电气设备课程设计基本资料及任务书(题目)

1 电电 气气 设设 备备 课课 程程 设设 计计 指指 导导 书书 何自立何自立 魏恩甲魏恩甲 西北农林科技大学西北农林科技大学 水利与建筑工程学院水利与建筑工程学院 目录目录 课程设计基本资料及任务书课程设计基本资料及任务书 1 第一章 设计依据第一章 设计依据 2 第二章 主接线的确定第二章 主接线的确定 5 第三章 计算短路电流第三章 计算短路电流 9 第四章 设备选择第四章 设备选择 17 第五章 厂用变压器的选择第五章 厂用变压器的选择 31 课程设计基本资料及任务书课程设计基本资料及任务书 一 基本资料 一 基本资料 某水库位于秦岭北麓 是以灌溉为主的水利工程 为了充分利用水力资源 准 备在其坝后修建一水电站 站址处海拔高程为 594 00 米 多年平均温度为 12 4 最高温度 41 4 最低温度 16 7 雷电活动一般 经水库水能调节计算 该电站的必须装机容量确定为 800KW 最大工作水头为 Hmax 39 米 计算水头 Hjs 37 1 米 最小工作水头 Hmin 20 0 米 为使水轮机工作在高效 率区 提高运行的经济效益 并可在水库放水较少时分别检修机组 准备装设 400KW 的发电机两台 电站最大负荷年利用小时数为 该电站建成后与系统 max 5000Th 在 9Km 处的一个 10 5KV 变电所 35KV 侧并网 电站无近区负荷 发电机组参数如下 型号 TSW141 同步电抗 Xd 0 27 额定电压 6 3KV 额定转速 n 1000 转 分 额定电流 45 8A 效率 91 5 额定功率 400KW 功率因数 COS 0 8 发电机装有自动电压调节装置 有阻尼绕组 2 上述变电所装有两台主变 并列运行 其参数如下 1 主变 S9 3200KVA 35 10KV Y 11 Ud 7 09 高压侧 Ie 52 8A Ue 35KV 5 低压侧 Ie 176A Ue 10 5KV 2 主变参数与 1 主变相同 注 从变电所 35KV 侧向系统看 可以认为系统阻抗为零 即 系统 二 水电站运行方式二 水电站运行方式 在电力系统中的小型水电站只能在基荷运行 枯水时一台机组发电 平 丰水 季节两台机组发电 为了充分利用丰水季节水能多发电 可安装一台季节容量 则 总装机为 3 400KW 由此可考虑电站的另一种主接线方式 即两台扩大单元接线 另一台为单元接线 选两台主变压器 S9 1000KVA S9 500KVA 方案 三 设计任务三 设计任务 工作内容工作内容 1 选择水轮发电机的型式及出线电压 两台利用小时数为 5000h 另一台为 3000h 设计保证率为 75 保证出力为 400KW 2 确定水电站的主接线 3 计算短路电流 4 选择主要电器设备 四 设计要求四 设计要求 1 封面及装订按学校统一规定 2 设计说明书 计算书要做到书写整洁 用计算机打印最好 文字流畅 论 点明确 计算准确 思路清晰 文中引用的重点公式 参数选定 方案比较等均交 代清楚 有理有据 3 设计说明书 计算书应有目录 计算程序及过程 必要的插图 如网络变换 等 方案比较时 对所选定方案优缺点的分析说明 有关参考文献等 4 画出利用 CAD 制图的电气主接线图 标明设备 第一章第一章 设计依据设计依据 与一次设计方面有关的资料如下与一次设计方面有关的资料如下 1 石砭峪的气温 地质及雷电活动强度 多年平均温度为 13 2 最高温度为 43 4 最低温度为 17 1 地表气温 1981 年 6 月实测最高为 49 多年平均极大风速为 16 5 米 秒 土壤电阻率未经实测 该地区的地质条件 在 8 米以内的表层均为多石土壤 由此估计 4 104 cm 雷电活动强度按一般为 15 雷电活动日 年以下考虑 2 二级水电站各月平均出力计算 根据水能调节计算 已算出一级水电站各月平均出力 而二级水电站是用一级 水电站的尾水 所以流量由一级水电站确定 但对二级水电站水头为 Hzd 41 6m Hzx 40 79m Hp 41 22m 水头变化一般来说很小 可以认为是平均 水头 二级电站与一级电站的出力 仅与水头成正比 换算得的各月出力如下 月 份 放水 天数 平均流量 m3 s 放水量 万 m3 一级站 发电水头 m 一级站 出力 KW 换算二级站 出力 KW 备注 3 月 份 放水 天数 平均流量 m3 s 放水量 万 m3 一级站 发电水头 m 一级站 出力 KW 换算二级站 出力 KW 备注 1000 2000 3164 0153361 518451238 4144 8958960 021951505 5162 1729962 51015669一台发电机运行 6304 44115058 917951260 7314 49120034 911751390 8316 6175627 913782040最大出力为 1600KW 9104 41880 546 315801410 10164 61635 867 123151421 11105 06437 124 328201565 