【文章內容簡介】 圖31 單母線接線原理圖如圖所有電源進線和引出線都連接于同一組母線W上。為便于投入切除，每路進出線上都裝有斷路器QA，并配置繼電保護裝置，以便在線路或設備發(fā)生故障時自動跳閘。而且為了便于檢修，緊靠母線處都裝有隔離開關QB。高壓系統(tǒng)中隔離開關與斷路器必須實行聯(lián)鎖操作，以保證隔離開“關先通后斷”，不帶負荷操作。圖31采用兩路電源進線可以提高供電可靠性，但是兩個進線斷路器必須實行操作聯(lián)鎖，只有在工作電源進線斷路器斷開后，備用電源進線斷路器才能接通，以保證兩路電源不并列運行。故本工程變電所電氣主接線高壓側接線采用單母線方式，詳見附錄圖紙。高壓側接線確定后，因變壓器容量大，故主開關采用真空斷路器，高壓開關柜采用中置式手車柜。根據(jù)當?shù)夭块T規(guī)定，電源進線第一臺柜為隔離柜，電能計量柜在進線斷路器柜之前，進線斷路器柜與進線隔離柜加電氣聯(lián)鎖，以防止帶負荷操作隔離手車。兩個進線斷路器聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中一臺斷路器，以保證兩個電源不并聯(lián)運行。 變電所主接線低壓側接線設計本次設計選用兩臺變壓器，因此，低壓配電系統(tǒng)電氣主接線采用分段單母線形式，樹干式配電。正常運行時，兩臺變壓器同時運行，母聯(lián)斷路器斷開，兩臺變壓器分列運行，各承擔一半負荷。當任一臺變壓器故障或檢修時，切除部分三級負荷后，閉合母線分段斷路器，由另一臺變壓器承擔全部一、二級負荷及部分三級負荷。低壓進線斷路器、母聯(lián)斷路器及大容量出線斷路器采用空氣式斷路器（CW2），低壓出線斷路器采用塑殼式斷路器（CM2），低壓配電屏采用MNS（BWL3）。MNS（BWL3）、8E/4E、8E、12E、16E、20E、24E等，根據(jù)出線回路的負荷及開關配置相應選擇。需要說明的是，變電所低壓出線回路的設計是以建筑物豎向低壓配電干線系統(tǒng)為基礎的，并與之相一致。根據(jù)當?shù)毓╇姴块T規(guī)定，照明負荷與電力負荷電價不同，分開計量。根據(jù)消防規(guī)范要求，消防用電設備配電回路集中設置于低壓配電屏里，并設有明顯標志。為防止兩臺變壓器并聯(lián)運行，變壓器低壓側兩臺斷路器與母線斷路器實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖，任何情況下，只能合其中的兩臺低壓斷路器。聯(lián)絡柜的母線分段處設置阻火隔斷，以確保一級負荷的供電可靠性。變配電所低壓電氣系統(tǒng)圖詳見附錄圖紙。4．短路計算與電氣設備選擇校驗（1）一般用戶的高壓電源來自地區(qū)電力網(wǎng)，負荷容量遠小于供電電源容量。短路時可認為電源母線電壓維持不變，不考慮短路電流交流分量的衰減，即將該系統(tǒng)看作是無限大容量電源供電系統(tǒng)或按遠離發(fā)電機端短路進行計算。（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遠小于總電阻XΣ的1/3，可不計高壓元件有效電阻。同時，電路電容和變壓器勵磁電流也略去不計。（3）用戶高壓供配電網(wǎng)絡為單端電源，短路前三相系統(tǒng)是正常運行情況下的接線方式。（4）短路持續(xù)時間內，短路相數(shù)不變，如三相短路保持三相短路。（5）具有分接開關的變壓器，其分接開關位置視為主分接位置。（6）不計短路電弧電阻。供配電工程設計時，需確定的高壓電網(wǎng)短路電流及計算目的見表41。表41 需要確定的短路電流及計算目的序號短路物理量符號計算目的1三相對稱短路電流初始值Ik3用于校驗高壓電器導體的熱穩(wěn)定、整定繼電保護裝置2三相對稱開斷電流Ib3開關電器的第一對觸頭分段瞬間，預期短路電流對稱交流分量在一個周期內的有效值，用于校驗高壓開關電器的分斷能力3三相短路電流峰值ip3用于校驗高壓電器、母線、絕緣子的動穩(wěn)定，斷路器的額定關合電流4三相穩(wěn)態(tài)短路電流Ik3計算其他短路電流的依據(jù)；對遠離發(fā)電機端短路，Ik3=Ik35兩相穩(wěn)態(tài)短路電流Ik2用于校驗繼電保護裝置或高壓熔斷器的靈敏度；對遠離發(fā)電機端短路，等于兩相短路電流初始值6對稱短路容量初始值Sk3校驗高壓電動機起動的依據(jù)，也是計算低壓電網(wǎng)短路電流的依據(jù)7單相接地電容電流Ic用于確定高壓系統(tǒng)中性點接地方式；對高壓非有效接地系統(tǒng)，用于驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓8單相接地短路電流Ik1對高壓有效接地系統(tǒng)，用于驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓采用標幺值計算，計算步驟如下：（1）確定基準值。