【文章內(nèi)容簡介】 入時，不影響其余回路的工作，且操作簡單。雖然其在切入或投入變壓器時，要使相應(yīng)的線路停電，并考慮復(fù)雜。但由于現(xiàn)實中變壓器的故障率很小且不經(jīng)常切換，所以不予考慮。雖然單母線分段較內(nèi)橋接線操作較為方便，靈活，但其增加了兩臺高壓斷路器的投資。內(nèi)橋接線的可靠性也比較高，對于本設(shè)計的變電所已經(jīng)足夠。從本次設(shè)計的變電所的地位可知，該變電所是一般的變電所，且是一個向負荷供電的終端變電所。因此可靠性要求不是極高，所以內(nèi)橋接線可以滿足要求。故110KV本設(shè)計采用內(nèi)橋接線。 斷路器經(jīng)長期運行和切斷數(shù)次斷路電流，都需要進行檢修，為了能使采用單母線分段或雙母線的配電裝置檢修斷路器時，不致中斷該回路供電，可增設(shè)旁路。方案二中采用了單母線分段帶專用旁路母線的接線，從給定的原始資料可以知道，本變電所的出線回路為10回，由于回路數(shù)較多則可以考慮架設(shè)專用的旁路母線。該接線方式的優(yōu)點有：其提高了供電的可靠性性和靈活性，并可以通過旁路母線在保證向負荷不間斷供電的情況下檢修出線上的斷路器。但這種接線一旦母線故障，有50%的停電率，這種接線增加了一格旁路斷路器的投資，并且在檢修斷路器時其倒閘操作繁瑣，根據(jù)長期的運行經(jīng)驗可以知道，變電所，發(fā)電廠出現(xiàn)的事故，多數(shù)是由人為誤操作所致。單母線分段帶旁路的接線出現(xiàn)誤操作的幾率很大，所以本設(shè)計不予采納。 10KV采用帶有母聯(lián)斷路器的雙母線接線的分析： 由原始資料出線10回，=5000h 則可以知道：負荷對供電的可靠性要求比較高。雙母線接線有兩組母線，并可以互為備用。每一電源和出線都裝有一臺斷路器，并有兩組母線隔離開關(guān)，分別與兩組母線相連，兩組母線則通過母聯(lián)斷路器進行聯(lián)系起來。雙母線接線較單母線接線具有更高的可靠性和靈活性。其有顯著的特點：，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷。一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需斷開隔離開關(guān)所屬的一條線路與此隔離開關(guān)相連的該組母線其他電路則可以通過另一母線繼續(xù)運行。如：欲檢修工作母線，則把全部電源倒在另一母線上。其操作步驟是：先合上母聯(lián)斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)， 再合上母聯(lián)斷路器，向備用母線充電至兩組母線等電位，為保證供電不中斷，先合上備用母線上的隔離開關(guān)，再斷開工作母線上的隔離開關(guān)，完成母線切換后再斷開母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，即可對原工作母線進行檢修。 ：各個電源和負荷可以任意分配到任一母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要，通過倒閘操作可以組成各種運行方式：，一組母線工作，另一母線作為備用，相當于單母線運行。，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，這是目前采用最廣泛的運行方式，它的繼電保護相對較簡單。 有時為了系統(tǒng)需要，亦可以將母聯(lián)斷路器斷開（處于熱備用狀態(tài)）兩組母線同時運行，此時這個變電所相當于分裂為兩個電廠向各負荷送電，這種運行方式常用于最大運行方式時，以限制斷路電流。根據(jù)調(diào)度的需要，雙母線還可以完成一些特殊的功能。如：母聯(lián)與系統(tǒng)進行同期或解列操作，個別回路要進行單獨試驗時，可以將該回路單獨接到備用母線上運行，當線路利用短路方式熔冰時，亦可以將備用母線作為熔冰母線不影響其他回路工作。[6] 雙母線接線的運行方式則可以根據(jù)實際的需要進行選擇，其運行的靈活性遠比單母線分段帶旁路母線的高，這亦是本設(shè)計采用雙母線接線的一個原因。：在擴建時可以向雙母線左右兩方向擴建，均不會影響兩組母線的電源和負荷自由組合分配，在施工中不會造成其他回路的停電。