【正文】 可按下式計(jì)算，即 jIS pj ? （ 76） 其中 jS — 經(jīng)濟(jì)截面，單位為 mm2； pI — 回路持續(xù)工作電流，單位為 A； j — 經(jīng)濟(jì)電流密度，單位為 A/ mm2。 3按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 一般母線(xiàn)較長(zhǎng)，負(fù)荷較大，在綜合考慮減少母線(xiàn)的電能損耗。 裸導(dǎo)體尚應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗(yàn)： （ 1）環(huán)境溫度；（ 2）日照；（ 3）風(fēng)速；（ 4）海拔高度。滿(mǎn)足要求。 Qk= tI2? = ? =[ （ kA ） 2S] 。 ish = dfi =100kA，滿(mǎn)足要求。 選用的隔離開(kāi)關(guān)額 定電流 2022A，去除 %的溫度影響為 1964A，大于最大持續(xù)工作電流，滿(mǎn)足要求。滿(mǎn)足要求。 Qk= tI2? = ? =[ （ kA ） 2S] 。 ish = dfi =50kA，滿(mǎn)足要求。 選用的斷路器額定短路開(kāi)斷電流 20kA，大于短路電流周期分量有效值 ，滿(mǎn)足要求。 10kV 側(cè)斷路器 、隔離開(kāi)關(guān)的選擇 流過(guò)斷路器和 隔離開(kāi)關(guān)的最大持續(xù)工作電流 NN USI 3/)2(m a x ?? = ）（ 103/75002 ?? = 額定電壓選擇 NU ?? gU 10kV 額定電流選擇 AII N ax ?? 開(kāi)斷電流選擇 kAII KN br 9 1 5 )3( ?? 10kV側(cè)選用真空 XGN2— 10開(kāi)關(guān)柜中的 ZN28— 10型 真空 斷路器 選用的斷路器額定電 壓為 10kV， 最高電壓 ， 系統(tǒng)電壓 10kV 滿(mǎn)足要求。 表 GW14— 35/630 具體參數(shù) 比較 表 計(jì)算數(shù)據(jù) GW14— 35/630 gU 35kV NU 35kV maxI NI 630A shi dfi 40kA kQ [（ kA）2S] tIt2 1024[（ kA）2S] 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 50 頁(yè) 35kV 主變壓器 側(cè)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的選擇 流過(guò)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的最大持續(xù)工作電流 NN USI 3/)(m a x ?? = ）（ 353/7 5 0 ?? = （ 75） 額定電壓選擇 NU ?? gU 35kV 額定電流選擇 AII N ax ?? 開(kāi)斷電流選擇 AII KN br )3( ?? 由上面表格知 LW8— 35A 型斷路器和 GW14— 35/630 型隔離開(kāi)關(guān)同樣滿(mǎn)足主變側(cè)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的要求，動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)也一樣，所以選擇同樣的型號(hào)。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)shi= dfi =40kA，滿(mǎn)足要求。 表 LW8— 35A 具體參數(shù) 比較 表 計(jì)算數(shù)據(jù) LW8— 35A gU 35kV NU 35kV maxI NI 1600A 3)(kI NbrI shi dfi 80kA kQ [（ kA）2S] tIt2 3969[（ kA）2S] 隔離開(kāi)關(guān)選擇 GW14— 35/630型號(hào)隔離開(kāi)關(guān) 選用的隔離開(kāi)關(guān)額定電壓為 35kV，系統(tǒng)電壓 35kV滿(mǎn)足要求。電氣設(shè)備 tIt2 =? 4=3969[（ kA） 2S]。由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》表 6— 5 知，選用高速斷路器，取繼電保護(hù)裝置保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 ，斷路器分匝時(shí)間 ，則校驗(yàn)熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間為 （ 后 面 熱 穩(wěn) 定 校 驗(yàn) 時(shí) 間 一 樣 ）。 ish = dfi =80kA，滿(mǎn)足要求。 選用的斷路器額定短路開(kāi)斷電流 ，大于短路電流周期分量有效值，滿(mǎn)足要求。 選用的斷路器額定電壓為 35kV，最高工作電壓為 ，系統(tǒng)電壓 35kV 滿(mǎn)足要求。 斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇 35kV 側(cè)進(jìn)線(xiàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的選擇 流過(guò)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的最大持續(xù)工作電流 NN USI 3/)2(m a x ?? = )353/(75002 ?? ? （ 74） 額定電壓選擇 NU ?? gU 35kV 額定電流選擇 AII N ax ?? 開(kāi)斷電流選擇 KAII KN br )3( ?? 本設(shè)計(jì)中 35kV側(cè)采用 SF6斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比， SF6斷路器采用 SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)，這種斷路器具有斷口耐壓高，允許的開(kāi)斷次數(shù)多，檢修時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)斷電流大，滅弧時(shí)間短，操作時(shí)噪聲小，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)的變電所所在地區(qū) 最高氣溫 C??? 41max? ；最低氣溫 C??? 12min? ；年平均氣溫 Cavy ??? ? ；最熱月平均最 高溫度 Cavm ??? 