【文章內(nèi)容簡介】 性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 主接線可靠性的具體要求： （ 1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電； （ 2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要求保證對一級負荷全部和大部分二級負荷 的供電； （ 3）盡量避免變電所全部停運的可靠性。 二、靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。 （ 1）為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修方式以及特殊運行方式下的調(diào)度要求； （ 2）為了檢修的目的：可以方便地停運斷路器，母線及繼電保護設(shè)備，進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行或停止對用戶的供電； （ 3）為了擴建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴建過渡時，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。 三、經(jīng)濟性：主接線 在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。 （ 1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護不過復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 15 頁 共 46 頁 資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡單電器； （ 2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。 （ 3）電能損失少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容 量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。 第二節(jié) 主接線的接線方式選擇 在考慮主接線方案時 ,應(yīng)首先滿足運行可靠性及操作的靈活性；同時，也要節(jié)約投資。綜合考慮，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟政策的前提條件下，力爭使其為技術(shù)先進，供電可靠、安全、經(jīng)濟合理的主接線方案。 根據(jù)母線的形式可分為單母線、單母線分段、 單母分段帶旁路母線、橋形接線、雙母線、雙母線分段、雙母線 帶旁路母線、一個半斷路器 220KV側(cè)主接線 220KV進線最終 4回，出線 3回，主變壓器進線 2回，可供選擇的接線方式較多，但比較好的有 3個。 方案一：單母線分段帶 旁路母線，分段斷路器兼作旁路斷路器。（如圖 一 ） 方案二：雙母線帶旁路母線，母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器。（如圖 二 ） 分析： 方案一：具有接線簡單，操作方便，投資少等優(yōu)點，設(shè)置旁路母線后可不停電檢修出線斷路器；但任一母線故障后都會告成 50%的用戶中斷供電，這對 220KV線路來說是不允許的。 方案二：具有較高的可靠性和靈活性，母線故障時對用戶停電時間較短，目前在我國大容量的變電所中已廣泛采用。這種接線，設(shè)計認(rèn)為按雙母線帶旁路母線一次建成比采用方案一過渡到方案二要好。雖然過渡可以推遲投資，但增加了一定的過渡工作 量和過渡費用，待將電網(wǎng)發(fā)展后再專設(shè)旁路斷路器。 通過比較可知，方案一最經(jīng)濟 ，但供電的可靠不好 ，而方案二在保證供電可靠性的前提下，是比較經(jīng)濟的最佳方案。 圖 一 ：單母線分段帶旁母接線 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 16 頁 共 46 頁 圖 二 ：雙母線帶旁路母線接線（母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器 ） 110KV側(cè)接線 單母分段 用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要 用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建，單母分段適用于： 110KV～ 220KV配電裝置的出線回路數(shù)為 3～ 4回， 35～ 63KV配電裝置的出線回路數(shù)為 4～8回， 6～ 10KV配電裝置出線為 6回及以上，則采用單母分段接線。 橋形接線 當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。 內(nèi)橋接線：內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng) 常切除時，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時，需停相應(yīng)的線路。 外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器 LD，不致引起系統(tǒng)開環(huán)，有時增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修LD時使用。當(dāng)線路故障時需停相應(yīng)的變壓器。 所以， 方案一適用于 23 回線路較少，方案二適用于接線較簡單的回路， 故選用內(nèi)橋式 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 17 頁 共 46 頁 接線比較合理。 10KV側(cè)接線 10KV進線最終 2回，出線 12回，出線回路多，可供選擇的接線方式較多。 方案 一 ：雙母線帶旁路母線，母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器。（如圖 二 ） 方案 二 ：單母線分段接線。（如圖 三） 分析 : 方案 一 、雙母線分段接線，母線可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進出線回路數(shù)在 11回及以下時，母線不分段。 方案 二 、單母分段用斷路器，把母 線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建，單母分段適用于： 6～ 10KV配電裝置出線為 6回及以上，則采用單母分段接線。 綜上以上 二 種方案，方案 二 ，可靠性能高，但投資大 ， 方案一結(jié)構(gòu)簡單， 經(jīng)濟， 但供電的可靠性 不高 ，選擇方案 二 比較合理。 