資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 摘要 本次設(shè)計(jì)任務(wù)旨在體現(xiàn)對本專業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，同時(shí)檢驗(yàn)本專業(yè)的學(xué)習(xí)結(jié)果。首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，做出線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，防雷保護(hù)。從而完成了110kV電氣二次部分的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，短路電流，繼電保護(hù)。 ABSTRACT Design the task this time is aim at intensity of mastering of every subject knowledge of this speciality reflecting, and of test this speciality’s study result. first, analyze the tend of load department according to all parameter of load about system and circuit on task book. It expounds the necessity to this situation from the rspect of increasing load. Then through to the generalization of planning to build the transformer substation and the analysis of the load materials, safe, economy and dependability are considered, has confirmed the mainly wiring form of 110kV, 35kV, 10kV. Calculated and supplied power in the range and confirmed TV station's number of the main voltage transformer through load finally, capacity and type, capacity and type of using the voltage transformer stand surely at the same time, finally, the result of calculation of calculating that and short out according to the electric current of largest lasting job, make the circuit to protect, the voltage transformer is protected, the bus bar is protected, prevent the thunder from protecting. Thus finished electric designs of the part two times of 110kV. Key Words：Power system；short out in the electric current；relay protection. 目 錄 摘要 Ⅰ 緒論 1 第1章 變電站的分析與設(shè)計(jì) 3 1.1變電站的總體分析 3 1.2 變電站的負(fù)荷分析 4 第2章 主變壓器的選擇及主接線選擇 7 2.1 主變壓器的選擇 7 2.2 電氣主接線設(shè)計(jì) 11 第3章 短路電流的計(jì)算 19 3.1 短路的概念及路電流的種類 19 3.2 短路電流的計(jì)算 20 3.3 在最大運(yùn)行方式下的短路電流 23 3.4 短路電流計(jì)算結(jié)果 30 第4章 線路保護(hù) 31 4.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 31 4.2 輸配電線保護(hù) 34 4.3 線路末端短路電流 34 4.4 線路保護(hù)整定 35 第5章 變壓器的保護(hù) 37 5.1 變壓器裝設(shè)的保護(hù) 37 5.2 變壓器保護(hù)的整定方法 38 5.3 變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 40 5.4 變壓器最大運(yùn)行方式下10kv側(cè)的短路電流 41 5.5 縱差保護(hù)的整定計(jì)算 45 5.6 變壓器過流保護(hù)整定計(jì)算 46 第6章 母線保護(hù) 50 6.1 簡介 50 6.2 母線的保護(hù)方式 50 6.3 雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)母線保護(hù) 51 第7章 防雷保護(hù)和接地設(shè)計(jì) 52 7.1 直擊雷保護(hù) 52 7.2 雷電侵入波保護(hù) 53 總結(jié) 55 致謝 56 參考文獻(xiàn) 57 附錄Ⅰ電氣主接線圖 附錄Ⅱ變壓器保護(hù)原理圖 附錄Ⅲ 線路電流保護(hù) 緒論 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，它為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 由于電能在工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)的重要性，電能的輸送和分配是電能應(yīng)用于這些領(lǐng)域不可缺少的組成部分。所以輸送和分配電能是十分重要的一環(huán)。變電站使電廠或上級電站經(jīng)過調(diào)整后的電能書送給下級負(fù)荷，是電能輸送的核心部分。其功能運(yùn)行情況、容量大小直接影響下級負(fù)荷的供電，進(jìn)而影響工業(yè)生產(chǎn)及生活用電。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)將動(dòng)作?？赡茉斐赏ｋ姷仁鹿?，給生產(chǎn)生活帶來很大不利。因此，變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)中對于保護(hù)供電的可靠性、靈敏性等指標(biāo)十分重要。 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。這就要求變電所的一次部分經(jīng)濟(jì)合理，二次部分安全可靠，只有這樣變電所才能正常的運(yùn)行工作，為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。 變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。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。將壓變電站通常遠(yuǎn)離發(fā)電廠而靠近負(fù)荷中心。這里所設(shè)計(jì)得就是110KV降壓變電站。它通常有高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等組成。 變電站內(nèi)的高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等都裝設(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)生類似故障是可根據(jù)具體情況由系統(tǒng)自動(dòng)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(shí)間已經(jīng)很短，在故障解除后，系統(tǒng)內(nèi)的自動(dòng)重合閘裝置會(huì)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(jì)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?？梢?，變電站的設(shè)計(jì)是工業(yè)效率提高及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然條件。 