【文章內(nèi)容簡介】 時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性。故采用方案（二）。綜合以上三種主接線所選的接線方式，畫出主接線圖。見附圖41。第五章 短路電流計算1. 短路電流計算的目的和條件短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運行。為使電氣設備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量的電氣設備。這不僅增加了投資，甚至會因開斷電流不能滿足而選不到符合要求的電氣設備。因此要求我們在設計變電站時一定要進行短路計算。在發(fā)電廠和變電站的設計中，短路計算是其中的一個重要內(nèi)容。其計算的目的主要有以下幾個方面：⑴ 電氣主接線的比較。⑵ 選擇導體和電器。⑶ 在設計屋外高型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。⑷ 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。⑸ 接地裝置的設計，也需要用短路電流。 基本假定⑴ 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；⑵ 所有電源的電動勢相位、相角相同；⑶ 電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負荷下運行；⑷ 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；⑸ 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；⑹ 除去短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計；⑺ 元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；⑻ 輸電線路的電容忽略不計。⑴ 驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮遠景的發(fā)展計劃；⑵ 選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響；⑶ 導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。2. 短路電流的計算步驟和計算結果在工程計算中，短路電流其計算步驟如下：選定基準電壓和基準容量，把網(wǎng)絡參數(shù)化為標么值； 畫等值網(wǎng)絡圖；選擇短路點；按短路計算點化簡等值網(wǎng)絡圖，求出組合阻抗；利用實用曲線算出短路電流。 計算各回路電抗（取基準功率Sd = 100MVA Ud=UaV）根據(jù)上面所選的參數(shù)進行計算：X1＝X2＝Xｘ＝80＝X3＝X4＝1/200(UK12%＋UK31%－UK23%) ＝1/200(＋18－) =X5＝X6＝1/200(UK12%＋UK23%－UK31%) ＝1/200(＋－18) =≈0X7＝X8＝1/200(UK23%＋UK31%－UK12%) ＝1/200(＋18－) =由于兩臺變壓器型號完全相同，其中性點電位相等，因此等值電路圖可化簡為 X13=X1/2= X10=X3/2= X11=X5/2= X12=X7/2=計算各短路點的最大短路電流（1）K１點短路時XΣ*＝X13＝I” *＝I S∞*＝1／XΣ*＝1／=短路次暫態(tài)電流：I”S＝IS∞＝I”S *Id＝＝（kA）短路沖擊電流： ＝ I”S＝＝（kA）全電流最大有效值： ＝ I”S ＝=（kA）短路電流容量： Sd”= I”S Un=(MV) (2) K2點短路時 XΣ*＝X13+X10+X11=+=I” *＝I S∞*＝1／XΣ*＝1/=短路次暫態(tài)電流：I”S＝IS∞＝I”S *Id＝=（kA）短路沖擊電流： ＝ I”S＝＝（kA）全電流最大有效值： ＝ I”S ＝=（kA）短路電流容量： Sd”= I”S Un= (MV) (3) K3點短路時XΣ*＝X13+X10+X12=++=I” *＝I S∞*＝1／XΣ*＝1/=短路次暫態(tài)電流：I”S＝IS∞＝I”S *Id＝=（kA）短路沖擊電流： ＝ I”S＝＝（kA）全電流最大有效值： ＝ I”S ＝=（kA）短路電流容量： Sd”= I”S Un=(MV)從計算結果可知，三相短路較其它短路情況嚴重，它所對應的短路電流周期分量和短路沖擊電流都較大，因此，在選擇電氣設備時，主要考慮三相短路的情況。第六章 配電裝置及電氣設備的配置與選擇1. 導體和電氣設備選擇的一般條件導體和電氣設備選擇是電氣設計的主要內(nèi)容之一。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電器設備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來效驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。 一般原則應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要；應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；選擇導體時應盡量減少品種；應力求技術先進和經(jīng)濟合理； 擴建工程應盡量使新老電器型號一致；選用的新產(chǎn)品，均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。（一）電壓選用電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug，即Umax≥Ug（二）電流選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即Ie≥Ig由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流時，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。所選用電器端子的允許荷載，應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。 短路穩(wěn)定條件（一）校驗的一般原則（1） 電器在選定后按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流。（2）用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。