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鐵路變電所的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(參考版)

2025-06-27 22:23本頁(yè)面
  

【正文】 北京:中國(guó)電力出版社,2004.[3]張瑩 工廠供配電。參考文獻(xiàn)[1]劉介才 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)。以便把作用于設(shè)備上的各種電壓所引起的設(shè)備損壞和影響連續(xù)運(yùn)行的概率,降低到經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上能接受的水平。46M2,被保護(hù)高度5米設(shè)置避雷針兩只,距離為20米,高度為30米。hx—被保護(hù)物高度ha—h hx避雷針有效高度h—避雷針實(shí)際高度P—系數(shù),當(dāng)h163。避雷針的保護(hù)范圍為了保護(hù)室外場(chǎng)地的高壓設(shè)備,避雷針的保護(hù)范圍應(yīng)在被保護(hù)的最高處,覆蓋全部被保護(hù)物的平面以外。 獨(dú)立避雷針對(duì)于變電所室外設(shè)備及建筑物的防雷,有效的防護(hù)方法是設(shè)置獨(dú)立避雷針。 10KV室外母線入口處裝設(shè)避雷器一方面由于室內(nèi)配電線路的操作(如:切、合空線路)引起的過(guò)電壓,可能對(duì)主變壓器造成危害;另一方面也可能由于切合空載變壓器出現(xiàn)過(guò)電壓。 線路入口端(包括66KV入口10KV配出口)線路入口是電源的引入端,但也是雷電波的侵入端,及操作過(guò)電壓的引入端。因此必須采取有效的防直擊雷及侵入雷電波的措施。 過(guò)電壓保護(hù)電氣設(shè)備在運(yùn)行中有時(shí)要隨高于其運(yùn)行電壓的電壓,主要有雷(大氣)過(guò)電壓,操作過(guò)電壓及系統(tǒng)參數(shù)變化產(chǎn)生的諧振振蕩過(guò)電壓。1負(fù)荷的參數(shù)情況:①負(fù)荷電流:Ifhmax=222A②線路參數(shù):線路為電纜輸出:ZLQ53180。 整定計(jì)算本設(shè)計(jì)考慮線路的三段式電流保護(hù),現(xiàn)針對(duì)其中一條配出線路進(jìn)行整定計(jì)算。為此靈敏度校驗(yàn)為:近后備:遠(yuǎn)后備:說(shuō)明:第一,二段保護(hù)的動(dòng)作電流是根據(jù)某點(diǎn)短路不應(yīng)動(dòng)作而設(shè)計(jì)整定的,所以與短路電流有關(guān),第三段電流保護(hù)是根據(jù)某種負(fù)荷工況不應(yīng)動(dòng)作而整定的,所以最大負(fù)載有關(guān),因此第一,二段與第三段是性質(zhì)截然不同的兩種保護(hù)。不言而喻,第三段保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于該線路的最大負(fù)荷電流Ifzmax。規(guī)程規(guī)定,~,即該保護(hù)能保護(hù)線路全長(zhǎng)。同理有: ,第二段電流保護(hù)能否保護(hù)全線,則以該保護(hù)的靈敏度衡量。4應(yīng)比保護(hù)3第一段晚一個(gè)時(shí)間級(jí)差Dt,Dt的大小與斷路器跳閘時(shí)間,時(shí)間繼電器動(dòng)作時(shí)間的誤差有關(guān),一般Dt=。第二段保護(hù)——限時(shí)電流速斷保護(hù)為了保護(hù)線路全長(zhǎng)而又不失去選擇性,上圖中保護(hù)4,其第二段電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)以保護(hù)3的第一段電流保護(hù)區(qū)末端短路時(shí)不動(dòng)作為整定原則,即:=式中: =—。為了最大限度縮小停電范圍,滿足保護(hù)選擇性動(dòng)作的基本要求,第一段電流保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于下一級(jí)線路首端的最大短路電流:式中:~,為第一段電流系數(shù)。①可靠性;②選擇性;③快速性;④靈活性。,根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力,發(fā)出警告信號(hào),減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。100/10180。全所設(shè)備總目錄名稱規(guī)格數(shù)量備注主變壓器SFZ931500/1602臺(tái)包括控制保護(hù)盤等60KV少油斷路器SW266/10003組包括機(jī)構(gòu)及基礎(chǔ)支架60KV隔離開(kāi)關(guān)GW566G/10008組包括支持架構(gòu)60KV電流互感器LCW66/10003組包括支持架構(gòu)60KVZnO避雷器Y5W90/2202組包括圍檢及記錄器60KV引入線路LGJ240180。80mm2鋁排,S=800mm2193 mm2配出線電纜截面選擇:電力電纜按其結(jié)構(gòu)類型,電壓,經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇:選用:ZLQ53180。③ 截面大?。喊撮L(zhǎng)期工作電流選擇:選用20180。電流互感器①主變二次主及母聯(lián)電流互感器:選用:LFC10/2500型②負(fù)荷配出線、電容器、旁路電流互感器,選用LFC10500型。選用GN1010/2500型隔離開(kāi)關(guān)。 10KV主要設(shè)備選擇主要二次主開(kāi)關(guān)、母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān) 主要二次Ie=1653A Ue=10kv 選擇:SN1010/2500型斷路器負(fù)荷配出線路開(kāi)關(guān)、電容器組用開(kāi)關(guān)、旁路開(kāi)關(guān) 最大負(fù)荷電流:Ilmax=222A Ue=10KV 電容器組電流:IR=172A Ue=10KV因而:共選用23組:SN1010/500型開(kāi)關(guān)。在SF6全封閉組合電器中放電電壓穩(wěn)定是其理想的保護(hù)設(shè)備。放電壓不隨氣壓變化而使放電線壓變化。