由于本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要電力供不應(yīng)求的情況下，為了適應(yīng)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要在本地區(qū)建設(shè)110kV變電站。 具體要求如下： 本電力系統(tǒng)應(yīng)包括變電，配電以及相應(yīng)的通信、安全自動(dòng)、繼電保護(hù)、調(diào)度自動(dòng)化等設(shè)施。在國家發(fā)展計(jì)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(jì)各部門及人民生活提供充足、可靠、合格的電能。 本次設(shè)計(jì)的變電站為110KV變電站，其下級負(fù)荷為35KV級鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)和10KV級工業(yè)及其它負(fù)荷。這些負(fù)荷不僅包括水泥廠、開關(guān)廠等工業(yè)部門，也有政府、市區(qū)等非工業(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(jì)該變電所，本變電站主要任務(wù)是把110KV變成35kV和10kV電壓供周邊城鄉(xiāng)使用。尤其對本地區(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。 現(xiàn)在，隨著大電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，輸電的電壓等級越來越高，這一方面使降低損耗的需要，另一方面也是工業(yè)生產(chǎn)等負(fù)荷發(fā)展的需要。我國目前廣泛采用的輸電等級有110KV、220KV等級別，還有500KV級的輸電線路也在迅速發(fā)展，所以110KV級的變電站在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也十分廣泛。并且伴隨電力系統(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，變電站的功能也會(huì)越來越完善，可靠性也會(huì)得到很大的提高。 第1章 變電站的分析與設(shè)計(jì) 1.1變電站的總體分析 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，它為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 隨著社會(huì)的發(fā)展，電能被日益廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的日常生活中。電能可以方便的轉(zhuǎn)化為期他形式的能源，例：機(jī)械能、熱能、光能、磁能等，并且電能的輸送和分配易于實(shí)現(xiàn)，可以輸送到需要它的人和工作場所和生活場所。電能的應(yīng)用規(guī)模也很靈活以電能作為動(dòng)力，可以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化。保證產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí)提高電氣化程度以電能代替其它形式的能源，是節(jié)約能源消耗的一個(gè)重要的途徑。 為了滿足市區(qū)生產(chǎn)和生活的供電要求，決定要在YB市新建一所110KV降壓變電站。變電站的站址選擇靠近公路，有良好的交通運(yùn)輸條件，同時(shí)也為變電站職工的生活提供了方便。變電站所處區(qū)域地勢平坦、土質(zhì)為黏土，海拔200米，地勢平坦，為非強(qiáng)地震區(qū)，輸電線路走廊寬闊，有利于線路架設(shè)和電氣設(shè)備的安裝，全線為黃土層帶。地耐力為2.4，天然容重r＝2，內(nèi)擦角＝，土壤電阻率為100，變電所保護(hù)地下水位低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。有利于變電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，另外，也降低對防雷保護(hù)裝置的要求。 氣象條件：年最高氣溫＋40c，年最低氣溫－20，年平均氣溫＋15，最熱月平均最高氣溫＋32，最大復(fù)水厚度b＝10mm，最大風(fēng)速25，屬于我國第六標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。變電站選址避開了大氣嚴(yán)重污穢和嚴(yán)重鹽霧地區(qū)及冬季主導(dǎo)風(fēng)向的影響，即避開了工業(yè)電力負(fù)荷，如化肥廠、紡織廠、水泥廠、柴油機(jī)廠等污染企業(yè)的影響。此外，這些電力負(fù)荷位于變電站的北部和南部，變電站設(shè)在污染源的下風(fēng)口（冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)），受到輕微污染，影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行性能。變電站東部沒有重要的電力負(fù)荷，這為進(jìn)出線提供了廣闊的線路走廊，還有利于變電站的擴(kuò)建 ，另外，變電站選址還考慮了變電站與附近設(shè)施的影響。因此，若變電站選址不當(dāng)，必將影響企業(yè)供電系統(tǒng)的主接線方式，電網(wǎng)的損失及投資的大小，還可能引起電力倒流，甚至產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。 根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電所的規(guī)模如下: 電壓等級：110/35/10KV 線路回?cái)?shù)：110KV近期2回， 遠(yuǎn)景發(fā)展2回。 35KV 近期4回。 10KV 近期9回， 遠(yuǎn)景發(fā)展2回。 該變電所位于YB市郊東南郊，交通便利，變電所的西邊為10KV負(fù)荷密集區(qū)，主要有棉紡廠、食品廠、印染廠、針織廠、柴油機(jī)廠、毛紡廠及部分市區(qū)用電。變電所以東主要有35KV的水泥廠、化肥廠及市郊其它用電。 圖1－1 系統(tǒng)接線簡圖 1.2 變電站的負(fù)荷分析 根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，可以將負(fù)荷分為三個(gè)等級，即一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。等級不同，對電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。如果停電，一級負(fù)荷將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對工廠將造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型的 設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，還可能引起社會(huì)秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。二級負(fù)荷會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)；還可能引起社會(huì)秩序混亂或較嚴(yán)重的政治影響。三級負(fù)荷造成的損失不大或不會(huì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失。由此可知，供電的穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷等級不同，對供電的要求也不相同：對于一級負(fù)荷，必須有二個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。對特別重要的一級負(fù)荷應(yīng)該由二個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。對于二級負(fù)荷，一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷供電。對于三級負(fù)荷，一般只需一個(gè)電源供電。 對于110KV側(cè)，有市甲線、市系線，通過甲變電站、乙變電站和S、SII相連，構(gòu)成了電力系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)。