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文檔簡介
1、<p><b> 前 言</b></p><p> 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分,它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行,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。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié),電氣主接線直接影響運行的可靠性、靈活性,它的擬定直接關系著全廠(所)電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定,是變電站電氣部分投資大
2、小的決定性因素。</p><p> 本次設計為110kV變電站初步設計,分為說明書、計算書兩部分,所設計的內容力求概念清楚,層次分明。本文是在東北電力大學教授XXX的指導下完成的,在撰寫的過程中,得到老師和同事的大力協(xié)助和建議,在此致以衷心的感謝。</p><p> 由于時間所限,設計書難免存在不足之處,敬請各位老師批評指正并提出寶貴意見。</p><p>
3、某降壓變電所電氣設計</p><p><b> 原始資料:</b></p><p> 為滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)負荷日益增長的需要,提高對用戶供電的可靠性和電能質量,根據系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃,擬建設一座110/35/10kV的區(qū)域性降壓變電所,設計原始資料要求如下:</p><p> 一、電壓等級:110/35/10kV</p><p>
4、 二、設計容量:擬設計安裝兩臺主變壓器。</p><p> 三、進出線及負荷情況:</p><p> 1、110kV側,110kV側進出線4回,其中兩回為電源進線,每回最大負荷50000KVA,功率因數為0.85,一回停運后,另一回最大可輸送100000KVA負荷;另2回為出線,本期擬建設一回,留一回作為備用出線間隔,出線正常時每回最大功率為35000kVA,最小為25000kVA,
5、功率因數為0.85,最大負荷利用時間為4200h。</p><p> 2、35kV側出線4回,每回最大負荷12000KVA,無電源進線。負荷功率因數為0.8,最大負荷利用小時為4000h,一類負荷占最大負荷的20%,二類負荷占20%,其余為三類負荷。</p><p> 3、l0kV側,l0kV側出線共計14回,其中2回為站用變出線,無電源進線,為電纜出線,每回負荷1600kVA,負荷功
6、率因數為0.8左右,最大負荷利用小時數為5000h以上,其中一、二類負占總最大負荷的50%。</p><p><b> 四、環(huán)境條件</b></p><p> 當地最高氣溫40攝氏度,最低氣溫-25攝氏度,最熱月份平均溫度23.3攝氏度,變電所所處海拔高度700m。污穢程度中級。</p><p> 五、所用電主要負荷表</p>
7、<p><b> 設計任務:</b></p><p> 1、主接線方案設計論證,并選擇主變壓器臺數及容量。</p><p> 2、所用電接線設計,并確定所用變壓器臺數及容量。</p><p><b> 3、短路電流計算。</b></p><p> 4、選擇主要電氣設備。<
8、;/p><p> 5、保護及儀表規(guī)劃。</p><p><b> 6、防雷規(guī)劃。</b></p><p><b> 設計參考資料:</b></p><p> 1、《電力工程電氣設計手冊》1、2冊</p><p> 2、《電力工程電氣設備手冊》</p>&l
9、t;p> 3、《35~ll0kV變電所設計規(guī)范》</p><p> 4、《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》</p><p> 5、《電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程》</p><p><b> 電氣主接線設計</b></p><p> 電氣主接線是變電站設計的首要任務,也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案
10、的確定對電力系統(tǒng)及變電所運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關,并對電器設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此,主接線的設計必須正確處理好各方面的關系,全面分析論證,通過技術經濟比較,確定變電所主接線的最佳方案。</p><p> 變電所主接線設計的基本要求:</p><p> 1、保證必要的供電可靠性、要充分考慮一次設備和二次設備的故障率及其對供電的影響。&l
11、t;/p><p> 2、具有調度靈活,操作方便,能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊方式下的調整要求。</p><p> 3、主接線應力求簡單清晰,盡量節(jié)約一次設備的投資,節(jié)約占地面積,減少電能損失,即具有經濟性。</p><p> 4、應能容易地從初期過度到最終接線,并在擴建過度時,一次和二次設備所需的改造最小,即具有發(fā)展和擴建的可能性。</p><
12、p> 變電所主接線設計原則:</p><p> 1、變電所的高壓側接線,應盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式,在滿足繼電保護的要求下,也可以在地區(qū)線路上采用分支接線,但在系統(tǒng)主干網上不得采用分支界線。</p><p> 2、在35~60kV配電裝置中,當線路為3回及以上時,一般采用單母線或單母線分段接線,若連接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū),可采用雙母線接線。
