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110kv降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-閱讀頁

2024-10-28 14:51本頁面
  

【正文】 圖 34 方案四主接線設(shè)計圖 優(yōu)點: 110kV 側(cè)經(jīng)濟(jì)性好,安全性高。 缺點: 35kV 和 10kV 側(cè)當(dāng)母線故障時,該段母線的回路都要停電,同時擴(kuò)建時需向兩個方向同時擴(kuò)建。(見圖 35) 圖 35 方案五主接線設(shè)計圖 優(yōu)點: 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線分段接線,可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 11 以上五種方案相比較,根據(jù)原始資料分析 110kV 出線兩回,考慮到安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性, 110kV 側(cè)宜選取單母線分段或者內(nèi)橋接線, 35kV 和 10kV 兼顧到安全經(jīng)濟(jì),以及操作的簡單性,宜選取單母線分段接線,考慮以上,選取方案一和方案四作為預(yù)選方案。否則將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。因此確定合理的變壓器容量是變電站安全可靠供電和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。在選擇主變壓器時,要根據(jù)原始資料和設(shè)計變電站的自身特點,在滿足可靠性的前提下,從經(jīng)濟(jì)性方面來選擇主變壓器。把所受的功率通過主變傳輸至 35kV 及 10kV 母線上,再將電能分配出 去。 為了保證供電可靠性,避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電,變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長以及擴(kuò)建,而當(dāng)一臺主變壓器故障或者檢修時,另一臺主變壓器可承擔(dān) 60%~ 80%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。 主變壓器容量的選擇 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷, 5~ 10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇,并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10~20 年的負(fù)荷發(fā)展,對于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相 結(jié)合,該所最大負(fù)荷給定,所以應(yīng)按最大總負(fù)荷來選擇主變的容量,根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量,對于有重要負(fù)荷的變電所,應(yīng)考慮當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)時,其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時間內(nèi),應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷,對一般性能的變電所,當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時,其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的 60%~ 80%,該變電所是按 60%全部負(fù)荷來選擇。這樣,當(dāng)一臺 變壓器停運(yùn)時,可以保證對 60%負(fù)荷的供電,考慮到變壓器的事故過負(fù)荷能力 40%,則可保證對 90%負(fù)荷的供電。 主變壓器型式的選擇 1)主變壓器相數(shù)的選擇 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時,在 330kV 以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。 單相變壓器組,相對來講投資大,占地多,運(yùn)行損耗大,同時配電裝置以及斷電保護(hù)和二次接線的復(fù)雜化,也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。 本次設(shè)計的 變電所,位于平原地區(qū),不受運(yùn)輸?shù)臈l件限制,故本次設(shè)計的變電所選用三相變壓器。 一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設(shè)備,比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少,而且本次所設(shè)計的變電所具有三種電壓等級,考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等因素,該所選擇三繞組變壓器。 ① 自耦變壓器: 自耦變壓器它的短路阻抗較小,系統(tǒng)發(fā)生短路時,短路電流增大,以及干擾繼電保護(hù)和通訊,并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制,自耦變壓器,具有磁的聯(lián)系外,還有電的聯(lián)系,所以,當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時,它有可能通過串聯(lián)繞組進(jìn)入公共繞組,使其它絕緣受到危害,如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時,它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組,產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓。電網(wǎng)電壓波動范圍較) ( 47 . 56 18 . 21 29 . 35 S S 2 max 1 max MVA S ? ? ? ? ? ) ( 88 . 33 47 . 56 6 . 0 6 . 0 MVA S S N ? ? ? ? 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 13 大,如果選擇自耦變壓器,其兩臺自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地,這樣就會影響調(diào)度的靈 活性和零序保護(hù)的可靠性。8%,故不選擇自耦變壓器。分裂變壓器中對兩端低壓母線供電時,如果兩端負(fù)荷不相等,兩端母線上的電壓也不相等,損耗也就增大,所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡,又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。 ③ 普通三繞組變壓器: 普通三繞組變壓器的價格在自耦變壓器和分裂變壓器中間,安裝以及調(diào)試靈活,滿足各種繼電保護(hù)的需求。它的供電可靠性也高。 3)主變調(diào)壓方式的選擇 為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性, 110kV 及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):1) 樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞 紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定,可為電網(wǎng)額定電壓的 1~ 倍,在日負(fù)荷最大、最小的情況下,其運(yùn)行電壓控制在水平的波動范圍不超過 10%,事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95%。 調(diào)壓方式分為兩種,不帶電切換,稱為無載調(diào)壓,調(diào)整范圍通常在 177。 由于該變電所的電壓波動較大,故選擇有載調(diào)壓方式,才能滿 足要求。電力系統(tǒng)采用的繞組聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形。 在變電站中,一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及三次諧波對電源的影響等因素,主變壓器聯(lián)結(jié)組號一般都選用 YND11 常規(guī)接線。 但是用于中性點不接地系統(tǒng)時,三次諧波無通路,將引起正諧波電壓的畸變,并對通訊造成干擾,也將影響保護(hù)整定的準(zhǔn)確性和靈敏度。采用三角形接法可以消除三次諧波的影響。 5) 主變壓器冷卻方式的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有:自然風(fēng)冷卻,強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻,強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻,雖然散熱效率高,具有節(jié)約材 料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點。