如果有任何一條線路發(fā)生故障，會(huì)直接影響電力系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于各條線路的最大穿越功率不同，對電力系統(tǒng)造成的破壞程度也有所不同。但是，它們都會(huì)影響變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，電能質(zhì)量下降，導(dǎo)致變電 站變壓器容量在三相不平衡負(fù)荷下運(yùn)行，產(chǎn)生諧波電流，造成嚴(yán)重的后果。 表1—1 35kv負(fù)荷分析 電壓 等級 負(fù)荷 名稱 最大負(fù)荷（MW） 負(fù)荷組成(﹪) 自然 功率 (H) 線長 (KM) 備注 近期 遠(yuǎn)景 一 二 　　　　　 　 35 kv 郊一 4.8 7.2 5 30 0.9 12 郊二 6 8.4 5 30 0.9 16 水泥廠1 3.6 4.8 15 30 0.9 20 水泥廠2 3.6 4.8 15 30 0.9 20 1.2.1 Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷分析 ＝ ＝27.048MVA ＝（2.8＋3.27＋2.4＋2.4）1.050.92 ＝10.5MVA ＝ 在35KV負(fù)荷中一、二類負(fù)荷比較大，發(fā)生斷電時(shí)，會(huì)造成生產(chǎn)機(jī)械的壽命縮短產(chǎn)品質(zhì)量下降和一定的經(jīng)濟(jì)損失.因此要盡可能保證其供電可靠性。 表1-2 10KV負(fù)荷分析 電壓 等級 負(fù)荷 名稱 最大負(fù)荷(MW) 負(fù)荷組成 (﹪)　　　　　　 自然功率 (H) 線長 (KM) 備注 近期 遠(yuǎn)景 一 二 　　　　　 　 10kv 棉紡廠1 4.8 6 20 40 0.75 5500 3.5 棉紡廠2 4.8 6 20 40 0.75 5500 3.5 印染廠1 3.6 9.6 30 40 0.78 5000 4.5 印染廠2 3.6 4.8 30 40 0.78 5000 4.5 毛紡廠 2.4 4.8 20 40 0.75 5000 2.5 針織廠 2.4 3.6 20 40 0.75 4500 1.5 橡膠廠 2.4 3.6 30 40 0.72 4500 3 市區(qū)1 3.6 4.8 20 40 0.8 2500 2 市區(qū)2 3.6 4.8 20 40 0.8 2500 2 備用1 3.6. 0.78 備用2 3.6 .78 在10KV負(fù)荷中，印染、毛紡廠、針織廠、棉紡廠、橡膠廠、市區(qū)一、二類負(fù)荷比較大；若發(fā)生停電對企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機(jī)器損壞，甚至出現(xiàn)事故，對市區(qū)醫(yī)院則造成不良政治和社會(huì)影響，嚴(yán)重時(shí)造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，必須保證其供電可靠性。 第2章 主變壓器的選擇及主接線選擇 2.1 主變壓器的選擇 2.1.1 主變?nèi)菖_(tái)數(shù)的選擇 （1）對大城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺(tái)主變?yōu)橐恕? （2）對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電所，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝三臺(tái)的可能性。 （3）對規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電所，其主變基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的1-2級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。 變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響到變電站的電氣主接線形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除了依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還要根據(jù)電力系統(tǒng)5—10年的遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃，輸送功率的大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入電力系統(tǒng)中的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析與合理的選擇。 2.1.2 主變?nèi)萘窟x擇 根據(jù)“35～110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范”主要變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負(fù)荷變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60％的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側(cè)線圈的功率均達(dá)到該變壓器的15％以上，主要變壓器宜采用三線圈變壓器。 由于我國電力不足、缺電嚴(yán)重、電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大。變壓器的有載調(diào)壓是改善電壓質(zhì)量、減少電壓波動(dòng)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，因此城網(wǎng)變電所采用有載調(diào)壓變壓器的較多。 2.1.3 主變?nèi)萘窟x擇原則 （1）主變?nèi)萘窟x擇一般應(yīng)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)期幾年發(fā)展，對城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （2）根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變?nèi)萘浚瑢τ兄匾?fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的60％。 (3)同級電壓的單臺(tái)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。（主要考慮備用品，備件及維修方便） 2.1.4 主變臺(tái)數(shù)的選擇原則 （1）對大城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺(tái)主變?yōu)橐恕? （2）對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電所，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝三臺(tái)的可能性。 （3）對規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電所，其主變基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的1-2級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換主變。 （4）在有一級，二級負(fù)荷的變電站中，應(yīng)該裝設(shè)兩臺(tái)主變電壓器。當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)主變壓器的臺(tái)數(shù)也可以多于兩臺(tái)。如果變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)中取得足夠能量的備用電源時(shí)，可以裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 （5）裝設(shè)兩臺(tái)及其以上主變壓器的變電站中，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證用戶一級負(fù)荷和部分二級負(fù)荷（一般不應(yīng)小于主變壓器容量的60%）。