国泰220kV一次降压变电所电气部分设计

由上分析可知，本次设计采用设计的初步计划用SF6断路器，且变电所本身220kV侧为2回出线，出线回路数较少，因此经济性可靠性等多方面分析，采用单母线分段。

60kV侧：可采用的主接线方式有双母线接线，双母分段接线以及双母带旁路接线。根据《变电所设计》所述，有可能停电检修断路器，并且60kV侧所有用户都为双回路供电，因此可不设旁路母线。

(1)双母线 优点：

1）可以轮流检修母线而不致中断供电；

2）检修任一回路隔离开关时，只停该回路，母线故障后，可迅速恢复供电； 3）调度灵活，各电源和负荷回路可以任意分配到某一组母线上； 4）有利于扩建和便于试验。

缺点：使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较多；在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作。接线方式如图2.3

图2.3 双母线接线方式

(2)双母带旁路接线

这种接线方式具有很高的可靠性和灵活性，但增加了母联断路器和旁路断路器数量，配电装置投资较大。

综上所述，虽然本次设计任务书中，所有用户都有重要负荷，但都为双回路供电，双母线接线就可以满足供电可靠性与灵活性。为了减少电气设备，节省投资，不选用双母带旁路接线方式。所以二次侧接线方式确定为双母线接线方式。

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沈阳工程学院毕业设计

3 短路计算

3.1 概述

所谓短路是指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。

产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路杆塔也能造成短路事故。所谓短路是指相与相之间通过电弧或其他较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。

三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路以及两相接地短路。

由电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少，但情况较严重，应给以足够的重视。从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都可归结为对称短路的计算。

在短路过程中，短路电流是变化的，其变化情况决定与系统容量的大小，短路点距电源的远近，系统内发电机是否有调压装置等因素。根据线路电流的变化情况，通常把电力系统分为无限容量系统和有限容量系统两大类。

为了校验和选择电气设备及载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用到下述短路电流值：短路电流的冲击值，最大有效值，次暂态短路电流有效值，以及短路后不同时刻的短路电流周期分量有效值，而短路时刻由网络中的条件及所要选用设备的参数确定。

3.2短路电流计算的主要目的

（1）电气主接线的比较与选择。

（2）选择断路器等电器设备，或对这些设备提出技术要求。 （3）为继电保护的设计以及调试提供依据。

（4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施。

3.3短路计算中的一般规定

（1）验算导体和电器动稳定，热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规则（一般为本期工程建成后5～10年）。

（2）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。

（3）导体和电器的动稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。

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3.4电路元件参数的计算

3.4.1基准值

高压短路电流计算一般只计及各元件（即发电机、变压器、线路等）的电抗采用标准值计算。为了计算方便，通常取基准容量Sj=100MVA，或Sj=1000MVA，基准电压Uj一般用各级的平均电压，即Uj=Up=1.05Ue。

当基准容量Sj（MVA）与基准电压Uj（kV）选定后，基准电流Ij（kA）与基准电抗Xj（Ω）便已确定，如下式： 基准电流：

Ij?Sjj3U （3.1）

基准电抗：

Xj?Ujj3I?US2jj （3.2）

3.4.2各元件参数标么值计算

电路元件的标么值为有名值与基准值之比 ，采用标么值之后，相电压和线电压的标么值是相同的，单相功率和三相功率的标么值也是相同的，这是标么值的优点之一。某些物理量可以用标么值相等的的另一些物理量来代替，如I*=S*，这是标么值的另一个优点。

3.4.3标么值表示的等值网络

按平均额定电压之比计算： 发电机

??*XG=XdSjSN (3.3)

变压器

XT=

线 路

XL=Xl?l?

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Ud0×

SjSN (3.4)

SUj2p (3.5)

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3.5 三相短路电流周期分量计算

在本次设计中，所给的电源为发电机组和电力系统，均为有限电源，所以在此只说明有限电源供给的短路电流的计算方法。

3.5.1影响短路电流变化规律的主要因素

影响短路电流变化规律的主要因素有两个：一个是发电机的特性（指类型、参数等），另一个是发电机对短路点的电气距离。在离短路点很近的情况下，发电机本身特性的不同对短路电流的变化规律起决定的作用，因此不能将不同类型的发电机合并成为一组。如果发电机到短路点之间的电气距离很大时，不同类型发电机的特性引起短路电流变化规律的差异受到极大的削弱，在这种情况下，可以将不同类型的发电机合并起来。

3.5.2应用计算曲线的具体步骤如下：

（1）绘制等值网络； （2）进行网络变换：

（3）将前面求出的转移电抗按各相应的等值发电机的容量进行归算，便得到各等值发电机对短路点的计算电抗：

Xjs1= X1K×

SNS?1j (3.6)

Xjs2= X2K×

SNS?2j (3.7)

式中SN∑1、 SN∑2??为等值电源1、2的额定容量。

（4）由计算电抗分别根据适当的计算曲线找出指定时刻各等值发电机提供的短路周期电流的标么值；

当Xjs＞3.45时，由它供给的三相短路电流是不衰减的，其周期分量有效值的标么值为：

I*=1/Xjs (3.8) （5）计算短路电流周期分量的有名值。 按下式计算：

I??=I1?0?IN?1+I2?0?IN?2+? (3.9)

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