【正文】 （ 1） 功率損耗和電壓損失的計算 計 2 當(dāng)功率 Pi+jQi通過阻抗 R+jX 時，所產(chǎn)生的功率 損耗為： △ P+j△ Q= RUQP i ii 222 ? +j XU QP i ii 222 ? 產(chǎn)生的電壓降落的縱分量△ Ui和橫分量分別為： △ Ui=iii U XQRP ? ? Ui=iii U RQXP ? 式中 R、 X—— 分別為線路或變壓器的電阻，電抗， Pi、 Qi、 Ui—— 分別為線路或變壓器按潮流方向的始端 （或末端） 有功功率 MW,無功功率 MVar，電壓 KV。在設(shè)計時潮流計算的是為評價網(wǎng)絡(luò)方案，選擇導(dǎo)線及變電所主要設(shè)備的規(guī)格，并為選用調(diào)壓裝置，無功補償設(shè)備及其配電提供依據(jù)，為穩(wěn)定計算分析提供原始條件；對運行部門，主要是為指定良好的運行方式。 （具體選擇計算見畢業(yè)設(shè)計計算書）。 b 滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)線對地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓）；在中性點非直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)不低于設(shè)備最高運行線電壓。用于線路作為防雷保護。大氣過電壓由雷擊或靜電感應(yīng)產(chǎn)生；操作過電壓一般是由于電力系統(tǒng)的運行情況發(fā)生突變而產(chǎn)生電磁振蕩所致 。 XΣ ， — 以 Ib、 Ub為基準值計算至所選用電抗器前的網(wǎng)絡(luò)電抗標幺值。 (2) 限流電抗器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇： ① 電壓： Ug≤U n Ug電網(wǎng)工作電壓 ② 電流： ≤I n ③ 動穩(wěn)定： Ich≤I dw 電抗器的動穩(wěn)定電流 Ich 電抗器后三相短路電流沖擊值 ④ 熱穩(wěn)定： I2∞ tdz≤I t2t 電抗百分值： 普通電抗器按以下條件選擇： 1） 為將短路電流限 制到要求值 I” .則應(yīng)滿足： Xk（ %） ≥ （ Ib/I” XΣ ， ） InUb/IbUn100 計 2 Xk（ %） — 電抗器百分電抗值。所以發(fā)電廠和變電所的接線設(shè)計中，常需采用限制短路電流的措施，減小短路電流，以便采用價格較便宜的輕型 電器及截面較小的導(dǎo)線。 5． 2． 6 限流電抗器選擇及校驗 (1) 電抗器的作用 短路電流直接影響選擇和安全運行，電力系統(tǒng)的短路電流隨系統(tǒng)中單機容量和總 裝機容量的加大而增長。 (2)．選擇的技術(shù)條件： ① 電壓： Ug≤ U n 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中，以免 過電壓而使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)為 Ug=Un ② 斷流容量： Ich（或 I） ≤I kd 式中 Ich三相短路沖擊電流的有效值 Ikd熔斷器的開斷電流 說明：保護電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，不必校驗額定電流。tdz Kt為 CT的 1s熱穩(wěn)定倍數(shù)； e動穩(wěn)定校驗： 內(nèi)部動穩(wěn)定可用下式校驗： 2 I1nKdw≥i ch I1n電流互感器的一次繞組額定電流（ A） Ich短路沖擊電 4流的瞬時值（ KA） KdwCT的 1s動穩(wěn)定倍數(shù) 電流互感器的選擇 5． 2． 高壓熔斷器的選擇 (1)．參數(shù)的選擇： 高壓熔斷器應(yīng)按所列技術(shù)條件選擇，并按使用環(huán)境條件校驗。 d 熱穩(wěn)定校驗 : 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s允許通過一次額定電流 I1n來校驗 ： (I1nKt)178。需先知電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及以準確等級的要求， 并按準確等級要求最高的表計來選擇。 b 一次側(cè)額定電壓： Un≥U g Ug為電流互感器安裝處一次回路的工作電壓， Un為電流互感器額定電壓。 當(dāng)保護和測量儀表共用一組電流互感器時，只能選用相同的一次電流。 a 一次額定電流的選擇： 當(dāng)電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表有最佳工作，并在過負荷時，使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽? 對于 6~20KV屋內(nèi)配電裝 置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu) 或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對于35KV及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，有條件時，應(yīng)盡量釆用套管式電流互感器。