具有三種電壓等級的變電站中，如果通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到主變壓器容量的15%時(shí)，主變電壓器宜采用三繞組變壓器。 2.1.5 主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)選擇計(jì)算 （1）35KV中壓側(cè)： 其出線回路數(shù)為4回，,結(jié)合“1. 2變電站的負(fù)荷分析”35kv負(fù)荷情況分析表1－1知： ＝ ＝27.048MVA （2）10KV低壓側(cè)： 由于其出線回路數(shù)共11回，故可取Kt=0.85,結(jié)合10kv負(fù)荷情況分析可知： ＝0.851.05（ ＝0.851.05（8＋8＋6.15＋6.15＋6.4＋4.8+5+6+6+4.615+4.615） ＝58.664MVA 則三繞組變壓器的計(jì)算容量： 因此，選擇兩臺(tái)50MVA的變壓器。 校驗(yàn)：（1） （2-1）> 滿足一臺(tái)停運(yùn)時(shí)另一臺(tái)不小于全部容量的60％。 ＝31.8MVA （2） （2-1）> 也滿足一臺(tái)停運(yùn)時(shí)另一臺(tái)滿足全部一、二類負(fù)荷。 綜上所述，最終確定為SFSZ7—50000/110型變壓器。 2.1.6 繞組數(shù)和繞組連接方式的選擇 參考《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》和相應(yīng)的規(guī)程中指出：在具有三種電壓的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的15％以上，或在低壓側(cè)雖沒有負(fù)荷，但是在變電所的實(shí)際情況，由主變?nèi)萘窟x擇部分的計(jì)算數(shù)據(jù)，明顯滿足上述情況。故YB市郊變電所主變選擇三繞組變壓器。 參考《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和△型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組是△型的，我國110KV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中型點(diǎn)，所以都需要選擇的連接方式。對于110KV變電所的35KV側(cè)也采用的連接方式，而6-10KV側(cè)采用△型的連接方式。 故YB市郊變電所主變應(yīng)采用的繞組連接方式為：。 2.1.7 全絕緣、半絕緣、繞組材料等問題的解決 在110KV及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時(shí)的短路電流，有一部分變壓器的中性點(diǎn)采用不接地的方式，因而需要考慮中性點(diǎn)絕緣的保護(hù)問題。110KV側(cè)采用分級絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著，并且選用與中性點(diǎn)絕緣等級相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)。35KV及10KV側(cè)為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性點(diǎn)都采用全絕緣。 2.1.8 主變壓器的冷卻方式 根據(jù)主變壓器的型號有：自然風(fēng)冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)式等。然而自然風(fēng)冷卻適用于7.5MVA以下小容量變壓器。容量大于10MVA的變壓器采用人工風(fēng)冷。從經(jīng)濟(jì)上考慮，結(jié)合本站選用50MVA的變壓器，應(yīng)選用強(qiáng)迫空氣冷卻。 表2-1 SFSZ7-50000/110系列電力變壓器主要技術(shù)參數(shù) 型號 額定 容量（KVA） 額定電壓（KV） 連接組別 阻抗電壓（%） 空載電流（%） 損耗 （KW） 高 壓 中 壓 低 壓 高低 高 中 中低 空 載 負(fù)載 SFSZ7-50000/110 50000 110±8×1.25% 38.5±2× 2.5% 10.5 YN yn0 d11 18 10.5 6.5 1.3 71.2 250 =11 =-0.5 =7 （記為0） 2.2 電氣主接線設(shè)計(jì) 2.2.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)要求 變電所主接線設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)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(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運(yùn)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(jì)的基本要求為： (1)供電可靠性。主接線的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足這一要求；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求停電范圍小，恢復(fù)供電快。 (2)適應(yīng)性和靈活性。能適應(yīng)一定時(shí)期內(nèi)沒有預(yù)計(jì)到的負(fù)荷水平變化；改變運(yùn)行方式時(shí)操作方便，便于變電所的擴(kuò)建。 (3)經(jīng)濟(jì)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(yùn)行費(fèi)用，減少用地面積。 (4)簡化主接線。配網(wǎng)自動(dòng)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(shí)施，創(chuàng)造更為有利的條件。 (5)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。同類型變電所采用相同的主接線形式，可使主接線規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備檢修。 參考《35～110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.2.1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(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。 2.2.2 主接線選擇原則 電氣主接線是指發(fā)電廠或變電站中的一次設(shè)備按照設(shè)計(jì)要求連接起來表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路,也稱為主電路.主接線形式于電力系統(tǒng)原始資料,發(fā)電廠,變電站本身運(yùn)行的可靠性,靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān),并且對電氣設(shè)備的選擇,配電裝置布置,繼電保護(hù)和控制方式的擬定都有較大的影響。 電氣主接線是由高壓電器通過主接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，組成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。 對電氣主接線的基本要求，概括地說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面。 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅使發(fā)電廠造成損失，而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失將更加嚴(yán)重，往往比少發(fā)電能的價(jià)值大幾十倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)損失和政治影響，更是難以估量。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。