2（3）短路的熱穩(wěn)定條件 Itt≥Qd2式中 Qdt—在計算時間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應（kA ?s）It —t秒內(nèi)設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（kA）t —設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（s）校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間tjs按下式計算： tjs=tb+td式中 tb—繼電保護裝置后備保護動作時間（s）td—斷路器全分閘時間（s）（4） 短路動穩(wěn)定條件 ich≤idfIch≤Idf式中 ich—短路沖擊電流峰值（kA） idf—短路全電流有效值（kA） Ich—電器允許的極限通過電流峰值（kA） Idf—電器允許的極限通過電流有效值（kA） 絕緣水平在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設備。 環(huán)境條件環(huán)境條件主要有溫度、日照、風速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。按照規(guī)程上的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40186。C時，允許按照額定電流長期工作。當電器安裝點的環(huán)境溫度高于+40186。C時，% ；當?shù)陀?40186。C時，每降低1186。C，%，但總的增加值不得超過額定電流的20%。2. 設備的選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關電器。高壓斷路器主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用；當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切斷故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用。其最大特點就是斷開電器中負荷電流和短路電流。 高壓斷路器按下列條件進行選擇和校驗（一）選擇高壓斷路器的類型，按目前我國能源部要求斷路器的生產(chǎn)要逐步走向無油化，因此6 —220kV要選用SF6斷路器。（二）根據(jù)安裝地點選擇戶外式或戶內(nèi)式。（三）斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)電流。（四）斷路器的額定電壓不小于變電所所在電網(wǎng)的額定電壓。（五）校核斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值來進行選擇，當斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時，為了簡化計算也可用次暫態(tài)短路電流進行選擇。（六）熱穩(wěn)定校驗應滿足的條件是：短路的熱效應小于斷路器在 tK 時 間內(nèi)的允許熱效應。（七）動穩(wěn)定校驗應滿足的條件是：短路沖擊電流應小于斷路器的動穩(wěn)定 電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。（八）按短路關合電流選擇，應滿足條件是：斷路器額定關合電流不少于短路沖擊電流ish ，一般斷路器的額定關合電流等于動穩(wěn)定電流。（一）110kV側斷路器的選擇（1）、該回路為 110 kV電壓等級，故可選用六氟化硫斷路器。（2）、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。（3）、回路額定電壓Ue≥110kV的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流 ImaX=＝（kA）型號額定電壓kV額定電流A最高工作電壓kV額定開斷電流kA動穩(wěn)定電流kA3S熱穩(wěn)定電流kA額定峰值耐受電流 kA固有分閘時間S合閘時間SOFPT11011016001268080（4）、為了維護和檢修的方便，選擇統(tǒng)一型號的SF6 斷路器。如下表： （5）、進行校驗計算① 開斷電流能力校驗因為三相短路電流大于兩相短路電流，所以選三相短路電流進行校驗，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短。，故選I =所選斷路器的額定開斷電流 I。= ＞ I =，則斷流能力滿足要求。② 短路關合電流的校驗在斷路器合閘之前，若線路已存在斷路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時 及產(chǎn)生巨大的短路電流，更容易發(fā)生觸頭破壞和曹遭受電動力的損壞。而且不可避免接通后又自動跳閘。此時還要求能夠切斷電流。因此要進行短路關合電流的校驗。所選斷路器的額定關合電流，即動穩(wěn)定電流為 80kA，則短路關合電流滿足要求，因為其動穩(wěn)定的校驗參數(shù)與關合電流參數(shù)一樣，因而動穩(wěn)定也滿足要求。③ 熱穩(wěn)定校驗設后備保護動作時間 ，所選斷路器的固有分閘時間 ，選擇熄弧時間 t =。則短路持續(xù)時間 t =++ =2s。因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于1s而忽略不計則 短路熱效應 Qk = I”2t =2=允許熱效應 Ir2t = 3 = Ir2t＞Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用OFPT(B)110斷路器。 （二） 35kV側斷路器的選擇（1）、該回路為 35 kV電壓等級，故選用六氟化硫斷路器（2）、斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)斷路器（3）、回路電壓35 kV，因此選用額定電壓Ue≥35kV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流 Imax=＝(kA）（4）、為方便運行管理及維護，選同一型號產(chǎn)品，初選LW835斷路器其參數(shù)如下：型號額定電壓kV額定電流A最大工作電壓kV額定開斷電流kA極限開斷電流額定斷流容量kVA極限通過電流4S熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時間s有效值峰值LW835351600252516006325（5）、對所選的斷路器進行校驗①斷流能力的校驗流過斷路器的短路電流 IK =。所選斷路器的額定開斷電流 I =25kV ＞ IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。②動穩(wěn)定校驗所選斷路器的動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值idw=63kA,流過斷路器的沖擊電流ish=＜idw，則動穩(wěn)定滿足要求。③熱穩(wěn)定校驗設后備保護動作時間 ，所選斷路器的固有分閘時間 ，選擇熄弧時間 t =。則短路持續(xù)時間 t =++ =。以前述的方法算得 Qz== kA2s因為短路持續(xù)時間1s，非周期分量忽略不計， 即Qk=Qz=允許熱效應Ir2t=2524=2500kA2s＞Qk 所以熱穩(wěn)定滿足要求。從以上校驗可知斷路器滿足使用要求，故確定選用 LW835A斷路器。（二）10 kV側斷路器的選擇（1）、該回路為 10kV 電壓等級，故