【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2—3 個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。11主接線經(jīng)濟(jì)比較短路電流計(jì)算對(duì)擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。電氣設(shè)備的選擇。繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。工程概算。包括：主要設(shè)備器材費(fèi)；安裝工程費(fèi)；其他費(fèi)用。 電氣主接線設(shè)計(jì)主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。變電站電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(變壓器)、母線和出線(饋線)。各個(gè)變電站的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)(一般超過 4 回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積小，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電站。有匯流母線的接線形式主要有：?jiǎn)文妇€接線和雙母線接線。設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例。單母線接線 圖 51 單母線接線12如圖 51 所示，單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和引出 圖 41 單母線接線如圖 41 所示，單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路都可以從電源 l 或 2 獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān) QS2 稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的 QS3 稱為線路隔離開關(guān)(在實(shí)際變電站中，通常把靠近電源側(cè)的隔離開關(guān)稱為甲刀閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)稱為乙刀閘)。由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或切斷電路的控制電器。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置．其開合電流能力極低，只能于設(shè)備停運(yùn)后退出工作時(shí)斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。所以，同一回路中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時(shí)隔離電源。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時(shí)，斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān)。但如果費(fèi)用不大，為了防止過電壓的侵入。也可以裝設(shè)。同一回路中串接的隔離開關(guān)和斷路器，在運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守下列操作順序：如對(duì)饋線送電時(shí)，須先合上隔離開關(guān) QS2 和 QS3，再投入斷路器 QF2；如欲停止對(duì)其供電，須先斷開 QF2，然后再斷開 QS3 和 QS2。為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度外。還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖。接地開關(guān)(又稱接地刀間)QS4 是在檢修電路和設(shè)備時(shí)合上，取代安全接地線的作用。當(dāng)電壓在 110kV 及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)扣線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。對(duì) 35kV 及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置 1—2 組接地開關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。1)、單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：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。 缺點(diǎn)：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開它所連接的電源，與之相連的所有電力裝置在整個(gè)檢修期間均而停止工作。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。2)、單母線接線的適用范圍 一般適用于一臺(tái)主變壓器的以下兩種情況：13 a、610kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回。 b、3566kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回。單母線分段接線為了克服一般單母線接線存在的缺點(diǎn)，提高它的供電可靠性和靈活性，可以把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一個(gè)分段斷路器和兩個(gè)隔離開關(guān)。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線，如圖 42 所示。1)、單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①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；②當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。缺點(diǎn)：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內(nèi)停電；②當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；③擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 2)、適用范圍 a、6 一 10kV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)。 b、35—66kV 配電裝置出線回路數(shù)為 4—8 回時(shí)。圖5 圖 42 單母線分段接線現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：?jiǎn)文妇€接線和單母線分段接線，依據(jù)偏遠(yuǎn)山區(qū)14和邊疆變電站中實(shí)際情況的了解，以及對(duì)單母線接線和單母線分段的比較，并且從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性三個(gè)方面的對(duì)比，選擇單母線接線方式。偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆變電站為終端變電站高壓為 35kV 低壓為 。這在主接線的選擇上確定了范圍，根據(jù) 510 年的發(fā)展計(jì)劃設(shè)計(jì)，并依據(jù)偏遠(yuǎn)山區(qū)和邊疆的供電情況，擬裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。本次設(shè)計(jì)的電氣主接線通過表 41 比較后，推薦方案二為該降壓變電站的電氣主接線。即 35kV 高壓側(cè)、10kV 高壓側(cè)電氣主接線均為單母線接線。電氣主接線詳見圖 JYBD03。表41 35kV降壓變電站電氣主接線方案比較表15五 短路電流計(jì)算選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護(hù)、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)是短路計(jì)算的最終目的。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線） 。 短路概述電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、短路故障。