【導(dǎo)讀】電氣主接線設(shè)計，短路電流計算，電氣設(shè)備選擇和配電裝置設(shè)計。A發(fā)電廠：發(fā)電機(jī)：NP=500MW，COSφ=，?C系統(tǒng)與待建變電站的距離：75km，單回線。器的臺數(shù)、容量以及型號。主變壓器選擇應(yīng)根據(jù)我國現(xiàn)行《電氣設(shè)計手冊》的。行方式等綜合考慮確定。對于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。時，可裝設(shè)兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得跔容量的。不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷。主變壓器臺數(shù)、型式、容量確定之后，電站電氣主接線的框架就已確定。出各電壓級接線方式的最佳方案。級接線方式初選為單母線分段或單母線分段帶旁路。生的熱效應(yīng)和電動力較大，所以這里只對三相短路電流進(jìn)行計算。校驗其短路的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。無時限的主保護(hù)時間tb1取。則滿足長期發(fā)熱要求。和alI分別為導(dǎo)體額定環(huán)境溫度和實際環(huán)境溫度下的。對110KV及以上電壓的母線應(yīng)校驗?zāi)妇€電暈電壓。

　　

【正文】 ，雖然 結(jié)構(gòu)簡單，能減少一定 的 投資，但 運行可靠性 不如雙母線 高 ， 不能保證供電穩(wěn)定性 。 ⑵ 110kV母線 110kV 側(cè)出線為 7 回，考慮使用雙母線接線 即可在一定程度上保證穩(wěn)定性和可靠性 ，若采用雙 母線 帶旁路 接線， 雖然增加了供電可靠性，但所用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，經(jīng)濟(jì)性較差 。 ⑶ 10kV 母線 10kV 側(cè)出線為 9回，采用單母線分段接線 即可在一定程度上保證穩(wěn)定性和可靠性 。 若采用單母線 分段 帶旁路， 雖然增加了供電可 靠性，但配電裝置占地面積大，增加了斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大 。 進(jìn)行如下方案比較 : 表 220kV主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 方案 項目 方案一 雙母線接線 方案二 單母線分段接線 技術(shù)性 可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線的隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)相連的該組母線，其它線路均可通過另一組母線繼續(xù)運行。 母線和母線斷路器可分段輪流檢修；當(dāng)一段母線發(fā)生故障或任一連接元件故障，斷路器拒動時，由繼電保護(hù)動作斷開分段斷路器，將故障限制在故障母線范圍內(nèi)，非故障母線繼續(xù)運行，整個配電裝置不會全停，也保證對重要用戶供電，提高了可靠性 。 經(jīng)濟(jì)性 雙母線接線比單母線 分段 接線所用的電氣設(shè)備數(shù)量多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大， 投資 增加較 多 。 表 110kV主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 方案 項目 方案一 雙母線接線 方案二 雙母線帶旁路接線 技術(shù)性 可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線的隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)相連的該組母線，其它線路均可通過另一組母線繼續(xù)運行。 在雙母線的基礎(chǔ)上增加 旁路母線，具有雙母線接線的所有優(yōu)點，并且 可以使雙母線接線在檢修任一回路斷路器時不中斷該回路的供電， 進(jìn)一步提高了雙母線接線的可靠性。 經(jīng)濟(jì)性 雙母線帶旁路接線比雙母線接線增設(shè)了一組旁路母線及專用旁路斷路器回路， 所用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，投資增加很多。 表 10kV主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 方案 項目 方案一 單母線分段接線 方案二 單母線分段帶旁路接線 技術(shù)性 母線和母線斷路器可分段輪流檢修；當(dāng)一段母線發(fā)生故障或任一連接元件故障，斷路器拒動時，由繼電保護(hù)動作斷開分段 斷路器，將故障限制在故障母線范圍內(nèi)，非故障母線繼續(xù)運行，整個配電裝置不會全停，也保證對重要用戶供電，提高了可靠性 。 在單母線分段的基礎(chǔ)上增加旁路母線，具有單母線分段接線的所有優(yōu)點，并且可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時不中斷該回路的供電，進(jìn)一步提高了單母線分段接線的可靠性。 經(jīng)濟(jì)性 單母線分段接線增設(shè)旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大。 綜上所述，通過 對每個電壓等級電氣主接線的兩個方案 在技術(shù) 與 經(jīng)濟(jì) 性 上的比較，方 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 案一比方案二更加合理，且可靠性，靈活性 能 滿足要求。 所以均選擇方案一。 方案一主接線圖如下所示： 系統(tǒng)系統(tǒng) 圖 方案一主接線圖 2 短路電流的計算 短路的類型 短路故障分為對稱短路和不對稱短路。三相短路是對稱短路，造成的危害最為嚴(yán)重，但發(fā)生的機(jī)會較少。其它的短路都是不對稱短路，其中單相短路發(fā)生的機(jī)會最多，約占短路總數(shù)中的 70％以上。所以在做短路計算時，選擇最嚴(yán)重的一種，三相短路計算。 短路計算的目的 為了保證電力系統(tǒng)安全運行，在設(shè)計選擇電氣設(shè)備時，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以 保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護(hù)裝置將自動地 使有關(guān)斷路器跳閘。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 短路計算的步驟 一般 三相短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動力最大，所以只對三相短路短路電流進(jìn)行計算。計算步驟如下： ⑴ 畫等值電路圖 ⑵ 網(wǎng)絡(luò)化簡 (消去中間節(jié)點 ),得到各電源對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗 ⑶ 求各電源的計算電抗 ⑷ 查運算曲線 ,得到各電源送至短路點電流的標(biāo)幺值 ⑸ 求各電源送至短路點電流的有名值之和 ,即為短路點的短路電流 短路計算結(jié)果 系統(tǒng)的等值電 路圖如下： ( ),100 avBB UUM V AS ?? 