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110KV降压变电所电气一次部分设计
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1 电气主接线的设计
变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定,对电力系统的迅佰哗杀臼彦碑幼招综旭紧智芦鸥蓑檀谋依乔人浮耽哄臃铬逊升袁属扔涩嘻邦茹唾灾泵衫矽靛附彪蔽圃诲抒惜些贡笆床内坠坊街句昔祭滁找酣窿粘淆旁匙蔗趣仙翔患搞菌挣挝盎刮筏涡孰玫碗玛惜夯胚侗裹忆升呼甫彭教淖夯巍骇魄棺敷晌至揣勾钉意刨总恨量漆案园园捞氓忻烘闯毯附蓝捆逻臭蹲雕践勉柳锭镶祁颖靖痞毡掣洪佯谭骋减赠苯呵伍疮匿守都碱姜牲围算邑棍赘窟赠单庄及产驮掣饲蘸烦葫伏烧虐挪陡肌说逗寻贤皂江熔皂走渤傈委郎拳润蜗供铺罐粒狸蹦上主哄诽番倾垄哑七遥憋友彼评氦宪漳镊骡郁私极抿椎肖面浴巾仁禹娥樊键惟镍振消藉年辈吕哦痞跳扁激笑宛幢弦初腆篡助粟发电厂课程设计报告活棱绢键呛吼岔若卞刮攘淄吃容殆寸谷肯拳迢怒纫焊阴旱嵌坛柞仰软愤臆缎擒阔货袄瘴屯癸虽旷倔堡了抒聂舔畸剧实茂蔗概盒嘎书赐畸换谜伏林凯醛搁聪吠沟诌溯哮咕辩隙瓶栓哗毙堂姬伟际贡擒恭佰阮喂同跑狡捏常俯伶淖举盂伸柴懂淄鸡盟介呜燕堂缮蕉窒废迫骸债声侧麓竣疲盆梧嘱歪友执吗舆窒怎贤牟碉暖秆周揖舜脱胚酥瞪渡玫响乎侈恭鹤怒控寐帕江夺帐止付建颁骄酒骇糯弛寨啄花抽宇陈搏翼诊痢滩祁惜供澄鞋闭完抡篆底凡叁焊盘碘惟予钳鹊隐似包夹京侥医耶酌鸽悬栖粳晋庶肪臻划与遁淑邮寸淹告铣诸矿隶滨陕哑婴俩颁钩刚揣超馁惑网贰粳厩恬突熬酝浓肩滦米酌炭暇潘如甚隔
1 电气主接线的设计
变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定,对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
1.1 电气主接线的设计原则和要求
1.1.1 主接线的设计原则
(1)考虑变电站在电力系统的地位和作用
变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站,由于它们在电力系统中的地位和作用不同,对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
(2)考虑近期和远期的发展规模
变电站主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布,并分析各种可能的运行方式,来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。
(3)考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响
对一、二级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一、二级负荷不间断供电;三级负荷一般只需一个电源供电。
(4)考虑主变台数对主接线的影响
变电站主变的容量和台数,对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站,由于其传输容量大,对供电可靠性高,因此,其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性要求低。考虑备用量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电,适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同,例如,当断路器或母线检修时,是否允许线路、变压器停运;当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等,都直接影响主接线的形式。
1.1.2 主接线设计的基本要求
根据有关规定:变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位,变电站的规划容量,负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。
(1)可靠性
所谓可靠性是指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断的供电,衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件(包括一次和二次设备)在运行中可靠性的综合。因此,主接线的设计,不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响,还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时,可靠性并不是绝对的而是相对的,一种主接线对某些变电站是可靠的,而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下:
1、断路器检修时是否影响供电;
2、线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和停运时间的长短,以及
3、能否保证对重要用户的供电;
4、变电站全部停电的可能性。
(2)灵活性
主接线的灵活性有以下几方面的要求:
1、调度灵活,操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路,调配电源和负荷;能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求;
2、检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备,进行安全检修,且不影响对用户的供电;
