【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電力系統(tǒng) 中的地位和作用 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素，變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于他們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)要求也不同。 (2)考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模 變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 510 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布，負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。 (3)考慮負(fù)荷的重要性分布和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主界線的影響 對(duì) 一級(jí)負(fù)荷必須布兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電，三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。 (4)考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響 變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，基于傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高，而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)住接線的可靠性、靈活性要求低。 (5)考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響 6 發(fā)、送、變的 備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增，設(shè)備檢修，故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同，例如：當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)，允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 可靠性 (1) 研究主接線可靠性應(yīng)注意的問(wèn)題： 1) 應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析； 2) 主接線的可靠性包括一次部分和二次部分在運(yùn)行中的可靠性的綜合； 3) 主接線的可靠性在很大程度上 取決于設(shè)備的可靠性程度，采用可靠性能高的電氣設(shè)備可以簡(jiǎn)化接線。 (2) 可靠性的具體要求： 1)斷路器檢修時(shí)，不影響對(duì)系統(tǒng)的供電； 2) 斷路器或母線故障及母線檢修時(shí)，盡量減少可停運(yùn)回路數(shù)和停用時(shí)間，并且保證一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷供電； 3) 盡量避免全部停運(yùn)的可能性。 靈活性 滿足運(yùn)行、檢修要求和擴(kuò)建要求。 經(jīng)濟(jì)性 主要是指投資省，占地面積小，能量損失小。 電氣主接線的選擇 主接線的預(yù)定方案 本變電所電壓等級(jí)為 220kV/60kV， 220kV 側(cè)進(jìn)線為 2回； 60kV 側(cè)出線為 15回。 根據(jù)主接線設(shè)計(jì)必須滿足供電可靠性、保證電能質(zhì)量、滿足靈活性和方便性、保證經(jīng)濟(jì)性的原則，初步擬定兩種主接線方案。 對(duì) 220kV 千伏側(cè)接線方式的論證 220kV側(cè)擬采用雙母線接線和單母線分段帶旁路母線接線。雙母線接線接線簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖21；單母線分段帶旁路母線接線簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 22。 兩種接線的比較如下： 永鎮(zhèn) 220/60KV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 7 圖 雙母線接線 圖 單母線分段帶旁路母線接線 8 (1)雙母線接線 單斷路器的雙母線接線中，每個(gè)回路均通過(guò)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)，連接到兩組母線上，電源和出線可均勻地分布在兩組母線上，普遍適用于 6～ 220kV 電壓等級(jí)的配電裝置中，此接線有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1）可以輪流檢修母線而不影響供電，只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作，全部切換到另一組母線上。 2）檢修任一母線的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路。當(dāng)某一回路的一組母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障時(shí)，只要將該隔離開(kāi)關(guān)所在的回路和所連接的母線 停電，就可以對(duì)該隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢修，不影響其它回路。 3）一組母線故障后，能迅速恢復(fù)該母線所連接回路的供電，即被切除回路可迅速恢復(fù)送電。 4）運(yùn)行高度靈活。電源和線路可以任意分配在某一組母線上，能夠靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式和潮流變化的要求。 5）擴(kuò)建方便。雙母線接線方式可以沿著預(yù)備的擴(kuò)建端向左右擴(kuò)建，而不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，也不會(huì)引起原有回路的停電。 6）、便于實(shí)驗(yàn)。在個(gè)別回路需單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路單獨(dú)接至一組母線上。 單斷路器的雙母線接線也有自己的缺點(diǎn)： 1）任一臺(tái)斷路器拒動(dòng)，將造成 與該斷路器相連母線上其它回路的停電。 2）一組母線檢修時(shí)，全部電源及線路都集中在另一組母線上，若該母線再故障，將造成全停事故。 3）母聯(lián)斷路器故障，將造成配電裝置全停。 4）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為切換電器，容易發(fā)生誤操作。 5） 在檢修任一進(jìn)出線回路的斷路器時(shí)，將使該回路停電。 (2)單母線分段帶旁路母線接線 單母線分段帶旁路母線的優(yōu)點(diǎn)為： 接線簡(jiǎn)單、清晰、操作方便、采用設(shè)備少、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要負(fù)責(zé)用戶可以從不同的母線段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源， 具有供電可靠性。 檢修任一回路斷路器時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電。 單母線分段帶旁路母線的缺點(diǎn)為： 接線不夠靈活。當(dāng)母線與母線刀閘故障或檢修時(shí)，將造成一段母線停電。 配電裝置復(fù)雜，運(yùn)行操作復(fù)雜。 分段斷路器用作旁路開(kāi)關(guān)時(shí)，兩段母線并列運(yùn)行。但當(dāng)其一段母線故障時(shí)，整套配電裝置停止工作，在拉開(kāi)分段刀閘時(shí)恢復(fù)無(wú)故障母線工作。 斷路器與刀閘間的閉鎖復(fù)雜。 根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》的要求，主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性，并在此基礎(chǔ)上考慮做到經(jīng)濟(jì)合理。 （ 1）可靠性。本變電所用戶較多，負(fù)荷容量較大， 要求供電可靠性較高。當(dāng)采用可永鎮(zhèn) 220/60KV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 9 靠 性高的六氟化硫斷路器時(shí)，選擇雙母線接線就可以滿足可靠性的要求。 （ 2）靈活性。 采用雙母線接線，各個(gè)電源和回路的負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，可以靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種接線方式和潮流變化的需要。 （ 3）經(jīng)濟(jì)性。單母線分段帶旁路接線比雙母線接線少用了斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)，投資相對(duì)減少，配電裝置的占地面積也大大減少，但可靠性有所降低。 