【正文】 110KV： IB=11531000?= 35KV： IB=3731000?= 10KV： IB=?= 線路阻抗 ： x0= km/? USxxBBl l 20*? S2 —— 乙段 xl*1 = 10 11521000 = S1 —— 乙段 xl*2 = 70 11521000 = S1 —— 甲段 xl*3 = 50 11521000 = 市 —— 甲段 xl*4 = 1011521000= 市 —— 系段 xl*5 = 10 11521000= 對于 S1 ： xsmax*1 = SSx ss B11= 15001000 = xsmin*1 = SSx ss B11= 13001000 = 對于 S2 ： xsmax*2 = SSx ss B22= 2020000 = xsmin*2 = SSx ss B22= 1701000 = 主變： xT*1 = SSUUUNB10 02 %%% 323121 ??? ??? = 10 002 ???? = 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第四章 短路電流的計算 27 xT*2 = SSUUUNB10 02 %%% 313221 ??? ??? = 10 002 ???? ? 0 xT*3 = SSUUUNB10 02 %%% 213132 ??? ??? = 10 002 ???? = 作系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖并化簡，如下圖所示： E1 E2 2lx 1lx 5lx 1Tx k1 4Tx 3lx 4lx 1Tx 4Tx k3 E1 k1 k2 k3 E2 短路點的選擇如上圖所示 K1 點短路電流的計算 E1 k1 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第四章 短路電流的計算 28 有源網(wǎng)絡(luò)并聯(lián) 注： Y?? 公式： xxx xxxacbcabacaba ??? ? xxx xxxacbcabbcabb ?? ?? xxx x。 選擇短路計算點：在等值網(wǎng)絡(luò)中選 3 個短路點， 110KV 母線（ d1 處）， 35KV 母線（ d2 處）， 10KV母線（ d3 處）在圖 1— 4— 1 中已分別標出。 本題目中采用 同一變化法對短路電流進行計算。所謂運算曲線，是按我國電力系統(tǒng)的統(tǒng)計得到汽輪發(fā)電機的參數(shù)，逐個計算在不同阻抗條件下，某時刻 t的短路電流，然后取所有這些短路電流的平均值，作為運行曲線在某時刻 t和計算電抗 Xjs 情況下的短路電流值。電力系統(tǒng)中僅有一處出現(xiàn)故障稱簡單故障，若同時有兩處或兩處以上發(fā)生故障，稱復(fù)雜故障。 （ 6） 短路故障時金屬性短路，即短路點的阻抗為零。即各元件的參數(shù)不隨電流而變化，計算可應(yīng)用疊加原理。次假設(shè)將復(fù)數(shù)運算簡化為代數(shù)運 算。 （ 2） 電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機電勢的相角在短路過程中都相同，頻率與正常工作時相同。它是建立在一系列的假設(shè)基礎(chǔ)上的，其計算結(jié)果稍偏大。為簡化計算，實用中多采用近似計算方法。 43 短路電流實用計算的基本假設(shè) 考慮到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實際情況，要進行準確的短路計算是相當(dāng)復(fù)雜的，同時對解 決大部分實際問題，并不要求十分精確的計算結(jié)果。因此，為了合理的限制架構(gòu)受力，工程上要按最大可能出現(xiàn)的短路電流確定分裂導(dǎo)線間隔的安裝距離。在 500KV 配電裝置中，普遍采用分裂導(dǎo)線做軟導(dǎo)線。在設(shè)計 110KV 及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設(shè)的通信線是否存在危險及干擾影響。在 發(fā)電廠和變電所的主接線設(shè)計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設(shè)備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當(dāng)改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經(jīng)濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內(nèi)容。系統(tǒng)中繼電保護配置以及繼電保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。電氣設(shè)備，如開關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的校驗是以短路電流計算結(jié)果為依據(jù)的。短路的問題一直是電力技術(shù)的基本問題之一，無論從設(shè)計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方 面來說，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。工程設(shè)計主要計算三相短路電流。 由于上述原因，短路電流計算稱為變電所電氣部分設(shè)計的基礎(chǔ)。系統(tǒng)短路時還會出現(xiàn)電壓降低，靠近短路點處尤為嚴重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。例如，斷路器必須能斷開可能通過的最大短路電流；電流互感器應(yīng)有足夠的過電流倍數(shù)；母線校驗短路時要能承受最大應(yīng)力；接地裝置的選擇也與短路電流的大小有關(guān)等。因此，在變電所設(shè)計中必須全面地考慮短路故障的各種影響。因此本變電所的所用變接線形式如 圖 33（ b）所示。其接入方式有三種，如下圖 23所示： 圖 33（ a） 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 20 圖 33（ b） 圖 33（ c） 其中 圖 33（ a）兩臺所用變均從外部電源引進，其供電可靠性最高，但由于接入電源電壓較 高（ 35KV） ,投資成本也較大；圖 33（ c）的所用變投資成本最低但其可靠性較低； 圖 33（ b）的所用電源接入形式，當(dāng)該變電站的兩臺主變壓河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 21 器都發(fā)生故障時，一號所用變有外電源接入，可以保證變電所的所用電正常。 最近幾年設(shè)計的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛采用晶閘管整流或復(fù)式整流裝置取得直流電源，這就要求交流所用電源可靠連續(xù)、電壓穩(wěn)定，因此要求有兩個電源。