【正文】 分裂繞組的變壓器。（4） 出線上裝設(shè)電抗器。 短路計(jì)算點(diǎn)的選擇在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選擇三個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，分別在 60KV 母線上、10KV 母線上和電抗器出口處。系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖如圖 41 所示。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)12圖 41 等值電路圖 短路計(jì)算方法本設(shè)計(jì)利用分布系數(shù)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，分布系數(shù)法，求出轉(zhuǎn)移電抗，計(jì)算電抗。應(yīng)用《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》所提供的運(yùn)算曲線求取短路電流。計(jì)算時(shí)取 SB=100MVA 基準(zhǔn)電壓 UB=UAV 網(wǎng)絡(luò)變換如下圖 42 所示沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)13 圖 421．Δ/Y 變換 X1=X13X12/（X 13+X12+X23）X2=X12X23/（X 12+X13+X23）X3=X13X23/（X 13+X12+X23）2．Y/Δ 變換X12=X1+X2+X1X2/X3X13=X1+X3+X1X3/X2X23=X2+X3+X2X3/X1 計(jì)算步驟 計(jì)算步驟：（1）選擇計(jì)算短路點(diǎn)。（2）繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖） ，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。（3）化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗 。??x（4）求出計(jì)算電抗 。js（5）由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。（6）計(jì)算無(wú)限大容量電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。（7）計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)14（8）計(jì)算短路電流沖擊值。（9）計(jì)算異步電機(jī)供給的短路電流。（10）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。第五章 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 設(shè)計(jì)原則總的原則：按照正常工作條件進(jìn)行選擇，按照短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。 一般原則 應(yīng)滿足正常工作條件下的電壓和電流的要求；應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求；應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境條件要求；應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開(kāi)斷負(fù)荷的性質(zhì)；對(duì)電流互感器的選擇應(yīng)計(jì)及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級(jí)別；選用的新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 技術(shù)條件選擇的高壓電氣設(shè)備，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作的條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。 工作條件電壓選用的電氣設(shè)備允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 ，即 gU maxgU?沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)15電流選用的電氣設(shè)備額定電流不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流 ，即gI egI?由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出線的工作電流變化也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電氣設(shè)備沒(méi)有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)電流的要求。 動(dòng)穩(wěn)定條件校驗(yàn)的一般原則：（1）電壓在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；（2）用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定；（3）在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電氣設(shè)備內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。短路的熱穩(wěn)定條件 2tIdQ短路的動(dòng)穩(wěn)定條件 chdfi? 環(huán)境條件溫度：最高溫度+40℃，年平均溫度+5℃光照：無(wú)特殊要求風(fēng)速：25m/s冰雪：覆冰厚度 10mm 濕度：無(wú)特殊要求污穢：無(wú)特殊要求海拔：無(wú)特殊要求地震：五級(jí)地震區(qū)沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)16 母線的選擇母導(dǎo)體的選擇裸導(dǎo)體一般按下列各項(xiàng)選擇和校驗(yàn)：導(dǎo)體材料、類(lèi)型和敷設(shè)方式；導(dǎo)體截面；電暈；熱穩(wěn)定；動(dòng)穩(wěn)定；共振頻率 導(dǎo)體材料、類(lèi)型和敷設(shè)方式：常用導(dǎo)體材料有銅、鋁和鋁合金。因?yàn)殂~價(jià)格高，因此只用在持續(xù)工作電流大且出線位置特別狹窄或污穢對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕而對(duì)銅腐蝕較輕的場(chǎng)所。因?yàn)殇X價(jià)廉，一般采用或鋁合金材料作為導(dǎo)體材料。常用的硬導(dǎo)體截面有矩形、槽形和管形。矩形導(dǎo)體散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大。為避免集膚效應(yīng)系數(shù)過(guò)大，單條矩形截面最大不超過(guò)1250 。