【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。本變電所10kV用戶(hù)負(fù)荷較輕，負(fù)荷性質(zhì)為一級(jí)，二級(jí)負(fù)荷，宜采用單母線分段接線。 最優(yōu)方案確定在初步設(shè)計(jì)的兩種方案中，方案一：110kV側(cè)采用單母分段接線；方案二：110kV側(cè)采用單母分段帶旁路接線。采用雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：母線分段后，對(duì)重要用戶(hù)，可以重不同段供電。另外，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器能夠自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電。所以應(yīng)選單母線分段接線。在初步設(shè)計(jì)的兩種方案中，方案一:35kV側(cè)采用單母分段接線；10kV側(cè)采用單母分段接線；方案二：35kV側(cè)采用雙母線接線；10kV側(cè)采用單母線接線。有原材料和經(jīng)分析可知，35kV側(cè)采用單母分段接線方式。10kV側(cè)側(cè)單母線分段接線方式。在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費(fèi)用上，在運(yùn)行靈活性上35kV、10kV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110kV側(cè)采用單母分段接線，35kV側(cè)采用單母分段接線，10kV側(cè)采用單母分段接線。如圖41。 圖41電氣主接線圖5. 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。短路電流計(jì)算的目的主要有以下幾方面：(1) 在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。(2) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。(3) 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。(4) 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。(5) 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，一般有以下規(guī)定：(1) 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；(2) 同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置(包括強(qiáng)行勵(lì)磁)；(3) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；(4) 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；(5) 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行；(6) 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。應(yīng)按本工程設(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（一般考慮本工程建成后5～10 年）。一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱(chēng)為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器的6～10kV 出線與廠用分支回路，在選擇母線至母線隔離開(kāi)關(guān)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取在電抗器前。選擇其余的導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。 短路電流的計(jì)算方法： (1)選擇計(jì)算短路點(diǎn)。(2)畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖。①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。②選取基準(zhǔn)容量SB和基準(zhǔn)電壓UB（一般取各級(jí)的平均電壓）。③將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺電抗。④繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。(3)化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd。(4)求計(jì)算電抗Xjs。(5)由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運(yùn)算曲線只作到Xjs=）。①計(jì)算無(wú)限大容量（或Xjs≥3）的電源供給的短路電流周期分量。②計(jì)算短路電流周期分量的有名值和短路容量。 短路電流的計(jì)算結(jié)果（1）系統(tǒng)S等效電抗標(biāo)幺值： （51）式中 —— 系統(tǒng)的容量，MVA； —— 系統(tǒng)以其本身容量為基準(zhǔn)的等效電抗標(biāo)幺值。 （2）線路電抗標(biāo)幺值： （52）式中 —— 線路單位長(zhǎng)度的電抗值，其中，； —— 線路的長(zhǎng)度，km?；鶞?zhǔn)值的選取：，取各側(cè)平均額定電壓 表51 平均額定電壓電網(wǎng)額定電壓1035110平均額定電壓37115 主變壓器參數(shù)計(jì)算：由主變型號(hào)表查明可知：U12%= U13%= U23%=U1%=(U12%+U13%U23%)=(+) = （53）U2%=(U12%+U23%U13%)=(+)=0所以U2%=0 （54） U3%=(U13%+U23%U12%)=(+)= （55）其中：U12%—變壓器高壓與中壓繞組間短路電壓 U13%—變壓器高壓與低壓繞組間短路電壓 U23%—變壓器中壓與低壓繞組間短路電壓電抗標(biāo)幺值為：X1=U1%/100SB/SN=（56） X2=U2%/100SB/SN=0/100100/=0 （57） X3=U3%/100SB/SN=（58）系統(tǒng)等值電抗： X3=X1lSB/UB2 =（59）依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點(diǎn)選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如圖51： 圖51 短路等值圖 對(duì)110kV側(cè)母線即短路點(diǎn)d1的短路計(jì)算 圖52 