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1、華 北 水 利 水 電 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 設(shè)計(jì)題目:183變電站電氣部分初步設(shè)計(jì)專 業(yè): 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 設(shè)計(jì)期限:2011年 3 月 7 日開始 2011年 5 月 27 日結(jié)束院、系: 電力學(xué)院 2011年 2 月 1 日 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)過程是實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)要求的重要培養(yǎng)階段。是學(xué)生畢業(yè)前的最后一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)習(xí)深化和提高的重要過程。是學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行一次全面總結(jié)和綜合訓(xùn)練,是素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)。變電站設(shè)計(jì)是將本專業(yè)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次綜合運(yùn)用的過程,從理論上來說它涉及到電力系統(tǒng)課程的各方面內(nèi)
2、容,以及發(fā)電廠電氣部分和繼電保護(hù)的部分內(nèi)容。可見它涉及面的廣泛。從工程上來說,它相當(dāng)于實(shí)際工程設(shè)計(jì)的一部分,其意義也是十分重要的。二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1選擇本變電所主變的型號(hào)。按主變?nèi)萘康模?.5-1.0)%,選擇所用變壓器。2設(shè)計(jì)本變電所的電氣主接線,選出數(shù)個(gè)電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較,確定一個(gè)較佳方案。3進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。不僅要計(jì)算對(duì)稱短路,還要計(jì)算不對(duì)稱短路。4選擇和校驗(yàn)所需的電氣設(shè)備。5設(shè)計(jì)和校驗(yàn)?zāi)妇€系統(tǒng)。6進(jìn)行變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算。7進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。8110KV高壓配電裝置設(shè)計(jì)。三、重點(diǎn)研究問題 1短路電流計(jì)算。 2設(shè)備選擇和校驗(yàn)。3變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算 4圖
3、紙的繪制。四、主要技術(shù)指標(biāo)或主要設(shè)計(jì)參數(shù)1.設(shè)計(jì)變電所在城市近郊,向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電,在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。2.確定本變電所的電壓等級(jí)為220/110/10KV,220KV是本變電所的電源電壓,110KV和10KV是二次電壓。3.待建變電所的電源如圖1所示;在中壓側(cè)110KV母線,送出2回線路;在低壓側(cè)10KV母線,送出10回線路;在本所220KV母線有三回輸出線路,送向負(fù)荷。該變電所的所址,地勢(shì)平坦,交通方便。4. 變壓器采用兩臺(tái)型號(hào)完全相同的變壓器,變壓器容量為。5.待建變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如圖1 220kV220kV220kV220kV110kV260km270km260km
4、250km245km10kV待設(shè)計(jì)220kV變電所圖1 待設(shè)計(jì)變電所與電力系統(tǒng)的連接電路圖煉鋼廠系統(tǒng)2500MVAx=0.002(SB=100MVA)五、設(shè)計(jì)成果要求畢業(yè)設(shè)計(jì)書一份。畢業(yè)設(shè)計(jì)書的組成A、封面;B、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書;C、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告;D、中文摘要;E、英文摘要;F、目錄;G、說明書;H、計(jì)算書;K、參考文獻(xiàn);L、附錄封 面 由學(xué)校統(tǒng)一印制,按要求打?。ㄔ斠娊虅?wù)處網(wǎng)頁)任 務(wù) 書 抄錄原件有關(guān)內(nèi)容,裝訂于指定位置,教師簽字后生效;開題報(bào)告 由學(xué)生認(rèn)真書寫,經(jīng)指導(dǎo)教師簽字后的開題報(bào)告有效(3000漢字);摘 要 中文摘要字?jǐn)?shù)應(yīng)在400字左右,包括設(shè)計(jì)題目、論文摘要、關(guān)鍵詞為(3至5
5、個(gè)),英文摘要應(yīng)與中文摘要內(nèi)容相對(duì)應(yīng)。目 錄 按三級(jí)標(biāo)題編寫,要求層次清晰,且要與正文標(biāo)題一致。主要包括摘要、正文主要層次標(biāo)題、參考文獻(xiàn)、附錄等。正 文 論文正文包括說明書和計(jì)算書,文字應(yīng)在10000字以上。說明書的論述要流暢,結(jié)論要正確,要求打印。說明書頁碼應(yīng)編號(hào)。工科論文要符合科技論文格式,正文要標(biāo)明章節(jié)。參考文獻(xiàn) 必須是學(xué)生本人真正閱讀過的雜志類文獻(xiàn)、圖書類文獻(xiàn)等,要與設(shè)計(jì)工作直接相關(guān)。附 錄 主要包括外文原文及翻譯,要求翻譯的原文是論文的參考文獻(xiàn),或與論文密切相關(guān)的資料,譯文應(yīng)不少于2000漢字。三張附圖:(1)電氣主接線圖(計(jì)算機(jī)繪制,A1或A2紙打?。?;(2)開關(guān)站平面布置圖(手工
6、繪制,1號(hào)圖紙幅面);(3)變壓器保護(hù)原理接線圖(展開圖、手工繪制,1號(hào)圖紙幅面)。六、其它1時(shí)間安排本次設(shè)計(jì)的時(shí)間共12周,各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容的時(shí)間安排大致如下:收集資料,消化吸收 1周完成變電所設(shè)計(jì) 7周完善設(shè)計(jì)成果 2周編制設(shè)計(jì)說明書 1周答辯 1周總計(jì) 12周2參考文獻(xiàn)1發(fā)電廠電氣部分2西北電力設(shè)計(jì)院 電力工程電氣一次設(shè)計(jì)手冊(cè) 水利電力出版社 19893西北電力設(shè)計(jì)院 電力工程電氣二次設(shè)計(jì)手冊(cè) 水利電力出版社 19894陳珩主編 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 中國電力出版社 19985李光琦主編 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 中國電力出版社 20026賀家李 宋從矩 合編 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 20037 電氣工程專