而且近年來 ，系統(tǒng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)接線的可靠性有了較大提高，220KV 以下電網(wǎng)建設(shè)的目標是逐步實現(xiàn) N1 或 N2 的配置，這樣有計劃地進行設(shè)備檢修，不會對用戶的供電產(chǎn)生影響，不需要通過旁路斷路器來代替檢修斷路器；由于設(shè)備制造水平的提高，高質(zhì)量的斷路器不斷出現(xiàn)，例如現(xiàn)在廣泛采用的 6SF 斷路器，真空斷路器，運行可靠性大幅度提高，使旁路母線的使用幾率也在逐年下降；由于現(xiàn)今的變電站都有向無人值班方式設(shè)計趨勢，旁路母線給無人值班帶來不便，故新建工程中基本 上不再采用帶旁路母線的接線方式，所以經(jīng)綜合分析比較后，最終確定方案二為該變電所的電氣主接線方式，即 35KV 部分采用內(nèi)橋接線，10KV 低壓部分采用單母分段接線方式。故其 mP 、 L、 K相同，即架空輸電線路的年電能損耗相同。 LKPm??? ????????????? (37) 式中 mP 為通過線路的最大持續(xù)功率， L 為線路長度， K 為線路有功損耗系數(shù)。 由于方案二與方案三都選用同樣兩臺型號相同的主變，故主變的年電能損耗相同。 ????? ?U ?????????????? (35) 式中 ? 為電能電價（常數(shù)）。即方案三中的 0Z 大于方案二中的 0Z ，故方案二的綜合投資 Z小于方案三的綜合投資 Z。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 17 332 經(jīng)濟比較 綜合投資比較 )1001(0 aZZ ?? ??? ?????????? （ 31） 該變電所為 35KV 等級，故不明顯的附加費用比例系數(shù) a 取 100 02ZZ? ???????????????? （ 32） 式中 0Z 包括變壓器、開關(guān)設(shè)備及配電裝置等設(shè)備的費用，由式子②可知，綜合投資與 0Z 成正比。 方案二與方案三中采用單母線分段接線的兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提高了供電的可靠性，為了 確保當(dāng)任何一路電源發(fā)生故障或檢修時，都不會中斷對重要用戶Ⅰ類負荷的供電，可分別在每段母線上都設(shè)有一車間與二車間的出線間隔。 d) 用旁路代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作，需要人來完成，因此帶旁路母線的界限不利于實現(xiàn)變電所的無人值班。 b) 旁路斷 路器代替各回路斷路器的倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。 單母線分段接線的特點： 單母線分段接線也比較簡單、清晰，當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線段停止河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 16 工作，另一段母線仍繼續(xù)工作，兩段母線可看成是兩個獨 立的電源，提高了供電可靠性，可對重要用戶供電，當(dāng)一段母線故障或檢修時，必須斷開接在該段母線上的所有支路，使之停止工作，任一支路斷路器檢修時，該支路必須停止工作。待設(shè)變電所 35KV 回路進線為 6KM，進線較長，且沒有穿越功率通過，正常運行時兩臺變壓器不需要經(jīng)常切換，經(jīng)比較，內(nèi)橋接線的線路投入與切除操作方便，故以上 6種設(shè)計方案中，方案一、方案二和方案三為優(yōu)。 （ 3）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元之間失去聯(lián)系。 外橋接線的特點： (1)變壓器操作方便。 （ 3）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元間失去聯(lián)系。 32 主接線的擬定 待設(shè)計變壓所為一座 35KV 降壓變電所，以 10KV 電纜線各車間供電，距改變電所 6KM 處有一系統(tǒng)變電所，用 35KV 雙回架空線向待設(shè)計的變電所供電，在最大運行方式下，待設(shè)計變電所高壓母線上的短路功率為 1000MVA，待設(shè)計變電所的高壓部分為二進二出回路，為減少斷路器數(shù)量及縮小占地 面積，可采用內(nèi)橋接線和外橋接線，變電所的低壓部分為二進八處回路，同時考慮以后裝設(shè)兩組電容量要預(yù)留兩個出線間隔，故 10KV 回路應(yīng)至少設(shè)有 10 回出線，其中，一車間和二車間為Ⅰ類負荷，其余為Ⅱ類負荷，其主接線可采用單母不分段接線，單母分段接線和單母分段帶旁路接線，綜上所述，該變電所的主接線形式初步擬定為 6種，如下圖 31所示 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 12 圖 31（ a）方案一 圖 31（ b）方案二 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 13 圖 31（ c）方案三 圖 31（ d）方案四 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 14 圖 31（ e）方案五 圖 31（ f）方案六 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第三 章 電氣主接線設(shè)計 15 33 主接線的比較與選定 331 技術(shù)比較 內(nèi)橋線路的特點： （ 1）線路操作方便。 （ 2） 占地面積小，電氣 主接線的設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣及安裝費用，在運輸條件許可的地方都應(yīng)采用三相變壓器。 控制、保護方式不過于復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資，要適當(dāng)限制經(jīng)濟性，通過優(yōu)化比選，應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少，在滿足技術(shù)要求的前提下，要做到經(jīng)濟合理。、 靈活性：投切發(fā)電機、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調(diào)度靈活，電氣主接線的靈活性要求有以下幾方面： （ 1） 調(diào)度靈活、操作方便，應(yīng)能靈活地投切某些元 件，調(diào)配電源和負荷能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)整要