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正文內(nèi)容

居民小區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-24 21:50 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 裝置動(dòng)作,將故障電路切除,從而造成停電,而且短路點(diǎn)越靠近電源,停電范圍越大,造成的損失也越大。4) 不對(duì)稱短路包括單相短路和兩相短路,其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交叉電磁場(chǎng),對(duì)附近的通信設(shè)備,電子設(shè)備等產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁感染。由此可見,短路的后果很嚴(yán)重,因此必須盡可能設(shè)法消除可能引起短路的一切因素。同時(shí)需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算,以便正確地選擇電氣設(shè)備,使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器,整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件(如電抗器)也必須計(jì)算短路電流。 短路的形式在三相系統(tǒng)中,短路的形式有三相短路,兩相短路,單相短路和兩相對(duì)地短路。在一般情況下,特備是在遠(yuǎn)離電源的小區(qū)供電系統(tǒng)中,三相短路的短路電流最大。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作,因此作為選擇和驕校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中,以三相短路計(jì)算為主。發(fā)生短路時(shí),電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài),一般需3~5秒。在這一暫態(tài)過程中,短路電流的變化很復(fù)雜。它有多種分量,其計(jì)算需采用電子計(jì)算機(jī)。在短路后約半個(gè)周波()時(shí)將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時(shí)值,稱為沖擊電流。它會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力,其大小可用來校驗(yàn)電工設(shè)備在發(fā)生短路 。在無線大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)中間相導(dǎo)體所受的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體所受的電動(dòng)力大,因此校驗(yàn)電器和載流部分的短路動(dòng)穩(wěn)定度,一般應(yīng)采取三相短路沖擊斷流或短路后第一個(gè)周期的三相短路全電流有效值。 短路電流的計(jì)算,。 具體規(guī)定: 對(duì)于3~35KV級(jí)電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算,。在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí),只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻。對(duì)于架空線和電纜,只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才需計(jì)入電阻,一般也只計(jì)電抗而忽略電阻。短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表,一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏?。進(jìn)行短路電流計(jì)算,首先要繪制出計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上,將短路計(jì)算所需考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來,然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大的短路電流通過。按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖,并計(jì)算電路中主要元件的阻抗。短路電流計(jì)算方法,常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法。本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法。 標(biāo)幺值法,稱為標(biāo)么值(這是短路電流計(jì)算最特別的地方,目的是要簡(jiǎn)化計(jì)算)?;鶞?zhǔn)容量,工程設(shè)計(jì)中通常取S=100MVA。基本電壓,通常取元件所在處的短路電流計(jì)算電壓,即取U=U?;鶞?zhǔn)電流I則按下式計(jì)算: I== (61)基準(zhǔn)電抗X則按下式計(jì)算: X== (62)下面分別講述供電系統(tǒng)中主要元件的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算,1) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 X=== (63)為斷路器的斷流容量。2) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 X=== (64)3) 電力線路的電抗標(biāo)幺值 X===X (65)短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出后,即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn),求出其總電抗標(biāo)幺值X。