某企业35kv变电所电气部分初步设计

前前 言言 本文是根据中华人民共和国电力公司发布的 35KV 110KV 无 人值班变电所设计规程 编写的 变电所是电力系统的重要组成部分 它直接影响整个电力系统 的安全与经济运行 是联系发电厂和用户的中间环节 起着变换和 分配电能的作用 电气主接线是发电厂变电所的主要环节 电气主 接线的拟定直接关系着全厂 所 电气设备的选择 配电装置的布 置 继电保护和自动装置的确定 是变电站电气部分投资大小的决 定性因素 本次设计为35KV 变电站电气部分初步设计 共分为任务书 说 明书 计算书三部分 所设计的内容力求概念清楚 层次分明 本 文在撰写的过程中 曾得到老师和同学的支持 并提供大量的资料 和有益的建议 对此表示衷心的感谢 由于我本人还是学生 没有 接触过这方面的事 对变电站的设计还比较陌生 所以在设计中不 免有很多不妥当之处 还忘老师批评指正 目录目录 前言前言 第一篇第一篇 任务书任务书 一 设计要求 二 原始资料 三 设计任务 四 设计成果 第二篇第二篇 说明书说明书 第一章 概述 第二章 主接线设计方案 第三章 主变台数和容量的选择 第四章 所变的选择和所用电的设计 第五章 短路电流计算 第 页 共 23 页 1 第六章 导体及电气设备的选择 第三篇第三篇 计算书计算书 一 主变容量的计算 二 短路电流计算 参考资料参考资料 第一篇第一篇 任务书任务书 一一 设计要求 设计要求 1 建立工程设计的正确观点 掌握电力系统设计基本原则和方法 2 培养独立思考 解决问题的能力 3 学习使用工程设计手册和其他参考书的能力 学习撰写工程设计 说明书 二二 原始资料 原始资料 1 某国营企业为保证供电需求 要求设计一座35KV 降压变电所 以10KV 电缆给各车间供电 一次设计并建成 2 距本变电所6Km 处有一系统变电所 由该变电所用35KV 双回路架 空线路向待定设计的变电所供电 在最大运行方式下 待设计的变 电所高压母线上的短路功率为1000MVA 3 待设计的变电所10KV 无电源 考虑以后装设的组电容器 提高 功率因素 故要求预留两个间隔 4 本变电所10KV 母线到各个车间均用电缆供电 其中一车间和二 车间为一类负荷 其余为二类负荷 Tmax 4000h 各馈线负荷如表 1 1 第 页 共 23 页 2 序 号 车间名称 计算用有功功率 kw 计算用无功功率 kvar 1 一车间 1046 471 2 二车间 735 487 3 机械车间 808 572 4 装配车间 1000 491 5 锻工车间 920 276 6 高压站 1350 297 7 高压泵房 737 496 8 其他 931 675 5 所用电的主要负荷见表1 2 序 号 车间名称额定容 量 KW 功率因 素 cos 安 装 台 数 工 作 台 数 备 注 1 主充电机200 8811周期性负 荷 2 浮充电机4 50 8511经常性负 荷 3 蓄电池室通 风 2 70 8811经常性负 荷 4室装配装置110 7922周期性负 第 页 共 23 页 3 通风荷 5 交流焊机10 50 511周期性负 荷 6 检修试验 点 130 811经常性负 荷 7 载波运动0 960 6911经常性负 荷 8 照明负载14经常性负 荷 9 生活水泵用 电 10经常性负 荷 6 环境条件 1 当地最热月平均最高温度29 9 c 极端最低温度 5 9 c 最热 月地面0 8m 处土壤平均26 7 c 电缆出线净距100mm 2 当地海拔高度507 4m 雷暴日数36 9日 年 无空气污染 变电 所地处在 P 500m 的黄土上 三 设计任务三 设计任务 1 设计本变电所的主电路 论证设计方案是最佳方案 选址主变压 器的容量和台数 2 设计本变电所的自用电路 选择自用变压器的容量和台数 3 计算短路电流 4 选择导体及电气设备 四 设计成果四 设计成果 1 设计说明书和计算书各一份 第 页 共 23 页 4 2 主电路和所用电路图各一份 第二篇第二篇 说明书说明书 第一章第一章 概述概述 一 一 设计依据设计依据 根据设计任务书给出的条件 二 二 设计原则设计原则 1 要遵守国家的法律 法规 贯彻执行国家经济建设的方针 政策和基本建设程序 特别是应贯彻执行提高综合经济效益和促进 技术进步的方针 2 要根据国家规范 标准与有关规定 结合工程的不同性质不 同要求 要实行资源的综合利用 要节约能源 水源 要保护环境 要节约用地并合理使用劳动力 要立足于自力更生 三 三 变电站建设的必要性及规模变电站建设的必要性及规模 