13、</p><p> 3、6~10kV配電裝置中,線路回路數不超過5回時,一般采用單母線接線方式,線路在6回及以上時,采用單母分段接線,當短路電流較大,出線回路較多,功率較大時,可采用雙母線接線。</p><p> 4、110~220kV配電裝置中,線路在4回以上時一般采用雙母線接線。</p><p> 5、當采用SF6等性能可靠、檢修周期長的斷路器以及更換迅速
14、的手車式斷路器時,均可不設旁路設施。</p><p> 總之,以設計原始材料及設計要求為依據,以有關技術規(guī)范、規(guī)程為標準,結合具體工作的特點,準確的基礎資料,全面分析,做到既有先進技術,又要經濟實用。</p><p> 110kV側主接線方案選取</p><p> 據任務書要求,ll0kV側進出線共4回,本設計提出兩種方案進行經濟和技術比較。根據《35kV~l
15、l0kV變電所設計規(guī)范》第3.2.3條和第3.2.4條:110kV線路超過2回時,宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線,在采用單母線、分段單母線或雙母線的35~ll0kV主接線中,當不容許停電檢修斷路器時,可設置旁路母線和旁路隔離開關。故預選方案為:單母線分段接線和單母線接線。</p><p> 方案一、單母線分段接線:</p><p><b> 優(yōu)點:</b>
16、;</p><p> 1、用斷路器把母線分段后,對重要負荷可以從不同段引出兩個回路,提供雙回路供電。</p><p> 2、安全性,可靠性高。當一段母線發(fā)生故障,分段斷路器自動將故障段切除,保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。</p><p><b> 缺點:</b></p><p> 1、一段母線或母線
17、隔離開關故障或檢修時,該段母線的回路都要在檢修期間停電。</p><p> 2、擴建時需要向兩個方向均衡擴建,以保證負荷分配的均勻。</p><p> 3、當出線回路為雙回路時,常使母線出線交叉跨越。</p><p><b> 適用范圍:</b></p><p> 1、6~10KV配電裝置出線回路數為6回及以上時
18、。</p><p> 2、35~63KV配電裝置出線回路數為4~8回時。</p><p> 3、110KV~220KV配電裝置出線回路數為3~4時。</p><p><b> 方案二、單母線接線</b></p><p> 優(yōu)點:接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。</p>&
19、lt;p> 缺點:不夠靈活可靠,任一組件(母線及隔離開關等)故障或檢修,均需要使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關分段,但當一段母線故障時,全部回路仍需短時停電,在用隔離開關將故障的母線分段后才能恢復非故障段的供電。</p><p> 方案比較:方案二的接線方式,靈活性和可靠性太低,一條線路有故障所有設備均要停電,影響供電可靠性,因此可以排除。故接線方案為單母線分段接線。</p><
20、;p> 結論:110kV側采用單母分段接線。</p><p> 第二節(jié) 35kV側主接線方案選取</p><p> 根據任務書要求,35kV側進出線共4回,一類負荷占最大負荷的20%,二類負荷占20%,其余為三類負荷。且本變電站處于中度污染地區(qū)。同樣本設計提出兩種方案進行經濟和技術比較。根據前述變電所主接線設計原則:2、在35~60kV配電裝置中,當線路為3回及以上時,一般采
21、用單母線或單母線分段接線,若連接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū),可采用雙母線接線。故本預選方案為單母線分段和雙母線接線。</p><p> 方案一、單母線分段接線:</p><p><b> 優(yōu)點:</b></p><p> 1、用斷路器把母線分段后,對重要負荷可以從不同段引出兩個回路,提供雙回路供電。</p>
22、<p> 2、安全性,可靠性高。當一段母線發(fā)生故障,分段斷路器自動將故障段切除,保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。</p><p><b> 缺點:</b></p><p> 1、當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時,該段母線的回路都要在檢修期間停電。</p><p> 2、擴建時需要向兩個方向均衡擴建,以保證負荷分
23、配的均勻。</p><p> 3、當出線回路為雙回路時,常使母線出線交叉跨越。</p><p><b> 方案二、雙母線接線</b></p><p><b> 優(yōu)點:</b></p><p> 1、供電可靠,通過兩組母線隔離開關的倒換操作,可以輪流檢修一組導線而不致使供電中斷,一組母線故障后
24、,能迅速恢復供電,檢修任一回路母線隔離開關,只停該回路。</p><p> 2、調度靈活,各個電源和各個回路負荷可任意切換,分配到任意母線上工作,能夠靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和系統(tǒng)潮流變化的需要。</p><p> 3、擴建方便,向雙母線的左右任何一個方向擴建,均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配,不會引起原有回路的停電。當有雙回架空線路時,可以順序布置,以致連接不同的母線時,
