【正文】 首先計算電路的基準(zhǔn)值：選取 100?BS MVA， AVB UU ? 。在等效電路圖上，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡單，因 此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出求等效總阻抗，再換算成計算電抗，根據(jù)計算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，再換算成有名值。為了使電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗電氣設(shè)備的短路計算中，以三相短路計算為主，三相短路用文字符號 k )3( 表示。 短路按類型分為三相短路、兩相相間短路、單相短路和兩相接地短路。 短路電流計算方法 在電力系統(tǒng)中常用的短路電流計算法有運算曲線法和計算機算法。 短路電流計算的目的 短路計算的目的的主要包括以下幾個方面： （ 1）選擇電氣主接線時 ,為了比較各種接線方案，確定某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(shè)備時 ,為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作 ,需要依據(jù)正常運行條件選擇設(shè)備并依據(jù)短路條件校驗設(shè)備； （ 3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地安全距離； （ 4）在整定繼電保護中繼電器動作值時需以各種短路電流為依據(jù)。 短路的危害及預(yù)防辦法 短路對電力系統(tǒng)危害巨大，具體表現(xiàn)在以下幾點 ： （ 1）短路回路電流迅速變的很大，此電流稱為短路電流； （ 2）產(chǎn)生電弧，燒壞故障元件本身及周圍設(shè)備甚至?xí)＜叭松戆踩? （ 3）短路電流使發(fā)電機端電壓下降，也使系統(tǒng)電壓大幅下降，不利于負(fù)荷總的交流電機尤其是重載電機的運行； （ 4） 電力系統(tǒng)短路時，系統(tǒng)中功率分布的突然變化和電壓嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)工作 的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)被解列為幾個異步運行的部分； （ 5） 不對稱短 地短路故障將產(chǎn)生零序電流，它會在鄰近的線路上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，造成對通信線路和信號系統(tǒng)的干擾。 短路的原因很多，主要有以下幾個方面： （ 1）元件損壞，如設(shè)備絕緣材料自然老化，設(shè)計、安裝、維護不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路； （ 2）氣象條件惡劣，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷動作，架空線路由大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等； （ 3）違規(guī)操作，例如運行人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屑性短路，人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物進入帶電設(shè)備內(nèi)形成 短路事故等等。 5%kV U2e= 連接組別： Y， yn0 空載損耗： 阻抗電壓： 4（ %） 空載電流： （ %） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 22 4 短路電流計算 短路是指不同電位點經(jīng)小電阻或電弧而接通的情況，電力系統(tǒng)正常運行狀況的破壞多半是由短路故障引起的。 所用電選擇 選擇原則：所用電負(fù)荷按 %變電所容量計，設(shè)置 2 臺所用變壓器且能相互備用，兩部變壓器應(yīng)滿足在其中一部故障或者因檢修退出運行時，剩下的一部變壓器應(yīng)能對變電所內(nèi)的全部負(fù)荷供電，所以在選擇變電所所用電變壓器時，應(yīng)按一部變壓器就能對全部負(fù)荷供電選擇變壓器。 本次設(shè)計直流系統(tǒng)采用智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，蓄電池采用 2 100AH 免維護鉛酸河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 21 蓄電池， N+1 熱備份，有較高的智能化程度，能實現(xiàn)對電源系統(tǒng)的遙測、遙控、遙信及遙調(diào)功 能 。 本次設(shè)計在 10kV 母線上接兩臺 10/ 接地變壓器、低壓側(cè)為 Y0 接線、正常運行時供給 380/220V 站用電源。 所用變壓器一般高壓側(cè)采用熔斷器，為了滿足用戶側(cè)電壓質(zhì)量要求，故宜采用 或 的所用變。 (2)按放電電流來選擇蓄電池的容量，其容量應(yīng)能滿足在事故運行時，供給最大的沖擊負(fù)荷電流的要求。 變電所內(nèi)負(fù)荷包括照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、二次部分及動力設(shè)備，現(xiàn)代變電所自動化程度較高，所以應(yīng)加強對所用電的考慮，確保所用電安全性。 2 %（ kV）；低壓 — （ kV） 連接組別： YN/yn0/d11 空載損耗： 短路損耗： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 20 空載電流： % 阻抗電壓（ %）：高中 : %)21( ??SU ；中低 %)32( ??SU ；高低 %)13( ??SU 。