根據(jù)《 220500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ2— 88 規(guī)定， 220kV配電裝置出線回?cái)?shù)在四回及以上時(shí)，宜采用雙母線或其他接線。 本變電所 220kV 配電裝置進(jìn)線回?cái)?shù)為 2 回 和三 回轉(zhuǎn)供線 ，主要從可靠性和靈活性考慮可以采用雙母線接線方式。 綜合以上分析，本變電所 220kV側(cè)選用雙母線接線方式 60kV 側(cè)接線方式的選擇與論證 60kV側(cè)采用雙母線接線和雙母線帶旁路接線。雙母線接線接線簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 23；雙母線帶旁路母線接線簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 24。 兩種接線的比較如下： 圖 雙母線接線 10 圖 雙母線帶旁路接線 （ 1）雙母線接線： 雙母線接線的特點(diǎn)在 220kV側(cè)接線方式選擇論證中已詳細(xì)說(shuō)明，此處不再綴述。 （ 2）雙母線帶旁路接線： 除了具有雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)外，雙母線帶旁路接線方式還具有許多其它的優(yōu)點(diǎn)： 當(dāng)進(jìn)出線檢修時(shí)，可由專(zhuān)用旁路斷路器代替，通過(guò)旁路母線供電。但當(dāng)設(shè)置了專(zhuān)用旁路斷路器后，設(shè)備的投資和配電裝置的占地面積都有所增加。 根據(jù)《 220500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ2— 88 規(guī)定， 35～ 60kV配電裝置當(dāng)出線回?cái)?shù)為 4～ 7 回時(shí)，宜采用單母線接線；當(dāng)出線回?cái)?shù)為 8 回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。 本變電所 60 出線為 15 回，且 均為重要負(fù)荷，應(yīng)主要側(cè)重于可靠性和靈活性。 綜合以上分析，本變電所 60kV側(cè)選用雙母線帶旁路接線方式。 永鎮(zhèn) 220/60KV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 11 第三章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的： (1)電氣主接線比較； (2)選擇導(dǎo)體和電器； (3)確定中性點(diǎn)接地方式； (4)計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺； (5)確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離； (6)驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓、跨步電壓； (7)選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)出整定計(jì)算。 電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算條件： 基本假定 短路電流實(shí)用計(jì)算中，可采用下列假設(shè)和原 則： (1)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行； (2)所用電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； (3)系統(tǒng)中的同步和異步電動(dòng)機(jī)均為理想電機(jī)； (4)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電壓大小發(fā)生變化； (5)電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 5%負(fù)荷接在高壓母線上， 5%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)； (6)同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置； (7)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； (8)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器勵(lì)磁電流； (9)除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì) ； (10)元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 (12)輸電線路的電容略去不計(jì)； (13)用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。 一般規(guī)定 (1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時(shí)，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(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式； 12 (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?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng) 機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流 的影響； (3)選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)。對(duì)帶電抗器的 6～ 10kV 出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開(kāi)關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。 (4)導(dǎo)體和電器動(dòng)、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流一般按兩相短路計(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)中的單項(xiàng)或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計(jì)算。 電路元件參數(shù)的計(jì)算 高壓短路電流的計(jì)算一般只計(jì)及各元 件的電抗，采用標(biāo)幺值。標(biāo)幺值為各電路元件有名值與基準(zhǔn)值之比。 標(biāo)么值法：取基準(zhǔn)容量 100BS MVA? ，基準(zhǔn)電壓 B avUU? 計(jì)算用公式： 發(fā)電機(jī)電抗： 39。39。G d B NX X S S?? () 線路電抗： 2L L B avX X L S U? ? ? () 變壓器電抗： % 1 0 0T d B NX U S S?? () 短路電流周期分量有效值： **1IX= () 短路電流沖擊值： 2shiI?? () 標(biāo)么值轉(zhuǎn)為有名值： * .3N N av nI I S U??? () * jUU U? * jSS S? * jII I? * jXX X? js jX U? () 網(wǎng)絡(luò)變換 如下圖： (1)Δ /Y 變換 1 13 12 13 12 23( ) /X X X X X X? ? ? ? 永鎮(zhèn) 220/60KV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 13 2 23 12 13 12 23( ) /X X X X X X? ? ? ? 3 23 13 13 12 23( ) /X X X X X X? ? ? ? () (2)Y/Δ變換 12 1 2 1 2 3/X X X X X X? ? ? 23 3 2 3 2 1/X X X X X X? ? ? 13 3 1 3 1 2/X X X X X X? ? ? () 等值電源的計(jì)算 (1)按個(gè)別變化變換計(jì)算 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有幾個(gè)電源時(shí)，可將條件相類(lèi)似的發(fā)電機(jī)， 按下述條件連接成一組，分別求出至短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。、 1）同形式且至短路點(diǎn)的電氣距離大致相等的發(fā)電機(jī)； 2）至短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)的同一類(lèi)型和不同類(lèi)型的發(fā)電機(jī)； 3）直接連接短路上的發(fā)電機(jī)。 (2)按同一變化計(jì)算 當(dāng)僅計(jì)算任一時(shí)間 t的短路電流周期分量，各電源的發(fā)電機(jī)形式，參數(shù)相同且距短路點(diǎn)的電氣距離大致相等時(shí)，可將各電源合并為一個(gè)總的計(jì)算電抗。 三相短路電流周期分量計(jì)算