云崗變電站一次系統(tǒng)項目設(shè)計方案

1、云崗變電站一次系統(tǒng)項目設(shè)計方案第1章緒論1.1云崗礦變電站的設(shè)計意義電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一項基礎(chǔ)工業(yè)，也是國民經(jīng)濟發(fā)展的先行工業(yè)，為國民 經(jīng)濟的發(fā)展提供保障，為國民經(jīng)濟發(fā)展的其他各部門提供足夠的動力。電力工業(yè)的 發(fā)展水平是反映一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平的重要指標(biāo)。電能的發(fā)、輸、變、配、用 五大環(huán)節(jié)，幾乎是在同一瞬間同時完成的，這就要求功率必須隨時保持平衡。因此, 加強電網(wǎng)建設(shè)，做好電力規(guī)劃，十分重要。由于電能在工業(yè)中是必不可少的資源， 電能的分配和輸送是電網(wǎng)建設(shè)中尤為重要的部分。所以，承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù) 的變電站就是電力網(wǎng)中尤為關(guān)鍵的一環(huán)。變電站是將電廠或上級電站經(jīng)過變換調(diào)整 后的電能輸送給用

2、電用戶和下級負(fù)荷的功能型場所。變電站的運行情況和容量大小 會直接影響到用戶和下級負(fù)荷的供電，進(jìn)而影響正常的生產(chǎn)生活。若變電站運行系 統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)動作，可能造成一系列事故，如停電等，甚 至于發(fā)生危險，給生產(chǎn)生活帶來極大的不便和危害。因此，變電站對于保護(hù)供電的 可靠性、靈敏性、安全性等指標(biāo)非常重要。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和電能用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。根 據(jù)變電站任務(wù)的不同，可將變電站分為升壓變電站和降壓變電站兩大類。升壓 變電站一般設(shè)立在發(fā)電廠，降壓變電站一般建立在靠近下級負(fù)荷的地點。根據(jù) 電壓等級，還可將變電站分為中壓變電站（60千伏及以下）、高壓變電站（11

3、0 220千伏）、超高壓變電站（330765千伏）和 特高壓變電站（1000千伏 及以上）。按其在電力系統(tǒng)中的地位，可分為中間變電站、樞紐變電站和終端 變電站三種。于是，電力系統(tǒng)的供電需求要求變電站的一次部分經(jīng)濟合理，二次 部分安全可靠，只有這樣，變電所才能維持正常的運行工作。變電站有升壓變電站 和降壓變電站兩大類。升壓變電站通常是發(fā)電廠升壓站部分，緊靠發(fā)電廠。降壓變 電所通常遠(yuǎn)離發(fā)電廠，更靠近負(fù)荷中心。本文設(shè)計的就是10KV降壓變電所。變電所的主要設(shè)備有電力變壓器，母線 和開關(guān)設(shè)備等。變電所都裝設(shè)有各種保護(hù)裝置，這些保護(hù)裝置是根據(jù)下級負(fù)荷地短 路、最大負(fù)荷等情況來整定配置的，因此，在發(fā)生類似

4、故障是可根據(jù)具體情況由系 統(tǒng)自動做出判斷應(yīng)跳閘保護(hù)，并且，現(xiàn)在的跳閘保護(hù)整定時間已經(jīng)很短，在故障解 除后，系統(tǒng)的自動重合閘裝置會迅速和閘恢復(fù)供電。這對于保護(hù)下級各負(fù)荷是十分 有利的。這樣不僅保護(hù)了各負(fù)荷設(shè)備的安全利于延長是使用壽命，降低設(shè)備投資， 而且提高了供電的可靠性，這對于提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是十分有效的。工業(yè)產(chǎn)品的 效率提高也就意味著產(chǎn)品成本的降低，市場競爭力增大，進(jìn)而可以使企業(yè)效益提高，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。生活用電等領(lǐng)域的供電可靠性，可以提高人民 生活質(zhì)量，改善生活條件等。可見，云崗青山變電所的設(shè)計是云崗礦區(qū)工業(yè)效率提高及國民經(jīng)濟發(fā)展的必然 條件。1.2云崗青山變電所的設(shè)計要

5、求由于本礦區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的需要電力供不應(yīng)求的情況下，為了適應(yīng)本礦區(qū)經(jīng)濟的發(fā) 展要在本礦區(qū)建設(shè)10kV變電站。 具體要求如下。該變電所所用電壓為 0.4kV，廠 區(qū)配電電壓為10kV，表1.1負(fù)荷如下表序號出線COS有功功率序號出線COS有功功率1#10.65946#60.8302#20.71107#70.75303#30.7908#80.65944#40.65359#90.71105#50.6513010#100.790本電力系統(tǒng)應(yīng)包括變電，配電以及相應(yīng)的安全自動、繼電保護(hù)等設(shè)施。在國家 發(fā)展計劃的統(tǒng)籌規(guī)劃下，合理的開發(fā)資源，用最少的資金為國民經(jīng)濟各部門及人民 生活提供充足、可靠、合格的電能。本次

6、設(shè)計的變電站為10kV變電站，其下級負(fù)荷為0.4kV級企業(yè)和0.4kV級工業(yè) 及其它負(fù)荷。這些負(fù)荷不僅包括云崗礦區(qū)、開關(guān)廠等工業(yè)部門，也有周邊非工業(yè)部 門。他們對供電的要求不同。依照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展本設(shè)計該變電所， 本變電站主要任務(wù)是把10kV變成0.4kV電壓，對本礦區(qū)大用戶進(jìn)行供電，改善提高 供電水平，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。伴隨電力系統(tǒng)中所用電氣元件產(chǎn)品諸如斷路器、繼電器、隔離開關(guān)等性能指標(biāo) 的提高，云崗青山變電所的功能也會越來越完善，可靠性也會得到很大的提高。1.3云崗青山變電所電氣部分的設(shè)計應(yīng)達(dá)到的目的本畢業(yè)設(shè)計課題主要是綜合訓(xùn)練運用發(fā)電廠電氣部分，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，

