【《变电站设计中电气设备的选择案例计算4300字》】

1变电站设计中电气设备的选择案例计算综述目录变电站设计中电气设备的选择案例计算综述 11.1电气设备选择原则 21.2断路器选型 21.2.1500kV侧断路器选择及校验 2(3)开断能力校验 3(3)开断能力校验 4(3)开断能力校验 51.3隔离开关选型 61.3.1500kV隔离开关选择及校验 6(1)根据公式(5-2): 7(2)进行校验 7(1)根据公式(5-2): 8(2)进行校验 81.4电流互感器选型 91.4.1500kV侧电流互感器的选择及校验 9(1)根据公式(5-2): 9(3)选择互感器连接导线截面。根据容量，可以计算出最大负荷： 9 (3)选择互感器连接导线截面。根据容量，可以计算出最大负荷： (3)选择互感器连接导线截面。根据容量，可以计算出最大负荷： 1.5电压互感器选型 1.1.1500kV侧电压互感器 1.6变电站导体选型 131.6.1500kV导体的选择及校验 (1)对500kV侧的最大运行电流进行计算： (1)对220kV侧的最大运行电流进行计算： (1)对35kV侧的最大运行电流进行计算： 14单位长度导体所受相间电动力计算 1.7避雷器选型 161.7.1500kV避雷器的选择 1.选择 2.校验 2 电气设备的正确选择将对变电站的平稳运行具有重要意义，这是因为变电站的变电、输电和配电主要依赖电气设备完成具体的功能。电气选择的正确不仅可以降低变电站投资[13],还可以保证功能的完整性。本设计中的电气设备重点考虑国产系列。一方面要根据额定电压、额定电流、工作条件等选择出满足基本使用条件的电气设备。另一方面还要进行校核，主要包括热稳定性和动稳定性，断路器还要考虑开断能力。(5-2)I,²t>1²k随着科技的进步，多油或者少油型的断路器基本已经被淘汰，其原因主要是性能不完善、维护困难，目前主流的断路器类型是真空断路器。1.2.1500kV侧断路器选择及校验(1)根据公式(5-2):结合额定电压，选择如表5-1所示：3型号热稳定电流分闸时间(2)进行校验。短路电流周期分量的热效应Qp为：S由于短路电流切除时间tk=2.02s>1s,此时非周期分量的影响可略去不急，(3)开断能力校验。I>Ik设备热稳定校验结论：可以满足要求。41.2.2220kV断路器选择及校验(1)根据公式(5-2):Imx=1.05×S₁/√3UN=1.05×750000/(√3×220结合额定电压，选择如表5-3:型号热稳定电流分闸时间(2)进行校验。短路电流周期分量的热效应Qp为：由于短路电流切除时间tk=2.06s>1s,此时非周期分量的影响可略去不急，(3)开断能力校验。INo>Ik设备5热稳定校验结论：可以满足要求。1.2.335kV断路器选择及校验(1)根据公式(5-2):Imx=1.05×S₂/√3Un=1.05*105880/(√3×35结合额定电压，选择如表5-5所示：型号热稳定电流分闸时间(2)热稳定性和动稳定性校验。短路电流时间：短路电流周期分量的热效应Qp为：S由于短路电流切除时间tk=2.06s>1s,此时非周期分量的影响可略去不急，(3)开断能力校验。I>Ik6设备热稳定校验结论：可以满足要求。隔离开关的作用是创造一个可视化断口，运行和操作人员可以通过可视化断口来判断线路的开断情况，以保障人身和设备安全。但是隔离开关不能开断电流，只能在线路断开的情况下进行操作，因此要注意操作顺序和规程，防止引发安全事故14]。本设计中500kV和220kV隔离开关带有接地功能，35kV隔离开关不带接地功能。1.3.1500kV隔离开关选择及校验(1)根据公式(5-2):结合额定电压，选择如表5-7所示：规格型号极限通过电流热稳定电流(2)进行校验。短路电流周期分量的热效应Qp为：7由于短路电流切除时间tk=2.02s>1设备热稳定校验(1)根据公式(5-2):规格型号极限通过电流(2)进行校验。短路电流周期分量的热效应Qp为：S由于短路电流切除时间tk=2.06s>18设备热稳定校验结论：可以满足要求。1.3.335kV隔离开关选择及校验(1)根据公式(5-2):结合额定电压，选择如表5-11:规格型号极限通过电流(2)进行校验。短路电流时间：短路电流周期分量的热效应Qp为：由于短路电流切除时间tk=2.06s>1s,此时非周期分量的影响可略去不急，设备9热稳定校验结论：可以满足要求。1.4电流互感器选型电流互感器主要依靠绕组将一次系统中的电流经过转换，形成二次电流，然后通过电流表、控制开关等完成测量、保护等功能。1.4.1500kV侧电流互感器的选择及校验(1)根据公式(5-2):(2)根据其电压等级和额定电流，选型表如表5-13所示。规格型号额定电流比级次组合热稳定倍数(3)选择互感器连接导线截面。