d1點(diǎn)短路等值圖系統(tǒng)等值電抗X3=X1lSB/UB2 =50100/1152 =XF1=X3=XBf1=Xf1SN/SB=3000/100=I〞*= 1/XBf1=1/=IB=SB/(UB)=100/(115)=(KA)IN=IBSN/SB =3000/100=(KA)I〞= I〞*IN==(KA)Itk=I″==(KA)Ish=== (KA)其中 I″：次暫態(tài)電流有效值 Itk：電流最大有效值 Ish：短路沖擊電流 對(duì)35kV側(cè)母線即短路點(diǎn)d2的短路計(jì)算 圖53 d2點(diǎn)短路等值圖Xf1=Xs+(X1+X2)//(X1+X2)=+(+0)//(+0)=XBs2=Xf2SN/SB=3000/100=I〞*= 1/XBs2=IB=SB/(UB)=100/(37)=(KA)IN=IBSN/SB=3000/100=(KA)I〞=I〞*IN= =(KA)Itk=I″==(KA)Ish=== (KA)其中 I″：次暫態(tài)電流有效值 Itk：電流最大有效值 Ish：短路沖擊電流 對(duì)10kV側(cè)母線即短路點(diǎn)d3的短路計(jì)算 圖54 d3點(diǎn)短路等值圖Xf3=Xs+(X1+X3)//(X1+X3)=+(+)//(+)=XBs3=Xf3SN/SB=3000/100=I〞*= 1/XBs3=IB=SB/(UB)=100/()=(KA)IN=IBSN/SB =3000/100=165(KA)I〞=I〞*IN= 165=(KA)Itk=I″==(KA)Ish=== (KA)其中 I″：次暫態(tài)電流有效值 Itk：電流最大有效值 Ish：短路沖擊電流短路電流計(jì)算結(jié)果如表52：表52 短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)I（kA）I tk （kA）Ish（kA）110kV母線35kV母線10kV母線6. 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)盡管電氣系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)他們的基本要求是一致的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件下進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。(1)應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。(2)應(yīng)滿足正常運(yùn)行，檢修，短路，過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。(3)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校準(zhǔn)。(4)選擇的導(dǎo)體品種不宜過(guò)多。(5)應(yīng)與整個(gè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。(6)選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重，新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管單位鑒定合格。除配電裝置的匯流母線外，較長(zhǎng)導(dǎo)體的截面應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。載流導(dǎo)體應(yīng)選擇鋁質(zhì)材料。變電所屋內(nèi)屋外配電裝置的主母線、變壓器電氣設(shè)備與配電裝置母線之間的連接導(dǎo)線統(tǒng)稱(chēng)為母線。選擇配電裝置中的母線主要考慮：母線的材料、母線截面形狀、母線截面積的大小、校驗(yàn)?zāi)妇€的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。配電裝置母線的材料有銅、鋁、鋁合金。銅的電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕性強(qiáng)，用途廣，是很好的母線材料。但是銅的儲(chǔ)量不多，價(jià)值較貴，因此銅母線只用于空氣中含腐蝕性氣體的屋外配電裝置。，密度為銅的30%，而且儲(chǔ)量多價(jià)值也低，因此在屋內(nèi)屋外配電裝置中廣泛采用鋁母線或鋁合金母線。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的情況下使用銅母線。表61 各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表回路名稱(chēng)計(jì)算公式及結(jié)果110kV母線Imax===35kV母線Imax===35kV出線郊一Imax===郊二Imax===水泥廠1Imax===水泥廠2Imax===耐火廠Imax===備用1Imax===備用2Imax===10kV母線Imax===10kV出線棉紡廠1Imax===棉紡廠2Imax===印染廠1Imax===印染廠2Imax===毛紡廠Imax===針織廠Imax===柴油機(jī)廠1Imax===柴油機(jī)廠2Imax===橡膠廠Imax===市區(qū)1Imax===市區(qū)2Imax===食品廠Imax===備用1Imax===備用2Imax===按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇各種電壓等級(jí)的配電裝置中，主母線和下引線以及臨時(shí)裝設(shè)的母線，一般均按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面積。因此，必須滿足在正常運(yùn)行中，通過(guò)母線的最大長(zhǎng)期工作電流不應(yīng)大于母線的長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流，即： KIal≥Imax (61)式中： Ial——在額定環(huán)境溫度為θ0=25oC時(shí)導(dǎo)體允許電流 Imax——導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電 K——溫度修正系數(shù)θ0為母線的額定溫度，通常θ0=250C，θ為母線安裝地點(diǎn)的實(shí)際環(huán)境溫度，θal為母線的長(zhǎng)期允許溫度，通常θal=700C。K== (62)(1)110kV母線選擇由表51計(jì)算知110kV母線中Imax =KIal=586==Imax 所以110kV選504單條矩形鋁導(dǎo)線截面積為200mm2平放Ial=586A。 (2)35kV母線選擇由表51可知35kV母線中Imax = KIal=661==Imax所以35kV選505單條矩形鋁導(dǎo)線截面積為250mm2平放Ial=661A。 (3)10kV母線選擇由表51可知10kV母線 Imax= KIal=2089== Imax 所以選12510單條矩形鋁導(dǎo)線截面積為1250m