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1、摘 要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起,供电系统的设计越来越全面、系统,工厂用电量迅速增长,对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高,因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理,不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量,也会反映在供电的可靠性和安全生产方面,它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分,由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成,他从电力系统取得电能,通过其变换、分配、输送与保护等功能,然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽,变电站必须改变传统的设计和控制模式,才能

2、适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展,为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展,电力系统在从发电到供电的所有领域中,通过新技术的使用,都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。关键词 变电站 输电系统 配电系统 高压网络 补偿装置AbstractAlong with the economic development and the modern industry developments of quic

3、k rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perfect

4、request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic per

5、formance and the safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformat

6、ion and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric powe

7、r system, the development of modern industry and the of trend of the society life.Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the powerkey words substation transmission system distribu

8、tion high voltage network correction equipment.摘要I第1章 绪论1前言1我国目前电力工业的发展方针11.3选题的目的和意义11.4国内外研究综述1第2章 电气主接线设计52.1 原始资料52.5主接线的选择62.3 主变压器的选择72.3.1主变压器台数的选择72.3.2主变压器的容量计算7第3章 短路电流计算11短路电流计算11短路电流的计算方法与步骤11选择短路电流的计算方法11短路电流的计算步骤12第4章 电气设备的选择17概述17导体和电气设备选择的一般条件17箱式变电站194. 2设备选型214.214.214.234.3 35KV箱变

9、的选择234.244264264.264.284.294.4 10KV箱变的选择和校验14.4.1 ZGS11箱变的设备型号11111111第5章保护装置的设计1111111参考文献45致谢46第1章 绪 论 众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。随着经济的发展,在城乡电网建设和改造中,要求高压直接进入负荷中心,形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局,所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、安全、无人值守的方向发展。近十年来,随着我国国民经济的快速增长,用电也成为制约我国经济发展的重要因素,各地都在兴建一系列的变配电装置。变电站是电力系统的一个重要组成部分,由电器设备及配电网络按一

10、定的接线方式所构成,它从电力系统取得电能,通过其变换、分配、输送与保护等功能,然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽,变电站必须改变传统的设计和控制模式,才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。发挥水电优势,加快水电建设。建设大型矿口电厂,搞好煤、电、运平衡。在煤、水能源缺乏地区,有重点有步骤地建设核电厂。政企分开,省为实体,联合电网,统一调度,集资办电。因地制宜,多能互补,综合利用,讲求利益。节约能源,降低消耗。重视环境保护,积极防止对环境

11、的污染。首山矿35KV变电站一次部分设计的主要目的是根据调研所获工程资料,设计一个满足首山矿供电需求的35KV变电所,完成一次部分的设计和计算。通过这些任务的完成,培养我的综合运用所学各科知识,独立分析和解决实际问题的能力,查询资料的能力的同时,让我们熟悉相关规程和规范以及变电所设计的内容和过程,树立工程的观点,进而为以后从事电气方面的工作打下基础。 (1)主接线变电所一次主接线形式在我国已经趋于成熟,针对于煤矿供电系统的特殊性,我国现有煤矿供电系统长采用内桥接线,但内桥接线中主变压器不易切换,在操作性能要求高的变电所内并不适用。(2)变压器变压器除了满足低损耗节能要求外,智能化变压器的运用已

12、经成为一种必然趋势。(3)供电电压 在我国一些老煤矿仍采用6KV供电系统,但由于10KV供电系统在可靠性、经济投资、输送容量、电能损耗、与电力部门电网并网等方面都优于6KV系统,新型煤矿多采用10KV供电电压。(4)配电装置 在我国,35KV及其以下的供配电系统常采用成套配电装置,且采用户内布置,而平高电器生产的SF6开关柜在具体工程中已成为首选。 (5)无功补偿SMCR型SVC 可以提高中大型提升机等用电设备引起的低功率因数,抑制谐波。SMCR-SVC系列磁控式静止高压动态无功补偿装置通过补偿系统的功率因数,抑制电压波动和闪变,滤除谐波电流,大大提高了系统效率,为客户降低了能源消耗和生产投入