12263 5182068 51617973 总计200 3 二级电站选用两台 800KW 的发电机组 其参数如下 机型 SFW143 44 10 600 转 分 800KW 额定电压 603KV 额定电流 91 6A 功率因数 0 9 频率 50Hz 飞逸转速 1378 转 分 转动惯量 GD2 1 4 短路比 1 26 接线法 Y 定子漏抗 0 08894 纵轴同步电 0 963 纵轴瞬变电抗 0 223 空载特性数据 E00 500 751 01 101 151 20 I00 4850 6961 01 251 411 691 定子测温点 3 铁 3 铜 总 重 9 吨 有阻尼线圈 准同期 自动自同期亦可 转子定子绕组绝缘度等级 B 级 允许温升 转子 90 定子 65 原配励磁机 ZL28 10 4 型 现改为可控硅励磁 励磁电压 62V 励磁电流 空载 138A 额定 282A 励磁机绕组电阻 0 172 75 4 本电站与系统接线如图所示 二级电站出线电压为 35KV 与一级电站的 35KV 出线 T 接 经 8KM 的架空 线路至太乙变电站的 35KV 母线 太乙变电站距韦曲变电站 25KM 25 8 33 在相距 太乙变电站 23KM 处 T 接 本电站距指挥部约 800m 考虑到指挥部和修造厂的用电 故给有一条 6 3KV 出 4 线 本电站发出的电除部分自用电和指挥部用电外 其余全部送入系统 5 二级电站主要容量的确定 变压器容量与发电机容量及近区用电相适应 在 8 月份发电机满负载时可发出 2000KVA 而近区用电装置容量仅 115KVA 厂用电变压器容量为 50KVA 在厂用电及 近区用电不满载的情况下投入系统的容量将超过 1800KVA 并且同等容量的新系列变 压器比旧系列变压器体积小 性能好 故选用 SJL 2000KVA 38 5 6 3 的变压器 该变压器在西安也有生产 系统 110kV 3 15MVA U1 2 10 5 U1 3 18 U2 3 6 5 1 2 3 35kV 8kM1kM 25kM 10kV 韦曲变 37kV 3150kVA Ud 7 2000kVA Ud 6 5 6400kVA Ud 7 5 2 1000kVA Ud 6 3 Cos 0 8 2 1250kVA Ud 7 Cos 0 8 50kVA 6 3 0 4 Ud 4 太乙变 10kV 第二章第二章电气主接线的确定电气主接线的确定 1 因为机组容量较小 能满足技术要求的几种结线方式如下 因为机组容量较小 能满足技术要求的几种结线方式如下 1 方案一 采用单母线接线 两台发电机由一台变压器送出 在 6 3 KV 母线上接指挥部近区负荷 厂用电由接至 6KV 母线上的 S9 50 6 3 0 4kV 电力变压器正常供电 备用厂 用变压器选用一台 S9 50 35 0 4kV 变压器从系统供电 并由指挥部与设计组会 议决定作为唯一的备用电源方案 故不再进行经济比较计算 从月出力曲线可知 每年 1 2 月为停水时间 可以作为设备检修时间 从可靠 性角度考虑一台主变压器能够满足要求 2 方案二 在此方案中采用两台 1000KVA 的变压器并联运行 其优点是运行灵活 其它均 5 与第一方案相同 采用这种方案在技术上是合理的 其它方案均与上述两种方案区别不大 6 3kV 35kV SJL1 50 35 0 4 SJL1 2000 35 SJL1 50 6 3kV 35kV SJL1 50 35 0 4 SJL1 2000 35 SJL1 50 方案一方案二 6 2 两种方案的经济比较 两种方案的经济比较 作经济比较时 仅计及主要设备的不同部分 经济指标依据水电部颁发的 电力 工程概算指标 不同设备的投资包括 设备费 安装费 运行费 基础构架费等 1 两种方案不同部分的投资比较 方案 I方案 II投资项目单价 元 数量合价 元 数量合价 元 设备本身单价 元 主变及断路器基价 SLJI 1000 35 6 317437233487415900 SJL1 2000 35 6 32661512661525000 DW6 35 4005896158962117925360 GW4 35 600160011600248001200 主变基础费11801118022360 断路器基础费42214222844 隔离开关支架综合指标433143331299 开关柜壳8105405064860 GN8 10 40013056506780 SN2 10G 10120011200 设备运行费23293858 总投资5317566668 说明 投资 基价 运行费 基础费 基价 设备费 其他设备费 主要材料费 安装费 运行费 设备费 6 油开关单价 油开关本身价格 1 10 从上表的投资比较来看 方案 1 的投资小于方案 2 2 两种方案的运行费比较 年运行费 C KT T Ky y C CP 式中 KT 变压器的总投资 包括设备费 安装费 运杂费等 T 变压器的折旧费率 取为 6 KT T 变压器的折旧费 Ky 配电装置的总投资 