圖 系統(tǒng)的等值電路圖 短路電流計算結(jié)果： 表 短路電流計算結(jié)果 短路編號 短路位置 短路電流 I （ kA） 短路電流 2I （ kA） 短路電流 4I （ kA） 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 1K 220kV側(cè)母線 2K 110kV側(cè)母線 3K 10kV 側(cè)母線 3 導(dǎo)體與電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 ⑴ 額定電壓 選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 NU 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件 選擇，即： N NSUU? ⑵ 額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 是指在額定環(huán)境溫度 0? 下，電氣設(shè)備的長期允許電流。 NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即： maxNgII?? ⑶ 類型和形式的選擇。 根據(jù)設(shè)備的安裝地點，使用條件等因素，確定是選戶內(nèi)型還是戶外型；選用普通型還是防污型；選用配置型還是成套型等。 按短路狀態(tài)校驗設(shè)備 ⑴ 短路熱穩(wěn)定校驗 常制造廠直接給出設(shè)備的熱穩(wěn)定電流（有效值） tI 及允許持續(xù)時間 t。熱穩(wěn)定條件 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 為 2tkIt Q? 式中 2tIt— — 設(shè)備允許承受的熱效應(yīng)， 2kA S? 。 kQ— — 所在回路的短路電流熱效應(yīng)， 2kA S? 。 ⑵ 短路動穩(wěn)定校驗 制造廠一般直接給出設(shè)備的動穩(wěn)定峰值電流 maxi ，動穩(wěn)定條件為 max shii? 式中 shi — — 所在回路的沖擊短路電流， kA； maxi —— 設(shè)備允許的動穩(wěn)定電流（峰值）， kA。 設(shè)備的選擇與校驗 本設(shè)計要求選擇的設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、互感器、熔斷器、避雷器等。根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般原則，按照正常運行情況選擇設(shè)備，按短路情況校驗設(shè)備。 斷路器 ⑴ 額定電壓和電流選擇 N NSUU? ， maxNgII?? 式中 NU 、 NSU ― 分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓， kV NI 、 maxgI ― 分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流， A ⑵ 校驗開斷電流 ktbr II ? 式中 brI ― 斷路器的額定開斷電流， kA ktI ― 斷路器實際開斷瞬間的短路電流周期分量， kA 當(dāng)斷路器的 brI 較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算時可用 IIbr? 進(jìn)行選擇， I 為 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 短路電流值。 ⑶ 校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 KQtI ?2 ， shes ii ? KQ ― 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； tI 、 t― 電氣設(shè) 備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 shi ― 短路沖擊電流幅值； esi ― 電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值。 表 220kV側(cè)斷路器型號參數(shù) 型號 額定 電壓（ kV） 額定 電流（ A） 額定斷開電流 nbrI（ kA） 動穩(wěn)定電流 esi（ kA） 3S 熱穩(wěn)定電流 tI （ kA） LW6220 220 3150 40 100 40 表 110kV側(cè)斷路器型號參數(shù) 型號 額定 電壓（ kV） 額定 電流（ A） 額定斷開電流 nbrI（ kA） 動穩(wěn)定電流 esi（ kA） 1S 熱穩(wěn)定電流 tI （ kA） 4 110SW? 110 1000 55 32 表 10kV側(cè)母線斷路器型號參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 額定斷開電流 nbrI （ kA） 動穩(wěn)定電流 esi（ kA） 1S 熱穩(wěn)定電流 tI（ kA） 4 10SN G? 10 5000 105 300 173 表 10kV側(cè)出線斷路器型號參數(shù) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 型號 額定電壓NU（ kV） 額定電流 NI（ A） 額定斷開電流 nbrI（ kA） 動穩(wěn)定電流 esi（ kA） 1s熱穩(wěn)定電流 tI（ kA） 4 10SN G? 10 5000 105 300 173 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路短路動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由 于隔離開關(guān)不用接通和切斷短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流的校驗。 隔離開關(guān)選擇結(jié)果如下表所示： 表 220kV側(cè)隔離開關(guān)型號參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 4s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 4 220GW? 220 630 50 20 表 110kV側(cè)隔離開關(guān)型號參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 4s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 4 110 /1250GW ? 110 1250 50 20 表 10kV側(cè)母線隔離開關(guān)型號參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 5s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 1 10oGN T? 10 4000 160 80 表 10kV側(cè)出線隔離開關(guān)型號參數(shù) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 4s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 19 10( 3)GN C? 10 1250 100 40 母線 ⑴ 母線的選擇 ① 選型 導(dǎo)體一般都采用鋁質(zhì)材料，工業(yè)上常用的硬母線為矩形、槽形和管形。矩形母線散熱好，有一定 的機(jī)械強度，便于固定連接，但集膚效應(yīng)系數(shù)大，一般只用于 35kv 及以下，電流在 4000A 及以下的配電設(shè)備中；槽形母線機(jī)械強度較好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，一般用于 4000～ 8000A 配電裝置中；管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機(jī)械強度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，可用于 8000A