【導讀】在葫蘆島校區(qū)生活學習期間，我發(fā)現(xiàn)一點問題：公寓E的用電負荷要小于。為了實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，減小不必要的資源浪費，我有了對校。區(qū)的變電所供電做進一步的完善和改進的念頭，也有了選擇本次題目的想法。的知識和技術水平，同時畢業(yè)之后能夠更好的服務社會。為了實現(xiàn)遼寧工大葫蘆島校區(qū)用電的更加優(yōu)化、經(jīng)濟、安全可靠，更好的服務校園，因此通過電力監(jiān)控綜合自動化系統(tǒng)，可?？梢宰龅脚c其他自動化系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮整體優(yōu)勢，進行全系統(tǒng)的信息綜合管理。與接地保護方案。最終確定了方案，使學校供電的變壓器節(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，適用于向一二級供電情況，變電器需經(jīng)常切換且負荷穩(wěn)定的變電 所，這些都是由于這種接線方式的優(yōu)點所決定的，如對變壓器切換方便，比內橋少兩個隔離開關，投資少，占地面積小。繼電遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 21 保護簡單，易于過度觀察全橋接線。缺點是：倒換線路時，操作不方便，變電所一次側無接線保護。所以適用于進線短而倒換次數(shù)少或變壓器采取經(jīng)濟運行要經(jīng)常切換的終端變電所以及可能發(fā)展為有穿越負荷的變電所。外 橋接線由主變電器一次側兩斷路器和外橋 上的聯(lián)絡斷路器組成，進線由隔離開關受電。如圖 31 中（ b）所示。 a 內橋一次側接線方式 b 外 橋一次側接線方式 圖 31 變電所一次側主接線方式示意圖 The first side of substation main connection diagram 根據(jù)以上敘述，由于遼寧工程技術大學葫蘆島校區(qū)變電所只做定期的檢查和維護，電源進線故障不多，倒換次數(shù)少，經(jīng)濟技術合理，建設投資少，設備少，維護方面等條件，所以本設計采用了外 橋 接線的方式。 變電所變壓器二次側接線方式 二次側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]。母線制與進線的回路數(shù)無關，如果只有一回路進線。為了提高可靠性，把母線搞的很復雜是沒有意義的。 1） 單母線制 ： 一回進線只能用單母線制。當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發(fā)生故障將影響全部負荷的用電，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時，必須停止整個系統(tǒng)的供電如圖 32。 2） 單母線分段制：在兩回進線的條件下，便可以實現(xiàn)單母線分段制。單母線可以采安運濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設計 22 用隔離開關或斷路器分段。 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 用隔離開關分 段可以消除不分段單母線的部分缺點。只要分段開關是斷開的，就可以對每段母線及母線隔離列關進行修理，但當隔離開關合閘時，任一段母線的故障仍將破壞全廠的供電。如分段開關采用斷路器，則比較優(yōu)越，如圖 13b。在 QF 上具備相應的保護，在斷路器合閘時的母線發(fā)生故障，母線斷路器同時切斷，另一段非故障母線保持工作。 a 隔離開關分段 b用斷路器分段 圖 33單母線分段制 Singlebus subsystem 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 23 3） 雙母線制：當工廠負荷大，重要負荷多，以至使?jié)㈦娀芈诽?，采用單母線分段制存在一定的困難時，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僅使本回路斷開； c） 在工作母線發(fā)生故障時，通過備用母線能迅速的恢復供電； d） 修理其一回路的斷路器時可利用備用母線及母線聯(lián)絡斷路器，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，對于遼寧工程技術大學葫蘆島校區(qū) 變電所二次側接 線方式采用單母線分段制的進線方式 ,并采用雙電源供電，一號進校線為溫港 69 號線，另一條線為溫港線對面的溫熱線。 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 安運濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設計 24 4 短路電流的計算 短路電流計算的一般概述 電氣設備或導 體發(fā)生短路故障時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)的設計和運行中故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經(jīng)驗，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故 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。當發(fā)生短路時，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)是由于未及時發(fā)現(xiàn)和未及時消除設備中的缺陷，以及設計、安裝和運行維護不當所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機械損壞等，運 行人員的錯誤操作，如帶負荷拉開隔離開關，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長期過負荷元件中，由于電流過大，載流導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)中未及時或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時，其它兩相對地電壓升高 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，如不加強絕緣，經(jīng)常進行維護檢修或者采取其他特殊防護措施等，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致短路，如桿塔 塌導線斷線等。動物或飛禽跨接載流導體也會造成短路事故。 短路的危害 短路電流所產生的電動力能形成很大的破壞應力，如果導體和它們的支架不夠堅固，則可能遭到嚴重破壞。