y 配电装置的折旧系数 10 Ky y 配电装置的折旧费 CP 设备的管理 维护和小修费 取折旧费的 20 C 变压器的损耗费 7 一年中的电能损耗费按下式计算 A n Pfe Kf Qfe Pcu K Qcu t n 1 2 2 Se S 式中 n 并联运行的变压器台数 Kf 无功当量取 1 6 电价 0 06 元 度 Pf 变压器的有功铁损 Qfe 变压器的无功铁损 Pcu 变压器的额定有功铜损 Qcu 变压器的额定无功铜损 S 实际负荷 总负荷 Se 变压器的额定容量 I 第一方案的运行费计算 对 SJL 2000KVA 35 变压器 Pfe 3 6KW Qfe I 1 4 28KVAR 100 Se 100 2000 Pcu 24KW Qcu ud 6 5 130KVAR 100 Se 100 2000 损耗固定部分 Pfe Kf Qfe t 36 28 200 24 39700Kwh 6 1 可变部分 Pcu Kf Qcu t 2 2 Se S 24 130 12 382 16 15 052 14 6 692 16 12 622 30 13 922 6 1 31 162 31 14 122 10 14 2122 16 15 6522 10 7 9322 26 24 2 16 1 45 6 24 2450 3180 715 4750 6000 7940 2000 3230 2 16 1 2450 2450 45 6 24 35125 256 1 150250Kwh 电能损耗 C 0 06 150250 39700 11400 元 II 第二方的运行费计算 由负荷曲线可知 只有五月份是一台变压器投入运行 16 天 其余时间还得两台 变压器投入运行 对 SJL 1000KVA 35 变压器 8 Pfe 2 2KW Qfe 1 7 17KVA 100 1000 Pcu 14KW Qcu 6 5 65KVA 100 1000 损耗固定部分 2 Pfe Kf Qfe t 2 2 2 17 200 184 2 24 6 1 50000Kwh 可变部分 Pcu Kf Qcu t n 1 2 2 Se S 14 65 12 382 16 15 052 14 12 62 30 13 92 31 16 31 14 12 10 2 1 6 1 14 12 16 15 652 10 9 732 26 24 14 65 6 692 16 24 2 8 1 6 1 2 8 1 25 24 2450 3180 4750 6000 7900 2000 3200 2450 25 715 2 1 64 1 24 64 1 4 7 34410 6725 162000 6725 168725kwh 电能损耗费 C 0 06 168725 50000 0 06 218725 13150 元 两种方案的运行费列于下表 方案 项目 III KT2848536744 Ky1219623430 KT 6 17102080 Ky 10 12202343 Ky 6 Ky 10 29304423 Cp586885 C 1150013150 9 总计1501618458 由以上方案的比较可见第 I 方案无论是投资方面还是从运行费方面都比第 II 方案小 所以采用第一方案 第三章第三章 短路电流计算短路电流计算 3 1 短路电流计算电路图短路电流计算电路图 110kV 3 15MVA U1 2 10 5 U1 3 18 U2 3 6 5 1 2 3 35kV 33kM1kM 10kV 6 3kV SJL 3150 35 Ud 7 SJL 2000 35 Ud 6 5 SJL 6400 35 Ud 7 5 2 1000kVA Xd 0 223 2 1250kVA Xd 0 2 SJL 50 6 3 0 4 Ud 4 太乙变 10kV 6 3kV X0 0 4X0 0 4 d1 d2 d3 d4 3 2 短路电流的计算短路电流的计算 取 Sj 100MVA Uj Up 等值网络图 认为韦曲变 110KV 侧为无穷大系统 1 2 35kV d1 d2 6 3kV d3 d4 6 3kV 0 4kV 1 162 16 3 22 3 4 22 637 80 5 22 2 6 3 258 130 9 0 35 10 0 01578 11 0 2222 12 0 963 13 0 0292 3 SC 10 电抗标准值计算如下 发电机 X Xd Se S j X1 X2 0 2 16 X3 X4 0 23 22 3 25 1 100 1 100 变压器 X 100 d U Se S j X5 2 22 X6 3 25 5 31 100 100 7 05 0 100 100 5 6 X7 80 X8 130 05 0 100 100 4 05 0 100 100 5 6 三卷变压器 先求等值星型电抗百分数 XI 2 1 IIIdIIIIIdIIIdI UUU 0 105 0 18 0 065 2 1 100 11 XII 2 1 IIIdIIIIdIIIIdI UUU 0 105 