7、業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊(cè),中國水利水電出版社,陳躍主編。目錄第一部分 設(shè)計(jì)說明書11 電氣主接線設(shè)計(jì)11.1 主要變壓器的選擇1變電站變壓器的選擇應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面:11.1.1 所用變壓器的選擇11.2 電氣主接線方案設(shè)計(jì)21.2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求與選擇原則21.2.2 電氣主接線設(shè)計(jì)方案32 短路電流的計(jì)算62.1 短路的類型62.2 短路計(jì)算的目的62.3 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定62.4 短路計(jì)算的步驟72.4.1三相短路電流計(jì)算72.4.2不對(duì)稱短路電流計(jì)算:92.5 短路計(jì)算結(jié)果93 導(dǎo)體與電氣設(shè)備的選擇113.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件113.1.1 按正常工作條件選
8、擇電氣設(shè)備113.1.2 按短路狀態(tài)校驗(yàn)設(shè)備123.2 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)123.2.1 斷路器133.2.2 隔離開關(guān)143.2.3 絕緣子163.2.4 穿墻套管173.2.5 電流互感器183.2.6 電壓互感器203.2.7 熔斷器213.2.8 變壓器中性點(diǎn)接地保護(hù)設(shè)備223.2.9 避雷器224 母線選擇和校驗(yàn)235 變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算255.1瓦斯保護(hù)255.2 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定255.2.1縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定265.3 變壓器相間短路的后備保護(hù)275.3.1過電流保護(hù)275.4變壓器接地短路的后備保護(hù)285.5變壓器過負(fù)荷保護(hù)286 防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)296.
9、1 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)296.2 避雷針的配置原則296.3 避雷器的配置296.4 避雷線的配置317 110KV高壓配電裝置設(shè)計(jì)327.1 配電裝置基本要求與設(shè)計(jì)原則327.1.1 配電裝置基本要求327.1.2 配電裝置設(shè)計(jì)原則327.2 配電裝置分類及布置特點(diǎn)327.3 屋外配電裝置的類型337.4 配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟347.5 110KV配電裝置的選型34第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書351短路電流的計(jì)算351.1 各元件參數(shù)351.2 三相短路電流的計(jì)算371.2.1 220KV側(cè)f1點(diǎn)發(fā)生三相短路371.2.2 110KV側(cè)f2點(diǎn)發(fā)生三相短路381.2.3 10KV側(cè)f3點(diǎn)發(fā)生三相短路40
10、1.3 不對(duì)稱短路電流的計(jì)算421.3.1 220KV側(cè)f1點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路421.3.2 110KV側(cè)f2點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路451.3.3 10KV側(cè)f3點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路472 電氣設(shè)備的選擇482.1 各回路最大工作電流的計(jì)算482.2 斷路器的選擇和校驗(yàn)482.2.1 220KV側(cè)斷路器482.2.2 110KV側(cè)斷路器502.2.3 10KV側(cè)斷路器512.3 隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)512.3.1 220KV側(cè)隔離開關(guān)512.3.2 110KV側(cè)隔離開關(guān)522.3.3 10KV側(cè)隔離開關(guān)522.4 絕緣子的選擇和校驗(yàn)532.5 穿墻套管的選擇532.6電流互感器的選擇和校驗(yàn)542.6.1
11、220KV側(cè)電流互感器542.6.2 110KV側(cè)電流互感器542.6.3 10KV側(cè)電流互感器552.6.4 變壓器中性點(diǎn)接地側(cè)電流互感器的選擇562.6.5 變壓器110KV側(cè)中性點(diǎn)接地電流互感器563 母線的選擇573.1 220KV母線573.2 110KV母線583.3 10KV 母線584 變壓器繼電保護(hù)整定604.1變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)604.2 變壓器相間短路的后備保護(hù)644.2.1 過電流保護(hù)644.3 變壓器過負(fù)荷保護(hù)65參考文獻(xiàn)67附錄一 外文原文68Transformer68附錄二 中文翻譯76附錄三 電氣主接線圖(A3)80第一部分 設(shè)計(jì)說明書1 電氣主接線設(shè)計(jì)1.1
12、主要變壓器的選擇變電站變壓器的選擇應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面:(1)容量和臺(tái)數(shù)的確定由任務(wù)書知本所變電站采用兩臺(tái)型號(hào)完全相同的變壓器,變壓器容量為120MVA。(2)型式選擇:330kV及以下的電力系統(tǒng),在不受運(yùn)輸條件限制時(shí),應(yīng)選用三相變壓器;具有三種電壓的變電所,如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上,或低壓側(cè)無負(fù)荷,但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí),主變壓器宜采用三繞組變壓器。(3)調(diào)壓方式的選擇:對(duì)于大型樞紐變電所,為保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量,一般都選擇有載調(diào)壓方式。(4)容量比:對(duì)220kV及以上變電所的變壓器容量大,其低壓繞組主要帶無功補(bǔ)償電容器和所用電,容量小,選擇100/1
13、00/67的容量比。(5)變壓器的某個(gè)電壓級(jí)若作為電源,為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量,該側(cè)的電壓按照110%額定電壓選擇;若某電壓等級(jí)是電網(wǎng)的末端,該側(cè)的額定電壓按照電網(wǎng)額定電壓選擇;變壓器低壓側(cè)按照105%額定電壓選擇。因此,本設(shè)計(jì)可選用兩臺(tái)SFPSZ7-/220變壓器,具體參數(shù)如下:表1-1 主變壓器參數(shù)型 號(hào)額定容量(kVA)額定電壓(kV)連接組別阻抗電壓(%)高壓中壓低壓高中高低中低SFPSZ7-/22022012110.5YN yn0d1113.323.57.71.1.1 所用變壓器的選擇 按照主變?nèi)萘康模?.5-1.0)%,選擇所用變壓器為SCB101000/10.(安裝在10