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 25000kVA 額定電壓：高壓 — 110177。 綜合以上分析，為充分保證對一級負(fù)荷供電的可靠性，應(yīng)在變電所內(nèi)設(shè)置兩部以上變壓器，考慮到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性，又不應(yīng)設(shè)置過多變壓器以降低變壓器的損耗。 對一級負(fù)荷，要求供電系統(tǒng)當(dāng)線路發(fā)生故障停電時，仍保證其連續(xù)供電，所以應(yīng)由兩個獨立電源供電。 （ 6）對一級負(fù)荷的供電可靠性的考慮 一級負(fù)荷適中那些在國民經(jīng)濟和國家日常生活起著特別重要作用的中負(fù)荷，一旦中斷供電將在政治、經(jīng)濟上產(chǎn)生重大損失及人身傷亡 。因此，普通雙繞組一般選用 YN， d11 接線；三繞組變壓器一般接成 YN， y， d11 或 YN， yn， d11等形式。 （ 3）調(diào)壓方式的確定 為了滿足供電質(zhì)量要求可通過切換變壓器的分接頭開關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。因此，當(dāng)自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系。 （ 2）繞組數(shù)選擇 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。 對于有一級負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足對 60%（ 220kV 及以上電壓等級的變電所應(yīng)滿足 70%）的全部最大綜合計算負(fù)荷供電，以及滿足全部 I類負(fù)荷 ?S 和大部分 II 類負(fù)荷 ?S (110kV 及以上電壓等級的變電所供電，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 I 類負(fù)荷 ?S 和 II 類負(fù)荷 ?S )，即 ?? ?????SSSSSNN）（）（1n)~(1n m a x （ 41） 最大綜合計算負(fù)荷的計算： %)1(c o s1 m a xtm a x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 式中 imaxP — 各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的功率因數(shù)； tK — 同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù) 決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在～ 之間； %? — 線損率，取 5%。 N－ 1 原則與可靠性分析相比較計算更簡便 ,不需搜集元件停運率等大量原始數(shù)據(jù)，是一種極為簡便的安全檢查準(zhǔn)則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應(yīng)用。 N－ 1原則是判定電力系統(tǒng)安全性的一種準(zhǔn)則，按照這一準(zhǔn)則 ,電力系統(tǒng)的 N 個元件中的任一獨立元件（發(fā)電機、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而被切除后，應(yīng)保證不會出現(xiàn)因其它線路過負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 ??? QrQN 考慮到三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè) 電容器 312 個，每相 104 個，采取功率補償后的功率因數(shù)即可滿足要求。 補償后變壓器 10kV 側(cè)無功率因數(shù)要達到： 2 ?? 2 ?? 需要的無功補償量： M V a rQ 39。 （ 2）采用并聯(lián)電容器補償 ,采用并聯(lián)電容器補償無功功率以提高功率因數(shù)是目前供配電系統(tǒng)中采用較為普遍的一種補償方法，也叫移相電容器靜止無功補償。 無功功率補償?shù)姆椒? 要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個方面采取補償措施： 一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不采用任何補償裝置情況下的功率因數(shù)，這種方法只能通過選擇功率因數(shù)較高的電氣設(shè)備來實現(xiàn)，但不能達到完全補償?shù)某潭取? 無功功率補償?shù)谋匾? 在工企用電設(shè)備中，有大量設(shè)備工作需要從系統(tǒng)吸收感性的無功功率來建立交變磁場，如電動機利用吸收無功功率建立圓形旋轉(zhuǎn)磁場，這樣系統(tǒng)輸送的電能容量中無功功率的成分就會增加，功率因數(shù)降低，對系統(tǒng)會造成如下影響： （ 1） 使變配電設(shè)備的容量增加； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 16 （ 2） 使供配電系統(tǒng)的損耗增加； （ 3） 使電壓損失增加； （ 4） 使發(fā)電機的效率降低。 (4)并列運行的變壓器容量比應(yīng)小于 3： 1。 (3)并列運行變壓器的連接組別必須相同。 (2)并列運行變壓器的阻抗電壓 (短路電壓 )必須相等。即并列變壓器的電壓變比必須相同，否則將引起較大的不平衡電流，所以允許差值不超過 ％。