【文章內容簡介】 幺值計算公式：其中式中 ——變壓器短路電壓的百分數（%） ——最大容量繞組的額定容量（MVA） ——基準容量（MVA）線路的標幺值計算公式： 其中式中——單位長度的線路阻抗（） 架空線：= 電纜：= ——線路的長度（） ——平均網絡額定電壓（）(2) 計算標幺值取基準容量為,基準電壓為，又依公式：。計算出基準值如下表11所示：計算主變壓器的短路電壓百分數 = = =阻抗的標幺值：由于兩臺變壓器并聯(lián)運行，所以：各元件取電抗平均值：線路電抗的計算：電路圖化簡為: 圖32 系統(tǒng)等值網絡化簡圖：在短路過程中認為電源電壓不變，也就是說電源的內阻為零。為了設計需要共選5個短路點。短路點的選取及計算：（1）d1點短路：等值電路如圖： 圖33點轉移阻抗：對點總的轉移阻抗:短路電流標幺值：有名值： 沖擊值： 短路容量： 全電流最大有效值：（2）d2點短路：等值電路如圖： 圖34點轉移阻抗：對點總的轉移阻抗:短路電流標幺值：有名值：沖擊值：短路容量：全電流最大有效值：（3）d3點短路：等值電路如圖： 圖35點轉移阻抗：對點總的轉移阻抗:短路電流標幺值：有名值： 沖擊值： 短路容量： 全電流最大有效值：（4）d4點短路：等值電路如圖： 圖36點轉移阻抗：對點總的轉移阻抗:短路電流標幺值：有名值： 沖擊值： 短路容量： 全電流最大有效值：（5）d5點短路：等值電路如圖： 圖37點轉移阻抗：對點總的轉移阻抗:短路電流標幺值：有名值： 沖擊值： 短路容量： 全電流最大有效值：表41 短路電流計算結果（）短路形式 三相短路電流短路點編號 d1 d2 d3 d4 d5基準電流 基準電壓 230 115 115 計算電抗全標幺值 短路電路計算有名值（KA） 短路電流計算標幺值 短路沖擊電流（KA） 全電流最大有效值（KA） 短路容量（MVA） 第4章 變電所電氣設備的選擇 概述導體和電器的選擇是變電所設計的主要內容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程的實際情況，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。電氣設備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經濟合理、安全可靠、運行方便和適當的留有發(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經濟運行的需要。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下都能保持正常運行。電氣設備選擇的一般原則是： 1）應滿足導體和電器正常運行、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；2）應按當地環(huán)境條件校驗；3）應力求技術先進和經濟合理；4）選擇導體時應盡量減少品種；5）擴建工程應盡量使新老電器的型號一致；6）選用的新品，均應具有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格。（1）按正常工作條件選擇導體和電器1）電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網的最高運行電壓即：≥一般電纜和電器允許的最高工作電壓。2）電流：導體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，導體和電器的長期允許電流應不小于該回路的最大持續(xù)工作電流即：由于變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應回路的= （為電器額定電流）。3）按當地環(huán)境條件校核：當周圍環(huán)境溫度和導體額定環(huán)境溫度不等時，其長期允許電流可按下式修正：= 基中—修正系數—導體或電氣設備正常發(fā)熱允許最高溫度我國目前生產的電氣設備的額定環(huán)境溫度= 40℃，裸導體的額定環(huán)境溫度為+25℃。（2）按短路情況校驗電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。1）短路熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定條件為 —短路電流產生的熱效應—短路時導體和電器允許的熱效應——t秒內允許通過的短時熱電流驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間： = +tb —斷電保護動作時間110kV以下導體和電纜一般采用主保護時間110kV以上導體電器和充油電纜采用后備保護動作時間toL —相應斷路器的全開斷時間。2）短路的動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定條件為： — 短路沖擊直流峰值（kA）— 短路沖擊電流有效值（kA）、 —電器允許的極限通過電流峰值及有效值（kA） 斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和開斷負荷電流，在變電所電氣主接線中，還擔任改變主接線的運行方式的任務，故障時，斷路器通常以繼電保護的方式配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應根據斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35kV～220kV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應于10kV電壓等級，10kV采用真空斷路器。 按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流應不小于其觸頭開始分離瞬間（）的短路電流的有效值，即： — 高壓斷路器額定開斷電流（kA） — 短路電流的有效值（kA）1． 