【正文】 （ 5）、對所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn) ① 斷流能力的校驗(yàn) 流過 斷路器的短路電流 IK =。 因?yàn)殡娫礊闊o限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時(shí)間大于 1s 而忽略不計(jì) 則 短路熱效應(yīng) Qk = I”2t = 2= 允許熱效應(yīng) Ir2t = 3 = Ir2t＞ Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。 ③ 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 ，所選斷路器的固有分閘時(shí)間 ，選擇熄弧時(shí)間 t =。因此要進(jìn)行短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。而且不可避免接通后又自動(dòng)跳閘。 = ＞ I =，則斷流能力滿足要求。如下表： （ 5） 、 進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算 ① 開斷電流能力校驗(yàn) 因?yàn)槿喽搪冯娏鞔笥趦上喽搪冯娏鳎?所以選三相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短。 （ 2）、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。 （八）按短路關(guān)合電流選擇，應(yīng)滿足條件是：斷路器額定關(guān)合電流不少于短路沖擊電流ish ，一般斷路器的額定關(guān)合電流等于動(dòng)穩(wěn)定電流。 （六）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件是：短路的熱效應(yīng)小于斷路器在 tK 時(shí) 間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。 （四）斷路器的額定電壓不小于變電所所在電網(wǎng)的額定電壓。 （二） 根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇戶外式或戶內(nèi)式。其最大特點(diǎn)就是斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。 2. 設(shè)備的選擇 斷路器的選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。C 時(shí)，每降低 1186。C 時(shí)，每增加 1186。C 時(shí)，允許按照額定電流長期工作。 環(huán)境條件 環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。 電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。 （ 2） 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 所選用電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。 長期工作條件 （一）電壓 選用電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 Ug，即 Umax≥ Ug （二）電流 選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即 Ie≥ Ig 由于變壓器短時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。在進(jìn) 行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電器設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按 短路狀態(tài)來效驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 第六章 配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇 1. 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。 2. 短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果 計(jì)算步驟 在工程計(jì)算中，短路電流其計(jì)算步驟如下： 選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值； 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖； 選擇短路點(diǎn)； 按短路計(jì)算點(diǎn)化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗； 利用實(shí)用曲線算出短路電流。 短路電流計(jì)算條件 基本假定 ⑴ 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行； ⑵ 所有電源的電動(dòng)勢相位、相角相同； ⑶ 電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行； ⑷ 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； ⑸ 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； ⑹ 除去短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，組件的電阻都略去不計(jì)； ⑺ 組件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； ⑻ 輸電線路的電容忽略不計(jì)。 ⑷ 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 ⑵ 選擇導(dǎo)體和電器。 短路電流計(jì)算的目的 在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要內(nèi)容。這不僅增加了投資，甚至?xí)蜷_斷電流不能滿足而選不到符合要求的電氣設(shè)備。短路電流直接影響電器的安全，危害主 接線的運(yùn)行。見附圖 41。 故采用方案（二 ）。 缺點(diǎn)： 當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的 用戶停電。 方案（二）：單母線分段 優(yōu)點(diǎn)： (1) 母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。 10kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)： 當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段上的全 部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。 方案（二）：單母線分段 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故 障影響范圍。 35kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不符合變電所的供電可靠性的要求；雙母線接線供電可靠性高，但無旁路母線檢修斷路器時(shí)需要停電而且雙母線接線復(fù)雜，使用設(shè)備多、投資較大；采用單母線分段帶旁路的電氣接線可將 I、 II 類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；而且 帶旁路可以在檢修斷路器時(shí)對用戶進(jìn)行供電。 （ 2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔 離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。 （ 3）便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要時(shí)單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可將該架路分開，單獨(dú)接至一組母線上。 方案（三）：雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時(shí)只停該回路。為了能使采用單母線分段的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不中斷供電，可增設(shè)旁路母線。 （ 3）調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生故障時(shí)，有較 大的短路電流。 