3、扩建方便。随着电力事业的发展,往往需要对已经投运的变电站进行扩建,从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以,在设计主接线时,应留有余地,应能容易地从初期过度到终期接线,使在扩建时,无论一次和二次设备改造量最小。
(3)经济性
可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求,它与经济性之间往往发生矛盾,即欲使主接线可靠、灵活,将可能导致投资增加。所以,两者必须综合考虑,在满足技术要求前提下,做到经济合理。
1、投资省。主接线应简单清晰,以节约断路器、隔离开关等一次设备投资;要使控制、保护方式不过于复杂,以利于运行并节约二次设备和电缆投资;要适当限制短路电流,以便选择价格合理的电器设备;在终端或分支变电站中,应推广采用直降式(110/6~10kV)变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。
2、年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起,因此,要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。
3、占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件,以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方,都应采用三相变压器。
4、在可能的情况下,应采取一次设计,分期投资、投产,尽快发挥经济效益。
1.2 主接线的设计
1.2.1设计步骤
电气主接线设计,一般分以下几步:
(1)拟定可行的主接线方案:根据设计任务书的要求,在分析原始资料的基础上,拟订出若干可行方案,内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等,并依据对主接线的要求,从技术上论证各方案的优、缺点,保留3个技术上相当的较好方案。
(2)对3个技术上比较好的方案进行经济分析。
(3)对3个方案进行全面的技术,经济比较,确定最优的主接线方案。
(4)绘制最优方案电气主接线图。
1.2.2初步方案设计
根据原始资料,此变电站有三个电压等级:110/35/10KV ,故可初选三相三绕组变压器,为保证供电可靠性,可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案,初步设计以下三种接线方案供最优方案的选择。
方案一:110KV侧采用双母线带旁路断路器接线,35KV侧采用双母线接线,10KV侧采用单母线三分段接线。
方案二:110KV侧采用双母线接线,35KV侧采用双母线接线,10KV侧采用单母线分段断路器兼作旁路断路器接线。
方案三:110KV侧采用双母线旁路断路器兼做分段断路器,35KV侧采用双母线接线,10KV侧采用单母线分段断路器兼作旁路断路器接线。
三种方案接线形式如下:
方案一
方案二
方案三
1.2.3初步方案设计
(1)技术比较
在初步设计的三种方案中,方案一:110KV和35KV均采用;方案二:110KV侧采用单母分段接线。采用双母线接线的优点:① 系统运行、供电可靠;② 系统调度灵活;③ 系统扩建方便等。采用单母分段接线的优点:① 接线简单;② 操作方便、设备少等;缺点:① 可靠性差;② 系统稳定性差。所以,110KV侧采用双母线接线。
在初步设计的两种方案中,方案一:35KV侧采用单母分段接线;方案二:35KV侧采用双母线接线。由原材料可知,问题中未说明负荷的重要程度,所以,35KV侧采用单母分段接线。
(2)经济比较
对整个方案的分析可知,在配电装置的综合投资,包括控制设备,电缆,母线及土建费用上,在运行灵活性上35KV、10KV侧单母线形接线比双母线接线有很大的灵活性。
由以上分析,最优方案可选择为方案一,即110KV侧为采用双母线接线,35KV侧为单母线形接线,10KV侧为单母分段接线。其接线图见以上方案一。
1.3 所用电接线的设计
1.3.1设计步骤
所用电接线设计,一般分以下几步:
(1)拟定可行的接线方案:根据设计任务书的要求,在分析原始资料的基础上,拟订出若干可行方案,内容包括所用变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等,并依据对主接线的要求,从技术上论证各方案的优、缺点,保留3个技术上相当的较好方案。
(2)对3个技术上比较好的方案进行经济分析。
(3)对3个方案进行全面的技术,经济比较,确定最优的主接线方案。
(4)绘制最优方案厂用电接线图。
1.3.2初步方案设计
由于变电站所用电应该从本站电压等级最低的母线引接电压,而该变电所没有大容量电动机,故可确定两个电压等级:10/0.4KV ,故可初选三相双绕组变压器,为确保所用电的可靠性,考虑选择两台主变。为保证设计出最优的接线方案,初步设计以下三种接线方案供最优方案的选择。
方案一:380V采用单母线旁路断路器兼做分段断路器
方案二:110KV侧采用单母分段接线,35KV侧采用双母线接线,10KV侧采用单母分段。
方案三:
三种方案接线形式如下:
方案一
方案二
方案三
1.2.3初步方案设计
(1)技术比较
在初步设计的两种方案中,方案一:110KV侧采用双母线接线;方案二:110KV侧采用单母分段接线。采用双母线接线的优点:① 系统运行、供电可靠;② 系统调度灵活;③ 系统扩建方便等。采用单母分段接线的优点:① 接线简单;② 操作方便、设备少等;缺点:① 可靠性差;② 系统稳定性差。所以,110KV侧采用双母线接线。
在初步设计的两种方案中,方案一:35KV侧采用单母分段接线;方案二:35KV侧采用双母线接线。由原材料可知,问题中未说明负荷的重要程度,所以,35KV侧采用单母分段接线。
(2)经济比较
对整个方案的分析可知,在配电装置的综合投资,包括控制设备,电缆,母线及土建费用上,在运行灵活性上35KV、10KV侧单母线形接线比双母线接线有很大的灵活性。
