内蒙古工业大学专科毕业设计（论文）
比较。根据前述变电站主接线设计原则：2、在35～60kV配电装置中，当线路为3回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。故本预选方案为单母线分段和双母线接线。 方案一、单母线分段接线：
优点：
1、用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。
2、安全性，可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：
1、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。 2、扩建时需要向两个方向均衡扩建，以保证负荷分配的均匀。 3、当出线回路为双回路时，常使母线出线交叉跨越。 方案二、双母线接线
优点：
1、供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组导线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路母线隔离开关，只停该回路。
2、调度灵活，各个电源和各个回路负荷可任意切换，分配到任意母线上工作，能够灵活地适应系统中各种运行方式调度和系统潮流变化的需要。
3、扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。
4、便于实验，当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。
缺点：
l、增加一组母线和每回路就需增加一组母线隔离开关。
2、当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。
适用范围：
1、6～l0kV配电装置，当短路电流较大，需要加装电抗器。
2、35～63kV，回路总数超过8回，或连接电源较多，回路负荷较大时。
3、ll0～220kV，出线回路在5回及以上时；或当ll0～220kV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。 方案比较：
6
内蒙古工业大学专科毕业设计（论文）
方案二，在操作和调度上有一定的优势，但其增加了一条母线，相对应的高压电器设备也随之增加。使建造费用增多，不经济。且隔离开关的增多容易使误操作机会增加。
方案一相对于方案二，在检修母线隔离开关时造成对用户停电，但此种接线方式，具有使用电器最少，且装置清晰简单，和建造费用低等优点。通过对以上两种方案比较，结合现代科学进步，新型断路器的停电检修周期延长，没有必要考虑停电检修断路器，结合经济建设的需要，在满足要求的前提下，尽可能节约设备的投资故待设计的变电站35kV接线选取方案一，单母线分段接线，即能满足要求。 结论：35kV侧采用单母分段接线。 2.2.3 10kV侧主接线方案选取
根据任务书要求，l0kV侧进出线共计l2回，无电源进线，均为电缆出线，其中一、二类负荷占总最大负荷的50%。据《35kV～ll0kV变电站设计规范》第3.2.5条：当变电站装有两台主变压器时，6～l0kV侧宜采用单母分段接线，线路为l 2回及以上时，也可采用双母线，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。故预选方案为：单母线分段接线和双母线接线。
由于所预选方案在第一节、第二节中均已列出，故在此不再重复。 结论：10kV侧采用单母分段接线。 线路选取总结：
(1) 110kV最终为单母线分段接线，进线2回，出线2回。 (2) 35kV为单母线分段接线，出线4回。 (3) 10kV为单母线分段接线，出线12回。 2.3 中性点接地方式
1) 当本变电站与系统解列后，本站主变110KV中性点应接地，故110KV采用主变中
性点经电动隔离开关直接接地，以便于系统灵活选择接地点。
2) 由于本变电站中压侧（35KV侧）及低压侧出线回路较少，任务书也未提及单相接
地电流，根据《电力工程电气设计手册（电气一次部分）》主变压器中性点接地方式部分（P70）：“6～63KV电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电流大于30A（6～10KV电网），或10A（20～63KV电网）时，中性点应经消弧线圈接地。”
本站35KV及10KV侧采用中性点不接地方式。
2.4 短路电流计算 2.4.1 短路电流计算的目的
a) 电气主接线的比较与选择； b) 选择断路器、隔离开关等电器设备；
c) 评价并确定网络方案，研究限制短路电流措施； d) 为继电保护设计与调供依据；
e) 分析计算送电线路对通讯设施的影响等。
7
内蒙古工业大学专科毕业设计（论文）
2.4.2 短路计算的原则
在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5~10年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，各枢纽点的三相短路电流和单相接地短路电流，并列表供查用。假若短路电流过大，应采取措施将其限制到合理水平。
在工程设计中，短路电流计算均采用实用计算法。所谓实用计算法，是指在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量，而不是用微分方程去求解短路电流的完整表达式。
实用的工程计算通常是不计负荷（即不及短路电流中的正常分量），并认为正常运行时各节点电压均为1，这样可用叠加原理方法中短路电流故障分量的计算步骤得到短路电故障电流，即将系统中所有电源短路接地，化简合并网络求得网络对短路点的等值电抗X，取其倒数即为所求。也可认为各电源点电势均相等且为1，直接将短路点接地，将含源网络向短路点化简，最终求得短路电流。 2.4.3短路电流计算的基本假定
a) 正常工作时，三相系统对称运行； b) 所有电源的电动势相位相同；
c) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
d) 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
e) 除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都忽略不计； f) 元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围； g) 输电线路的电容忽略不计。 2.4.4 短路点的选择及计算
短路点选择一般通过导体和电气设备的参数短路电流为最大的那些点。由于该变电站连接的系统可视为无限大系统，因此，I﹡为计算电抗得倒数，且短路电流周期分量的幅值是恒定不变的，因而有I‘=I∞=It，因此暂态短路电流等于稳态短路电流等于任意时刻周期分量有效值。
对于本次设计的变电站而言，发生短路最严重的地方是330KV、110KV、10KV母线上，根据设计的变电站电气主接线，绘制等值网络图，采用标幺值计算，计算过程见附录A。
短路计算结果如2.3表：
8
内蒙古工业大学专科毕业设计（论文）
表2.3 短路计算结果
短路 短路点 类型 编号 d1 三相 短路 短路点 短路平均 基准电短路电流周期分短路电流短路全电流最 流 量 冲 位置 电压（KV） （KA） 起始有效值（KA） 击值（KA） 大有效值（KA） 110KV母线 d2 35KV母线 37 1 1 7.8 6.2 19.9 15.8 28.5 9.4 115 1 13.2 33.7 19.9 d3 10KV母线 10.5 2.5 无功补偿的意义
2.5.1 补偿装置
无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。 2.5.2 无功补偿装置类型的选择
（1）、无功补偿装置的类型
无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。 目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。
（2）、常用的三种补偿装置的比较及选择
这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。
? 同步调相机：
同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。
装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电站，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。 ? 静止补偿器：
静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且
9
内蒙古工业大学专科毕业设计（论文）
调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。（但此设备造价太高，不在本设计中不宜采用）。 ? 电力电容器：
电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电站母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。
电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。
综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。 2.5.3无功补偿装置容量的确定
依据设计规程规定：按单台主变压器容量的10～30％设置，每台主变10kV侧装设1×3000kVAR并联电容器。 2.5.4 并联电容器装置的分组
(1)、分组原则：
a.并联电容器装置的分组主要有系统专业根据电压波动、负荷变化、谐波含量等因素确定。
b.对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与设备相联接，并与该设备同时投切。
对于110KV—220KV、主变代有载调压装置的变电站，应按有载调压分组，并按电压或功率的要求实行自动投切。
c.终端变电站的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5％。 (2)、分组方式：
a.并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。
b.各种分组方式比较：
? 等差容量分组方式：由于其分组容量之间成等差级数关系，从而使并联电容器装置可
按不同投切方式得到多种容量组合。既可用比等容量分组方式少的分组数目，达到更多种容量组合的要求，从而节约了回路设备数。但会在改变容量组合的操作过程中，会引起无功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较小的分组断路器频繁操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出运行的可能性增加。因而应用范围有限。
? 带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组，当某一并联电容器组
因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器装置退出运行。
10