14、KV側(cè))1.2 電氣主接線方案設(shè)計(jì)1.2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求與選擇原則電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體,它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路間的相互關(guān)系。變電所的主接線應(yīng)滿足變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備和節(jié)約投資等要求,且便于擴(kuò)建。概括地說即可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。(1)可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要任務(wù),電氣主接線的可靠性是指能夠長(zhǎng)期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力。電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)的。同樣形式的主接線對(duì)某些發(fā)電廠或變電站來說是可靠的,而對(duì)另一些發(fā)電廠或變電站則不一定能滿足可靠性的要求。所以,在分析電氣主接線的可靠性時(shí),要考慮發(fā)電廠和變電站在電力
15、系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。此外,在保證可靠性的同時(shí)不可片面地追求更高的可靠性而忽視對(duì)靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。(2)靈活性操作的方便性。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下,接線簡(jiǎn)單,操作方便,盡可能的使操作的步驟少,以便運(yùn)行人員掌握,不致在操作過程中出錯(cuò)。調(diào)度時(shí)的方便性。電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí),能根據(jù)調(diào)度的要求,方便的改變運(yùn)行狀態(tài),并且在發(fā)生事故時(shí),能盡快的切除故障,使停電時(shí)間最短,影響范圍最小,不致過多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。(3)經(jīng)濟(jì)性方案的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:投資省。主接線力求簡(jiǎn)單,以節(jié)省一次設(shè)備的使用數(shù)量,繼電保護(hù)和二
16、次回路在滿足技術(shù)要求的前提下,簡(jiǎn)化配置,優(yōu)化控制電纜的走向,以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜的長(zhǎng)度;采取措施,限制短路電流,得以采用價(jià)廉的輕型設(shè)備,節(jié)省投資。占地面積小。主接線的選型和布置方式,直接影響到整個(gè)配電裝置的占地面積。電能損耗小,在變電所中,電能損耗主要來自變壓器,因此要經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的類型,容量,數(shù)量和電壓等級(jí)。 此外,在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn),還要考慮從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案,使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下,將來可順利完成過渡方案的實(shí)現(xiàn),使改造的工作量最少。1.2.2 電氣主接線設(shè)計(jì)方案
17、(1)220kV母線220kV側(cè)進(jìn)出線回路總7回,可以采用雙母線接線或雙母線帶旁路母線接線。對(duì)供電可靠性要求比較高。故從經(jīng)濟(jì)性角度考慮,采用雙母線接線。方案比較如下: 表1-2 220kV母線方案比較 接線方式比較項(xiàng)目雙母線接線雙母線帶旁路母線接線技術(shù)性任一組母線檢修,不造成任何停電;線路斷路器檢修,僅造成本回路短時(shí)停電;母線隔離開關(guān)檢修,不造成任何停電;任一組母線短路,可很快恢復(fù)供電任一組母線檢修,不造成任何停電;線路斷路器檢修,不造成任何停電;母線隔離開關(guān)檢修,不造成任何停電;任一組母線短路,可很快恢復(fù)供電經(jīng)濟(jì)性后者比前者多用了一條母線,一臺(tái)斷路器及多臺(tái)隔離開關(guān),增加投資很多(2)110k
18、V母線110kV側(cè)進(jìn)出線回路總4回,可以采用雙母線接線或雙母線帶旁路母線接線。故從經(jīng)濟(jì)性角度考慮,采用雙母線接線接線。表1-3 110kV母線方案比較 接線方式比較項(xiàng)目雙母線接線雙母線帶旁路母線接線技術(shù)性任一組母線檢修,不造成任何停電;線路斷路器檢修,僅造成本回路短時(shí)停電;母線隔離開關(guān)檢修,不造成任何停電;任一組母線短路,可很快恢復(fù)供電任一組母線檢修,不造成任何停電;線路斷路器檢修,不造成任何停電;母線隔離開關(guān)檢修,不造成任何停電;任一組母線短路,可很快恢復(fù)供電經(jīng)濟(jì)性后者比前者多用了一條母線,一臺(tái)斷路器及多臺(tái)隔離開關(guān),增加投資很多(3)10kV 母線10kV側(cè)進(jìn)出線回路總12回,可以采用單母線
19、接線或單母線分段接線。故從可靠性角度考慮,采用單母線分段接線。表1-4 10kV母線方案比較 接線方式比較項(xiàng)目單母線接線單母線分段接線技術(shù)性線路斷路器檢修會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間停電;母線檢修或短路會(huì)造成整個(gè)裝置全部停電;母線隔離開關(guān)檢修也會(huì)造成整個(gè)裝置全部停電任一段母線檢修僅造成該段母線上的電源與負(fù)荷停電;任一段母線短路,僅造成該段母線上的電源與負(fù)荷停電經(jīng)濟(jì)性后者比前者多用了一臺(tái)斷路器、兩臺(tái)隔離開關(guān),增加投資不很多由以上比較結(jié)果可做出如下電氣主接線:圖1-1所選方案主接線圖2 短路電流的計(jì)算2.1 短路的類型短路故障分為對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路。三相短路是對(duì)稱短路,造成的危害最為嚴(yán)重,但發(fā)生的機(jī)會(huì)較少。其它
