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设备选型B: 断路器及隔离开关的选择
发电机容量为25MW、、。已知发电机出口短路电流值为,,,发电机主保护时间,后备保护时间,配电装置内最高室温为+45℃。试选择发电机出口断路器及回路的隔离开关。
解:发电机最大持续工作电流
根据发电机回路的U、I及断路器安装在屋内的要求,查附表可知,可选SN10-10Ⅲ/2000型少油断路器,固有分闸时间t燃弧时间t均为0.06秒。
短路热稳定计算时间为
t=t+t+t=3.9+0.06+0.06=4.02(s)
由于t>1s,不计算非周期热效应。短路电流的热效应Q等于周期分量热效,即 Q=
短路开断时间
t=t+t=0.05+0.06=0.11s>0.1s,故用I校验I
冲击电流
如列表列出断路器、隔离开关的有关参数,并与计算数据进行比较。由表可见,所选SN10-Ⅲ/2000隔离开关合格。
断路器、隔离开关选择结果
计算数据
SN10-Ⅲ/2000型断路器
GN2-10/2000隔离开关
10kV
1698.1A
28.5kA
76.665kA
Q
76.665kA
10kA
2000A
43.3kA
130kA
43.3×4=7499 ]
130kA
10kA
2000A
—
—
51×5=13005
85kA
双母线分段的可靠性和灵活性进一步提高,可以在一段母线故障时,维持其它3/4部分的正常运行。而且每个元件可以在两段母线之间切换。缺点是增加了母联和旁路开关,系统复杂,特别是母线的差动保护十分繁琐。
为了减小母线故障的停电范围,可以采用双母线分段接线。
双母线接线
优点:供电可靠,调度灵活,扩建方便,便于设计。 缺点:增加了一组母线,每一回路增加一组母线隔离开关,增加了投资,操作复杂,占地面积增加。
为了减小母线故障的停电范围,本设计方案采用双母线分段接线。两台发电机通过双母线分段接线方式与电力系统的110kV电压级相连,向电力系统输送电能。
双母线分段接线比双母线接线的可靠性更高。当一段工作母线发生故障后,在继电保护的作用下,分段断路器先自动跳开,而后将故障母线所连的电源回路的断路器跳开,该母线所连的出线回路停电;随后,将故障母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线,即可恢复供电。这样,只是部分短时停电,而不必全部短期停电。母线可以互为备用, 有较高的灵活性和可靠性。由于灵活性很强,双母线分段的接线方式便于扩建、便于设计。
本次设计中由于双母线分段接线比双母线接线多增加了一组母线,每一回路增加一组母线隔离开关,增加了投资,操作复杂,占地面积增加。但是提高了系统的可靠和安全性能。
根据该电厂发电机组机端电压10.5kV,选择6kV电压级座位高压厂的厂用电电压等级是合理的。6kV厂用电系统与3kV厂用电系统相比,不仅节省有色金属及费用,而且短路电流也较小。
选用6KV厂用电电压等级多采用中性点经高阻接地方式。6kV不设置公用负荷母线段,将全厂的公用负荷分别接在厂用电高压母线Ⅰ、母线Ⅱ和母线Ⅲ上,并且通过T10变压器形成一个备用段母线,通过隔离开关与断路器将其他三段母线与备用段相连,作为一个检修或故障时的备用容量。这样的接线方式可以充分的分别满足公用负荷,在检修时也不影响其他的设备正常运行。
该厂的厂用电压分为两段,高压为6KV,低压为380/220kV。
厂用电低压母线也厂用电高压母线的分布大致相同,没有设全厂低压公用厂母线。这样体现了可靠性与灵活性,同时可以获得较高的经济效益(因为高压电动机制动容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格昂贵、空载和负载损耗均较大,效率较低,在满足技术要求的前提下,优先考虑采用较低的电压等级)。
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