【導(dǎo)讀】在葫蘆島校區(qū)生活學(xué)習(xí)期間，我發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)問題：公寓E的用電負(fù)荷要小于。為了實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，減小不必要的資源浪費(fèi)，我有了對(duì)校。區(qū)的變電所供電做進(jìn)一步的完善和改進(jìn)的念頭，也有了選擇本次題目的想法。的知識(shí)和技術(shù)水平，同時(shí)畢業(yè)之后能夠更好的服務(wù)社會(huì)。為了實(shí)現(xiàn)遼寧工大葫蘆島校區(qū)用電的更加優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)、安全可靠，更好的服務(wù)校園，因此通過電力監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可?？梢宰龅脚c其他自動(dòng)化系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行全系統(tǒng)的信息綜合管理。與接地保護(hù)方案。最終確定了方案，使學(xué)校供電的變壓器節(jié)省了資源和能源。

　　

【正文】 接線方式適用于供電線路較短，線路切換較少的變電所，適用于向一二級(jí)供電情況，變電器需經(jīng)常切換且負(fù)荷穩(wěn)定的變電 所，這些都是由于這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)所決定的，如對(duì)變壓器切換方便，比內(nèi)橋少兩個(gè)隔離開關(guān)，投資少，占地面積小。繼電遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 保護(hù)簡單，易于過度觀察全橋接線。缺點(diǎn)是：倒換線路時(shí)，操作不方便，變電所一次側(cè)無接線保護(hù)。所以適用于進(jìn)線短而倒換次數(shù)少或變壓器采取經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要經(jīng)常切換的終端變電所以及可能發(fā)展為有穿越負(fù)荷的變電所。外 橋接線由主變電器一次側(cè)兩斷路器和外橋 上的聯(lián)絡(luò)斷路器組成，進(jìn)線由隔離開關(guān)受電。如圖 31 中（ b）所示。 a 內(nèi)橋一次側(cè)接線方式 b 外 橋一次側(cè)接線方式 圖 31 變電所一次側(cè)主接線方式示意圖 The first side of substation main connection diagram 根據(jù)以上敘述，由于遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)變電所只做定期的檢查和維護(hù)，電源進(jìn)線故障不多，倒換次數(shù)少，經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理，建設(shè)投資少，設(shè)備少，維護(hù)方面等條件，所以本設(shè)計(jì)采用了外 橋 接線的方式。 變電所變壓器二次側(cè)接線方式 二次側(cè)接線方式主要用母線制，母線制有三種可分為單母線、單母線分段、雙母線接線三種 方式 [2][4]。母線制與進(jìn)線的回路數(shù)無關(guān)，如果只有一回路進(jìn)線。為了提高可靠性，把母線搞的很復(fù)雜是沒有意義的。 1） 單母線制 ： 一回進(jìn)線只能用單母線制。當(dāng)然這種母線制的可靠性和靈活性都較低，母線及母線隔離開關(guān)發(fā)生故障將影響全部負(fù)荷的用電，知道故障全部消除為止。而清掃和修理母線和母線隔離開關(guān)時(shí)，必須停止整個(gè)系統(tǒng)的供電如圖 32。 2） 單母線分段制：在兩回進(jìn)線的條件下，便可以實(shí)現(xiàn)單母線分段制。單母線可以采安運(yùn)濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設(shè)計(jì) 22 用隔離開關(guān)或斷路器分段。 Q SQ F電 源Q FQ SW B母 線出 線 1 出 線 2 出 線 3 出 線 4 圖 32 單母線制 Singlebus system 用隔離開關(guān)分 段可以消除不分段單母線的部分缺點(diǎn)。只要分段開關(guān)是斷開的，就可以對(duì)每段母線及母線隔離列關(guān)進(jìn)行修理，但當(dāng)隔離開關(guān)合閘時(shí)，任一段母線的故障仍將破壞全廠的供電。如分段開關(guān)采用斷路器，則比較優(yōu)越，如圖 13b。在 QF 上具備相應(yīng)的保護(hù)，在斷路器合閘時(shí)的母線發(fā)生故障，母線斷路器同時(shí)切斷，另一段非故障母線保持工作。 a 隔離開關(guān)分段 b用斷路器分段 圖 33單母線分段制 Singlebus subsystem 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 3） 雙母線制：當(dāng)工廠負(fù)荷大，重要負(fù)荷多，以至使?jié)㈦娀芈诽?，采用單母線分段制存在一定的困難時(shí)，占考慮采用雙母線。其中一條母線供電另一條作為備用。如圖 14。 雙母線的優(yōu)點(diǎn)是： a） 輪流修理母線而不至于引起供電中斷； b） 修理任一母線隔離開關(guān)僅使本回路斷開； c） 在工作母線發(fā)生故障時(shí)，通過備用母線能迅速的恢復(fù)供電； d） 修理其一回路的斷路器時(shí)可利用備用母線及母線聯(lián)絡(luò)斷路器，不使本回路長期中斷。 綜上所述，考慮到人員的傷亡，考慮到操作維修方便，投資少，見效快等要求，對(duì)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū) 變電所二次側(cè)接 線方式采用單母線分段制的進(jìn)線方式 ,并采用雙電源供電，一號(hào)進(jìn)校線為溫港 69 號(hào)線，另一條線為溫港線對(duì)面的溫?zé)峋€。 