【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變電所安全，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。所用變臺(tái)數(shù)的確定：一般變電所裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器，對(duì)于樞紐變電所、裝有兩臺(tái)以上主變壓器的變電所中應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)容量相等的所用變壓器，互為備用，如果能從變電所外引入一個(gè)可靠的低壓備用電源時(shí)，也可裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器。根據(jù)如上規(guī)定，本變電所選用兩臺(tái)容量相等的所用變壓器。所用變壓器的容量應(yīng)按所用負(fù)荷選擇。計(jì)算負(fù)荷可按照下列公式近似計(jì)算： S＝照明負(fù)荷+其余負(fù)荷(kVA)所用變壓器的容量：Se≥S＝∑P十P照明(kVA)表22所用電主要負(fù)荷表：序號(hào)名稱額定容量(KW)功率因數(shù)安裝臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)備注1充電機(jī)3011周期性2浮充電機(jī)11經(jīng)常性3主變通風(fēng)3232經(jīng)常性4蓄電池及裝置通風(fēng)33周期性5交流焊機(jī)11周期性6檢修間實(shí)驗(yàn)1311經(jīng)常性7載波遠(yuǎn)動(dòng)11經(jīng)常性8照明20經(jīng)常性9生活水泵8經(jīng)常性10采暖及其他16周期性根據(jù)上表給出的所用負(fù)荷計(jì)算： S＝(30++32+3++l 3++8)+20+l6 ＝ (kVA)根據(jù)容量選擇所用電變壓器如下：型號(hào)：SL7—125／l0。含義：S:三相 L: 線圈導(dǎo)線材質(zhì)為鋁 7：產(chǎn)品序號(hào) 視在容量為：125KVA 一次側(cè)額定電壓為10KV。連接組別號(hào)：YNyn0 , 調(diào)壓范圍為：高壓：177。5％， 阻抗電壓為(%)：4所用電接線方式：一般有重要負(fù)荷的大型變電所，380／220V系統(tǒng)采用單母線分段接線，兩臺(tái)所用變壓器各接一段母線，正常運(yùn)行情況下可分列運(yùn)行，分段開(kāi)關(guān)設(shè)有自動(dòng)投入裝置。每臺(tái)所用變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)本段負(fù)荷的正常供電，在另一臺(tái)所用變壓器故障或檢修停電時(shí)，工作著的所用變壓器還能擔(dān)負(fù)另一段母線上的重要負(fù)荷，以保證變電所正常運(yùn)行。 短路電流的計(jì)算 概述短路（short circuit）是電力系統(tǒng)中的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切屬于不正常運(yùn)行的相與相間或相與地間發(fā)生通路的情況。在35KV的電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生短路有三相、兩相、兩相接地和單相接地的故障，其中三相短路是對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣，仍屬對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路是不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)中常發(fā)生的單相短路占大多數(shù)，二相短路較少，三相短路就更少了。三相短路雖然很少發(fā)生，但其后果最為嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠的重視。因此本次采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢測(cè)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路計(jì)算的目的① 選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備，如開(kāi)關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)的。② 繼電保護(hù)的配置和整定。系統(tǒng)中影配置哪些繼電保護(hù)以及繼電保護(hù)裝置的參數(shù)整定，都必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計(jì)算和分析，而且不僅要計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流，還要計(jì)算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分布，并要作多種運(yùn)行方式的短路計(jì)算。③ 電氣主接線方案的比較和選擇。在發(fā)電廠和變電所的主接線設(shè)計(jì)中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設(shè)備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當(dāng)改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經(jīng)濟(jì)的方案，因此，在比較和評(píng)價(jià)方案時(shí)，短路電流計(jì)算是必不可少的內(nèi)容。④ 通信干擾。在設(shè)計(jì)110KV及以上電壓等級(jí)的架空輸電線時(shí)，要計(jì)算短路電流，以確定電力線對(duì)臨近架設(shè)的通信線是否存在危險(xiǎn)及干擾影響。⑤ 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。在500KV配電裝置中，普遍采用分裂導(dǎo)線做軟導(dǎo)線。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，分裂導(dǎo)線在巨大的短路電流作用下，同相次導(dǎo)線間的電磁力很大，使導(dǎo)線產(chǎn)生很大的張力和偏移，在嚴(yán)重情況下，該張力值可達(dá)故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對(duì)導(dǎo)線、絕緣子、架構(gòu)等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構(gòu)受力，工程上要按最大可能出現(xiàn)的短路電流確定分裂導(dǎo)線間隔的安裝距離。