shí)，x可取平均值，對(duì)10kV架空線(xiàn)路可取x=，對(duì)10kV電力電纜可取x=。電力變壓器的電抗標(biāo)幺值電力變壓器的電抗XT可由變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值UK%近似地計(jì)算。式中——變壓器的阻抗電壓百分值，查表得 ——變壓器額定容量限流電抗器的電抗標(biāo)幺值 式中、 、——分別為限流電抗器的電抗百分比值、額定電壓、額定電流；Un——電抗器安裝處的系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓。（3）三相短路電流計(jì)算三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值的標(biāo)幺值按下式計(jì)算HI三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值為三相對(duì)稱(chēng)短路容量 變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算本工程變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路如圖51所示，短路點(diǎn)k1，k2點(diǎn)選在變電所10kV母線(xiàn)上。如圖51變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路。 圖51變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路 采用標(biāo)幺值法計(jì)算，由于本工程可能有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，但并不并聯(lián)運(yùn)行，因此需分別計(jì)算變電所10kV母線(xiàn)上的三相和兩相短路電流，從中找出其最大值和最小值。計(jì)算結(jié)果如下。表52 變電所高壓側(cè)短路計(jì)算過(guò)程及結(jié)果序號(hào)電路 元件短路計(jì)算點(diǎn)技術(shù)參數(shù)電抗 標(biāo)幺值X*三相短路電流/KA三相短路容量 兩相短路電流Sd=100MVA Ud1=,Id1=1系統(tǒng)A最大運(yùn)行方式252525最小運(yùn)行方式202020512線(xiàn)路Ax=, l=3km31+2k1最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式4系統(tǒng)B最大運(yùn)行方式888最小運(yùn)行方式6665線(xiàn)路Bx=, l=3km64+5k2最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式從表5可知，（發(fā)生在由電源A供電時(shí)），(發(fā)生在由電源B供電時(shí))。 低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算條件高壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算條件也適用于低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算，此外，低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算還有如下特點(diǎn)：（1）直接將變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)看作是無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)或按遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路進(jìn)行計(jì)算。（2）計(jì)入短路回路各元件的有效電阻，但短路點(diǎn)的電弧電阻及導(dǎo)線(xiàn)連接點(diǎn)，開(kāi)關(guān)設(shè)備和電器的接觸電阻可忽略不計(jì)。（3）當(dāng)電路電阻較大，短路電流計(jì)算分量（非周期分量）衰減較快，在變壓器二次母線(xiàn)短路時(shí)，峰值系數(shù)Kp較大，而在變電所以外低壓電路中發(fā)生短路時(shí)，峰值系數(shù)Kp則接近于1.（4）單位線(xiàn)路長(zhǎng)度電阻的計(jì)算溫度不同，在計(jì)算三相最大短路電流時(shí)，導(dǎo)體計(jì)算溫度取為20℃；在計(jì)算單相短路（包括單相接地故障）電流時(shí)，假設(shè)的計(jì)算溫度升高，電阻值增大，其值一般取20℃。（5）計(jì)算過(guò)程采用有名值法，電壓用V、電流用kA、容量用kVA、阻抗用mΩ。（6）計(jì)算220/380V電網(wǎng)三相短路時(shí)，電壓系數(shù)c=,；計(jì)算單相短路時(shí)，電壓系數(shù)c=1。 短路電流計(jì)算內(nèi)容及目的供配電工程設(shè)計(jì)時(shí)，短路點(diǎn)選在兩臺(tái)變壓器低壓繞組出口處kk4點(diǎn) 和兩臺(tái)低壓進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)kk6點(diǎn)和離低壓進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)最遠(yuǎn)端母線(xiàn)處kk8點(diǎn)，見(jiàn)圖54高壓側(cè)短路計(jì)算電路圖。采用歐姆法計(jì)算，計(jì)算公式如下：高壓系統(tǒng) ： 阻抗 ，電阻 ，電抗，配電變壓器 ：阻抗 ，電阻 ,電抗 ，配電母線(xiàn)： 阻抗 , 電阻 ，電抗 ，配電線(xiàn)路。