资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共93页)
编号：516901
类型：共享资源
大小：884.02KB
格式：RAR
上传时间：2015-11-12
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
3.6
积分
- 关 键 词：
-
毕业设计论文
- 资源描述：
-
二郎坝水电站电力设计毕业论文,毕业设计论文
- 内容简介：
-
1 目 录 摘要 （ 3） 第一章 概 述 （ 4） 第二 章 电气主接线 （ 6） 2.1主接线设计要求 （ 7） 2.2 2.3对原始资料的分析： 2.4主接线 拟订 2.5水电站厂用电特点 及主接线 （ 8） 2.7水电站主变压器的选择 （ 13） 第三章 短路电流计算 （ 17） 3.1电力系统短路电流计算的目的 3.2电力系统短路电流计算条件 （ 18） 3.3短路电流计算点的确定和短路电流计算 第四章 主要电气设备选择 （ 19） 4.1 高压断路器的选择 （ 21） 4.2 隔离开关的选择 （ 22） 4.3 母线的选择 （ 23） 4.4 电流互感器的选择 （ 24） 4.5电压互感器的选择 （ 26） 4.6高压开关柜的选择 （ 26） 各主要电气设备选择结果一览表 （ 29） 第五章 配电装置 第六章 变压器保护 （ 19） 5.1 概述 （ 21） 变压器保护配置 （ 21） 5.2 二郎坝水电站 110KV 主变 压器的保护配置 （ 22） 5.3 变压器保护整定计算详见副件二。 （ 21） 5.4 保护设备选择 （ 21） 5.4.1 CSC-326 系列数字式变压器保护装置 （ 23） 5.4.2 DF3232 变压器本体保护装置简介 （ 24） 第六章 水电站计算机监控 6.1 简介 （ 21） 6.2计算机监控系统的控制对象 （ 22） nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 2 6.3 系统结构 6.4 系统功能 附录 I 短路电流计算书计算书 （ 30） 附录 II 变压器保护整定计算 （ 37） 附录 III 电气主接线草图及厂 用电 （ 39） 致谢 （ 40） 参考文献 （ 41） 摘 要 本文首先根据任务书上所给 水电站各项电量参数，结合考虑将来电站的扩建情况，以及电站安全经济及可靠性等方面对电站主接线进行设计。确定了 110kV， 35kV， 10kV 以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了 110kV 电气一次部分的设计。 关键词：水电站 电气主接线 选型 二次设计 变压器保护 概述： 电力和能源是经济社会 发展的重要物质基础。随着电力行业的快速发展，人们对中国一次能源的状况及电力与环境的关系日益关注 、目前我们的电力结构当中，燃煤的机组占了 75%左右，对环境保护、电力发展的压力比较大。今后要着力提高可再生能源、清洁能源和新能源在整个电力装机当中所占的比例。在优化火电的同时，加快发展水电，积极发展核电，大力发展可再生能源。 第 2章 电气主接线的设计 2.1主接线设计要求： 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和 经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的nts3 关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。 主接线应满足可靠性、灵活性、经济性和发展性等四方面的要求。 （ 1）可靠性。为了向用户供应持续、优质的电力， 水电站主接线 首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠性的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分地做好调查研究工作显得尤为重要。主接线的可靠性不 仅包括开关、母线等一次设备，而且包括相对应的继电保护、自动装置等二次设备的可靠性。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，做出切合实际的决定。 （ 2）灵活性。电气主接线的设计，应当适应在运行、热备运、冷备运和剪袖等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不应向电网的正常运行和对其他用户的供电。 （ 3）经济性。方案的经济性体现在以下三个方面： 1）投资省。主接线要力求简单，以节省一次设备的使用数量；继电保护和二次回路在满足技术要求的前提下，简化配置、优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施，限制短路电流，得以选用价廉的轻型设备，节省开支。 2）占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占地面积。 3）电能损耗小。