25、不會如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。</p><p> 4、便于實驗,當個別回路需要單獨進行實驗時,可將該回路分開,單獨接至一組母線上。</p><p><b> 缺點:</b></p><p> l、增加一組母線和每回路就需增加一組母線隔離開關。</p><p> 2、當母線故障或檢修時,隔離開關作為倒換操作
26、電器,容易誤操作。為了避免隔離開關誤操作,需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。</p><p><b> 適用范圍:</b></p><p> 1、6~l0kV配電裝置,當短路電流較大,需要加裝電抗器。</p><p> 2、35~63kV,回路總數超過8回,或連接電源較多,回路負荷較大時。</p><p>
27、3、ll0~220kV,出線回路在5回及以上時;或當ll0~220kV配電裝置,在系統(tǒng)中居重要地位,出線回路數為4回及以上時。</p><p><b> 方案比較:</b></p><p> 方案二,在操作和調度上有一定的優(yōu)勢,但其增加了一條母線,相對應的高壓電器設備也隨之增加。使建造費用增多,不經濟。且隔離開關的增多容易使誤操作機會增加。</p>
28、<p> 方案一相對于方案二,在檢修母線隔離開關時造成對用戶停電,但此種接線方式,具有使用電器最少,且裝置清晰簡單,和建造費用低等優(yōu)點。通過對以上兩種方案比較,結合現(xiàn)代科學進步,新型斷路器的停電檢修周期延長,沒有必要考慮停電檢修斷路器,結合經濟建設的需要,在滿足要求的前提下,盡可能節(jié)約設備的投資故待設計的變電所35kV接線選取方案一,單母線分段接線,即能滿足要求。</p><p> 結論:35kV側
29、采用單母分段接線。</p><p> 第三節(jié) 10kV側主接線方案選取</p><p> 根據任務書要求,l0kV側進出線共計l4回,無電源進線,均為電纜出線,其中一、二類負荷占總最大負荷的50%。據《35kV~ll0kV變電所設計規(guī)范》第3.2.5條:當變電所裝有兩臺主變壓器時,6~l0kV側宜采用單母分段接線,線路為l 2回及以上時,也可采用雙母線,當不允許停電檢修斷路器時,可設置
30、旁路設施。故預選方案為:單母線分段接線和雙母線接線。</p><p> 由于所預選方案在第一節(jié)、第二節(jié)中均已列出,故在此不再重復。</p><p> 結論:10kV側采用單母分段接線。</p><p> 第二章 變壓器的選擇 </p><p> 主變壓器的選擇主要包括變壓器的容量、變壓器的臺數、變壓器的形式、繞組連接方式、變壓
31、器的調壓方式和對變壓器的阻抗選擇。以下分別根據本次設計進行詳細的闡述。</p><p> 1、主變壓器容量和臺數的確定:</p><p> 主變壓器的容量一般按變電所建成5~l O年的規(guī)劃負荷選取,并適當的考慮到遠期10~20年的負荷發(fā)展。再者,可根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所,應考慮當一臺主變故障或檢修停運時,其余主變容量在計及過負荷能
32、力后的允許時間內,應能保證用戶的一級和二級負荷,一般性變電所,應能保證全部負荷的60%。</p><p><b> 根據設計任務:</b></p><p> S=S35KV+S10kV</p><p> ?。?×12000+12×1600</p><p> =67200 (kVA)</p&
33、gt;<p> 主變壓器的臺數,對于大城市郊區(qū)的一次變電所,在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下,變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。故選擇兩臺40000 kVA主變壓器。</p><p> 2、主變壓器型式的確定:</p><p> 變壓器采用三相或單相,主要考慮變壓器的制造條件、可靠性及運輸條件等因素,在不受運輸條件限制時,330kV及以下的變電所均應選用三相變壓器,對具有三種
34、電壓的變電所,如果通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上時,采用三繞組變壓器,本變電所變壓器各側繞組的功率均已達到了總容量的15%,故選三相三繞組變壓器。</p><p> 3、繞組連接方式確定:</p><p> 變壓器繞的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致,否則,不能并列運行,電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形和三角形,如何組合要根據具體工程來確定,我國ll0kV及以
35、上電壓變壓器繞組都采用Y0連接,35kV采用Y連接,35kV以下電壓等級、變壓器繞組都采用△連接,所以本變電所主變壓器繞組連接方式為Y0/Y/△。</p><p> 4、調壓方式的選擇:</p><p> 普通型的變壓器調壓范圍很小,僅為±5%而且當調壓要求的變化趨勢與實際相反(如逆調壓)時,僅靠調整普通變壓器的分接頭就無法滿足要求,有載調壓它的調整范圍較大,一般在15%以上
36、,而且,既要向系統(tǒng)傳輸功率,又可能從系統(tǒng)倒送功率,要求母線電壓恒定保證供電質量的情況下,有載調壓變壓器可以實現(xiàn)。因此選用有載調壓變壓器。</p><p> 5、主變壓器阻抗的選擇:</p><p> 對于三繞組變壓器目前在制造上有兩種基本的組合方式,即“升壓結構”和“降壓結構”?!吧龎盒汀钡睦@組排列順序為自鐵芯向外依次為中、低、高,所以變壓器中壓側阻抗最大。“降壓型”的繞組排列順序為自
37、鐵芯向外依次為低、中、高,所以高、低壓側阻抗最大。</p><p> 根據以上綜合比較,所選主變壓器的特性數據如下:</p><p> 形式:SFSZL7—40000/ll0;各側容量比為:100/l00/50</p><p> 連接組別號:YN,yn0,d11</p><p> 調壓范圍為:高壓 ll0±8×1.