無限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值按下式計(jì)算: I==== (66)由此可求的三相短路電流周期分量有效值: I=II= (67)求出I以后,即可利用歐姆法的公式求出短路次暫態(tài)電流有效值I,三相短路穩(wěn)態(tài)電流,短路沖擊電流,短路沖擊電流有效值。在高壓電路發(fā)生三相短路時(shí),I== I,=I,=I。,三相短路容量的計(jì)算公式為I== I,=I,=I。三相短路容量的計(jì)算公式為: === (68) 計(jì)算電路圖及短路電流計(jì)算 (1) 確定基準(zhǔn)值取=100MVA,=10KV,=而======152KA(2) 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1) 電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值=500MVA,因此==2) 電纜線路的電抗標(biāo)幺值在小區(qū)的基本資料里面,給出了小區(qū)的供電情況。10KV側(cè)的額定電流為:==162A通過查看下表,電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值線路結(jié)構(gòu)線路電壓35KV以上6~10KV220∕380V架空線路電纜線路查表可得 =,所以常用電源線路 =5km=備用電源線路 =2km=3) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值查變壓器SCB101000∕10的參數(shù)可得,=6%,所以=====6計(jì)算常用電源線路的短路電流數(shù)據(jù),備用電源的短路電流數(shù)據(jù)計(jì)算過程省略。繪制短路等效電路圖,見下圖: (1) 計(jì)算K-1點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值 =+=+=三相短路電流周期分量有效值===其他三相短路電流I== I==I===I==三相短路容量=====(2) 計(jì)算K2點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值=++∥=++=三相短路電流周期分量有效值===其他三相短路電流I=== =I== KA=I== KA三相短路容量===(3) 計(jì)算K3點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值=++∥=++=三相短路電流周期分量有效值===其他三相短路電流I=== === KA=== KA三相短路容量===備用電源的短路計(jì)算方法與上面的一樣。 第七章 變配電所一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)通過上述短路計(jì)算得知,供電系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí),短路電流是相當(dāng)大的。當(dāng)短電流通過電器和導(dǎo)體時(shí),一方面要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力,即電動(dòng)效應(yīng);另一方面要產(chǎn)生很高的溫度,即熱效應(yīng)。所以需要校驗(yàn)設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。由于>,所以采用常用電源的計(jì)算出來的短路電流值都大于采用備用電源的計(jì)算出來的短路電流值。所以在校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時(shí)采用的是常用電源計(jì)算出來的短路電流。變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路為一次電路,一次電路中用到的電氣設(shè)備為一次設(shè)備。按正常工作選擇包括按額定電壓選擇,按額定電流選擇,按設(shè)備的種類和型式選擇一次設(shè)備。為了保證電氣設(shè)備的可靠工作,必須按正常工作條件選擇,并按短空情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定性。 高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件下表71為需要選擇的設(shè)備和校驗(yàn)的項(xiàng)目,表71:設(shè)備名稱短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性高壓避雷器√高壓隔離開關(guān)√√√√高壓斷路器√√√√√電流互感器√√√√電壓互感器√高壓熔斷器√√√電纜√√√√母線√√√穿墻套管√√√√注:標(biāo)有√的表示是需要校驗(yàn)的項(xiàng)目,沒有標(biāo)的表示不需要校驗(yàn)。利用到的10KV側(cè)的數(shù)據(jù): =162A= ==(1) 高壓斷路器高壓斷路器的功能是接通和斷開正常工作電流,過負(fù)荷電流和故障電流,它是開關(guān)電器中最完善的一種設(shè)備。高壓斷路器按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)型和戶外型,按滅弧介質(zhì)及滅弧原理可分為六氟化硫斷路器,真空斷路器,多油斷路器,少油斷路器,空氣斷路器等。本次選用戶內(nèi)型,真空斷路器,型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)額定關(guān)合電流(峰值KA)動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值KA)熱穩(wěn)定電流(KA)4秒ZN12101012508080 正常情況下額定電流和額定電壓都滿足條件。短路狀態(tài)下:>斷開瞬間短路全電流有效值= 額定關(guān)合電流80>短路沖擊電流= 熱穩(wěn)定校驗(yàn):=(+)= (,) =4 =3968>,滿足條件, 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):=80>=,滿足要求。(2) 高壓隔離開關(guān)隔離開關(guān)的用途是:1)在檢修電氣設(shè)備時(shí)用來隔離電壓,使檢修的設(shè)備與帶電部分之間有明顯可見的斷口;2)在改變?cè)O(shè)備狀態(tài)(運(yùn)行、備用、檢修)時(shí)用來配合斷路器協(xié)同完成倒閘操作;3)用來分,合小電流,可用來分,合電壓互感器,避雷器和空載母線,分、合勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器,關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路;4)隔離開關(guān)的接地開關(guān)可代替接地線,保證檢修工作安全。