由于雙母線具有較高的可靠性且應(yīng)用廣泛，其繼電保護也相對簡單，繼電保護對線路部分主要是保護母線，并根據(jù)實際長期的運行經(jīng)驗，雙母線同時故障的幾率很小，所以不予考慮雙母線同行停運的可能性。 方案一：使用110KV高壓斷路器3臺，110KV高壓隔離開關(guān)8臺，SFZ9—16000/110型變壓器，10KV等級斷路器13臺，隔離開關(guān)36臺，雙母線。 方案二：使用110KV高壓斷路器5臺，110KV高壓隔離開關(guān)10臺，SFZ9—16000/110型變壓器，10KV等級斷路器14臺，隔離開關(guān)39臺，單母線分段，一組旁路母線。由此可以知道，方案的得投資較省，經(jīng)濟性較好。 綜合可靠性，靈活性和經(jīng)濟性三方面，從以上的分析可以知道，方案一具有很顯著的優(yōu)勢，所以本次設(shè)計的電氣主接線選擇方案一。第4章 短路電流計算 在發(fā)電廠、變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，也是電氣設(shè)計的主要計算項目，其目的有以下幾個方面： ，為比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流措施等均要進行必要的短路電流計算。 ，如高壓斷路器，隔離開關(guān)等，為保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值。計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流的沖擊值，用以校驗設(shè)備的動穩(wěn)定。 ，需要短路條件校驗的相間和相對地的距離。在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需要以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 ，也需要短路電流計算。 在本設(shè)計中短路電流計算采取實用計算曲線法，其具體步驟如下： ，線路，發(fā)電機在基準容量下的標幺值并繪制等值網(wǎng)絡(luò)： 本設(shè)計選擇基準容量， = 發(fā)電機電抗，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻輸電線路電容和變壓器的勵磁支路，只用其 標幺值。無限大功率電源內(nèi)阻抗等于零，系統(tǒng) ，將網(wǎng)絡(luò)中的電源合成為幾組，每一組用一個等值發(fā)電機代表。無限大系統(tǒng)另成一組。求出各等值發(fā)電機對短路點的轉(zhuǎn)移電抗，以及系統(tǒng)對短路點的轉(zhuǎn)移電抗。 ，便得到各等值發(fā)電機對短路點的計算電抗。，最終化成系統(tǒng)，發(fā)電機對短路點的等值電路。對發(fā)電機求出的計算電抗。并查氣輪機的曲線查出等效電流標幺值 最終的短路電流為： () () ()圖41 系統(tǒng)的等值電抗圖設(shè)基準容量：，基準電壓,則基準電流： ()點短路電流計算 當點發(fā)生短路時，系統(tǒng)對短路點的基準電流為： 短路電抗標幺值計算：線路LGJ—240/，則其電抗的標幺值為： 線路LGJ—240/10KM，電抗值 由原始資料給定的三繞組容量為：—31500/110 , 升壓變壓器，, 則： 30kMW汽輪機的電抗標幺值： 由雙繞組變壓器容量為16MVA可以查變壓器的相關(guān)手冊：SF9—16000/35，，雙繞組變壓器的電抗標幺值為： 兩臺并聯(lián)的發(fā)電機的電抗標幺值為：，下面進行化簡： 當點發(fā)生短路時：對下面等值網(wǎng)絡(luò)的進行合并圖42 等值網(wǎng)絡(luò)的合并圖 圖43 系統(tǒng)及發(fā)電機對短路點的等值網(wǎng)絡(luò) 查汽輪機的曲線在=： 則發(fā)電機組對短路點的短路電流為： 點的短路電流為系統(tǒng)對短路點的短路電流加上發(fā)電機對短路點的短路電流之和： 點的沖擊電流： 點短路電流計算： 當將所選擇的兩臺主變SFZ9—16000/110放入到系統(tǒng)中時，在上面計算的基礎(chǔ)上 ，并將兩臺變壓器合并后的電抗標幺值： 圖44 兩臺主變運行等值網(wǎng)絡(luò)的合并圖當短路點在變壓器的10KV側(cè)的點時：將、進行變換： 圖45 系統(tǒng)及發(fā)電機對短路點的等值網(wǎng)絡(luò) 查汽輪機的曲線，當=： 則10KV側(cè)的短路電流： 則點的電路電流為： 當1臺變壓器故障，10KV側(cè)的短路電流為： 圖46 兩臺主變運行等值網(wǎng)絡(luò)的合并圖將、進行變換：圖47 系統(tǒng)及發(fā)電機對短路點的等值網(wǎng)絡(luò) ： 當單臺變壓器運行時的10KV側(cè)的短路電流為： 所以雙臺變壓器并列時的短路電流較大。