對非直接 接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 ② 在未設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，發(fā)電機和變壓器的中性點 、出口。 3 一個三相五柱式電壓互感器 用于 35KV 電網(wǎng)中，可測量各相相間電壓和相對地電壓。 電壓互感器的接線及使用范圍 序號 采 用 的 電 壓 互 感 器 使 用 范 圍 1 一個單相電壓互感器 測量某一相間和相對地電壓的接線方式。 用于電度表準確度不低于 ，用于電壓測量，不應(yīng)低于 1級，用于繼電保護不應(yīng)低于 3級。 4）二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按下表選用所需的二次額定電壓。 3）一次電壓 U1： U1 Un為電壓互感器額定一次線電壓， ，即177。 ③ 220KV以上，一般釆用電容式電壓互感器 ④ 當(dāng)需要和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。 2）型式： 電壓互感器的 型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇： ① 6— 20KV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可 采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。 ③ 線路：當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路斷路器外側(cè)有無電壓，供同期和自動重合閘使 用，該側(cè)裝一臺單相電壓互感器。 （ 1） 電壓互感器的選擇 ① 電壓互感器的配置原則： 應(yīng)滿足測量 、保護、同期和自動裝置的要求；保證在運行 方式改變時，保護裝置不失壓、同期點兩側(cè)都能方便地取壓。（ 2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次 側(cè)均接地，從而 保證了設(shè)備和人身的安全。C） 熱穩(wěn)定系數(shù) C值 母線（鋁） 200 70 87 5． 2． 互感器的選擇 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行和故障情況。 Iy對應(yīng)于所選用電纜截面環(huán)境溫度為 +25oC時，電纜長期允許載流量 (A) P106 表 52導(dǎo)體的長期允許工作溫度的熱穩(wěn)定系數(shù) 導(dǎo)體種類和材料 短路時導(dǎo)體允許工作溫度（ 186。 T1對應(yīng)額定載流量的基準環(huán)境溫度。 b. 按額定電壓選擇： ≤U n c. 按最大持續(xù)工作電流選擇電纜截面 S: Igmax≤K iy K=sqrt[(TmT2)/(TmT1)] K溫度修正系數(shù)。 w導(dǎo)體對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)。 fb=fb12+fb13=8(k12+k13)i2sh*109/b(n/m) k12,k13條 1， 2和條 1， 3的截面形狀系數(shù)。 fb同相各條母線間單位長度的作用力 計 2 當(dāng)同相為 2條時： fb=2k12()2*107/2b=*108/b(n/m) k12,k13條 1， 2和條 1， 3的截面形狀系數(shù)。 多條母線的應(yīng)力計算： 當(dāng)母線由多條組成時，母線上最大機械應(yīng)力由相間作用應(yīng)力 σ xj和同相各條間的作用力 σ tj合成，所以： σ max=σ xj+σ tj 1） 多條矩形母線的條間應(yīng)力計算：由于同相條間距離很近，條件作用力大，為了減少 σ tj，條間通常設(shè)有襯墊，為了防止同相各條矩形導(dǎo)體在條間作用力下產(chǎn)生彎曲而互相接觸，襯墊間允許的最大跨距 臨界跨距 Lcr ，可 由下式?jīng)Q定： Lcr=B4√h/f b4 b,h矩形導(dǎo)體的寬和高。 ② 硬母線的動穩(wěn)定校驗： 各種形狀的硬母線通常都安裝在支柱絕緣子上短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力將使導(dǎo)體發(fā)生彎曲，因此，導(dǎo)體 應(yīng)按彎曲情況進行應(yīng)力計算。與導(dǎo)體材料及溫度有關(guān)。 Kθ 溫度修正系數(shù)。對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負荷利用小時數(shù) Tmax，將 有不同取值。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。槽形母線機械強度較好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小， 一般用于 40008000A 配電裝置中；管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機 械 強度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，可用于 8000A 以上的大電流母線，另 外，由于圓管形表面光滑，電暈放電電壓 高，可用于 110 及以配電裝置母線。 5． 2． 母線的選擇 (1).