7、工 廠供電，高低壓電氣，電力系統(tǒng)分析等電氣工程及其自動化專業(yè)知識完成“云崗青 山變電所電氣部分的設(shè)計”通過設(shè)計，培養(yǎng)綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識與技 能，鞏固過去所學(xué)的電氣知識，把所學(xué)理論應(yīng)用到實際工程上去，解決實際問題， 進(jìn)一步了解工程設(shè)計規(guī)，要求，掌握設(shè)計基本容和方法，為學(xué)生參加工作打好基礎(chǔ)！1.4云崗青山變電所電氣部分的設(shè)計方案1 ）應(yīng)先進(jìn)行負(fù)荷分析計算：求出計算負(fù)荷，目的是為了合理地選擇變電所的各級電壓供電網(wǎng)絡(luò)，變壓器容量和電器設(shè)備型號等。2 ）變壓器臺數(shù)及容量的選擇：其中包括數(shù)量以及容量的選擇。3 ）主接線的設(shè)計：每種接線都有各自的特點，需 要在其中選擇最合適的。而且還要滿足可靠性

8、和電能質(zhì)量的要求。 接線簡單、清晰, 操作簡便。必要的運行靈活性和檢修方便。投資少，運行費用低。具有擴建的可能性。4 ）根據(jù)主接線進(jìn)行短路計算：確定中性點接線方式，采用標(biāo)幺值的方法進(jìn)行 計算。另外它也可以選擇適當(dāng)?shù)慕佑|器的參數(shù)，繼電保護(hù)的靈敏度也是用它來效驗 的。5）電氣設(shè)備的選擇及其校驗：其中包括斷路器，隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)等開關(guān)電 器，電壓互感器，電流互感器，熔斷器，電力電纜和導(dǎo)線等主要設(shè)備。在選擇后還要進(jìn)行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。6 ）繼電保護(hù)的設(shè)計：其中包括供電線路的繼電保護(hù) 和變壓器的保護(hù)。為了保證供電的可靠性還應(yīng)設(shè)置備用電源自動投入裝置（BZT）o7）防雷與接地的設(shè)計：對于變電所防雷有兩

9、個重要方面，即直擊雷的防護(hù)和對由 線路侵入的過電壓的防護(hù)。8 ）無功補償?shù)挠嬎悖涸谙到y(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電 網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗， 提高供電效率，改善供電環(huán)境。 合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。9）編寫說明書：對課程設(shè)計進(jìn)行總體的說明和概括，以及說明在那方面還需要改進(jìn)。第2章負(fù)荷的分析與計算及無功補償2.1負(fù)荷分析的意義進(jìn)行電力設(shè)計的基本原始資料是用電部門提供的用電設(shè)備安裝容量。這些用電 設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。如何根據(jù)這些資料正確估計所需的電力和電 量是一個非常重要的問題。估計的準(zhǔn)確程度，影響電力設(shè)計的質(zhì)量，如估算過高

10、， 將增加供電設(shè)備的容量，使供配電系統(tǒng)復(fù)雜，浪費有色金屬，增加初期投資和運行 管理工作量。而估算過低，又會使供配電系統(tǒng)投入運行后，供電系統(tǒng)的線路和電氣 設(shè)備由于承擔(dān)不了實際的負(fù)荷電流而過熱，加速絕緣老化的速度，降低使用壽命， 增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\行。由此可見，正確確定計算負(fù)荷意義 重大。但是負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計算負(fù)荷的因素有很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一 定的規(guī)律可行，但仍難準(zhǔn)確確定計算負(fù)荷的大小。實際上，負(fù)荷也不是一成不變的, 他與設(shè)備的性能，生產(chǎn)的組織，生產(chǎn)者的技能及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)。 因此負(fù)荷計算只能力求接近實際。求計算負(fù)荷的工作稱為負(fù)荷計算。計算負(fù)荷是根據(jù)已

11、知的用電設(shè)備安裝容量確 定的，預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。這個負(fù)荷是設(shè)計時作為選擇供配電系統(tǒng)供電線路 的導(dǎo)線截面，變壓器容量，開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)， 所以非常重要 2.2負(fù)荷的分類及各自的供電要求一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡，造成重大的政治影響，經(jīng)濟損失，如重 大的設(shè)備損壞，重大產(chǎn)品報廢。或者公共場所秩序的嚴(yán)重混亂。對于某些特等建筑, 如重要的交通樞紐，通信樞紐，國家級承擔(dān)重大活動的會堂，國家級的體育中心， 以及經(jīng)常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等一級負(fù)荷，為特別重要的 負(fù)荷。在一級負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒，爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，一級特 別重要的場所不允許中斷供電

12、的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。二級負(fù)荷：中斷供電將造成較大的政治影響，造成設(shè)備局部的破壞或生產(chǎn)流程 紊亂且需要較長時間才能恢復(fù)，或者大量的產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，造成較 大經(jīng)濟損失。中斷供電也將影響重要用電單位的正常工作，以及中斷供電將造成大 型影劇院，大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序的混亂。三級負(fù)荷：三級負(fù)荷為一般的電力負(fù)荷，不屬于一二級負(fù)荷的，都為三級負(fù)荷。 各自的供電要求如下：一級負(fù)荷：應(yīng)由兩個獨立電源供電，當(dāng)一個電源故障時，另一個電源不至于同 時損壞。特別重要的一級負(fù)荷，除了兩個獨立電源外，還應(yīng)設(shè)置應(yīng)急電源，為了保 證對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他級別的負(fù)荷接入應(yīng)急供電系

13、統(tǒng)。關(guān)于應(yīng)急電 源方式的選用，可參照下列原則：（1）蓄電池包括靜態(tài)交流不間斷電源裝置， 適用于 允許中斷供電時間為毫秒級別的負(fù)荷供電。（2）供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專用配電線路，適用于允許中斷供電時間為1.5S以上的負(fù)荷供電。（3）獨立于正常電源的快速自啟動發(fā)電機組，適用于允許中斷供電時間為15S以上的負(fù)荷供電。 常用的應(yīng)急電源可使用下列幾種電源：（1）獨立于正常電源的發(fā)電機組（2）供電網(wǎng) 絡(luò)中獨立于正常電源的專門饋電線路。（3）蓄電池（4）干電池。二級負(fù)荷：二級負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，二級負(fù)荷也要求有兩路獨立電源供電， 或用兩回路送到適宜的配電點。當(dāng)工作電源失去時，由運行人員手動操作投入

