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正文內(nèi)容

10kv變電所電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-07-25 06:58 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 大得多,當(dāng)這些元件遇到短路時(shí),系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)很小可以為電壓維持不變,即系統(tǒng)容量為無限大。所以我們?cè)谶@里進(jìn)行短路電流計(jì)算方法,以無限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的。(2)接線方式。計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式,應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,而不能用在僅切換過程中可能并聯(lián)運(yùn)行的接線方式。(3)短路的種類,對(duì)中性點(diǎn)接地系統(tǒng),可能發(fā)生的短路類型有:三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路,對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),短路類型有:三相短路和兩相短路。具統(tǒng)計(jì),從短路類型來看,單相短路或接地短路發(fā)生率最高;從短路發(fā)生的部位來看,線路(尤其是架空線路)上發(fā)生短路或接地比例最大。我國的中壓系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),主要就是為了避免單相接地造成的停電事故。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是 10kV 變電所設(shè)計(jì),須對(duì)高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜及其內(nèi)部各種設(shè)備進(jìn)行選取和校驗(yàn),須對(duì)變電所進(jìn)行各種保護(hù)設(shè)計(jì)??紤]到以上因素,在各個(gè)變壓器高壓側(cè)、低壓側(cè)分別設(shè)置一個(gè)短路點(diǎn)。具體見短路電流計(jì)算等值電路圖中所示。 本設(shè)計(jì)一次側(cè)采用標(biāo)幺值法,二次側(cè)采用有名值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。設(shè)本系統(tǒng)為無限大容量電力系統(tǒng)。 (1)T1變壓器:變壓器的短路電壓(阻抗電壓)百分值: = 4高壓側(cè): 基準(zhǔn)容量:=100 MVA ,基準(zhǔn)電壓:== kV ,電纜線路長度:L=5 km ,電力線路沒相的單位長度電抗平均值: = Ω/km = kA= 等值電路圖 k1 點(diǎn)的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量: = ==( kA)對(duì)L較大的中、高壓系統(tǒng),取短路電流沖擊系數(shù):=,則 =====三相短路容量:=100MVA/ =低壓側(cè):1)電力電纜的阻抗(需折算到低壓側(cè)): ==() ()=(m?) = () ()= (m?)2)電力變壓器的阻抗:=5960() ()=(m?)= (4/100) ()=( m?)3)繪制等值電路圖為圖2: 等值電路圖 k2 點(diǎn)短路電路總阻抗為:= m? + m?=( m?)= m?+ m?= (m?)三相短路電流周期分量有效值=(kA)三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值=( kA)== (kA)= = (kA)三相短路容量== (MVA)(2)T2 變壓器: = 4高壓側(cè)短路電流及短路容量與 T1 變壓器相同,這里不再贅述。 低壓側(cè):電力電纜的阻抗(需折算到低壓側(cè)): x0==() ()= (m?)=() ()= (m?)電力變壓器的阻抗:=4000() ()= (m?)=(4/100)( kV kV /400 kVA)=16 (m?)繪制等值電路圖為圖3: 等值電路圖k2 點(diǎn)短路電路總阻抗為:= m? + m?= (m?)= m?+16 m?= (m?)三相短路電流周期分量有效值= (kA)三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值= (kA)== (kA)= kA= (kA)三相短路容量= kV kA= (MVA)(3)變壓器、變壓器:=6 高壓側(cè)短路電流及短路容量與T1 變壓器相同,這里不再贅述低壓側(cè):電力電纜的阻抗(需折算到低壓側(cè)): = =() ()= (m?)=() ()= (m?)電力變壓器的阻抗:=12000() ()= (m?)=(6/100) ( kV kV /1600 kVA)=6 (m?) 等值電路圖得 k2 點(diǎn)短路電路總阻抗為:= m? + m?= (m?)= m?+6 m?= (m?)三相短路電流周期分量有效值=( kA)三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值=( kA)== (kA)= kV= (kA)三相短路容量= kV kA= MVA(4)T5,T6變壓器=4高壓側(cè)短路電流及短路容量與T1 變壓器相同,這里不再贅述低壓側(cè):電力電纜的阻抗(需折算到低壓側(cè)): = =() ()= (m?)=() ()= (m?)電力變壓器的阻抗:=4300() ()= (m?)=(4/100) ()=16 (m?)繪制等值電路圖為圖5: 等值電路圖k2 點(diǎn)短路電路總阻抗為:= m? + m?= (m?)= m?+16 m?= (m?)三相短路電流周期分量有效值=( kA)三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值= (kA)== (kA)= kV=(kA)三相短路容量= kV= MVA(5)T7變壓器=6 1)高壓側(cè)短路電流及短路容量與T1 變壓器相同,這里不再贅述低壓側(cè):電力電纜的阻抗(需折算到低壓側(cè)): = =() ()= (m?)