1 变电站建设的必要性 为了加强企业供电可靠性 减少线路损耗 适应日益增长的负荷发 展需要 35KV 变电所 的选址于距离一电力系统变电所6KV 处 其近邻工厂 其主要供电对象是企业的各个车间 这样设计减小了 供电半径 供电线损大幅下降 供电量增加 适应现代化建设与发 展的需要 有利于企业的经济发展 2 本工程建设规模 2 1 企业变电站为35kV 10kv 降压变电站 该变电站为无人职守的 综合自动化站 容量为2 6300千伏安 企业变电站安装两台 S7 6300 35主变压器 35kV 为单母线接线 2 2 企 业变电站选址在企业附近 地势平缓 海拔高度507 4m 气象条件 见 任务书 的环境条件 10kV 采用屋内配电装置 架空出线 10kV 电空器室外布置 第二章第二章 主接线设计方案主接线设计方案 第一节第一节 主接线的设计原则主接线的设计原则 一 主接线的设计依据一 主接线的设计依据 第 页 共 23 页 5 1 负荷大小的重要性 2 系统备用容量大小 2 1运行备用容量不宜少于8 10 以适应负荷突变 机组检修和 事故停运等情况的调频需要 2 2装有两台及以上的变压器的变电所 当其中一台事故断开时 其余主变压器的容量应保证该变电所60 70 的全部负荷 在计及过 负荷能力后的允许时间内 应保证车间的一 二级负荷供电 二 主接线的基本要求二 主接线的基本要求 电气主接线应满足可靠性 灵活性 经济性三项基本要求 其 具体要求如下 1 可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求 1 1 断路器检修时 不宜影响供电 1 2 线路 断路器或母线或母线隔离开关检修时 尽量减少停运出 线回数及停运时间 并能保证对一级负荷及全部及大部分二级负荷 的供电 1 3 尽量避免发电厂 变电所全部停运的可能性 1 4 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求 2 灵活性 主接线应满足在调度 检修及扩建时的灵活要求 2 1 调度时 应可以灵活地投入和切除电源 变压器和线路 调配 电源和负荷 满足系统在事故运行方式 检修运行方式以及特殊运 行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求 2 2 检修时 可以方便地停运断路器 母线及其继电保护设备 进 行安全检修而不致影响电力网的运行和对车间的供电 2 3 扩建时 可以容易地从初期接线过渡到最终接线 在不影响连 续供电或停运时间最短的情况下 投入新装机组 变压器或线路而 不互相干扰 并且对一次和二次部分的改建工作最少 3 经济性 主接线满足可靠 灵活性要求的前提下做到经济合理 3 1 主接线应力求简单 经节省断路器 隔离开关 电流和电压互 感器 避雷器等一次设备 3 2 要能使继电保护和二次回路不过于复杂 以节省二次设备和控 第 页 共 23 页 6 制电缆 3 3 要能限制短路电流 以便于选择价廉的电气设备或轻型电器 3 4 如能满足系统的安全运行及继电保护要求 35kV 及其以下终端 或分支变电所可采用简易电器 3 5 占地面积少 主接线设计要为配电装置布置创造条件 尽量使 占地面积减少 3 6 电能损失少 经济合理地选择主变压器的种类 双绕组 三绕 组或自耦变压器 容量 数量 要避免因两次变压而增加的电能损 失 第二节第二节 主接线的设计和论证主接线的设计和论证 依据变电站的性质可选择单母线接线 单母线分段接线 外桥型接 线 内桥型接线 四种主接线方案 下面逐一论证其接线的得弊 一 单母线接线一 单母线接线 优点 1 接线简单清晰 设备少 操作方便 2 便于扩建和采用成套配电装置 缺点 1 不够灵活可靠 任一元件 母线及母线隔离开关等 故障或检 修均需使整个配电装置停电 2 单母线可用隔离开关分段 但当一段母线故障时 全部回路仍 需停电 在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供 电 适用范围 一般用于6 220kV 系统中 出线回路较少 对供电可靠性要求不高 的中 小型发电厂与变电站中 2 2 单母线分段接线单母线分段接线 1 用隔离开关分段的单母线接线 这种界限实际上仍属不分段的单母线接线 只是将单母线截成两个 分段 其间用分段隔离开关连接起来 这样做的好处是两段母线可 以轮流检修 缩小了检修母线时的停电范围 即检修任一段母线时 只需断开与该段母线连接的引出线和电源回路拉开分段隔离开关 