【文章內(nèi)容簡介】 要停電。(1)單母線分段相比，唯一的好處是出線斷路器故障或檢修時(shí)可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。(2)增加了配電裝置的設(shè)備，增加了占地，也增加了工程投資。(3)旁路斷路器代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。(4)保護(hù)及二次回路接線復(fù)雜?？煽啃?較好 較差 高靈活性 較好 較差 較好維護(hù)性 較好 較差 較好技術(shù)比較 二次保護(hù) 一般 簡單復(fù)雜經(jīng)濟(jì)比較 略有增加 投資少 投資大結(jié)論通過以上的比較，單母線分段接線方式與單母線接線方式在可靠性和靈活性方面比單母線較好，維護(hù)方便性好。經(jīng)濟(jì)方面有點(diǎn)增加，但不起主導(dǎo)地位；單母線分段接線方式與單母分段帶旁路接線相比，在可靠性、靈活性和維護(hù)方面都差不多，但是單母分段帶旁路接線增加了配電裝置的設(shè)備，增加了占地，也增加了工程投資。所以綜合考慮，選擇單母線分段接線（方案1）較為合理。選擇方案 單母線分段接線（方案1） 10kV側(cè)主接線方案選擇10kV側(cè)主接線方案選擇的分析過程同35kV側(cè)主接線方案選擇相同，故選擇單母線分段接線比較合理 12 12 根據(jù)以上分析結(jié)果得出變電站主接線圖35所示 13 13第4章 短路電流計(jì)算 .概述所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。主要有三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下，三相短路電流都大于兩相和單相短路電流。短路電流的大小也是比較主接線方案，分析運(yùn)行方式時(shí)必須考慮的因素。系統(tǒng)短路時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電壓降低，靠近短路點(diǎn)處尤為嚴(yán)重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。選擇電氣設(shè)備時(shí)，通常用三相短路電流；校驗(yàn)繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏度時(shí)用兩相短路、單相短路電流或或單相接地電流。工程設(shè)計(jì)中主要計(jì)算三相短路電流。. 短路計(jì)算的目的選擇電氣設(shè)備：電氣設(shè)備，如開關(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)定性的校驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)的。繼電保護(hù)的配置和整定：系統(tǒng)中影配置繼電保護(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)算和分析算。電氣主接線方案的比較和選擇：在發(fā)電廠和變電站的主接線設(shè)計(jì)中，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。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。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，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。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510年）。確定短路電流計(jì)算時(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。 14 14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)饔玫膶?dǎo)部電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。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)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。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般按三相短路驗(yàn)算。短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。所有的電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。元件的計(jì)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。輸電線路的電容略去不計(jì)。每個(gè)元件電氣量的標(biāo)幺值的基準(zhǔn)值都可以任意選定。若選取的基準(zhǔn)功率為和基準(zhǔn)電壓為 ，由于4個(gè)電氣量僅兩個(gè)是獨(dú)立量，其基準(zhǔn)電流 和基準(zhǔn)電BSBUBI抗可通過功率關(guān)系和歐姆定律求得，即 和 。BUSI3?BSUIZ23?一般發(fā)生在母線上的短路電流較大，故短路點(diǎn)選擇在各側(cè)的母線上?？紤]10kV和35kV側(cè)母聯(lián)斷開與閉合的情況，故作出短路系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值等效電路圖，母聯(lián)斷開時(shí)如圖41所示，母聯(lián)閉合時(shí)如圖42所示。 15 15圖41 標(biāo)幺值等效電路圖 圖42 標(biāo)幺值等效電路圖求各元件的電抗標(biāo)幺值： MVASB10?kV15av?UB變電站與系統(tǒng)的架空線長度50km，系統(tǒng)最大方式容量為3000MVA，相應(yīng)的系。(1)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的阻抗計(jì)算 ????SBX(2) 線路總阻抗計(jì)(3) 變壓器各側(cè)阻抗計(jì)算高壓側(cè)： ).(2%)(21%313 ????????KKKUU中壓側(cè)： 2,121低壓側(cè)： .).()(2323 KKK變壓器容量為 MVASNT6????BITUX4632%2 ???NTKS?BLL 16 16.%3?????NTBKTSUX??? ????????.系統(tǒng)到110kV側(cè) MVASB10?kV15av?UB當(dāng)在 （ ）處發(fā)生三相短路時(shí)1K4最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖43所示圖43標(biāo)幺值等效電路圖電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： ????LSfX系統(tǒng)電阻為： ????. 2s2SUs電源至短路點(diǎn)的總電阻： ??.%%0???.????BSff 17 17所以110kV側(cè)為有限大系統(tǒng)T=0s時(shí)。 ??B短路周期分量的有效值： ??AUSBNf ?????短路沖擊電流： ??kiMk ???短路最大有效值： ??短路容量： MVfB ??T=。 短路周期分量的有效值： ??kAUSBNf ?????短路沖擊電流： ??kiMk ???短路最大有效值： ?短路容量： MVfB ??T=4s時(shí)， 短路周期分量的有效值： ??kAUSBNf ?????短路沖擊電流： ??kAiMk ???短路最大有效值： If ?短路容量： MVfB ?? 35kV側(cè) MVASB10kV7av?UB母聯(lián)閉合時(shí)當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 5K最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖44所示 18 18圖44 標(biāo)幺值等效電路圖電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： )(. 2???????TLSf XX電源至短路點(diǎn)的總電阻： ?????? XX%%10?????fS .*f ??BNfI所以35kV側(cè)是無限大系統(tǒng)短路周期分量的有效值：標(biāo)幺值： *f ??fI有名值： ??kAUSBff .??短路沖擊電流： iMk . ????短路最大有效值： ??kIf 6985..1短路容量： ???母聯(lián)斷開時(shí)當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 2K最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖45所示 19 19圖45標(biāo)幺值等效電路圖電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： . ???????TLSf XX短路周期分量的有效值：標(biāo)幺值： *f?fI有名值： ??kAUSBff .???