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正文內(nèi)容

連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-07-10 18:47 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 線接線 如圖 單母線接線方式所示。 :接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 :不夠靈活可靠,任一元件故障和檢修,均需使整個(gè)配電裝置停電。雖然可用隔離開關(guān)分段,但當(dāng)一段母線故障時(shí),全部回路仍需短時(shí)停電。 :一般適用一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變的以下三種情況: ( 1) 610kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回。 ( 2) 3560kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回。 單母線分段 如圖 單母線分段接線方式所示。 : 用斷路器把母線分段后,對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路,有兩個(gè)電源供電;當(dāng)一段母線 發(fā)生故障,分段斷路器自動(dòng)將故障段切除,保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì) 12 圖 單母線接線方式與單母分段線接線方式 : ( 1)當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí),該段母線的回路都要在檢修期間停電。 ( 2)當(dāng)出線為雙回路時(shí),常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。 ( 3)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 : ( 1) 610kv 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上。 ( 2) 3560kv 配電裝置出線回 圖 內(nèi)橋與外橋接線方式 圖 內(nèi)橋接線與外橋接線方式 內(nèi)橋接線 : 如圖所示 內(nèi)橋接線方式。 內(nèi)橋接線的特點(diǎn):線路的投資和切除比較方便,變壓器的投入和切除比較復(fù)雜,所以內(nèi)橋接線使用與較長(zhǎng)線路和變壓器不需要經(jīng)常切換的場(chǎng)合。 外橋接線: 如圖所示 外橋接線方式。 外僑接線特點(diǎn):它適用于線路較短和變壓器需經(jīng)常切換的場(chǎng)合,此外,當(dāng)兩條線路間有穿越功率時(shí),也應(yīng)采用外僑接線,因?yàn)檫@時(shí)的穿越功率 僅通過橋斷路器,而且還要通過二組成線路斷路器,其中任一臺(tái)斷路器檢修或故障時(shí),都將影響穿越功率的傳送。 母線接線方式的選擇 據(jù)上述各種母線的接線方式的論述,結(jié)合本次變電所的實(shí)際情況和負(fù)荷分配情況,本次設(shè)計(jì)的變電所 60kv 選擇內(nèi)橋接線方式, 10kv 母線選擇單母線分段的接線方式。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì) 13 6 短路電流的計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 本設(shè)計(jì)中計(jì)算短路電流的目的主要是載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 短路計(jì)算條件和原則 1. 正常工作時(shí),三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 2. 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。 3. 系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī),不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)的影響;轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱;定子三相繞組空間位置相差 1200 電氣角度。 4. 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和,即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 5. 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行,其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上, 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。 6. 同步發(fā)電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置。 7. 短路發(fā)生在短路電流最大值的瞬間。 8. 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 9. 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外,元件的電阻都略去不計(jì)。 10. 元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值,不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 11. 輸電線路的電容略去不計(jì)。 12. 用概率統(tǒng)計(jì)法指定短路電流運(yùn)算曲線。 一般規(guī)定 、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流,應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算,并考慮電力系統(tǒng) 的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(一般為本期工程建成后 5—10 年)。確定短路電流時(shí),應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 2.選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋 作用的異步電動(dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì) 14 ,對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn),應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)帶電抗器的 6—10kv 出線與廠用分支線回路,除母線與母線隔離開關(guān)之間閣板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外,其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算 短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。 、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流,一按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)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(yán)重時(shí),則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 計(jì)算步驟 ,線路電容,各元件電阻。 。 4. 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。 。 。 容量。 。 短路過程分析 由 “無限大容量系統(tǒng) ”供電的三相短路電流 所謂 “無限大容量系統(tǒng) ”僅為一個(gè)相對(duì)概念。當(dāng)電源的容量足夠大時(shí),其等值內(nèi)阻抗就很小,此時(shí)若在電源外部發(fā)生短路,則整個(gè)短路中各個(gè)元件的等值阻抗將比電源的內(nèi)阻大的多,因而電源母線上的電壓變化很小,實(shí)際計(jì)算時(shí)甚至可以認(rèn)為沒有變化,既認(rèn)為是一個(gè)恒壓源,這種電源就稱為無限大容量電源。 三相短路后,在短路暫態(tài)過程中,短路電流等于它的周期分量和非周期分量的瞬間值之和,短路電流 的非周期分量是隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減的。當(dāng)非周期分量為零時(shí),短路既進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過程,此時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流的大小不再變化,這是這種系統(tǒng)短路的顯著特點(diǎn)。 id 三相短路電流的最大瞬時(shí)值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個(gè)周波左右,它不僅與周期分量的幅值有關(guān),也與非周期分量的起始值有關(guān),最嚴(yán)重的短路情況下,三相短路電流的最大瞬時(shí)值稱為沖擊電流 ich。 I? 式( ) 式中: Kch =1+etd 短路電流沖擊系數(shù)。 