14、備用 電源。供電變壓器也應(yīng)有兩臺（這兩臺變壓器不一定要在同一變電所）。只有當(dāng)負(fù) 荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時，二級負(fù)荷可由一回路6KV及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時，較之電纜線路發(fā)生故障時易于發(fā)現(xiàn)且易于檢 查和維修。當(dāng)采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受全 部的二級負(fù)荷。三級負(fù)荷：由于三級負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷，因此它對供電電源無特殊的要 求。2.3負(fù)荷計算方法的比較及選用我國目前普遍采用的確定用電設(shè)備計算負(fù)荷的基本方法，有需要系數(shù)法和二項 式法。（1）需要系數(shù)法：他是國際上普遍采用的計算負(fù)荷的基本方法，最為簡便。(2)二項式法：他的應(yīng)用局限性較大，

15、不僅考慮了用電設(shè)備組最大負(fù)荷時的平均負(fù) 荷，而且考慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投入運行時對總計算負(fù)荷的額外影響，所以二 項式法比較適于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負(fù) 荷。但是二項式計算系數(shù)b，c和x的值，缺乏充分的理論依據(jù)，且只有機械工業(yè)方 面的部分?jǐn)?shù)據(jù)，從而使其應(yīng)用受到一定局限。(3)按逐級計算法確定用戶的計算負(fù)荷：他是根據(jù)用戶的供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備開始，朝電流的方向逐級計算，最 后求出用戶總的計算負(fù)荷的方法稱為逐級計算法。采用需用系數(shù)法：已知該變電所為10/0.4 kV降壓變電所。廠區(qū)的配電電壓為 10kV,用電電壓為0.4kV。查表可知：變配電所 需用系數(shù)Kd=0

16、.50.7 取Kd=0.6已知：出線#1 有功功率Ps=94 kW cos=0.65 tan =1.17有功計算負(fù)荷 Pjs1 = Kd * Ps = 0.6 * 94= 56.4 kW無功計算負(fù)荷 Qjs1 = Pjs * tan =56.4 * 1.17 = 65.98 kvar視在計算負(fù)荷 Sjs1 = Pjs / cos =56.4 / 0.65 = 86.77 kVA計算電流Ijs1 = Sjs /,3 * 0.38 = 131.84 A同理可求出：出線 #2 Pjs2=66 kW Qjs2=67.32 kvar Sjs2=94.29 kVA Ijs2=143.26 A 出線 #3

17、Pjs3=54 kW Qjs3=55 kvar Sjs3=77.14 kVA Ijs3=117.2 A 出線 #4 Pjs4=21 kW Qjs4=24.57 kvar Sjs4=32.31 kVA Ijs4=49.1A 出線 #5 Pjs5=78 kW Qjs5=91.26 kvar Sjs5=120 kVA Ijs5=182.3 A 出線 #6Pjs6=18kWQjs6=13.5 kvarSjs6=22.5 kVAIjs6=34.2 A出線 #7Pjs7=18kWQjs7=15.84 kvarSjs7=24 kVAIjs7=36.47 A出線 #8 Pjs8=56.4 kW Qjs8=65

18、.9 kvar Sjs8=86.7 kVA Ijs8=131.84 A 出線 #9Pjs9=66kWQjs9=67.3 kvarSjs9=94.3 kVAIjs9=143.3 A出線 #10 Pjs10=54 kW Qjs10=55.1 kvar Sjs10=77.1 kVA Ijs10=117.2 A 取 K 刀 p = 0.8K刀 q = 0.85總的計算負(fù)荷：Pis =K刀 p *刀 Pjsi = 0.8 * 487kW = 389 kWQjs = K刀 q *刀 Qjsi = 0.85 *522 Kvar =443.7 kvarSjs = Pjs2Qjs2 = 590 kVA2.4無功

19、補償?shù)囊饬x及方法用戶中絕大數(shù)用電設(shè)備，如感應(yīng)電動機，電力變壓器，電焊機，電弧爐及氣體放電燈，他們都要從電網(wǎng)吸收大量無功電流來產(chǎn)生交變磁場，其功率因數(shù)均小于1.而功率因數(shù)是衡量供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟運行的一個重要指標(biāo)。當(dāng)達(dá)不到規(guī)定的功率 因數(shù)要求時，必須考慮進(jìn)行無功功率的人工補償。在供電營業(yè)規(guī)則中規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時的 功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶，功率因數(shù)在0.9以上。 其他電力用戶個大，中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上”。并規(guī)定，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)增添無功補償裝置，通常采用并聯(lián)電容器進(jìn)行補償。這里 所指的功率因數(shù)，即為最大

20、負(fù)荷時的功率因數(shù)。常用的方法有：1. 提高自然功率因數(shù)： 功率因數(shù)不滿足要求時，首先應(yīng)提高自然功率因數(shù)。自 然功率因數(shù)是指未裝任何補償裝置的實際功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)，就是不添加任何補償設(shè)備，采取科學(xué)的措施減少用電設(shè)備無功功率的需要量，使供電系統(tǒng)總 功率因數(shù)提高。它不需要添加設(shè)備，是最理想最經(jīng)濟改善無功功率因數(shù)的方法。工 廠里感應(yīng)電機消耗無功功率的百分之六十左右，變壓器消耗了百分之二十的無功功 率，提高功率因數(shù)的主要途徑也是如何減少感應(yīng)電機和變壓器上消耗的無功功率。 合理地配置變電所變壓器的容量和臺數(shù)，當(dāng)變壓器容量選擇過大而負(fù)荷又輕時，變 壓器運行很不經(jīng)濟，系統(tǒng)功率因數(shù)惡化。若工廠配電變壓