经济合理地选择变压器的类型（双绕组、三绕组、自耦变、有载调压等）、容量、数量和电压等级。 （ 4）发展性。主接线可以容易地从初期接线方式过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，完成过渡 期的改扩建，且对一次和二次部分的改动工作量最少。 nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 4 2.2 中小型水电站电气主接线特点 对于中小型水电站 ,其电气主接线的主要的特点是 : a.水电站接入系统接线较为简单、回路数较少，电压等级一般为 110kV , 35kV，甚至也有 10kV(小型水电站 )，离负荷区较近。 b.除径流电站外，一般都担负地区电网的调峰任务，利用小时数较低，开停机较频繁。 .电气主接线一般比较简单明了，容易实现自动化。 d.电站规模确定后，一般不考虑扩建，有的电站需考虑分期建设的问题。 e.电站的厂用电负荷较 小，一般不从电站升高电压侧引接，有时备用厂用电源还考虑从地区配电网引接或保留施工用电来解决。但是，有的装机容量较小的水电站，为了厂用电源安全可靠、降低系统倒送电时的电能损耗和电压损失，有时也将一台厂用变压器接至升高电压侧的母线上。 f.电站多地处山区，地形地貌复杂，电气主接线的设备配置受到地形和工程土石方开挖量等因素的影响，有时不配置常规设备，而选用占地少能减少组合电器。 g.同一条河流的梯级水电站或分布在同一条河流的干流和支流的水电站，互相之间既有电的联系，又有水的联系，设计电气主接线时要 充分考虑这一特点。 h.电气主接线设计时，往往要考虑电站的近区负荷、坝区负荷和生活区负荷的供电间题。 在设计中小型水电站时应该结合自身的特点才能做到所设计的电器主接线图能够从经济、可靠、灵活性上达到最佳。 2.3对原始资料的分析： 机组资料： 二郎坝水电站最终装设 4 台水轮发电机组，总装机容量为 30.5MW。其中一期工程装机 2 4000KW 已于 1989 年 11 月建成发电，二期工程装机 2 11250kw 采用 SF J11.25 8/2840 三相立轴悬式同步发电机。 电力系统资料： nts5 电站与电力系统地连接：电站 110KV 系统短路容量约为 20000MVA，35KV 系统短路容量约为 500MVA、 110KV 设备采用敞开式设备，开关站出线采用架空线出线。 35KV 侧进线二回，出线三回。另留二回预备出线。 35KV设备采用手车式开关，出线采用架空线出线。 发电厂的类型和规模：设计电厂为小水电，其容量（包括以建一期工程）为 30.5MW，属于小型水电站。 在电力系统中的位置：该电站是二郎坝引嘉入汉水利水电工程的第三段，年最大利用小时数为 5000h，又因为其属于小电站，所以电站在丰水期承担基荷，枯水期承担峰荷，电站开停机比较频繁，主变压器投 入与切除比较多，占电力系统中的容量的 30.5*100%/（ 30.5+2000+500） =1.2%。 2.4 主接线 拟订 ： 由于该电站两台机组属于扩建机组，又因为只有两台小型机组，所以可以考虑扩大单元接线，而因为其有三个电压等级，考滤到它们之间联系，所以对主变压器采用三绕组变压器，一来能保证可靠性，二来可以保证经济性。 对于 110kV 侧两回进线两回出线，所以可以采用单母接线或者桥型接线。对于桥型接线，选外桥接线较易，因为它属于水电站离用电区域远，又因为外桥适用于进出线回路进出线回路各两回，电站年利用小时数较低，主变压器投切频繁，线路短。 35 kV 对于侧，由于其与系统有三回线联系，且另有两条备用线，可见其在电站中地位比较重要，所以适宜用双母接线或者单母分段接线。根据以上分析，选择的几个草案如下所示： 方案一 （图见附录，下同） ： 1.发电机变压器接线方式为单元接线。这样，当某台机组出现故障时，不影响一台机组工作，故障影响范围小，可靠性高，同时接线简单清晰，运行灵活，发电机电压设备少，布置简单，维护工作量小，且继电保护简单。 2.主变压器采用三绕组变压器是因为其最大机组容量小于 125MW，有两种生压向电网供电，但考虑 好两个绕组的通过容量应该大于该变压器额定容量的 15%以上，且三绕组 数 不超过两台，不然屋外配电装置布置复杂。 3.110 kV 侧采用外桥接线，因为外桥相对于单母少一台断路器，且一台主变压器回路故障时不影响线路和另一主变压器运行；一回出线故障或检修时，电站一半功率可以暂时停止输出，待线路隔离开关拉开后，全部功率可以由另一回路送出，当桥型断路器检修时，两条出线解列运行。 4.35 kV 侧采用双母，这样考虑到其与系统强联系，单母分段可靠性高。 方案二： 1. 其 1.2.3.同方案一同 2. 35 kV 侧采用双母接线，这 种接线优点时供电可靠性高。通过两组nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 6 母线开关倒闸操作可轮流检修一组母线而不至于使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路母线隔离开关，调度灵活，缺点是药增加一组母线与隔离开关，母线故障时或检修时，容易在倒闸时误操作。