綜上所述,本設(shè)計選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。8*% 177。計算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時,每個樞紐點的三相短路電流。造成短路故障的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤操作、雷擊或過電壓擊穿 [5] 。如:設(shè)備絕緣部分老化或設(shè)備自身有缺陷,正常運(yùn)行時被擊穿短路,以及設(shè)計、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路故障。如:大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線,因遭受直擊雷或雷電感應(yīng),設(shè)備過電壓,絕緣被擊穿等。 短路電流計算目的 ,為比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流措施等均要進(jìn)行必要的短路電流計算。例如:計算某一時刻的短路電流有效值,用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值。 算屋外高壓配電裝置時需要短路條件校驗的相間和相對地的距離。 ,也需要短路電流計算?;痉譃槿喽搪?,兩相短路,單相短路和兩相接地短路。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 16 短路故障的危害 供電系統(tǒng)發(fā)生短路后,電路阻抗比正常運(yùn)行時阻抗小很多,短路電流通常超出正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上,它會帶來嚴(yán)重后果 [13] : 巨大的短路電流通過導(dǎo)體,短時間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量,形成很高溫度,極易造成設(shè)備過熱而損壞。電動力會影響電氣設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度,嚴(yán)重時設(shè)備可能變形甚至損壞。 不對稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動勢。 短路可能造成的最嚴(yán)重的后果就是使并列運(yùn)行的各個發(fā)電廠之間失去同步,破壞系統(tǒng)穩(wěn)定,最終造成系統(tǒng)瓦解,形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電。 :根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要,確定計算短路的時間。計算項目及條件,取決于計算短路電流的目的。電路元件電氣參數(shù)的計算有兩種方法:標(biāo)幺值法和有名值法。 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗,采用標(biāo)幺值進(jìn)行計算,為了計算方便選取如下基準(zhǔn)值: 基準(zhǔn)容量: BS = 100MVA 基準(zhǔn)電壓 : avU ( kV) 37 115 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 17 短路電流計算的步驟 1)計 算各元件電抗標(biāo)幺值,并折算為同一基準(zhǔn)容量下; 2)給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖; 3)選擇短路點 : 設(shè)計的變電站是降壓變電站,有三個電壓等級 110kV、 35kV 和 10kV。 4) 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡,把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng),不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值,并計算短路電流標(biāo)幺值、有名值。39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。正確選擇電氣設(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。其基本要求是:電氣設(shè)備要能可靠地工作,必須按正常的工作條件選擇,并按短路狀態(tài)來校驗動熱穩(wěn)定。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流。 、熱穩(wěn)定。 技術(shù)條件 1)按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 電壓:所選電器和電纜允許最高工作電壓 .maxgU 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 nU ,即 nU ? .maxgU 一般電纜和電器允許的最高工作電壓,當(dāng)額定電壓在 110KV 及以下時為 nU ,而實際電網(wǎng)運(yùn)行的 .maxgU 一般不超過 nU 。 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核:當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時,其長期允許電流yI 可按下式修正,即 21MMTTK TT?? ? 基中 K 為溫度修正系數(shù) 。 1T 為額定載流量基準(zhǔn)下的環(huán)境溫度( C ) 。當(dāng)熔斷器有限流作用時,可不驗算動穩(wěn)定,用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路,可不驗算動、熱穩(wěn)定。39。39。 斷路器種類和型式選擇:按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)可以分為油斷路器,壓縮空氣斷路器,六氟化硫斷路器,真空斷路器,隨著開關(guān)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在變電所設(shè)計一般是采用六氟化硫斷路器和真空斷路器,而油斷路器基本上被淘汰,故本設(shè)計選擇六氟化硫斷路器。 斷路器選擇計算 110kV 側(cè):選定斷路器型號為 SW411010000 其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 51 表 51 斷路器型號為 SW411010000 的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 電壓 kV 額定電流 A 額定斷開 電流KA 斷 開 容 量 MVA 極限通過電流KA 熱 穩(wěn) 定 電 流 KA 合閘時間 S 固有分閘時間 S 重 合 性 能 額 定 最 大 額 定 重 新 最大 有效 1s 4s 5s 10s 電流休止時間S 重 合 時 間 S SW4110 110 126 1000 3500 3000 55 32 32 21 1)電壓: Ng UKVKV ??? 110110U 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 23 2)電流: AUSII NNNg )1103/( a x ?????? Ng IAI ??? 1 0 0 2 0m a x 3)開斷電流: 4)動穩(wěn)定: m a x39。 iAAIi ch ???? 則滿足動穩(wěn)定。39。 35kV 側(cè):選定斷路器型號為 SW2351000,其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 52 表 52 斷路器型號為 SW2351000的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 電壓 kV 額 定 電 流 A 額 定 斷 開 電 流KA 額 定 斷開容量MVA 極 限 通 過 電 流 KA 4s熱 穩(wěn) 定 電 流 KA 合 閘時 間 S 固有分閘時間 S 額 定 最 大 最 大 有效 SW2351000 35 1000 1500 1) 電壓: Ng 3535U UKVKV ??? 2)電流: AUPI Ng )( m a xm a x ?????? ? Ng IAI ??? 1 0 0 1 1m a x 3)動穩(wěn)定: m a iAAi ch ??? 則滿足動穩(wěn)定。39。 10kV 側(cè):選定斷路器型號為 SN410G,其技術(shù)數(shù)據(jù)見表 53 表 53 斷路器型號為 SN410G 的技術(shù)數(shù)據(jù) ka t d I KA 4 . 18 I I ? ? ? ? ’ ‘ 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 24 型號 額定電壓 KV 額定電 流 A 額定斷開 電流 KA 額定斷開容量 MVA 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定電流KA 合閘時 間 s 固有分閘 時間 s 最大 有效 1s 5s 10s SN410G 10 500
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