13、,保证了系统用电的安全与可靠。第2章 电气主接线的设计、L=4km二负荷资料电压(KV)PcQcSccosØ变压器容量同时系数一 矿井变电所低压1低压负荷2X5002变压器损耗小计二生产系统变电所1低压负荷13682低压补偿-450小计11122X1000变压器损耗合计10141147三厂前区变电所1低压负荷11372低压补偿-315小计8430471X1000变压器损耗合计5351007四汽车仓箱式变电站1低压负荷5662低压补偿-240小计1X800变压器损耗合计五风井低压1低压负荷2X3152变压器损耗小计六10矿井变电所高压负荷30031593七10生产系统高压负荷28521

14、4八10风井高压负荷20351350九10井底负荷886174742.2 电气主接线的确定电气主接线的原理图如图所示。电气主接线的原理图主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、避雷器等电气设备以一定次序相连接和分配电能的电路。对主接线的基本要求包括可靠、灵活、经济三个方面。1.可靠性:根据煤矿用电设备对供电可靠性的要求,对包括矿井主要扇风机和分区扇风机、井下主排水泵、立井经常提人的绞车等安全用电负荷的配电装置必须由两个独立电源供电。由于设计中的负荷包含风扇和绞车,所以选择由两个独立电源供电的方式。满足可靠性的要求。2.灵活性:在调度时,能够灵活地投入和

15、切除变压器和线路,调配电源和负荷。满足系统在事故运行方式、检修运行方式的系统调度要求;检修时可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不影响供电;扩建时可以方便地从初期接线过渡到最终接线。3.经济性:保证了设计的投资最少、占地面积小、电能损耗小。根据用电设备在工艺生产中的作用,以及供电中断对人身和设备安全的影响,电力负荷通常可分为三个等级:一级负荷:为中断供电将造成人身伤亡,或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。井花沟矿属于国有能源部门,其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失,属于一级负荷。 二级负荷:为中断供电将造成设备局部破坏

16、或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废,重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电,但当两回线路有困难时(如边远地区)允许由一回架空线路供电。三级负荷:不属于一级和二级负荷的一般电力负荷,三级负荷对供电无特殊要求,允许长时间停电,可用单回线路供电。井花沟矿属于比较重要的工业部门,其供配电采用三条进线,下设三个35kv的电力变压器,平常用一台主变,当地下水丰富的春夏季一般采用两台运行,一台备用。首山矿属于比较重要的工业部门,其供配电采用两条进线,下设两个35kv的电力变压器,采用两台运行,一台备用。变电站电气主接线的选择,主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷

17、的性质、出线数目的多少、电网的结构等。单母线接线是一种原始、最简单的接线,所有电源及出线均接在同一母线上,其优点是简单明显,采用设备少,操作简便,便于扩建,造价低。缺点是供电可靠性低。母线及母线隔离开关等任一元件发生故障或检修时,均需使整个配电装置停电。因此,单母线接线方式一般只在发电厂或变电所建设初期无重要用户或出线回路数不多的单电源小容量的厂中采用。 单母线分段接线是采用断路器(或隔离开关)将母线分段,通常是分成两段。母线分段后可进行分段检修,对于重要用户,可以从不同段引出两个回路,当一段母线发生故障时,由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除,从而保证了正常母线不间断供电和不致

18、使重要用户停电。两段母线自动同时故障的机遇很小,可以不予考虑。在供电可靠性要求不高时,亦可用隔离开关分段,任一段母线发生故障时,将造成两断母线同时停电,在判断故障后,拉开分段隔离开关,完好段即可恢复供电。单母线分段接线既具有单母线接线简单明显、方便经济的优点,又在一定程度上提高了供电可靠性。但它的缺点是当一段母线隔离开关发生故障或检修时,该段母线上的所有回路到要长时间停电。单母线分段接线连接的回路数一般可比单母线增加一倍。 双母线分段接线有如下优点:可轮换检修母线或母线隔离开关而不致供电中断;检修任一回路的母线隔离开关时,只停该回路;母线发生故障后,能迅速恢复供电;各电源和回路的负荷可任意分配

