【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 稱為電氣主接線圖。其中分配電能部分即為配電系統(tǒng)圖。擬定一個(gè)合理的電氣主接線方案，不僅對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置、靈活性、操作與檢修的安全、繼電保護(hù)配置以及今后的擴(kuò)建，對(duì)電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性等，都有很大的影響。是電氣工程設(shè)計(jì)最基礎(chǔ)的部分。由于主接線的確定，變電所的形式也就隨之而確定下來。 主接線設(shè)計(jì)原則1. 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，本變電所屬于電力系統(tǒng)中的一般變電所。2. 變電所的分期后最終建設(shè)規(guī)模，變電所依據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。3. 負(fù)荷大小的重要性：本變電所為二次變，一般由兩個(gè)電源獨(dú)立供電，當(dāng)任何一個(gè)電源消失后，能保證重要負(fù)荷繼續(xù)供電。4. 系統(tǒng)備用容量的大小。5. 系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的資料。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三相基本要求。供電可靠性是電力生產(chǎn)和電能分配的首要任務(wù)。由于電力系統(tǒng)的發(fā)電、送電和用電是同時(shí)完成的，并且在任何時(shí)候都保持平衡關(guān)系，無論哪部分故障，都將影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電氣主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一次部分和二次部分綜合。因此除了盡可能選用工作可靠的一次設(shè)備和二次設(shè)備外，還應(yīng)設(shè)計(jì)這些設(shè)備的合理連接方式。 可靠性（1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備供電。（2）斷路器或母線故障，以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并保證對(duì)一般負(fù)荷及全部或部分二級(jí)負(fù)荷的供電。（3）盡量避免變電所全部停運(yùn)的可能性。 靈活性電力系統(tǒng)是一個(gè)緊密聯(lián)系的整體。變電所電氣主接線的運(yùn)行方式隨整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求而改變。因此，所設(shè)計(jì)的電氣主接線應(yīng)能靈活地投入和切除某些變壓器、線路等，從而達(dá)到調(diào)配電源和負(fù)荷的目的；并能滿足電力系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。當(dāng)需要檢修某些設(shè)備時(shí)，應(yīng)能夠很方便地使斷路器、母線及繼電保護(hù)設(shè)備退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，而不影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電。此外，電氣主接線方案還必須能夠容易的從初期接線過度到最終接線，以滿足擴(kuò)建的要求。 經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性的前提下要做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。（2）要使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次控制設(shè)備、電纜。（3）要限制短路電流，以便于選擇廉價(jià)的電氣設(shè)備和輕性設(shè)備。（4）節(jié)省占地面積、合理使用資源。（5）電能損失減少到最低程度。并且，為簡(jiǎn)化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過兩種。 電氣主接線的選擇本設(shè)計(jì)為60/10KV電壓等級(jí)的二次變電所，可選擇的接線方式有：1．有匯流母線的接線。單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線或旁路開關(guān)等。2．無匯流母線的接線。變壓器線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6220KV高壓配電裝置的接線方式，主要決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。 單母線接線 ：接線簡(jiǎn)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。：不夠靈活可靠，任一元件故障和檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。雖然可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電。：一般適用一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變的以下三種情況： （1）610KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。（2）3560KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。 單母線分段。：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同 段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線 發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。：（1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電。（2）當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。（3）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。：（1） 610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上。（2） 3560KV配電裝置出線回路數(shù)為48回。 內(nèi)橋接線：內(nèi)橋接線的特點(diǎn)：線路的投資和切除比較方便，變壓器的投入和切除比較復(fù)雜，所以內(nèi)橋接線使用與較長(zhǎng)線路和變壓器不需要經(jīng)常切換的場(chǎng)合。 外僑接線：外僑接線特點(diǎn)：它適用于線路較短和變壓器需經(jīng)常切換的場(chǎng)合，此外，當(dāng)兩條線路間有穿越功率時(shí)，也應(yīng)采用外僑接線，因?yàn)檫@時(shí)的穿越功率僅通過橋斷路器，而且還要通過二組成線路斷路器，其中任一臺(tái)斷路器檢修或故障時(shí)，都將影響穿越功率的傳送。 母線接線方式的選擇據(jù)上述各種母線的接線方式的論述，結(jié)合本次變電所的實(shí)際情況和負(fù)荷分配情況，本次設(shè)計(jì)的變電所60KV選擇內(nèi)橋接線方式， 10KV母線選擇單母線分段的接線方式。第5章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的(1) 電氣主接線的比較(2) 選擇導(dǎo)體和電器(3) 確定中性點(diǎn)接地方式(4) 計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺(5) 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距(6) 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓(7) 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算 短路電流計(jì)算時(shí)的一般規(guī)定(1) 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)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）。確定短路電流時(shí)，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(yùn)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?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。