经济上投入比单母分段要多，这对于主要以经济性为考虑重点的小型水电站设计来说不利。 方案三： 1. 与方案 1.2.同。 2. 对于 110kV 侧采用单母接线，优点是接线简单清晰，设备少，操作简便，利于扩建或者采用成套配电设备，利于实现自动化控制和远方控制。缺点是不够灵活，任一元件故障时需要整个配电装 置停电。 3. 35kV 采用单母分段，较之双母接线，少了一条母线和若干个隔离开关费用，经济性上有优势。同时一母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证了母线上回路在检修期间要停电。 方案四： 1、与方案一的 12 同。 2、与方案三的 3 同。 3、与方案二的 4 同。 根据以上的几个方案，记过比较可靠性、经济性以及水电站的开停机频繁，对系统的作用主要是调峰调频作用等因素，筛选方案一，二为更适宜的方案。 接下来对方案一二各段进行经济性，可靠性，灵活性等比较，以确定最终方案。 110kV 侧单母接线和桥型接线比较各自优缺点： 单母接线： 1、 单母接线简单清晰。 2、 每一条进线各自连接一组断路器，互不影响 。 3、 正常运行操作时由断路器进行，便于自动化，远动化，继电保护简单。 4、 进出线可以不对应，电能由母线集中，分别向各出线回路供电，配置灵活。 5、 断路器检修时需要整个回路停电。 外桥接线： 1、 接线简单，断路器比单母少一台。 2、 开关站布置简单，如有必要可以改接为角形或单母。 3、 主变压器故障只断开一台断路器，不影响线路与另一主变压器运行，但桥内断路器断线全厂停电。 4、 适用于进出线各为两台的中型水电站， Tmax 小，线路故障低的电站。 nts7 综上 ， 单母接线和桥形接线各 自优缺点，再考虑到水电站为小型水电站，考虑到经济性，可靠性，实用性，及自动化方面的应用，最终选择 110kV侧采用单母接线。 对于 35kV,双母接线和单母分段接线优缺点比较： 双母接线： 1、 接线清晰 。 2、 进出线各接一组断路器，互不影响。 3、 一组母线故障不影响另一组母线供电，将故障母线所联回路切换到另一组母线后可恢复供电，运行灵活。 4、 两组母线可以根据线路负荷情况通过切换达到负荷大概平衡。 5、 隔离开关多，切换母线操作过程较复杂，易造成误操作，不利于自动化。 6、 与单母分段比较，增加了布置面积和投资。 7、 适用于主接线出现回路大于 等于 8 回的接线。 对于单母分段接线： 1.单母接线简单清晰。 2.每一条进线各自连接一组断路器，互不影响。 3.正常运行操作时由断路器进行，便于自动化，远动化，继电保护简单。 4.进出线可以不对应，电能由母线集中，分别向各出线回路供电，配置灵活。 5.断路器检修时需要整个回路停电。 6.母线与所联设备检修时，全厂停电，当分段隔离开关拉开后另一母线可以恢复供电，全厂停电。 综上比较单母分段和双母接线的优缺点后，考虑到经济性，水电站可靠性，和水电站征地的困难性，最后选择单母分段接线更合适与该水电站。 2.5 水电站厂用电特点： 1. 厂用负荷 小，厂用负荷容量占总装机容量的 1%-3%左右，厂用设备一般用 220-380V 的低压设备。 2. 水电站厂用负荷 50%-70%容量不经常运转，最大年利用小时数低。 3. 厂用电设备一般比较简单，厂用接线可以简化。 4. 厂用负荷不但与水电站容量有关，还与其枢纽布置，机组形式及水头大小有关。 5. 水电站易实现高自动化控制。 6. 水电站建设周期较长，厂用电即能满足电站连续施工，或分期建设要求，又便于过渡。 7. 当机组运行时，无论全部机组或者一台机组运行，应有两台或以上能独立的厂用电源。 nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 8 厂用电设计：（见副图） 2.7 水电站主变压器的选择 变压 器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能。 1、主变压器台数： 为保证供电可靠性， 水电站 一般设有两台主变压器。 2、变压器容量： 装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的 70%，考虑变压器的事故过负荷能力为 40%，则可保证 80%负荷供电。 3、在 330KV及以下电力系统中，一般 选三相为压器，采用降压结构的线圈，排列成铁芯 低压 中压 高压线圈，高与低之间阻抗最大。 4、绕组数和接线组别的确定： 该变电所有三个电压等级，所以选用三绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行， 110KV以上电压，变压器绕组都采用 Y0连接， 35KV采用 Y形连接， 10KV 采用连接。 5、调压方式的选择： 普通型的变压器调压范围小，仅为 5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而 有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在 15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。 