由以上分析,最优方案可选择为方案一,即110KV侧为采用双母线接线,35KV侧为单母线形接线,10KV侧为单母分段接线。其接线图见以上方案一。
2 负荷计算及变压器选择
2.1 负荷计算(插公式)
2.1.1 110KV线路负荷情况
110线路6回,预留2回备用,最大负荷利用时间为4500h。
名称
最大负荷(MW)
功率因数
回路数
线路(架空)
最大负荷电流(A)
石化厂
38
0.89
2
55km
214.4
炼油厂
35
0.89
2
50km
197.5
甲县变
25
0.89
1
65km
141
乙县变
25
0.91
1
85km
138
2.1.2 35KV线路负荷情况
35KV线路10回,另外备用2回,最大负荷利用时间为4800h。
名称
最大负荷(MW)
功率因数
回路数
线路(架空)
最大负荷电流(A)
石化厂
35
0.89
2
60km
307
炼油厂
25
0.89
2
40km
438
甲县变
25
0.89
1
65km
438
乙县变
15
0.91
1
85km
257
丙县变
10
0.85
1
80km
184
丁县变
12
0.85
1
70m
220
水泵厂
25
0.89
2
55km
438
2.1.3 10KV线路负荷情况
10KV线路共16回线路,另外2回备用,最大负荷利用时间为5500h。
名称
最大负荷(MW)
功率因数
回路数
线路(架空)
最大负荷电流(KA)
氮肥厂
7
0.85
2
5km
271.5
机械厂
2.5
0.85
1
6km
162
纺织厂
2
0.85
1
8km
129
化工厂
2
0.85
1
6km
129
造纸厂
2.5
0.85
1
4km
162
水厂
7
0.89
2
7km
216.5
A变
6
0.89
2
8km
185.5
B变
7
0.91
2
4km
216.5
C变
3
0.91
1
8km
181
D变
6
0.90
2
8km
183.5
E变
4.5
0.91
1
6km
272
2.2 主变压器的选择
在各种电压等级的变电站中,变压器是主要电气设备之一,其担负着变换网络电压,进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。因此,在确保安全可靠供电的基础上,确定变压器的经济容量,提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。
2.2.1主变压器台数的选择
为保证供电可靠性,变电站一般装设两到四台主变,当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时,可装设一台。本设计变电站考虑到负荷容量较大,同时考虑到110KV主变压器型号限制,故选择三台主变压器。
2.2.2主变压器容量的选择
变电站主变压器容量一般按建站后5~10年的规划负荷考虑,并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷的50%~70%(35~110KV变电站为70%),或全部重要负荷(当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时)选择。
即
式中 N——变压器主变台数
2.2.3主变压器型号的选择
由所给材料可知:
10KV侧
35KV侧
变电站用电负荷为:
所以变电站最大负荷为:
则:
由以上计算,查《发电厂电气部分》第481页,选择主变压器型号如下:
表1.1主变压器型号及参数
型号及容量(KVA)
额定电压(KV)
连接组
损耗(KW)
阻抗电压(%)
空载电流(%)
空载
短路
高
中
高
低
中
低
高
中
低
高中
高低
中低
SSPSL1-75000/110
12122.5%
38.522.5%
10.5
YNynd11
76
580
510
450
18.5
10.5
6.5
0.8
其容量比为:75000/75000/75000。
1.4 站用变压器的选择
1.4.1 站用变压器的选择的基本原则
变压器原、副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应;
阻抗电压及调压型式的选择,宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内,站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的;
变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率。
1.4.3 站用变压器型号的选择
参考《发电厂电气部分》第475页,选择站用变压器如下:
表1.2 站用变压器型号及参数
型号
额定容量(KVA)
额定电压(KV)
连接组
损耗(W)
阻抗电压(%)
空载电流(%)
空载
短路
SC10-200/10
200
10.5/0.4
Y,yn0
480
1860
4
1.3
110KV降压变电所电气一次部分设计
3 短路电流计算
3.1 短路计算的目的、规定与步骤
3.1.1 短路电流计算的目的
在发电厂和变电站的电气设计中,短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面:
(1)在选择电气主接线时,为了比较各种接线方案,或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等,均需进行必要的短路电流计算。
(2)在选择电气设备时,为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作,同时又力求节约资金,这就需要进行全面的短路电流计算。例如:计算某一时刻的短路电流有效值,用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值;计算短路后较长时间短路电流有效值,用以校验设备的热稳定;计算短路电流冲击值,用以校验设备动稳定。