電 源 1 電 源 2Q F 1 Q F 3 Q F 2W B 1W B 2Q F Q F Q F Q F出 線 1 出 線 2 出 線 3 出 線 4 圖 34雙母線制 Dualbus system 安運(yùn)濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設(shè)計(jì) 24 4 短路電流的計(jì)算 短路電流計(jì)算的一般概述 電氣設(shè)備或?qū)?體發(fā)生短路故障時(shí)通過的電流為短路電流 [1][2]。 不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故 障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。 短路的原因 發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運(yùn) 行人員的錯(cuò)誤操作，如帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長期過負(fù)荷元件中，由于電流過大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時(shí)或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓升高 3 倍，造成絕緣損壞；在某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體物質(zhì)，如不加強(qiáng)絕緣，經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修或者采取其他特殊防護(hù)措施等，都很容易造成短路。此外，在電力系統(tǒng)中，某些事故也可能直接導(dǎo)致短路，如桿塔 塌導(dǎo)線斷線等。動(dòng)物或飛禽跨接載流導(dǎo)體也會(huì)造成短路事故。 短路的危害 短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力能形成很大的破壞應(yīng)力，如果導(dǎo)體和它們的支架不夠堅(jiān)固，則可能遭到嚴(yán)重破壞。短路電流越大，通過的時(shí)間越長，對(duì)故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過的時(shí)間很短，也會(huì)使短路電流所經(jīng)過的元件和導(dǎo)體收起不能容許的發(fā)熱，從而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發(fā)生短路時(shí)流通很大的短路電流（超過額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經(jīng)電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體，必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和熱的破壞作用，隨著發(fā) 生短路地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的長短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個(gè)系統(tǒng)。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 短路的類型 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，最常見的是單相接地短路，約占故障總數(shù)的 60%，兩相短路約占 15%，兩相接地短路約占 20%，三相短路約占 5%。三相短路雖少，但不能不考慮，因?yàn)樗吘褂邪l(fā)生的可能，并且對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著十分不利的影響。單相短路雖然機(jī)會(huì)多短路電流也大 ，但可以人為的減小單相短路電流數(shù)值，使單相短路電流最大可能值不超過三相短路電流的最大值。這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來選擇，況且三相短路又是不對(duì)稱短路的計(jì)算基礎(chǔ)，尤其是工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少，因此應(yīng)該掌握交流三相短路電流的計(jì)算。 短路電流計(jì)算的目的 變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面 [8]： 1） 在選擇電氣主接線時(shí)，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(jì)算。 2） 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，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(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 3） 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。 4） 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 5） 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1） 計(jì) 算的基本情況 [1] a） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。 b） 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。 c） 短路發(fā)生在短路 電流為最大值時(shí)的瞬間。 d） 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。 