第5章 母線及電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備及母線選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一。正確選擇電氣設(shè)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。在進行電氣設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工作實際情況，在保證可靠性的前提下，積極、穩(wěn)妥地采用新技術(shù)并注意節(jié)省選擇合適的電氣設(shè)備。其基本要求是：電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常的工作條件選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動熱穩(wěn)定。 選擇電氣設(shè)備和母線的主要技術(shù)條件： ，其允許的最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電網(wǎng)電壓： ，其長期允許電流不得小于該回路的最大持續(xù)工作電流： ，電氣設(shè)備的機械荷載安全系數(shù)有廠家提供，機械荷載須滿足安裝要求。 ，導(dǎo)線或電氣設(shè)備的動、熱穩(wěn)定及設(shè)備的開斷電流，可按三相短路驗算。當單相、兩相接地較三相短路嚴重時，應(yīng)按嚴重情況驗算。 ，在工作電壓及過電壓的情況下，其內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性，電氣設(shè)備的絕緣水平應(yīng)符合國家標準的規(guī)定。按當?shù)丨h(huán)境條件校驗電氣設(shè)備，在選擇電氣設(shè)備或?qū)w時要考慮設(shè)備安裝地點的環(huán)境條件，如：溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、相對濕度、污穢、海拔、雨量，并根據(jù)環(huán)境條件校驗。校驗電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和開斷能力時，要必須確定短路計算時間，驗算熱穩(wěn)定的計算時間為繼電保護時間和相應(yīng)斷路器全開斷時間之和。 , () 式中：——繼電保護時間 ——斷路器全開斷時間 ——斷路器的固有分閘時間 ——滅弧時間斷路器能在最嚴重的情況下開斷電流。在校驗熱穩(wěn)定時，如在選擇母線是，其短路電流時間為繼電保護的主保護時間與斷路器的全開斷時間之和，選擇負荷出線時的短路時間為后備保護時間與斷路器的全開斷時間之和。本設(shè)計的母線按最大工作電流選擇：即最大持續(xù)工作電流要小于等于在該環(huán)境溫度下的導(dǎo)體的長期允許載流量與實際環(huán)境溫度的修正系數(shù)之積。10KV按經(jīng)濟電流密度選擇即最大持續(xù)工作電流與所選擇導(dǎo)線類型在相應(yīng)的最大負荷利用小時數(shù)下的經(jīng)濟電流密度之比。 導(dǎo)線的動、熱穩(wěn)定校驗： 按熱穩(wěn)定校驗確定母線的最小截面： , () 式中：——為短路電流的非周期分量 ——短路電流周期分量， ——為所選擇導(dǎo)線的熱穩(wěn)定系數(shù)。 如果計算出的小于所選擇的導(dǎo)線截面積即滿足熱穩(wěn)定的要求。動穩(wěn)定校： , () () () 式中：W——截面系數(shù) ——母線單位條間應(yīng)力 ——母線短路沖擊電流 —— —— ——截面形狀系數(shù)