短路分斷電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，且斷路器在關合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在開斷短路時的安全，斷路器額定開斷電流不應小于短路電流的最大沖擊值，即：或 — 斷路器額定開斷電流 — 額定動穩(wěn)定電流 — 短路沖擊電流2． 開斷時間的選擇對于110kV及以上的電網，當電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，用于電氣制動回路的斷路器，~ 。 斷路器選擇考慮到檢修、維護方便，220kV及110kV均選同類型產品。 220kV側斷路器1）額定電壓選擇： 2）額定電流選擇： 考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應回路的 ，即：Igmax = =3）按開斷電流選擇： = （kA） （kA）4）按短路開斷電流選擇： = （kA） （kA）根據以上數據可以初步選擇LW6－220型SF6斷路器其參數如下：額定電壓220kV，最高工作電壓245kV，額定電流3150A，額定開斷電流40kA，短路關合電流55kA，動穩(wěn)定電流峰值55kA，4S熱穩(wěn)定電流40kA，。5）校驗熱穩(wěn)定，取后備保護為5S，則：= + 5 = （S） 因為1，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時間曲線，查得= =（－5）+ = （S）（kA2S）（kA2S）即滿足要求；(kA)40(kA)滿足要求。6）檢驗動穩(wěn)定： = (kA) 55(kA) 滿足要求故選擇戶外LW6－220型SF6斷路器能滿足要求，由上述計算可列出戶外LW6－220型SF6斷路器數據如表41：表41 戶外LW6－220型SF6斷路器數據 設備項目LW6－220產品數據計算數據252kV253kV3150A661A55kA40kA55kA 110kV側斷路器考慮到兩臺主變壓器及它們之間存在一定的交換功率可得：1）額定電壓： = 110 = （kV）；2）額定電流： = = =（kA）；3）按開斷電流選擇：= （kA） （kA）；4）短路開斷電流：= （kA） （kA）；根據以上數據可以初步選擇SW6－110型少油斷路器，其參數為：最高工作電壓126kV，額定電流2000A，短路開斷電流80kA，動穩(wěn)定電流峰值80kA，，；5）檢驗熱穩(wěn)定取后備保護為5S= + 5 = （S） 因為1，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時間表，查得= =（－5）+ = （S）（kA2S）（kA2S）即滿足要求。由以上計算表明選擇戶外SW6－110型少油斷路器能滿足要求，由上述計算可列出戶外SW6－110少油斷路器數據如表42： 表42 戶外SW6－110少油斷路器數據 設備項目SW6－110產品數據計算數據126kV2000A1323A80kA80kA 10kV側斷路器由于10kV側裝設了電抗器，則可以選擇10kV戶內真空斷路器1）額定電壓： 2）額定電流： =＝= （kA） 因為裝設電抗器后，(kA)3）按開斷電流選擇： = （kA） （kA）4）按短路開斷電流選擇： = = （kA） 即： （kA）5）按短路容量選擇：S = = = （MVA）即：。根據以上數據可以初步選擇戶內ZMD11－12/2500－40A型真空斷路器，其參數如下：額定電壓10kV，額定電流2500A，額定開斷電流40kA，額定斷流容量727MVA，極限通過電流峰值80kA。6）校驗熱穩(wěn)定，取后備保護為1S= + 1 = （S） 因1，故不計非周期分量，查周期分量等值時間曲線得= = 40 滿足要求7）檢驗動穩(wěn)定：= 80 滿足要求。故選擇戶內ZMD11－12/2500－40A型真空斷路器能滿足要求，由上述計算可列出戶內ZMD1112/250040A型真空斷路器數據如表43： 表43 戶內ZMD1112/250040A型真空斷路器數據 設備項目ZMD11－12/2500－40A產品數據計算數據10kV10kV2500A43A80kA 727MVA 隔離開關的選擇 概述隔離開關：配制在主接線上時，保證了線路或設備檢修時形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關時，必須遵守倒閘操作順序。送電：首先合上母線隔離開關，其次合上線路側隔離開關，最后合上斷路器，停電則與上述相反。隔離開關的配置：1）斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口，與電源側隔離；2）中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地；3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設1—2組接地刀閘或接地器。63kV及以上斷路器兩側的隔離開關和線路的隔離開關，宜裝設接地刀閘。應盡量選用一側或兩側帶接地刀閘的隔離開關；4）按在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關；5）當饋電線的用戶側設有電源時，斷路器通往用戶的那一側，可以不裝設隔離開關，但如果費用不大，為了防止雷電產生的過電壓，也可以裝設。 隔離開關選擇計算選擇隔離開關，跟選擇斷路器相同，其校驗有所不同。為了維護及操作方便， 220kV、110kV、10kV都選同類型。 220kV側隔離開關1）額定電壓: = 即: = 220 = 253（kV）2）額定電流： = = （kA）根據以上數據，可以