【文章內(nèi)容簡介】 電能損失少。 主接線除應(yīng)滿足以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的基本要求外，還應(yīng)有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性，以適應(yīng)發(fā)電廠和變電所可能擴(kuò)建的需要。 對電氣主接線方案的初步設(shè)計(jì) 6～ 220kV高壓配電裝置的基本接線 方式： （ 1） 有匯流母線的接 線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁 8 母線或旁路隔離開關(guān)等。 （ 2） 無匯流母線的接線：變壓器 線路單元接線、橋形接線、角形接線等。 6220kV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。 采用分段單母線或雙母線的 110— 220kV 配電 裝置，當(dāng)短路點(diǎn) 不允許停電檢修時(shí)，一般需設(shè)置旁路母線。對于屋內(nèi)配電裝置或采用 SF6全封閉電器的配電裝置，可不設(shè)旁母。 35～ 6kV 配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線，因?yàn)橹匾脩舳嗍?雙回路供電，且斷路器檢修時(shí)間短，平均每年約 2～ 3 天。如線路斷路器不允許停電檢修時(shí)，可設(shè)置其它旁路設(shè)施。 6— 10kV 配電裝置，可不設(shè)旁路母線，對 于初線回路數(shù)多或多數(shù)線路向用戶單獨(dú)供電，以及不允許停電的單母線、 分段單母線的配電裝置，可設(shè)置旁路母 線，采用雙母線 6— 10kV配電裝置多不設(shè)旁路母線。 對于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路 — 變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線路分支接線。 擬定可行的主接線方案 2— 3 種，內(nèi)容包括主變的形式，臺(tái)數(shù)以及各級(jí)電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，淘汰差的方案，保留一種較好的方案。 110kV側(cè)主接線設(shè)計(jì) 本變電所 110kV 側(cè)供電線路只有兩回，線路較長 ，故選用單母線 分段 接線與內(nèi)橋 接線 這兩種方案進(jìn)行比較 。 圖 內(nèi)橋 接線 圖 單母線 分段 接線 9 6kV側(cè)主接線設(shè)計(jì) 6～ 10kV 系統(tǒng)中，出線在 6 回或以上時(shí) 一般 使用 單 母線 分段 接線形式， 當(dāng)用戶要求不能停電時(shí)可 裝設(shè) 旁路母線。故選用 手車式 單母線分段接線與單母線分段帶旁母接線兩種方案進(jìn)行比較決定。 圖 手車式 單母線分段 接線 圖 單母線分段帶旁母 幾種方案的比較及最終接線 表 ： 根據(jù)以上幾點(diǎn)要求對主接線的初設(shè)方案進(jìn)行比較，結(jié)果如下： 110kV 方案一：為“單母線 分段 接線” 方案二：為“ 內(nèi)橋 接線” 比單母線接線多投入一個(gè)斷路器和兩個(gè)隔離開關(guān)，不僅便于檢修母線而減少母線故障影響范圍，對于重要用戶可從不同段引兩個(gè)回路，而使重要用戶有兩個(gè)電源供電，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，可提高供電可靠性和靈活性。 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單、清晰，使用開關(guān)量相對較少。線路正常投切或故障切除時(shí)不影響其他回路運(yùn)行，具有一定的可靠性和靈活性。 缺點(diǎn)：不適用于主變經(jīng)常投切的情況，主變投切需要短時(shí)停電。 10 6kV 方案一： 為“ 手車式 單母線分段接線” 方案二：為“單母線分段帶旁母接線” 同上所述，而且由于采用手車式開關(guān)柜，供電可靠性進(jìn)一步提高，檢修非常方便，只需要一個(gè)備用的手車式斷路器即可。 優(yōu)點(diǎn)： 具有單母線分段的全部優(yōu)點(diǎn)，并在檢修斷路器時(shí)不至于中斷對用戶供電。 供電可靠性高。 缺點(diǎn)：占地面地大，刀閘多，投資較多。 110kV 側(cè) 只有兩條進(jìn)線 ， 穿越功率 并不是很大 ， 且 進(jìn)線 線路較長 ， 故障率較高，考慮供電可靠性 及經(jīng)濟(jì)性，故 采用 內(nèi)橋 接線 。 6kV 側(cè) 方案一比較經(jīng)濟(jì)，而且現(xiàn)在多采用手車式開關(guān)柜，可靠性也較高，可以滿足要求，故采用 手車式 單母線分段接線。 11 4 短路電流計(jì)算 畫等值電路 圖 : 圖 圖 12 短路電流按短路最嚴(yán)重情況計(jì)算。 當(dāng)選擇最大運(yùn)行方式時(shí)，短路電流是最大的。上圖為短路等值電路及其化簡過程，其中 K1， K2 為高壓側(cè)與低壓側(cè)三相短路 時(shí)短路電流最大的 點(diǎn) ，由于低 壓側(cè)分列運(yùn)行發(fā)生三相短路時(shí)短路電流沒有 K2 點(diǎn)的嚴(yán)重，固不予考慮 。