在電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時(shí)的情況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其相與相之間，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線與相線之間，都是通過負(fù)荷或阻抗連接的。 造成短路原因電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。絕緣損壞大多是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行不當(dāng)所致，如由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而引發(fā)短路。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。此外，飛禽及小動(dòng)物跨接裸導(dǎo)體，老鼠咬壞設(shè)備、導(dǎo)線的絕緣，都可能造成短路。16 短路危害電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如 6—10kV 的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬甚至幾十萬安。選的各種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度。短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，同時(shí)也使導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用、使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設(shè)備還應(yīng)有足夠的電動(dòng)(機(jī)械)穩(wěn)定度。 短路必將造成局部停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大、給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。 短路也同時(shí)引起系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓降低．特別是靠近短路點(diǎn)處降低得更多，短路點(diǎn)的電壓為零，結(jié)果可能導(dǎo)致非故障范圍部分或全部用戶的供電破壞。當(dāng)電壓降低到額定值的 80％左右時(shí)，電磁開關(guān)有可能斷開，因而中斷供電；當(dāng)電壓下降到 30％一40％。并持續(xù)達(dá) 1s 以上時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使工廠產(chǎn)品報(bào)廢，甚至造成人身傷亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù)。由此可見。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點(diǎn)、類型及持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。為了保證電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行，減輕短路的影響，除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應(yīng)盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此，需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。 短路計(jì)算該降壓變電站短路電流計(jì)算為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，三相對(duì)稱短路情況的電流，條件為水電站 21250kW，全部滿載運(yùn)行，計(jì)算采用有限電源個(gè)別變化法。計(jì)算短路電流，其目的在于校核按正常工作條件選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路情況下是否滿足動(dòng)、熱穩(wěn)定的要求和保護(hù)整定計(jì)算。因此，計(jì)算時(shí)考慮流過電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的最大電流。在短路電流網(wǎng)絡(luò)圖上，選出電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體將處于可能最嚴(yán)重情況下的短路點(diǎn)，照此原則，結(jié)合該站電氣主接線，計(jì)算圖 51 中所示 dd2 點(diǎn)的短路電17流。計(jì)算方法采用比較簡(jiǎn)潔常用的標(biāo)幺值計(jì)算，確定基準(zhǔn)值：取基準(zhǔn)容量 ；MVASj10?基準(zhǔn)電壓 ， ，KUj5. Vj372?所以，基準(zhǔn)電流 )/(jdjUI 基準(zhǔn)電抗 jjjIX計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值圖 51 短路電流網(wǎng)絡(luò)圖1)、1F、2F 發(fā)電機(jī)標(biāo)幺值18]}0.)8/125/[(0{)1/29()/()10/%(* ???????njdd SX2)、1變壓器標(biāo)幺值 2.)].3/([)/7()/()/(* njdbU3)、3變壓器標(biāo)幺值 )](10[)/()/()10/%(* ?????njdbSX4)、LGJ70/15km 的 35kV 架空線路標(biāo)幺值由資料可知： ，L=15km，則KMo/4.?)37/(105)0(/ 22* ????? KVAmUSLXjJo畫出等值阻抗圖等值阻抗見圖畫 52。圖 52 等值阻抗圖19求各點(diǎn)短路電流1） 、計(jì)算 d1 點(diǎn)短路電流a、d1 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換 )()()21/(7 ??????XX 409438 ?d1 點(diǎn)等值阻抗見圖 53圖 53 d1 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換圖b、電源點(diǎn)對(duì) d1 點(diǎn)的短路電流周期分量，計(jì)算出計(jì)算電抗 Xjs }1/].0)8/25{[(?????SjeXjsc、根據(jù)“水輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線數(shù)字表” （見附錄） ，查表求得 I*t：當(dāng) Xjs= 時(shí) t=0 秒 I*t= t= 秒 I*t= t=4 秒 I*t=d、電源點(diǎn)對(duì) d1 點(diǎn)的三相周期短路電流 t=0 秒 KAI )38./()]([1 ???? t= 秒 2472 t=4 秒 I 6.)./()].(6.[3e、d1 點(diǎn)沖擊電流 ich ???2） 、計(jì)算 d2 點(diǎn)短路電流20a、d2 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換 )()()65/(9 ??????XX d2 點(diǎn)等值阻抗見圖 54圖 54 d2 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變換圖b、電源點(diǎn)對(duì) d2 點(diǎn)的短路電流周期分量，計(jì)算出計(jì)算電抗 Xjs }1/].0)8/25{[(??????SjeXjsc、根據(jù)“水輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線數(shù)字表” （見附錄） ，查表求得 I*t：當(dāng) Xjs= 時(shí) t=0 秒 I*t= t= 秒 I*t= t=4 秒 I*t=d、電源點(diǎn)對(duì) d2 點(diǎn)的三相周期短路電流 t=0 秒 KAI )()](63.[1 ???? t= 秒 972 t=4 秒 I 2.)./()].(8.[3e、d2 點(diǎn)沖擊電流 ich ???短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流計(jì)算結(jié)果見表 51。2122表 52 短路電流計(jì)算結(jié)果表電 源 計(jì) 算 數(shù) 據(jù) 短 路 電 流 計(jì) 算 數(shù) 據(jù)t=0s t= t=∞s短路點(diǎn)編 號(hào)運(yùn)行方式短路點(diǎn)平均電壓Uj(kV)發(fā)電機(jī)額定容量Pe(kW)基準(zhǔn)電壓Uj(kV)基準(zhǔn)電流Ij(kA)轉(zhuǎn)移電抗XjΣ計(jì)算電抗Xjs額定電流Ie(kA)標(biāo)么值有名值(kA)標(biāo)么值有名值(kA)標(biāo)么值有名值(kA)短路電流沖