(3) 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)帶電抗器的6—10KV出線與廠用分支線回路，除母線與母線隔離開關(guān)之間閣板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。(4)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 短路過程分析所謂“無限大容量系統(tǒng)”僅為一個(gè)相對(duì)概念。當(dāng)電源的容量足夠大時(shí)，其等值內(nèi)阻抗就很小，此時(shí)若在電源外部發(fā)生短路，則整個(gè)短路中各個(gè)元件的等值阻抗將比電源的內(nèi)阻大的多，因而電源母線上的電壓變化很小，實(shí)際計(jì)算時(shí)甚至可以認(rèn)為沒有變化，既認(rèn)為是一個(gè)恒壓源，這種電源就稱為無限大容量電源。(1) 三相短路電源的變化規(guī)律三相短路后，在短路暫態(tài)過程中，短路電流等于它的周期分量和非周期分量的瞬間值之和，短路電流的非周期分量是隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減的。當(dāng)非周期分量為零時(shí)，短路既進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過程，此時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流的大小不再變化，這是這種系統(tǒng)短路的顯著特點(diǎn)。(2) 三相短路沖擊電流三相短路電流的最大瞬時(shí)值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個(gè)周波左右，它不僅與周期分量的幅值有關(guān)，也與非周期分量的起始值有關(guān)，最嚴(yán)重的短路情況下，三相短路電流的最大瞬時(shí)值稱為沖擊電流ish。 式（）式中： Kch =1+edt 短路電流沖擊系數(shù)。 I——短路電流周期分量的有效值。一般:高壓電網(wǎng)：Kch= ish= 低壓電網(wǎng)：Kch= ish= 計(jì)算步驟(1) 畫等值電抗圖。(2) 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻。(3) 選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。(4) 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。(5) 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。(6) 繪畫等值電抗圖。(7) 求各短路點(diǎn)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的各點(diǎn)短路電流。(8) 各點(diǎn)三相短路時(shí)的最大沖擊電流和短路容量。(9) 列出短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)表。 短路電流的計(jì)算方法電力系統(tǒng)短路電流的計(jì)算方法通常有三種，即標(biāo)么值法、短路容量法（又稱MVA法）和有名單位制法（又稱歐姆法），高壓系統(tǒng)中，一般采用標(biāo)幺值法。標(biāo)么值法的基本原理：標(biāo)么值又稱為相對(duì)單位制，它是各個(gè)物理量的實(shí)際值與基準(zhǔn)值的比值（系數(shù)或百分比）采用標(biāo)幺制，首要的問題是確定基準(zhǔn)值：(1) 基準(zhǔn)值：在短路電流的實(shí)際計(jì)算中，為了方便常選取100MVA或10000MVA作為視在功率基準(zhǔn)值，選用某電壓等級(jí)的平均額定電壓作為電壓的基準(zhǔn)值。所謂線路平均額定電壓，指線路始端最大額定電壓與線路末端最小額定電壓的平均值。額定電壓 103560110154220平均額定電壓 3763115162230(2) 標(biāo)么值標(biāo)么值的定義：容量標(biāo)么值： 式（）電壓標(biāo)么值： 式（）電流標(biāo)么值： 式（）額定標(biāo)么值：在電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及電動(dòng)機(jī)等）的技術(shù)數(shù)據(jù)中，往往給出以其自身額定參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。容量的額定標(biāo)么值： 式（）電壓的額定標(biāo)么值： 式（） 電抗的額定標(biāo)么值： 式（）電流的額定標(biāo)么值： 式（） (3) 取基準(zhǔn)容量SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓UB=Uav計(jì)算用公式：變壓器的電抗： 式（） 線路的電抗： 式（） 標(biāo)么值轉(zhuǎn)化為有名值： 短路電流計(jì)算取 電源為 63KV架空線路的標(biāo)幺值 變壓器T的標(biāo)幺值（1）點(diǎn) 待設(shè)變電所變壓器高壓側(cè)的短路電流計(jì)算(2) 點(diǎn) 變壓器低壓側(cè)的短路電流計(jì)算（3）點(diǎn) 負(fù)荷側(cè)短路電流計(jì)算第6章 電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn) 高壓電氣選擇的一般要求 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣部分設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。如何正確地選擇電氣設(shè)備，將直接影響到電氣主接線和配電裝置的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此在進(jìn)行設(shè)備的選擇時(shí)，必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，在保證安全、可靠的前提下，力爭(zhēng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行方便和留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。 一般原則、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。，并經(jīng)正式鑒定合理，在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 技術(shù)條件選擇的高壓電器應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過流的情況下，保持正常運(yùn)行。：電壓：該回路的最高運(yùn)行電壓應(yīng)小于選用的電器在允許最高工作電壓即：電流：所在回路各種可能運(yùn)行方式的持續(xù)工作電流應(yīng)小于選用的電器額定電流 即：由于變壓器短路時(shí)過載能力很大，雙回路出現(xiàn)的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式回路持續(xù)工作電流的要求。：校驗(yàn)的一般原則：（1）電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（2）用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。短路的熱穩(wěn)定條件：式中：—在計(jì)算時(shí)間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)；（kA2s ）—t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的有效值（kA）t—設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的時(shí)間（s）；校驗(yàn)短路電流熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間按下式計(jì)算： 式中：—繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（s） —斷路器的和分閘時(shí)間（s）短路的動(dòng)穩(wěn)定條件： 式中：—短路電流（沖擊）峰值（kA） —電器允許的極限通過電流峰值（kA） 環(huán)境條件：按《交流高壓電器在長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱》的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為時(shí)允許按額定電流長(zhǎng)期工作，當(dāng)電器在安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于，但不高于時(shí)，每增高，％，當(dāng)?shù)陀跁r(shí)，每降低，%普通高壓電器一般可在環(huán)境最低溫度為時(shí)正常工作，在高寒地區(qū)應(yīng)