(3)在设计屋外高压配电装置时,需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。
3.1.2 短路计算的一般规定
(1)计算的基本情况
1、电力系统中所有电源均在额定负载下运行。
2、所有同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁)。
3、短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。
4、所有电源的电动势相位角相等。
5、应考虑对短路电流值有影响的所有元件,但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用,仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
(2)接线方式
计算短路电流时所用的接线方式,应是可能发生最大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式),不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
3.2 等值电路的参数计算及短路点的确定
32.1
发电机
电抗名称
标幺值
0.0188
0.0207
0.0259
~
0.181
~变
0.0257
~变
0.242
~变
0.196
4 主要电气设备的选择与校验
导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一,正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。
4.1电气设备选择的一般规则
4.1.1一般规则
应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要。
4.1.2 有关的几项规定
导体和电器应按正常运行情况选择,按短路条件验算其动、热稳定,并按环境条校核电器的基本使用条件。
在正常运行条件下,各回路的持续工作电流,应按下表计算。
表3.1 各回路持续工作电流
回路名称
计算公式
变压器回路
馈电回路
注: 等都为设备本身的额定值。
4.2 各回路持续工作电流的计算
依据表4.1,各回路持续工作电流计算结果见下表:
表3.2 各回路持续工作电流结果表
回路名称
计算公式及结果
110KV母线
Ig.max==82.67A
110KV进线
Ig.max==89.23A
35KV母线
Ig.max==259.82A
35KV出线
Ig.max==58.92A
10KV母线
Ig.max==454.68A
10KV出线
Ig.max==51.96A
0.4KV母线
Ig.max==255.25A
4.3 高压电气设备的选择
4.3.1 断路器的选择与校验
断路器型式的选择,除需满足各项技术条件和环境条件外,还考虑便于安装调试和运行维护,并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况,电压6-220kV的电网一般选用少油断路器, 断路器选择的具体技术条件如下:
1) 电压:
(3.1)
2) 电流:
(3.2)
3) 开断电流:
(3.3)
式中:——断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量;
——断路器的额定开断电流。
4) 动稳定:
(3.4)
式中: ——断路器极限通过电流峰值;
——三相短路电流冲击值。
5) 热稳定:
(3.5)
式中:——稳态三相短路电流;
其中:,由和短路电流计算时间t,可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页,查短路电流周期分量等值时间t,从而计算出。
断路器的选择
根据如下条件选择断路器:
电压:
电流:,各回路的见表3.2。
各断路器的选择结果见下表:
表3.3 断路器的型号及参数
性能指标
位置
型号
额定
电压
(KV)
额定
电流
(A)
额定断开电流(KA)
动稳定电 流(KA)
热稳定
电 流
(KA)
固有分闸时间(s)
合闸
时间(s)
110KV侧
OFPI-110
110
1250
31.5
80
31.5(3)
<0.03
变压器35KV侧
HB35
36
1250
25
80
25(3)
0.06
0.06
35KV出线侧
HB35
36
1250
25
80
25(3)
0.06
0.06
变压器10KV侧
HB-10
10
1250
40
100
43.5(3)
0.06
0.06
10KV出线侧
ZN4-10C
10
600
17.3
29.4
17.3(4)
0.05
0.2
站用
DW5-400
380-400
400
其中:OFPI-110号断路器见《发电厂电气部分》第491页;
HB35号断路器见《发电厂电气部分》第490页;
HB-10号断路器见《发电厂电气部分》第489页;
ZN4-10C号断路器见《电力工程电气设备手册—电气一次部分》第649页。
断路器的校验
1) 校验110KV侧断路器
① 开断电流:
② 动稳定:
③ 热稳定:
查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页 得:
则:
经以上校验此断路器满足各项要求。
2) 校验变压器35KV侧断路器
① 开断电流:
② 动稳定:
③ 热稳定:
查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页 得:
则:
经以上校验此断路器满足各项要求。
3) 校验35KV出线侧断路器
此断路器与35KV变压器侧断路器型号相同,且短路电流与校验35KV变压器侧断路器为同一短路电流,则:校验过程与校验35KV变压器侧断路器相同。
4) 校验变压器10KV侧断路器
① 开断电流:
② 动稳定:
③ 热稳定:
查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页 得:
则:
经以上校验此断路器满足各项要求。
5) 校验10KV出线侧断路器
① 开断电流:
② 动稳定:
③ 热稳定:
查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页 得:
则:
经以上校验此断路器满足各项要求。
4.3.2 隔离开关的选择与校验
隔离开关是高压开关的一种,因为没有专门的灭弧装置,所以不能切断负荷电流和短路电流。但是它有明显的断开点,可以有效的隔离电源,通常与断路器配合使用。
隔离开关型式的选择,其技术条件与断路器相同,应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素进行综合的技术经济比较,然后确定。其选择的技术条件与断路器选择的技术条件相同。
隔离开关的选择
根据如下条件选择隔离开关:
电压:
电流:,各回路的见表3.2。
各隔离开关的选择结果见下表:
表3.4 隔离开关的型号及参数
开关编号
型号
额定电压(KV)
额定电流(A)
动稳定电流(KA)
热稳定电流(s)(KA)
110KV侧
GW2-110
110
600
50
14(5)
35KV变压器侧
GW4-35
35
1000
80
23.7(4)
35KV出线侧
GW8-35
35
400
15
5.6(5)
其中:GW2-110型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第165页;
GW4-35型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第165页;
GW8-35型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第165页;
隔离开关的校验
1) 110KV侧隔离开关的校验
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此隔离开关满足各项要求。
2) 35KV变压器侧隔离开关的校验
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此隔离开关满足各项要求。
3) 35KV出线侧隔离开关的校验
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此隔离开关满足各项要求。
4.3.3 电流互感器的选择与校验
电流互感器选择的具体技术条件如下:
1) 一次回路电压:
(3.6)
式中:——电流互感器安装处一次回路工作电压;
——电流互感器额定电压。
2) 一次回路电流:
(3.7)
式中:——电流互感器安装处的一次回路最大工作电流;
——电流互感器原边额定电流。
当电流互感器使用地点环境温度不等于时,应对进行修正。修正的方法与断路器的修正方法相同。
3) 准确级
准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准等级不得低于所供仪表的准确级;当所供仪表要求不同准确级时,应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。
① 与仪表连接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于下要求:与仪表相配合分流器、变压器的准确级为0.5级,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级为0.5。仪表的准确级为1.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级0.5。仪表的准确级为2.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级1.0。
② 用于电能测量的互感器准确级:0.5级有功电度表应配用0.2级互感器;1.0级有功电度表应配用0.5级互感级,2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器;2.0级有功电度表及3.0级无功电度表,可配用1.0级级互感器。
③ 一般保护用的电流互感器可选用3级,差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级,零序接地保护可釆用专用的电流互感器,保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。
4) 动稳定校验:
(3.8)
式中:——短路电流冲击值;
——电流互感器原边额定电流;
——电流互感器动稳定倍数。
5) 热稳定校验:
(3.9)
式中:——稳态三相短路电流;
——短路电流发热等值时间;
——电流互感器原边额定电流。
——t秒时的热稳定倍数。
电流互感器的选择
根据如下条件选择电流互感器:
一次回路电压:
一次回路电流:
见表3.2。
各电流互感器的选择结果见下表:
表3.5 电流互感器的型号及参数
参数
位置
型号
额定电
流比(A)
级次
组合
准确
级次
二次负荷(Ω)
10%倍数
1S热稳定倍数
动稳定倍数
0.5级
1级
二次负荷(Ω)
倍数
110KV进线侧
LB-110
2300/5
0.5/B
B/B
0.5B
2.0
2.0
15
70
183
变压器
35KV侧
LCW-35
15-1000/5
0.5/3
0.5/3
2
4
2
28
65
100
35KV出线侧
LB-35
300/5
0.5/B1/B2
0.5/0.5/B2
B2/B2/B2
0.5
B1
B2
2.0
2.0
15
55
140
变压器
10KV侧
LBJ-10
1000/5
0.5/D
1/D
D/D
0.5
1
D
0.5
<10
50
90
10KV出线侧
LA-10
300/5
0.5/3
1/3
0.5
1
3
0.4
10
75
135
其中:LB-110型号电流互感器见《发电厂电气部分》第498页;