第 页 共 23 页 7 另一段母线仍可继续运行 但是 若两个电源取并列运行方式 则 当某段母线故障时 所有电源开关都将自动跳闸 全部装置仍需短 时停电 需待用分段隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故 障母线段的供电 可见 采用隔离开关分段的单母线接线较之不分 段的单母线 可以缩小母线检修或故障时的停电范围 2 用断路器分段的单母线接线 用隔离开关奋斗的单母线接线 虽然可以缩小母线检修或故障时的 停电范围 但当母线故障时 仍会短时全停电 需待分段隔离开关 拉开后 才能恢复非故障母线段的运行 这对于重要用户而言是不 允许的 如采用断路器分段的单母线接线 并将重要用户采用分别 接于不同母线段的双回路供电 足可以克服上诉缺点 对用断路器分段的单母线的评价为 1 优点 a 具有单母线接线简单 清晰 方便 经济 安全等优点 b 较之不分段的单母线供电可靠性高 母线或母线隔离开关检修或 故障时的停电范围缩小了一半 与用隔离开关分段的单母线接线相 比 母线或母线隔离开关短路时 非故障母线段可以实现完全不停 电 而后者则需短时停电 c 运行比较灵活 分段断路器可以接通运行 也可断开运行 d 可采用双回线路对重要用户供电 方法是将双回路分别接引在不 同分段母线上 2 缺点 a 任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时 连接在该分段母线 上的所有进出回路都要停止工作 这对于容量大 出线回路数较多 的配电装置仍是严重的缺点 b 检修任一电源或出线断路器时 该回路必须停电 这对于电压等 级高的配电装置也是严要缺点 因为电压等级高的断路器检修时间 较长 对用户影响甚大 3 单母线分段带旁路母线的接线 为了在检修线路断路器时 不中断对该线路的供电 可以增设旁路 设施 包括旁路开关电器和旁路母线 这种接线不宜用于进出线回 路多的情况下使用 单母线分段接线 虽然缩小了母线或母线隔离开关检修或故障时的 第 页 共 23 页 8 停电范围 在一定程度上提高了供电可靠性 但在母线或母线隔离 开关检修期间 连接在该段母线上的所有回路都将长时间停电 这 一缺点 对于重要的变电站和用户是不允许的 3 双母线接线双母线接线 为了克服上述单母线分段接线的缺点 发展了双母线接线 按 每一回路所连接的断路器数目不同 双母线接线有单断路器双母线 接线 双断路器双母线接线 一台半断路器接线 因两个回路共用 三台断路器 又称二分之三接线 三种基本形式 后两种又称双重 连接的接线 意即一个回路与两台断路器相连接 在超高压配电装 置中被日益广泛地采用 1 单断路器双母线接线 单断路器双母线接线器是双母线接线中最基本的接线形式 它 具有两组结构相同的母线 每一回路都经一台断路器 两组隔离开 关分别连接到两组母线上 两组母线之间通过母联断路器来实现联 络 双母线接线有两种运行方式 一种运行方式是一组母线工作 一组母线备用 母联断路器在正常运行时是断开的 另一种运行方 式是两组母线同时工作 母联断路器在正常运行时是接通的 这时 每一回路都固定连接于某一组母线上运行 故亦称固定连接运行方 式 这两种运行方式在供电可靠性方面有所差异 当母线短路时 前者将短时全部停电 后者母线继电保护动作 只断开故障母线上 电源回路的断路器和母联断路器 并不会使另一组母线中断工作 单断路器双母线接线具有以下优缺点 1 单断路器双母线接线的优点 双母线接线有更高的可靠性 表现在以下几方面 a 检修任一段母线时 可不中断供电 即通过倒闸操作将进出 线回路都切换至其中一组母线上工作 便可检修另一组母线 b 检修任一母线隔离开关时 只需停运该回路 c 母线发生故障后 能迅速恢复供电 d 线路断路器 拒动 时或不允许操作时 可经一定的操作顺序 使母联断路器串入该线路代替线路断路器工作 而后用母联断路器 切除核线路 e 检修任一回路断路时 可用装接 跨条 的方法 避免该线 第 页 共 23 页 9 路长期停电 f 便于试验 在个别回路需要单独进行试验时 可将谅回路单 独接至一组母线上隔离起来进行 g 调度灵活 各个电源和出线可以任意分配到某一组母线上 因而可以灵活地适应系统中各种运行方式的调度和潮流变化 h 扩建方便 且在扩建施工时不需停电 由于双母线具有上述优点 被广泛用于10一220kV 出线回路较 多且有重要负荷的配电装置中 2 单断路器双母线接线的缺点 a 接线较复杂 且在倒母线过程中把隔离开关当作操作电器使 用 容易发生误操作事故 b 