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kv變電站設(shè)計(jì)電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書-在線瀏覽

2025-01-20 23:06本頁面
  

【正文】 設(shè)備的制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。靈活性包括以下幾個方面: 1)操作的靈活性 2)調(diào)度的靈活性 3)擴(kuò)建的靈活性 經(jīng)濟(jì)性: 在設(shè)計(jì)主接線時,主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。經(jīng)濟(jì)性主要通過以下幾個方面考慮: 7 1)節(jié)省一次投資。 2)占地面積少。 3)電能損耗小。 另外 主接線還應(yīng)簡明清晰、運(yùn)行維護(hù)方便、使設(shè)備切 換 所需的操作步驟少 ,盡量避免用隔離開關(guān)操作電源。 43 主接線的基 本接線形式及其特點(diǎn) 電氣主接線的型式是多種多樣的,按有無母線可分為有母線型的主接線和無母線型的主接線兩大類。母線既可保證電源并列工作,又能使任一條出線都可以從任一個電源獲得電能。 單母接線的優(yōu)點(diǎn):接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好,并且母線便于向兩端延伸,擴(kuò)建 方便和采用成套配電裝置。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時,所有回路都要停止 8 工作,也就成了全廠或全站長期停電。 適用范圍:一般只適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變壓器的以下三種情況: ~ 10kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5回; ~ 63kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3回; ~ 220kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回。在可靠性要求不高時,亦可用隔離開關(guān)分段,任一母線故障時,將造成兩段母線同時停電,在判別故障后,拉開分段隔離開關(guān),完成即可恢復(fù)供電。 ( 3)單母線帶旁路母線的接線 為了檢修出線斷路器,但不中斷對該 出線的供電,可增設(shè)旁路母線。有了旁路母線,提高了供電的可靠性,但旁路系統(tǒng)造價昂貴,同時使配電裝置運(yùn)行復(fù)雜化,另外檢修母線或母線故障期間中斷供電。每一個電源和出線的回路,都裝有一臺斷路器,有兩組母線隔離開關(guān),可分別與兩組母線連接。由于有了兩組母線,時運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高 。 缺點(diǎn) :,隔離開關(guān)作為操作電器,容易發(fā)生誤操作;,仍將短時停電; (母線隔離開關(guān)的數(shù)目多),并且使配電裝置結(jié) 構(gòu)復(fù)雜,所以經(jīng)濟(jì)性能差。這種接線具有單母線分段和雙母線的特點(diǎn),較雙母線接線具有更高的可靠性和靈活性。 雙母線分段接線主要用于大容量進(jìn)出線較多的配電裝置中,如 220KV 進(jìn)出線達(dá) 10~ 14 回時,就可采用雙母線三分段的接線。 ( 3)雙母線帶旁路母線的接線 為了不停電檢修出線斷路器,雙母線可以帶旁路母線,用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作,使該回路不致停電。 2) 無母線型的電氣主接線 無母線型的電氣主接線在電源與引出線之間或接線中各元件之間沒有母線連接,常用的有橋型接線、多角形接線和單元接線。因此,它不適合本設(shè)計(jì)中對主接線進(jìn)出線的要求。這種接線一般適用于最終規(guī)模已確定的 110kV及以上的 配電裝置中,且以不超過六角形為宜。 3. 單元接線一般適用于只有一臺變壓器和一回線路時的小容量終端變電所和小容量的農(nóng)村變電所,因此,此接線也不適合本設(shè)計(jì)的要求。 方案一: 220KV、 110KV 側(cè)雙母線帶旁路母線接線, 10KV 側(cè)單母線分段線。滿足主接線的要求。 110kV 進(jìn)出線 10 回, 110kV 側(cè)出線可向遠(yuǎn)方大功率負(fù)荷用戶供電,其他出線可作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線。 10kV 進(jìn)出線 14回,可向重要用戶采用雙回路供電。 方案二: 220KV 側(cè)雙母線帶旁路接線, 110KV 側(cè)雙母接線、 10KV 側(cè)單母線帶旁路母線接線。雙母線帶旁路母線,用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作,使該回路不致停電。 