選型 載流導(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。 參數(shù)的選擇要綜合考慮技術(shù)條件和環(huán)境條件。 由 β =I /I ∞ 和短路電流計算時間 t，可從《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》 P112，圖 5－ 1查出短路電流周期分量等值時間 ，從而可計算出 tdz。tdz≤I t178。根據(jù)我國當(dāng)前制造情況，電壓 6－ 220kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷 路器，電壓 110－ 330kV 電網(wǎng)，可選 用 SF6或空氣斷路器，大容量機組釆用封閉母線時，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器。tdz It t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 (kA) t設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間 (s) 額定電壓 額定電流 開斷容量 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 短路器 √ √ √ ○ ○ 隔離開關(guān) √ √ √ ○ ○ 熔斷器 √ √ √ ○ ○ 電抗器 √ √ ○ ○ 電流互感器 √ √ ○ ○ 電壓互感器 √ ○ ○ 導(dǎo)線 √ ○ 計 2 校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間 tdz按下式計算： tdz=tb+td tb繼電保護裝置后備保護動作時間（ s） td斷路器全分閘時間（ s） 注：驗算導(dǎo)體和 110KV 以下 電纜適中熱穩(wěn)定時，用的計算時間釆用主保護的動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間。 ② 短路的熱穩(wěn)定條件： It178。當(dāng)熔斷器有限流作用時， 可不驗算動穩(wěn)定。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況校驗。 表 5— 1 導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇和校驗項目 表 5— 1 導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇和校驗項目 正常工作條件 短路條件 計 2 在選擇導(dǎo)體和電器時，一般按表 41所列各項進行選擇和校驗 “ √ ” 代表選擇項目，“ ○ ”代表校驗項目 5． 1． 技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓和過電流的情況下保持正 常運行。選擇導(dǎo)體和電器時，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 導(dǎo)體種類和材料 短路時導(dǎo)體允許工作溫度（ C0） 導(dǎo)體最長允許工作溫度（ C0） 熱穩(wěn)定系數(shù) C值 母線（鋁） 200 70 87 （ 5）驗算短路動穩(wěn)定時，硬導(dǎo)體的最大應(yīng)力大 于表 5— 3所列數(shù)值。 斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間。 （ 2）驗算導(dǎo)體和電器時，所用短路電流的有關(guān)規(guī)定見節(jié)（短路電流） （ 3）驗算導(dǎo)體和 110KV 以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所用的 計算時間，一般采用主保護的動作時間加相應(yīng)的斷路器全分閘時間。 回路名稱 計算公式 計 2 變壓器回 路 ==饋電回路 =2P/ 3 UNcosφ 注： ① PN、 UN、 IN等都為設(shè)備本身的額定值。 5． 1． 2 有關(guān)的幾項規(guī)定： 導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核電器的基本使用條件。 （ 5）選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種。 （ 3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。 第 電氣設(shè)備選擇的基礎(chǔ)知識 5． 1． 1 一般原則 （ 1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考 慮遠景發(fā)展的需要?？捎孟率綒w算： X jsm =X mdS / Sb (m=1?n) 式中 S —— 為第 m個電源等值發(fā)電機的額定容量（ MVA） X md—— 為第 m個電源與短路點之間的轉(zhuǎn)移電抗（標玄值） X jsm—— 為第 m 個電源至短路點的計算電抗。 為了計算方便，通常 取基準容量 Sh=100MVA 或 Sh=1000MVA，基準電壓 Ub一般取用各級的平均電壓。 （ 10）繪制短路電流計算結(jié)果表。 （ 8）計算短路電流沖擊值。 計 2 （ 6）計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量。