6、冷却方式的选择： nts9 主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。 综上， 所以 选 用 一 台 SFSZ9-20000/110型有载调压变压器，采用暗备用方式，查变压器的参数如 表 1： 表 1 主变压器技术参数表 型号 额定容量 KVA 额定电压（ KV） 连接组 标号 阻抗电压 % 高压 中压 低压 高 -中 高 -低 中 -低 SFSZ9- 20000/110 20000 110 81.25% 38.522.5% 10.5 YN,yn0,d11 10.5 17.5 6.5 第三章 短路电流计算 3.1 电力系统短路电流计算的目的 1、电气主接线的比较与选择 。 2、选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求。 3、为继电保护的设计以及调试提供依据。 4、评价确定网络方案，研究限制短路电流的措施。 5、分析计算送电线路对通讯设施的影响。 3.2 电力系统短路电流计算条件 短路电流实用计算中，采用一下假设条件和原则： 1、正常工作时，三相系统对称运行。 2、所有电源的电动势相位角相同。 3、系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体肌肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 10 相差 120电气角度。 3.3短路电流计算点的确定和短路电流计算 短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路 故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。 短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点有 3个，即 110KV 母线短路（ d1 点）， 35KV 母线短路（ d2）点， 10.5KV 发电机出口处短路（ d3 点）。 各点短路值计算结果 :(详见见附录 ) 第四章 主要电气设备选择 由于电气设备和载流导体得 用途及工作条件各异 ,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则。 电气设备选择的一般原则为： 1.应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。 2.应满足安装地点和当地环境条件校核。 3.应力求技术先进和经济合理。 4.同类设备应尽量减少品种。 5.与整个工程的建设标准协调一致。 6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。 技术条件： 选 择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 1.电压 选用的电器允许最高工作电压 Umax 不得低于该回路的最高运行电压Ug,即 ， UmaxUg 2.电流 选用的电器额定电流 Ie 不得低于 所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流 Ig ， 即 IeIg 校验的一般原则： 1.电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。 2.用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 3.短路的热稳定条件 nts11 QdIrt 2 Qdt 在计算时间 ts内，短路电流的热效应（ KA2S） It t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ KA2S） T 设备允许通过的热稳定电流时间（ s） 校验短路热稳定所用的计算时间 Ts按下式计算 t=td+tkd 式中 td 继电保护装置动作时间内（ S） tkd 断路的全分闸时间（ s） 4.动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是： ii dwch II dwch 上式中 ich Ich 短路冲击电流幅值及其有效值 idw Idw 允许通过动稳定电流的幅值和有效值 5.绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。 由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要 确定。 高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。 4.1 高压断路器的选择 高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。 型式选择： 选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。 