20、的短路都是不對(duì)稱短路,其中單相短路發(fā)生的機(jī)會(huì)最多,約占短路總數(shù)中的70以上。所以在做短路計(jì)算時(shí),不僅要進(jìn)行三相短路計(jì)算,還要進(jìn)行不對(duì)稱短路計(jì)算。2.2 短路計(jì)算的目的為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行,在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí),都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn),以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的沖擊。同時(shí),為了盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電,繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)地使相關(guān)斷路器跳閘。發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中,短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面:(1)在選擇電氣主接線時(shí),為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等
21、,均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。(2)在選擇電氣設(shè)備時(shí),為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作,同時(shí)又力求節(jié)約資金,這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。(3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí),需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。(4)在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí),需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。(5)按接地裝置的設(shè)計(jì),也需用短路電流。2.3 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定(1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流,應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算,并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(一般為本期工程建成后510年)。確定短路電流計(jì)算時(shí),應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式
22、,而不應(yīng)僅按在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。(2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。(3)選擇導(dǎo)體和電器時(shí),對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn),應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。(4)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。2.4 短路計(jì)算的步驟2.4.1三相短路電流計(jì)算目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計(jì)中,計(jì)算短路電流的方法通常是采用運(yùn)算曲線法,其步驟如下:(1)選擇要計(jì)算短路電流的短路點(diǎn)位置;(2)按選好的設(shè)計(jì)接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡(luò)圖;在網(wǎng)絡(luò)圖中,首選去掉系統(tǒng)中所有負(fù)荷之路,線路電
23、容,各元件電阻;選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓(一般取各級(jí)的平均電壓);將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值下的標(biāo)么電抗;由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖;(3)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn),化簡(jiǎn)中可以不計(jì)綜合性負(fù)荷,將短路電流變化規(guī)律大致相同的發(fā)電機(jī)合并成一臺(tái)等值機(jī),且一般接在同一母線(非短路點(diǎn)所在母線)上的發(fā)電機(jī)可以合并,最終的網(wǎng)絡(luò)是以短路點(diǎn)為中心的輻射形網(wǎng)絡(luò),從而可以求出個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的電抗,即轉(zhuǎn)移電抗;(4)將轉(zhuǎn)移電抗按各電源的額定容量轉(zhuǎn)化為計(jì)算電抗;(5)由運(yùn)算曲線查出短路電流的標(biāo)么值;(6)計(jì)算短路電流有名值;(7)計(jì)算短路電流的沖擊值和短路容量;(8)繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。2.無限大系統(tǒng)短路電流計(jì)算 所謂無限
24、大容量電源,是指電力系統(tǒng)的電源距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí),由短路引起的電源送出功率的變化為,遠(yuǎn)小于電源的容量S,即S ,或電源到短路點(diǎn)之間的計(jì)算電抗大于等于3.45時(shí),這時(shí)可設(shè)S= ,則稱該電源為無限大容量電源。無限大容量電源電壓可以認(rèn)為是恒定的,電源相電壓的標(biāo)幺值為1.0,故: :短路點(diǎn)處的次暫態(tài)短路電流(有效值),kA:短路點(diǎn)處的短路容量,MVA:短路點(diǎn)處的平均額定電壓(線電壓),kV :系統(tǒng)電源到短路點(diǎn)之間的總電抗, :短路點(diǎn)處的沖擊短路電流,kA :短路電流沖擊系數(shù) :基準(zhǔn)容量,一般選100MVA注:取值問題沖擊系數(shù),在電網(wǎng)的不同地點(diǎn)短路,取值不同: 在發(fā)電機(jī)出口短路時(shí),取=1.9; 在
25、發(fā)電廠升壓變壓器側(cè)短路時(shí),=1.85; 在高壓電網(wǎng)其他地點(diǎn)短路時(shí),=1.8。2.4.2不對(duì)稱短路電流計(jì)算:(1)計(jì)算各個(gè)電氣元件的零序阻抗,畫出正序網(wǎng)絡(luò),負(fù)序網(wǎng)絡(luò),零序網(wǎng)絡(luò)電路圖。(2)用復(fù)合序網(wǎng)計(jì)算單相接地短路電流,兩相短路電流,兩相短路接地電流。單相接地短路【】故障相(a相)的短路電流為,故障處b,c相的電流為零。兩相短路【】b,c相為故障相,故障處a相的電流為零。兩相短路接地【】b,c相為故障相,為負(fù)荷序網(wǎng)故障處正序電流。故障處a相電流為零。2.5 短路計(jì)算結(jié)果三相短路電流計(jì)算結(jié)果:表2-1 三相短路電流計(jì)算結(jié)果短路位置220k側(cè)母線110k側(cè)母線10k側(cè)母線短路編號(hào)短路電流大?。?s)
