【文章內(nèi)容簡介】 母線或其他接線 本 變電所 220kV配電裝置進(jìn)線回?cái)?shù)為 2回主要從可靠性和靈活性考慮可以采用雙母線接線方式 綜合以上分析本變電所 220kV 側(cè)選用雙母線接線方式 60kV 側(cè)接線方式的選擇與論證 60kV 側(cè)采用雙母線接線和雙母線帶旁路接線雙母線接線接線簡圖見圖 23雙母線帶旁路母線接線簡圖見圖 24 兩種接線的比較如下 圖 23 雙母線接線 圖 24 雙母線帶旁路接線 a 雙母線接線 雙母線接線的特點(diǎn)在 220kV 側(cè)接線方式選擇論證中已詳細(xì)說明此處不再綴述 b 雙母線帶旁路接線 除了具有雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)外雙母線帶旁路接線方式還具有 許多其它的優(yōu)點(diǎn) 當(dāng)進(jìn)出線檢修時(shí)可由專用旁路斷路器代替通過旁路母線供電但當(dāng)設(shè)置了專用旁路斷路器后設(shè)備的投資和配電裝置的占地面積都有所增加 根據(jù)《 220500kV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ288 規(guī)定 35～ 60kV 配電裝置當(dāng)出線回?cái)?shù)為 4～ 7 回時(shí)宜采用單母線接線當(dāng)出線回?cái)?shù)為 8 回及以上時(shí)宜采用雙母線接線 本變電所 60 出線為 14 回且均為重要負(fù)荷應(yīng)主要側(cè)重于可靠性和靈活性 綜合以上分析本變電所 60kV 側(cè)選用雙母線帶旁路接線方式 第三章 短路電流計(jì)算 31 短路電流計(jì)算的目的 1 2 3 4 5 6 7 32 電 力系統(tǒng)短路電流計(jì)算條件 基本假定 短路電流實(shí)用計(jì)算中可采用下列假設(shè)和原則 1 2 3 4 55 負(fù)荷接在高壓母線上 5 負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè) 6 7 8 9 10 11 12 一般規(guī)定 1 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)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)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃確定短路電流時(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?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響 3 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)對(duì)不帶電抗器回路的短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)對(duì)帶電抗器的 6～ 10kV 出線與廠用分支線回路除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔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 4 導(dǎo)體和電器動(dòng)熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按兩相短路計(jì)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)中的單項(xiàng)或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計(jì)算 電路元件參數(shù)的計(jì)算 高壓短路電流的計(jì)算一般只計(jì)及各元件的電抗采用標(biāo)幺值標(biāo)幺值為各電路元件有名值與基 準(zhǔn)值之比 標(biāo)么值法取基準(zhǔn)容量基準(zhǔn)電壓計(jì)算用公式 發(fā)電機(jī)電抗 線路電抗 變壓器電抗 短路電流周期分量有效值 短路電流沖擊值 標(biāo)么值轉(zhuǎn)為有名值 網(wǎng)絡(luò)變換 如下圖 1Δ Y 變換 X1 X13X12X13X12X23 X2 X12X23X12X13X23 X3 X13X23X13X12X23 2YΔ變換 X12 X1X2X1X2X3 X13 X1X3X1X3X2 X23 X2X3X2X3X1 等值電源的計(jì)算 1 按個(gè)別變化變換計(jì)算 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有幾個(gè)電源時(shí)可將條件相類似的發(fā)電機(jī)按下述條件連接成一組 分別求出至短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗 1 同形式且至短路點(diǎn)的電氣距離大致相等的發(fā)電機(jī) 2 至短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)的同一類型和不同類型的發(fā)電機(jī) 3 直接連接短路上的發(fā)電機(jī) 2 按同一變化計(jì)算 當(dāng)僅計(jì)算任一時(shí)間 t 的短路電流周期分量各電源的發(fā)電機(jī)形式參數(shù)相同且距短路點(diǎn)的電氣距離大致相等時(shí)可將各電源合并為一個(gè)總的計(jì)算電抗 三相短路電流周期分量計(jì)算 1 無限大電源供給的短路電流 當(dāng)供電電源為無窮大或者計(jì)算電抗 345 時(shí)不考慮短路電流周期分量的衰減 2 有限電源供給的短路電流 先將電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算 電抗然后按值查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線或查發(fā)電機(jī)的運(yùn)算曲線數(shù)字表即可得到短路電流周期分量的標(biāo)幺值 沖擊電流的計(jì)算 三相短路發(fā)生后的半個(gè)周期 t 001s 短路電流的瞬時(shí)值達(dá)最大稱為沖擊電流 其值近似計(jì)算為 不同電流代表的意義 計(jì)算各種短路電流值的目的 計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和檢驗(yàn)電氣設(shè)備整定繼電保護(hù)裝置等通常需要計(jì)算下列各種短路電流值 次暫態(tài)短路電流即三相短路電流周期分量第一周期的有效值用來作繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流量 三相短路電流第一周期全電流有效值用來校 驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定以及斷路器的額定斷流量 三相短路沖擊電流即三相短路電流第一周期全電電流幅值用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線的動(dòng)穩(wěn)定 三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用來校驗(yàn)電器和載流部分的熱穩(wěn)定 