沈阳工程学院毕业设计
2.占地面积小
主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。 3.电能损失小
经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。
4.3 主接线的选择
因本次设计为60/10kV电压等级的二次变电所，可分为60kV侧主接线与10kV侧主接线。
4.3.1 60kV侧主接线
60kV侧主接线共有两种备选方案：单元接线和内桥接线。
1.单元接线
(1)优点：接线简单，开关设备少，不需高压配电装置，且操作简便。 (2)缺点：当线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时，线路停运。 (3)适用范围：只有一台变压器和一回线路时。 2.内桥接线
(1)优点：在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简单。 (2)缺点：而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电，并且操作复杂。
(3)适用范围：适用于小容量变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高情况。
4.3.2 10kV侧主接线
10kV侧主接线共有两种备选方案：单母线分段和双母线接线。
1.单母线分段
(1)优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电。
(2)缺点：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。当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。
(3)适用范围：
①6～10kV配电装置出线回路数为6回及以上。 ②35～60kV配电装置出线回路数为4-8回。
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环北二次降压变电所电气部分初步设计
2.双母线接线
双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。
(1)优点：
①供电可靠性。通过两组母线隔离开关的倒换操作，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；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。
②调度灵活。各个电源和回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
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。
④便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。
(2)缺点：
增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关，投资增大；当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。
(3)适用范围：
当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。各级电压采用如下：
①6～10kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。
②35～60kV配电装置，当出线回路数超过8回数时；或连接的电源较多、负荷较大时。
4.3.4 主接线方式的确定
据上述各种母线的接线方式的论述，结合本次变电所的实际情况和负荷分配情况，本次设计的变电所60kV侧选择内桥接线方式，而10kV侧选择单母线分段的接线方式。
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第5章 短路电流计算
5.1 短路计算概述
计算短路电流的目的是用于电气主接线的选择；导线及电气设备的选择，确定中性点接地方式；计算软导线的短路摇摆；验算接地装置的接触电压和跨步电压；选择继电保护装置和进行整定计算。
供电系统的设计和运行中，不仅要考虑到正常工作状态，而且还需考虑到可能发生的短路故障以及正常运行情况。多年运行经验表明，供电系统的故障，大多数是由短路引起的，短路故障的基本类型有四种：三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路。
三相短路时，由于短路回路的三相电流基本相等。因此，三相电流和电压仍是对称的，故又称为对称短路，其他类型的短路均为不对称短路。统计资料表明，在大接地电流系统中，以单相接地故障最多；小接地电流系统中，主要是相间短路故障。
发生短路故障后，将会造成以下后果：
1.电流可能达到该回路额定电流的几倍甚至几十倍。短路电流的热效应可能导致导体发热甚至融化；使电气设备绝缘过热而被烧坏。
2.短路将使网络电压下降，严重时影响电机、照明、生产和家用电器等电气设备正常运行，甚至破坏发电机的并列运行，造成系统解列和电压崩溃，导致大面积停电。
3.巨大的短路电流将在电气设备中产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏。
4.巨大的短路电流将周围空间产生较强的电磁场，尤其是不对称短路所产生的不平衡交变磁场，对周围的通讯网络、信号系统、晶闸管触发系统及自控系统产生干扰。
正因为短路故障对电力系统可能造成极其严重的后果，所以一方面采取限制短路电流的措施；另一方面要正确选择电气设备载流导体和继电保护装置，以防止故障的扩大，保证电力系统的安全运行。只有正确计算出各种网络结构不同短路点的短路电流才能正确地选择各种电气设备，并对继电保护进行整定。
5.2 短路计算条件
5.2.1 电气系统短路电流计算条件
基本假定：
1.正常工作时三相系统对称运行； 2.所有电源的电动势相位角相同；
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环北二次降压变电所电气部分初步设计
3.系统中的同号和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡 流及导体肌肤效应等影响，转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差120°电角度；
4.电力系统中个元件的磁路不饱和，既有铁芯的电器社别电抗值不随电流 大小发生变化；
5.电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50％负荷接在高压母线 上，50％负荷接在系统侧；
6.不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； 7.短路发生在电流为最大值是瞬间；
8.除计算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 都略去不计
9.元件的计算参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围； 10.输电线路的电容略去不计。
5.2.2 一般规定
1.验算倒替和电器动稳定，热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划发展。
确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
2.选择导体和电器用的短路电流，在电器连接网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。
3.选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算电路点，应选择在正常接线方式短路电流的最大的地点。
4.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，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地系统短路较三相短路严重时，应按严重情况计算。
5.2.3 限制措施
1.力系统可以采取的限制短路电流的措施：
(1)提高电路系统的电压等级； (2)采用直流输电方式；
(3)在电力系统的主网加强联系后，将次级电网解列运行； (4)在允许的范围内，增大系统的零序阻抗。 2.变电所可以采取的限流措施： (1)变压器分列运行；
(2)在变压器回路中装设分裂电抗器； (3)采用低压侧为分绕组的变压器；
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(4)出线上装设电抗器。
5.3 短路过程分析
5.3.1 由“无限大容量系统”供电的三相短路电流
所谓“无限大容量系统”仅为一个相对概念。当电源的容量足够大时，其等 值内阻抗就很小，此时若在电源外部发生短路，则整个短路中各个元件的等值阻抗，将此电源的内阻大的多，因而电源母线上的电压变化很小，实际计算时甚至可以认为没有变化，既认为是一个恒压源，这种电源就称为无限大容量电源。
1.三相短路电源的变化规律 三相短路后，在短路暂态过程中，短路电流等于它的周期分量和非周期分量的瞬间值之和，短路电流的非周期分量是随时间按指数规律衰减的。当非周期分量为零时，短路既进入稳态过程，此时稳态短路电流的大小不再变化，这是这种系统短路的显著特点。
2.三相短路冲击电流
三相短路电流的最大瞬时值出现在短路发生后约半个周波左右，它不仅与周期分量的幅值有关，也与非周期分量的起始值有关，最严重的短路情况下，三相短路电流的最大瞬时值称为冲击电流ich
ich?2KchI\ （5-1）
式中： Kch =1+e-td 短路电流冲击系数 I”——短路电流周期分量的有效值 一般: Kch=1.8 ich=2.55I” 3.三相短路冲击电流有效值Ich
Ich?I\1?2(Kch?1)2 （5-2）
一般： Kch=1.8 Ich=1.52I”
5.3.2 由“有限容量系统”供电时的三相短路电流
假如向短路点输送短路电流的电源容量较小，或者短路点离电源较近，在这种情况下称为有限容量系统供电的短路，在此条件下，电源电压的变化并非恒定不变，短路电源周期分量的幅值随电源电压的变化而改变，短路的暂态过程更为复杂，因此，前文所述无限容量系统短路过程的分析和计算方法，已不全适用，此时必须考虑同步发电机在突然短路时的电磁暂态过程。
5.4 短路电流的计算方法
电力系统短路电流的计算方法通常有三种，即标幺值法、短路容量法（又称MVA法）和有名单位制法（又称欧姆法），高压系统中，一般采用标幺值法。
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