选择断路器时应满足以下基本要求： 1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。 2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 3.应 有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。 4.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。 tdtdtdQQd III 222 2/1012 nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 12 1）对于 110kV侧 QF1 进行选型： 从上侧流向 QF1 电流为： Id1 =I110 +0.5I35 +0.5IF =10.04+0.5*0.93+0.5*0.313 10.66kA 从下侧流向 QF1 电流为： Id2 0.5I35 +0.5IF =0.5*0.93+0.5*0.313=0.62 Id1 Id2 ,故按照 Id1校验 冲击电流 : ich = 2 1.8 10.66=27.1kA 最大电流有效值 : Ich =10.66 1.51=16.1kA 短路容量 : Sd = 3 10.66 115=2123.3MVA 3.短路的热稳定 =(10.662+(10+0.5*0.327+0.93)2*10+(10+0.5*0.348+0.5*0.93) 2)*4/12=478 KA2S(取 t=4s) Qdt 在计算时间 ts内，短路电流的热效应（ KA2S） 由两台发电机容量为 2*13.235MVA 有 最大持续电流为 Imax=11.25*2/（ 3 *115*0.85） =132.9 A 选择型号为 SW4-110/1250的断路器与 GW4-110/600/16 型隔离开关 计算数据 sw4-110/1250 型断路器 GW4-110/600/1 型隔离开关 UNS 110KV UN 110kV UN 110kV Imax 132.9A In 1000A In 600A I 10.7KA INbr 31.5kA _ _ ish 27.1kA INcl 80kA _ _ Qk 478 KA2S It2t 3969 KA2S It2t 16*4=1024KA2S ish 27.1kA ies 80kA ies 50kA 2)对于 35 kV侧 QF5 选型： 从上侧流向 QF1电流为： Id1 =0.5I110 +I35 +0.5IF tdtdtdQQd III 222 2/1012 nts13 =7.8+0.5*4.76+0.5+0.5*4.39 =11.4kA 明显上侧流向 QF5 电流 Id1要大于下侧流向 QF5的电流 冲击电流 : ich = 2 1.8 11.4=29.1kA 最大电流有效值 : Ich =11.4 1.51=17.2 kA 短路的热稳定 =(11.42+10*(7.8+0.5*4.76+0.5*1.5)2+(7.8+0.5*4.76+0.5*1.3)2)*4/12 =481 KA2S 最大持续电 流为 Imax=11.25*1.05/（ 3 *115*0.85） =217 A 选择型号为 ZN35-600/25的断路器 考虑到 35KV侧用高压开关柜，故该侧可以不用选择隔离开关 计算数据 ZN35-600/25 型断路器 UNS 35KV UN 35 Imax 217A In 600A I 11.4KA INbr 25 ish 29.1kA INcl 63 kA Qk 481 KA2S It2t 2500 KA2S ish 29.1 kA ies 63 kA 3）对于 35 kV侧 QF14: 从上侧流向 QF1电流为： Id1 =0.5I110 +0.6I35 +0.5IF =0.6*7.8+0.5*4.76+0.5+0.5*2.39 = KA 明显上侧流向 QF5 电流 Id1要大于下侧流向 QF5的电流 冲击电流 : ich = 2 1.8 11.4=29.1kA 最大电流有效值 : Ich =11.4 1.51=17.2 kA tdtdtdQQd III 222 2/1012 nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 14 短路的热稳 定 =(11.42+(7.8+0.5*4.76+0.5*1.5)2+(7.8+0.5*4.76+0.5*1.3)2)*4/12 =481 KA2S 最大持续电流为 Imax=11.25*1.05/（ 3 *115*0.85） =217 A 考虑到 35KV 侧用高压开关柜， 选择型号为 ZN35-600/25 的断路 ,故该侧可以不用选择隔离开关 计算数据 ZN35-600/25型断路器 UNS 35KV UN 35 Imax 217A In 600A I 11.4KA INbr 25 ish 29.1kA INcl 63 kA Qk 481 KA2S It2t 2500 KA2S ish 29.1 kA ies 63 kA 4）对于 10.5kV侧选型 由发电机从下向上流过断路器的电流为 Id1 =6.79 8.31/(8.31+1.19)=5.94kV 上向下流过断路器 QF2的电流为： Id2 18 5.95 12.1kA 同理， I2 15.8 0.875 4.57 11.8 kA I4 15.7 0.875 4.53 11.7 kA 按照 Id2校验 短 路冲击电流 : ich = 2 1.9 12.1=32.5kA 最大电流有效值 : Ich =12.1 1.67=20.2kA 短路的热稳定 =(12.12+11.82+11.72)*4/12=558.6 KA2S 最大持续电流为 Imax=11.25*1.05/（ 3 *10.5*0.85） =764 A 选择型号为 ZN28G-12/1000/40的 断路器 考虑到 10.5KV侧用高压开关柜，故该侧可以不用选择隔离开关 tdtdtdQQd III 222 2/1012 tdtdtdQQd III 222 2/1012 nts15 计算数据 ZN28G-12/1000/40 型断路器 UNS 10.5kV UN 10.5 kV Imax 764A In 1000A I 12.1kA INbr 40 kA ish 32.5kA INcl 100 kA Qk 558.6 KA2S It2t 6400 KA2S ish 32.5kA ies 100 kA 4.2 隔离开关的选择 隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合 小电流电路。 选择 隔离开关 时应满足以下基本要求： 1.隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。 2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。 3.隔离开关应具有足够的 热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。 4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。 5.隔离开关的结构简单，动作要可靠。 6.带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。 隔离开关选择见 断路器选择。 4.3 母线的选择： 原则： 1 导体选型：硬导体截面常用矩形槽形和管形母线 35kV 及以下选择矩形母线（ 1）电流在 4000A以下的配殿装置中。槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，用于 4000 8000A 配电装置；管型导体集肤效应系数小，机械强度高，用于 8000A 及以上电流母线或者要求电晕放电电压高的 110kV以上配电装置中。 2截面选择 ： 导体截面可以按照长期发热允许电流或者经济电流密度选择。对于 Tmax 5000小时传输容量大，长度在 20m以上的导体，如发电机，变压器连接体，截面按电流 密度选择。而配电装置汇流母线常在正常运行方式下，传输容量不大，按长期允许电流选择。 3 电晕电压校验 对于 110kV 及以上裸导线按照晴天不发生全面电晕条件校验，即裸导体在临界电压 Ucr应大于最高动作电压 Umax. 4热稳定校验 Smin= )/( whfk AAkQ =ffkQc1 nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 16 5硬导体动稳定校验 对于 110kV侧母线及其进出线选择： 1） 110kV 侧母线： 由最大持续电流 Imax=cos305.1UPn =1.05*11.25*2/ 3 *115*0.85=145A 由于 Imax 不大，所以选择 LF-21Y 30/25 型铝锰合金管型导体， 70 C 时长期工作电流为 572A，环境温度 40 C 时，温度校正系数为 0.81，则导体长期载流量为 572*0.81=463A，所以满足。 热稳定要求选择最小截面 110kV母线三相短路时周期分量为 I =12.5kA。查（ 1）表 11-14有热稳定系数 C=87，假想时间 ta， =0.2s，由 Smin= 310*ctI 公式 =61mm2 216mm2 的导体截面，所以热稳定也满足。 4电晕电压校验 查（ 1）表 11 16按照晴天不出现可见电晕要求，管母线最小截面为 20mm,选择的管型母线型号为 30/25，所以满足。 2） 110kV进线选择 1母线类型选择 110kV主变压器出线选择 LGJ-70/40型钢芯铝绞线。 2按 110kV主变压器长期工作电流流选择 Imax=0.5*20/(3 *115*0.85)=59A LGJ-70/40型钢芯铝绞线在环境温度 25 C时长期允许载流量在 70时为 307A ，加上温度校正系数 C为 0.81，所以长期允许载流量为0.81*307=249A 59A,所以合理。 3按照热稳定要求选择最小截面 由 - Smin= 310*ctI =92mm2 选择导体两根截面为 2*80=160 92mm2，所以最小截面满足。 