19、到某一组母线上,可灵活调度以适应系统各种运行方式和潮流变化;便于向母线左右任意一个方向顺延扩建。 但双母线也有如下的缺点:造价高;当母线发生故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器,容易误动作。但可加装断路器的连锁装置或防误操作装置加以克服。 当进线回路数或母线上电源较多时,输送和穿越功率较大,母线发生事故后要求尽快恢复供电,母线和母线设备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时采用双母线接线。图2-2 单母线分段接线单母线接线造价低而供电稳定性低,双母线供电稳定性高但其造价高且接线线路复杂,而单母线分段接线一方面线路简单,造价低,另一方面其供电稳定性也能在一定程度上

20、能够得以保证。所以10kV母线选用单母线分段接线方式,0.4kV采用单母线分段接线方式。同时也满足了主接线的基本要求:综上可知,单母线接线造价低而供电稳定性低,双母线供电稳定性高但其造价高且接线线路复杂,而单母线分段接线一方面线路简单,造价低,另一方面其供电稳定性也能在一定程度上能够得以保证。所以10kV采用单母线分段接线,。2.3 主变压器的选择变电所主变压器的台数对主接线的形式和配电装置的结构有直接关系。显然变压器的台数愈少则主接线愈简单,配电装置所需的电气设备也愈少,占地面积愈少。如果主变压器容量过大,台数过多,不仅增加投资,扩大占地面积,而且还会增加损耗,给运行和检修带来不便,设备也未

21、必能充分发挥效益;若容量选得过小,可能使变压器长期在过负荷中运行,影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。由原始资料可知,本次所设计的是矿用35kv变电所设计。为了保证供电可靠性,以及煤矿安全规程的要求必须满足两台变压器供电,避免一台主变压器故障或检修时影响供电。而当一台主变压器故障或者检修时,另一台主变压器可保证全变电所的正常供电。由设计任务书给定的负荷资料:生产系统高压负荷:0.7、风井高压负荷:0.8、井底负荷:0.9、10kv母线同时系数取0.9)+=13601 KVA =10585 KVA=+ =17234 KVA=/Q

22、=*(tanarccos0.789 tanarccos0.96)=6120= =14315 KVA=/=13601/14315 式中 视在容量; 用电设备的实际有功计算负荷; 补偿后的视在容量功率因数。补偿后的功率因数选择两台主变压器,一台工作,一台作为备用。其型号为S11-16000/35具体参数如下表:S(F)11-800-31500/35系列三相油浸式有载调压力电力变压器额定容量kVA电压组合(kV)联结组标号空载损耗(w)负载损耗(w)(75)短路阻抗(%)空载电流(%)重量(kg)高压(kV)低压(kV)油重总重加添油重s11-800/3535 ±×5%

23、Yd11 s11-1000/35 s11-1250/35 s11-1600/35 s11-2000/35 s11-2500/35 s11-3150/3538.5±25% 35±2.5%23 s11-4000/35 s11-5000/35 s11-6300/3538.5±2×25%35±2×2.5%11YNd11s11-8000/35s11-10000/35s11-12500/35s11-16000/35s11-20000/35根据设计材

24、料变压器容量,分别选取S11-M-315型变压器两台,S11-M-500型变压器一,S11-M-800型变压器一台,S11-M-1000型变压器四台其技术参数如下表 产品型号额定容量kVA电压组合(kV)联结组标号空载损耗(w)负载损耗(w)(75)短路阻抗(%)空载电流(%)高压(kV)低压(kV)S11-M-3153151048036504S12-M-5005001068051504S13-M-800800109807500S14-M-1000100010115010130第3章 短路电流计算短路电流计算供电系统中可能发生的故障类型比较多,但常见的,而且危害较大的故障就是短路。所谓短路,是

25、指供电系统中不等电位的导电部分在电气上被短接时的总称。根据短接的情况不同,可将短路分为三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路、两相接地短路和单相接地短路五种。任何一种短路都有可能扩大而造成三相短路。因为短路后所产生的电弧,会迅速破坏相间绝缘,而形成三相短路,在电缆网路中更为常见。由于煤矿供电系统大都为小接地电流系统,且大都距大发电厂较远,故单相短路电流值一般都小于三相短路电流值,而两相短路电流值也比三相短路电流值小,因此在本设计的短路电流计算中,以三相短路电流为重点进行计算。三相短路图如图所示。 三相短路图3.2短路电流的计算方法与步骤 工矿企业供电系统大多属于无限大电源容量系统,对无限大