⑥ 短路電流計(jì)算還有很多其他目的，如確定中性點(diǎn)的接地方式，驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等。 短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)考慮到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，要進(jìn)行準(zhǔn)確的短路計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的，同時(shí)對(duì)解決大部分實(shí)際問(wèn)題，并不要求十分精確的計(jì)算結(jié)果。例如，選擇效驗(yàn)電氣設(shè)備時(shí)，一般只需近似計(jì)算通過(guò)該設(shè)備的最大可能的三相短路電流值。為簡(jiǎn)化計(jì)算，實(shí)用中多采用近似計(jì)算方法。這種近似計(jì)算法在電力工程中被稱為短路電流實(shí)用計(jì)算。它是建立在一系列的假設(shè)基礎(chǔ)上的，其計(jì)算結(jié)果稍偏大。短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)如下：① 短路發(fā)生前，電力系統(tǒng)是對(duì)稱的三相系統(tǒng)。② 電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)的相角在短路過(guò)程中都相同，頻率與正常工作時(shí)相同。③ 變壓器的勵(lì)磁電流和電阻、架空線的電阻和相對(duì)地電容均略去，都用純電抗表示。次假設(shè)將復(fù)數(shù)運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。④ 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和。即各元件的參數(shù)不隨電流而變化，計(jì)算可應(yīng)用疊加原理。⑤ 對(duì)負(fù)荷只作近似估計(jì)，由于負(fù)荷電流一般比短路電流小得多，近似計(jì)算中，對(duì)離短路點(diǎn)較遠(yuǎn)的負(fù)荷忽略不計(jì)，只考慮在短路點(diǎn)附近的大容量電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響。 短路電流實(shí)用計(jì)算步驟① 按通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流最大地點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)的原則，分別選出兩個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，如圖23：即：K1：變電站主變一次側(cè) K2：變電站主變10KV母線 ： =35kv ： =10 kV K1 K2圖23電力系統(tǒng) 35KV側(cè)架空線路 變壓器 ② 求各元件的電抗標(biāo)么值，取=100MVA，一回線路：變壓器：③ 當(dāng)在K1處發(fā)生三相短路時(shí)，作出等值電路圖，如圖24所示最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為：無(wú)限大容量電源 K1短路電流周期分量的標(biāo)么值 S 圖 24有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量 最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為：無(wú)限大容量電源短路電流周期分量的標(biāo)么值 有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量 ④ 當(dāng)在K2處發(fā)生三相短路時(shí)，作出等值電路圖如下25所示 K2S 圖25最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為無(wú)限大容量電源=1短路電流周期分量的標(biāo)么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為無(wú)限大容量電源=1短路電流周期分量的標(biāo)么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量表23短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)運(yùn)行方式電源至短路點(diǎn)電抗標(biāo)么值短路電流周期分量有名值（KA）沖擊電流（KA）全電流（KA）短路容量S（MVA）K1最大1000最小500K2最大最小 主要電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全運(yùn)行的重要條件，在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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(shù)并注意節(jié)約，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 高壓電氣選擇的一般原則導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)、必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需求：①應(yīng)滿足正常運(yùn)行，檢修，短路和過(guò)電壓情況下的需求，并考慮到遠(yuǎn)景發(fā)展需要。②按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。③應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。④選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種。⑤擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致。⑥選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。有關(guān)規(guī)定：驗(yàn)算110kV以下電纜和導(dǎo)體短路穩(wěn)電時(shí)，所選用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)運(yùn)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。