當(dāng)工作電流超過(guò)最大截面單條導(dǎo)體允許截流量時(shí)，可將 2～4 條矩形2m體并列使用，4 條并列一般避免。矩形導(dǎo)體一般只用于 35KV 及以下，電流在4000A 及以下的配電裝置中。槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，用于 4000～8000A 的配電裝置中。管形導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高、管內(nèi)可以通水或通風(fēng)，因此，可用于 8000A 以上的大電流母線。此外，圓管表面光滑，電暈放電電壓高，可用在 110KV 及以上的配電裝置中。矩形導(dǎo)體三相水平布置，導(dǎo)體豎放散熱好，載流量大，機(jī)械強(qiáng)度差，導(dǎo)體平放與之相反。配電裝置多采用三相垂直布置，導(dǎo)體豎放，綜合二者優(yōu)點(diǎn)。常用軟導(dǎo)線有鋼芯鋁絞線。組合導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線和擴(kuò)徑導(dǎo)線，后者多用于 330KV 及以上配電裝置。 導(dǎo)體截面選擇：導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。（1）按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇：　　 ImaxKa1?式中　　 ――導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流。Imax　　　 ――在額定環(huán)境溫度 ＝＋25 時(shí)導(dǎo)體允許電流。1?0Co　　　 ――與實(shí)際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合修正系數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體允許K最高溫度為＋70℃和不計(jì)日照時(shí)，K 值可用下式計(jì)算：　　　　　　　　　　　　　＝ ?oa?1沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)17其中　　 ――導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度。?1a――導(dǎo)體額定環(huán)境溫度和安裝地點(diǎn)實(shí)際環(huán)境溫度。o（2）當(dāng)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長(zhǎng)度在 20m 以上的導(dǎo)體，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇?！　　　　　　= ／JImas式中　　 ――正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流。as J　　――最大利用小時(shí)數(shù) ，對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)電流密度。Tmax電暈電壓校驗(yàn)裸導(dǎo)體的臨界電壓 應(yīng)大于最高工作電壓 ，即 ＞ 。Ucr maxUcrmax熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù) 的影響，得由熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面為：Ks硬導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)矩形導(dǎo)體應(yīng)力計(jì)算包括單條矩形和多條矩形兩種（1）單條矩形導(dǎo)體所受的最大彎矩 M 為　　M= （Nm）10/2lfph式中 ――單位長(zhǎng)度導(dǎo)體上所受相間電動(dòng)力 （Nm） ＝ 7fph fpha1ish2?　――導(dǎo)體支柱絕緣子間的跨距（m） l當(dāng)跨距數(shù)為 2 時(shí), 導(dǎo)體所受最大彎距為：　M= 8?。∟m）fphl2導(dǎo)體最大相間計(jì)算應(yīng)力 ＝ = 　( ) ?phWMlfph10/2aW――導(dǎo)體對(duì)垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)。 ( )　　　 ――導(dǎo)體材料允許應(yīng)力?ph?1aa1a設(shè)計(jì)中常根據(jù)材料最大允許應(yīng)力來(lái)確定絕緣子間最大允許跨距 ＝lmax　?。╩）fphaW10（2）多條矩形沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)18母線中最大機(jī)械應(yīng)力由相間應(yīng)力 和同相條間應(yīng)力 疊加而成。?phb＝ ＋?maxphb由于同相條間距離很近，條間作用力大，為了減少 ，條間通常設(shè)有襯墊，b襯墊間允許的最大跨距――臨界跨距 Icr＝ b4 　　Icr?fbh式中 b、h――矩形導(dǎo)體的寬和高?。╩）――系數(shù)，銅：雙條為 1774，三條為 1355；鋁：雙條為 1003，三條為1197?！∷x襯墊跨距應(yīng)滿足 ＜Ibcr邊條導(dǎo)體所受彎矩　　 (Nm)12/blfM?條間作用應(yīng)力　 ＝ ( )或　 ＝ （ ）?bWlfb12//?pa?bWlf12/pa若多條組成母線的最大應(yīng)力 ＝ ＋ 　　母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要mxph?a求。 簡(jiǎn)化計(jì)算： ＝lbaxfba1若所取的 ,則導(dǎo)體滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。lb?max導(dǎo)體共振校驗(yàn)對(duì)于重要回路（如發(fā)電機(jī)、變壓器及匯流母線等）的導(dǎo)體應(yīng)進(jìn)行共振校驗(yàn)。 （m）EIfNI1max?當(dāng)已知導(dǎo)體材料、形狀、布置方式和應(yīng)避開(kāi)自振頻率（一般可取 ）HZf160?時(shí)，可由上式計(jì)算導(dǎo)體不發(fā)生共振的最大絕緣子跨距 ，當(dāng)所取絕緣子跨距maxl，即滿足不共振的要求。maxl?行共振校驗(yàn)。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)19 高壓斷路器的選擇 參數(shù)的選擇的要求主要針對(duì)進(jìn)出口產(chǎn)品。器額定關(guān)合電流，不小于短路沖擊電流值。分合閘時(shí)間，對(duì)于 110KV 以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，分閘時(shí)間不宜大雨 。用于電氣制動(dòng)回路其合閘時(shí)間不宜大于 ~。器中性點(diǎn)絕緣等級(jí)低于相電壓的系統(tǒng)中，短路器的分閘操作不同期時(shí)時(shí)間宜小于 10ms。 型式的選擇短路器的型式的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于工調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)比較后確定。