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電氣工程及其自動化畢業(yè)論文110kv變電站電氣主接線設(shè)計(jì)-文庫吧資料

2024-10-16 13:07本頁面
  

【正文】 16 (Ⅱ) 各 短路 點(diǎn)電流 短路 電流 計(jì)算 ( 1) d1 點(diǎn)短路時(shí), Up=115kV,等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 ( 3) 短路計(jì)算點(diǎn)的選擇:短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí),通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。其中一定要注意以下幾點(diǎn): ( 1) 接線方式:計(jì)算短路電流時(shí)式,應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,即最大運(yùn)行方式。 ( 2) 兩相短路電流的計(jì)算: ???? 21)2( 13 XXI d ( ) ?2X — 歸算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗 )2(dI — 兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流 其各序分量電流值為: ????? 21)2()2(1 1 XXII dd () )2(2)2(1 , dd II — 分別為兩相短路時(shí),短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量 ( 3) 兩相接地短路電流計(jì)算: 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 14 )1,1(120202)1,1()(13 dd IXXXXI ???????? ( ) )1,1(dI — 兩相短路接地時(shí),短路點(diǎn)故障相全電流 )1,1(1dI — 兩相短路接地時(shí),短路點(diǎn)的正序電流分量 ????? 011)1,1(1 //1 XXXI d ( ) ??????200)1,1(1)1,1(2 XXXIIdd ( ) ??????202)1,1(1)1,1(0 XXXIIdd ( ))1,1(0)1,1(2 , dd II — 分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。 短路類型及其計(jì)算方法 電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的幾種形式的 短路 類型及其計(jì)算方法 是如下: ( 1) 三相短路電流的計(jì)算 : ?? *1)3(* 1XId ( ) 其有名值為: jdd III ?? )3(*)3( ( ) )3(*dI — 系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí),短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值 )3(dI — 系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí),短路點(diǎn)的短路 電流有名值 ?*1X — 歸算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。 短路電流計(jì)算的步驟 在工程設(shè)計(jì)中,短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用計(jì)算曲線法。 ( 7) 在簡化系統(tǒng)阻抗時(shí),距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。有關(guān)感應(yīng)電動機(jī)對電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響:在母線附近的大容量電動機(jī)正在運(yùn)行時(shí),在母線上發(fā)生三相短路,短路點(diǎn)的電壓立即降低。只有在短路點(diǎn)總電阻大于總電阻的 1/3 時(shí)才加以考慮,此時(shí)采用 阻抗等于電抗計(jì)算 。唯一例外的是電抗器,應(yīng)該采用加于電抗器端 點(diǎn)的實(shí)際額定電壓 , 因?yàn)殡娍蛊鞯淖杩雇ǔ1绕渌杩勾蟮亩啵駝t,誤差偏大。 ( 3) 輸電線路的分布電容略去不計(jì)。 短路電流計(jì)算的規(guī)定 為了簡化短路電流的計(jì)算方法,在保證計(jì)算精度的情況下,忽略次要因素的影響,做出 以 下規(guī)定: ( 1) 所有的電源電動勢相位角均相等,電流的頻率相同,短路前,電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。 I — 三 相短路電流有效值,用來檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。應(yīng)采用(電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下)繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。 短路電流計(jì)算的目的 計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校 驗(yàn)電器設(shè)備,避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備,如果短路電流太大,必須采用限流措施,以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。因此,本文的短路電流計(jì)算都以三相短路為例。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。 故采用 單母線分段接線 的接線方式 基于上述理由,再考慮到該變電站在電力系統(tǒng)中的地位、建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)等情況, 在保證供電可靠性的前提下 ,運(yùn)行靈活性、操作檢修方便,節(jié)約投資,確定:110kV 接線采用單母線分段帶旁路母線的接線, 10kV 接線采用單母線分段接線。 ( 3)方案確定: 10kV側(cè)采用單母線分段接線, 供電距離短,且對重要負(fù)荷采用雙回路供電。 ④任一回路中的 QF,如拒動或因故不能操作時(shí),可用母聯(lián)代替操作。 ② 一組母線故障后,該母線上的所有進(jìn)出線都要停電,但能迅速恢復(fù)供電。 10kV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) ( 1)初選方案 10kV 側(cè)出線回路數(shù)本期為 13 回,最終 15 回, 根據(jù)規(guī)程要求和本所實(shí)際情況,10kV 電氣主接線 可以 采用單母線分段接線或雙母線接線 。 ( 3) 方案確定 從技術(shù)性角度而言,兩種方案均能滿足 110kV 級供電可靠性和靈活性的要求,且具有 擴(kuò)建方便的優(yōu)點(diǎn), 但由于斷路器經(jīng)過長期運(yùn)行和切斷次數(shù)都需要檢修,為了使檢修時(shí)不至于中斷回路供電,故采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。運(yùn)行方式改變時(shí),倒閘操作繁瑣,不夠靈活。 ④ 正常運(yùn)行時(shí), QFd 作為分段斷路器工作,一段母線故障, QFd 跳開,不會影響正常段母線供電。檢修母線時(shí),非檢修段可以照常供電,并可對雙回路線路通過其一回給 Ⅰ 、 Ⅱ 類負(fù)荷供電,還可通過 倒閘操作經(jīng)旁路母線對檢修段出線負(fù)荷最重要的一個(gè)用戶繼續(xù)供電。 ② 任一出線斷路器故障時(shí),通過倒閘操作,可在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)對該線路的供電。任一段母線故障 時(shí),將造成兩段母線同時(shí)停電,在判斷故障后,斷開分段隔離開關(guān),完好段即可恢復(fù)供電 。 ② 兩段母線同時(shí)發(fā)生故障的機(jī)率甚小,可以不予考慮 。下面以這兩個(gè)方案進(jìn)行分析比較,確定其主接線的具體形式。當(dāng)110kV 線路 6 回及以上, 35~ 6kV 線路 8 回及以上時(shí),可以裝設(shè)專用的旁路斷路器。 主接線方案的比較和確定 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 (電氣一次部分 )》的相關(guān)要求 , 110kV 配電裝置出線回路數(shù) 4 回時(shí) , 可 采用單母線分段的接線、雙母線接線、單母線分段帶旁路接線 ,10kV 配電裝置出線回路數(shù) 10 回及以上時(shí), 可 采用單母線分段的接線 和 雙母線接線 ,在采用單母線分段或雙母線的 35~ 110kV 主接線中,當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí),可設(shè)置旁路設(shè)施。 ( 3) 電能損耗少。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件,盡可能使占地面積少;同時(shí)應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。主接線應(yīng)簡單清晰,并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施,以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器,以便降低投資。 