短路沖擊電流： iMk 5..82f???短路最大有效值： ??kIf .?短路容量： ?? 10kV側(cè) MVASB10??UB母聯(lián)閉合時(shí)當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 6K最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖46所示圖46標(biāo)幺值等效電路圖電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： )(.3???????TLSf XX 20 20電源至短路點(diǎn)的總電阻： ???????? XX%.%10???fS .*f ????BNfI所以10kV側(cè)是無限大系統(tǒng)短路周期分量的有效值：標(biāo)幺值： *f ??fI有名值： ??kAUSBff .???短路沖擊電流： iMk ???短路最大有效值： ??kIf 43972..1?短路容量： MVAfB . ??母聯(lián)斷開時(shí)當(dāng)在 處發(fā)生三相短路時(shí) 3K最大運(yùn)行方式下，作出等值電路圖如下圖47所示圖47標(biāo)幺值等效電路圖電源至短路點(diǎn)的總電抗的標(biāo)幺值為： . ???????TLSf XX短路周期分量的有效值：標(biāo)幺值： *f?fI 21 21有名值： ??kAUSIBff *????短路沖擊電流： iMk 08..8f??短路最大有效值： ??kIf ??短路容量： MVAfB ..503f ??經(jīng)過以上計(jì)算的結(jié)果，從中可以知道，當(dāng)母聯(lián)閉合時(shí)在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流值最大，所以根據(jù)母聯(lián)閉合時(shí)在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流來選擇并校驗(yàn)電氣設(shè)備。第5章 電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)必須符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。技術(shù)要先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)要合理，安全要可靠，運(yùn)行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自然條件要求。所選設(shè)備正常時(shí)應(yīng)能可靠工作，短路時(shí)應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。設(shè)備按照主接線形式進(jìn)行配置按裝置位置及系統(tǒng)正常運(yùn)行情況進(jìn)行選擇，按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)所選擇設(shè)備在系統(tǒng)中最惡劣運(yùn)行方式下仍能可靠工作，動(dòng)作。同類設(shè)備盡量同一型號(hào)，便于設(shè)備的維護(hù)，訂貨和相互備用考慮近期5年發(fā)展的要求正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)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， 22 22積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。按正常工作條件選擇電氣設(shè)備（1）額定電壓通常，～倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，倍。即 (電網(wǎng)額定電壓)NSU?（2）額定電流電氣設(shè)備的額定電流 是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流NI。 應(yīng)不小于該回路在各種合理方式下的最大持續(xù)工作電流 。NI maxI按短路狀態(tài)校驗(yàn)（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 。ktQI?2式中 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； 、t I電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 或 。shei?sheI式中 短路沖擊電流幅值及其有效值； shIi、 esIi、電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及其有效值。 對(duì)斷路器的基本要求工作可靠。斷路器應(yīng)能在規(guī)定的運(yùn)行條件下長期可靠地工作，并能在正常和故障情況下準(zhǔn)確無誤的完成關(guān)合和開斷電路的指令，其拒動(dòng)或誤動(dòng)都將造成嚴(yán)重的后果。具有足夠的開斷能力。斷路器的開斷能力是只能夠安全切斷最大短路電流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。具有自動(dòng)重合閘性能、輸電線路的短路故障大多都是臨時(shí)性的。為了提 23 23高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動(dòng)重合閘方式。結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)合理。在滿足安全、可靠的同時(shí)，還考慮到經(jīng)濟(jì)性，故要求斷路器的結(jié)構(gòu)力求簡單、尺寸小、重量輕、價(jià)格合理。 斷路器選擇110kV側(cè)斷路器選擇110kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 )( 3m AUSNax ???式中 指變電站總負(fù)荷的容量，MVA。110kV側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為 kA，?fI電流最大值為 kA。?mi根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為LW24126的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表51所示：表51 110kV側(cè)的斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓(kV)最高工作電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定短時(shí)耐受電流kA（4s）額定峰值耐受流（kA）額定關(guān)合電流（kA）額定合閘時(shí)間（s）全開時(shí)間（s）LW24126 110 126 1250 80 80 （1）斷路器最高工作電壓126kV大于系統(tǒng)額定電壓110kV；（2）斷路器額定電流 ﹥最大持續(xù)持續(xù)工作 ；AIN1250? ?（3）斷路器額定開斷電流 ﹥?（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值 ，即kAi80max? ?滿足要求。mi?ax（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè) ,其中 ( 為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， 為斷路器分閘時(shí)間。)ste4?0ttre?r 0t 24 24時(shí)間 內(nèi)電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值，則有et?? ???AIt時(shí)間 內(nèi)短路電流的熱效應(yīng)e ?? ??????AtQ則 ，即滿足要求。ktQI?2故LW24126的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求 35kV側(cè)斷路器選擇35kV側(cè)最大持續(xù)工作電流 ?? ???式中 指變電站 35kV側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。35kV側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為 ，?流最大值為 。?，其技術(shù)參數(shù)如下表52所示：表52 35kV側(cè)的斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓(kV)最高工作電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定短時(shí)耐受電流kA（4s）額定峰值耐受電流（kA）額定關(guān)合電流（kA）額定合閘時(shí)間（s）全開斷時(shí)間（s） 35 1250 25 25 63 63 （1）；