110KV 側(cè)雙母接線、 10KV 側(cè)單母線帶旁路母線接線,檢修出線斷路器時,可不中斷對該出線的供電,提高了供電的可靠性。 方案二: 220KV側(cè)雙母線帶旁路接線, 110KV側(cè)雙母接線、 10KV側(cè)單母線分段接線。 (接線圖見附錄 1) 五、短路電流的計(jì)算 51 短路電流計(jì)算的目的和條件 12 短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊,往往需選用大容量的電氣設(shè)備。因此要求我們在設(shè)計(jì)變電站時一定要進(jìn)行短路計(jì)算。 其計(jì)算的目的主要有以下幾個方面: ⑴ 電氣主接線的比較。 ⑶ 在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時,需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 ⑸ 接地裝置的設(shè)計(jì),也需要用短路電流。 ②一般規(guī)定 ⑴ 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流,應(yīng)本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算,并考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃; ⑵ 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)?13 用的異步電動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響; ⑶ 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流,一般按三相短路驗(yàn)算。 522 短路電流計(jì)算 ① 當(dāng) 220kV 母線上發(fā)生三相短路時 ( 1) 選取 1000BS MVA? 和 B aVVV? ( 2) 各元件的電抗標(biāo)幺值分別計(jì)算如下 系統(tǒng) 1: 1X =?1000/2020= 系統(tǒng) 2: 2X =?1000/1500= 系統(tǒng) 3: 3X =?1000/1000= 線路: 21 120 1000 / 230 ? ? ? ? 22 150 1000 / 230 ? ? ? ? 23 0 .5 0 .4 8 0 1 0 0 0 / 2 3 0 0 .3LX ? ? ? ? ? 24 18 0 10 00 / 23 0 6LX ? ? ? ? 14 ( 3)等值電路圖如圖 圖 等值網(wǎng)絡(luò)( a) 通過星形 — 三角形變換,可以得到圖 4 1 1 1 1 4/ 0 .1 9 0 .9 0 7 0 .1 9 0 .9 0 7 / 1 .3 6 1 .2 2 4L L LX X X X X X? ? ? ? ? ? ? ? 5 1 4 1 4 1/ 9 6 9 6 / 07 35L L LX X X X X X? ? ? ? ? ? ? ? 6 1 4 1 4 1/ 0 .9 0 7 1 .3 6 0 .9 0 7 1 .3 6 / 0 .1 9 8 .7 6L L L LX X X X X X? ? ? ? ? ? ? ? 7 3 3 0 .5 0 .3 0 .8LX X X? ? ? ? ? 15 圖 等值網(wǎng)絡(luò)( b) 6X 和 2LX 并聯(lián),即 8 6 2 6 2/ ( ) 8 .7 6 1 .1 3 4 / ( 8 .7 6 1 .1 3 4 ) 1LLX X X X X? ? ? ? ? ? 化簡之后如圖 所示 圖 等值網(wǎng)絡(luò)( c) 再把圖 等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行星形 三角形變換,可得到圖 所示的等值網(wǎng)絡(luò) 9 5 8 5 8 2/ 35 1 35 1 / 52X X X X X X? ? ? ? ? ? ? ? 16 10 2 8 2 8 5/ 0 .3 1 0 .3 1 / 1 .8 3 5 1 .4 6 3X X X X X X? ? ? ? ? ? ? ? 11 2 5 2 5 8/ 35 35 / 1 86X X X X X X? ? ? ? ? ? ? ? 圖 等值網(wǎng)絡(luò)( d) 忽略發(fā)電機(jī) 1 和發(fā)電機(jī) 2 之間的支路(即忽略 11X ),且 4X 和 9X 并聯(lián),化簡等值網(wǎng)絡(luò)為圖 所示。 (2) 各個電源的計(jì)算電抗為 18 4 .0 5 2 0 0 0 / 1 0 0 0 8 .1jsX ? ? ? 19 5. 48 15 00 / 10 00 8. 22jsX ? ? ? 20 1000 / 1000 ? ? ? 21 圖 等值網(wǎng)絡(luò)( j) (3) 計(jì)算短路電流的有名值 各個電源的額定電流分別為 1G : 1 2 0 0 0 / ( 3 1 1 5 ) 1 0 .0 4NI ? ? ? kA 2G : 2 1 5 0 0 / ( 3 1 1 5 ) 7 .5 3NI ? ? ? kA 3G : 3 1 0 0 0 / ( 3 1 1 5 ) 5 .0 2NI ? ? ? kA 三相短路沖擊電流 2sh shi k I? 