26、电源容量系统短路的电流的计算方法常用绝对值法和相对值法。绝对值法又称有名值法,在低压电网中多采用此种方法。相对值法又称标幺值法,在高压电网中,由于电压等级比较多,用绝对值法计算短路电流就很不方便,则采用相对值法。所以在计算短路电流时选择标幺值法。该供电系统的等效电路图如图所示: 变压器T1、T2短路电压百分数=8,额定容量16 MVA。变压器T3、T10的短路电压百分数=4,额定容量MVA变压器T4、T5、T6、T8短路电压百分数=4.5,额定容量1 MVA变压器T7短路电压百分数=4,额定容量 MVA变压器T9短路电压百分数=4.5,额定容量 MVA 为了能够充分体现该系统中的短路情况,这里

27、选择十个短路点:35kV处d1短路点;10kV处d2短路点;、d4、d5、d6、d7、d8、d9、d10短路点; 2. 各元件的相对基准电抗选择基准容量=100MVA (1)电源系统最大短路容量1500MVA、最小短路容量为900MVA。(2)电力线路的相对基准电抗=式中 电力线路的电抗标幺值; 线路的单位长度电抗 (查表可得); 线路的电抗值; 线路长度。 基准容量; 基准电压,基准电压通常取元件所在处的短路点的平均电压,取。(3)变压器的相对基准电抗 式中 变压器的电抗标幺值; 变压器的短路电压百分数(查表可得); 变压器的额定容量。点短路:KA(1)最大运行方式:kAkAkAMVA(2)

28、最小运行方式:kAkAkA MVA点短路:KA(1)最大运行方式:kAkAkAMVA(2)最小运行方式:kAkAkA MVA点短路: KA(1)最大运行方式:kAkAkAMVA(2)最小运行方式:kAkAkA MVA点短路:KA(1)最大运行方式:kA kAkAMVA(2)最小运行方式:kAkAkA MVA点短路:KA(1)最大运行方式:kA kAkAMVA(2)最小运行方式:kAkAkA MVA点短路:KA(1)最大运行方式:kAkAkAMVA(2)最小运行方式:kAkAkA MVA短路点最大运行方式最小运行方式I"maxishmaxIshmaxS"maxI"m

29、inishminIshminS"minK1190175K2971393K3K439.1.18K539.1.18K639.1.18K72411K839.1.18K915K10第4章 电气设备的选择4.1.1 导体和电气设备选择的一般条件导体和电气设备选择是电气设计的主要内容之一。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求确是一致的。电器设备要能可靠地工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来效验热稳定和动稳定。正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时,应根据工程实际情况,在保证安全、

30、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技术,并注意节约投资,选择合适的电气设备。随着科学技术的进步,本设计拟定110KV选用GIS装置,35KV,10KV均选用成套配电柜一般原则1)应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要;2)应按当地环境条件校核;3)选择导体时应尽量减少品种;4)应力求技术先进和经济合理; 5)扩建工程应尽量使新老电器型号一致;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4.概述箱式变电站又称户外成套变电站,也有称做组合式变电站,它是发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备,由于它具有组合灵

31、活,便于运输、迁移、安装方便,施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点,受到世界各国电力工作者的重视。进入20世纪90年代中期,国内开始出现简易箱式变电站,并得到了迅速发展。箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站。美式预装式变电站在我国叫做“预装式变电站”或“美式箱变 ”,一区别欧式预装式变电站。它将变压器器身、高压负荷开关、熔断器及高低连线置于一个共同的封闭油箱内,构成一体式布置。用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质。同时,安装有齐全的运行检视仪器仪表,如压力计,压力释放阀,油位计,油温表等。欧式预装式变电站以前在我国习惯称为“组合式变电站”,它是将高压开关设备、配电变压器和低