26、(kA)12.9865.13246.8030.1s12.1634.791-0.2s11.5394.791-2s10.7324.916-4s11.9244.916- 表2-2不對(duì)稱短路計(jì)算結(jié)果:短路類型220KV側(cè)母線110KV側(cè)母線10KV側(cè)母線單相短路接地6.2233.7940兩相短路12.7873.74837.5兩相短路接地1.3616.40079.343 導(dǎo)體與電氣設(shè)備的選擇3.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件3.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備(1)額定電壓選擇電氣設(shè)備時(shí),一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇,即:(2)額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫
27、度下,電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。應(yīng)不小于該回路最大持續(xù)工作電流,即:選擇的高壓電器,應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。選用的電器額定電流不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流,即,在正常運(yùn)行條件下,各回路的持續(xù)工作電流,應(yīng)按下表3-1進(jìn)行計(jì)算:表3-1 各回路持續(xù)工作電流計(jì)算公式回路名稱計(jì)算公式變壓器回路 饋電回路注:變壓器的額定容量和額定電壓,KVA,KV;線路最大有功、無功負(fù)荷和線路最大負(fù)荷,。(3)類型和形式的選擇根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn),使用條件等因素,確定是選戶內(nèi)型還是戶外型;選用普通型還是防污型;選用配置型還是成套型等。3.1.2 按短路狀態(tài)校驗(yàn)設(shè)備
28、(1)熱穩(wěn)定校驗(yàn)通常制造廠直接給出設(shè)備的熱穩(wěn)定電流(有效值)及允許持續(xù)時(shí)間t。熱穩(wěn)定條件為 其中:短路電流熱效應(yīng),。當(dāng)時(shí),;反之,式中:-繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間,驗(yàn)算裸導(dǎo)體時(shí),取主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間,驗(yàn)算電氣設(shè)備時(shí),取后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間; -斷路器固有分闡時(shí)間; -斷路器全分闡時(shí)間。(2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)制造廠一般直接給出設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定峰值電流(kA),動(dòng)穩(wěn)定條件為其中:所在回路的沖擊短路電流,kA。3.2 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 本設(shè)計(jì)需要選擇的設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、互感器、熔斷器、避雷器等。根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般原則,按照正常運(yùn)行情況選擇設(shè)備,按短路情況校驗(yàn)設(shè)備。(本變電所設(shè)計(jì)中,由于10KV側(cè)短
29、路電流較大,故其出線上電氣設(shè)備選擇與母線側(cè)相同)3.2.1 斷路器斷路器的型式選擇要根據(jù)電壓等級(jí)、安裝地點(diǎn)、該斷路器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響等因素決定。斷路器要按工作電壓和工作電流選擇,需要校驗(yàn)開斷能力、關(guān)合能力、熱穩(wěn)定校驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)(1)型號(hào)初選:額定電壓選擇:額定電流選擇:(2)額定開斷電流校驗(yàn),滿足熱穩(wěn)定要求。其中:斷路器的額定開斷電流,kA 斷路器觸頭剛剛分開時(shí)的短路電流有效值,kA。當(dāng)開斷計(jì)算時(shí)間時(shí),簡(jiǎn)化用進(jìn)行選擇。(3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)短路沖擊電流 ,滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。(4)熱穩(wěn)定校驗(yàn) ,滿足熱穩(wěn)定要求。斷路器選擇結(jié)果如下所示:表3-2 220kV側(cè)斷路器參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流(
30、A)額定開斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)SW6-2202201200215521(5s)計(jì)算參數(shù)220330.6712.98633Qk=710表3-3 110kV側(cè)斷路器參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)SW4-110110100018.45521(5s)計(jì)算參數(shù)110661.355.1313.059Qk=97.4表3-4 10kV斷路器參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)SNA-10G105000105300120(5s)計(jì)算參數(shù)10128346.80
31、3119.14Qk=87603.2.2 隔離開關(guān)隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種,因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置,所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點(diǎn),可以有效的隔離電源,通常與斷路器配合使用。隔離開關(guān)型式的選擇,其技術(shù)條件與斷路器相同,應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器選擇的技術(shù)條件相同。隔離開關(guān)的主要用途:隔離電壓,在檢修電氣設(shè)備時(shí),用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離,以確保檢修的安全。倒閘操作,投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時(shí),常用隔離開關(guān)配合斷路器,協(xié)同操作來完成。分、合小電流。選擇隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求