21、器選用兩臺或多臺時，根 據(jù)不同的負(fù)荷來決定投入并聯(lián)變壓器的臺數(shù)，達(dá)到供電變壓器經(jīng)濟運行，減少系統(tǒng) 消耗的無功功率。2. 人工補償功率因數(shù)：常用的方法有：（1）并聯(lián)電容器：他是目前用戶，企業(yè)廣泛采用的一種補償裝置，具有有功損耗小，無旋轉(zhuǎn)部分，運行維護(hù)方便，根據(jù) 系統(tǒng)需要增加或減少安裝容量和改變安裝地點，個人電容器損壞不影響整個裝置的 運行等優(yōu)點。同樣他也有只能有級調(diào)節(jié)，不能隨無功功率變化進(jìn)行平滑的自動調(diào)節(jié)， 當(dāng)通風(fēng)不良及運行溫度過高時易發(fā)生漏油，鼓肚，爆炸故障等缺點。單臺靜電電容器能發(fā)出的無功功率較小，但容易組成所需的補償容量。靜電電容器的補償方式分 為三種：個別補償，分組補償和集中補償。個別補

22、償是在電網(wǎng)末端負(fù)荷處補償，可 以最大限度地減少線路損耗和節(jié)省有色金屬消耗量。個別補償利用率低，易受環(huán)境 條件的影響，適用于長期穩(wěn)定負(fù)荷且需無功功率較大的負(fù)載。分組補償是在電網(wǎng)末 端多個用電設(shè)備共用一組電容器補償裝，分組補償?shù)碾娙萜骼寐瘦^高，比單個補 償節(jié)省容量。集中補償是將電容器安裝在工廠變電所變壓器的低壓側(cè)或高壓側(cè)，一 般安裝在低壓側(cè)，這樣可以提高變壓器的負(fù)荷能力。最好的補償方法是采用電容器 集中補償與分散相結(jié)合的補償方法。(2)同步電動機補償：他是通過改變勵磁電流來調(diào)節(jié)和改善供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，但是其價格高，維修麻煩，所以同步電機應(yīng) 用不廣。(3)動態(tài)無功功率補償：若有沖擊性負(fù)荷，一般

23、并聯(lián)電容器的自動切換裝置響應(yīng)太慢，必須采用大容量，高速動態(tài)無功補償裝置。2.5無功補償?shù)挠嬎愀鶕?jù)供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：100kVA及以上高壓供電用戶功率因數(shù)要在 0.9以 上(1)補償前：功率因數(shù)cos=Pjs/Sjs =0.66 (2)考慮到無功損耗 Qt遠(yuǎn)大 于 Pt，所以低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9 取cos 0( 2) =0.94所以低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器容量為：(查表，補償率厶Qc=0.78)Qc=A Qc*Pjs= 389* (tan arccos0.64-ta narccos0.92) = 389*.078 =303.4 kvar(3)補償后變電所低壓側(cè)視在計算負(fù)荷：S；、38

24、92 (443.7 303.4)2 = 413.5 kVA計算電流 Ijs= 627.5 Ajs在負(fù)荷計算中，S9, SC9系列的變壓器功率損耗A Pt=0.015*Sjs(2)=0.015* 413.5 = 6.2 kWA Qt=0.06*Sjs(2)=0.06* 413.5 =24.8 kvar高壓側(cè)計算負(fù)荷 Pjs (!) =389+6.2 =395.2 kWQjs(1) = (443.7-303.4 ) +24.8 =165.1 kvarSjs(1) =428 kVA新的功率因數(shù)cos=0.93滿足0.9 的要求， 無功補償后 Snt1-Snt=590 kVA -413.5 kVA=

25、176.5 kVA第3章 變壓器臺數(shù)及容量的選擇3.1變壓器的分類與聯(lián)結(jié)組別電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓 升高或降低，以利于電能的合理輸送，分配和使用。電力變壓器按功能可分為升壓 變壓器和降壓變壓器兩大類，工廠變電所采用的都是降壓變壓器。直接供電給用電 設(shè)備的終端變電所的降壓變壓器常稱為配電變壓器。電力變壓器按容量系列分為R8 和R10兩大類。R8容量系列指容量等級是按1.33倍數(shù)遞增的。我國老式的變壓器 常采用此系列。R10容量系列是指容量等級按1.26倍數(shù)遞增的。我國新變壓器的容 量常采用此系列。電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別是指變壓器一二次側(cè)繞組因采取不同的

26、聯(lián)結(jié)方式而形成 變壓器一二次側(cè)對應(yīng)線電壓之間的不同相位關(guān)系。對于10KV配電變壓器（二次側(cè)電壓為220/380V）有YynO和Dyn11兩種常見的聯(lián)結(jié)組。我國過去差不多全采用 YynO聯(lián)結(jié)的配電變壓器。近10年來，Dyn11聯(lián)結(jié)的配電變壓器已得到推廣應(yīng)用。 Dyn11較之采用Yyn0聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點：（1）有利于抑制高次諧波電流。（2） Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn聯(lián)結(jié)變壓器的小得多，從而更有利于單相接地短路 故障的保護(hù)和切除。（3）Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的中性線電流允許達(dá)到相電流的75%以上，其承擔(dān)單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比 Yyn聯(lián)結(jié)變壓器大。這在現(xiàn)代供電系統(tǒng)中單 相負(fù)荷急劇增長的

27、情況下，推廣采用Dy n11聯(lián)結(jié)變壓器就顯得更有必要。3.2變壓器的容量及過負(fù)荷能力變電所主變壓器容量及臺數(shù)，型號的確定1選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要 求。對有大量一二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故 障或檢修時，另一臺變壓器能對一二級負(fù)荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò) 線作為備用電源，或另有自備電源。（2）對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜采 用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺變壓器。（3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是