32、压配电装置布置在三个不同的隔室内,通过电缆或母线来实现电气连接。35kV采用桥式接线,10kV侧母线采用单母线分段接线。箱体采用了双层密封,双层铁板间充入高强度聚胺脂,具有隔温、防潮等特点。外层采用不锈钢体,底盘钢架采用金属喷锌技术,有良好的防腐性能。内层采用铝合金扣板箱体内安装空调及除湿装置,从而是设备运行不受自然环境及外界污染的影响。可保证设备在-40+40之间运行。 内部一次系统采用单元真空开关柜结构。开关柜内设有上下隔离刀闸,ZN23-35型真空断路器,选用干式高精度的电流互感器和电压互感器,电容器采用高质量并联电容器,并装有放电PT,站变选用SC9型干式站变,站内装有多组氧化锌避雷器

33、。一次系统连接采用封闭母线结构,在每个单元柜装有"五防锁",保证了人身与设备的安全。4.2 设备选型4.2.1 箱式变电站设备选型应注意的方面(1)箱变的一次设备箱变内的一次设备,应以无油、免维护或少维护设备为宜。断路器可采用真空断路器,电流互感器、电压互感器和站用变应选用干式设备。因箱变内空间狭小,实际运行中挂、拆接地线很不方便,所以许多箱变在开关柜单元装设了接地开关,但受空间限制,一些箱变厂家将接地开关与隔离开关采用了连动的形式,拉开隔离开关,则接地开关闭合;合上隔离开关,则接地开关拉开。在实际运行中,这种操作方式在执行现有规程时,会带来许多麻烦,设备的运行方式界定不清

34、。如果可能的话,加装独立的接地开关,运行起来会更灵活方便。箱变中的五防闭锁是一个重要方面,在选型时,要考虑隔离开关之间的机械闭锁以及电气闭锁,看是否能满足需要,以及可靠性是否能达到要求。箱变内的开关柜应留有适当的观察窗,以便于观察运行设备的状况,考虑到实际运行的需要,在选型时,对此也应提出要求,以免日后运行带来不便。(2)箱变的一次进线和出线:箱变的一次进线和出线可采用架空方式或电缆方式。采用电缆方式可有效地节省空间。选型时一定要结合实际情况,考虑进出线的接线方式,否则不利于日后的安装。因箱变内空间有限,电缆头一般要做到箱体的底板下面,通过箱体底板上的孔引入。而按规程要求,金属底板上的三个引入

35、孔,彼此之间应该是连通的,避免电缆运行过程中,在金属底板上产生涡流,对设备造成损害。有些箱变在设计时,对这方面的要求考虑不足,会影响电缆的安装和运行。对于10kV馈线的电缆安装,若电缆头做在箱体底板的下面,零序互感器的位置也要加以考虑。如果零序互感器装设在电缆头上面,电缆的接地线就不要再穿过零序互感器,这与常规做法中零序互感器在电缆头下面的接法不同。(3)箱变中的保护装置。箱变中一般采用综合自动化装置作为保护,有些箱变厂家同时生产综合自动化装置,若选择这样的箱变和保护一体化的产品,会给设计施工和调试带来方便,免去了许多中间环节。若箱变厂家的实力允许,也能满足我们的需要,这不失为一种较理想的选择

36、。综合自动化装置的选择,要考虑箱变的特点,力求接线简洁,功能完备。4.2.2 设备选型的基本原理电器选择是发电厂和变配电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使用电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时应根据工程实际情况,按照有关设计规范,在保证安全可靠的前提下,积极而稳妥的采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电器。电器的种类和型式是电器选择的重要内容之一。选择时,可根据安装地点,使用条件、配电装置的型式、运行和检修经验以及人们使用习惯等多种因素综合确定。尽管电力系统中各电器的工作条件和作用并不一样,具体选择方法也不完全一样,但它们的基本要求是一致的。电器要能可