因事故被迫中斷供電的機(jī)會(huì)越少，影響范圍越小，停電時(shí)間越短，主接線的可靠程度就越高。 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時(shí)，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地轉(zhuǎn)換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求，既能靈活地投、切某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，又能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，即具有靈活性。 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮： （1）投資省 主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量，降低投資；要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以便選用價(jià)廉的電器或輕型電器；二次控制與保護(hù)方式不應(yīng)過于復(fù)雜，以利于和節(jié)約二次設(shè)備及電纜的投資。 （2）占地面積少 主接線設(shè)計(jì)要為配電布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積減少。同時(shí)應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對大容量發(fā)電廠或變電所，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 （3）電能損耗少 在發(fā)電廠或變電所中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量、和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 2.2.3 電氣主接線形式的確定 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、雙母線分我們在比較各種電氣主接線的優(yōu)劣時(shí)，主要考慮其安全可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面。首先，在比較主接線可靠性的時(shí)候，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：①斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電；②線路、斷路器或母線故障時(shí)以及母線或隔離開關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對Ⅰ、Ⅱ類用戶的供電；③變電站全部停電的可能性；④大型機(jī)組突然停電時(shí)，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(yùn)行狀態(tài)，并且能夠靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的切換。不僅正常時(shí)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(shí)，也能夠適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地切換運(yùn)行方式，使停電的時(shí)間最短，影響的范圍為最小。再次，在設(shè)計(jì)變電站電氣主接線時(shí)，電氣主接線的優(yōu)劣往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)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(dòng)化裝置，從而導(dǎo)致投資的增加。因此，電氣主接線在滿足可靠性與靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理就可以了。 參考《35～110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 第3.2.3條：35～110KV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形單母線或單母分段的接線形式，35～63KV線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線，110KV線路為6回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。 第3.2.4條：在采用單母線、分段單母線或雙母線的35～110KV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可以設(shè)置旁路設(shè)施。 當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線，當(dāng)110KV線路為6回及以上，35～63KV線路為8回及以上時(shí)，可裝設(shè)專用的旁路斷路器，主變壓器35～110KV回路中的斷路器，有條件時(shí)，亦可接入旁路母線，采用斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。 第3.2.5條：當(dāng)變電站裝有兩臺(tái)主變時(shí)，6～10KV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時(shí)亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。 綜合以上規(guī)程規(guī)定，結(jié)合本變電站的實(shí)際情況，110KV側(cè)有4回出線（近期2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回），35KV側(cè)有4回出線，10KV側(cè)有11回出線（近期9回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回）。故可對各電壓等級側(cè)主接線設(shè)計(jì)方案作以下處理： （1）110kv側(cè)： 110kv側(cè)是本站的進(jìn)線段，它對本站的可靠性有很大影響。下面擬定兩種接線方案。 圖2-1 單母分段的適用范圍： (1)6～10kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。 (2)35～66kv配電裝置出線回路數(shù)為6～8回時(shí)。 (3)110kv～220kV配電裝置出線回路數(shù)為3～4回時(shí)。 雙母接線的適用范圍 當(dāng)母線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時(shí)采用，各級電壓采用的具體條件如下： (1)6～10kv配電裝置，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時(shí)。 (2)35～66kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)。 (3)110～220kv配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或當(dāng)110kv～220kv配電裝置，在系統(tǒng)中后重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。 表2-2 單母分段與雙母接線比較 方案 項(xiàng)目 方案I 單母分段 方案II 雙母接線 可靠性 用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個(gè)回路,保證不間斷供電，可靠。 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(shí)，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(yùn)行。 靈活性 當(dāng)一回線路故障時(shí),分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電。 