沖擊電流有效值 21 2( 1)sh shI k I? ? ? 取 ? ,即可得 ? 和 ? 六、配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇 61 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。電器設(shè)備要能可靠地工作,必須按正常工作條件進(jìn)行選擇,并按短路狀態(tài)來效驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 22 在進(jìn)行設(shè)備選擇時,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。 1)長期工作條件 ①電壓 選用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≥ Ug ②電流 選用的電器額定電流 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 由于變壓器短時過載能力很大,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。 所選用電器端子的允許荷載,應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時的最大作用力。 。 電器的絕緣水平,應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。 613 環(huán)境條件 環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。C 時,允許按照額定電流長期工作。C 時,每增加 1186。C 時,每降低 1186。 62 設(shè)備的選擇 621 斷路器的選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。其最大特點(diǎn)就是斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。 。 小 于 變 電所所在電網(wǎng)的額定電壓。 : 短路的 熱效應(yīng)小于斷路器在 tK 時 間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。 ,應(yīng)滿足條件是 : 斷路器額定關(guān)合電流不少于短路沖擊電流 ish , 一般斷路器的額定關(guān)合電流等于動穩(wěn)定電流。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況,電壓等級在 10KV~ 220KV 的電網(wǎng) 一般選用少油斷路器,而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時,可以選用 SF6斷路器。參數(shù)如表 61: 表 61 220KV側(cè)斷路器 工作地點(diǎn) 型號 額定電壓(kV) 額定電流 (A) 開斷電流 (kA) 額定閉合電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA/s) 額定動穩(wěn)定電流 (kA) 220kV側(cè) LW12220 220 2020 40 100 40/4 100 校驗(yàn): 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流為 m a x 3 0 / ( 3 ) 1 5 1 .3 7 / ( 3 2 2 0 ) 0 .3 9 7 3 9 7NI S U k A A? ? ? ? ? 具體選擇及 校驗(yàn)過程如下 : 額定電壓選擇: UN≥ NSU =220kV 額定電流選擇: IN> Imax=397A 開斷電流選擇: INbr> I″= 動穩(wěn)定校驗(yàn): 100 1es shi kA i kA? ? ? 滿足校驗(yàn)要求 熱穩(wěn)定 校驗(yàn): 2240 4 64 00tIt? ? ? 2kA s 所以 2tkIt Q? 滿足校驗(yàn)要求 ② 110kV 側(cè) 斷路器的選擇 選擇的斷路器參數(shù)如表 62: 表 62 110KV側(cè)斷路器 工作地點(diǎn) 型號 額定電壓(kV) 額定電流 (A) 開斷電流 (kA) 額定閉合電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA/s) 額定動穩(wěn)定電流 (kA) 110kV側(cè) LW6110I 110 3150 125 50/3 125 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流為 26 m a x 1 / ( 3 ) 1 4 3 .1 8 / ( 3 1 1 0 ) 0 .7 5 2 7 5 2NI S U k A A? ? ? ? ? 具體選擇及校驗(yàn)過程如下 : 額定電壓選擇: UN≥ NSU =110kV
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