：阻抗 , 電阻 ，電抗 ，三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值(KA) 三相對(duì)稱(chēng)開(kāi)斷電流（有效值）（KA） 對(duì)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，三相短路電路峰值 （KA） 三相穩(wěn)態(tài)短路電流（有效值）（KA）對(duì)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，兩相穩(wěn)態(tài)短路電流（有效值）（KA）對(duì)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，單相短路電流計(jì)算高壓系統(tǒng) 相線(xiàn)—保護(hù)線(xiàn)電阻 (高壓無(wú)零序) 相線(xiàn)—保護(hù)線(xiàn)電抗 （高壓無(wú)零序）配電變壓器 相線(xiàn)—保護(hù)線(xiàn)電阻 （Dyn11 聯(lián)結(jié)） 相線(xiàn)—保護(hù)線(xiàn)電抗 （Dyn11 聯(lián)結(jié)）計(jì)算單相接地故障電流 變電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算本工程變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路如圖51所示，短路點(diǎn)k1，k2點(diǎn)選在變電所10kV母線(xiàn)上。如圖53 變電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算電路圖53 變電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算電路采用標(biāo)幺值法計(jì)算，由于本工程可能有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，但并不并聯(lián)運(yùn)行，因此需分別計(jì)算變電所10kV母線(xiàn)上的三相和兩相短路電流，從中找出其最大值和最小值。計(jì)算結(jié)果如下。計(jì)算有關(guān)電路元件的阻抗（1）高壓系統(tǒng)電抗（歸算到400V側(cè)）每相阻抗:相—保護(hù)導(dǎo)體阻抗為:（2）變壓器的阻抗查詢(xún)《供配電工程》，附錄表15查得，SCB10800/10型10/，Dyn11聯(lián)接。 每相阻抗為：相—保護(hù)導(dǎo)體阻抗（Dyn11聯(lián)接）為：（3）母線(xiàn)和電纜的阻抗對(duì)于母線(xiàn)W，由《供配電工程》附錄表16，得其20℃時(shí)單位長(zhǎng)度每相電阻r=，相電抗x=， mΩ/m，= mΩ/m。每相阻抗： 相—保護(hù)導(dǎo)體阻抗：對(duì)于型號(hào)為YJV3185+295的電纜，查詢(xún)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三版），得其20℃時(shí)單位長(zhǎng)度每相阻抗r=，相電抗x=， mΩ/m，= mΩ/m。每相阻抗： 相—保護(hù)導(dǎo)體阻抗： 計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流（1）求k1點(diǎn)的三相，兩相和單相短路電流三相短路回路總阻抗： 三相短路電流：kA短路電流沖擊系數(shù)：三相短路沖擊電流：?jiǎn)蜗鄬?duì)地短路回路的總相—保護(hù)導(dǎo)體阻抗為：?jiǎn)蜗鄬?duì)地短路電流為：（2）k2點(diǎn)的三相，兩相和單相短路電流三相短路回路總阻抗：三相短路電流：短路電流沖擊系數(shù)：三相短路沖擊電流：?jiǎn)蜗鄬?duì)地短路回路的總相—保護(hù)導(dǎo)體阻抗為：?jiǎn)蜗鄬?duì)地短路電流為：（3）求k3點(diǎn)的三相和單相短路電流三相短路回路總阻抗：三相短路電流：短路電流沖擊系數(shù)：三相短路沖擊電流：?jiǎn)蜗鄬?duì)地短路回路的總相—保護(hù)導(dǎo)體阻抗為：?jiǎn)蜗鄬?duì)地短路電流為：表53 低壓配電干線(xiàn)短路計(jì)算元件及短路計(jì)算點(diǎn)元件技術(shù)參數(shù)每相阻抗mΩ相零阻抗值 mΩ三相短路電流kA單相短路電流/KAUc=400V系統(tǒng)Sk=180MVA變壓器SNT=800KVAUk%=6△Pk%=母線(xiàn)TMY3[2（100*10）]+100*10，L= 6mk1點(diǎn)∑133923線(xiàn)路YJV3*185+2*95 L=100m42k2點(diǎn)∑3721k3點(diǎn)∑15表54 低壓配電干線(xiàn)短路計(jì)算表元件及短路計(jì)算點(diǎn)元件技術(shù)參數(shù)每相阻抗mΩ相零阻抗值 mΩ三相短路電流kA單相短路電流/KAUc=400V系統(tǒng)Sk=180MVA變壓器SNT=800KVAUk%=6△Pk%=母線(xiàn)TMY3[2（100*10）]+100*10，L= 6mk1點(diǎn)∑173923線(xiàn)路YJV3*25+2*16 L=50mk2點(diǎn)∑ 高壓電器的選擇 高壓斷路器的選擇本工程高壓斷路器作為變壓器回路、電源進(jìn)線(xiàn)回路的控制和保護(hù)電器及分段聯(lián)絡(luò)用電器。查光盤(pán)附錄三，選用VD4—12—630A/20kV型戶(hù)內(nèi)高壓真空斷路器，配用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，二次設(shè)備電壓為DC1110V。高壓斷路器的選擇校驗(yàn)見(jiàn)表55，有表可知，所選斷路器合格。表55 高壓斷路器的選擇及校驗(yàn)序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1額定電壓與最高工作電壓U=10kV,Um=10*=Ur=12kVUrUm,合格2額定電流Ir=630AIrImax,合格3額定頻率50Hz50Hz合格4額定短路開(kāi)斷電流Ib3=(最大運(yùn)行方式)Ib=20kAIbIb3,合格5額定峰值耐受電流ip3=（最大運(yùn)行方式）imax=50kAimaxip3,合格6額定短時(shí)（4s） 耐受電流AH4/AH5/AH7/