0 065 0 18 2 1 100 5 0 XIII 2 1 IIdIIIIdIIIIIdI UUU 0 18 0 065 0 105 2 1 100 7 再将以变压器容量表示的百分数电抗转换为以 Sj Uj 为基准的电抗 X9 35 0 5 31 100 100 11 Se S X j I X10 01587 0 5 31 100 100 5 0 Se S X j II X11 222 0 5 31 100 100 7 Se S X j III 11 线路 X X0 L 2 p j U S X12 0 4 33 0 963 2 37 100 X13 0 4 1 0 0292 2 37 100 3 3 短路点的选择 网络简化及计算电抗短路点的选择 网络简化及计算电抗 为了进行二级 电站的电气设计 选取 35KV 母线 d1点 6 3KV 母线 d2点 SJL1 50 35 0 4 低压侧 d4点 作为短路计算点 短路计算采用运算曲线法 因此在作网络简化时 发电机 F1 F2相同可以合并 F3 F4相同可以合并 系统单独考虑 1 对 d1点短路的简化电路及计算电抗 X14 2492 100292 0 22 2 16 2 1 X15 4 1425 3 3 22 2 1 X16 0 35 0 963 0 0159 1 297 d1 14 10 249216 1 297 15 14 4 F1 2SC F3 4 计算电抗 j js S Se XX 2 1 142 1 j js S Se XX 2 1 142 1 100 5 2 2492 10 100 2 4 14 0 319 0 328 2 对 d2 的简化及计算电抗 X17 X3 X4 22 3 11 5 2 1 利用分布系数法求转移电抗 X18 X14 X16 X6 25 3 297 1 2492 10 297 1 2492 10 14 10 249216 1 297 6 3 25 F1 2SC F3 4 d2 17 11 15 12 1 15 3 25 4 4 1123 0 2492 10 15 1 2 1 C8877 0 297 1 15 1 Cc 转移电抗 1 39 1123 0 4 4 2 1 18 2 1 2 C X X d 96 4 8877 0 4 4 18 2 Cc X X dc 计算电抗 977 0 100 5 2 1 39 2 1 js X 20 0 100 2 15 11 4 3 js X 3 对 d3 点的简化及计算电抗 2 2 11719 d XXX 1 39 5 11 1 39 5 11 8 67 72 1920 XXXX dc 80 96 4 67 8 96 4 67 8 3 16 80 83 16 各电源分布系数 0807 0 1 39 67 8 67 8 16 3 2 1 C 283 0 15 11 67 8 67 8 16 3 4 3 C0636 0 96 4 16 3 c C 系统至 d3 点的转移电抗 131 636 0 16 83 3 dc X 一 二级电站的计算电抗 80 25 100 5 2 0807 0 16 83 2 1 js X X1 2 d2 39 1Xc d2 4 96 7 80 F1 2 SC F3 4 d3 17 11 15 19 8 67Xc d2 4 96 7 80 F1 2 3 4 SC d3 13 计算电抗3 以无穷大电源电抗计 3777 5 100 2 283 0 16 83 4 3 Xjs 4 对 d4 点的简化及计算电抗 X20 X14 X15 4 142492 10 4 142492 10 5 97 X21 X20 X16 297 1 97 5 297 1 97 5 1 065 X22 1 065 130 131 065 分布系数 822 0 297 1 065 1 Cc 104 0 2492 10 065 1 2 1 C074 0 4 14 065 1 4 3 C 转移电抗 5 159 822 0 07 131 4 dc X 1260 104 0 07 131 412 d X 1773 074 0 07 131 44 3 d X 计算电抗 350 31 100 5 2 1260 2 1 js X 计算电抗大于 3 以无穷大系统看待 3477 35 100 2 17734 3 Xjs 3 4 基准电流基准电流 Sj 100MVA Uj Up 各级电压下基准电流 Ij p j U S 3 15 14 416 1 297 8 130 F3 4 SC d4 14 10 2492 F1 2 X1 2 d4 1260 Xc d4 159 5 X3 4 d4 1773 F1 2 SC d4 F3 4 14 Up KV 0 46 337 Ij KA 1449 161 56 以发电机额定容量为基准的额定电流 p e j U S I 3 Up KV 0 46 337 IjF1 2 KA 3 610 2290 039 IjF3 4 KA 2 8820 1830 0312 3 5 查曲线求短路电流查曲线求短路电流 