工作母线短路时 在切换母线的过程中仍要短时停电 c 检修线路断路器时要中断对用户的供电 这对重要用户来说是不 允许的 d 于单母线接线相比 双母线接线的母线长 隔离开关数目倍增 这将使配电装置结构复杂 占地面积增大 投资明显增加 双母线接线比单母线分段接线的供电可靠性高 运行灵活 但投资 也明显增大 因此 只有当进出线回路数较多 母线上电源较多 输送和穿越功率较大 母线故障后要求尽快恢复送电 母线和母线 隔离开关检修时不允许影响对用户的供电 系统运行调度对接线的 灵活性有一定要求等情况下 才采用双母线接线方式 2 双断路器双母线接线 双断路器双母线这种接线 每回路内接有两台断路器 采取双 母线同时运行的方式 双断路器双母线接线的优点是 a 任何一组母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时都不会 造成停电 b 任何一台断路器检修时都不需停电 c 任一电源或出线可方便地在母线上配置 运行灵活 能很好 地适应调度要求 有利于系统潮流的合理分布和电力系统运行的稳 定 d 隔离开关只用于检修时隔离电源 不作为操作电器 因而减 少了误操作的可能性 第 页 共 23 页 10 双断路器双母线接线的主要缺点是投入使用的断路器大多 设备投 资大 配电装置占地面积和维护工作量都相应地增大了许多 故在 220KV 及以下配电装置中很少采用 但随着电力系统容量的增大 输电距离的增加 出于对系统运行稳定性的考虑 这种接线在330KV 及以上超高压变电站中的应用将日益广泛 3 一台半 断路器接线 一台半 断路器这种接线的特点是在两组母线之间串联装设 三台断路器 于两台断路器间引接一个回路 由于回路数与断路器 台数之比为2 3 固称为一台半断路器接线或二分之三接线 这种 接线的正常运行方式是所有断路器都接通 双母线同时工作 一台半 断路器接线的优点是 a 检修任一台断路器时 都不会造成任何回路停电 也不需进 行切换操 b 线路发生故障时 只是该回路被切除 装置的其他元件仍继 续工作 c 当一组母线停电检修时 只需断开与其连接的断路器及隔离 开关即可 任何回路都不需作切换操作 d 母线发生故障时 只跳开与此母线相连的断路器 任何回路 都不会停电 e 探作方便 安全 隔离开关仅作隔离电源用 不易产生误操 作 断路器检修时 倒闸操作的工作量少 不必像双母线带旁路接 线那样要进行复杂的操作 而是够断开待检修的断路器及其两侧隔 离开关就可以了 也不需要调整更改继电保护整定值 f 正常时两组母线和全部断路器都投入工作 每串断路器互相 连接形成多环状接线供电 所以 运行调度非常灵活 g 与双母线带旁路母线接线和双断路器双母线接线相比 一台 半 断路器接线所需的开关电器数量少 配电装置结构简单 占地面 积小 投资也相应减少 缺点就是成本高 四 结论四 结论 通过分析比较 三种接线方式中采用单母线接线作为35KV 侧接 线方式较之其它两种为好 由于本次设计为35kV 变电站 考虑到供 电可靠性和负荷增长的需要 在10kV 侧采用单母线分段的接线方式 第 页 共 23 页 11 第三章第三章 主变台数和容量的选择主变台数和容量的选择 1 1 主变台数的选择主变台数的选择 2 2台台 正确选择变压器的台数 对实现系统安全经济和合理供电具有重要 意义 目前一般的选择原则是 一般用户装设1 2台变压器 为了 提高供电可靠性 对于 级用户 可设置两台变压器 防止一 台主变故障或检修时影响整个变电所的供电 所以本所选用两台主 变 互为备用 当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全 部负荷的75 保证了正常供电 2 2 主变容量的确定主变容量的确定 1 主变压器容量一般按变电所建成后5 10年的规划负荷选择 并 适当考虑到远期10 20年的负荷发展 2 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变器的容量 对于有重要负荷的变电所 应考虑当一台主变压器停运时 其余变 压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内 应保证用户的一级和 二级负荷 对一般变电所 当一台主变压器停运时 其余变压器容 量应能保证全部负荷的60 80 3 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多 应从全网出 发 推行系列化 标准化 3 3 主变压器形式的选择主变压器形式的选择 