38、25% kV</p><p> 中壓 38.5±2×2.5% kV</p><p> 低壓 10.5 kV</p><p> 阻抗電壓為:高—中:10.5</p><p><b> 高—低:17.5</b></p><p><b> 中—低:6.5</
39、b></p><p> 結構形式為:降壓結構</p><p> 空載損耗(kW):60.2</p><p> 負載損耗(kW):210 </p><p> 空載電流(%):1.3</p><p> X* 為:高:0.2459</p><p><b> 中:-0.006
40、8</b></p><p><b> 低:0.1688</b></p><p> 6、所用電接線設計和所用變壓器的選擇</p><p> 變電所的所用電是變電所的重要負荷,因此,在所用電設計時應按照運行可靠、檢修和維護方便的要求,考慮變電所發(fā)展規(guī)劃,妥善解決分期建設引起的問題,積極慎重地采用經過鑒定的新技術和新設備,使設計達到
41、經濟合理,技術先進,保證變電所安全,經濟的運行。</p><p><b> 所用變臺數的確定:</b></p><p> 一般變電所裝設一臺所用變壓器,對于樞紐變電所、裝有兩臺以上主變壓器的變電所中應裝設兩臺容量相等的所用變壓器,互為備用,如果能從變電所外引入一個可靠的低壓備用電源時,也可裝設一臺所用變壓器。根據如上規(guī)定,本變電所選用兩臺容量相等的所用變壓器。&l
42、t;/p><p><b> 所用變的容量確定:</b></p><p> 所用變壓器的容量應按所用負荷選擇。計算負荷可按照下列公式近似計算:</p><p> S=照明負荷+其余負荷×0.85(kVA)</p><p> 所用變壓器的容量:Se≥S=0.85∑P十P照明(kVA)</p>&l
43、t;p> 根據任務書給出的所用負荷計算:</p><p> S=0.85(30+6.5+0.15×32+2.7×3+13+0.96)+20+l6</p><p> =89.856 (kVA)</p><p> 根據容量選擇所用電變壓器如下:</p><p> 型號:SL7—100/l0;容量為:100(kV
44、A)</p><p> 連接組別號:Y,yn0</p><p> 調壓范圍為:高壓:±5%</p><p> 阻抗電壓為(%):4</p><p> 結構形式為:降壓結構</p><p> 空載損耗(W):320</p><p> 負載損耗(W):2000</p>
45、;<p> 空載電流(%):2.3</p><p> 7、所用電接線方式:</p><p> 一般有重要負荷的大型變電所,380/220V系統(tǒng)采用單母線分段接線,兩臺所用變壓器各接一段母線,正常運行情況下可分列運行,分段開關設有自動投入裝置。每臺所用變壓器應能擔負本段負荷的正常供電,在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時,工作著的所用變壓器還能擔負另一段母線上的重要負荷,以
46、保證變電所正常運行。</p><p> 所用電接線圖如下所示:</p><p><b> 短路計算</b></p><p> 第一節(jié) 計算短路電流的一般規(guī)定:</p><p> 1、驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流,應按本工程設計規(guī)劃容量計算,并考慮電力系統(tǒng)5~l0年的遠景發(fā)展規(guī)劃。
47、</p><p> 確定短路電流時,應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,而不應按僅在切換過程中可能并列運行的按線方式。</p><p> 2、選擇導體和電器用的短路電流,在電氣連接的網絡中,應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償放電電流的影響。</p><p> 3、選擇導體和電器時,對不帶電抗器回路的計算短路點,應選擇在正常接線方式時短路電流為最
48、大的點;對帶電抗器6~l0kV出線,選擇母線到母線隔離開關之間的引線、套管時,短路計算點應取在電抗器之前、其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。</p><p> 4、電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流,一般按三相短路電流計算。</p><p> 若中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時,則應按嚴重的計算。</p><
49、p> 根據設計的變電站電氣主接線,繪制等值網絡圖,采用標幺值計算,取Sj=100MVA ; Uj=UP 。</p><p> 第二節(jié) 等值電路圖及其各元件電抗計算</p><p> 為了計算不同短路點的短路電流值,需要將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的等值網絡,常常采用的方法有:網絡等值變換、利用網絡的對稱性簡化、并聯(lián)電源支路的合并和分布系數法四種。</p>
50、<p> 根據本次設計所選主接線方式和長期運行方式(兩臺主變壓器并聯(lián)運行),對網絡圖進行簡化。</p><p> 繪制網絡等值電路如下:</p><p> 線路電抗的計算:已知線路為雙回線,全線總長55Km,線路參數為xl=0.4Ω/Km。</p><p> XL =(0.455)/2 = 11Ω</p><p> XL
51、*=XL Sj/Uj2 =11100/1152=0.083</p><p><b> 變壓器電抗的計算:</b></p><p> X*=Ud1% Sj/l00 Sje</p><p> 根據所選主變壓器型號,查表得:</p><p><b> 阻抗電壓分別為:</b></p>
52、<p> Us1%=10.75 Us2%=-0.25 U3%=6.75</p><p> 所用變壓器短路阻抗為:Us%=4</p><p><b> 阻抗的標么值:</b></p><p> Xl*=Us1% Sj/100 Sje</p><p> ?。?10.75×l00)/(
53、100×40)</p><p><b> =0.27</b></p><p> X2*=Us2% Sj/l00 Sje</p><p> =(-0.25×100)/(100×40)</p><p><b> =-0.00625</b></p>&l