28、負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三 級負(fù)荷，也可以采用兩臺或者多臺變壓器。（4）在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定余地。2變電所主變壓器容量的選擇原則：（1）只裝設(shè)一臺主變壓器的變電所：主變壓器的容量Sn應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計算負(fù)荷 Sjs的需要，即Snt> Sjs （ i ）裝設(shè) 兩臺主變壓器的變電所：任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足計算負(fù)荷Sjs的60%-70% 的需要。 即Snt > （0.7-0.8）Sjs.還有就是任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部的一二級負(fù)荷的需要。即 Snt >Sjs （i +n）3變壓器并列運行的條件：（1）兩臺并列變壓器

29、的電壓一定要相同，允許差值 不得超過+5% （ 2）并列運行的變壓器阻抗電壓必須相同，允許差值不得超過+10。（3）并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同。此外并列運行的變壓器應(yīng)盡量相同或相近， 其最大容量與最小容量之比一般不宜超過3： 1.若不這樣，很容易在變壓器間產(chǎn)生環(huán)流，并且容易造成小容量變壓器的過負(fù)荷。變壓器的有載調(diào)壓是改善電壓質(zhì)量、減少電壓波動的有效手段。對電力系統(tǒng)，一般要求110kV及以下變電所至少采用一級有載調(diào)壓變壓器，因此區(qū)網(wǎng)變電所采用有載調(diào)壓變壓器的較多。變壓器的使用年限，主要取決于變壓器繞組的絕緣老化速度，而絕緣老化速度 又取決于繞組最熱點的溫度，變壓器的繞組導(dǎo)體和鐵心，一般可以長時

30、間經(jīng)受較高 的溫度而不致?lián)p壞。但繞組長期受熱時，其絕緣的彈性和機械的強度要逐漸減弱， 這就是絕緣老化的現(xiàn)象。絕緣老化嚴(yán)重時，就會變脆，容易裂紋和剝落。按照規(guī)定：電力變壓器的正常使用時的環(huán)境溫度：最高氣溫+40度，最高年平均氣溫 +20度。而且在維持變壓器規(guī)定的使用壽命（20年）來考慮，變壓器在必要時完全 可以過負(fù)荷運行。對于車間變電所單臺變壓器的容量不宜大于1000kVA 方面是受低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定要求的限制，另一方面是考慮到使變壓器接近車間的負(fù)荷中 心，以減少低壓配電線路的電能損耗。但是如果車間負(fù)荷容量較大，負(fù)荷集中且運行合理時，也可選擇單臺容量為 1250kVA的配電變壓器，這

31、樣可減少主變壓器臺數(shù) 及高壓開關(guān)電器和電纜等。對于居住小區(qū)變電所的油浸式變壓器單臺容量，不宜大于630kVA這是因為當(dāng)大于630kVA時，應(yīng)設(shè)置瓦斯保護(hù)。3.3變電所主變壓器容量及臺數(shù)，型號的確定總之，主變壓器容量一般按變電所建成后 5-10年的規(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。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。， 對于戶變壓器，由于散熱條件差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口間有 15度的溫差， 從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度高出的8度，因此戶變壓器的實際容量在所計算的容量還要減少 8%根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)來確定變壓器的容

32、量。對于有重要負(fù)荷變壓器的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器 停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許進(jìn)間，應(yīng)保證用戶的一級和二 級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部 負(fù)荷的70%-80%同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)， 推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。還要指出：由于變壓器的負(fù)荷時變動的，大多數(shù)時間是欠負(fù)荷運行，因此必要 時可以適當(dāng)過負(fù)荷，并不會影響其使用壽命，油浸式變壓器，戶外正常過負(fù)荷30%， 戶可正常過負(fù)荷20%。但是干式變壓器一般不考慮過負(fù)荷。最后還必須指出，變電 所主變壓器臺數(shù)及容量的確定，應(yīng)結(jié)合主接線方案，按經(jīng)濟比較擇優(yōu)選擇。通過上

33、面的分析：因為考慮到云崗青山變電所屬于車間變電所，并且二級負(fù)荷占30%。所以應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器。當(dāng)裝設(shè)兩臺變壓器：St=Snt= ()Sjs=289-330.8 kVASt= Snt > 30%St所以選擇10kV級S9系列油浸式銅線電力變壓器 S9-315/10 (0.4)型，并采用Dyn 11接線第4章主接線的設(shè)計4.1主接線的概述電氣主接線是指變電所中的一次設(shè)備按照設(shè)計要求連接起來的，表示接受分配 電能的電路，也稱為主電路。電氣主接線中的設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號和文字負(fù)荷表 示的電路稱為主接線圖。電氣主接線的形式，將影響到配電裝置的布置，供電可靠 性。運行靈活性和二次接線，繼電保護(hù)等問題

34、。電氣主接線對變電所以及電力系統(tǒng) 的安全，可靠經(jīng)濟的運行起著重要的作用。電氣主接線的作用：（1）它是電氣運行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依 據(jù)。（2）它表明了變壓器，斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量，規(guī)格，連接方式及可 能的運行方式。（3）主接線的好壞直接影響到電力系統(tǒng)的安全，穩(wěn)定，靈活，經(jīng)濟 運行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和人民的生活。電氣主接線設(shè)計是電力系統(tǒng)總體 設(shè)計的組成部份。變電所主接線形式應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用、回 路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運行可靠、簡單靈活、操作方 便和節(jié)約投資等要求。主接線設(shè)計的基本要求為：（1）供電可靠性。主接線的設(shè)計首先應(yīng)滿

35、足這一要求； 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，要求停電圍小，恢復(fù)供電快。應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)的 要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一二級負(fù)荷對供 電可靠性的要求。（2）適應(yīng)性和靈活性。能適應(yīng)一定時期沒有預(yù)計到的負(fù)荷水平變化； 改變運行方式時操作方便，便于變電所的擴建。應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運行方式，便 于切換操作和檢查，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。（3）經(jīng)濟性。在確保供電可靠、滿足電能質(zhì) 量的前提下，要盡量節(jié)省建設(shè)投資和運行費用，減少用地面積。并節(jié)約電能和有色 金屬消耗量。（4）簡化主接線。配網(wǎng)自動化、變電所無人化是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢， 簡化主接線為這一技術(shù)全面實施，創(chuàng)造更為有利的條件。（