I——短路電流周期分量的有效值。 一般 :高壓電網(wǎng): ? ? 式( ) 連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì) 15 低壓電網(wǎng): ? ? ich 式( ) 短路 電流的計(jì)算方法 電力系統(tǒng)短路電流的計(jì)算方法通常有三種,即標(biāo)么值法、短路容量法(又稱 MVA 法)和有名單位制法(又稱歐姆法),高壓系統(tǒng)中,一般采用標(biāo)幺值法。 標(biāo)么值法的基本原理: 標(biāo)么值又稱為相對(duì)單位制,它是各個(gè)物理量的實(shí)際值與基準(zhǔn)值的比值(系數(shù)或百分比) 采用標(biāo)幺制,首要的問題是確定基準(zhǔn)值: : 在短路電流的實(shí)際計(jì)算中,為了方便常選取 100MVA 或 10000MVA 作為視在功率基準(zhǔn)值,選用某電壓等級(jí)的平均額定電壓作為電壓的基準(zhǔn)值。 所謂線路平均額定電壓,系指線路始端最大額定電壓與線路末端最小額定電壓 的平均值。 表 線路額定電壓與平均額定電壓 額定電壓 NU ( kv) 10 35 60 110 154 220 平均額定電壓 NU ( kv) 37 63 115 162 230 若取 100dS MVA? ,可列出不同基準(zhǔn)電壓 Ud 下的基準(zhǔn)電流 Id,與基準(zhǔn)電抗 Xd 值。 常用基準(zhǔn)值見表 表 基準(zhǔn)電壓值參照表 基準(zhǔn)電 Ud(kv) 37 63 115 162 230 基準(zhǔn) 電 Id(KA) 基準(zhǔn)電 Xd(Ω) 132 262 529 2. 標(biāo)么值 標(biāo)么值的定義: 容量標(biāo)么值: S* = S/Sd 式( ) 電壓標(biāo)么值: U* =U/Ud 式( ) 電流標(biāo)么值: I*=I*Id=I* 3 Ud*Sd 式( ) 額定標(biāo)么值:在電氣設(shè)備(如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及電動(dòng)機(jī)等)的技術(shù)數(shù)據(jù)中,往往給出以其自身額定參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。 容量的額定標(biāo)么值: S*=S/SN 式( ) 電壓的額定標(biāo)么值: UN*=U/UN 式( ) 電抗的額定標(biāo)么值: X*=X/XN=X*SN/U2N 式( ) 連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì) 16 電流的額定標(biāo)么值: I*=I/IN= 3 UNI/SN 式( ) 100BS MVA? ,基準(zhǔn)電壓 B avUU? 計(jì)算 用公式: 發(fā)電機(jī)的電抗:*39。39。100 BG NSxx S?? 式( ) 變壓器的電抗: * %100KBT NUSx S?? 式( ) 線路的電抗: * 1 Bl NSx xlS?? 式 ( ) 標(biāo)么值轉(zhuǎn)化為有名值:* 23 B avSII U?? ?或* 23 N avSII U?? ? 式( ) 連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì) 17 7 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 高壓電氣選擇的一般要求、設(shè)計(jì)原則及技術(shù)條件 一般要求 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣部分設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。如何正確地選擇電氣設(shè)備,將直接影響到電氣主接線和配電裝置的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此在進(jìn)行設(shè)備的選擇時(shí),必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,在保證安全、可靠的前提下,力爭(zhēng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行方便和留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地,以滿足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。 設(shè)計(jì)原則 照正常工作條件進(jìn)行選擇,按照短路條件進(jìn)行校驗(yàn)。 應(yīng)滿足正常工作條件下的電壓和電流的要求; 應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求; 應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境條件要求; 應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì); 對(duì)電流互感器的選擇應(yīng)計(jì)及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級(jí)別; 選用的新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù),并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下,選 用未經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品時(shí),應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 技術(shù)條件 選擇的高壓電器應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過流的情況下,保持正常運(yùn)行。 (1)長(zhǎng)期工作條件: 電壓:選用的電器額定電壓 NU 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 gU 。即: NgUU? 電流:選用的電器額定電流 NI 不得低于所在回路各種可能運(yùn)行方式的持續(xù)工作電流 gI 。 即: NgII? 由于變壓器短路時(shí)過載能力很大,雙回路出現(xiàn)的工作電流變化幅度也較大,故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。 高壓電器沒有明確的過載能力,所以在選擇其額定電流時(shí),應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式回路持續(xù)工作電流的要求。 機(jī)械荷載:選電器端子的允許載應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)是最大作用力。各種電器的荷載能力,廠家出廠時(shí)已做考慮,本設(shè)計(jì)不再考慮。 連山區(qū)二次變電所設(shè)計(jì) 18 (2)短路穩(wěn)定條件: 檢校的一般原則: Ⅰ 、電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 Ⅱ 、 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定,用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路,可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 短路的熱穩(wěn)定條件: 2tkIt Q? 式中: kQ —在計(jì)算時(shí)間 kt s 秒內(nèi),短路電流的熱效應(yīng); ? ?2KA s???? tI —t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的有效值( KA) t—設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流的時(shí)間( s); 校驗(yàn)短路電流熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 kt 按下式計(jì)算: k ab prt t t?? 式中: abt —繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間( s) prt —斷路器的全開斷時(shí)間( s) 采用延時(shí)保護(hù)時(shí), kt 相應(yīng)數(shù)據(jù)為繼電保護(hù)裝置的啟動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間,短路器的固有分閘時(shí)間以及斷路器觸頭電弧的持續(xù)時(shí)間總和。 短路的動(dòng)穩(wěn)定條件: es imii? 式中: esi —額定動(dòng)穩(wěn)定電流( KA) imi —短路電流的最大沖擊電流值( KA) ( 3)絕緣水平: 在工作電壓和過電壓的作用下,電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 電器的絕緣水平,應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備響應(yīng)的保護(hù)水平,確定當(dāng)所送電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí),應(yīng)通過絕緣配合計(jì)算,選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。 綜上所述本次變電所設(shè)
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