下面開始 計(jì)算各回路電抗 （ 取基準(zhǔn)功率 Sd = 100MVA Ud=Uav） 根據(jù) 任務(wù)書中的數(shù)據(jù)及所選變壓器的參數(shù)有： 圖 中： ?? SXX （ ） ?? SXX （ ） 2203 ?????ddUSLxX （ ） 同 理有 54 ?? XX （ ） 65 %*76 ?????? NdsT SSuXXX （ ） 此計(jì)算過程中 略去 了 各元件的電阻、輸電線路的電容和變壓器的勵(lì)磁支路。 等值電路的化簡如圖 、 圖 所示，其中： ( 4 . 9 ) 21)()()(6115435410543539543438?????????????????XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX ? ? ? ? ????? XXXXXX （ ） 等值容量 為 M V ASSS 1 1 0 09 0 02 0 0m a x2m a x1 ????? 計(jì)算短路電流 短路電流的計(jì)算方法有：同一變換法和個(gè)別變換法。本次計(jì)算 用同一變換法， 13 將電源合并成 ， 求 等值電抗 。在合并過程中，需要注意： 1)此電源對短路點(diǎn)的 短路電流的變化規(guī)律是否相同或相近 ； 2)距短路點(diǎn)的電氣距離。 說明： 1)距短路點(diǎn)電氣距離相差很大的電源，即使是同類型電源不能合并； 2)直接接于短路點(diǎn)的發(fā)電機(jī)（或發(fā)電廠）應(yīng)單獨(dú)處理； 3)無限大容量電源不能合并，必須單獨(dú)計(jì)算。 (4)等值電源的容量等于提供短路電流的所有電源的額定容量之 和 。 對于 短路點(diǎn) K1： 等值電抗為 ( 4 .1 1 ) 4 5 5 *1 ??? XX K 計(jì)算電抗 ： 發(fā)電機(jī)的縱軸次暫態(tài)電抗和歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的外接電抗標(biāo)幺值之和。 計(jì)算電抗為 ( 2) *11 ???? ? dKj s K SSxX 對于 短路 點(diǎn) K2： 等值電抗為 ( 4 . 1 3 ) *2 ???? XXX K 計(jì)算電抗為 ( 4) *22 ???? ? dKj s K SSxX 本變電所 110kV 側(cè)后備保護(hù)時(shí)間取為 4s， 6kV側(cè)后備保護(hù)時(shí)間取為 2s。對于短路點(diǎn) K K2，由于電源對其的計(jì)算電抗 Xjs ，近似認(rèn)為短路電流周期 分量 的幅值已不隨時(shí)間變化 ，則有： 110kV側(cè)： () 1**4*2* ????? ?j s Kss XIIII ( 4 . 1 6 ) 1011533136142AUSXIIII avj s Kss?????????? ? 14 6kV側(cè)： ( 7) 2**2*1* ????? ?j s Kss XIIII ( 4 . 1 8 ) 3136221AUSXIIII avj s Kss?????????? ? 短路電流計(jì)算結(jié)果匯總 表 ： 短路電流計(jì)算結(jié)果： 短路點(diǎn) I (A) 2tkI (A) tkI （ A） shi （ A） 110kV母線 6kV母線（ 并 列） 552 ? 15 5 配電裝置的配置及主要電氣設(shè)備的選擇 配電裝置的配置 發(fā)電廠和變電站主接線中，所裝開關(guān)電器、載留導(dǎo)體以及保護(hù)和測量電器等設(shè)備，按一定要求建設(shè)而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能， 發(fā)生故障時(shí)通過自動(dòng)或手動(dòng)操作，迅速切出故障部分，恢復(fù)正常運(yùn)行。可以說，配電裝置是具體實(shí)現(xiàn)電氣主接線功能的重要裝置 。 屋內(nèi) 外配電裝置的最小安全凈距 1)最小安全凈距的含義是：在此距離下，無論是處于最高工作電壓之下，還是處于內(nèi)外過電壓之下，空氣間隙均不致被擊穿。 2)敞露在空氣中的屋內(nèi)和外配電裝置的各種間距中，最基本是： A1 值：帶電部分對接地之間的空間最小安全凈距。 A2 值：不同相帶電部分之間的空間最小安全凈距。 3)B、 C、 D、 E 等值均系在 A1 值基礎(chǔ)上再考慮一些其他實(shí)際因素得出的。 屋內(nèi)外配電裝置間隔的概念 1） 間隔：配電裝置通常由數(shù)個(gè)不同的間隔組成，所謂間隔是指一個(gè)具有特定功能的完整的電氣回路，包括斷路 器、隔離開關(guān)、電流互感器、高壓熔斷器、電壓互感器、避雷器等中不同數(shù)量的電器設(shè)備。一般由架構(gòu)（屋外配電裝置）或隔板（或墻體）來分界，使不同電氣回路互相隔離，故稱為間隔。 2） 間隔的類型：根據(jù)其功能，間隔可分為進(jìn)線（發(fā)電機(jī)、變壓器引出線回路）間隔、出線間隔、旁路間隔、母聯(lián)間隔、分段間隔、電壓互感器和避雷器間隔等。對成套式配電裝置，如果采用的是高壓開關(guān)柜，則每個(gè)開關(guān)柜為一個(gè)間隔。 3） 列：各間隔依次排列起來即為列，屋外配電裝置的布置通常按斷路器的列數(shù)分為單列布置、雙列布置和三列布置。