37、靠的运行,必须按正常工作条件选择,并按短路电流来效验动稳定和热稳定10。电器设备选择的一般条件如下:(1)按正常条件选择电器设备按正常条件选择,就要考虑电器装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电器装置所处的位置特征;电器要求是指电器装置对设备的电压、电流、频率(一般为50HZ0)等方面的要求;对一些断路电器如开关、熔断器等,还应考虑 起断流能力。考虑所选设备的工作环境。如户内、户外、防腐、防暴、防尘、放火等要求,以及沿海或湿热地域的特点。所选设备的额定电压UN,et应不低于安装地点电网电压 UN 即 UN,etUN 一般电器设备的电压设计值满足 1.1U N,et 应而可在应1.1U N,e

38、t 下安全工作。电器的额定电流IN,et 是指 在额定周围环境温度0下,电器的长期允许电流IN,et应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续的工作电流Imax,即 IN,etImax 由式可以推算,当电器的环境温度高于40(但不高于60)时,环境温度每升高1,应减少允许电流1.8%;当使用环境低于 40时,每降低1,允许电流增加0.5%。 (2)按短路条件校验动稳定校验 动稳定(电动力稳定)是指导体和电器承受短路电流机械效力的能力。满足稳定的条件 ietish 或 IetIsh 式中ish、Ish设备安装地点短路冲击电流的峰值及其有效值(kA) iet、Iet设备允许通过电流的峰值及其有效

39、值(kA)对于下列情况可不校验动稳定或热稳定。a 用熔断器保护的电器,其热稳定由熔断时间保证,故不校验热稳定。b电压互感器及其所在回路的裸导体和电器可不校验动、热稳定,因为短路电流很小。c电缆一般均有足够的机械强度,可不校验动稳定。 热稳定校验短路电流通过时,电器各部件温度不应超过短时发热最高允许值,即 I2ttI2tima 式中I 设备安装地点稳态三相短路电流;tima短路电流假想时间; It t秒内允许通过的短路电流值或称t秒热稳定电流(kA);t厂家给出的热稳定计算时间,一般为4s、5s、1s等。4.2.3 高低压电器设备选择的要求(1)高压一次设备的选型 高压一次设备的选择,必须满足一

40、次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求,同时设备应安全可靠的运行,运行维护方便,投资经济合理。高压电器的选择和校验可按表3.1所列各项条件进行。现仅对选择的特殊条件或简要步骤予以介绍。 高压电器选择与校验条件项目设备 额定电压额定电流开断电流动稳定热稳定高压断路器UN,etUNIN,etImaxIbrIietishI2tI2tima隔离开关 负荷开关IbrI高压熔断器IbrI或Ish(2)低压一次设备选型 低压一次设备的选择,与高压一次设备的选择一样,必须考虑安装地点并满足在正常条件下和短路故障条件下工作的要求;同时设备工作安全可靠,运行维护方便,投资经济合理。低压一次设备的选择校验项目如

41、表3.2所列。 低压一次设备的选择校验项目设备名称 电压(V)电流(A)断流能力 (kA)短流电流校验动稳定度热稳定度低压熔断器低压刀开关低压负荷开关低压断路器4.3 35KV箱变的选择4.31 断路器的选型断路器型式的选择应综合考虑安装地点环境的条件、使用的技术条件和安装调试与维护护方便等因素。先对几种内型短路器的技术性能和运行维护方面的特点简要介绍如下。 少油短路器开断电流大,对35KV以下可采用加并联以提高额定电流;35kV以上为积木结构。该断路器全开断时间短。增加压油活塞装置加强机械油吹后,可开断空载长线。少油断路器使用较早,运行经验丰富,易于维护,噪声低,油量少;它易劣化,需要一套油

42、处理装置。 六氟化硫(SF6)断路器的额定电流和开断能力都可以作得很大;开断性能好,可适用于各种工况开断;SF6气体灭弧、绝缘性能好,所以断开电压做得较高;断开开距小。运行噪声低,维护工作量小,检修间隔期长,运行稳定、安全可靠、寿命较长;断路器价格较高。 真空断路器连续多次操作,且开断性能好,灭弧迅速、动作时间短;运行维护简单,灭弧室不需要检修;噪声低,无火灾爆炸危险;价格较昂贵。 综合考虑35kV箱式变电站35kV侧选用ZN23-35型真空断路器,10kV侧采用ZN28-10技术参数如表3.3所示。 ZN23-35型真空断路器的技术参数类别型号额定电压kV额定电流A断流容量kA动稳定电流峰值