調(diào)度靈活，各個(gè)電源和各個(gè)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(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 綜合本站實(shí)際情況，110kv級是本站的進(jìn)線側(cè)，而且不需要經(jīng)常倒線操作，它對本站的供電可靠性至關(guān)重要。因此選擇方案Ⅰ，即單母分段接線。 （2）35kv側(cè)： 35kv側(cè)是本站的一個(gè)出線電壓等級，它向郊區(qū)一、郊區(qū)二、水泥廠一、水泥廠二供電。這里、級所占比重比較高。對35kv側(cè)的主接線設(shè)計(jì)了兩種方案： 表2-3 單母分段與單母接線比較 方案 項(xiàng)目 方案I 單母分段 方案II 單母接線 可 靠 性 用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個(gè)回路,保證不間斷供電，可靠。 靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開它所連接 的電源，與之相連的所有電力裝置在整個(gè)檢修期間均需停止工作。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。 靈 活 性 當(dāng)一回線路故障時(shí),分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電。 圖2-2 單母線接線的適用范圍： 一般適用于一臺(tái)主變壓器的以下三種情況： (1)6～10kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。 (2)35～66kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。 (3)110kv～220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。 根據(jù)本站實(shí)際情況，在35KV負(fù)荷中一、二類負(fù)荷比較大，發(fā)生斷電時(shí)，會(huì)造成生產(chǎn)機(jī)械的壽命縮短產(chǎn)品質(zhì)量下降和一定的經(jīng)濟(jì)損失.因此要盡可能保證其供電可靠性。因此選擇方案Ⅰ，即單母分段接線。 （3）10kv側(cè)： 對10kv側(cè)的主接線擬定了兩種方案： 圖2-3 單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：①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(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；②當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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。 缺點(diǎn)：①當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的問路都要在檢修期間內(nèi)停電；②當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；②擴(kuò)建時(shí)密向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 雙母線接線的伏缺點(diǎn)： 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(shí)，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(yùn)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(shí)，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(yùn)行進(jìn)行檢修。 （2）調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各個(gè)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行；當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運(yùn)行，另一組母線備用．全部進(jìn)出線均接在運(yùn)行母線上，即相當(dāng)于單母線運(yùn)行，兩組母線同時(shí)工作，并且通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)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(yùn)行。這也是目前生產(chǎn)中最常用的運(yùn)行方式，它的母線繼電保護(hù)相對比較簡單。 根據(jù)系統(tǒng)調(diào)度的需要，雙母線還可以完成一些特殊功能。例如：用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作；當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)(如線路檢修后需要試驗(yàn))，可將該回路單獨(dú)接到備用母線上運(yùn)行；當(dāng)線路利用短路方式熔冰時(shí)，亦可用一組備用母線作為熔冰母線，不致影響其它回路工作。 （3）擴(kuò)建方便。向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不會(huì)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(huì)造成原有回路停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以致連接不同的母線段時(shí)，不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 （4）便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開。 缺點(diǎn)： （1）增加了電氣設(shè)備的投資。 （2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，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。 （3）當(dāng)饋出線斷路器或線路側(cè)隔離開關(guān)故障時(shí)停止對用戶供電。 根據(jù)本站實(shí)際情況，在10KV負(fù)荷中，印染、毛紡廠、針織廠、棉紡廠、橡膠廠、市區(qū)一、二類負(fù)荷比較大。若發(fā)生停電對企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機(jī)器損壞，甚至出現(xiàn)事故，對市區(qū)醫(yī)院則造成不良社會(huì)影響，嚴(yán)重時(shí)造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，必須保證其供電可靠性。且此電壓等級出線回?cái)?shù)多，需經(jīng)常倒換。因此選擇方案Ⅱ雙母接線。 表2—4 主接線方案表 110kv 35kv 10kv 單母分段接線 單母分段 雙母接線 第3章 短路電流的計(jì)算 3.1 短路的概念及路電流的種類 3.1.1 短路的概念 電力系統(tǒng)不可避免會(huì)發(fā)生短路事故。短路事故威脅著電網(wǎng)的正常運(yùn)行中，并有可能損壞電氣設(shè)備。因此，在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都要對供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選用和調(diào)整繼電保護(hù)裝置，正確地選擇電氣設(shè)備，確保電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。 短路的種類有以下幾種： （1）三相短路。 （2）兩相短路。 （3）兩相短路接地。 （4）單相短路（接地）。 三相短路是對稱短路，此時(shí)三相電流和三相電壓仍然是對稱的，只是三相電流特大。除三相短路外的其他短路都是不對稱性短路，每相電流和電壓數(shù)值不相等，相角也不同。 3.1.2 短路電流的暫態(tài)過程和短路電流種類 1．