32、:(1)隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn),易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。(2)隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離,以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下,不致引起擊穿而危及工作人員的安全。(3)隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。(4)隔離開關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好,要有最佳的跳、合閘速度,以盡可能降低操作時(shí)的過電壓。(5)隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,動(dòng)作要可靠。(6)帶有接地刀閘的隔離開關(guān),必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu),以保證隔離開關(guān)的正確操作。隔離開關(guān)與斷路器相比,額定電壓、額定電流的選擇及短路短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。但由于隔離開關(guān)不用接通和切斷短路電流,故無需進(jìn)行開斷電流的校驗(yàn)。隔
33、離開關(guān)選擇結(jié)果如下所示: 表3-5 220kV側(cè)隔離開關(guān)參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GW7-2202206005521(5s)計(jì)算參數(shù)220330.6733Qk=710.3表3-6 110kV側(cè)隔離開關(guān)參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GW5-110GK11010008325(4s)計(jì)算參數(shù)110661.3513.059Qk=97.385表3-7 10kV側(cè)隔離開關(guān)參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GN10-10T106000200105(5s)計(jì)算參數(shù)10128
34、3119.14Qk=87603.2.3 絕緣子支持軟母線應(yīng)選用懸式絕緣子,支持硬母線應(yīng)選用支柱絕緣子。(1)懸式絕緣子根據(jù)所在電網(wǎng)的電壓選擇絕緣子的額定電壓,并根據(jù)電壓等級(jí)選擇絕緣子片數(shù)。(2)支柱絕緣子選擇型式 根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)、環(huán)境,選擇屋內(nèi)、屋外式或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。選擇額定電壓支柱絕緣子的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 其中:絕緣子頂端所受電動(dòng)力; 作用在導(dǎo)體截面中心線與絕緣子軸線交點(diǎn)上的電動(dòng)力;絕緣子底部到導(dǎo)體中心線的高度;-絕緣子高度(mm)絕緣子的選擇結(jié)果如下:表3-8 220kV側(cè)絕緣子參數(shù)型號(hào)片數(shù)盤形懸式瓷絕緣子XP-7013表3-9 110kV
35、側(cè)絕緣子參數(shù)型 號(hào)片數(shù)盤形懸式瓷絕緣子XP-707表3-10 10kV側(cè)絕緣子參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)安裝地點(diǎn)絕緣子高度H(mm)機(jī)械破壞負(fù)荷(kg)ZB-1010戶內(nèi)215750計(jì)算參數(shù)104392.40.6Fp3.2.4 穿墻套管穿墻套管需要根據(jù)所在電網(wǎng)的額定電壓、最大持續(xù)工作電流選擇,并需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。(1) 型號(hào)初選額定電壓選擇:額定電流選擇:(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn) ,滿足熱穩(wěn)定要求。(3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)穿墻套管頂端所受電動(dòng)力,滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 其中:絕緣子跨距(m); 套管本身長(zhǎng)度(m)。穿墻套管選擇結(jié)果如下:表3-11 主變與10kV母線間穿墻套管參數(shù)型 號(hào)額定電壓額定電流套管
36、長(zhǎng)度機(jī)械破壞負(fù)荷5s熱穩(wěn)定電流103000620200060計(jì)算參數(shù)1012832622.8Qk=87603.2.5 電流互感器所有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器,以滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。變壓器的中性點(diǎn)上裝設(shè)一臺(tái),以檢測(cè)零序電流。電流互感器一般按三相配置。對(duì)10kV系統(tǒng),母線分段回路和出線回路按兩相式配置,以節(jié)省投資,同時(shí)提高供電可靠性。(1)型號(hào)初選:額定電壓選擇:額定電流選擇:(2)內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)短路沖擊電流 ,滿足內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定要求。 其中:電流互感器一次側(cè)額定電流; 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。(3)熱穩(wěn)定校驗(yàn) ,滿足熱穩(wěn)定要求。其中:1s熱穩(wěn)定倍數(shù)電流互感器選擇結(jié)果如下:表3-12 220k
37、V側(cè)電流互感器參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LB9-2202202300/50.5/D/D/D0.24278計(jì)算參數(shù)220330.67735Qk66.12KAish表3-13 110kV側(cè)電流互感器參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LB-1101101200/50.5/D/DO.552.5138計(jì)算參數(shù)110661.351764Qk156.13ish 表3-14 10kV側(cè)電流互感器參數(shù)型 號(hào)額定電壓(kV)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LBJ-10102000/50.5/D0.55090計(jì)算
38、參數(shù)10200010000Qk254ish變壓器220KV側(cè)中性點(diǎn)接地處電流互感器:LR-110-B,電流比為110/5變壓器110KV側(cè)中性點(diǎn)接地處電流互感器:LR-60-B,電流比為220/53.2.6 電壓互感器電壓互感器的二次負(fù)荷阻抗很大,一次電流很小,不需選擇額定電流。外部電網(wǎng)短路電流不通過電壓互感器,不需進(jìn)行短路穩(wěn)定性校驗(yàn)。6-20kV屋內(nèi)配電裝置,一般采用油浸絕緣或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。35-110kV配電裝置,一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。220kV及以上配電裝置,當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí),一般采用電容式電壓互感器。根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互
