【正文】 20KV 側(cè)接線方式選擇論證中已詳細(xì)說明，此處不再綴述。但當(dāng)設(shè)置了專用沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14旁路斷路器后，設(shè)備的投資和配電裝置的占地面積都有所增加。本變電所 60 出線為 12 回，且均為重要負(fù)荷，應(yīng)主要側(cè)重于可靠性和靈活性。圖 23 雙母線接線國(guó)賓 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)15第三章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的：電氣主接線比較；選擇導(dǎo)體和電器；確定中性點(diǎn)接地方式；計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺；確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓、跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)出整定計(jì)算。1輸電線路的電容略去不計(jì)；1用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式；選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響；選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)。導(dǎo)體和電器動(dòng)、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按兩相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的單項(xiàng)或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計(jì)算。標(biāo)幺值為各電路元件有名值與基準(zhǔn)值之比。 、（1）同形式且至短路點(diǎn)的電氣距離大致相等的發(fā)電機(jī)；（2）至短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)的同一類型和不同類型的發(fā)電機(jī)；（3）直接連接短路上的發(fā)電機(jī)。 三相短路電流周期分量計(jì)算無限大電源供給的短路電流當(dāng)供電電源為無窮大或者計(jì)算電抗 Xjs= 時(shí)，不考慮短路電流周期分量的衰減。 沖擊電流的計(jì)算三相短路發(fā)生后的半個(gè)周期（t=）短路電流的瞬時(shí)值達(dá)最大，稱為沖擊電流ich。通常需要計(jì)算下列各種短路電流值。ICH 三相短路電流第一周期全電流有效值，用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定以及斷路器的額定斷流量。i∞ 三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗(yàn)電器和載流部分的熱穩(wěn)定。應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流時(shí)，不同類型的電源應(yīng)如何合并？在本次設(shè)計(jì)的變電所中，分別有四個(gè)電源點(diǎn)向變電所提供電源，三個(gè)為汽輪式發(fā)電機(jī)、一個(gè)為系統(tǒng)，這三個(gè)汽輪式發(fā)電的電源點(diǎn)屬于同類型的發(fā)電機(jī)特性，可以直接把這三個(gè)電源點(diǎn)合并成一個(gè)，在通過查運(yùn)算曲線求出各個(gè)在短路點(diǎn)的短路電流。正確的選擇電器是使電器主接線和配電裝置達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體的選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。 電氣設(shè)備選擇的一般要求：總的原則：按照正常工作條件進(jìn)行選擇，按照短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20技術(shù)條件：選擇的高壓電氣設(shè)備，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作的條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。高壓電氣設(shè)備沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)電流的要求。校驗(yàn)的一般原則：電壓在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定；在工作電壓和過電壓的作用下，電氣設(shè)備內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。本次設(shè)計(jì)的變電所的年平均氣溫為 12 度，在其它條件上無特殊要求。1. 磁干擾；2. 噪音。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常條件進(jìn)行選擇，按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為：Ish≤Ies。所用接線方式，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)僅按切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式；機(jī)組容量較大，短路的種類可按三相短路考慮；短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式下，通過導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的地點(diǎn)。 母線的選擇 母線材料的選擇屋外配電裝置中的母線，應(yīng)根據(jù)下列條件選擇和校驗(yàn)：母線材料、截面形狀和布置方式的選擇(1) 因?yàn)殇X的成本低，而普遍使用鋁母線。