36、5）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化。采用相同 的主接線形式，可使主接線規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于系統(tǒng)運行和設(shè)備檢修。參考35110kV變電所設(shè)計規(guī)第條。變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所 所在電網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電 可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。4.2主接線的分類及其各的特點目前變電所常用的主接線形式有：單母線、單母線分段、單母線分段帶旁路、 雙母線、雙母線分段，橋形接線。分我們在比較各種電氣主接線的優(yōu)劣時，主要考 慮其安全可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三個方面。首先，在比較主接線可靠性的時候， 應(yīng)從以下幾個方面考慮：斷路器檢修時，能否不影響供電；線路、斷路器或母

37、 線故障時以及母線或隔離開關(guān)檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短， 以及能否保證對i、u類用戶的供電；變電站全部停電的可能性；大型機組突 然停電時，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響與后果因素。其次，電氣主接線應(yīng)該能夠適應(yīng) 各種運行狀態(tài)，并且能夠靈活地進(jìn)行運行方式的切換。不僅正常時能安全可靠的供 電，而且在電力系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修時，也能夠適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、 簡便、迅速地切換運行方式，使停電的時間最短，影響的圍為最小。再次，在設(shè)計 變電站電氣主接線時，電氣主接線的優(yōu)劣往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間，欲使電 氣主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的電氣設(shè)備和現(xiàn)代化的自動化裝置，從而 導(dǎo)致投資的

38、增加。因此主接線在滿足可靠性與靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。1單母線接線的特點（1）優(yōu)點：接線簡單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟性比較好。運行經(jīng)驗表明，誤操 作是造成系統(tǒng)故障的重要原因之一，主接線簡單，操作人員發(fā)生錯誤操作的可能性 極小，因而接線簡單也是評價主接線的條件之一。（2）缺點：可靠性和靈活性差。 例如當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，必須斷開所有回路的電源，造成對 全部用戶供電中斷。但當(dāng)某一出線發(fā)生故障或檢修出線斷路器時，可只中斷對該出 線上用戶的供電，而不影響其他用戶，所以仍具有一定的可靠性。（3）適用圍：這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。2單母線分段

39、接線的特點（1）優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路， 有兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正 常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。（2）缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的問路都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時，常QS2 10kVL QS610k/QM QF5 QSS ®(3)適用圍：這種接使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時密向兩個方向均衡擴建、，_ . . I .汎GL火*線廣泛用于中小容量發(fā)電廠和變電站6-10kV接線中。但是，由于這種接線對重要冷條出線供電，大大增加了出線數(shù)目要負(fù)荷的出線回負(fù)荷必須采用

40、兩 制，所以在重要圖4.1單母線接線圖4.2單母線分段接線3 雙母線接線的特點(1)優(yōu)點：首先是供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢 修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路 的母線隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)所屬的一條回路和與此隔離開關(guān)相連的該 組母線，其它回路均可通過另外一組母線繼續(xù)運行， 但其操作步驟必須正確。例如: 欲檢修工作母線，可把全部電源和線路倒換到備用母線上。其步驟是：先合上母聯(lián) 斷路器兩例的隔離開關(guān)，再合母聯(lián)斷路器 QF,向備用母線充電，這時，兩組母線 等電位，為保證不中斷供電，按“先通后斷”原則進(jìn)行操作，即先接通備用母線上

41、的隔離開關(guān)，再斷開工作母線上的隔離開關(guān)。完成轉(zhuǎn)換后，再斷開母聯(lián)QF及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，即可使原工作母線退出運行進(jìn)行檢修。其次是調(diào)度靈活。各個電源 和各個回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運行 方式調(diào)度和潮流變化的需要。通過倒閘操作可以組成各種運行方式。例如：當(dāng)母聯(lián) 斷路器閉合，進(jìn)出線分別接在兩組母線上，即相當(dāng)于單母線分段運行；當(dāng)母聯(lián)斷路 器斷開，一組母線運行，另一組母線備用全部進(jìn)出線均接在運行母線上，即相當(dāng) 于單母線運行，兩組母線同時工作，并且通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負(fù)荷平 均分配在兩組母線上，即稱之為固定連接方式運行。這也是目前生產(chǎn)中最常用的運 行方式，它的

42、母線繼電保護(hù)相對比較簡單。還有就是擴建方便。向雙母線左右任何 方向擴建，均不會影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中也不會造成 原有回路停電。當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時， 不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。最后就是便于試驗。當(dāng)個別回路需要單 獨進(jìn)行試驗時，可將該回路分開。(2)缺點：增加了電氣設(shè)備的投資，當(dāng)母線故障 或檢修時，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)閉鎖裝置。Q踞當(dāng)饋出線斷路器或線路側(cè)隔離開關(guān)故障時停止對用戶供電 出線帶電抗器誑6-10kV配電裝置，35-60k' 荷較大時，1l0-220kV出線數(shù)為5回及以上 QS

43、5 QF3 QS6 'Z巧（3）適用圍：廣泛用于 8回，或連接電源較大圖4.3雙母線接線圖4.4 橋形接線（橋）4 橋形接線可分為橋接線和外橋接線。橋接線適用于供電線路長，線路故障幾率多，負(fù)荷 比較平穩(wěn)，主變壓器不經(jīng)常切換退出工作的，沒有穿越功率的終端降壓變電所。外 橋接線適用于供電線路短，線路故障幾率小，工廠負(fù)荷變化大，變壓器操作頻繁， 有穿越功率流經(jīng)的中間變電所，采用外橋接線，工廠降壓變電所運行方式的變化不 影響公共電力系統(tǒng)的功率潮流。旁路母線的設(shè)置原則：當(dāng)110kV出線在6回及以上，220kV出線在4回及以上 時，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線，帶有專用旁路斷路器的接線，增加了