33 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 1 因?yàn)橐话愎╇娤到y(tǒng)中已采取措施使單相短路電流值不超過三相短路電流而當(dāng)短路點(diǎn)離電源較遠(yuǎn)時(shí)也就是當(dāng)＞ 06 時(shí)兩相短路電流值通常小于三相短路電流值因而在短路電流計(jì)算中應(yīng)以三相短路電流計(jì)算作為基礎(chǔ) 2 在本次設(shè)計(jì)的變電所中分別有四個(gè)電源點(diǎn)向變電所提供電源三個(gè)為汽輪式發(fā)電機(jī)一個(gè)為系統(tǒng)這三個(gè)汽輪式發(fā)電的電 源點(diǎn)屬于同類型的發(fā)電機(jī)特性可以直接把這三個(gè)電源點(diǎn)合并成一個(gè)在通過查運(yùn)算曲線求出各個(gè)在短路點(diǎn)的短路電流 第四章 高壓電氣設(shè)備的選擇 電器設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一正確的選擇電器是使電器主接線和配電裝置達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件在運(yùn)行電器選擇時(shí)在安全可靠的前提下應(yīng)根據(jù)工程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)省投資選擇合適的電器盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣具體的選擇方法也不完全相同但對(duì)它們的基本要求卻是一致的電器要能可靠地工作必須按正常工作條件進(jìn)行選擇并按短 路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定 41 電氣設(shè)備選擇的一般要求 總的原則按照正常工作條件進(jìn)行選擇按照短路條件進(jìn)行校驗(yàn) 一般原則 1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn) 3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 4 應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該協(xié)調(diào)一致 5 同類設(shè)備應(yīng)盡量較少品種 6 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式鑒定合格 技術(shù)條件 選擇的高壓電氣設(shè)備應(yīng)能在長期工作的條件下和發(fā)生過電壓過電流的情況下保持正常運(yùn)行 電壓 選用的電氣設(shè)備允許最高工作電壓 U 不得低于該回路的最高 運(yùn)行電壓 Ug 即U≥ Ug 電流 選用的電氣設(shè)備額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流 Ig 即 Ie≥ Ig 由于變壓器短時(shí)過載能力很大雙回路出線的工作電流變化也較大故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定 高壓電氣設(shè)備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)行方式下回路持續(xù)電流的要求 機(jī)械荷載 所選電氣設(shè)備端子的允許荷載應(yīng)大于電氣設(shè)備引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力 校驗(yàn)的一般原則 電壓在選定后應(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) 用熔斷器保護(hù)的電氣 設(shè)備可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定 在工作電壓和過電壓的作用下電氣設(shè)備內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性 環(huán)境條件 變電所在選擇設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境尤須注意小環(huán)境條件當(dāng)氣溫風(fēng)速溫度污穢等級(jí)海拔高度地震強(qiáng)度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時(shí)應(yīng)采取措施 本次設(shè)計(jì)的變電所的年平均氣溫為 16 度在其它條件上無特殊要求 環(huán)境保護(hù) 選用電器尚應(yīng)注意電器對(duì)周圍環(huán)境的影響根據(jù)周圍環(huán)境的控制標(biāo)準(zhǔn)要對(duì)制造部門提出必要的技術(shù)要求 磁干擾 噪音 42 電氣設(shè)備的選擇 電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備由于用途和工作條件各異它 們具體選擇方法也就不盡相同但基本要求是相同的電氣設(shè)備要能可靠地工作必須按正常條件進(jìn)行選擇按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)熱穩(wěn)定性 1．按正常工作條件選擇 額定電壓 Ue≥ Uew 額定電流 Ie≥ Ig 按短路條件校驗(yàn) 1 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)是要求所選的導(dǎo)體和電器當(dāng)短路電流通過時(shí)所能達(dá)到的最高溫度不應(yīng)超過導(dǎo)體和電器的短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度即 Qu≤ Qr I2∞ tdz≤ Ir2tr 2 短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī) 械應(yīng)力的能力滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 Ish≤ Ies 3 短路電流的計(jì)算條件 為使所選擇導(dǎo)體具有足夠的可靠性經(jīng)濟(jì)性和合理性并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的需要對(duì)導(dǎo)體和電器進(jìn)行校驗(yàn)的短路電流應(yīng)滿足下列條件 計(jì)算時(shí)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃的容量計(jì)算并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃所用接線方式應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式而不應(yīng)僅按切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式 機(jī)組容量較大短路的種類可按三相短路考慮 