選擇避雷器應(yīng)考慮:系統(tǒng)額定電壓:Ue系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓:Um,避雷器額定電壓:UN避雷器在5KA 8/20ms沖擊電壓下的殘壓:Ur本設(shè)計(jì)選用新型氧化鋅避雷器:Y5W90/220Y5W90/220型ZnO避雷器參數(shù)如下:Ue=66KVUm=UN =90KVUr=220KV 均合乎要求附:氧化鋅避雷器較普通碳化硅閥型避雷器的優(yōu)點(diǎn):不存在串聯(lián)放電間隙。IgIeL—電流互感器原線圈額定電流Ig—工作電壓③安裝地點(diǎn):戶外④準(zhǔn)確等級(jí):⑤短路時(shí)動(dòng)穩(wěn)定,熱穩(wěn)定校驗(yàn):按上述參數(shù)選擇:LCW60型:1000/5A 電流互感器,參數(shù)如下:Ue=66KV 179。電流互感器副邊線圈額定電流為Ie2電流互感器的選擇條件為:①額定電壓:Ue179。teq=180。 Un:66KVIe:1000AIgmax:457Aich:50KA ich: Id(3)n:29KAId(3):動(dòng)穩(wěn)定:ich=50KA 合格熱穩(wěn)定:I2tt=292180。并按短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定校驗(yàn)。因此操作規(guī)程規(guī)定:接通電源時(shí):先合隔離開(kāi)關(guān),再合斷路器;停電時(shí):光斷開(kāi)斷路器,再斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。隔離開(kāi)關(guān)是為了可以保證將高壓電氣設(shè)備中需要檢修的設(shè)備與其他帶電部分可靠地分離,并構(gòu)成明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。teq=180。Un:66KVIe:1000A Igmax:457Aich:67KAich: Sdn:2500MA Sd:2232WAId(3)n:Id(3):動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):ich=67KA 合格熱穩(wěn)定校驗(yàn):I2tt=180。()式中:Sdn—斷路器的額定電壓下切斷容量d178。:Sdn179。()式中:Idn—斷路器的額定電壓下切除電流I178。斷路器的選擇方法除上節(jié)敘述之外為了保證斷路器可靠地工作,還需滿足以下條件::Idn179。高壓斷路器能在有負(fù)荷的情況下接通或斷開(kāi)電路,在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)能迅速切斷短路電流。70%=28000KW查設(shè)計(jì)手冊(cè)并考慮預(yù)留容量滿足一定的擴(kuò)建需要選擇:SFZ931500/66型變壓器兩臺(tái)。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所,應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí),其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi),應(yīng)保證用戶的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷,對(duì)一般性變電所,當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí),剩余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%。 主變壓器容量的確定 主變壓器容量一般按變電所建成后鐵路電力系統(tǒng)510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇,并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。因此,對(duì)大城區(qū)的重要變電所,以裝設(shè)兩臺(tái)為宜。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果,對(duì)于110KV以下的電器一般可不校驗(yàn)無(wú)線電干擾電壓。電磁干擾:頻率大于10KHZ的無(wú)線電干擾主要來(lái)自電器的電流,電壓突變和電暈放電,它會(huì)損害或破壞電磁信號(hào)的正常接收及電子設(shè)備的正常運(yùn)行。在安裝時(shí),應(yīng)考慮到支架對(duì)地震力的放大作用,根據(jù)有關(guān)規(guī)定,地震基本烈度為7度及以下地區(qū)的電器可不采用防震措施。電器的輔助設(shè)備應(yīng)具有與主設(shè)備相同的抗震能力。地震:地震對(duì)電器的影響主要是地震波的頻率和地震振動(dòng)的加速度。海拔:電器的一般使用條件為海拔不超過(guò)1000米,海拔超過(guò)1000米地區(qū)稱為高原地區(qū)。② 采用屋內(nèi)配電裝置,二極以上污穢區(qū)的66110KV配電裝置采用屋內(nèi)型。一般高壓電器可使用在20℃,相對(duì)濕度為90%(電流互感器為85%)的環(huán)境中。濕度:選擇電器用的濕度、應(yīng)采用當(dāng)?shù)叵鄬?duì)濕度最高月份的平均相對(duì)濕度。冰雪:在積雪和覆冰嚴(yán)重地區(qū),就采取措施防止冰串引起瓷件絕緣對(duì)地閃絡(luò)。對(duì)于臺(tái)風(fēng)經(jīng)常侵襲或最大風(fēng)速超過(guò)35m/s的地區(qū),除向制造部門提出特殊定貨處,在設(shè)計(jì)布置時(shí)應(yīng)采取有效防護(hù)措施。選擇電器時(shí)用的最大風(fēng)速,可取離地10米高、30年一遇的10m/s平均最大風(fēng)速。如果設(shè)備制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量的下降數(shù)據(jù),在設(shè)計(jì)中可按電器額定電流的80%選擇設(shè)備。普通高壓電器一般可在環(huán)境最低溫度為30℃時(shí)正常運(yùn)行,在高寒地區(qū)應(yīng)選擇能適應(yīng)環(huán)境最低溫度為40℃的高寒電器。電器的絕緣水平,應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定當(dāng)選電器的絕緣水平小于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí),應(yīng)通過(guò)絕緣配合計(jì)算,選用適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。