1 变压器绕组的连接方式 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相一致 否则不能并列 运行 电力系统采用的绕组连接方式只有星形三角形 高 中 低三 册绕组如何组合要根据具体工程来确定 我国110KV 及以上电压 变压器绕组都采用星形连接 35KV 亦 采用星形连接 其中性点多通过消弧线圈接地 35KV 以下电压 变 压器绕组都采用三角形连接 由于35KV 采用星形连接方式与220KV 110KV 系统的线电压相位 角为零度 相位12点 这样当电压为220 110 35KV 高 中压为自 第 页 共 23 页 12 偶连接时 变压器的第三绕组加接线方式就不能三角形连接 否则 就不能与现有35KV 系统并网 因而就出现所谓三个或两个绕组全星 形连接的变压器 变压器采用绕组连接方式有 D 和 Y 我国35KV 采用 Y 连接 35KV 以下电压的变压器有国标 Y d11 Y Y0等变电所选用主变的连 接组别为 Y d11连接方式 故本次设计的变电所选用主变的连接组 别为 YN d11型 2 冷却方式的选择 主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却 强迫油循环风冷 却 强迫油循环水冷却 本次设计选择的是小容量变压器 故采用 自然风冷却 3 调压方式的选择 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头 从而改 变变压器变比来实现的 切换方式有两种 无激励调压 调整范围 通常在 5 以内 另一种是有载调压 调整范围可达30 设置有载 调压的原则如下 1 对于220KV 及以上的降压变压器 反在电网电压可能有较大 变化的情况下 采用有载调压方式 一般不宜采用 当电力系统运 行确有需要时 在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串联变 压器 2 对于110KV 及以上的变压器 宜考虑至少有一级电压的变压 器采用有载调压方式 3 接于出力变化大的发电厂的主变压器 或接于时而为送端 时而为受端母线上的发电厂联络变压器 一般采用有载调压方式 故本次设计选用主变的调压方式为有载调压 4 结论 故采用 SZ9 6300 35型三相双绕组有载调压变压器 其容量以及 技术参数如下 主变容量 6300KVA N S 型号 三相双绕组有载调压降压变压器 阻抗电压 7 0 第 页 共 23 页 13 联接组别 Y 11 第四章第四章 所用变的选择和所用电的设计所用变的选择和所用电的设计 所用变的设计应以设计任务书为依据 结合工程具体的特点设 计所用变的接线方式 因变电站在电力系统中所处的地位 设备复 杂程度 电压等级和级次 主变压器形式 容量及补偿设备有无等 以及电网特性而定 而所用变压器和所用配电装置的布置 则常结 合变电站重要电工构建物的布置来确定 1 1 用电电源和引接原则如下用电电源和引接原则如下 1 当变电所有低压母线时 2 优先考虑由低压母线引接所用电源 3 所用外电源满足可靠性的要求 4 即保持相对独立 5 当本所一次系统发生故障时 6 不受波及 7 由主变压器低绕组引接所用电源时 8 起引接线应十分可靠 9 避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力 二 所用变接线一般原则二 所用变接线一般原则 1 一般采用一台工作变压器接一段母线 2 除去只要求一个所用电源的一般变电所外 3 其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器 4 低压10KV 母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供 电源 5 以获得较高的可靠性 故所用变设在10KV 侧 所用变选择一台 S9 100 10型所用变压器 第五章第五章 短路电流计算短路电流计算 1 1 概概 述述 在电力系统中运行的电器设备 在其运行中都必须考虑到会发 生各种故障和不正常运行状态 最常见同时最危险的故障是各种形 第 页 共 23 页 14 式的短路 它会破坏电力系统对用户正常供电和电气设备的正常运 行 短路是电力系统中的严重故障 所谓短路 是指一切属于不正 常运行的相与相间或相与地间发生通路的情况 在35 10KV 的电力系统中 可能发生短路有三相 两相 两相 接地和单相接地的故障 