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[理學]110kv變電站一次部分設計(編輯修改稿)

2025-02-14 12:36 本頁面
 

【文章內容簡介】 證正常段母線不間斷供電。 缺點:當母線故障時,該母線上的回路都要停電,而且擴建時需要向兩個方向均衡擴建。(2)雙母線接線: 優(yōu)點:供電可靠,調度靈活,擴建方便,便于設計。 缺點:增加了一組母線,每一回路增加一組母線隔離開關,增加了投資,操作復雜,占地面積增加。(3)通過以上兩種接線優(yōu)缺點的分析,電壓等級為35kV~60kV,出線為4~8 回,可采用單母線分段接線,也可采用雙母線接線。35kV出線有8回及以上時,為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電,采用單母線分段接線和雙母線接線時,可增設旁路母線。雙母線及雙母線帶旁路接線,供電可靠性高,任一回路開關故障或檢修,或任一回路故障或檢修時,都不影響用戶停電,但是倒閘操作復雜,造價高,單母線分斷接線,接線簡單,操作方便,便于擴建,在一定程度上能提高供電的可靠性,但是當一段母線上刀閘檢修時,該段母線上全部出線都要長時停電,為保證對這些重要用戶得供電,采用單母分段接線方式。 10kV主接線方案比較方案一:單母分段接線。方案二:單母線接線。(1)單母分段接線: 優(yōu)點:母線分段后,對重要用戶,可以重不同段供電。另外,當一段母線發(fā)生故障時,分段斷路器能夠自動將故障切除,保證正常段母線不間斷供電。 缺點:當母線故障時,該母線上的回路都要停電,而且擴建時需要向兩個方向均衡擴建。(2)單母線接線:優(yōu)點:結構簡單,操作簡便,投資少,經(jīng)濟性好,運行費用低,較適用于小容量和用戶對可靠性不高的場所,母線便于向兩端延伸,擴建方便。 缺點:可靠性差。母線或母線隔離開關檢修或故障時,所有回路都要停止運行,造成全廠(站)長期停電。調度不方便,電源只能并列運行,不能分裂運行,并且線路側發(fā)生短路時,有較大的短路電流。這種接線形式一般只用在出線回路少,并且沒有重要負荷和發(fā)電廠和變電站中。(3)6~10kV 配電裝置出線回路數(shù)目為6 回及以上時,可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多,輸送和穿越功率較大,要求可靠性和靈活性較高的場合。本變電所10kV用戶負荷較輕,負荷性質為一級,二級負荷,宜采用單母線分段接線。 最優(yōu)方案確定在初步設計的兩種方案中,方案一:110kV側采用單母分段接線;方案二:110kV側采用單母分段帶旁路接線。采用雙母線接線的優(yōu)點:優(yōu)點:母線分段后,對重要用戶,可以重不同段供電。另外,當一段母線發(fā)生故障時,分段斷路器能夠自動將故障切除,保證正常段母線不間斷供電。所以應選單母線分段接線。在初步設計的兩種方案中,方案一:35kV側采用單母分段接線;10kV側采用單母分段接線;方案二:35kV側采用雙母線接線;10kV側采用單母線接線。有原材料和經(jīng)分析可知,35kV側采用單母分段接線方式。10kV側側單母線分段接線方式。在配電裝置的綜合投資,包括控制設備,電纜,母線及土建費用上,在運行靈活性上35kV、10kV側單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。由以上分析,最優(yōu)方案可選擇為方案一,即110kV側采用單母分段接線,35kV側采用單母分段接線,10kV側采用單母分段接線。如圖41。 圖41電氣主接線圖5 短路電流計算 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設計中,短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。短路電流計算的目的主要有以下幾方面:(1) 在選擇電氣主接線時,為了比較各種接線方案,或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等,均需進行必要的短路電流計算。(2) 在選擇電氣設備時,為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作,同時又力求節(jié)約資金,這就需要進行全面的短路電流計算。例如:計算某一時刻的短路電流有效值,用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值;計算短路后較長時間短路電流有效值,用以校驗設備的熱穩(wěn)定;計算短路電流沖擊值,用以校驗設備動穩(wěn)定。