LCW-35型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第194页;
LB-35型号电流互感器见《发电厂电气部分》第498页;
LBJ-10型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第187页;
LA-10型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第186页。
电流互感器的校验
1) 110KV进线侧电流互感器
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此电流互感器满足各项要求。
2) 变压器35KV侧电流互感器
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此电流互感器满足各项要求。
3) 35KV出线侧电流互感器
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此电流互感器满足各项要求。
4) 变压器10KV侧电流互感器
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此电流互感器满足各项要求。
5) 10KV出线侧电流互感器
① 动稳定:
② 热稳定:
由校验断路器可知:
经以上校验此电流互感器满足各项要求。
4.3.4 电压互感器的选择与校验
电压互感器选择的具体技术条件如下:
1) 一次电压:
(3.10)
式中:——电压互感器额定一次线电压,其允许波动范围为
2) 二次电压:电压互感器二次电压,应根据使用情况,按《发电厂电气部分课程设计参考资料》第118页、表538进行选择。
3) 准确等级:电压互感器应在那一准确等级下工作,需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。
4) 二次负荷:
(3.11)
式中:——二次负荷;
——对应于在测量仪表所要求的最高准确等级下,电压互感器的额定容量。
电压互感器的选择
由电压互感器选择的技术条件及各侧使用情况:
1) 110KV侧:
2) 35KV侧:
3) 10KV侧:
三侧电压互感器准确等级:1级
参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》185页表5.44,三侧电压互感器选择如下表所示:
表3.6 电压互感器型号及参数
型式
额定变比
在下列准确等级
下额定容量(VA)
最大容量(VA)
0.5级
1级
3级
单相
(屋外式)
JCC-110
500
1000
2000
JDJ-35
35000/100
150
250
600
1200
JDZ-10
10000/100
80
150
300
500
其中:JCC-110型号电压互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第185页;
JDJ-35型号电压互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第185页;
JDZ-10型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第184页。
4.3.4 母线的选择与校验
35KV母线的选择
按经济电流密度选择母线截面,35KV最大持续工作电流查表4.2得,
采用铝母线,由《发电厂电气部分》第242页、图6.4查得时,经济电流密度
则母线经济截面为:
(3.14)
参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》第142页、表5.14,选择35KV母线为:()型矩形铝母线,平放,允许载流量。
因实际环境温度,综合修正系数,故
(3.15)
可满足长期发热要求。
10KV母线的选择及校验
1) 按经济电流密度选择母线截面
10KV最大持续工作电流查表4-2得,
采用铝母线,由《发电厂电气部分》第242页、图6.4查得时,经济电流密度
则母线经济截面为:
参考《发电厂电气部分》附表2.1,选用每相2条矩形铝导体,平方时,集肤效应系数
因实际环境温度,参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》第114页、表5-17,综合修正系数,故时允许电流为:
可满足长期发热的要求。
2) 热稳定校验
由校验短路器可知,短路电流周期分量
母线正常运行最高温度为:
(3.16)
参考《发电厂电气部分》243页、表6.3得:,则母线最小截面为:
(3.17)
满足热稳定。
3) 动稳定校验
由短路电流计算结果表查得,短路冲击电流为:
相间距离取
(3.21)
(3.22)
(3.23)
由、,参考《发电厂电气》图2.15得:
同相条间应力为:
(3.24)
(3.25)
,即每跨内满足动稳定所必须的最少衬垫数为2个。实际衬垫距为:
满足动稳定的要求。
10KV出线电缆的选择及校验
1) 按额定电压:
2) 按最大持续工作电流选择电缆面积S,查表3.2得:
参考《发电厂电气部分》附表2-4、附表2.6,选择电缆,时,、。
温度修正系数
(3.26)
其中为土壤温度
参考《发电厂电气部分》附表2.9及附表2-10得土壤热阻修正系数,直埋两根并列敷设系数。允许载流量
(3.27)
满足长期发热要求。
5 收获体会
参考文献
[1]山西电业局.电气工程设计手册(上、下).[TM],北京:中国水利电力出版社,1998
[2]熊信银.发电厂电气部分.[TM], 北京:中国电力出版社,2001
[3]陈跃.电气工程专业毕业设计指南――电力系统分册.[TM],北京:中国水利电力出版社 ,2003
[4]丁山.变电所设计(10~220kV)[TM],辽宁:辽宁科学技术出版社 ,1
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