44、投 資然而對接于旁路母線的線路回數(shù)較多，且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分 必要的。4.3云崗青山變電所主接線的設(shè)計因為采用兩臺變壓器，所以我擬定了三種主接線1高壓側(cè)無母線，低壓側(cè)單母線分段：這種主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一 主變壓器或任一電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時，該變電所通過閉合低壓母線分段 開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。如果兩臺主變壓器高壓側(cè)斷路器裝設(shè)互 為備用的備用電源自動投入裝置，則任一主變壓器高壓側(cè)斷路器因電源斷電 （失壓） 而跳閘時，另一主變壓器高壓側(cè)的斷路器在備用電源自動投入裝置作用下自動合閘， 恢復(fù)整個變電所的供電。這時該變電所可供一二級負(fù)荷。（如圖4.5）2高

45、壓側(cè)采用單母線，低壓側(cè)采用單母線分段：這種主接線適用于裝有兩臺及 以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高，任一主變壓器 檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。但在高壓 母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍要停電。這時只能供電給三則可供一二級負(fù)荷。（如L_級負(fù)荷。如果有與其他變電所相連的高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線時，Ll II T2L1圖 4.6）廠3高低壓側(cè)均采用單母線分段接線：這種變電所的兩段高壓母線，在正常時可 （以接通運行，也可以分段運行。任一臺主變壓器或任一路電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生 故障時，通過切換操作，均可迅速恢復(fù)整個變電所的供電，因此

46、供電可靠性相當(dāng)?shù)镊?33廠C '-J 駅I I TUc, *高，可供一二級負(fù)荷。（ 最后考慮到安全性和經(jīng)濟性，我選擇第三界種高低壓側(cè)都為單母線分段接線。兩條 電源進(jìn)線，一條正常采用，一條備用。并采用備用電源自動投入裝置。對于常用的 “配電方式有：放射式，樹干式和環(huán)形。我采用的就是放射式配電網(wǎng)絡(luò)。其主要的優(yōu) 點是：（1）某一線路發(fā)生故障時不影響其他用戶。衷1 2切換操作方便，繼電保護(hù) 簡單，易于實現(xiàn)自動化。但單回路放射式供電可靠性較差，投資較高。一般用于配 電給二三級負(fù)荷或?qū)Ｓ迷O(shè)備，且對一二級負(fù)荷供電時，應(yīng)有備用電源。X '< QF+0837丄USU 黑學(xué)L、丄廠X/Tz4

47、.5高壓側(cè)無母線低壓單母線分段圖4.6高壓側(cè)單母線，低壓單母線分段、-、'、 <爸馬岀線出轡1#2 W *4#?JyXIXAJiX丸 #7 滯 卻 #10工廠貝膽弓圖4.7高壓側(cè)，低壓側(cè)均為單母線分段接線第5章短路計算5.1短路的原因，形成及危害用戶供配電系統(tǒng)要求安全，可靠，不間斷地供電，以保證生產(chǎn)和生活的需要， 但是由于各種原因，系統(tǒng)難免出現(xiàn)故障，其中最嚴(yán)重的故障就是短路。所謂短路， 是指供配電系統(tǒng)正常運行之外的相與相或相與地之間的短接。短路的原因主要有：1）電氣設(shè)備存在隱患，如設(shè)備的絕緣材料自然老化，絕緣 材料機械損傷，設(shè)備缺陷未被發(fā)現(xiàn)和消除，設(shè)計安裝有誤等。2）運行，維護(hù)不

48、當(dāng)， 如不遵守操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，技術(shù)水平低，管理不善等。3）自然災(zāi)害，如雷電過電壓擊穿設(shè)備絕緣，特大的洪水，大風(fēng)，冰雪，地震等引起的線路倒桿，斷線 等。短路的危害：由于短路后電路的阻抗比正常運行時電路的阻抗小得多，所以短 路電流比正常電流一般要大幾十倍甚至幾百倍。在大的電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá) 到幾萬安甚至幾十萬安。在電流急劇增加的同時，系統(tǒng)中的電壓降大幅度下降。所 以短路的后果往往都是破壞性的，其主要危害大致有如下幾個方面。（1）元件發(fā)熱： 熱量與電流的平方成正比，所以強大的短路電流將引起電機，電器及載流導(dǎo)體的發(fā) 熱。由于短路電流很大，即使流過的時間很短也會使這些元件引起不能允許的過熱，

49、 而招致?lián)p壞。（2）短路電流引起很大的機械應(yīng)力。電流流過導(dǎo)體時產(chǎn)生的機械應(yīng)力 與電流的平方成正比。在短路剛發(fā)生后，電流達(dá)到最大值（即所謂的沖擊電流）， 這時機械應(yīng)力最大。如果導(dǎo)體和它的固定支架不夠堅韌，可能遭到破壞。（3）破壞電氣設(shè)備正常運行。短路時電壓降低可使電器的正常工作受到破壞。例如感應(yīng)電動 機的轉(zhuǎn)矩與外加的電壓平方成正比，當(dāng)電壓降低很多時，轉(zhuǎn)矩可能不足以帶動機械 工作，而使電動機停轉(zhuǎn)。破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。嚴(yán)重的短路必將影響到電力系統(tǒng)運行的穩(wěn) 定性。它可使并列運行的發(fā)電機組失步，造成與系統(tǒng)解散。干擾通信系統(tǒng)：接地短 路對于高壓輸電線路平行架設(shè)的通信線路可產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。由此可見：短路 的后

50、果是十分嚴(yán)重的。為保證電氣設(shè)備和電網(wǎng)安全可靠地運行，首先應(yīng)設(shè)法消除可 能引起短路的一切原因，其次在發(fā)生短路后應(yīng)盡快切除故障部分和快速恢復(fù)電網(wǎng)電 壓。為此，可采用快速動作的繼電保護(hù)裝置，以及選用限制短路電流的電氣設(shè)備 （如 電抗器）等。短路的種類：（1）三相短路：是指供電系統(tǒng)中三相導(dǎo)線間發(fā)生對稱性的短路。（2）兩相短路：是指三相供電系統(tǒng)中任意兩相間發(fā)生短路。（3）單相短路：是指供電系統(tǒng)中任一相經(jīng)與電源中性點發(fā)生短路。（4）兩相接地短路：是指中性點不接地的電力系統(tǒng)中兩不同相的單相接地所形成的相間短路。也指兩相短路又接地的情 況。上述的三相短路，屬于對稱性短路，其他形式的短路都屬于不對稱短路。電力