缺點(diǎn)是： （ 1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時(shí)，各回路必須在檢修和 短 路時(shí)事故來消除之前的全部時(shí)間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。 3. 待建變電站的主接線形式 110kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 考慮 到 110kV 側(cè)有兩條進(jìn)線 ，因而可以選用單母線接線。 另外主接線還應(yīng)簡明清晰、運(yùn)行維護(hù)方便、使設(shè)備切換所需的操作步驟少，盡量避免用隔離開關(guān)操作電源。 （ 3） 電能損耗小。 （ 2） 占地面積少。經(jīng)濟(jì)性主要通過以下幾個(gè)方面考慮： （ 1） 節(jié)省一次投資。靈活性包括以下幾個(gè)方面： （ 1） 操作的靈活性 （ 2） 調(diào)度的靈活性 （ 3） 擴(kuò)建的靈活 性 經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。所以在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠和變電站的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備的制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。 1. 對電氣主接線的基本要求 對電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面 可靠性 安 全可靠是主接線的首要任 務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。由于本設(shè)計(jì)的變電站有三個(gè)電壓等級，所以在設(shè)計(jì)的過程中首先分開單獨(dú)考慮各自的母線情況，考慮各自的出線方向。 綜上所述和查有關(guān)變壓器型號手冊所選主變 壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表： 表 31 變壓器型號 Tab 31 Transformer model 型號及容量（ kVA） 額定容量比 高壓 /中壓 /低壓(%) 額定電壓 高壓 /中壓 /低壓(kV) 空載損耗(kW) 損耗（ kw） 空載電流% 阻抗電壓（ % ） 高中 高低 中低 高中 高低 中低 SSPSL1 75000/110 100/100/100 121// 76 580 510 450 第四章 電氣主接線 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電氣系統(tǒng)的主要部分。規(guī)程上規(guī)定：凡是 110kV500kV側(cè)其中性點(diǎn)必須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地；主變壓器 663kV 采用中性點(diǎn)不接地。 中性點(diǎn)的接地方式 電網(wǎng)的中性點(diǎn)的接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式。由于自耦變壓器的結(jié)構(gòu)簡單、 經(jīng)濟(jì)，在 110kV 級以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，應(yīng)用非常廣泛，自耦變壓器代替普通變壓器已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。 普通型和自耦型的選擇 自耦變壓器是一種多繞組變壓器，其特點(diǎn)就是其中兩個(gè)繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。 (4) 在星形 星 形接線的變壓器中，需要一個(gè)三角形連接的第三繞組。 (2) 在具有三種電壓等級的降壓變電站中，需要由高壓向中壓和低壓供電，或高壓和重壓向低壓供電。對深入引進(jìn)負(fù)荷中心，具有直接從高壓變?yōu)榈蛪汗╇姉l件的變電站，為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可 采用雙繞組變壓器 。 繞組形式 繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。 同時(shí)，因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，而不作考慮。一臺三相變壓器比三臺單相變壓器組成的變壓器組，其經(jīng)濟(jì)性要好得多?？紤]到 開發(fā)區(qū)及其鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展速度非?？?，所以我們選擇大容量變壓器以滿足未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。 3. 主變壓器容量的確定 主變壓器容量一般按變電所建成后 5~10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10~20 年的負(fù)荷發(fā)展，對于城市郊區(qū)變電所，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。兩臺主變壓器，可保證供電的可靠性，避免一臺變壓器故障或檢修時(shí)影響對用戶的供電。 2. 主變臺數(shù)的確定 由原始資料可知，待建變電站是在農(nóng)網(wǎng)改造的大環(huán)境下建設(shè)的。主變壓器的阻抗電壓 (即短路電壓 )，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況、斷路器斷流能力以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。 5) 與兩種 110kV 及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一 般優(yōu)先選用自耦變壓器，當(dāng)自耦變壓器的第三繞組接有無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)無功功率的潮流情況，校驗(yàn)公共繞組容量，以免在某種運(yùn)行方式下，限制自耦變壓器輸出功率。 3) 裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事幫停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該 所全部負(fù)荷的 60%以上 ，并應(yīng)保證用戶的一級和全部二級負(fù)荷的供電。 2) 對于 330 kV 及以下的變電所，在設(shè)備運(yùn)輸不受條件限制時(shí)，均采用三相變壓器 。既要滿足近期負(fù)荷的要求也要考慮到遠(yuǎn)期。另外主變選擇的好壞對供電可靠性和以后的擴(kuò)建都有很大影響。 tgφ ＝ P tgφ ＝ P所以負(fù)荷計(jì)算是一個(gè)全面地分析計(jì)算過程，只有負(fù)荷分析正確無誤，我們的變電站設(shè)計(jì)才有成功的希望。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確負(fù)荷計(jì)算的重要性。 第二章 負(fù)荷分析 1. 負(fù)荷分析的目的 負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)和方法，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。待建變電站選擇在地勢平坦區(qū)為以后的擴(kuò)建提供了方便。農(nóng)忙期和農(nóng)限期需電量差距較大，而且考慮到城鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，所以變壓器的選擇考慮大容量的，盡量滿足未來幾年的發(fā)展需要。 環(huán)境 站區(qū)附近無污染源 2. 原始資料分析 要設(shè)計(jì) 的變電站由原始資料可知有 110 千伏， 35 千伏， 10 千伏三個(gè)電壓等級。= （ 6） 35kV 側(cè)預(yù)計(jì)新增遠(yuǎn)期負(fù)荷 20MV 10kV 側(cè)預(yù)計(jì)新增遠(yuǎn)期符合 6MV 地形 地質(zhì) 站址選擇在地勢平坦地區(qū)，四周皆為農(nóng)田，地質(zhì)構(gòu)造潔為穩(wěn)定區(qū)，站址標(biāo)高在 50年一遇的洪水位以上，地震烈度為 6 度以下。 110kV ： 2 回 35kV ： 5 回 （其中一回備用） 10kV ： 12 回 （其中四回備用） 變電站位置示意圖： 圖 1 變電站位置示意圖 Fig1 Transformer substation position sketch map 待建變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)（表 1） 表 1 待建成變電站各電壓等級負(fù)荷數(shù)據(jù) each voltage grade burden data of substation 電壓等級 用電單位 最大負(fù)荷 (MW) 用電類別 回