短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式下通過導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的地點(diǎn) 短路計(jì)算時(shí)間校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時(shí) 還必須合理地確定短路計(jì)算時(shí)間驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tpr 和相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間之和既 式中 斷路器全開斷時(shí)間 后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 斷路器固有分閘時(shí)間 斷路器燃弧時(shí)間對(duì)少油斷路器為 004006s 對(duì)和壓縮空氣斷路器為 002004s 43 母線的選擇 母線材料的選擇 屋外配電裝置中的母線應(yīng)根據(jù)下列條件選擇和校驗(yàn) 1 1 因?yàn)殇X的成本低而普遍使用鋁母線 2 常用的母線截面形狀有矩形槽形和管形其中矩形截面優(yōu)點(diǎn)是散熱面積大便于固定和連接但電流 集膚效應(yīng)強(qiáng)烈常用于容量為 50MW 及以下的發(fā)電機(jī)或容量為 60MW 及以下的降壓變壓器 105kV 側(cè)的引出線及配電裝置槽形截面母線具有機(jī)械強(qiáng)度好截流量大集膚效應(yīng)小的特點(diǎn)當(dāng)回路正常工作電流在 4～ 8kA 時(shí)一般選用槽形母線管形截面機(jī)械強(qiáng)度高集膚效應(yīng)小的特點(diǎn)且電暈放電電壓高管內(nèi)可通風(fēng)或通水冷卻從而使截流量大增所以管形母線可用于 8KA 以上的大電流母線和110kV 及以上的配電裝置母線 3 母線的散熱條件和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置方式有關(guān)其布置方式可分為支持式和懸掛式支持式使用是和母線工作電壓的支持絕緣子把母線固定在鋼架或墻板等建 筑物上采用水平布置方式 2 母線截面尺寸的選擇 其允許電流 Ie 應(yīng)等于或大于流過導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流即 Ie≥ KIg K修正系數(shù) 導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)截面 S 為 S IgJ Ig正常時(shí)最大持續(xù)工作電流 A J經(jīng)濟(jì)電流密度 Am 電暈電壓校驗(yàn) 電暈臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓即 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 裸導(dǎo)體進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 三相短路的最大電動(dòng)力為當(dāng)三相母線水平布置且相間距離為 acm 時(shí)的電動(dòng)力 高壓斷路器的選擇 在各種電壓等級(jí)中變電所的設(shè)計(jì)中斷路器是最為重要的電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)斷路器的要求是比較高的不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力而且要求其在短路的條件下對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力 高壓斷路器的選擇條件 額定電壓選擇 額定電流選擇 開斷電流選擇 短路關(guān)合電流的選擇 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 斷路器種類和型式的選擇 本次設(shè)計(jì)的變電所為 22060 變電所有 220kV 和 60kV 兩個(gè)電壓等級(jí)根據(jù)規(guī)程規(guī)定在 35KV～ 220KV電壓等級(jí)的配電裝置中主要選用少油斷路器 SF6斷路器和空氣斷路器 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)僅部分少油斷路器有電磁式彈簧式或液壓式等幾種形式的操作機(jī)構(gòu)的可供選擇一般電磁式操動(dòng)機(jī)構(gòu)需配專用的直流合閘電源但其結(jié)構(gòu)簡單可靠彈簧式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜調(diào)整需求較高液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)加工精度要求較高操動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運(yùn)行可靠性進(jìn)行選擇 下面主要在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)技術(shù)性能特點(diǎn)和運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)三個(gè)方面對(duì)這三種斷路器進(jìn)行了比較 類別 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 技術(shù)性能特 點(diǎn) 運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn) 少油式斷路器 油量少油主要用作滅弧介質(zhì)對(duì)地絕緣主要依靠固體介質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單制造方便可配用電磁操作機(jī)構(gòu)液壓操作機(jī)構(gòu)或彈簧操作機(jī)構(gòu)積木式結(jié)構(gòu)可制成各種電壓等級(jí)產(chǎn)品 開斷電流大對(duì) 35KV以下可采用并聯(lián)回路以提高額定電流 35KV以上為積木式結(jié)構(gòu)全開斷時(shí)間短 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富易于維護(hù)噪聲低油量少易劣化需配備一套油處理裝置 壓縮空氣斷路器 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜工藝和材料要求高以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)以及弧隙絕緣介質(zhì)操作機(jī)構(gòu)和斷路器合為一體體積和重量比較小 額定電流和開斷能力都可以做得較大適于開斷大容量電路動(dòng)作快開斷時(shí) 間短 噪聲較大維修周期長無火災(zāi)危險(xiǎn)需要一套壓縮空氣裝置作為氣源價(jià)格較高 SF6 斷路器 結(jié)構(gòu)簡單但工藝及密封要求嚴(yán)格對(duì)材料要求高體積小重量輕有屋外敞開式及屋內(nèi)落地罐式之別更多用于