其中三相短路是对称短路 系统各相与正 常运行时一样 仍属对称状态 其他类型的短路是不对称短路 电力系统中常发生的单相短路占大多数 二相短路较少 三相 短路就更少了 三相短路虽然很少发生 但其后果最为严重 应引 起足够的重视 因此本次采用三相短路来计算短路电流 并检测电 气设备的稳定性 二 短路电流计算的目的二 短路电流计算的目的 短路问题是电力技术的基本问题之一 短路电流及其电动力效 应和分效应 短路时的电力的降低 是电气结线方案比较 电气设 备和载流导线选择 接地计算以及继电保护选择和整定等的基础 在变电站的电气设计中 短路电流计算是其中的一个重要环节 其短路电流计算的目的有以下几点 1 电气主接线的比选 2 选择导体和电器 3 确定中性点接地方式 4 计算软导线的短路摇摆 5 确定分裂导线间隔棒的间距 6 验算接地装置的接触电压和跨步电压 7 选择继电保护装置和进行整定计算 三 一般规定三 一般规定 1 验算导体和电器动稳定热稳定及电器开断电流 应按本规程的 设计规划容量计算 并考虑电力系统的远景发展规划 一般为本期 工程建成后5 10年 确定短路电流时 应按可能发生最大短路电流的正常接线方式 而 不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式 2 选择导体和电器用的短路电流 在电气连接的网络中 应考虑 具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响 第 页 共 23 页 15 3 选择导体和电器时 对不带电抗器回路的计算短路点应选择在 正常接线方式时短路电流为最大的地点对带电抗器的6 10kV 出线与 厂用分支线回路 除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套 管的计算短路点 应选择在电抗器前外 其余导体和电器的计算短 路点一般选择在电抗器后 4 导体和电器的动稳定 热稳定以及电器的开断电流 一般按三 相短路验算 若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中及 自耦变压器回路中的单相 两相接地短路较三相短路严重时 则应 按严重情况计算 四 短路的物理量四 短路的物理量 短路电流的周期分量 非周期分量 短路全电流 短路冲击电流和 稳态电流 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 电力系统中各元件的磁路不饱和 4 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行 其中50 负荷接在高 压母线上 50 负荷接在系统侧 5 短路发生在短路电流为最大的一瞬间 6 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流 7 原件的计算参数都取额定值 不考虑参数的误差和调整范围 8 输电电缆线的电容略去不计 5 5 电流计算的步骤电流计算的步骤 1 在已知短路容量时 Sd 1000MVA 选基准容量 Si 100MVA Ui Uav 1 05UN 2 短路点与系统之间电抗标幺值计算 Si Sd s X 3 变压器电抗标幺值计算 U 100 Si Sd B S 4 短路电流基准值计算 Ii Si Vp 3 5 短路点周期分量有效标幺值计算 l d I X 6 三相短路电流有效值计算 Id Ij 3 id 第 页 共 23 页 16 7 三相短路冲击电流计算 2 55 3 ich 3 Id 8 三相短路最大 1 52 3 ich 3 Id 9 由于计算设为无限容量系统 暂态短路电流 I I 三相短路稳态 电流 3 I 3 Id 10 短路容量计算 Sd d 3 3 J p U 第六章第六章 导体和电气设备的选择导体和电气设备的选择 母线的选择母线的选择 1 1 一般原则一般原则 1 应满足正常运行 检修 短路和过电压情况下的要求 并应考 虑远景发展 2 应按当地环境条件校核 3 应与整个工程的建设标准协调一致 尽量使新老电器型号一致 4 选择导线时应尽量减少品种 5 选用新产品应积极慎重 二 一般规定二 一般规定 1 在正常运行条件下 各回路的持续工作电流计算 2 验算导体用的短路电流计算 1 除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外 元件的电阻都略去不计 2 对不带电抗器回路的计算短路点 应选择在正常接线方式时 