39、感器的接線形式,并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上,然后計(jì)算負(fù)荷大小,按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量。電壓互感器選擇結(jié)果如下:表3-15 220kV側(cè)電壓互感器參數(shù)型 號(hào)額定電壓比(kV/ kV/ kV)準(zhǔn)確級(jí)二次繞組額定容量(VA)最大容量(VA)臺(tái) 數(shù)JDCF-2200.21503表3-16 110kV側(cè)電壓互感器參數(shù)型 號(hào)額定電壓比(kV/ kV/ kV)準(zhǔn)確級(jí)二次繞組額定容量(VA)最大容量(VA)臺(tái) 數(shù)JCC6-1100.515020003表3-17 10kV側(cè)電壓互感器參數(shù)型 號(hào)額定電壓比(kV/ kV/ kV)準(zhǔn)確級(jí)二次繞組額定容量(VA)最大容量(VA)
40、臺(tái) 數(shù)JSJW-100.51209603 3.2.7 熔斷器(1)參數(shù)的選擇:高壓熔斷器應(yīng)按所列技術(shù)條件選擇,并按使用環(huán)境條件校驗(yàn)。熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器,它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載電流的損害,屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電容器配電線路和配電變壓器,而在電廠、及變電所中多用于保護(hù)電壓互感器。(2)熔體的選擇:熔體的額定電流應(yīng)按高壓熔斷器的保護(hù)熔斷特性選擇,應(yīng)滿足保護(hù)的可靠性、選擇性和靈敏度的要求。保護(hù)35kV及以下電力變壓器的高壓熔斷器熔體的額定電流可按下式選擇:,=1.11.3,:電力變壓器回路最大工作電流(A)。保護(hù)電力電容器的高壓熔斷器額定電流按下式選擇,:電力電容器回路的
41、額定電流。保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器,一般選用型,其額定電壓應(yīng)高于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓(但限流式只能等于電網(wǎng)電壓),額定電流通常均為0.5A,其開斷電流應(yīng)滿足。熔斷器選擇結(jié)果如下:表3-18 高壓熔斷器參數(shù)型 號(hào)額定電壓額定電流最大開斷電流最大開斷容量(MVA)備 注RN2-10100.5501000TV短路保護(hù)Ibr=57.7KA46.803KA,滿足開斷電流校驗(yàn)。3.2.8 變壓器中性點(diǎn)接地保護(hù)設(shè)備 此變電站選擇變壓器中性點(diǎn)間隙接地保護(hù)成套設(shè)備,包括放電間隙,電流互感器,避雷器,隔離開關(guān)。220KV接地側(cè)選型為:AL-JXB-220110KV接地側(cè)選型為:AL-JBX-1103.2.9
42、 避雷器氧化鋅避雷器是當(dāng)前最先進(jìn)的過電壓保護(hù)設(shè)備,與傳統(tǒng)碳化硅閥式避雷器相比,具有優(yōu)良的非線性,動(dòng)作迅速,殘壓低,流通量大,無續(xù)流,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,耐污性強(qiáng),維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),是傳統(tǒng)碳化硅閥式避雷器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。因此,本設(shè)計(jì)110KV及以上電壓等級(jí)均采用氧化鋅避雷器。 避雷器選擇結(jié)果如下:表3-19 各電壓等級(jí)避雷器參數(shù)型 號(hào)電壓等級(jí)安裝位置220kV220kV側(cè)各回路110kV110kV側(cè)各回路10kV10kV側(cè)各回路4 母線選擇和校驗(yàn) (1)選型不強(qiáng)調(diào)防污性能時(shí),導(dǎo)體一般都采用鋁質(zhì)材料。常用的硬母線為矩形、槽形和管形。矩形母線散熱好,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,便于固定連接,但集膚效應(yīng)系數(shù)大,一
43、般只用于35kv及以下,電流在4000A及以下的配電設(shè)備中;槽形母線機(jī)械強(qiáng)度較好,載流量大,集膚效應(yīng)系數(shù)小,一般用于40008000A配電裝置中;管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小,機(jī)械強(qiáng)度高,管內(nèi)可以通水和通風(fēng),可用于8000A以上的大電流母線,另外,由于圓管形表面光滑,電暈放電電壓高,可用于110kV以上配電裝置母線。110kV及以上高壓配電裝置,一般采用軟導(dǎo)線。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí),宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。導(dǎo)體截面積可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 對(duì)負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大(通常指Tmax5000h),傳輸容量大,長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體,其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常運(yùn)行方式
44、下,傳輸容量不大,可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇(2)母線的校驗(yàn)電暈電壓校驗(yàn)對(duì)110kV及以上電壓的母線應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€電暈電壓。使導(dǎo)線安裝處的最高工作電壓Ugmax小于臨界電暈電壓Ucr。即 UgmaxUcr 在海拔不超過1000m的地區(qū),當(dāng)110kV采用了不小于LGJ-50型,220kV采用了不小于LGJ-240型的鋼心鋁絞線時(shí),可不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)利用最小截面法校驗(yàn)。滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面 對(duì)鋼心鋁絞線,考慮鋼心發(fā)熱的影響只要實(shí)際截面SSmin,則滿足熱穩(wěn)定要求。上式中,Kf為集膚系數(shù),對(duì)于鋼心鋁絞線Kf=1,矩形截面導(dǎo)體的Kf可查表,C為熱穩(wěn)定系數(shù),可查發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)第136頁表6-2用插值法
45、求得。熱穩(wěn)定效應(yīng)。 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定各種形狀的硬導(dǎo)體通常都安裝在支柱絕緣子上,短路沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力將使導(dǎo)體發(fā)生彎曲,因此,導(dǎo)體應(yīng)按彎曲情況進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算,而軟導(dǎo)體不必進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。母線選擇情況如下:表4-1 220kV側(cè)母線參數(shù)型 號(hào)截面積()載流量 ()LGJ-240240420計(jì)算參數(shù)68348表4-2 110kV側(cè)母線參數(shù)型 號(hào)截面積()載流量 ()LGJ-300300731計(jì)算參數(shù)233696.2表4-3 10kV側(cè)母線參數(shù)導(dǎo)體形狀尺寸(mm)擺放形式kf載流量 矩形80x8單條豎放1.041358計(jì)算參數(shù)28013505 變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算5.1瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生各種短路