根据容量，可以计算出最大负荷：计入接触电阻0.1Ω,则连接导线电阻不得超过：此时对最小截面进行计算：需要选用标准截面积为1.5mm²的铜线，此时可以计算其接线电阻为：此时，二次侧负荷：Z₂L=0.16+0.1+0.23+0.2可以满足允许最大负荷0.8Ω的要求。(4)对热稳定进行校验：(5)对动稳定进行校验：1.4.2220kV侧电流互感器的选择及校验(1)根据公式(5-2):(2)根据其电压等级，选型表如表5-14所示。规格型号额定电流比级次组合热稳定倍数(3)选择互感器连接导线截面。根据容量，可以计算出最大负荷：计入接触电阻0.1Ω,则连接导线电阻不得超过：此时对最小截面进行计算：需要选用标准截面积为1.5mm²的铜线，此时可以计算其接线电阻为：此时，二次侧负荷：Z₂L=0.16+0.1+0.23+0.2可以满足允许最大负荷0.8Ω的要求。(4)对热稳定进行校验：S(5)对动稳定进行校验：1.4.335kV侧电流互感器的选择及校验(1)根据公式(5-2):(2)根据其电压等级，选型表如表5-15所示。规格型号额定电流比级次组合热稳定倍数(3)选择互感器连接导线截面。根据容量，可以计算出最大负荷：则：re=0.20计入接触电阻0.1Ω,则连接导线电阻不得超过：此时对最小截面进行计算：需要选用标准截面积为2.5mm²的铜线，此时可以计算其接线电阻为：此时，二次侧负荷：Z₂L=0.16+0.1+0.24+0.2可以满足允许最大负荷0.8Ω的要求。(4)对热稳定进行校验：(5)对动稳定进行校验：电压互感器的工作原理是设置不同的绕组，通过绕组的变化将一次系统的电压转换为二次电压，这样就可以降低电压的等级，不仅可以减小电气设备的体积、还可以有效保证人身安全。电压互感器一般连接电压表，以显示电压的数值。1.1.1500kV侧电压互感器根据所设计的电压等级和使用条件，500kV电压互感器如表5-16所示。规格型号变比0.2级0.5级1.1.2220kV侧电压互感器根据所设计的电压等级和使用条件，220kV电压互感器如表5-17所示。规格型号变比0.5级1级1.1.335kV侧电压互感器根据所设计的电压等级和使用条件，35kV电压互感器如表5-18所示。规格型号变比0.5级1级3级1.6变电站导体选型导体的主要作用是承载电流，导体的截面积决定了载流量的大小。导体按照形式可以分为软导体和硬导体，按照材质可以分为铝导体和铜导体，铝导体的特点是价格便宜、储存量大，缺点是载流量较小。1.6.1500kV导体的选择及校验应选用管型铝锰合金，因为管型导体集肤效应系数小，机械强度较高，通常用于110KV及以上配电装置。(1)对500kV侧的最大运行电流进行计算：根据计算出来的电流，经过查阅设备手册，导体尺寸截面积(2)对热稳定进行校验：1.6.2220kV导体的选择及校验此处的导体选用铝锰合金，此时对其载流量进行计算：(1)对220kV侧的最大运行电流进行计算：根据计算出来的电流，经过查阅设备手册，导体尺寸截面积(2)对热稳定进行校验：当环境温度为35℃时因此热稳定系数C=951.6.335kV导体的选择及校验此处的导体选用矩形导体，其形状是有厚度的矩形。(1)对35kV侧的最大运行电流进行计算：根据计算出来的电流，经过查阅载流量表，可以选择(2)对热稳定进行校验：当环境温度为35℃时因此热稳定系数C=95结论：可以满足热稳定要求。(3)对动稳定进行校验：导体的自振频率m=Pm×h×b=2700×80×8×10-⁶=1.728单位长度导体所受相间电动力计算抗弯矩w=3.3b²h=3.3×(8×10-3)²×80×10-³=1.69×10母线同相条间应力查导体形状系数曲线可得临界跨距条间衬垫最大跨距Lb应小于Lcr及Lbmax,每设两个衬垫1.7.1500kV避雷器的选择(1)按额定电压选择(2)按持续运行电压选择避雷器额定电压有效值系统额定电压有效值持续运行电压有效值陡波冲击雷电冲击(1)雷电冲击残压满足要求。(2)操作冲击残压满足要求。(3)陡波冲击残压可以满足要求。中性点避雷器。(1)按额定电压选择(2)按持续运行电压选择U=0.1×550=55kV选择YH1.5W5-132/320W避雷器额定持续运行雷电冲击电压电压(1)500kV中性点雷电全波和截波耐受电压为325kV>320kV。满足要求。(2)操作冲击残压1.7.2220kV避雷器的选择(1)按额定电压选择0.75Umax=0.75×252=189kV(2)按持续运行电压选择选择设备陡波冲击电压电压有效值电压有效值电压残压(1)雷电冲击残压满足要求。(2)操作冲击残压满足要求。(3)陡波冲击残压可以满足要求。中性点避雷器。(1)按额定电压选择(2)按持续运行电压选择U=0.46×252=115.92kV选择Y1.5W5-144/320表5-24Y1.5W5-144/320技术数据持续运行雷电冲击电压电流残压电流残压(1)220kV中