其中矩形截面優(yōu)點(diǎn)是散熱面積大，便于固定和連接，但電流集膚效應(yīng)強(qiáng)烈，常用于容量為 50MW 及以下的發(fā)電機(jī)或容量為 60MW及以下的降壓變壓器 側(cè)的引出線及配電裝置；槽形截面母線具有機(jī)械強(qiáng)度好、截流量大，集膚效應(yīng)小的特點(diǎn)。(3)母線的散熱條件和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置方式有關(guān)。支持式使用是和母線工作電壓的支持絕緣子把母線固定在鋼架或墻板等建筑物上。母線截面尺寸的選擇其允許電流 Ie 應(yīng)等于或大于流過導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流，即： Ie≥KIgmax (K修正系數(shù)) （）導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)截面 S 為：S=Igmax/J () Igmax正常時(shí)最大持續(xù)工作電流（A） J經(jīng)濟(jì)電流密度（ A/m）電暈電壓校驗(yàn)：電暈臨界電壓 應(yīng)大于最高工作電壓 ，即：ljUmaxgU lj國(guó)賓 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)23（）i. 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：裸導(dǎo)體進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 高壓斷路器的選擇在各種電壓等級(jí)中變電所的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。高壓斷路器的選擇條件：1. 額定電壓選擇: NSU?（）2. 額定電流選擇 maxgI（）3. 開斷電流選擇 NbrptI?（）4. 短路關(guān)合電流的選擇 clshi（）5. 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 2rdzIt??（）6. 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) eshi（）7. 斷路器種類和型式的選擇本次設(shè)計(jì)的變電所為 220/60 變電所，有 220KV 和 60KV 兩個(gè)電壓等級(jí)，根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在 35KV～220KV 電壓等級(jí)的配電裝置中，主要選用少油斷路器、SF6 斷路器和空氣斷路器。一般電磁式操動(dòng)機(jī)構(gòu)需配專用的直流合閘電源，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；彈簧式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整需求較高；液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)加工精度要求較高，操動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式，可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運(yùn)行可靠性進(jìn)行選擇。沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24類別 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 技術(shù)性能特點(diǎn)運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)少油式斷路器油量少，油主要用作滅弧介質(zhì)，對(duì)地絕緣主要依靠固體介質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造方便；可配用電磁操作機(jī)構(gòu)、液壓操作機(jī)構(gòu)或彈簧操作機(jī)構(gòu)；積木式結(jié)構(gòu)，可制成各種電壓等級(jí)產(chǎn)品開斷電流大，對(duì) 35KV 以下可采用并聯(lián)回路以提高額定電流；35KV 以上為積木式結(jié)構(gòu)；全開斷時(shí)間短運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，易于維護(hù)；噪聲低；油量少；易劣化，需配備一套油處理裝置壓縮空氣斷路器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝和材料要求高；以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)以及弧隙絕緣介質(zhì)；操作機(jī)構(gòu)和斷路器合為一體；體積和重量比較小額定電流和開斷能力都可以做得較大，適于開斷大容量電路；動(dòng)作快、開斷時(shí)間短噪聲較大；維修周期長(zhǎng)，無火災(zāi)危險(xiǎn)，需要一套壓縮空氣裝置作為氣源；價(jià)格較高SF6斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但工藝及密封要求嚴(yán)格，對(duì)材料要求高；體積小、重量輕；有屋外敞開式及屋內(nèi)落地罐式之別，更多用于 GIS 封閉式組合電器額定電流和開斷能力都可以做得較大；開斷性能好，可適于各種工況開斷；SF6 氣體滅弧、絕緣性能好，故斷口電壓較高；斷口開距小噪聲低，維護(hù)工作量小；不檢修間隔期長(zhǎng)；價(jià)格較高；運(yùn)行穩(wěn)定安全可靠，壽命長(zhǎng)斷路器安裝使用場(chǎng)所選型參考如下表： 特點(diǎn)場(chǎng)所 電壓等級(jí) 可選用的主要型式 型號(hào)國(guó)賓 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)25 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電所中常用的電器，他需與斷路器配套使用，但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。