4按经济电流密度选择： 由 Tmax=5000h,的经济电流密度 j查 【 1】 表 11-7有 j=1.15,所以Sj=Ij/j=59/1.15=51.3mm2 ,而选择导体的截面为 110mm2 51.3mm2所以满足 5按电晕电压校验 ： 查 1书表 11-16按照晴天不出现可见电晕要求，最小导体型号为 LGJ-70,所以选择 2*LGJ-70/40满足要求 。 3） 35kV侧 nts17 母线选择 ： 选择 LWB-50/6型矩形铝母线 1 按长期工作电压选择 35kV主母线长期工作电流由（ 1）表 11 1选择得 LWB-50/6立放矩形母线在 40 C时长期允许电流为 600A ，平放时乘 0.95即 600*0.95=570A，所以该母线满足 35kV母线长期持续电流 Imax=11.25*1.05/(3 *37*0.85)=217A 2 主母线动稳定校验 35kV配电装置选用 JYN 1-40。 5型固定式开关柜，母线固定间距 l=2000mm,相间距离 a=300mm，查副表知短路冲击值为 ib=6.8kA 所以母线所受的电动力 F=1.76 galib 22 10* =1.76*6.82*200*10-2*9.8/30=53.2N 由母线所受的力矩 M=10Fl=53.2*200/10=1064Ncm 母线截面系数为 W=0.167bh2=0.167*0.6*52=2.5 所以母线最大应力为WM=1064/2.5=425.6 104Pa 此值小于（ 1）表 11 11规定的铝母线极限应力为 6860 104Pa，所以满足要求。 8 热稳定校验要求选择最小截面 由 Smin= 310*ctI =59mm2,选择 LWB-50/6矩形母线满足最小截面 59mm2 ，所以满足要求。 4） 35kV侧进线选择 35kV采用电缆进线。 1.电缆额定电压和结构类型：选择 UN=35kV型号为 ZLQF20的油浸纸绝缘三芯铝导体分相嵌套电力电缆，缆芯截面 185MM 2.截面的选择 Tmax=5000h,所以按照最大持续电流选择。 3.由 Imax=13.235/ 3 *37=217A, 查 姚 书 附 表 2-4 与 2-6 ，选择S=95mm2,n=25 C时，al=75，温度修正系数为 25alaltk =1.05查表 2-9和 2-10土壤修正系数 k3=1.0直埋两根并列敷设导数 k4=0.93, 所以允许载流量 : Ial=ktk3k4In=1.05*1*0.93*230=224.6217A,所以满足长期发热要nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 18 求 . 4.允许电压损失校验 : 查表 2-11有 r=0.17( /km),x=0.113( /km) NSuxraxu /)s inc o s(Im173% =173*217*1*(0.17*0.85+0.113*0.527) 2.2%Icd+0.2Ir Ir0.45Ir+Icd+0.2*0.6Ie =0.45Ir+0.12*4.55+1.365 =0.45Ir +1.91 0.6Ie0.7Ir+0.45*4Ie+1.91 =0.7Ir+10.1 Ir4Ie=18.2 nts73 对于 35kV IdIcd+0.2Ir Ir0.45Ir+Icd+0.2*0.6Ie =0.45Ir+0.12*4.33+1.3 =0.45Ir +1.82 0.6Ie0.7Ir+0.45*7Ie+1.82 =0.7Ir+9.6 Ir4Ie=17.32 对于 10.5kV nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 74 IdIcd+0.2Ir Ir0.45Ir+Icd+0.2*0.6Ie =0.45Ir+0.12*3.67+1.1 =0.45Ir +1.51 0.6Ie0.7Ir+0.45*4Ie+1.51 =0.7Ir+8.1 Ir4Ie=14.68 比率差动保护灵敏度的校核 灵敏系数 Ksen=Idmin/Idz 要求 Ksen 2 Idmin-最小短路电流 Idz-根据制动电流 Ires在动作特性曲线上查得对应的动作电流 分别计算 110KV侧： 35KV 侧： 10KV侧： 差动速断保护的定值整定 为了加速切除变压器严重的内部故障，常常增设差动速断保护，其整定值应躲过变压器励磁涌流整定。即 nts75 Icd.sd=k.Ic (K 取 20.5.0) 110KV侧： Icd.sd=3 4.55=13.15A 35KV 侧： Icd.sd=3 4.33=13.0A 10KV侧： Icd.sd=3 3.67=11.01A 7、差动速断保护灵敏度的校核 110KV侧： 3 / 2 * 1 1 2 8 01 3 . 6 5 * 2 0 0 / 5 3 / 2 * 1 1 2 8 01 3 . 