1 为选择电气设备的需要 将发电机 F3 F4 分开计算 电流各为两台电流总 和的一半 2 计算的时间取 0 0 2 计算结果见计算结果总表 3 6 在发电机端短路在发电机端短路 在发电机端短路 即 d2 点短路 发电机的计算电抗 Xjs 0 6 时 即可能 由此产生的热效应可能两相短路比三相短路大 因此对该点要进行两 3 2 II 相短路计算 两相短路的计算方法如下 因 js t X E I 2 3 2 根据三相短路计算已得的计算电抗 Xjs 取其 2Xjs 由 2Xjs 查 0 时标幺值 I I 乘 即得两相短路电流的标幺值 3 将所得标幺值乘以如表 2 所列的基准电流 即得两相短路电流的有名值 为选择电气设备之需要 将 F3 F4 分开计算 其值为总和值之一半 3 7 为选择电气设备计算出为选择电气设备计算出 S ich Ich等值等值 S 3IUp 2KchIich 1 21 2 IKI chch 对于 6 3KV 35KV 短路的 d2 d1 点取 Kch 1 8 故 ich 2 55I Ich 1 52I 15 对 0 4KV 短路的 d3 d4 点 取 Kch 1 3 故 ich 1 84I Ich 1 088I 计算结果汇总如下表 16 短路电流计算成果表短路电流计算成果表 三相短路电流计算值 标幺值有名值 I I0 2I I I0 2I ichS S Ich 计算项目 单位 供给 短路电 流的分支 短路点 xjsIj KAKAKAKAMVAMVAKA 系统1 2971 560 7720 7720 7721 2051 2051 2052 61365 68665 6861 558 一级站 F1 F2 0 3910 0394 33 13 050 1680 1210 1190 42810 7667 6280 255 d1 35KV 二级站 F3 F4 0 3820 03124 13 03 00 1280 0940 0940 3268 2035 9980 195 系统4 99 160 2020 2020 2021 851 851 854 71820 18620 1862 812 一级站 F1 F2 0 9770 2291 040 951 250 2380 2180 2960 6072 5973 1250 362 d2 6 3KV 二级站 F3 F4 0 20 1835 63 713 331 0240 6790 6092 61111 1736 6451 556 系统1311440 007640 007640 007641 11 11 12 8050 7620 7621 672 一级站 F1 F2 25 83 160 03860 03860 03860 13950 1400 1400 3560 09660 9660 212 d3 0 4KV 二级站 F3 F4 5 7772 8820 01690 1690 1690 4860 4860 4861 2390 3370 3370 739 d4 0 4KV 系统159 51440 0630 0630 0630 9030 9030 9032 3030 6260 6261 373 17 一级站 F1 F2 31 53 610 03170 03170 03170 11450 1150 1150 2920 0790 0790 174 二级站 F3 F4 35 4772 8820 02810 02810 02810 08110 0810 0810 2070 0560 0560 123 17 第四章第四章电气设备的选择电气设备的选择 由于发电机 变压器以及系统主保护的时间尚未确定 为了使设备运行安全期 间 进行设备选择时保护时间均按较大的 5 秒计 选择的开关电气尚属最小的型号 设备的选择以后不做修改 开关柜选择生产使用较普遍的 GG 1A 型 4 1 6 3KV 侧电气设备的选择侧电气设备的选择 电气设备选择条件的确定 对该电站 6 3KV 电压级的电气设备一般为最小号的 同时为减少设备型号 6 3KV 电压级的开关设备亦选用同一型号 选择计算条件 以最严重的 6 3KV 直配 线路短路校验 短路电流作用时间均为 5 秒 短路电流为一 二级电站与系统短 路电流之和 由短路计算成果汇总表知 三相短路电流总和比两相短路电流总和大 故这里 以三相短路电流为计算条件 I 1 85 0 238 1 024 3 112 ich 2 55 3 112 795KA I 1 85 0 268 0 609 2 745 MVAS34112 3 3 63 1 油开关油开关 t tb tgf 5 0 05 5 05 秒1 不计 tjf的影响 13 1 746 2 112 3 秒55 4 05 0 5 4 5 5 tttt jzjjz 选用 SN2 10G 10 额定参数计算数据 Ue10KVUg6 3KV Ie600AIgmax193A Idn20KAI 3 112KA Sdn350MVAS 34MVA Igf52KAich7 95KA I2秒 1302 1I 2tj2 7452 4 