54、t;p><b> ≈0</b></p><p> X3*=Us3% Sj/l00 Sje</p><p> ?。?6.75×100)/(100×40)</p><p><b> =0.17</b></p><p> X =Us% Sj/l00 Sje</p&g
55、t;<p> =(4×l00)/(100×0.1)</p><p><b> ?。?0</b></p><p> 由于是本次設計是兩臺變壓器并聯(lián)運行,所以:</p><p> X*l=0.27/2=0.135</p><p><b> X*2=0</b>&l
56、t;/p><p> X*3=0.17/2=0.085</p><p> X*4=40/2=20</p><p> 第三節(jié) 短路電流的計算</p><p> 為選擇ll0kV—35kV—l0kV配電裝置的電器和導體,需計算在最大運行方式下流過電氣設備的短路電流,共選3個短路點,即:d1、d2、d3,如圖。因為設計任務書巳給出系統(tǒng)為無限大容
57、量,S=∞、t?!誸任意時間,故不考慮短路電流周期分量的衰減,所以只算It0時刻短路電流周期分量的起始值。</p><p> 系統(tǒng)為無限大容量,選Sj=100MVA</p><p> 1、在dl點處發(fā)生短路時:取UP=ll5kV</p><p><b> 等值電路如圖:</b></p><p> 系統(tǒng)轉移阻抗:X
58、d1*=XL*=0.083</p><p><b> Ij=Sj/Up</b></p><p> ?。?00/(×ll5)</p><p><b> ?。?.502</b></p><p><b> 短路電流標么值:</b></p><p>
59、; Id1*=l/Xd1*</p><p><b> =1/0.083</b></p><p><b> ?。?2.05</b></p><p><b> 短路電流有名值:</b></p><p> Id1=Id1* Sj/Up</p><p>
60、 ?。?12.05×l00)/(×115)</p><p><b> ?。?.44(KA)</b></p><p><b> 短路電流沖擊值:</b></p><p> ich=2.55 Id1</p><p> ?。?.55× 6.44</p>&l
61、t;p> ?。?6.422(KA)</p><p><b> 全電流最大有效值:</b></p><p> Ich=1.52 I d1</p><p><b> ?。?2×6.44</b></p><p><b> =9.79(KA)</b></p&
62、gt;<p><b> 短路容量:</b></p><p> S d1= Up ·I d1</p><p> ?。?#215;115× 6.44</p><p> =1282.72(MVA)</p><p> 2、在d2點處發(fā)生短路時:取Up=37kV</p>&l
63、t;p><b> d2點的轉移阻抗:</b></p><p> Xd2*=XL* + X1* + X2* </p><p> =0.083 + 0.135 + 0</p><p><b> = 0.218</b></p><p><b> Ij=Sj/Up</b>
64、;</p><p> ?。?00/(×37)</p><p><b> =1.56</b></p><p><b> 短路電流標么值:</b></p><p> Id2*=l/Xd2*</p><p><b> ?。?/0.218</b>
65、</p><p><b> ?。?.59</b></p><p><b> 短路電流有名值:</b></p><p> Id2=Id2* Sj/Up</p><p> ?。?4.59×l00)/( ×37)</p><p><b> ?。?.
66、16(KA)</b></p><p><b> 短路電流沖擊值:</b></p><p> ich=2.55 Id2=18.26(KA)</p><p><b> 全電流最大有效值:</b></p><p> Ich=1.52 I d2=10.88(KA)</p>
67、<p><b> 短路容量:</b></p><p> S d2= Up ·I d2</p><p> ?。?#215;37× 7.16 </p><p> = 458.85(MVA)</p><p> 3、在d3點處發(fā)生短路時:取Up=10.5kV</p><p
68、><b> d3點的轉移阻抗:</b></p><p> Xd3*=XL* + X1* + X3* </p><p> =0.083+0.135+0.085</p><p><b> =0.303</b></p><p><b> 基準值:</b></p&
69、gt;<p> Ij =Sj/Up</p><p> ?。?00/(×10.7)</p><p><b> ?。?.499</b></p><p><b> 短路電流標幺值:</b></p><p> Id3*=l/Xd3*</p><p>&
70、lt;b> ?。?/0.303</b></p><p><b> ?。?.3</b></p><p><b> 短路電流有名值:</b></p><p> Id3=Id3* Sj/Up</p><p> =(3..3×l00)/( ×10.5)</p
71、><p> ?。?8.15(KA)</p><p><b> 短路電流沖擊值:</b></p><p> ich=2.55 Id3=46.28(KA)</p><p><b> 全電流最大有效值:</b></p><p> Ich=1.52 I d3=27.588(KA)
72、</p><p><b> 短路容量:</b></p><p> S d3= Up ·I d3</p><p> ?。?#215;10.5× 18.15</p><p> =330.09(MVA)</p><p><b> 第四節(jié) 數據統(tǒng)計</b>
73、;</p><p> 依據上面計算的結果,統(tǒng)計如下:</p><p><b> 第四章 設備選型</b></p><p> 第一節(jié) 載流導體的選擇</p><p><b> 一、選擇的原則</b></p><p><b> 選擇的一般原則:</b
74、></p><p> 應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求,并考慮遠景發(fā)展;</p><p> 應與整個工程的建設標準協(xié)調一致,盡量使新老電器型號一致;</p><p> 為了選擇導線時應盡量減少器種;</p><p> 所選導體和電器力求技術先進、安全適用、經濟合理、貫穿以鋁銅、節(jié)約占地等國策。選用新產品應積極慎重,