采用高壓開關(guān)柜的屋內(nèi)配電裝置則 按開關(guān)柜布置的列數(shù)分為單列布置和雙列布置。 配電裝置的要求 1） 配電裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，應(yīng)認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭取不占或少占良田。 2） 保證運(yùn)行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。 3） 便于檢修、操作和巡視。 4） 便于擴(kuò)建和安裝。 5） 在保證上述條件下，應(yīng)節(jié)約材料，減少投資。 配電裝置的分類及使用范圍 16 配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場組裝而成的裝配式配電裝置 ，以及在制造廠將開關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運(yùn)至現(xiàn)場安裝用的成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置是將電氣設(shè)備安裝在屋內(nèi)，它的特點(diǎn)是占地面積小，運(yùn)行維護(hù)和操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較?。坏杞ㄔ旆课?，投資較大。 屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點(diǎn)是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行維護(hù)條件較差，易受污穢和氣候條件影響。 在發(fā)電廠和變電所中，一般 35kV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置， 110kV及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但 110kV 及以上的配電裝置，在嚴(yán) 重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可采用屋內(nèi)配電裝置。 成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)精密，占地面積小，建設(shè)期短，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，但耗用鋼材較多，造價(jià)較高。目前我國生產(chǎn)的 3— 35kV 各種成套配電裝置，在發(fā)電機(jī)和變電站中已廣泛應(yīng)用。 由以上各種方案比較得：在本設(shè)計(jì)中， 6kV 采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜 。 .由于本變電所為給 TQ 化肥廠供電，為避免化學(xué)腐蝕， 則 110kV 采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置。 選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的一般原則 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電 所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全運(yùn)行的重要條件，在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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(shù)并注意節(jié)約，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 選擇導(dǎo)體和電器的一般原則如下： 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、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； 3)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 4)應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致； 5)選擇的導(dǎo)體品種不宜太多； 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。 設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 17 電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件 （ 1）按正常工作條件選擇 A)額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓 Ue≥ Uew. B)額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流 IO，或載流導(dǎo)體的長期允許電流 I