圖三、單母線分段接線 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 18 頁 共 46 頁 第三章 短路電流計 算 第一節(jié) 概述 在電力系的電氣設(shè)備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行。 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。 電力系統(tǒng)的運行經(jīng) 驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 第二節(jié) 短路計算的目的及假設(shè) 一、短路電流計算是變電所電氣設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。 其計算目的是： 1）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，均需進行必要的短路電流計算。 2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(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。 3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 5）按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。 二、短路電流計算的一般規(guī)定 1）驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10年）。確定短路電流計算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并 列運行的接線方式。 2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的導(dǎo)步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 4）導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。 三、短路計算基本假設(shè) 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）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； 4）不考慮短路點的電弧阻抗和變 壓器的勵磁電流； 5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響； 6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 19 頁 共 46 頁 四、基準(zhǔn)值 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量： Sj = 100MVA 基準(zhǔn)電壓： Vg（ KV） 115 230 基準(zhǔn)電流 Ij（ KA） 五、短路電流計算的步驟 1）計算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下； 2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖； 3）選擇短路點； 4）對網(wǎng)絡(luò) 進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值，并計算短路電流標(biāo)幺值、有名值。 標(biāo)幺值： I d* = 1X*di 有名值： Idi = Id*I j 5）計算短路容量，短路電流沖擊值 短路容量： S = 3 VjI? 短路電流沖擊值： Icj = ? 6）列出短路電流計算結(jié)果 具體短路電流計算具體見計算說明書。 第三節(jié)各種短路電流計算 一、系統(tǒng)運行方式的確定 各種運行方式下的選擇，目的在于計算通過保護裝置的最大、 最小短路電流。在線路末端發(fā)生短路時，流過保護的短路電流與下列因素有關(guān)： 1）系統(tǒng)的運行方式，包括機組、變壓器、線路的投入情況，環(huán)網(wǎng)的開環(huán)閉環(huán)，平行線路是雙回運行還是單回運行。 2）短路類型。 3）電流分配系數(shù)。 二、短路電流的計算： 短路電流的計算是繼電保護整定的依據(jù)，所以我們必須加以重視。 1）整定計算的要求選擇規(guī)定的運行方式； 2）確定短路段及短路類型； 3）對確定的短路點經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的合并，化簡求出歸算到短路點的各序綜合阻抗 1∑ X、 2∑ X、0∑ X： 4）短路類型及電力系統(tǒng)故障的知識求出短路點的總電 流； 5）按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)求出流過被整定保護裝置的短路電流。 等值電路圖如下： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 20 頁 共 46 頁 由已知： U12=10% U13=30% U23=20% X0= 取基準(zhǔn)容量 :Sb=100MVA Ub=Uav 發(fā)電機 :X1=X2=X3=X4=Xd*Sb/Sn= Xd*Sb/Sn*cos￠ =**100/50= X5=X6=*100/200*= 變壓器 : X7=X8=X9=X10=UK%/100*Sb/Sn=*100/67= X11=X12=UK%/100*Sb/Sn=10/100*100/240= 線路 : X13=X14=X0*L*Sb/(Ub*Ub)=*50*100/230/230= X15=X16=X0*L*Sb/(Ub*Ub)=*67*100/230/230= X17=X18=X0*L*Sb/(Ub*Ub)=*40*100/230/230= 變壓器 :X21=X22=1/2(U12%+U13%+ U23%)*1/100*Sb/Sn =1/2(10+3020)*1/100*100/40= X23=X24=1/2(U12%+U13%+ U23%)*1/100*Sb/Sn=0 X25=X26=1/2(U12%+U13%+ U23%)*1/100*Sb/Sn= 化簡如下圖 d2d1d3x2 x8x3 x9x4 x 1 0x1 x7x5 x 1 1x6 x 1 2x 1 3x 1 4x 1 5x 1 6x 1 9x 2 0x 2 1x 2 2x 2 3x 2 4x 2 5 x 2 6x 1 8x 1 7 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 21 頁 共 46 頁