51、系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。從短路電流 大小來看，一般三相短路的短路電流值最大，造成的危害也最嚴(yán)重，而兩相短路的 短路電流值最小。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地 工作，因此作為選擇校驗電氣設(shè)備用的短路電流采用系統(tǒng)最大運行方式下的三相短 路電流。而在繼電保護(hù)的靈敏度計算中，則采用系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電 流。短路計算的目的：為了確保電氣設(shè)備在短路情況下不致于損壞，減輕短路危害 和防止故障擴大，必須事先對短路電流進(jìn)行計算，計算短路電流的目的有：（1）選擇和校驗電氣設(shè)備 （2）進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的選型與整定計算。（3）分析電力系統(tǒng) 的故

52、障及穩(wěn)定性能，選擇限制短路電流的措施。（4）確定電力線路對通信線路的影響等。5.2短路計算的方法及其米用短路電流的計算方法有歐姆法（又稱有位制法），標(biāo)么值法（又稱相對單位制 法）和短路容量法。歐姆法屬于最基本的短路電流計算法，但標(biāo)么值法在工程設(shè)計 中應(yīng)用廣泛。其實短路計算是否合理，首先是看短路計算點選擇是否合理。這涉及 到短路計算的目的。用來選擇校驗電氣設(shè)備的短路計算，其短路計算點應(yīng)選擇為使 電氣設(shè)備可能通過最大短路電流的地點，一般來講，用來選擇校驗高壓側(cè)設(shè)備的短 路計算，應(yīng)選擇高壓母線為計算短路點。用來選擇校驗低壓側(cè)設(shè)備的短路計算，應(yīng) 選擇低壓母線為短路計算點。但如果線路裝有限流電抗器（用來

53、限制短路電流）， 則選擇校驗線路設(shè)備的短路計算點，應(yīng)選在限流電抗器之后。標(biāo)么值法計算的優(yōu)點：（1）在三相電路中，標(biāo)么值相量等于線量。（2）三相 功率和單相功率的標(biāo)么值相同。（3）當(dāng)電網(wǎng)的電源電壓為額定值時，功率標(biāo)么值與 電流標(biāo)么值相等，且等于電抗標(biāo)么值的倒數(shù)，即S* =1 * =1/X *（4）兩個標(biāo)么值相加或相乘，仍得同一基準(zhǔn)下的標(biāo)么值。由于以上優(yōu)點，用標(biāo)么值法計算短路計算可 以使計算簡便，且結(jié)果明顯，便于迅速及時地判斷計算結(jié)果的正確性。短路計算的步驟：1）繪出短路的計算電路圖，并根據(jù)短路計算目的確定短路計 算點，2）確定基準(zhǔn)值，取Sd=100MVAUd=Uc（有幾個電壓等級就取幾個 Ud）

54、，并 求出所有短路計算點電壓下的Id。3 ）計算短路電路中所有主要元件的電抗標(biāo)么值。4 ）繪出短路電流的等效電路圖，也用分子標(biāo)元件序號，分母標(biāo)元件的電抗標(biāo) 么值，并在等效電路圖上標(biāo)出所有短路計算點。5 ）針對各短路計算點分別簡化電路，并求出其總電抗標(biāo)么值，然后按有關(guān)公式計算其所有短路電流各短路容量。對于各級高壓電力線路合理的輸送功率是：對于0.38kV的電纜線路，輸送距離要w 0.35。對于10kV的電纜線路，輸送距離w 10km而架空線路輸送距離一般在 6-20km。云崗青山變電所短路計算：（1）確定基準(zhǔn)值： 取 Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，Ud2=0.4kV（基準(zhǔn)電壓選取額定

55、電壓的1.05倍）Id 1=Sd / . 3 *Ud1=100MV A /-.3 *10.5kV = 5.5 kAId2=Sd /、3*Ud2=100MVA/、3 *0.4kV =144 kA（2）短路中各元件的電抗標(biāo)么值：斷路器： X*1=Sd/S n=100MVA/500MVA=0.2架空線路：（查表得：X0=0.38 Q /km）X*2=X0*L*Sd/ U2d1=0.38*5*100 / 10.52=1.72電纜線路：（查表：X0=0.08 Q /.km）X*3=X*4=X0*L*Sd / U 爲(wèi)=0.08*0.5*100/10.52 =0.036電力變壓器：（查表：Uk%=4%）X*

56、5=X*6=Uk%*Sd /100*S n=400*1000/100*315=12.71最大運行方式下（正常工作時，如圖 5.1和圖5.2）(1)在 di 點短路時：總電抗 X * i =X*1+X*2=0.2+1.72=1.92短路沖擊電流： (3)''(3)ish =1.84* I=1.84*17.37=31.96kA沖擊電流有效值(3)''(3)I sh =1.09* I () =1.09*17.37=18.93kA(2)在 d2 點短路時：總電抗：X * 2 =X*1+X*2+(X*3+X*5X*4+X*6)=0.2+1.72+(0.036+12.711

57、 0.036+12.7 ) =8.29三相短路電流周期分量有效值Id2 = I d2/X * 2 =144kA/8.29=17.37kA= |"三相短路容量(3)*Sd2 =Sd/X 2 =100MVA/8.29=12.06MVA(3)在 d3 點短路:X巧ki3 = X 2=18.29 T1路電流周期分量有效值：短路沖擊電流:三相短：路容量7Ish =14.48k SsSd3 = S dX*2rinrirumL=0.58kA7圖506沖擊電流有效值35X -5.47MVA-I d 3 = I d 2/nrLTL-三相短路電流周期分量有效值:I d1 = Id1/ X短路沖擊電流*. ''(3),1 =5.5/1.92=2.86kA= 1= 1.(3)"(3)ish() =2.55* I=2.55*2.86=7.3kA沖擊電流有效值：(3)''