【文章內容簡介】 路器和一組 電抗器時，每回線上裝設出線隔離開關。 2．接在變壓器因出現或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關。 3．接在母線上的避雷器和電壓互感器以合用一組隔離開關。 4．斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修是隔離電源。 5．中性點接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地。 接地刀閘的配置 為保證電器和母線的檢修安全， 35KV 及以上沒斷母線根據長度宜安裝 1~2組接地刀閘，兩組接地刀閘間的距離應盡量保持適中。母線的接地刀閘宜安裝在母線電壓互感器的隔離開關上，也可裝于其它回路母線隔離開關的基座上。 電壓互感器的配置 1．電壓互感器的數量和配置與主界限方式有關，并應滿足測量，保護，同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保正在運行方式改變時，保護裝置不得失壓。 2． 6~220KV 電壓等級的每組主母線上的三項上裝設電壓互感器。 3．當需要監(jiān)視和檢測線路側有無典雅時，出線側的一相上應安裝電壓互感器。 4．當需要在 330KV 及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 電流互感器的配置 1．凡裝有斷路器的回路均應安裝電流互感器，其數量應滿足測量儀表，保護 和自動裝置。 2．再在未裝設斷路器的變壓器的中性點變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設電流互感器。 3．對直接接地系統(tǒng) ，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，以具體要求按兩項或三相配置。 避雷器的配置 1．配電裝置的每相母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器是除外。 2． 220KV 及一線變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時 ，應在變壓器附近增設避雷器。 3．三繞組變壓器低壓側的一相上宜安裝一臺避雷器。 4．直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且安裝有隔離開關時，變壓器中性點應裝設避雷器。 4 火力發(fā)電廠短路電流計算 概 述 電力系統(tǒng)運行有三種狀態(tài)：正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和短路故障。在供電系統(tǒng)的設計和運行中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運行情況。對供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應和發(fā)熱效應以及電壓的降低等。因此，短路電流計算是電氣主接線的方案比較、電氣設備及載流導體的選擇、節(jié)地計算以及繼電保護選擇和整定的基礎。 短路就是指不同電位導電部分之間的不正常短接。如電力系統(tǒng)中，相與相之間的火中性點直接節(jié)地系統(tǒng)中的相與地之間的短接都是短路。為了保 證電力系統(tǒng)的安全、可靠運行，在電力系統(tǒng)設計和運行分析中，一定要考慮系統(tǒng)等不正常工作狀態(tài)。 短路的原因及后果 造成短路的原因通常有以下幾種： （ 1）電氣設備及載流導體因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。 （ 2）架空線路因大風或導線覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導體等都可能導致短路。 （ 3）電氣設備因設計、安裝、維護不良和運行不當或設備本身不合格引發(fā)的短路。 （ 4）運行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運行人員帶負荷拉隔離開關，線路或設備檢修后未拆除接地線 就加上電壓等都回造成短路。根據國外資料顯示，每個人都有違反規(guī)程操作的潛意識。 （ 5）其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導致短路。 2．短路后果 短路故障發(fā)生后，由于網絡總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。強大的短路電流將造成嚴重的后果，主要有以下幾方面： （ 1）強大的短路電流通過電氣設備是發(fā)熱急劇增加，斷路持續(xù)時間較長時，足以使設備因過熱而損壞甚至燒毀； （ 2）巨大的短路電流將在電氣設備的導體間產生很大的電動力，可能使導體變形、扭曲或損壞 ； （ 3）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負荷異步電動機將因轉矩下降而減速或停轉，造成產品報廢甚至設備損壞； （ 4）短路將引系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導致的最嚴重后果； （ 5）巨大的短路電流將在周圍空氣產生很強大電磁廠，尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產生的不平衡交變磁場，對周圍的通信網絡、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產生干擾。 短路計算的目的和簡化假設 因為短路故障對電力系統(tǒng)可能造成極其嚴重的后 果，所以一方面應采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設備、載流導體和繼電保護裝置。這一切都離不開對短路電流故障的分析和短路電流的計算。概括起來，計算短路的主要目的在于： （ 1）為選擇和校驗各種電氣設備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據，為此，計算短路沖擊電流以校驗設備的機械穩(wěn)定性，計算短路電流的周期分量以校驗設備的熱穩(wěn)定性； （ 2）為設計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數據； （ 3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數提供可靠的依據。 在實際短路計算中，為了簡化計算工作 ，通常采用一些簡化假設，其中主要包括： （ 1）符合用恒定電抗標識或忽略不計； （ 2）認為系統(tǒng)中個元件參數恒定，在高壓網絡中不計元件的電阻和導納，即個元件軍用春電抗表示，并認為系統(tǒng)中各發(fā)電機的電勢通相位，從而避免了復數的運算； （ 3）系統(tǒng)出不對稱故障出現局部不對稱，其余部分是三相對稱的。 