6 5 * 2 0 0 / 517.9 35KV侧： ( 2 ).c d sdIK s e nI3 / 2 * 1 4 9 5 01 3 .0 * 6 0 0 / 5 8.3 10KV侧： ( 2 ).c d sdIK s e nI3 / 2 * 1 8 0 0 01 1 .0 1 * 1 5 0 0 / 5 4.72 因均大于 1.2故满足要求 8、变压器差动 保护中防止励磁涌流引起误动的整定： （ 1）二次谐波与基波之比（ I2/I1） 通常选取下列条件作为差动保护的闭锁判据 I2/I1 1520% （ 2）间断角闭锁判据 一种是直接有各相涌流间断角实现闭锁，则要求 065J 另一种是由涌流导数波形的间断角和波宽实现闭锁，则要求0065140dwnts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 76 16.3 后备保护的整定计算 一、 后备保护的整定计算 （一）变压器相间短路后备保护 1、复合电压闭锁方向过流保护 (1)、 电流元件的整定计算 1) 过电流保护的动作电流计算。电流元件的动作电流应躲过变压器的最 大负荷电流，计算公式如下： Iop= Krel.Ie/ Kr 式中： Krel 为可靠系数，取 1.2 1.3； Kr 为返回系数，取 0.85 0.95； Ie为变压器的额定电流。 (二次侧的 ) nts77 110KV侧： Iop= Krel.Ie/ Kr=1.2*4.55/0.9=6.1A 35KV侧： Iop= Krel.Ie/ Kr =1.2 4.33/0.9=5.8A 10KV侧： Iop= Krel.Ie/ Kr =1.2 3.67/0.9=4.9A 2） 电流继电器灵敏系数校验： Ksen=Ik.min/Iop Ik.min= 3 3 Id/2 I（ 2） k.min= 3 Id/（ 2 nLH） Ik.min-为后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流，要求K sen 1.3（近后备）， K sen 1.2（远后备）。 110KV侧： 2 4 4 .26 .1k s e n( 2 ). m i n 3 * 1 1 2 8 0 2 4 4 . 22 0 0 / 5kIA 2 4 4 .26 .1k s e n40.11.3 35KV 侧： ( 2 ). m i n3 * 1 5 0 0 04 3 . 36 0 0 / 5kIA43.35.8ksen7.51.3 10KV侧： ( 2 ). m i n3 * 1 8 0 0 0 3 1 . 21 5 0 0 / 5kIA31.24.9ksen6.41.3 以均大于 1.3故满足要求 （ 2）低电压启动元件的整定计算 nts廖海亮：二郎坝水电站一二次设计 78 低电压启动元件的整定应考虑 以下情况： 1）按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定 Uop= Krel.U min/ K r 式中： Krel 为可靠系数，取 1.1 1.2； K r -返回系数，取 1.05 1.25； I e-变压器的额定电流，下同。 U min-变压器正常运行可能出现的最低电压，一般可取 0.9Ue（额定线电压） 110KV侧： Uop=1.2/1.05 0.9Ue =113.1KV 35KV 侧： Uop=1.2/1.05 0.9Ue =36KV 10KV侧： Uop=1.2/1.05 0.9Ue =10.3KV 2）按躲过电动机自起动时的电压整定： 当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时 U op =（ 0.5 0.6） Ue 当低电压继电器由变压器高压侧电压互感器供电时 Uop = 0.7Ue 110KV侧： Uop=0.7Ue=77KV 35KV侧： Uop=0.7Ue=24.5KV 10KV侧： Uop=0.6Ue=6KV 故取较大值 110KV侧： Uop =113.1KV 35KV 侧： Uop =36KV 10KV侧： Uop =10.3KV 3） 灵敏系数校验： 式中： U r.max-计算运行方式 下，灵敏系数校验点发生金属性相间短路时，保护安装处的最高残压，要求 K sen 1.3 （近后备）或 K sen 1.2 （远nts79 后备）。 110KV侧： Urmax=00.5 110=5.5KV Ksen=113.1/5.5=20.61.3 35KV侧： Urmax=0.05 35=1.75KV Ksen=36/1.75=20.51.3 10KV侧： Urmax=0.05 10=0.5KV Ksen=10.3/0.5=20.61.3 因均大于 1.3故 满足要求 (3)负序电压启动元件的整定计算 1)负序电压启动元件的电压整定计算。负序电压启动元件应躲过正常运行时出现的不平衡电压，不平衡电压值可实测确定。当无实测值时，根据现行规程的规定取 U op.2 =(0.06 0.08)U e 110KV侧： U op.2 =0.06 110=6.6KV 35KV侧： U op.2 =0.06 35=2.1KV 10KV侧： U op.2 =0.06 10=0.6KV 2)灵敏系数校验： .2.2K MINSENOPUK U 式中： U k.2.min 为后备保护区末端两相金 属性短路时，保护安装处的最小负序电压值，要求 K sen 2.0
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号