=() ()= (m?)電力變壓器的阻抗:=12000() ()=(m?)=(6/100) ()= (m?)繪制等值電路圖為圖6: k2 點(diǎn)短路電路總阻抗為:= m? + m?= (m?)= m?+ m?= (m?)三相短路電流周期分量有效值= (kA)三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值= (kA)== (kA)= kA= (kA)三相短路容量= kV=( MVA)(6)T8變壓器 =高壓側(cè)短路電流及短路容量與T1 變壓器相同,這里不再贅述低壓側(cè):電力電纜的阻抗(需折算到低壓側(cè)): = =() ()= (m?)=() ()= (m?)電力變壓器的阻抗:=6200() ()= (m?)=() ()= (m?)繪制等值電路圖為: 等值電路圖 k2 點(diǎn)短路電路總阻抗為:= m? + m?= m?= m?+ m?= m?三相短路電流周期分量有效值= (kA)三相短路沖擊電流及第一個(gè)短路全電流有效值=( kA)== (kA)= kA= (kA)三相短路容量= kV= (MVA)表41 各個(gè)變壓器高、低壓側(cè)短路電流值、短路容量值總表高壓側(cè) (kA)各值與相同各值與相同各值與相同各值與相同各值與相同各值與相同各值與相同 (kA) (kA) (kA) (kA)(MkA)低壓側(cè) (kA) (kA) (kA) (kA) (kA)(MkA)注:、——高、低壓側(cè)三相短路電流周期分量有效值——三相短路電流沖擊值——三相短路沖擊電流有效值、——次暫態(tài)短路電流——三相穩(wěn)態(tài)短路電流有效值 電氣設(shè)備的選擇是變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一,正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,在保證安全可靠的前提下,積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù),并注意節(jié)約投資,選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備要可靠地工作必須按正常條件進(jìn)行選擇,并按短路狀態(tài)校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。(1)電器選擇的一般要求:1)滿足正常情況下短路、過電壓、檢修。2)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4)與整個(gè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。5)同類設(shè)備盡量減少品種。6)選用新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠試驗(yàn)數(shù)據(jù),并經(jīng)正式鑒定合格。(2)為了保證高壓電器的可靠運(yùn)行,高壓電器應(yīng)滿足下列條件:1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。2)按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和持續(xù)時(shí)間校驗(yàn)。3)按環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔、環(huán)境、介質(zhì)狀態(tài)等選擇。4)按各類高壓電器的不同特點(diǎn),如斷路器的操作性能、互感器的二次側(cè)負(fù)和準(zhǔn)確等級(jí)、熔斷器的上下級(jí)選擇性配合等進(jìn)行選擇。表42 高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件電器設(shè)備名稱額定電壓(kV)額定電(A)斷流能(kA)短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定高壓熔斷器√√√——高壓隔離開關(guān)√√—√√高壓負(fù)荷開關(guān)√√√√√高壓斷路器√√√√√電流互感器√√—√√電壓互感器√————高壓電容器√————母線—√—√√電纜√√——√支柱瓷瓶√——√—套管瓷瓶√√—√√選擇校驗(yàn)的條件設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝設(shè)低點(diǎn)的額定電壓設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過設(shè)備的計(jì)算電流設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流按三相短路沖擊電流校驗(yàn)按三相短路穩(wěn)態(tài)電流校驗(yàn)注:表中“√”為必須校驗(yàn),“—”表示不要校驗(yàn)。 (3)選擇變電所高壓側(cè)的設(shè)備和導(dǎo)體時(shí),其計(jì)算電流應(yīng)取主變壓器高壓側(cè)額定電流。(4)對(duì)高壓負(fù)荷開關(guān),其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大過負(fù)荷電流;對(duì)高壓斷路器,其最大開斷電流應(yīng)不小于實(shí)際開斷時(shí)間(繼電保護(hù)實(shí)際動(dòng)作時(shí)間加上斷路器實(shí)際分閘時(shí)間)的短路電流周期分量;對(duì)熔斷器斷流能力的校驗(yàn)條件與斷路器的類型有關(guān)。已知數(shù)據(jù):= kV ,= kA , == kA,= ,= kVA以T1變壓器一次側(cè)為例對(duì)設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn):(1)VD4 型真空斷路器技術(shù)參數(shù):額定電壓Ur=10kV額定電流Ir=630A,4s額定熱穩(wěn)定電流(有效值)It=16kA ,額定動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)imax=40kA,額定短路開斷電流Ibr=40kA校驗(yàn):①滿足短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定條件,只須滿足,就可滿足動(dòng)穩(wěn)定性。