【文章內(nèi)容簡介】 8 第三章 電氣主接線的選擇 選擇原則 電氣主接線是變電站設(shè)計的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán) 節(jié)。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)及變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并對電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設(shè)計必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電 站主接線的最佳方案。 主接線設(shè)計的基本要求及原則 變電站主接線設(shè)計的基本要求： 1)可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計必須滿足這個要求。因?yàn)殡娔艿陌l(fā)送及使用必須在同一時間進(jìn)行，所以電力系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計時應(yīng)該予以遵循。 2)靈活性 電氣主接線不但在正常運(yùn)行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求 靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的退出設(shè)備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的安全。 3)操作應(yīng)盡可能簡單、方便 電氣主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于 運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會給運(yùn)行造成不便，或造成不必要的停電。 4)經(jīng)濟(jì)性 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上 — ，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行 費(fèi)用最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 5)應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時，應(yīng)考慮到有擴(kuò)建的可能性。 110KV變電站電氣部分設(shè)計 9 變電站主接線設(shè)計原則： 1)變電站的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護(hù)的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。 2)在 610kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 5 回時，一般采用單母線接線方式，出線回路數(shù)在 6 回及以上時，采用單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線 回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。 3)在 3566kV配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)不超過 3 回時，一般采用單母線接線，當(dāng)出線回路數(shù)為 4～ 8 回時，一般采用單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。 4)在 110220kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 2 回時，采用單母線接線；出線回路數(shù)為 3～ 4 回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在 5 回及以上，或當(dāng)“ 0— 220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在 4 回及以上時，一般采用雙母線接線。 5)當(dāng)采用 SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設(shè)旁路設(shè)施。 總之，以設(shè)計原始材料及設(shè)計要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點(diǎn)，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 主接線的基本形式和特點(diǎn) 主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。在電廠或變電 站 的進(jìn)出線較多時（一般超過 4 回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運(yùn)行方便、有利于安裝和擴(kuò)建。缺點(diǎn)是有 母線后配電裝置占地面積較大，使斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的電廠和變電 站 。 有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式； 雙 母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。 無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、擴(kuò)大單元接線、橋式接線和多角形接線等。 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定 在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣主接線的可靠性 、靈活性、及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進(jìn)、供電可靠安全、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。 110KV變電站電氣部分設(shè)計 10 供電可靠性是變電所的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)保證變電所能滿足負(fù)荷的需要，同時要保證供電的可靠性。變電所主接線可靠性擬從以下幾個方面考慮： 斷路器檢修時，不影響連續(xù)供電； 線路、斷路器或母線故障及在母線檢修時，造成饋線停運(yùn)的回數(shù)多少和停電時間長短，能否滿足重要的 I、 II 類負(fù)荷對供電的要求； 變電所有無全所停電的可能性； 主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種 運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便，高度靈活，檢修安全，擴(kuò)建發(fā)展方便。 主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積小、電能損耗少、年費(fèi)用（投資與運(yùn)行）為最小。 110KV 側(cè)主接線方案 A 方案：單母線分段接線 B 方案 :雙母線接線 圖 31 單母線分段接線 圖 32 雙母線接線 110KV變電站電氣部分設(shè)計 11 分析 : A 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn) : 1）當(dāng)母線發(fā)生故障時 ,僅故障母線停止工作 ,另一母線仍繼續(xù)工作 。 2）對雙回路供電的重要用戶 ,可將雙回路分別接于不同母線分段上 ,以保證對重要用 戶的供電 。 3)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； 4)任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作； 5)當(dāng)出線為雙回線路時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越； 6)110kV為高電壓等級，一旦停電，影響下 — 級電壓等級供電，其重要性較高 ,因此本變電站設(shè)計不宜采用單母線分段接線。 B 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 1)檢修母線時，電源和出線可以繼續(xù)工作，不會中斷對用戶的供電； 2)檢修任一母線隔離開關(guān)時，只需斷開該回路； 3)工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電； 4)可利用母聯(lián)開關(guān)代替出線開關(guān)； 5)便于擴(kuò)建； 6)雙母線接線設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，投資、占地面積較大 ,運(yùn)行中需要隔離開關(guān)切斷電路 ,容易引起誤操作 . 7)經(jīng)濟(jì)性差 結(jié)論 : A 方案一般適用于 110KV出線為 4 回的裝置中； B 方案一般適用于 110KV出線為5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線 4 回及以上的裝置中。綜合比較 A、 B 兩方案，并考慮本變電站 110KV 進(jìn)出線共 6回，且在系統(tǒng)中地位比較重要，所以選擇 B 方案雙母線接線為 110KV 側(cè)主接線方案。 35KV側(cè)主接線方案 A 方案：單母線接線 B 方案 :單母線分段接線 圖 33 單母線接線 110KV變電站電氣部分設(shè)計 12 分析： A 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 1)接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便且利于擴(kuò)建，但可靠性和靈活性較差 。 2)當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，各回路必須在檢修或故障消除前的全部時間內(nèi)停止工作； 3)出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。 B 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 1)當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作； 2)對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電 。 3)當(dāng) 一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； 4)任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作； 5)當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。 結(jié)論 :B 方案一般速用于 35KV 出線為 48 回的裝置中。綜合比較 A、 B 兩方案，并考慮本變電站 35KV出線為 2 回，所以選擇 B 方案單母線分段接線為 35KV 側(cè)主接線方案。 10KV 側(cè)主接線方案 A 方案：單母線接線 (見圖 33) B 方案：單母線分段接線 (見圖 34) 分析： A 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 1)接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便且利于擴(kuò)建，但可靠性和靈活性較差 。 圖 34 單母線分段接線 110KV變電站電氣部分設(shè)計 13 2)當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時；各回路必須在檢修或故障消除前的全部時間內(nèi)停止工作；． 3)出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。 B 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 1)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作； 2)對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電 3)當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線， 這 樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該 段單回線路供電的用戶停電； 4)任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作； 5)當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。 結(jié)論： B 方案一般適用于 10KV出線為 6 回及以上的裝置中。綜合比較 A、 B 兩方案 ,并考慮本變電站 10KV 出線為 12 回，所以選擇 B 方案單母線分段接線為 10KV 側(cè)主接線方案 . 小結(jié) 本章 通過對原始資料的分析及 根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求， 選擇了兩種待選主接線方案 進(jìn)行了技術(shù)比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線 方案。 110KV變電站電氣部分設(shè)計 14 第四章 短路電流計算 短路計算的 目的及假設(shè) 一、短路電流計算的目的 在選擇電氣主接線時，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算。 在選擇電氣設(shè)備時，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，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 在 接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。 二、短路電流計算的一般規(guī)定 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電