220KV 及以下屋外配電裝置中常采用雙柱式隔離開關(guān)。 互感器的作用：1． 一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V）和小電流（5A 或1A） ，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。 準(zhǔn)確度等級(jí)和副邊負(fù)荷選擇為了保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。供運(yùn)行、監(jiān)視、估算電能的電度表、功率表和電流表用電流互感器，其準(zhǔn)確度等級(jí)為 1。 電流互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇：： ewU?（） maxegI（） 式中：Ue、Ie 為電流互感器的一次額定電壓和額定電流電流互感器的二次額定電流有 5A 和 1A 兩種，一般弱電系統(tǒng)用 1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用 5A。為了保證互感器的準(zhǔn)確性，互感器二次側(cè)所接負(fù)荷 不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定2S容量 Sn2, 2eS?2eIZ? t≥Qk （） Ies≥ish （） 電壓互感器的選擇 電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇電壓互感器的形式和種類應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇。需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有等三繞組的單相電壓互感器組。對(duì)應(yīng)于測(cè)量?jī)x表所要求的最高準(zhǔn)確級(jí)的電壓互感器的額定二次容量 Se2 應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷容量即：Se2≥S2。220KV 及以下變壓器到避雷器的電器距離越過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。2）不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)。 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，保護(hù)變壓器中性點(diǎn)的閥型避雷器選擇1. 滅弧電壓 UmlUmlkmUxg （）式中 km:一般取 km=1工頻放電電壓下限 Ugfx Ugfx （）2． 工頻放電電壓上限 Ugfs 和殘壓 Ubc5 的選擇Ugfs （）Ubc51/kUcs （）式中: Ugs:變壓器內(nèi)絕緣一分鐘工頻試驗(yàn)電壓 Ubc5:避雷器在時(shí)的殘壓 Ucs:變壓器內(nèi)絕緣沖擊試驗(yàn)電壓 K:配合系數(shù)，對(duì)普通閥型避雷器取 k= 對(duì)磁吹閥型避雷器 K= 變壓器中性點(diǎn)氧化鋅避雷器的選擇變壓器中性點(diǎn)絕緣的沖擊試驗(yàn)電壓與氧化鋅避雷器 1KA 雷電沖擊殘壓之間應(yīng)至少有 20%的裕度。氧化鋅避雷器的額定電壓不應(yīng)低與系統(tǒng)最高相電壓如有困難時(shí)至少不低于。 高壓配電裝置和設(shè)計(jì)原則及要求:配電裝置是變電所的一個(gè)重要組成部分，電能的匯集和分配是通過各級(jí)電壓的配電裝置實(shí)現(xiàn)的，因此，在設(shè)計(jì)配電裝置時(shí)應(yīng)滿足以下的要求：保證工作的可靠性和防火性的要求。保證操作、維護(hù)、檢修的方便。配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸，檢修維護(hù)和搬運(yùn)的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定的。 屋內(nèi)、外配電裝置中各項(xiàng)安全凈距尺寸，在《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中被分為 A、B、C、D、E 五項(xiàng)，作主設(shè)計(jì)配電裝置時(shí)的根據(jù)，其中 A 值是基礎(chǔ)，其余各值是在A 值的基礎(chǔ)上，加上運(yùn)行維護(hù)、搬運(yùn)和檢修工具活動(dòng)范圍及施工誤差等尺寸而得。在配電裝置的具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循《電力工業(yè)管理辦法》 、 《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 、 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定，高壓配電裝置設(shè)計(jì)的一般原則：節(jié)約用電。便于檢修和安裝。屋外配電裝置與屋內(nèi)配電裝置的比較，所具有的特點(diǎn)：1. 屋外配電裝置的土建工程量少，施工時(shí)間短，節(jié)省建筑材料，降低了基建投資。3. 巡視檢查清楚，便于擴(kuò)建和設(shè)備更新。5. 占地面積大。中型配電裝置是所有開關(guān)電器都安裝在較低的基礎(chǔ)和支架上，母線一般采用餃線和懸垂絕緣子串組成，懸掛在門型構(gòu)架上，母線水平面高于開關(guān)電器的水平面。其特點(diǎn)是布置緊湊、集中，占地面積小，操作維護(hù)條件差兩組母線隔離開關(guān)分層操作，路徑較長(zhǎng)，易引起誤操作。此外，還要設(shè)置搬運(yùn)通道，為了便于變壓器等笨重的設(shè)備。 設(shè)備的配置國(guó)賓 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計(jì)31 隔離開關(guān)的配置：接在變壓器引出線上或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。3