經(jīng)濟(jì)性 主接線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾,所以應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到 經(jīng)濟(jì)合理。尤其是火電廠,在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。 ( 2) 調(diào)度的方便性:電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí),要能根據(jù)調(diào)度要求,方便地改變運(yùn)行方式,并且在發(fā)生事故 時(shí),要能盡快地切除故障,使停電時(shí)間最短,影響范圍最小,不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 ( 4) 大型機(jī)組突然停電,對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。 ( 2) 線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí),停運(yùn)線 路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長短,以及能否保證對重要用戶的供電 ??赡芤环N主接線對某些變電所是可靠的,而對另一些變電所可能就不是可靠的。主接線的可靠性是它的各組成元件,包括一、二次設(shè)備部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求如下: 可靠性 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 7 所謂可靠性是指主接 線能可靠的運(yùn)行工作,以保證對用戶不間斷供電。 根據(jù)《 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 (電氣一次部分 ) 》 中有關(guān) 規(guī)定: “變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位,變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。例如,當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí),是否允許線路、變壓器停運(yùn);當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路、變壓器的數(shù)量等,都直接影響主接 線的形式。 ( 5) 考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響 發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電,適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。通常對大型變電所,由于其傳輸容量大,對供電可靠性要求高,因此對主接線的可靠性、靈活性的要求也比較高。三級負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布,并分析各種可能的運(yùn)行方式來確定主接線的形式以及所連接的電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。不論是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所,由于在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同,對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。 電氣主接線是由高壓電器通過連接線,按其功能要求組成接受和分配電能的電路,成為傳輸強(qiáng)電流 ,高電壓的網(wǎng)絡(luò),它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號,并按工作順序排列,詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系,代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu),是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。 綜上所述, 110kV 變電站冷卻方式宜采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀,利用風(fēng)扇吹風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì),把熱量帶走。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式,又分強(qiáng)油風(fēng)冷和強(qiáng)油水冷兩種。而油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上,在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇,利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。 綜上所述根 據(jù)以上設(shè)計(jì)原則,本次設(shè)計(jì)變電站主變確定為雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示: 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 表 主變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù) 變壓器型號 SFL731500/110 額定容量 (kVA ) 31500 額定電壓 (kV) 5102518110 .%/.?? 連接組標(biāo)號 YN, d11 短路阻抗 % 空載電流 % 空載損耗( kVA) 負(fù)載損耗( kVA) 148 變壓器的冷卻方式 根據(jù)變壓器型號的不同 ,其冷卻方式有:自 然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等。當(dāng)裝設(shè)三臺及三臺以上時(shí),變電所的可靠性雖然有所提高,但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜,且投資增大,同時(shí)也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性,以及帶來維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化。 通過計(jì)算本變電站 可選擇額定容量為 的主變壓器。 所以每臺變壓器的額定容量按 mn PS ? ,其中 mP 為變電所最大負(fù)荷選擇,即 nS = = 這樣當(dāng)一臺變壓器停用時(shí),也保證 70%負(fù)荷的供電。社會日新月異,在今天科技已十分進(jìn)步,變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴},故有以上規(guī)程可知,此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 變壓器 相數(shù)的選擇 主變壓器采用三相或是單相,主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。對于 110kV 及以下的變壓器,以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 sC畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 ( 2)調(diào)壓方式的確定 變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭,從而改變變壓器比來實(shí)現(xiàn)的。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式 有 Y 和△ 型兩種,而且為保證消除三次諧波的影響,必須有一個(gè)繞組是△型的,我國 110kV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng),為取得中性點(diǎn),所以都需要選擇 NY 的連接方式,而 610kV 側(cè)采用△型的連接方式。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 ( 3) 10kV 出線最終 15 回,本期 13 回,備用 2 回, Tmax=5500 小時(shí) ,負(fù)荷同時(shí)率 , 備用總負(fù)荷 4MW,COS? =。 ( 2) 110kV 最終兩回進(jìn)線四回出線。 關(guān)鍵詞 : 電力系統(tǒng); 110kV 變電站;短路電流;一次部分;設(shè)備選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) III 目錄 摘要 ........................................................................................................ Ⅰ 第一部 分 設(shè)計(jì)說明書 1 原始資料 ............................................................................................... 1 變電站的基本情況 ....................................................................... 1 設(shè)計(jì)任務(wù) ......................................................................
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