短路電流的暫態(tài)過程 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，由于短路回路存在著電感，電流不能突變，因此有一個(gè)暫態(tài)過程。短路電流隨時(shí)間變化，最后達(dá)到穩(wěn)定值。 短路全電流id由對稱的周期分量和不對成的非周期分量兩部分合成，即。周期分量先開始衰減，然后逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值。非周期分量按指數(shù)規(guī)律衰減，其衰減時(shí)間常數(shù)為0.05-0.2。 2．計(jì)算各短路電流的目的 （1） 短路沖擊電流：用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線的動(dòng)穩(wěn)定。 （2） 短路全電流最大有效值Ich（第一周期短路全電流有效值）：用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線的動(dòng)穩(wěn)定。 （3）超瞬變短路電流有效值I′：用來作繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的短流量。 （4） 短路后0.2秒后的短路電流周期分量有效值：用來校驗(yàn)斷路器的斷流量。 （5）穩(wěn)態(tài)短路電流有效值：用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流部分的熱穩(wěn)定。 （6） 短路后0.2S后的短路容量：用來校驗(yàn)斷路器的遮斷容量。 3.2 短路電流的計(jì)算 一、為了簡化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出一下規(guī)定： （1） 所有的電源電動(dòng)勢相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。 （2） 認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。 （3） 輸電線路的分布電容略去不計(jì)。 （4） 每一個(gè)電壓級采用平均電壓，這個(gè)規(guī)定在計(jì)算短路電流時(shí)，所造成的誤差很小。因?yàn)殡娍蛊鞯淖杩雇ǔ１绕渌杩勾蟮亩唷? （5） 計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件X/3>R時(shí)，可以略去電阻的影響。 （6） 短路點(diǎn)離同步調(diào)相機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)較近時(shí)，應(yīng)該考慮對短路電流值的影響。有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)將變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，母線上電壓低于電動(dòng)機(jī)的反電勢。 （7） 在簡化系統(tǒng)阻抗時(shí)，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并,兩個(gè)容量相差很大的電源不能夠合并。 （8） 以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值>3.5,可以認(rèn)為電源容量為無限大容量的系統(tǒng),短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。 二、短路電流的標(biāo)幺值計(jì)算法 短路電流計(jì)算,根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況,可以采用標(biāo)幺值或有名值計(jì)算,那種方法方便就采用那種方法.在高壓系統(tǒng)中通常采用標(biāo)幺值計(jì)算. 所謂標(biāo)幺值,是實(shí)際值與基準(zhǔn)值之比. 標(biāo)幺值沒有單位.設(shè)所選頂\定的基準(zhǔn)值電壓,基準(zhǔn)電流,基準(zhǔn)容量及基準(zhǔn)電抗分別為,,,,則這一元件的各已知量的標(biāo)幺值分別為 ,, 式中： S、U、I、X------以有名單位表示的容量(MVA)、電壓(KV)、電流(KA) 、電抗； 、、、-----以基準(zhǔn)量表示的容量(KVA)、電壓(KV)、電流(KA)、電抗。 工程計(jì)算上通常先選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，與其相應(yīng)的基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗,均可由這兩個(gè)基準(zhǔn)值導(dǎo)出。 基準(zhǔn)容量可采用電源容量或一固定容量，為了計(jì)算一致，通常采用=100MVA為基準(zhǔn)容量；基準(zhǔn)電壓一般采用短路點(diǎn)所在級的網(wǎng)路平均額定電壓，即=。 表3—1電力系統(tǒng)各元件阻抗值的計(jì)算公式 序號 元件名稱 給定參數(shù) 電抗平均值 計(jì)算公式 通用式 =100MVA 1 發(fā)電機(jī)（或電動(dòng)機(jī)） 額定容量 超瞬變電抗百分?jǐn)?shù) 2 變壓器 額定容量 阻抗電壓百分比 3 10（6）KV電纜 平均電壓 每千米電抗 線路長度L 0.08 4 10（6）KV 架空線路 平均電壓 每千米電抗 線路長度L 0.4 5 35KV 架空線路 平均電壓 每千米電抗 線路長度L 0.425 6 電抗器 額定電壓 額定電流 電抗百分?jǐn)?shù) 三、短路電流的有名值計(jì)算法 在有名值計(jì)算法中，每個(gè)電氣元件的單位是有名的，而不是相對值。在比較簡單的網(wǎng)路低電壓電網(wǎng)，常采用有名值計(jì)算法計(jì)算短路電流。采用此方法計(jì)算，須將各電壓等級的電氣元件參數(shù)都?xì)w算到同一電壓等級上來。凡涉及發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電抗器等元件的百分?jǐn)?shù)電抗值（銘牌上一般有標(biāo)出）均應(yīng)換算成有名值來計(jì)算。 電力系統(tǒng)各元件阻抗有名值的計(jì)算公式如下： （1）發(fā)電機(jī)（電動(dòng)機(jī)） 式中： ------發(fā)電機(jī)的超瞬變電抗值； -----發(fā)電機(jī)以額定值為基準(zhǔn)的超瞬變電抗的百分?jǐn)?shù)； ------發(fā)電機(jī)額定容量（MVA）； （2）變壓器： 當(dāng)電阻值允許忽略不計(jì)時(shí)， 式中： 、、------變壓器的電阻、電抗、阻抗； ------變壓器以額定值為基準(zhǔn)的阻抗電壓百分?jǐn)?shù)； -------變壓器短路損耗（KW） （3）電抗器 式中： -----電抗器以額定值為基準(zhǔn)的電抗百分?jǐn)?shù)； -----電抗器的額定電流和額定電壓（KV、KA）； （4）線路 式中： 、-----線路單位長度的電阻和電抗（）； -----線路運(yùn)行的額定電壓（KV）； 3.3 在最大運(yùn)行方式下的短路電流 圖3-1系統(tǒng)接線簡圖 將有名值轉(zhuǎn)換成標(biāo)幺值： 1.選擇基準(zhǔn)容量 =100MA 基準(zhǔn)電壓為各級電壓的平均額定電壓。 線路電抗取X=0.4 線路L1: 線路L2: 線路L3: 110kv側(cè)簡化網(wǎng)絡(luò)圖： 圖3-2 先將它化成星形： 圖3-3 將、、化成、、。 將、合并成；將、合并成： 計(jì)算各電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，化成△： 圖3-4 為S2到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，是S1到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。它們分別應(yīng)的計(jì)算抗： 又由于>3.5，故直接由 查0秒曲線得110kv側(cè)短路電流： 查0.2秒曲線得110kv側(cè)短路電流： 查4秒曲線得110kv側(cè)短路電流： 沖擊電流： (取1.8) 35kv側(cè)簡化網(wǎng)絡(luò)圖： 圖3-5 圖3-6 先將它化成星形： 圖3-7 將、合并成；將、合并成：將、合并成： 計(jì)算各電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，化成△： 圖3-4 為S2到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，是S1到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。