短路电流为最大的地点 3 对带电抗器的6 10kV 出线的计算点 除其母线征收母线 隔离开关前的引线和套管应选择在电抗器前外 其余应选择在电抗 器之后 3 导体的动稳定 热稳定以及电器的开断电流 可按三相短路验 算 若发电机的出口两相短路或中性点直接接地系统 自耦变压器 等回路中的单相 两相接地短路较三相短路严重时 则应按严重情 况验算 4 环境条件 选择导体时 应按当地环境条件校核 三 三 35kV35kV 母线桥的选择和校验母线桥的选择和校验 选择 LQJ240满足最大工作电流的要求 第 页 共 23 页 17 校验在 a 点短路条件下的热稳定 按裸导体热稳定校验公式 Smin I C tdz Smin 最小允许截面 C 热稳定系数 四 四 10kV10kV 母线的选择和校验母线的选择和校验 最大持续工作电流 Igmax 按一台变压器的持续工作电流即 Igmax 6300 10 363 74 A3 TMY60 6满足热稳定的要求 动稳定的校验也满足要求 电气设备的选择电气设备的选择 1 1 一般原则一般原则 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 应按当地环境条件校核 3 应力求技术先进和经济合理 4 与整个工程的建设标准应协调一致 5 同类设备应尽量减少品种 6 选用的新产品均应具有可靠的试验数据 并经正式鉴定合格 在特殊情况下 选用未经正式鉴定的新产品时 应经上级批准 二 技术条件二 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 长期工作条件 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 Umax Ug 2 电流 选用的电器额定电流 I N 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 I N Ig 由于变压器短路时过载能力很大 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 第 页 共 23 页 18 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 各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求 3 机械负荷 所选电器端子的允许荷载 应大于电器引线在正常运行和短路时的 最大作用力 电器机械荷载的安全系数 由制造部门在产品制造中 统一考虑 2 短路稳定条件 1 校验的一般原则 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三相短路时的短路电流 若发电机出口的两 相短路 或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相 两 相接地短路较三相短路严重时 则应按严重情况校验 2 短路的热稳定条件 It2t Qdt Qdt 在计算时间 t 秒内 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时间 s tjs 继电器保护装置后备保护动作时间 tb 断路器全分闸时 间 tdo 3 短路的动稳定条件 ich idf Ich Idf ich 短路冲击电流峰值 kA Ich 短路全电流有效值 kA idf 电器允许的极限通过电流峰值 kA Idf 电器允许的极限通过电流有效值 kA 3 绝缘水平 电器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 当所选用电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值 时 应通过绝缘配合计算选用适当的过电压保护设备 三 环境条件三 环境条件 1 温度 按 交流高压电器在长期工作时的发热 GB 763 74的规定 普通 高压电器在环境最高温度为 40 时 允许按额定电流长期工作 当 电器安装点的环境温度高于 40 但不高于 60 时 每增高 第 页 共 23 页 19 1 建议额定电流减少1 8 当低于 40 每降低 1 建议额定 电流增加0 5 但总的增加值不超过额定电流的20 2 日照 屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升 但高压电器的发热试 验是在避免阳光直射的条件下进行的 