43、kV热稳定电流kA固有分闸时间合闸时间陪用操动机构开断电流kA真空ZN23-3535630 6325(4s)CT1225真空ZN28-101016005020(4s)20项目实际需要值ZN23-35电压U=35kv35KV电流I=261A630A断流量I25KA动稳定63KV热稳定I25KA上述数据表明ZN23-35型真空断路器符合要求项目实际需要值ZN28-10电压U=10kv10KV电流I=780A1600A断流量I20KA动稳定50KV热稳定I20KA上述数据表明ZN28-10型真空断路器符合要求4.3.2 高压熔断器的选择 熔断器额定电流的选择,除了根据环境条件确定采用户内或户外、根据

44、用于保护电力线路和电气设备还是保护互感器确定采用RN1(及其改进型RN3、RN5、RN6)或RN2等项目外,还包括熔管的额定电流和熔体的额定电流选择。(1)熔管额定电流 为了保证熔断器壳不致过热毁坏,要求熔断器熔管的额定电流 IN,f1不小于熔体的额定电流IN,f2即: IN,f1IN,f2 (2)熔体的额定电流 IN,f2=kI max 式中Imax熔断器所在电路最大工作电流;k可靠系数。为防止熔体误动作而考虑留有一定裕度。对于变压器回路k的取值,在不计电动机自起动时k=1.11.3,记入自起动时k=1.52.0;对于电力电容器回路,一台电容器时k=1.52.0,一组电容器时k=1.31.8

45、。(3)熔断器开断电流校验 IbrI(或Ish) 对于没有限流作用的熔断器,选择时用冲击电流的有效值Ish进行校验;对于有限流作用的熔断器,在电流过最大值之前已截断,故不计非周期分量的影响,而取I(Ik)进行校验。高压熔断器选用RW5-35/50如表所示。 高压熔断器技术参数型号额定电压额定电流溶丝额定电流额定开断电流断路容量上限下限RW5-35/503550A40A200MVA15MVA4.3.3 互感器的选型(1)电流互感器的选型的要求 在选择互感器时,应根据安装地点(如屋内、屋外)和安装方式)(如穿墙式、支持式装入式等)选择其形式。选用母线型时应注意校核窗口尺寸。 绕组的额定电压; 一次

46、绕组的额定电流; 准确度等级。为了保证测量仪表的准确度,互感器的准确度不低于所测量仪表的准确级。例如:装于重要回路(如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等)中的电能表和计费的电能表一般采用0.51级表,相应的户感器的准确级不低于0.5级;对测量精确度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500kV级宜用0.2级;供运行检测、估算电能的电能表和控制盘上的仪表一般皆用11.5级的,相应的电流互感器可用3级的。N,TA,限定二次绕组接入的总负荷Z2;b.动稳定校验和热稳定校验。高压电流互感器选用LA-10其技术数据如下表所示, 高压电流互感器型号型号额定电流比级次组合二次负荷1s热稳定倍数动

47、稳定倍数1级3级(C)D级LA-10300/50.5/3,1/31 75 135项目实际值LA-10动稳定135*1.41*300=57KA热稳定75上述数据表明LA-10电流互感器符合要求低压电流互感器选用LMZJ1-0.5其技术数据如表所示。 低压电流互感器型号额定一次电流(A)一次安匝额定二次负荷() 1级 3级LMZJ1400 400 (2)电压互感器的选型要求 电压互感器的种类和形式应根据装设地点和使用条件进行选择,例如:在635kV屋内配电装置中,一般采用油渍式或浇注式;110220kV配电装置通常采用串级式电磁式电压互感器;当容量和准确级满足要求时,也可采用电容式电压互感器。 电压互感器选择的主要项目是: 额定电压应于安装处电网的额定电压相一致; 类型 户内型 、户外型; 容量和准确度等级的选择:首先根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线方式,并尽可能将负荷均匀分布在各相上,然后计算各相负荷大小,按照所接仪表的准确级和容量选择互感器的准确级和额

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