(3) 在設計屋外高壓配電裝置時,需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。(4) 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時,需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。(5) 接地裝置的設計,也需用短路電流。 短路電流計算的一般規(guī)定驗算導體和電器時所用的短路電流,一般有以下規(guī)定:(1) 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行;(2) 同步電機都具有自動調整勵磁裝置(包括強行勵磁);(3) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間;(4) 所有電源的電動勢相位角相同;(5) 正常工作時,三相系統(tǒng)對稱運行;(6) 應考慮對短路電流值有影響的所有元件,但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用,僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。計算短路電流時所用的接線方式,應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式(即最大運行方式),而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。應按本工程設計規(guī)劃容量計算,并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃(一般考慮本工程建成后5~10 年)。一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路,或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相(或兩相)接地短路較三相短路情況嚴重時,則應按嚴重情況進行校驗。在正常接線方式時,通過電器設備的短路電流為最大的地點,稱為短路計算點。對于帶電抗器的6~10kV 出線與廠用分支回路,在選擇母線至母線隔離開關之間的引線、套管時,短路計算點應該取在電抗器前。選擇其余的導體和電器時,短路計算點一般取在電抗器后。 短路電流的計算方法: (1)選擇計算短路點。(2)畫等值網(wǎng)絡圖。①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。②選取基準容量SB和基準電壓UB(一般取各級的平均電壓)。③將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。④繪制等值網(wǎng)絡圖,并將各元件電抗統(tǒng)一編號。(3)化簡等值網(wǎng)絡:為計算不同短路點的短路值,需將等值網(wǎng)絡分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡,并求出各電源與短路點之間的電抗,即轉移電抗Xnd。(4)求計算電抗Xjs。(5)由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值(運算曲線只作到Xjs=)。①計算無限大容量(或Xjs≥3)的電源供給的短路電流周期分量。②計算短路電流周期分量的有名值和短路容量。 短路電流的計算結果(1)系統(tǒng)S等效電抗標幺值: (51)式中 —— 系統(tǒng)的容量,MVA; —— 系統(tǒng)以其本身容量為基準的等效電抗標幺值。 (2)線路電抗標幺值: (52)式中 —— 線路單位長度的電抗值,其中,; —— 線路的長度,km?;鶞手档倪x取:,取各側平均額定電壓 表51 平均額定電壓電網(wǎng)額定電壓1035110平均額定電壓37115 主變壓器參數(shù)計算:由主變型號表查明可知:U12%= U13%= U23%=U1%=(U12%+U13%U23%)=(+) = (53)U2%=(U12%+U23%U13%)=(+)=0所以U2%=0 (54) U3%=(U13%+U23%U12%)=(+)= (55)其中:U12%—變壓器高壓與中壓繞組間短路電壓 U13%—變壓器高壓與低壓繞組間短路電壓 U23%—變壓器中壓與低壓繞組間短路電壓電抗標幺值為:X1=U1%/100SB/SN=(56) X2=U2%/100SB/SN=0/100100/=0 (57) X3=U3%/100SB/SN=(58)系統(tǒng)等值電抗: X3=X1lSB/UB2 =(59)依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設備參數(shù)和短路點選擇,網(wǎng)絡等值圖如圖51: 圖51 短路等值圖 對110kV側母線即短路點d1的短路計算 圖52 d1點短路等值圖系統(tǒng)等值電抗X3=X1lSB/UB2 =50100/1152 =XF1=X3=XBf1=Xf1SN/SB=3000/100=I〞*= 1/XBf1=1/=IB=SB/(UB)=100/(115)=(KA)IN=IBSN/SB =3000/100=(KA)I〞= I〞*IN==(KA)Itk=I″==(KA)Ish=== (KA)其中 I″:次暫態(tài)電流有效值 Itk:電流最大有效值 Ish:短路沖擊電流 對35kV側母線即短路點d2的短路計算 圖53 d2點短路等值圖Xf1=Xs+(X1+X2)//(X1+X2)=+(+0)//(+0)=XBs2=Xf2SN/SB=3000/100=I〞*= 1/XBs2=IB=SB/(UB)=100/(37)=(KA)IN=IBSN/SB=3000/100=(KA)I〞=I〞*IN= =(KA)Itk=I″==(KA)Ish=== (KA)其中 I″:次暫態(tài)電流有效值 Itk:電流最大有效值 Ish:短路沖擊電流 對10kV側母線即短路點d3的短路計算 圖54 d3點短路等值圖Xf3=Xs+(X1+X3)//(X1+X3)=+(+)//(+)=XBs3=Xf3SN/SB=3000/100=I〞*= 1/XBs3=IB=SB/(UB)=100/()=(KA)IN=IBSN/SB =3000/100=165(KA)I〞=I〞*IN= 165=(KA)Itk=I″==(KA)Ish=== (KA)其中 I″:次暫態(tài)電流有效值 Itk:電流最大有效值 Ish:短路沖擊電流短路電流計算結果如表52:表52 短路電流計算結果短路點I(kA)I tk (kA)Ish(kA)110kV母線35kV母線10kV母線6 電氣設備的選擇與校驗盡管電氣系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件不一樣,具體選擇方法也不完全相同,但對他們的基本要求是一致的。電氣設備要能可靠地工作,必須按正常工作條件下進行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。(1)應力求技術先進,安全適用,經(jīng)濟合理。(2)應滿足正常運行,檢修,短路,過電壓情況下的要求,并考慮遠景發(fā)展。(3)應按當?shù)丨h(huán)境條件校準。(4)選擇的導體品種不宜過多。(5)應與整個工程建設標準協(xié)調一致。(6)選用新產(chǎn)品應積極慎重,新產(chǎn)品應有可靠的試驗數(shù)據(jù),并經(jīng)主管單位鑒定合格。除配電裝置的匯流母線外,較長導體的截面應按經(jīng)濟電流密度選擇。載流導體應選擇鋁質材料。變電所屋內屋外配電裝置的主母線、變壓器電氣設備與配電裝置母線之間的連接導線統(tǒng)稱為母線。選擇配電裝置中的母線主要考慮:母線的材料、母線截面形狀、母線截面積的大小、校驗母線的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。配電裝置母線的材料有銅、鋁、鋁合金。銅的電阻率低,機械強度大,抗腐蝕性強,用途廣,是很好的母線材料。但是銅的儲量不多,價值較貴,因此銅母線只用于空氣中含腐蝕性氣體的屋外配電裝置。,密度為銅的30%,而且儲量多價值也低,因此在屋內屋外配電裝置中廣泛采用鋁母線或鋁合金母線。在機械強度要求較高的情況下使用銅母線。表61 各回路持續(xù)工作電流結果表回路名稱計算公式及結果110kV母線Imax===35kV母線Imax===35kV出線郊一Imax===郊二Imax===水泥廠1Imax===水泥廠2Imax===耐火廠Imax===備用1Imax===備用2Imax===10kV母線Imax===10kV出線棉紡廠1Imax===棉紡廠2Imax===印染廠1Imax===印染廠2Imax===毛紡廠Imax===針織廠Imax===柴油機廠1Imax===柴油機廠2Imax===橡膠廠Imax===市區(qū)1Imax===市區(qū)2Imax===食品廠Imax===備用1Imax===備用2Imax===按長期發(fā)熱允許電流選擇各種電壓等級的配電裝置中,主母線和下引線以及臨時裝設的母線,一般均按長期發(fā)熱允許電流選擇截面積。因此,必須滿足在正常運行中,通過母線的最大長期工作電流不應大于母線的長期發(fā)熱允許電流,即: KIal≥Imax (61)式中: Ia
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