對 110kV 及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只 裝設(shè)一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體工程情況裝設(shè) 2~4臺主變壓器，以便減小單臺容量，因此，在本次設(shè)計中裝設(shè)多臺主變壓器。 3 5 k V Ⅰ 段 3 5 k V Ⅱ 段1 1 0 k V1 0 k V圖 23方案三主接線圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 3 變電站主變壓器選擇 電力變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的電氣設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，合理確定的變壓器臺數(shù)、容量和型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。 因此 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟性要求 ，對于 35kV 側(cè)采用單母線分段接線方式而 10kV 側(cè)采用雙母線接線形式。最大風(fēng)速 25m/s，覆冰厚度為 8mm，屬于我國第 V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。 C，最熱月平均最高溫度 +36176。 C，年最低氣溫 8176。 方案三： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè)采用單母線分段接線方式， 10kV側(cè)采用雙母線接線方式 ,接線圖如下圖所示。缺點是，操作復(fù)雜， 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，一級負(fù)荷占 35%左右，二級負(fù)荷占 30%左右，一級和二級負(fù)荷占 65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點是接線簡單清晰、操作方便、造價低、擴展性好；缺點是可靠性靈活性差，方案一的電氣主接線形式如下圖所示。 方案一： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式。 有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。 電氣主接線的基本形式 由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同，且各回路饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，在進出線較多（一般超過 4回）的場合，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。直接費指在安裝設(shè)備過程中直接消耗在該設(shè)備上的有關(guān)費用；間接費指安裝設(shè)備過程中為全工程項目服務(wù)，而不直接耗用在特定設(shè)備上的有關(guān)費用；稅金是指國家對施工企業(yè)承包安裝工程的營業(yè)收入所征收的營業(yè)稅、教育附加和城市維護建設(shè)稅。除設(shè)備及材料費。 此外還要注意：對于工程設(shè)計，無論哪個設(shè)計階段，工程概算都是必不可少的組成部分，它不僅反映工程設(shè)計的經(jīng)濟性與可靠性的關(guān)系，而且為合理地確定和有效控制工程造價創(chuàng)造條件，概算的編制以設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)，以國家頒布的有關(guān)文件和具體規(guī)定為依據(jù)，并按國家定價 與市場調(diào)整或浮動價格相結(jié)合的原則進行。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 11 （ 3）短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇與校驗 對選定的電氣主接線選擇適當(dāng)短路點進行短路電流計算，并選擇校驗合理的電氣設(shè)備包括導(dǎo)線、斷路器、隔離開關(guān)、互感器等。 （ 2）主接線方案的擬定與選擇 設(shè)計時應(yīng)根據(jù)任務(wù)書的要求，在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對電源進線數(shù)和出線回路數(shù)、變電所內(nèi)電壓級別、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)的考慮，可擬定出若干個可行的主接線方案（近期和遠(yuǎn)景）。 包括當(dāng)?shù)氐淖顭嵩缕骄鶜鉁?、環(huán)境濕度、覆冰厚度、污穢程度、風(fēng)向水平、水文地質(zhì)情況、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的設(shè)計均有直接影響。對電力負(fù)荷的預(yù)測不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測，還應(yīng)有中 長期負(fù)荷預(yù)測，對電力負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，直接決定著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計成果的質(zhì)量，一個優(yōu)良的設(shè)計，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長遠(yuǎn)時間 (5~10 年 )的檢驗。 包括本地區(qū)負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。我國電力 安全規(guī)程規(guī)