46、故障時(shí),由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用,變壓器油箱和絕緣材料高溫分解,產(chǎn)生大量氣體,利用這種氣體實(shí)現(xiàn)的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)。規(guī)程規(guī)定對(duì)于容量為800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器,應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值采用氣體容積表示。通常氣體容積的整定范圍為250-350對(duì)于容量在10MVA以上的變壓器,整定值多采用250。重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值采用油流流速來表示。一般整定范圍在0.6-1.5m/s。在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中油速為準(zhǔn),而不依據(jù)繼電器處的油速。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),管中油流速度整定為0.6-1.5 m/s時(shí),保護(hù)反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是,在變壓器外部
47、故障時(shí),由于穿越性故障電流的影響,在導(dǎo)油管中油流速度為0.4-0.5m/s。因此,為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作,可將油流速度整定在1 m/s左右。瓦斯保護(hù)能反映變壓器油箱內(nèi)各種故障,靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速,但它不能反映油箱外故障。因此,瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù),須與差動(dòng)保護(hù)配合共同作為變壓器的主保護(hù)。5.2 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定對(duì)于容量為6300kVA及以上的變壓器,以及發(fā)電廠廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器,10000kVA及以上的發(fā)電廠廠用備用和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器,應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。電流縱差動(dòng)保護(hù)不但能夠正確區(qū)分內(nèi)外故障,而且不需要與其它元件的保護(hù)配合,可以無延時(shí)地切
48、除區(qū)內(nèi)各種故障,具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),被廣泛地用作變壓器的主保護(hù)。由于此次設(shè)計(jì)的變壓器容量較大,可以采用BCH2型差動(dòng)繼電器。此種繼電器是帶短路線匝的速飽和變流器,它能可靠地躲開變壓器勵(lì)磁涌流及保護(hù)區(qū)外故障時(shí)的不平衡電流,可以用作雙繞組及三繞組變壓器的差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)外部短路流入繼電器內(nèi)的不平衡電流數(shù)值較大,BCH2型構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)靈敏性不滿足要求時(shí),可采用有制動(dòng)線圈的差動(dòng)繼電器BCH1型或其它差動(dòng)繼電器。本次設(shè)計(jì)經(jīng)整定計(jì)算證明BCH1型差動(dòng)繼電器滿足要求。5.2.1縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定(1)躲過外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流,即 Iop=Krel Iunb.maxKrel可靠系數(shù),取1.3Iunb.
49、max變壓器外部短路時(shí)差動(dòng)回路中最大可能的不平衡電流。 Iunb.max =()Ik.max 由變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差,取電壓調(diào)整范圍的一半;Knp考慮短路非周期分量影響系數(shù),取1.52Kst電流互感器同型系數(shù),取1躲過變壓器最大勵(lì)磁涌流,即 Iop=KrelKuINKu 勵(lì)磁涌流的最大倍數(shù),取48躲過電流互感器二次回路斷線時(shí)的最大負(fù)荷電流,即 Iop = KrelIl.maxIl.max 變壓器正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流。縱差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn) Ksen=Ik.min,r/IopIk.min,r 各種運(yùn)行方式下變壓器保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí),流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流;靈敏系數(shù)一般不應(yīng)低于
50、2。當(dāng)按照上述整定的動(dòng)作電流不能滿足靈敏度要求時(shí),需要采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。5.3 變壓器相間短路的后備保護(hù)5.3.1過電流保護(hù) ( 1).啟動(dòng)電流的整定,按躲過變壓器的最大負(fù)荷電流整定,即:Iset= IL.max Krel/Kre式中:IL.max變壓器的最大負(fù)荷電流; Krel可靠系數(shù),取1.21.3; Kre返回系數(shù),取0.85。變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流按以下兩種情況考慮。取其中最大值。對(duì)于并列運(yùn)行變壓器,應(yīng)考慮切除一臺(tái)最大容量的變壓器時(shí),在其他變壓器中出現(xiàn)的過負(fù)荷;當(dāng)各臺(tái)變壓器容量相同時(shí),可按下式計(jì)算: Il.max=n/(n-1)IN n并列運(yùn)行變壓器的最小臺(tái)數(shù);IN為每臺(tái)變壓器的額定電流。對(duì)降壓變壓器,應(yīng)考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流,即 IL.max=KssIL.ma
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