55 max 2000 105 193 36 3 g IA 18 由以上计算可知 额定参数均大于计算参数 满足要求 油开关的操作机构选用 CD2 型 操作电压 220V 2 隔离开关隔离开关 选用 GN8 10 400 型 额定参数计算数据 Ue10KVUgmax6 3KV Ie400AIgmax193A Igf50KAich7 95KA I2秒 13 152 1I 2tj2 7452 4 55 由表中可知额定参数均大于计算参数 满足要求 操作机构选择 CS6 1T 型 3 电力电缆的选择电力电缆的选择 各支路的电缆截面不一定相同 应按各自的条件选择 1 发电机支路电力电缆的选择 电缆型号的选择 电缆敷设在户内电缆沟支架上 周围无其它有害介质 故选用新产品 ZLL120 型 电缆截面的选择 a 按经济电流密度选 已知 本电站最大负荷利用小时数为 TM 4632 小时 注 最大负荷利用小时数应为发电机额定负 荷一年中实际运用小时数 这里 TM 4632 小时 是凭借水能计算 和本机方面提供的数据 由表 4 12 取 Ij为 1 73 mm2 则 j g j I I S 工作电流 A CosU P I e e g 5 91 8 03 63 800 3 2 9 52 73 1 5 91 mmS 选择接近的标准截面 S 50mm2 b 按持续工作电流选 要求 maxgxut IIK 或 t g xu K I I max 19 式中 Igmax 最大工作电流 A eUeCos Pe II eg 3 96 8 03 63 80005 1 3 05 1 05 1 max K t 当周围环境温度与设计环境温度不同时的修正系数 见表 8 13 当计算环境温度得 25 时 查得 K t 0 734 石砭峪电站实际最高温度为 43 4 对 ZLL120 由表 8 5 知 缆芯允许工作温 度为 65 A K I t g 131 734 0 3 96 max 由表 8 6 选 S 50mm2 25 时 Ixu 12526 3A 对于穿管直埋的部分 K Kt K2 K3 K2 土壤电阻不同于 120 cm 的修正系数 由表 8 14 取 K 0 75 K3 两根以上直埋电缆并列敷设系数 因只有一根电缆 故 K3 0 734 0 75 1 0 55 要求 maxgxu IKI A K I I g xu 1 35 55 0 3 19 max 选最小号的 S 10mm2 Ixu 48A 35 1A b 按热稳定校验 要求 C Q C tj ISzx td 21 不满足 22 10 5 65 90 55 4 2740mmmm C tj I 故选用与发电机支路同截面的电缆 ZLL120 670mm2 3 电力电缆选择结果汇总表如下 选择母线 项目 名称 IgIgmax 按 Ig选择 j g j I I S ktII gxu max C t IS j zx 最后 选定 S 发电机出线 91 596 3 9 52 j S 70mm2 131155 58mm270 6 3KV 直配线 19 3 3 2648 10 2 mm 65 5mm270 6 3KV 母线至 主变 18 3192 6 8 105 j S 262310 702 2 mm 4 55 2146 90 50 5 S 270 6 3KV 厂用变 7 7 7 1048 10 2 mm 65 5mm2 70 由于本电站电缆用量较少 采用同一型号电缆 无论从经济上技术上都是合 理的 故选用 ZLL120 6 3070 主变回路采用 ZLL120 6 3070 4 硬母线及其辅助设备的选择 硬母线及其辅助设备的选择 根据使用场所及电站容量选择母线均为单条矩形截面的铝母线 水平放置 1 6 3KV 主母线截面的选择 A 按持续工作电流选 要求 maxgxu IIK 最大工作电流 它与实际的潮流分布有关 以最大可能的配 maxg I 置方式 它应该是两台发电机最大电流之和 A UeCos Pe Ig193 8 03 63 280005 1 3 205 1 max 相应于某一周围环境温度与母线放置方式下的长期允许电流值 xu I 当实际温度不是 25 时的温度校正系数 参见表 4 11 由 K 于本电站最高气温为 43 4 因此采用 0 7624 K 由表 4 15 可见在水平放置方式下 环境温度为 25 时 LMY 253 型的硬母线 252A xu I 0 7624252 192A K xu I 考虑到由发电机出线接的励磁变压器等其它负荷 不可能达 maxg I 193A 故选用 192A 的 LMY 253 型母线是可以的 K xu I 22 B 按短路热稳定校验 要求 fj kt C I S C 与导体材料及发热温度有关的系数取 97 见表 4 13 集肤效应系数 此处取 1 见表 4 14 f K 即 d2 点短路时总的稳态电流 I 满足 22 325 5 6055 4 97 2746 mmmmKt C I fj C 按动稳定校验 一般要求 xu 短路对母线中的应力 2 cmkg 母线允许应力 