選定基準容量Sd和基準電壓Ud。對于基準容量Sd，工程設計中通常取Sd=100MVA；對于基準電壓Ud，通常取元件所在處的短路計算電壓為基準電壓，即取Ud=cUn。選定了基準容量Sd和基準電壓Ud以后，基準電流Id按下式計算：，基準電抗 。（2）供配電系統(tǒng)各元件的電抗標幺值。電力系統(tǒng)的電抗可由電力系統(tǒng)設計規(guī)劃的三相對稱短路容量初始值來計算，即=所以電力系統(tǒng)的電抗標幺值為式中——電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處設計規(guī)劃（5—10年規(guī)劃）的三相對稱短路容量初始值，此值與電力系統(tǒng)運行方式有關，當電力系統(tǒng)處于最大運行方式時，整個系統(tǒng)的短路阻抗最小，短路容量最大，當電力系統(tǒng)處于最小運行方式時，整個系統(tǒng)的短路阻抗最大，短路容量最小。式中 l——線路長度（km） Ud——電力系統(tǒng)所在處的系統(tǒng)標稱電壓（kV） x——線路單位長度的電抗，可查表，當線路結構數(shù)據(jù)不詳時，x可取平均值，對10kV架空線路可取x=，對10kV電力電纜可取x=。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%近似地計算。式中——變壓器的阻抗電壓百分值，查表得 ——變壓器額定容量 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)標稱電壓。（3）三相短路電流計算三相對稱短路電流初始值 三相短路容量 三相對稱短路電流初始值 三相對稱開斷電流 三相穩(wěn)態(tài)短路電流 三相短路電流峰值 三相短路沖擊電流有效值 兩相短路電流初始值Ik2按三相對稱短路電流初始值I。兩相短路電流Ik2與三相穩(wěn)態(tài)短路電流Ik3的比值關系，視短路點與電源的距離遠近而定。在遠離發(fā)電機端短路時，Ik2= Ik3。本工程配高壓電系統(tǒng)如圖41所示。短路點k1，k2點選在變電所10kV母線上。圖41變電所高壓側短路電流計算電路（1）確定基準值取100MVA，而 =100MVA/（10. 5kV）=（2）計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值100MVA/180 MVA= =（Ω/kM）3km=高壓進線電初選YJV型，導體截面70mm178。，繪制短路計算等效電路如圖42所示，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。圖42 短路計算等效電路（3）求k1點的短路電路總阻抗標幺值以及三相短路電流和容量=+========100MVA/=A因為兩臺相同變壓器所處的環(huán)境相同，所以k2點的短路電流與k1相同。本工程變壓器高壓側短路計算見表42。表42 變壓器高壓側短路計算表高壓側短路計算序號電路元件短路計算點技術參數(shù)電抗標幺值X*三相短路電流/kA三相短路容量Sk3/Sd=Ik3Ib3Ik3ip3Ik2Ip31電力系統(tǒng)A　Sk3=180/　　　　　　1802電力線路A　x=　　　　　　　31+2k1Un=10kV Id1=　　　　　　　　　　　　4電力系統(tǒng)B　Sk3=180/　　　　　　1805電力線路B　x=　　　　　　　65+6k2Un=10kV Id1=高壓電網(wǎng)短路電流計算條件也適用于低壓電網(wǎng)短路電流的計算，此外，低壓電網(wǎng)短路電流計算還有如下特點：（1）直接將變壓器高壓側系統(tǒng)看作是無限大容量電源供電系統(tǒng)或按遠離發(fā)電機端短路進行計算。（2）計入短路回路各元件的有效電阻，但短路點的電弧電阻及導線連接點，開關設備和電器的接觸電阻可忽略不計。（3）當電路電阻較大，短路電流計算分量（非周期分量）衰減較快，在變壓器二次母線短路時，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，峰值系數(shù)Kp則接近于1.（4）單位線路長度電阻的計算溫度不同，在計算三相最大短路電流時，導體計算溫度取為20℃；在計算單相短路（包括單相接地故障）電流時，假設的計算溫度升高，電阻值增大，其值一般取20℃。