75、新產品應有可靠的試驗數據,并經主管部門鑒定合格。</p><p> 在選擇導體和電器時,應按正常工作條件進行選擇選擇,并按短路情況校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。以滿足正常運行、檢修和短路情況下的要求。</p><p> 驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流,按本工程的設計容量計算,并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃,按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行計算。</p&g
76、t;<p> 所選的導體和電器應按當地的氣溫、風速、覆冰、海拔等環(huán)境條件校核電器的基本使用條件。</p><p> 二、回路工作電流計算和載流導體的選擇</p><p> 本次載流導體設計包含兩部分:軟導體、硬導體。對于ll0kV、35kV側的主母線和相對應的變壓器引線及所有出線均選用軟導體,對于l0kV側的主母線和相對應的變壓器引線選用硬導體。下面分別進行選?。?lt
77、;/p><p> (一)主母線及引接線的選擇</p><p> 1、110kV側主母線:</p><p> 對于ll0KV側主母線按照發(fā)熱選取,本次設計的110kV側的電源進線為兩回,每回最大可輸送50000kVA負荷,最大持續(xù)工作電流按最大負荷算:</p><p> 110KV側主母線:</p><p> Ig
78、max=1.05Ie</p><p> ?。?.05S/× Ue</p><p> ?。?1.05×100000)/(×110)</p><p> ?。?51.11(A)</p><p> 查設備手冊表選擇LGJ—240/30鋼芯鋁絞線,在最高允許溫度70度的長期載流量為655A,滿足最大工作電流的要求。校驗不
79、作要求,故在此不作校驗。</p><p> 2、ll0kV側主變壓器引接線:</p><p> 110kV側主變壓器引接線按主變壓器的持續(xù)工作電流計算選取。</p><p> ll0KV側主變壓器回路:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05 S/× Ue</p><p> ?。?1.0
80、5×40000)/(×110)</p><p> ?。?20.44(A)</p><p> 查設備手冊表選擇LGJ—240/30鋼芯鋁絞線,在最高允許溫度70度的長期載流量為655A,滿足最大工作電流的要求。校驗不作要求,故在此不作校驗。</p><p> 3、35kV側主母線和主變壓器引接線:</p><p> 對
81、于35kV側主母線按照發(fā)熱選取,本次設計的35kV側出線4回,每回最大負荷12000KVA,主變壓器的容量為40000kVA,所以最大持續(xù)工作電流按最大負荷主變壓器的持續(xù)工作電流計算:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/×Ue</p><p> ?。?1.05×40000)/(×35)</p><p> ?。?9
82、2.82(A) </p><p> 查設備手冊表選擇LGJ—300/25鋼芯鋁絞線,在最高允許溫度70度的長期載流量為754A,對于35KV側主母線和主變壓器引線都滿足最大工作電流的要求。校驗不作要求,故在此不作校驗。</p><p> 4、l0kV側母線和主變壓器引接線:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/×Ue</p&
83、gt;<p> ?。?1.05×40000/2)/(×10)</p><p> ?。?212.44(A) </p><p> 查設備手冊表選擇80×10單片矩形鋁母平放,平放時長期允許載流量為1411A。</p><p> 按d3點的短路條件校驗:</p><p><b> 熱穩(wěn)定:
84、 </b></p><p> Qk:為短路熱量 C:為熱穩(wěn)定系數 Qk =Qp+Qnp </p><p> Tk=保護時間+全分閘時間</p><p><b> ?。?.5+0.1</b></p><p><b> =1.6S</b></p><p>
85、; Qp=Tk×(I"2+l 0It/22+It2)/l2</p><p> =1.6× (18.152+l0×18.152+18.152)/l2</p><p> ?。?27.076(kA2 S)</p><p> Qnp=I"2×T 查表得: T=0.05</p>&l
86、t;p> Qnp=18.152×0.05</p><p> ?。?6.471(kA2 S)</p><p> Qk=Qp+Qnp </p><p> =527.076+16.471</p><p> ?。?43.547(kA2 S)</p><p> 查表取70℃時,C=87計算Smin:(
87、Ks=1.05)</p><p> Smin=/C=27.46 mm2</p><p> 所選矩形母線80×10=800 mm2,故滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p><b> 動穩(wěn)定的校驗:</b></p><p> 取支持跨距:L=1m ,相間距離:a=50cm=0.5m,震動系數:β=1</p
88、><p><b> 截面系數:</b></p><p><b> W=bh2/6</b></p><p> ?。?0×10-3×(80×10-3) 2 /6</p><p> =10.666×10-6m3</p><p><b&
89、gt; 導體所受電動力:</b></p><p> Fmax=FB=1.73×10-7lich2/a</p><p> =1.73×10-7×1×462802/0.5</p><p> =741.08 (N)</p><p> 導體所受的最大彎距:</p><p
90、> M=?ph l2/10</p><p> =741.08×12/10</p><p> =74.108 (Nm)</p><p><b> 導體最大相間應力:</b></p><p><b> σph=M/W</b></p><p> =74.