26? 。在高寒地區(qū)，應(yīng)選擇能適應(yīng)環(huán)境溫度為 40C? 的高寒電器。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 50 頁(yè) 于 +40C? （但不高于 +60C? ）時(shí)，每增高 1C? ，建議額定電流減少 %；當(dāng)?shù)陀?+40C?時(shí)，每降低 1C? ，建議額定電流增加 %，但總的增加值不得超過(guò)額定電流的 20%。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過(guò)絕緣配合計(jì)算，選用適當(dāng)35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 50 頁(yè) 的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。 3 絕緣水平 在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 （ 2）短路的熱穩(wěn)定條件 kt QtI ?2 (71) 式中 kQ — 在計(jì)算時(shí)間 ts 秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ kA2 *S）； It — t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（ kA）； t— 設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（ s）。 ② 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 2 短路穩(wěn)定條件 （ 1）校驗(yàn)的一般原則 ① 電器在選定后應(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)。高壓電器沒(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(mǎn)足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正 常運(yùn)行。 X T 圖 10kV 側(cè)短路等效簡(jiǎn)化圖 X12 =X1 //X2 =?X =X12 +*XT =+*1= 三相短路電流周期分量有效值 I )3(1K=?XIj2=（ 64） 三相短路沖擊電流最大值 ish=* I )3(1K =*= （ 65） 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 50 頁(yè) 短路沖擊電流有效值 Ish=* I )3(1K=*= （ 66） 三相短路容量 SK = 3 Uav I )3(1K =**= （ 67） 35kV 側(cè)短路電流的計(jì)算 等效電路圖如下圖所示： X 1 2E 1b 圖 35kV 側(cè)短路等效簡(jiǎn)化圖 ?X =X12 = 三相短路電流周期分量有效值 I )3(2K=?XIj1=三相短路沖擊電流最大值 ish=* I )3(2K=*= 短路沖擊電流有效值 Ish=* I )3(2K=*= 三相短路容量 SK = 3 *Uav I )3(2K=*37*= 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 表 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編 短路點(diǎn)額 平均工作 短路電流周期分量有 短路點(diǎn)沖擊電流 短路容量 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 50 頁(yè) 號(hào) 定電壓 電壓 效值 有效值 最大值 UN /kV Uav /kV I )3(K /kA I? /kA shI /kA shi /kA SK /MVA a 10 b 35 37 7 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 電氣設(shè)備選擇的一般原則 1 應(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； 4 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； 5 同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； 6 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。由公式 I=US3 （ 61） 求 的 Ij1=， Ij2=。 a b 圖 短路點(diǎn)選擇圖 短路電流的計(jì)算 10kV 側(cè)短路電流的計(jì)算 圖中 a 點(diǎn)短路，由于 A,B 系統(tǒng)短路容量都很大，可以近似都看作為無(wú)窮大系統(tǒng)電源系統(tǒng)。取最嚴(yán)重的短路情況分別在10kV 側(cè)的母線(xiàn)和 35kV 側(cè)的母線(xiàn)上發(fā)生短路情況 （點(diǎn) a 和點(diǎn) b 發(fā)生短路） 。 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 50 頁(yè) 5 短路點(diǎn)位置的選擇 短路電流的計(jì)算，為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過(guò)的最大短路電流。 3 計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考 慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃 。 