铝为 500 700 xu 2 cmkg 2 cmkg 单条母线机械应力 三条母线位于同一平面时 母线中产生的最大机械应力为 2 2 3 1076 1 ich w l 式中 ich d2 点短路的总冲击电流 7 91KA L 相间跨距采用 120cm 相间距离采用 25cm w 母线截面系数 cm2 计算公式见表 4 25 w 0 176bh2 22 314 0 253 0176 0 cm fm 自振频率 Hz l rj fm 5 871055 1 20 5 2289 0 112112 4 2 ri 惯性半径取 0 289h 见表 4 25 材料系数 铝为 4 1055 1 由于在 35 135Hz 范围内 查表 4 13 N 3 8 5 87 Hzfm 35 0 N 33 1 8 335 0 33 1 912 7 314 0 25 120 1076 1 2 3 满足要求 22 700500 15 27cmKgcmKg 母线的最大允许跨度 wxu ich Lzd 8 23 cmcm120223314 0 25700 91 7 8 23 23 2 母线支持绝缘子的选择 按电压选择 要求 UzdUg KVUg6 6 KVUzd6 6 1106 选用 ZA 6T 型 按短路动稳定校验 要求 PxuP P 在短路时作用于绝缘子上的力 Kg 按表 4 27 计算 KgKFP6 6 25 12091 7 1076 1 24 1 2 2 式中 K 由于母线中心高出绝缘子的帽力折合系数 由表 4 28 查得 K 1 24 满足要求KgKgPxu6 62253756 06 0 5 避雷器的选择 避雷器的选择 1 发电机中性点保护用避雷器 按用途选用 FCD 4 型 2 6 3KV 母线避擂器的选择 按用途选择 FCD 6 型 6 6 电缆接头盒与封端盒的选择 电缆接头盒与封端盒的选择 电缆接头盒选用环氧树脂接头盒 电缆封端盒选用 户外 型 7 7 6 3KV 0 4KV6 3KV 0 4KV 厂用变支路跌落保险的选用 厂用变支路跌落保险的选用 RW4 10 50 型 8 8 电流互感器的选择 电流互感器的选择 A 发电机支路电流互感器的选择 根据装置类型选用 FZJD1 6 100 5 根据原边标称电流选择 要求 Ie maxg I 满足要求AIg 3 96 max AAIe 3 96100 用短路热稳定校验 要求 t t IIK j et Kt 当 t 1 秒时对电流互感器的热稳定系数 由手册查得 Kt 1 120 Ie 电流互感器 原边额定电流 秒 22 1441 1 0120 2 KAtIK et 秒 满足要求 222 2 2755 4 441 2 KAtI j 144 用动稳定校验 24 要求 3 2ichIeKd Kd 电流互感器动稳定倍数 由手册表 24 19 查得为 210 发电机出口短路时由系统 一级站和本站令另一台机组供 3 ich 给的冲击电流之和为 6 64KA 满足要求KAKAIeKd64 6 6 291 022102 精度校验 对应 0 5 级二次额定阻抗 Zze 0 8 VAzeIZzeSze2058 0 22 发电机支路电流互感器 所接仪表如下 这里采用由规程查得的可 能最多的仪表数 二次提供仪表数后不在重标 AAAWVARVARh 容 量 VA 仪表名称型号数量 A 相B 相C 相 电流表 1T1 A3333 三相有功功率表 1D1 W11 51 5 三相无功功率表 1D1 VAR10 450 45 三相三线有功电度 表 DS110 50 5 三相三线无功电度 表 DX110 50 5 总计 75 9535 95 由电流互感器负荷统计可见 A C 相最大 取 Ize 5A 接触电阻 Zc 0 1 决定 A 相电流互感器与测量仪表之间的连接导线的允许功耗 并假定仪表的 Cos 1 这对电流互感器是最不利的情况 2 c ze zezx ZIScjSS 20 5 95 2 5 10 55VA 连接导线的允许电阻为 25 42 0 25 55 10 2 VA I S Z ze ex lx 设电流互感器到测量仪表之间距离为 6 米 采用同芯电缆 连接导线的截面 应不小于 2 1 466 0 421 0 63018 0 mm Zex lh S jx 但考虑到机械强度的要求 导线截面选择最小为 2 5mm2 可以满足精度要求 作用在电流互感器绝缘子帽上的力的校验 取电路中支母线的相间距离 a 40cm 从电流互感器到最近绝缘子之间 距离 L 60cm 则 8 2 1076 1 5 0 a l iF chph KgKg75567 0 10 40 60 64 6 76 1 5 0 22 电流互感器绝缘子帽最小允许作用力在 75Kg 以上 计 算 数 据 LFZJD1 6 100 5 Ug6 3KVUmax6 6KV Igmax96 5Ie100A ich 6 64KA Kd e I12 29 6KA j tI 2 27 2KA2秒tIK et 2 1 144 KA2秒 F0 567KgFPh75Kg B 6 