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置,不能用來接通和斷開負(fù)荷電流和短路電流,一般只能在電路斷開的情況下才能操作。隔離開關(guān)的種類和形式很多。按裝設(shè)地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。按產(chǎn)品組裝級(jí)數(shù)可分為單極式和三級(jí)式;按每級(jí)絕緣支柱數(shù)目可分為單柱式,雙柱式,三柱式等。本次選用戶內(nèi)型,三級(jí)式(三級(jí)裝在同一底座上)隔離開關(guān),型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值KA)熱穩(wěn)定電流(峰值KA)GN1910G10400(4s)正常情況下額定電流和額定電壓都滿足條件。短路狀態(tài)下: 熱穩(wěn)定校驗(yàn)=(+)= =4=625> 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):=>=,滿足要求。(3) 電流互感器電流互感器將交流大電流變成小電流(5A/1A),供電給測(cè)量?jī)x器和保護(hù)裝置的電流線圈。電流互感器按工作原理有電磁式和光電式兩種;按裝設(shè)地點(diǎn)可以分為戶內(nèi)式和戶外式;按安裝方式可以分為穿墻式,支持式和裝入式;按一次繞組匝數(shù)分可分為單匝式,復(fù)匝式;按絕緣分有干式,澆注式,油浸式,氣體式。本次選樹脂澆注絕緣,戶內(nèi)型,全封閉、支柱式結(jié)構(gòu)的電流互感器,型號(hào)額定電流比(A)準(zhǔn)確等級(jí)1s熱穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流LFZBJ610200/544KA正常狀態(tài)下一次回路額定電壓和額定電路都滿足要求,二次回路額定電流也滿足要求。短路狀態(tài)下:熱穩(wěn)定校驗(yàn)=(+)= ==>,滿足要求。(4)電壓互感器電壓互感器將交流高壓電變成低壓電(100V或100/V),供電給測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置的電壓線圈,使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化和小型化。按工作原理可分為電磁式,電容式,光電式;按安裝地點(diǎn)分有戶內(nèi)式和戶外式;按相數(shù)分有單相式和多相式;按繞組數(shù)分,有雙繞組式和三繞組式;按絕緣分,有干式,澆注式,油浸式,氣體式。本次選用環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu),電磁式,單相式,戶內(nèi)的,型號(hào)額定電壓(KV)次級(jí)繞組額定容量(VA)最大容量(VA)初級(jí)繞組次級(jí)繞組JDZ121010100800(5)母線發(fā)電廠和變電所中各種電壓等級(jí)配電裝置的主母線,發(fā)電機(jī),變壓器與相應(yīng)配電裝置之間的連接導(dǎo)體,統(tǒng)稱為母線,其中主母線起匯集和分配電能的作用。工程上應(yīng)用的母線分軟母線和硬母線兩類。按照母線的材料分有銅,鋁和鋁合金。敝露母線和封閉母線。敝露母線的形狀有矩形母線,槽型母線,管型母線,絞線圓形軟母線。本次設(shè)計(jì)選用的是鋁母線,截面形狀矩形母線,采用三相水平布置。根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。母線最大持續(xù)電流為==采用鋁母線LMY254尺寸的。它的長(zhǎng)期允許載流量292A,滿足要求。(6)電纜的選擇電力電纜線路是傳輸和分配電能的一種特殊電力線路,它可以直接埋在地下及敷設(shè)在電纜溝里,電纜隧道里,也可以敷設(shè)在水中或海底。與架空線路相比,雖然具有投資多,敷設(shè)麻煩,維修困難,難于發(fā)現(xiàn)和排除故障等缺點(diǎn),但它具有防潮,防腐,防損傷,運(yùn)行可靠,不占地面,不妨礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn),所以應(yīng)用廣泛。電纜按照絕緣和保護(hù)層的不同,可分為油浸紙絕緣電纜,聚氯乙烯絕緣電纜,交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電纜,橡皮絕緣電纜,高壓絕緣電纜。本次選用交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電纜,鋁芯的,三芯電纜,由于采用直埋的方式,所以采用帶護(hù)層得鎧裝電纜 。選擇10KV的型號(hào)為YJLV22的電纜,纜芯截面長(zhǎng)期允許載流量電纜芯最高允許工作溫度電阻電抗電納()直埋地下10KV95mm215A90℃119=162A,1) 由于215A>162A,即使把溫度修正系數(shù)(),土壤熱阻修正系數(shù)()計(jì)算在內(nèi)也滿足要求,滿足長(zhǎng)期發(fā)熱要求。2) 允許電壓損失校驗(yàn)U%=173162A5km(+)247。10000=%<5%,滿足要求。3) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流的熱效應(yīng):=(+)= ==87mm<95 mm,滿足熱穩(wěn)定。(7)避雷器的選擇氧化鋅避雷器是一個(gè)過電壓保護(hù)器。其核心元件采用氧化鋅電阻片,與傳統(tǒng)碳化硅避雷器相比,改善了避雷器的伏安特性,提高了過電壓通流能力。當(dāng)避雷器在正常工作電壓下,留過避雷器的電流僅有微安級(jí),當(dāng)遭受過電壓時(shí),由于氧化鋅電阻的非線性,流過避雷器的電流瞬間達(dá)數(shù)千安培,避雷器處于導(dǎo)通狀態(tài),釋放過電壓能量,從而有效地限制了電壓對(duì)輸變電設(shè)備的侵害。型號(hào)系統(tǒng)電壓(KV)避雷器額定電壓(KV)持續(xù)運(yùn)行電壓(K
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