91、108/(10.666×10-6)</p><p> =6.95×106(Pa)</p><p> 硬鋁的最大允許應力ρmax=70×106 (pa),故能滿足要求。</p><p><b> ?。ǘ┏鼍€的選擇</b></p><p> 除配電裝置的匯流母線以外,對于全年負荷利用小時
92、數較大,母線較長(長度超過20米),傳輸容量較大的回路,均應按經濟電流密度選擇導體截面,按S=I/?進行計算。</p><p> 當無合適規(guī)格的導體時,導體截面可小于經濟電流密度的計算截面。</p><p> 1、ll0KV側出線:</p><p> 110kV側的出線按主變壓器的持續(xù)工作電流計算,按經濟電流密度進行選取。</p><p&g
93、t; Igmax=1.05Ie=1.05S/× Ue</p><p> ?。?1.05×35000)/(×110)</p><p> =192.89(A) </p><p> Tmax=4200, 查表得:鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為:J=1.18A/mm2</p><p> S=I gmax /J=19
94、2.89/1.18=163.47(mm2)</p><p> 查設備手冊表選擇LGJ—185/10型鋼芯鋁絞線,在最高允許溫度70度的長期允許載流量為539A,滿足最大工作電流的要求。校驗不作要求,故在此不作校驗。</p><p> 2、35KV側出線:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/× Ue</p><
95、p> =(1.05×12000)/(×35)</p><p> ?。?07.85(A)</p><p> Tmax=4000, 查表得:鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為:J=1.24A/mm2</p><p> Sj=I gmax /J=207.85/1.24=144.67(mm2)</p><p> 查設備手冊
96、表選擇LGJ—185/10鋼芯鋁合金絞線,在最高允許溫度70度的長期允許載流量為539A,滿足最大工作電流的要求。校驗不作要求,故在此不作校驗。</p><p> 3、l0KV側出線:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/× Ue</p><p> ?。?1.05×1600)/(×10)</p>&
97、lt;p><b> ?。?6.99(A)</b></p><p> Tmax=4200, 查表得:鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為:J=1.06A/mm2</p><p> S=I gmax /J=96.99/1.06=91.5(mm2)</p><p> 查設備手冊表選擇LGJ—95/15鋼芯鋁絞線,在最高允許溫度70度的長期允許載流
98、量為357A,滿足最大工作電流的要求。校驗不作要求,故在此不作校驗。</p><p> 第二節(jié) 斷路器的選擇</p><p> 根據原水電部《導體和電器選擇設計技術規(guī)程》(SDGJ14-86)對主電路中的所有導體和電器進行選擇和校驗。選擇斷路器的形式時,除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外,還考慮了便于安裝調試和運行維護等方面。 </p><p> 1、ll0k
99、V側斷路器的選擇:</p><p><b> d1點的短路參數:</b></p><p> ich=16.422(kA); I"=I∞=6.44(kA)</p><p><b> Ue=ll0KV</b></p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/×Ue&l
100、t;/p><p> ?。?1.05×100000)/(×ll0)=551.11(A)</p><p> 查設備手冊試選LW35—l26型六氟化硫斷路器。</p><p> LW35—l26型六氟化硫斷路器參數如下:</p><p> 額定電壓:Ue=l26kV , 額定電流:Ie=3l50A</p>
101、<p> 三秒熱穩(wěn)定電流:Irw3``=40kA ,額定短路開斷電流:Ikd=31.5 kA</p><p> 額定峰值耐受電流:Imax=Idw=l00kA , 額定短路關合電流:100kA</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗:</b></p><p> Igmax=551.11(A)<Ie</p><
102、;p> ich=16.422 (kA)<idw=l00(kA)</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p> 熱穩(wěn)定校驗: Qd=Qz十Qf</p><p> T=保護時間+全分閘時間=0.5+0.1=0.6 s</p><p> Qz=T×(I"2+l0I t
103、/22+I t2)/l2</p><p> ?。?.6×(6.442+l 0×6.442十6.442)/l2=24.88(KA2·S)</p><p> Qf=I"2×T 查表得:T=0.05</p><p> Qf=6.442×0.05=2.07(kA2·S)</p>
104、<p> Qd=24.88+2.07=26.95 (kA2·S)</p><p> Q承受=Irw2×Trw</p><p> ?。?02×3=4800 (kA2·S)</p><p> Q承受>Qd 熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p> 所以,所選斷路器滿足要求。</p>
105、<p> 3、35kV側斷路器的選擇:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/×Ue</p><p> ?。?1.05×40000)/(×35)=692.82(A)</p><p><b> d2點的短路參數:</b></p><p> ich=18.
106、26 (kA) , I"=I∞=7.16 (kA) , Ue=35kV</p><p> 查設備手冊試選ZW7—40.5/1600-25型斷路器。</p><p> ZW7—40.5型斷路器參數如下:</p><p> 額定電壓:Ue=40.5kV 額定電流:Ie=1600A</p><p> 四秒熱穩(wěn)定電
107、流(有效值):Irw3``=25 kA </p><p> 額定峰值耐受電流:Imax=Idw=63kA </p><p><b> 動穩(wěn)定校驗:</b></p><p> Igmax=692.82(A)<Ie</p><p> ich=18.26 (kA)<idw=63(kA)</p>&
108、lt;p><b> 動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b> 熱穩(wěn)定校驗:</b></p><p><b> Qd=Qz+Qf</b></p><p> T=保護時間+全分閘時間=1+0.1=1.1s</p><p> Qz=T×(I&quo
109、t;2+l0I t/22+I t2)/l2</p><p> =1.1×(7.162+l 0×7.162+7.162)/l2=56.39(kA2·S)</p><p> Qf=I"2×T 查表得:T=0.05</p><p> Qf=7.162×0.05=2.56(kA2·S)&l
110、t;/p><p> Qd=56.39+2.56=58.95 (kA2·S)</p><p> Q承受=Irw2×Trw</p><p> =252×4=2500(kA2·S)</p><p> Q承受>Qd 熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p> 所選斷路器滿足要求。