如果主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則應(yīng)采用能對(duì)該死區(qū)起作用的后備保護(hù)的運(yùn)作時(shí)間，并采用相應(yīng)處的短路電流值。電器和10kV及以上充油電纜的短路電流計(jì)算時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。 按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電器① 額定電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流（或額定電流）應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流，即： （或）由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的=（為電機(jī)的額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的；母線分段電抗器的應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電流；出線回路的除考慮線路正常負(fù)荷電流（包括線路損耗）外，還應(yīng)考慮事故時(shí) 由其他回路轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。此外，還應(yīng)按電器的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)導(dǎo)體和電器進(jìn)行種類（屋內(nèi)或屋外）和型式的選擇。② 額定電壓和最高工作電壓導(dǎo)體和電器所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電器和電纜允許最高運(yùn)行電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高工作電壓，即： 一般電纜和電器允許的最高工作電壓：；額定電壓為330~。，因此在選擇設(shè)備時(shí)，一般可按照電器和電纜的額定電壓，不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即： 按短路情況校驗(yàn)① 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值，既滿足熱穩(wěn)定的條件為： 或 式中——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；——短路時(shí)導(dǎo)體和電器設(shè)備允許的熱效應(yīng)；——時(shí)間t內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱穩(wěn)定電流（或短時(shí)耐受電流）?！搪冯娏饔?jì)算時(shí)間（繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器全分閘時(shí)間之和） ——導(dǎo)體或電器熱穩(wěn)定時(shí)間——短路全電流② 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： 或 式中、——短路沖擊電流幅值及其有效值；、——允許通過(guò)穩(wěn)定電流的幅值和有效值。下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：1） 用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。2） 采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；電纜印有足夠的強(qiáng)度，亦可不校動(dòng)穩(wěn)定。3） 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 高壓開(kāi)關(guān)柜中斷路器及隔離開(kāi)關(guān)選擇及校驗(yàn) 額定電流的計(jì)算變壓器一次側(cè)額定電流：變壓器二次側(cè)額定電流：當(dāng)按運(yùn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)：考慮10母線上的最大出線負(fù)荷：考慮今后便于安裝、調(diào)試和檢修，同電壓等級(jí)側(cè)均選用同一型號(hào)的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)。與相差不大，以下均已為基準(zhǔn)選設(shè)備。 高壓斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果及校驗(yàn)① 根據(jù)設(shè)備的額定電壓、電流值，得主變一次側(cè)的斷路器選擇參數(shù)如下圖所示：（35側(cè)斷路器）型號(hào)額定電壓最高工作電壓額定電流額定開(kāi)斷電流額定短時(shí)耐受電流額定峰值耐受電流額定關(guān)合電流額定合閘時(shí)間全開(kāi)斷時(shí)間35 KV KV1600 KA25 KA25KA(4S)63 KA63 KA1） 熱穩(wěn)定的校驗(yàn) s=+ ＞ 即合格2） 動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn) 又＞ 即合格 3） 開(kāi)斷能力＜ 即合格4） 短路容量＜3150 即合格② 根據(jù)設(shè)備的額定電壓、電流值經(jīng)查表，得主變二次側(cè)的斷路器選擇參數(shù)如下圖所示：（10側(cè)斷路器）型號(hào)額定電壓最高工作電壓額定電流額定開(kāi)斷電流額定短時(shí)耐受電流額定峰值耐受電流額定關(guān)合電流額定合閘時(shí)間全開(kāi)斷時(shí)間ZN10/ 63010 KV12 KV630 KA20 KA20KA(4S)50 KA50 KA s s1） 熱穩(wěn)定的校驗(yàn) s=+又1600 ＞ 即合格2） 動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn) 又＞ 即合格3） 開(kāi)斷能力＜ 即合格4） 短路容量＜6300 即合格③ 主變一次側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇參數(shù)如下圖所示：（35側(cè)隔離開(kāi)關(guān)）型號(hào)額定電壓最高工作電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流GN435G35 KV KV600 KA48 KA20 KA（4s）1）