e） 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。 安運(yùn)濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設(shè)計(jì) 26 2） 接線方式： 計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 3） 計(jì)算容量： 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后5－ 10年）。 4） 短路種類： 一般按三相短路計(jì)算。若自耦變壓器等回路中 單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn) 5） 路計(jì)算點(diǎn)： 在正常接線方式中，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器的 6－ 10KV 出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關(guān)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取電抗器前。選擇其導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。 短路回路參數(shù)的計(jì)算 在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，首先需要計(jì)算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計(jì)算通常采用有名值和標(biāo)么值兩種計(jì)算方法。前一種計(jì)算方法主要適用于 1KV 以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路 中，后一種計(jì)算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中 [2]。 1） 標(biāo)么值 標(biāo)么值一般又稱為相對(duì)值，是一個(gè)無單位的值，通常采用帶有 *號(hào)的下標(biāo)以示區(qū)別，標(biāo)么值乘以 100，即可得到用同一基準(zhǔn)值表示的百分值。在標(biāo)么值計(jì)算中。首先要選定基準(zhǔn)值。雖然基準(zhǔn)值可以任意選取，但實(shí)際計(jì)算中往往要考慮計(jì)算的方便和所得到的標(biāo)么值清晰可見，如選取基值功率為 100MVA 和短路點(diǎn)所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。尚須指出，在電路的計(jì)算中，各量基準(zhǔn)值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這 四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)滿足下列關(guān)系： Sd= 3 UdId （ 41） Ud= 3 IdZd （ 42） 式中 Sd、 Ud、 Id、 Zd—— 功率、電壓、電流、阻抗的基準(zhǔn)值（ datum Value）。 2） 短路回路中各元件阻抗的計(jì)算 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 計(jì)算短路電流時(shí)，必須知道系統(tǒng)中各元件的電阻抗，一般只考慮同步電機(jī)、變壓器、電抗器、架空線和電纜線的電抗。 變電所供電系統(tǒng) 短路電流計(jì)算 本校區(qū)變電所的供電系統(tǒng) 采用兩路電源供線 [8]，一路為距校區(qū) 6km 的饋電變電站經(jīng)架空線（系統(tǒng)按∞電源計(jì)），該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為 500MV A? ；一路為鄰校高壓聯(lián)絡(luò)線。下面計(jì)算本校變電所高壓 10kV 母線上 k1點(diǎn)短路和低壓 k2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容 量。 考慮 到教學(xué)區(qū)變電所的變壓器和公寓區(qū)變電所的變壓器的阻抗電壓的值相同 ，具體短路電流計(jì)算如下。 G∞系統(tǒng)QF L=6KM鄰校高壓聯(lián)絡(luò)線S7800/10S7800/10K1 K2Y/Y 0 1210KV 圖 41供電系統(tǒng)簡圖 Simple diagram the power supply system 確定基準(zhǔn)值 下面采用標(biāo)么制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。 取 基準(zhǔn)容量 AMVSd ?? 100 ,基準(zhǔn)電壓 kVUc 101? ， kVUc ? 所以： kAkVAMVUSI cdd 11 ?? ??? kAkVAMVUSI cdd 22 ?? ??? 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值 ：（忽略架空線至變電所的電纜電抗） 1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值： 1 ????? AMV AMVX 安運(yùn)濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設(shè)計(jì) 28 2） 架空線路的電抗標(biāo)么值：查手 民用建筑電氣設(shè)計(jì)手 冊(cè)得 km/ ??X ，因此： )10(1006km/ km )( 22 ??????? kV AMVX 3） 電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得 5%?Uk ，因此： 100543 ??? ???? ?? AMV AMVXX 可繪得短路等效電路圖如圖（二）所示。 K1