如果制造部门未能提出产品 在日照下额定载流量下降的数据 在设计中可暂按电器额定电流的 80 选择设备 3 风速 一般高压电器可在风速不大于35m s 的环境下使用 4 冰雪 在积雪和覆冰严重的地区 应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘对地 闪络 5 湿度 选择电器的湿度 应采用当地相对湿度最高月份的平均相对湿度 6 污秽 污秽地区内各种污物对电器设备的危害 取决于污秽物质的导电性 吸水性 附着力 数量 比重及距物源的距离和气象条件 7 海拔 电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000m 海拔超过1000m 的地 区称为高原地区 对安装在海拔高度超过1000m 地区的电器外绝缘一般应予加强 可 选用高原产品或选用外绝缘提高一级产品 8 地震 地震对电器的影响主要是地震波的频率和地震振动的加速度 四 环境保护四 环境保护 选用电器尚应注意电器对周围环境的影响 1 电磁干扰 频率大于10kHz 的无线电干扰主要来自电器的电流电压突变和电晕 放电 35kV 不考虑 2 噪音 为了减少噪音对工作场所和附近居民区的影响所选高压电器在运行 中或操作时产生的噪音 在距电器2 m 处不应大于下列水平 连续性噪音水平 85 dB 非连续性噪音水平 屋内90 dB 第 页 共 23 页 20 屋外110 dB 五 五 35kV35kV 侧断路器和隔离开关的选择侧断路器和隔离开关的选择 1 根据35kV 短路容量 MVA 短路电流 A 主变压侧开关选择 LW8 35 六氟化硫断路器 额定电流1000A 额定开断电流25KA 灭弧室额定 气压 pcb 0 5Mpa 断路器 CT6 XGI 弹簧操动机构 操作电源 直流220V 5A 2 隔离开关 根据 I1N SN 3U1N 6300 1 732X35 104A 应选择 GW5 35G 型隔离开关 额定电流600A 六 六 10kV10kV 侧断路器和隔离开关的选择侧断路器和隔离开关的选择 1 10kV 侧断路器的选择 据10kV 短路容量 MVA 短路电流 A 1 2号 主变10kV 侧 开关和分段开关采用 ZN40 10 1000型真空断路器 线 路及电容器均采用 ZN40 10 630真空断路器 2 10kV 侧隔离开关 的选择根据 I2N SN 3U2N 6300 1 732X10 5 346A 主变10kV 侧开 关和分段采用 GN19 10C 1250型屋内隔离开关 10kV 线路及电容器 采用 GN19 10C 630型屋内隔离开关 3 电容器的选择 根据无功补偿容量为主变容量的20 30 原则 每段10kV 母线上装设两组 TBB11 3 3000var 容量的补偿电容器装 置 电容器电流互感器采用 LFZ 10型100 5电流互感器 4 10kv 成套配电装置的选择 GG 1A 07T GG 1A 12 GG 1A 54型 柜 分段开关柜要求 CT 与开关分装 分段开关与两侧刀闸要求要有 可靠的机械闭锁 设备名称型号及规范单位数量备注 35KV 断路器LW8 40 5 1600 台1 断 路 器 10KV 断路器ZN28 12 630台6其中无功补偿1台 产品 隔 离 开 关 电压等级型号 UN KV IN A ImaxIt KA S 第 页 共 23 页 21 七 七 35KV35KV 及及10KV10KV 侧电压互感器的选择侧电压互感器的选择 根据规定要求 需要在35KV 及10KV 侧安装电压互感器 在实际设计中 由于只有一条进线 所以在35KV 侧只安装一台电压 互感器 其型号为 JCL2 35 10KV 侧电压互感器按照要求应该在每段母线上各安装一台 其型号 为 JSZT1 10 八 八 35KV35KV 及及10KV10KV 侧电流互感器的选择侧电流互感器的选择 1 根据实际需要 应在35KV 及10KV 侧安装电流互感器 其选点如 下 1 每台主变35KV 及10KV 侧各安装一组电流互感器 2 在10KV 出线侧各安装一组电流互感器 2 35KV 及10KV 侧电流互感器型号的选择 1 主变35KV 侧电流互感器型号为 LRD 35 2 主变10KV 侧电流互感器型号为 LMZD2 10 3 10KV 出线电流互感器型号为 LFZ 10 第三篇第三篇 计算书计算书 主变容量的计算主变容量的计算 1 根据任务书提供的资料 主变容量的计算如下 Pi 1046 735 808 1000 92