111、</p><p> 4、l0kV主變側斷路器的選擇:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/×Ue</p><p> ?。?1.05×40000/2)/( ×l0)=1212.44(A)</p><p><b> d3點的短路參數:</b></p>&l
112、t;p> ich=46.28(kA); I"=I∞=18.15 (kA) Ue=l0kV</p><p> 由于l0kV選用為戶內成套設備,根據廠家提供的型號,選空氣絕緣金屬鎧裝移開式KYN28型開關柜。</p><p> 斷路器型號為ZN63A-12/T1250A-31.5</p><p><b> 其參數如下: <
113、;/b></p><p> 額定電壓:Ue=l2kV 額定電流:Ie=l250A</p><p> 四秒熱穩(wěn)定電流:Irw4``=31.5kA 額定短路開斷電流:Ikd=31.5kA</p><p> 額定峰值耐受電流:Imax=Idw=80kA 額定短路關合電流:80kA</p><p><b> 動
114、穩(wěn)定校驗:</b></p><p> Igmax=1212.44(A)<Ie</p><p> ich=46.28(kA)<idw=80(kA)</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b> 熱穩(wěn)定校驗:</b></p><p&
115、gt;<b> Qd=Qz+Qf</b></p><p> T=保護時間+全分閘時間=1.9+0.1=2s</p><p> Qz=T×(I"2+l0I t/22+I t2)/l2</p><p> ?。?×(18.152+l0×18.152+18.152)/l2=658.85(kA2·S
116、)</p><p> Qf=I"2×T 查表得:T=0.05</p><p> Qf=18.152×0.05=16.47(kA2·S)</p><p> Qd=658.85+16.47=675.32 (kA2·S)</p><p> Q承受=Irw2×Trw</p&
117、gt;<p> ?。?1.52×4=3969(kA2·S)</p><p> Q承受>Qd 熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p> 所選斷路器滿足要求。</p><p> 5、l0kV側出線斷路器的選擇:</p><p> Igmax=1.05Ie=1.05S/×Ue</p>&
118、lt;p> ?。?1.05×l600)/( ×l0)=96.99(A)</p><p><b> d3點的短路參數:</b></p><p> ich=46.28(kA); I"=I∞=18.15 (kA) Ue=l0Kv</p><p> 與上同樣,選空氣絕緣金屬鎧裝移開式KYN28型開關柜。&l
119、t;/p><p> 斷路器型號為ZN63A-12/T630A-20</p><p><b> 其參數如下: </b></p><p> 額定電壓:Ue=l2kV 額定電流:Ie=630A</p><p> 四秒熱穩(wěn)定電流:Irw4``=20kA 額定短路開斷電流:Ikd=20kA</p>
120、<p> 額定峰值耐受電流:Imax=Idw=50kA 額定短路關合電流:50kA</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗:</b></p><p> Igmax=96.99(A)<Ie</p><p> ich=46.28(kA)<idw=50(kA)</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗
121、合格。</b></p><p><b> 熱穩(wěn)定校驗:</b></p><p><b> Qd=Qz+Qf</b></p><p> T=保護時間+全分閘時間=1.9+0.1=2 s</p><p> Qz=T×(I"2+l0I t/22+I t2)/l2&l
122、t;/p><p> =2×(17.352+l0×l7.352+l7.352)/12=602.05</p><p> Qf=I"2×T 查表得:T=0.05</p><p> Qf=l7.352×0.05=15.05</p><p> Qd=602.05+15.05=6l7.1(kA
123、2·S)</p><p> Q承受=Irw2×Trw=202×4=l600(kA2·S)</p><p> Q承受>Qd 熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p> 所選斷路器滿足要求。</p><p> 斷路器選取結果如下表:</p><p><b>
124、斷路器選取結果表</b></p><p><b> 隔離開關的選擇</b></p><p> 1、l10kV側隔離開關的選擇:</p><p> Ue=ll0kV Igmax=551.11(A)</p><p> 查設備手冊試選GW7—ll0型隔離開關,參數如下:</p&g
125、t;<p> 額定電壓:Ue=ll0kV 額定電流:Ie=600A</p><p> 動穩(wěn)定電流: Idw=55kA 5s熱穩(wěn)定電流:14kA</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗:</b></p><p> Igmax=551.11(A)<Ie</p><p> ich=16.42
126、2(kA)<idw=55(kA)</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b> 熱穩(wěn)定校驗:</b></p><p> Qd=24.88+2.07=26.95 (kA2·S)</p><p> Q承受=Irw2×Trw</p>
127、<p> ?。絣42×5=980 (kA2·S)</p><p> Q承受>Qd 熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p> 所選隔離開關滿足要求。</p><p> 2、主變中性點隔離開關選取中性點專用型號:GW8—110G(W)型</p><p> 主要參數: 額定電壓:Ue=l10kV 額定電流:
128、 Ie=400A</p><p> 動穩(wěn)定電流:Idw=15.5kA 10s熱穩(wěn)定電流:4.2 kA </p><p> 3、35KV等級下的隔離開關的選擇:</p><p><b> 參數:</b></p><p> ich=18.26 (kA), I"=I∞=7.16 (kA), Ue=35k
129、V , Igmax=692.82(A)</p><p> 查設備手冊試選GW14—35(D)型隔離開關,參數如下:</p><p> 額定電壓:Ue=35kV 額定電流:Ie=1250A</p><p> 動穩(wěn)定電流: Idw=63kA 2s熱穩(wěn)定電流:25kA</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗:<
130、/b></p><p> Igmax=692.82(A)<Ie</p><p> ich=18.26(kA)<idw=63(kA)</p><p><b> 動穩(wěn)定校驗合格。</b></p><p><b> 熱穩(wěn)定校驗:</b></p><p> Qd=56
131、.39+2.56=58.95 (kA2·S)</p><p> Q承受=Irw2×Trw</p><p> ?。?52×2=1250 (kA2·S)</p><p> Q承受>Qd 熱穩(wěn)定校驗合格。</p><p> 所選隔離開關滿足要求。</p><p><
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