（5）計算過程采用有名值法，電壓用V、電流用kA、容量用kVA、阻抗用mΩ。（6）計算220/380V電網(wǎng)三相短路時，電壓系數(shù)c=,；計算單相短路時，電壓系數(shù)c=1。供配電工程設計時，需要確定的低壓電網(wǎng)短路電流及計算目的見表43。表43 低壓電網(wǎng)短路電流及計算目的序號短路物理量符號計算目的1三相對稱短路電流初始值Ik3用于校驗低壓電器導體的熱穩(wěn)定2三相對稱開斷電流Ib3用于校驗低壓開關電器的分斷能力3三相短路電流峰值ip3用于校驗低壓電器、母線、絕緣子的動穩(wěn)定4三相穩(wěn)態(tài)短路電流Ik3計算其他短路電流的依據(jù)5兩相穩(wěn)態(tài)短路電流Ik2用于校驗低壓過電流保護電氣的靈敏度6單相接地短路電流Ik1E用于校驗低壓接地故障保護電器的靈敏度；也用于驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓采用有名值計算，計算步驟如下：（1）供配電系統(tǒng)各元件的阻抗歸算到低壓側的高壓系統(tǒng)阻抗： ，電阻 ，電抗 ，歸算到低壓側的變壓器阻抗：阻抗 ，電阻 ,電抗 ， 、配電線路的阻抗配電母線： 阻抗 , 電阻 ，電抗 ，配電線路。：阻抗 , 電阻 ，電抗 ，（2）供配電系統(tǒng)各元件的阻抗三相對稱短路電流初始值(KA) 三相對稱開斷電流（有效值）（KA） 對遠離發(fā)電機端短路，三相短路電路峰值 （KA） 三相穩(wěn)態(tài)短路電流（有效值）（KA）對遠離發(fā)電機端短路，兩相穩(wěn)態(tài)短路電流（有效值）（KA）對遠離發(fā)電機端短路，低壓TN系統(tǒng)單相對地短路電流的計算（1）高壓側系統(tǒng)的相—保護導體阻抗 相線—保護線電阻 (高壓無零序) 相線—保護線電抗 (高壓無零序）（2）配電變壓器的相—保護導體阻抗 相線—保護線電阻 （Dyn11 聯(lián)結） 相線—保護線電抗 (Dyn11 聯(lián)結） （3）低壓母線、配電線路的相—保護導體阻抗相線—保護線電阻 相線—保護線電抗 計算單相接地故障電流 本工程變壓器低壓母線橋及低壓開關柜主母線采用型號為主母線型號規(guī)格表示：TMY3[2(808)]+2(808)的銅母線，低壓出線電纜型號選擇YJV系列，具體規(guī)格參數(shù)、防火等級依照線路所帶的負荷而定，本工程低壓配電網(wǎng)絡短路計算電路如圖43。 圖43中短路點較多，本文選取K3著重介紹，其他短路點算法類似，不做一一論述。圖43 變電所低壓側短路電流計算電路（1）計算有關電路元件的阻抗（歸算到400V側）每相阻抗:相—保護導體阻抗為:查詢《供配電工程》，附錄表15查得，SCB1010000/10型10/，Dyn11聯(lián)接。 每相阻抗為：相—保護導體阻抗（Dyn11聯(lián)接）為：對于母線W，由《供配電工程》附錄表16，得其20℃時單位長度每相電阻r=，相電抗x=， mΩ/m，= mΩ/m。每相阻抗： 相—保護導體阻抗：（2）求k3點計算各短路點的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：單相對地短路回路的總相—保護導體阻抗為：單相對地短路電流為：k4, k5, k6, k7, k8的計算方法與k3一樣，此處省略，見表44。表44 變壓器T1低壓側短路電流計算表45 變壓器T2低壓側短路電流計算根據(jù)低壓配電干線系統(tǒng)圖確定短路計算點，短路計算點取在配電干線首端分支處與末端分支處（即層配電箱處）、每層分支線末端（即末端配電箱處）。配電干線及分支線計算長度根據(jù)其敷設走向確定。本工程回路較多，限于篇幅，本文僅以低壓開關柜AA4配出的地下室照明干線AA3柜配出的商業(yè)用房照明干線AA11柜配出的客梯干線23，三條干線短路計算為例。見表4448。表46 低壓配電線路1（AA4柜配出）短路電流計算表47 低壓配電線路4（AA3柜配出）短路電流計算表48 低壓配電線路23（AA11柜配出）短路電流計算 高壓電器的選擇 高壓電器選擇的一般要求高壓電器的選擇，必須貫徹國家的經濟技術政策，達到技術先進、安全可靠、經濟適用、符合國情的要求。除了應該滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求外，還應按當?shù)厥褂铆h(huán)境條件校核。為了保證高壓電器的安全可靠運行，選擇高壓電器的一般要求見表49。表49選擇高壓電器的一般要求序號選擇項目一般要求1正常工作條件應滿