因?yàn)?40 kA>=,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定性條件。②滿足短路故障時(shí)的熱穩(wěn)定條件:只須滿足(式中tim為假想時(shí)間,經(jīng)過計(jì)算tim=)因?yàn)?6164=1024>=,所以滿足熱穩(wěn)定性條件。③滿足分?jǐn)嗄芰σ螅?只須滿足,就可滿足條件。 因=20kA>=,所以滿足分?jǐn)嗄芰l件。 所以,T1變壓器一次側(cè)選擇上述型號(hào)斷路器能滿足要求。(2)GN1910 型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān) 技術(shù)參數(shù):額定電壓Ur=10kV,最高工作電壓Umax=12kV,額定電流Ir=630A動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)imax=50kA,4s 熱穩(wěn)定電(有效值)It=20kA , 校驗(yàn):①滿足短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定條件,只須滿足,就可滿足動(dòng)穩(wěn)定性。 因?yàn)?50 kA>=,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定性條件,②滿足短路故障時(shí)的熱穩(wěn)定條件,只須滿足(式中tim為假想時(shí)間,經(jīng)過計(jì)算tim=)因?yàn)?0204=1600>=,所以滿足熱穩(wěn)定性條件。 所以,T1變壓器一次側(cè)選擇上述高壓隔離開型號(hào)能滿足要求。(3)JN110(C)I 型接地開關(guān)技術(shù)參數(shù): 額定電壓Ur=10kV,動(dòng)穩(wěn)定電流imax=50kA ,4s熱穩(wěn)定電流It=校驗(yàn):①滿足短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定條件,只須滿足,就可滿足動(dòng)穩(wěn)定性。 因?yàn)?50 kA>=,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定性條件。②滿足短路故障時(shí)的熱穩(wěn)定條件,只須滿足(式中tim為假想時(shí)間,經(jīng)過計(jì)算tim=) 4=625>=,所以滿足熱穩(wěn)定性條件。所以,T1變壓器一次側(cè)選擇上述接地開關(guān)型號(hào)能滿足要求。 (4)LZZJ910型電流互感器 技術(shù)參數(shù):動(dòng)穩(wěn)定電流imax=40kA ,2s熱穩(wěn)定電流(有效值)It=,準(zhǔn)確等級(jí)∶ 校驗(yàn):因?yàn)榫€路短路時(shí),短路電流會(huì)流過電流互感器的一次繞組,所以應(yīng)做動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn):①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn),只須滿足,就可滿足動(dòng)穩(wěn)定性。因?yàn)?40 kA>=,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定性條件。 ②滿足短路故障時(shí)的熱穩(wěn)定條件,只須滿足(式中tim為假想時(shí)間,經(jīng)過計(jì)算tim=),2=>=,所以滿足熱穩(wěn)定性條件。所以,T1變壓器一次側(cè)選擇上述型號(hào)電流互感器能滿足要求。(5)JSW10型電壓互感器 技術(shù)參數(shù): 額定電壓變比:10kV/,額定輸出:120VA ,極限輸出:500VA ,準(zhǔn)確等級(jí):(6)RN210/。 技術(shù)參數(shù):額定電壓Ur=10kV,最高電壓Umax=,額定電流: ,額定斷流容量Sbr=1000MVA校驗(yàn): 因?yàn)橄到y(tǒng)短路容量S為 ,熔斷器的額定斷流容量為 1000MVA,大于S,所以滿足條件。注:參考《輸配電設(shè)備手冊(cè)》、《供配電系統(tǒng)》等資料進(jìn)行設(shè)備選擇與校驗(yàn)(7)操動(dòng)機(jī)構(gòu): 高壓開關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇 CT8 型彈簧儲(chǔ)能操動(dòng)機(jī)構(gòu)。儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)所需要的電源,選擇直流,有 BAGN1A 型鎘鎳電池直流操作成套柜作為直流操作屏,其有蓄電池屏、控制屏組成。 表43 操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)CT8—ICT8—IICT8—III額定電壓110110110額定電流63010003000 (8)操作電源: 選擇 BZGN70400/110 型鎘鎳電池直流電源成套裝置。其特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,放電性能好,使用壽命長。表44 操作電源主要技術(shù)參數(shù)輸入電壓(V~)380經(jīng)常負(fù)荷直流輸出電壓110V直流輸出電流160A事故負(fù)荷容量400Ah合閘電流2800A事故負(fù)荷12控制回?cái)?shù)16外形尺寸2360mm800mm550mm(1)低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目:表45 低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電器設(shè)備名稱額定電壓(kV)額定電流(A)斷流能力(kA)短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定低壓熔斷器√√√——低壓刀開關(guān)√√
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