各系統(tǒng)短路電流的計算 短路計算的基本假定和計算方法 1．基本假定 （ 1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 （ 2）所有電源的電動勢相位角相同。 （ 3）系統(tǒng)中的電機均為理想電機，不考慮電磁飽和、 磁滯、渦流及導體肌膚效應等影響；轉子結構完全對稱； （ 4）短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間； （ 5）不考慮短路電的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 2．短路電流計算的方法 對應系統(tǒng)最大運行方式下，按無限大容量系統(tǒng)，進行相關的短路點的三項短路電流計算，求得 I//、 ish 值。 I// ―― 三相短路電流； ish ―― 三相短路沖擊電流。 電抗圖及電抗計算 由 4 200MW 火電廠電氣主接線圖，和設計任務書中給出的相關參數，可畫出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖 31 所示。 選取基 準容量為 Sj 100MVA Uj Uav Sj ―― 基準容量； Uav―― 所在線路的品平均電壓 以上均采用標幺值計算方法，省去“ *”。 1． 對于 QFSN― 200― 2 型發(fā)電機的電抗 2．對于 SSPL― 260000 型的雙繞組變壓器的電抗 式中 Uk%――變壓器短路電壓的百分數（ %）； Se――最大容量繞組的額定容量（ MVA）； Sj――基準容量（ MVA）。 圖 31 3．對于 OSSPSL― 3000/220 型三繞組變壓器的電抗 4．線路阻抗（設計任務書中已給出）： X13 短路點的選擇、短路電流以及沖擊電流的計算 無限大容量電力系統(tǒng)是指容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當用戶供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓基本不變，可將該電力系統(tǒng)視為無限大容量 電力系統(tǒng)。但是，在實際電力系統(tǒng)中，他的容量和阻抗都有一定的數值，一次，當用戶供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓相應的有所變動。但一般的供電系統(tǒng)，由于它是在小容量線路上發(fā)生短路，電力系統(tǒng)母線電壓基本不變，因此，電力系統(tǒng)可視為無限大容量電力系統(tǒng)。由于無限大容量電力系統(tǒng)的三相短路電流是對稱的，所以他的變化規(guī)律只需考慮一相的。 短路點的選擇應選擇通過導體和電器的短路電流為最大的那些點作為短路計算點。 首先，應在三條電壓等級的母線上選擇三個短路計算點 d d d3。由于 10KV 電壓等級有 15km 電纜饋線 10 回，所以在 10KV 的出線上需加設電抗器。當 d4 點短路時，因受電抗器的限制，流過出線上的斷路器的電流較小，所以在工程計算中選取 d4 點為短路計算點，以便使出線斷路器選擇輕型的。 無線大功率系統(tǒng)的德主要特征是：內阻抗 X 0，端電壓 U C，它所提供的短路電流周期分量的幅值恒定且不隨時間改變。雖然非周期分量依指數率而衰減，但一般情況下只需計及他對沖擊電流的影響。因此，在電力系統(tǒng)短路電流計算中，其主要任務是計算短路電流的周期分量。而在無限大功率系統(tǒng)的條件下，周期分量的計算就變得簡單。 如取平均額定電壓進行計算，則系統(tǒng)的短電壓 U Uav，若選取 Ud Uav，則無限大功率系統(tǒng)的短電壓的標幺值 ， 短路電流周期分量的標幺值為 式中 ――無限大系統(tǒng)功率系統(tǒng)對短路點的組合電抗（即總電抗）的標幺值 短路電流的有名值為 則沖擊電流為 式中 ――沖擊系數，表示沖擊電流對周期分量幅值的倍數。當時間常數 Ta 的值由零編制無限大時，沖擊系數值的變化范圍為： 在以下的計算中，取 Ksh ； 220KV 母線上短路（ d1 點）的計算 圖 32 圖 33 短路點短路電流的計算： 110KV 母線上發(fā)生短路（ d2）時的計算 圖 34 圖 35 圖 36 圖 37 10KV 母線上發(fā)生短路電流（ d3）時的計算 限流電抗器的初選 選型為 XKK― 10― 4000― 12 所以，限流電抗器的電抗值應為 圖 38 圖 39 圖 310 圖 311 圖 312 10KV 出線上發(fā)生短路（ d4）時的短路計算 出線上限流電抗器的初選 選型為 XKK― 10― 200― 8 所以，限流電抗器的電抗值應為 圖 313 圖 314 圖 315 圖 316 圖 317 圖 318 系統(tǒng)短路電流小結 短路點 220KV 母線發(fā)生短路（ d1 點） 110KV 母線發(fā)生短路（ d2 點） 10KV 母線發(fā)生短路（ d3 點） 10KV 出線電抗器回路發(fā)生短路（ d4 點） 電流周期分量標幺值 電流周期分量有銘值 116KA 46KA 短路沖擊電流 296． 69KA 118KA 5 火電廠一次設備的選擇 選擇電氣一次設備遵循的條件 電氣設備的選擇是變電所電氣設 計的主要內容之一，正確的選擇電氣設備的目的是為了使導體和電器無論在正常情況或故障情況下，均能安全、經濟合理的運行。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。 在發(fā)電廠和變電所中，采用的電氣設備種類很多，其作用和工作條件并不一樣，具體選擇的方法也不同，但對他們的基本要求都是相同的。 電氣設備的選擇的一般要求是： 滿足工作要求。應滿足正常運行、檢修以及短路過電壓情況下的工作要求。 適應環(huán)境條件。陰干當地的環(huán)境條件進行 校驗。 先進合理。應力求技術先進和經濟合理。 整體協調。應與整個工程的建設標準協調一致。 適應發(fā)展。應適當考慮發(fā)展，留有一定的裕量。 電氣設備能安全、可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，斌干短路條件來校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 按正常工作條件選擇 1．額定電壓 電氣設備的額定電壓是標示在其銘牌上的線電壓。電器可以長期在其額定電壓的 110%115%下安全運行，這一電壓成為最高允許工作電壓。當 Ue 在220KV 及以下時其 UNs 為 ，當 UNe 為 330500KV 是，其 UNs 為 UNe。 另外，電氣設備還有一個最高工作電壓，即允許長期運行的最高電壓，一般不得超過其額定電壓的