3 千伏直配线支路电流互感器的选择 根据装置类型选用 LFZJ1 6 50 5 0 5 3 根据原边标称电流选择 要求 Ie 50A maxge II 满足50 3 19 33 6 200 05 1 max AIg 用短路热稳定校验 要求 t t IIK j et 秒 222 361 05 0 120 KAtIK et 秒 满足 2 3455 4 746 2 222 KAtI je 按动稳定校验 3 2ichIK ed 满足KAKAIK ed 64 6 8 1405 0 22102 26 所接仪表数更少 精确度不做校验 C 主变压器出线回路电流互感器的选择 根据装置类型选择 LFZJD1 6 200 5 0 5 D 根据原边标称电流选 要求 Ie 200A maxge II AIg200193 max 用短路热稳定校验 要求 t t IIK j et 秒 7 2055 4 3156 2 222 KAtI j 秒 满足 222 5761 2 0120 KAtIK et 用短路热稳定校验 要求 3 2ichIK ed 满足KAKAIK ed 317 5 5 592 022102 所接仪表比发电机支路少 精度不做校验 电流互感器选择结果汇总表 热稳定校验动稳定校 验 精度校验 选择 条件 应用 场合 型号 Ig max tIK et 2 KA 秒 j tI 2 KA 秒 IeKd 2 KA 秒 3 ich SZE VA Scj ezcI 2 总计 导线 截面 作用在 LH 帽 上的力 Kg 发电机支 路 LFZJD 6 100 5 0 5 D 96 314427 229 66 6 208 450 46 6 0 567 6 3KV 直 配线 LFZJ1 6 50 5 0 5 3 19 33634 214 86 6 主变出线 6 3KV 侧 LFZJD 1 6 200 5 0 5 3 19357620 759 55 3 9 9 电压互感器的选择 电压互感器的选择 A 发电机主线开关柜内电压互感器的选择 根据装置要求选用 JDZ 6 型 2 个组成 V V 接线 27 根据标称电压选择 要求 Uzd 6 6KV maxgzd UU 1 16 满足要求KVUg6 605 13 6 max 根据仪表要求选用 0 5 级 精度校核 JDZ 6 对应 0 5 级准确度下的二次额定容量为 50VA 所接表记如下图 根据规程规定最大可能的仪表数 VffWVARWhVARhS V 电压互感器的负荷统计 VA 分相线圈消耗AB 相BC 相 仪表名称 仪表电 压线圈 数 仪表 数目 每个 仪表 总计 Cos Sin PABPABPBCPBC 电压表 1Y1 V 125555 频率表 1D1 HZ 125222 三相功率表 1D1 W 210 750 750 750 75 三相无功功率 表 1D1 VAR 210 750 750 750 75 三相有功功率 表 DS1 211 51 51 51 5 三相无功电度 表 DXz 211 51 51 51 5 整步表 1T1 S 211 51 51 51 5 总计 1 51313 注 电压互感器的二次负荷以对电压互感器精度最不利的 Cos 1 叠加 S max 13VA50VA B 发电机出口电压选择同样型号 只是所接仪表更少 故不在校验 28 C 母线绝缘检测用电压感器的选择 根据装置类型选用 JSJW 6 型 0 5 级 根据额定电压校核 要求 zdg UU max KVUg6 6 1053 6 KVUzd6 6 1106 精度不必校核 因为所接仪表不多 肯定满足要求 1010 电压互感器的保护用熔断器的选择 电压互感器的保护用熔断器的选择 根据要求选用 额定电压为 6KV 的 RN2 10 型 4 24 235KV35KV 侧电器设备的选择侧电器设备的选择 1 1 油开关的选择 油开关的选择 由于在变压器 35KV 侧 d1点发生三相短路时系统和一级电站流过油开关的电流 大于二级电站流过油开关的电流 所以用系统和一级电站供给的短路电流校验 KAI373 1 168 0 205 1 KAI324 1 119 0 205 1 KAich51 3 28 1373 1 MVAUpIS88373 1 373 3 AIg 3 31 373 2000 秒1 51 05 fdb ttt 035 1 324 1 373 1 秒5 41 04 4 jzj tt 选用 DW6 35 400 型 计 算 数 据额 定 数 据 Ug35KVVe35KV Ig31 3AIe400A I 1 373KAIdn66KA S 88MVASdn400MVA ich3 51KAIgf19KA j tI 2 1 32424 5 I2 5秒 5 625 由表中数据可见 29 满足要求 油开关操纵机构选用 CD2 型 操作电压直流 220V 装入式电压互感器选用 LRD 35 50 5 型 无精度要求 不做校验 2 2 出线隔离开关的选择 出线隔离开关的选择 选 GW4 35D 600 型 计 算 数 据额 定 数 据 Ug35KVU