它們分別對應(yīng)的計(jì)算電抗： 又由于>3.5，故直接由 查0秒曲線得35kv側(cè)短路電流： 查0.2秒曲線得35kv側(cè)短路電流： 查4秒曲線得35kv側(cè)短路電流： 沖擊電流： (取1.8) 10kv側(cè)簡化網(wǎng)絡(luò)圖： 圖3-8 圖3-6 將它化成星形： 圖3-7 將、合并成；將、合并成：將、合并成： 計(jì)算各電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，化成△： 圖3-4 為S2到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，是S1到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。它們分別對應(yīng)的計(jì)算電抗： 又由于>3.5，故直接由 查0秒曲線得10kv側(cè)短路電流： 查0.2秒曲線得10kv側(cè)短路電流： 查4秒曲線得10kv側(cè)短路電流： 沖擊電流： (取1.8) 3.4 短路電流計(jì)算結(jié)果 表3-1 短路電流計(jì)算結(jié)果表 I"（KA） (KA） （KA） （KA） 110kv 2 1.16 2.1 5.09 35Kkv 4.45 4.24 4.55 11.33 10Kkv 14.04 13.34 14.14 35.74 第4章 線路保護(hù) 4.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，員常見同時(shí)也是員危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種形式的短路。在發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下的后果： （1）通過故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。 （2）短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命。 （3）電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低．破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。 （4）破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。 故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。切除故障的時(shí)間常常要求小到十分之幾甚至百分之兒秒，實(shí)踐證明只有在每個(gè)電氣元件上裝設(shè)一種具有“繼電特性”的自動(dòng)裝置才有可能滿足這個(gè)要求。 所謂繼電保護(hù)裝置，就是指能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障d6不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是： （1）自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部公迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。 （2）反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(例如有無經(jīng)常值班人員)。而動(dòng)作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。 電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。繼電保護(hù)的裝設(shè)應(yīng)符合可靠性與安全性、選擇性、速動(dòng)形四個(gè)基本要求。設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（SDJ6—83），但針對該區(qū)域變電站其自身的特點(diǎn)，因此應(yīng)根據(jù)電纜系統(tǒng)的特點(diǎn)制定合理的保護(hù)方案，力求做到可靠、簡單、經(jīng)濟(jì)并適當(dāng)考慮電網(wǎng)的發(fā)展。 電路系統(tǒng)的電氣設(shè)備和線路應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)以及必要的輔助保護(hù)。 主保護(hù)——能快速并有選擇地切除被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的故障。 后備保護(hù)——在主保護(hù)或短路器拒動(dòng)時(shí)，切除故障。后備保護(hù)有分為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)兩種形式： 遠(yuǎn)后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)作時(shí)，由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 近后備指當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)作時(shí)，由本設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備，當(dāng)斷路器拒動(dòng)作時(shí)由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 輔助保護(hù)——當(dāng)需要另還切除線路故障或消除方向功率死區(qū)時(shí)可采用由電流速斷保護(hù)構(gòu)成的輔助保護(hù)。 保護(hù)裝置的裝設(shè)原則： 1.當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生短路或是破壞系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘，當(dāng)發(fā)生不正常動(dòng)作時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于信號。 2.為保障系統(tǒng)非故障部分的正常供電，保護(hù)裝置應(yīng)以足夠小的動(dòng)作時(shí)限去切除故障 3.系統(tǒng)故障時(shí)保護(hù)裝置應(yīng)有選擇性地動(dòng)作于跳閘，在必須加速時(shí)，可無選擇性地跳閘而由自動(dòng)重合閘裝置來糾正保護(hù)的無選擇性動(dòng)作。 4.滿足要求上述第二條原則或用作后備保護(hù)時(shí)，保護(hù)裝置容許帶有一定的時(shí)限切除故障。 5.保護(hù)裝置所用的繼電器越少越好，并使其接線簡單可靠。 6.保護(hù)裝置電壓回路斷線時(shí)，如可能造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)作則應(yīng)裝設(shè)電壓回路斷線監(jiān)視或閉鎖裝置。 7.在表示保護(hù)裝置動(dòng)作的出口上應(yīng)裝設(shè)信號繼電器。以利于運(yùn)行人員分析和統(tǒng)計(jì)保護(hù)的動(dòng)作情況。 8.主保護(hù)裝置除了完成主保護(hù)任務(wù)外，如有可能還應(yīng)作為相鄰元件的后備保護(hù)。 9.當(dāng)保護(hù)裝置因動(dòng)作原理不能起相鄰元件的后備保護(hù)作用時(shí)，應(yīng)在所有和部分?jǐn)嗦菲魃涎b設(shè)單獨(dú)的后備保護(hù)。 10.為了起到相鄰元件的后備保護(hù)的作用而使保護(hù)裝置復(fù)雜化，或不能達(dá)到完全的后備保護(hù)作用時(shí)，允許縮短后備范圍。 11.在實(shí)際可能出現(xiàn)最不利的運(yùn)行方式和故障類型下，保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏系數(shù)； 對反應(yīng)電氣量上升的保護(hù)裝置： 對反應(yīng)電氣量下降的保護(hù)裝置：