110kV变电站设计(3)

青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。当 110KV 出线为 7 回及以上，220KV 出线在 4 回以下时，可用母联断路器兼旁路断路器用，这样节省了断路器及配电装置间隔。 二、无汇流母线

1、桥形接线

当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥式接线，所用断路器数目最少，它可分为内桥和外桥接线。

（1）内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除时，采用内桥式接线。当变压器故障时，需停相应的线路。

适用范围：

较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。 （2）外桥接线：适合于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率，较为适宜。为检修断路器 LD，不致引起系统开环，有时增设并联旁路隔离开关以供检修 LD 时使用。当线路故障时需停相应的变压器。所以，桥式接线，可靠性较差，虽然它有：使用断路器少、布置简单、造价低等优点，但是一般系统把具有良好的可靠性放在首位，故不选用桥式接线。

适用范围：较小容量的发电厂或变电所，并且变压器的切换较为繁或线路较短，故障率较少的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥形接线。

2、3～5 角形接线

多角形接线的各断路器互相连接而成闭合的环形，是单环形接线。 为减少因断路器检修而开环运行的时间，保证角形接线运行的可靠性，以采用 2～5 角形为宜。并且变压器与出线回路一对角对称布置。此外，当进出回路数较多时，我国个别水电厂采用了双连四角形接线，形成多环形，从而保证了供电的可靠性。但断路器数量增多，有的回路连着三个断路器，布置和继电保护复杂，没有推广使用。 3.3.2 方案拟定

主接线应通过原始资料分析结合实际情况来设计，主接线的设计还应该满足可靠性、灵活性、经济性。通过查阅设计手册，对各电压等级可有如下接线形式：

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 方案一：因为本变电所有Ⅰ、Ⅱ类负荷，所以要求接线形式首先要保证其安全性和可靠性，并结合110KV变电站典型设计的要求，在此前提下变电所主接线方案采用下述接线方式：

110kV侧：采用双母线接线，优点是供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电；调度灵活；扩建方便。缺点是接线复杂,设备多,母线故障有短时停电以保证两台主变压器供电的可靠性。

35kV侧：35kV出线4回，而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。优点是双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。缺点是多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。

10kV侧：采用一般单母线分段的接线方式，优点: 母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源；一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作。 缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电；任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作。

方案二：110kV优点是供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母

线故障后，能迅速恢复供电；调度灵活；扩建方便。缺点是接线复杂,设备多,母线故障有短时停电以保证两台主变压器供电的可靠性。

35kV采用双母线接线，优点是供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,

一组母线故障后，能迅速恢复供电；调度灵活；扩建方便。缺点是接线复杂,设备多,母线故障有短时停电以保证两台主变压器供电的可靠性。

10KV侧采用单母线分段带旁路母线，这种接线方式是单母线分段和单母线带旁路

接线的结合。在实际使用中减少断路器的数目，提高经济性，常常用分段断路器兼作旁路断路器。这种接线方式运行灵活方便，具有足够的可靠性，适用于容量不大的中小型发电厂和变电所。

将两种方案进行综合比较如下表3-1所示：

表3-1 主接线方案比较表

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 项 方 案 目 方案一：110KV侧双母线接方案二、110KV侧双母线接线，线，35KV侧双母线带旁路35KV侧双母线接线、10KV侧接线、10KV侧单母分段接单母分段带旁路母线接线。 线。 1.110KV接线简单，设备本1.可靠性较高； 身故障率少； 2.有两台主变压器工作，保证了可靠性 2.110KV故障时，停电时间在变压器检修或故障时，不致使较长。 灵活性 该侧不停电，提高了可靠性。 1.110KV运行方式相对简1.各电压级接线方式灵活性都单，灵活性差； 好； 2.各种电压级接线都便于扩2.110KV电压级接线易于扩建建和发展。 经济性 设备相对少，投资小。 和实现自动化。 1.设备相对多，投资较大； 2.母线采用双母线带旁路，占地面增加。 通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，结合典型设计原则，现确定第二方案为设计最终方案[4]。

主接线图见附录

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 第四章 短路电流的计算

4.1 短路故障产生的原因

工业与民用建筑中正常的生产经营﹑办公等活动以及人民的正常生活，都要求供电系统保证持续﹑安全、可靠地运行.但是由于各种原因，系统会经常出现故障，使正常运行状态遭到破坏。

短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有 ：

1.设备原因

电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路的功能。

2.自然原因

气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。

3.人为原因

工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金属性短路；人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物带电设备内形成短路事故等[4]。 4.2 短路故障的危害

供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严重后果：

1.短路电流的热效应

巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。

2.短路电流的电动力效应

由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。

3. 短路系统电压下降

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