短路電流越大，通過的時間越長，對故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過的時間很短，也會使短路電流所經(jīng)過的元件和導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)電氣設備的載流導體，必然要產生很大的電動力和熱的破壞作用，隨著發(fā) 生短路地點和持續(xù)時間的長短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個系統(tǒng)。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（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，變壓器或電機還可能發(fā)生一相繞組匝間或層間短路等。根據(jù)運行經(jīng)驗統(tǒng)計，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，因為它畢竟有發(fā)生的可能，并且對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著十分不利的影響。單相短路雖然機會多短路電流也大 ，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稱短路的計算基礎，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，因此應該掌握交流三相短路電流的計算。 短路電流計算的目的 變電所的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面 [8]： 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） 在選擇電氣設備時，為了保證設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） 在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相相對地的安全距離。 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） 接地裝置的設計，也需用短路電流。 短路電流計算的一般規(guī)定 1） 計 算的基本情況 [1] a） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。 b） 所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。 c） 短路發(fā)生在短路 電流為最大值時的瞬間。 d） 所有電源的電動勢相位角相等。 e） 應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。 安運濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設計 26 2） 接線方式： 計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 3） 計算容量： 應按本工程設計規(guī)劃容量計算，考慮電力系統(tǒng)的遠景發(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重時，則應該按嚴重情況的進行校驗 5） 路計算點： 在正常接線方式中，通過電器設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。對于帶電抗器的 6－ 10KV 出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關之間的引線、套管時，短路計算點應該取電抗器前。選擇其導體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。 短路回路參數(shù)的計算 在進行短路電流計算時，首先需要計算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計算通常采用有名值和標么值兩種計算方法。前一種計算方法主要適用于 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） 標么值 標么值一般又稱為相對值，是一個無單位的值，通常采用帶有 *號的下標以示區(qū)別，標么值乘以 100，即可得到用同一基準值表示的百分值。在標么值計算中。首先要選定基準值。雖然基準值可以任意選取，但實際計算中往往要考慮計算的方便和所得到的標么值清晰可見，如選取基值功率為 100MVA 和短路點所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準電壓。尚須指出，在電路的計算中，各量基準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 四個物理量的基準值之間應滿足下列關系： Sd= 3 UdId （ 41） Ud= 3 IdZd （ 42） 式中 Sd、 Ud、 Id、 Zd—— 功率、電壓、電流、阻抗的基準值（ datum Value）。 2） 短路回路中各元件阻抗的計算 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 27 計算短路電流時，必須知道系統(tǒng)中各元件的電阻抗，一般只考慮同步電機、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），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)絡線。下面計算本校變電所高壓 10kV 母線上 k1點短路和低壓 k2點短路的三相短路電流和短路容 量。 考慮 到教學區(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 ，具體短路電流計算如下。 G∞系統(tǒng)QF L=6KM鄰校高壓聯(lián)絡線S7800/10S7800/10K1 K2Y/Y 0 1210KV 圖 41供電系統(tǒng)簡圖 Simple diagram the power supply system 確定基準值 下面采用標么制法進行短路電流計算。 取 基準容量 AMVSd ?? 100 ,基準電壓 kVUc 101? ， kVUc ? 所以： kAkVAMVUSI cdd 11 ?? ??? kAkVAMVUSI cdd 22 ?? ??? 計算短路電路中各主要元件的電抗標么值 ：（忽略架空線至變電所的電纜電抗） 1） 電力系統(tǒng)的電抗標么值： 1 ????? AMV AMVX 安運濤 ：遼工大葫蘆島校區(qū)變電所二次初步設計 28 2） 架空線路的電抗標么值：查手 民用建筑電氣設計手 冊得 km/ ??X ，因此： )10(1006km/ km )( 22 ??????? kV AMVX 3） 電力變壓器的電抗標么值：由所選的變壓器的技術參數(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