S)It ——t秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值(KA);t ——設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(S)校驗(yàn)適中熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間tjs按下式計(jì)算: tjs=tb+td式中 tb——繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(S)td——斷路器的全分閘時(shí)間(S)。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。短路穩(wěn)定條件:(1)校驗(yàn)的一般原則:① 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。③ 機(jī)械荷載:所選電器端子的允許荷載大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)最大作用力。各種高壓電器原一般技術(shù)條件如下表:序號(hào)電器名稱額定電壓(KV)額定電流(A)額定容量(KVA機(jī)械荷載(W)額事實(shí)上開(kāi)斷電流(KA)短路穩(wěn)定性絕緣水平動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定1主變√√√√√2高壓斷路器√√√√√√√3隔離開(kāi)關(guān)√√√√√√4負(fù)荷開(kāi)關(guān)√√√√√√√5熔斷器√√√√√6電壓互感器√√√√√7電流互感器√√√√√√√8隔流電抗器√√√√√√9避雷器√√√√10穿墻套管√√√√√11絕緣子√√√√√長(zhǎng)期工作條件:① 電壓:選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即:Umax≥Ug② 電流:選用的電器額定電流Ige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(guò)載能力很大,雙回路出線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。在特殊情況下,選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí),應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。?。篔e=∴ 最終確定導(dǎo)線型號(hào)為:LGJ240型。所以導(dǎo)線的截面為:Imax——正常工作情況下,電路中最大長(zhǎng)期工作電流。所以線路的導(dǎo)體截面,須按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。載流導(dǎo)線的運(yùn)行費(fèi)主要由電能損耗費(fèi)和設(shè)備修理和折舊費(fèi)組成,導(dǎo)線截面越大,電能損耗費(fèi)越?。欢鄳?yīng)的投資維護(hù)、折舊費(fèi)用要增加。線路導(dǎo)體截面選擇原則:當(dāng)負(fù)荷電流通過(guò)載流導(dǎo)體時(shí),將產(chǎn)生電能損耗。常用基準(zhǔn)值表基準(zhǔn)電壓Ud (KV)3763115162230 基準(zhǔn)電流Id(KA)基準(zhǔn)電抗Xd(W)132262529 標(biāo)么值 ①標(biāo)么值的定義 容量標(biāo)么值: 電壓標(biāo)么值: 電流標(biāo)么值: ②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。所謂線路平均額電壓,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。采用標(biāo)么制,首要的問(wèn)題是確定基準(zhǔn)值。 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)么值法。在此條件下,電源電壓并非恒定不變,短路電流周期分量的幅值隨電源電壓的變化而改變,短路的暫態(tài)過(guò)程更為復(fù)雜。Izp——短路電流周期分量的有效值。三相短路電流的最大瞬間值出現(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。無(wú)限容量系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí),周期分量不隨時(shí)間而改變,這是這種系統(tǒng)短路的顯著特點(diǎn)。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)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)阻大得多,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(méi)有變化,即認(rèn)為是一個(gè)恒壓源,這種電源就稱為無(wú)限大容量電源。 三相短路形式三相短路形式分為“無(wú)限大容量系統(tǒng)”供電時(shí)的三相短路和“低限容量系統(tǒng)”供電時(shí)的三相短路電流。 ,不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。,其中50%負(fù)荷接在高壓母線上,50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè) 。電角度。 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流,一般按三相短路驗(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、兩相接地系統(tǒng)短路較三相短路嚴(yán)重時(shí),應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 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。 一般規(guī)定 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流,應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算,并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃
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