短路 電流計(jì)算條件 1 短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則： （ 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行； （ 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； （ 3）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)，定子三相繞組空間位置相差 120 度電氣角度； （ 4）電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； （ 5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線(xiàn)上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)； （ 6） 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）； （ 7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； （ 8）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； （ 9）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的都略去不計(jì)； （ 10）元件的計(jì)算參數(shù)均取為額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； （ 11）輸電線(xiàn)路的電容略去不計(jì)； （ 12）用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線(xiàn)。所謂無(wú)限容量系統(tǒng)是指容量為無(wú)限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，母線(xiàn)電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，最常見(jiàn)的短路是單相短路，約占短路故障的 65~70%，兩相短路約占 10~15%，兩相接地短路約占 10~20%，三相短路約占 5% 短路電流計(jì)算的目的 1 電氣主接線(xiàn)比選； 2 選擇導(dǎo)體和電器； 3 確定中性點(diǎn)接地方式； 4 計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺； 5 確定分裂導(dǎo)線(xiàn)間隔棒的間距； 6 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 ；7 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。只是線(xiàn)路中電流增大、電壓降低而已。 短路的種類(lèi) 三相系統(tǒng)中短路的基本類(lèi)型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、和兩相接地短路。此外，如輸電線(xiàn)路斷線(xiàn)、線(xiàn)路倒桿也能造成短路事故。 6 短路電流計(jì)算 概述 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞。 方案二： 35kV 側(cè)采用單母線(xiàn)接線(xiàn)， 10kV 側(cè)采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。并且，帶設(shè)計(jì)邊變電所的負(fù)荷均每什么一類(lèi)、二類(lèi)負(fù)荷，沒(méi)必要增加投資選擇雙母線(xiàn)接線(xiàn)。 10kV 采用單母線(xiàn)分段連線(xiàn)，對(duì)重要用戶(hù)可從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常母線(xiàn)供電不間斷，所以此方案同時(shí)兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性的要求。 主接線(xiàn)方案的比較選擇 由上可知，此變電所主接線(xiàn)的接線(xiàn)有兩種方案。 10kV 側(cè)主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 10kV 側(cè)出線(xiàn) 6 回，終期出線(xiàn) 8 回。 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章關(guān)于單母線(xiàn)接線(xiàn)的規(guī)定：“ 35~63kV 配電裝置的出線(xiàn)回?cái)?shù)不超過(guò) 3 回”。其中有匯流母線(xiàn)的接線(xiàn)形式可概括地分為單母線(xiàn)接線(xiàn)和雙母線(xiàn)接線(xiàn)兩大類(lèi)；無(wú)匯流母線(xiàn)的接線(xiàn)形式主要有橋形接線(xiàn)、角形接線(xiàn)和單元接線(xiàn)。 主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 電氣主接線(xiàn)的基本形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，它以電源和出線(xiàn)為主體。”因此對(duì)主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)要求可以歸納為以下三點(diǎn)。 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求 根據(jù)我國(guó)能源部關(guān)于《 220~500kV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ 288 規(guī)定：“變電所的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線(xiàn)路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn) 等條件確定。主接線(xiàn)的確定，對(duì)電力系統(tǒng)得安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變 電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)長(zhǎng)生直接的影響。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)