表 51 短路器的選擇安裝使用場(chǎng)所 可選擇的主要型式 需注意的技術(shù)特點(diǎn)中小型機(jī)組 少油短路器額定電流、短路電流和非周期分量均較大，無(wú)重合閘要求，注意國(guó)產(chǎn)少油短路器達(dá)到的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)回路大型機(jī)組 專用短路器額定電流大，短路電流大，非周期分量可能超過(guò)周期分量，要求開(kāi)斷電流大，熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定要求高配 電裝 35KV 及以下少油短路器真空短路器多油短路器用量大，注意經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，多用于屋內(nèi)或成套高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，多采用少油或老型號(hào)少油短路器需注意產(chǎn)品質(zhì)量和重合閘影響，電纜線路開(kāi)斷應(yīng)無(wú)重燃沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)20置35KV~220KV少油短路器六氟化硫短路器空氣短路器開(kāi)斷 220KV 空載長(zhǎng)線時(shí)，過(guò)電壓水平不應(yīng)超過(guò)允許值，開(kāi)斷無(wú)重燃，有時(shí)短路器的兩側(cè)為互不聯(lián)系的電源 對(duì)斷路器具體的選擇和校驗(yàn)按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電壓 Ue應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓 Uew，即Ue≥U ew。按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流 Ie應(yīng)大于或等于它的最大持續(xù)工作電流 Igmax，即Ie≥I gmax。 當(dāng)斷路器使用環(huán)境溫度不等于設(shè)備基準(zhǔn)環(huán)境溫度時(shí)，應(yīng)對(duì)斷路器的額定電流進(jìn)行修正。按開(kāi)斷電流選擇在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流 Iekd應(yīng)滿足 Iekd≥I t。式中 It—斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間 tk秒的短路電流全電流有效值。按額定關(guān)合電流選擇要求斷路器的額定開(kāi)合電流 ieg應(yīng)不小于最大短路電流沖擊值，即 ieg≥ ic。.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)高壓斷路器的極限通過(guò)電流峰值 idw應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流 icj，即 idw≥i cj熱穩(wěn)定校驗(yàn)高壓斷路器的短時(shí)允許發(fā)熱量 Ir2tr應(yīng)不小于三相短路電流發(fā)出的熱量 Qk= (I”2+10I2tk/2+I2tk)/12 即 I2rtr≥(I ”2+10I2tk/2+I2tk)/12根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)選用斷路器結(jié)果見(jiàn)表 5—2 各電壓級(jí)斷路器各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)與各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)比較表見(jiàn)表 5—3，54表 5—2 斷路器選用結(jié)果表安裝地點(diǎn) 型 號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定開(kāi)斷電流(KA)額定關(guān)合電流（KA）動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA)60KV 側(cè) LW63 63 1250 80 80沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)2110KV 側(cè) SN410G/5000 10 5000 105 300 300表 5—3 所選 60KV 斷路器主要參數(shù)的比較計(jì) 算 數(shù) 據(jù) LW 63 6()NSUKV? 63NUKV?（ ） 1250()IA I“ =（KA） .br ISH = （KA） 8Ncl QK=QP=（KA） 22396[()]tIS? ISH = （KA） 0esiKA表 5—4 所選 10KV 斷路器主要參數(shù)的比較計(jì) 算 數(shù) 據(jù) 41/5G? 10()NSUV? ()NUV? 0I QK=QP=（KA） 22396[]tKAS: ISH = （KA） Ies=Incl=300(KA) I“ =（KA） Inbr = 105（KA） 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 選擇和校驗(yàn)的項(xiàng)目隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：（1）型式和種類(lèi)；（2）額定電壓；（3）額定電流；（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)；（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 造型說(shuō)明隔離開(kāi)關(guān)的型式和種類(lèi)的應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用條件等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。其它四項(xiàng)技術(shù)條件要求與高壓斷路器相同。本設(shè)計(jì) 10KV 側(cè)采用 GN1020/500 戶內(nèi)式隔離開(kāi)關(guān)。該產(chǎn)品為偏折式結(jié)構(gòu)，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)22分閘后形成垂直方向的絕緣斷口，具有斷口清晰可見(jiàn)，便于監(jiān)視及有效地減少變電所的占地面積等優(yōu)點(diǎn)。 60KV 配電裝置擬采用戶外普通中型布置,故 60KV 側(cè)母線隔離開(kāi)關(guān)選用 GW5—63 雙柱式。該產(chǎn)品為雙柱水平開(kāi)啟式結(jié)構(gòu)。 側(cè)配電裝置擬采用戶內(nèi)手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。 根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)選用隔離開(kāi)關(guān)結(jié)果