35kv企業變電所電氣一次設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 置的參數整定，都必須對電力系統各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網絡各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。（3） 電氣主接線方案的比較和選擇。在發電廠和變電所的主接線設計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。（4） 通信干擾。在設計 110KV及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設的通信線是否存在危險及干擾影響。（5） 確定分裂導線間隔棒的間距。在 500KV配電裝置中，普遍采用31分裂導線做軟導線。當發生短路故障時，分裂導線在巨大的短路電流作用下，同相次導線間的電磁力很大，使導線產生很大的張力和偏移，在嚴重情況下，該張力值可達故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對導線、絕緣子、架構等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構受力，工程上要按最大可能出現的短路電流確定分裂導線間隔的安裝距離。短路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等。33短路電流實用計算的基本假設考慮到現代電力系統的實際情況，要進行準確的短路計算是相當復雜的，同時對解決大部分實際問題，并不要求十分精確的計算結果。例如，選擇效驗電氣設備時，一般只需近似計算通過該設備的最大可能的三相短路電流值。為簡化計算，實用中多采用近似計算方法。這種近似計算法在電力工程中被稱為短路電流實用計算。它是建立在一系列的假設基礎上的，其計算結果稍偏大。短路電流實用計算的基本假設如下：（1） 短路發生前，電力系統是對稱的三相系統。（2） 電力系統中所有發電機電勢的相角在短路過程中都相同，頻率與正常工作時相同。32（3） 變壓器的勵磁電流和電阻、架空線的電阻和相對地電容均略去，都用純電抗表示。次假設將復數運算簡化為代數運算。（4） 電力系統中各元件的磁路不飽和。即各元件的參數不隨電流而變化，計算可應用疊加原理。（5） 對負荷只作近似估計，由于負荷電流一般比短路電流小得多，近似計算中，對離短路點較遠的負荷忽略不計，只考慮在短路點附近的大容量電動機對短路電流的影響。（6） 短路故障時金屬性短路，即短路點的阻抗為零。短路故障稱為電力系統的橫向故障，由斷線造成的故障，稱為電力系統的縱向故障。電力系統中僅有一處出現故障稱簡單故障，若同時有兩處或兩處以上發生故障，稱復雜故障。34短路電流的計算步驟把該變電站主接線圖中去掉不參與短路電流計算的開關設備，得到短路電流計算圖如 31所示 =35kv =10 kV 1U1K2U2K33電力系統 架空線路 變壓器 ??Skml6?kvASN80? X/?? %kU圖 31求各元件的電抗標么值，取 =100MVA，BSavrUB?線路： ????avrBLUSlX變壓器： %??NBKTS 當在 K1處發生三相短路時，作出等值電路圖，如圖 32所示 ?LX11K ?LX2最大運行方式下電源至短路點的總電抗為：34??????LX無限大容量電源 ?E短路電流周期分量的標么值 ./ ????XEI有名值 )(???沖擊電流 )(.?短路全電流最大有效值 )()18.()(212/ KAKIimpimp ????????短路容量 )(????最小運行方式下電源至短路點的總電抗為:= =??XL無限大容量電源 =1?E短路電流周期分量的標么值 ??I35有名值 )(????沖擊電流 )(短路容量 )(???? 當在 K2處發生三相短路時，作出等值電路圖如下 33所示 ?LX1?TX31K ?LX2?TX4最大運行方式下電源至短路點的總電抗為 )())/((T4L2T3L1 ???????????無限大容量電源 =1?E短路電流周期分量的標么值 ???XE36有名值 )(.// KAIB????沖擊電流 )(.短路全電流最大有效值 )().()(2122/ KAKIimpimp ????????短路容量 )(?最小運行方式下電源至短路點的總電抗為 .???????TLX無限大容量電源 =1?E短路電流周期分量的標么值 ./ ????XEI有名值 )(.// KAIB???沖擊電流 )(?短路全電流最大有效值 )()18.()1(222/ KAKIimpimp ????????37短路容量 )(???? 短路電流計算結果表短路點運行方式電源至短路點電抗標么值 ??X短路電流周期分量有名值（KA/I）沖擊電流（KAimp）全電流（KAimpI）短路容量S（MVA）最大 1140K1最小 570最大 179K2最小 90第四章 設備的選擇與校驗41 電氣選擇的一般條件正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證38安全、可靠的前提下，積極而穩妥地采用新技術，并注意節約投資，選擇合適的電氣設備。盡管電力系統中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是相同的。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態來校驗其熱穩定和動穩定。411 按正常工作條件選擇導體和電器㈠、額定電流導體和電器的額定電流是指在額定周圍環境溫度 下，導體和??電器的長期允許電流 （或額定電流 ）應不小于該回路的最大持yIeI續工作電流 ，即：maxgI （或 ）ygI?axe由于發電機、調相機和變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，故其相應回路的 = （ 為電機的額定電流） ；母聯斷路器回路maxgIeI一般可取母線上最大一臺發電機或變壓器的 ；母線分段電抗器maxgI的 應為母線上最大一臺發電機跳閘時，保證該段母線負荷所需maxgI的電流；出線回路的 除考慮線路正常負荷電流（包括線路損耗）maxgI外，還應考慮事故時 由其他回路轉移過來的負荷。39此外，還應按電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對導體和電器進行種類（屋內或屋外）和型式的選擇。㈡、額定電壓和最高工作電壓導體和電器所在電網的運行電壓因調壓或負荷的變化，常高于電網的額定電壓 ，故所選電器和電纜允許最高工作電壓 不得ewUmaxyU低于所接電網的最高運行電壓 ，即：maxg yU? 一般電纜和電器允許的最高工作電壓：當額定電壓在 220KV及以下時為 ；額定電壓為 330~500KV 時為 。而實際電eUeU網運行的 一般不超過 ，因此在選擇設備時，一般可按照maxg e電器和電纜的額定電壓 ，不低于裝置地點電網額定電壓 的條件e ew選擇，即： ewU?㈢、按當地環境條件校核在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環境條件，當溫度、風速、濕度、污穢等級、海拔高度、地震強度和覆冰厚度等條件超過一般電器使用條件時，應向制造部門提出要求或采取相應的措施。例如，當地海拔高度超過制造部門規定之值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減小，是空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當海拔在 1000~3500m 范圍內，若海拔比廠家規定值每升高40100m，則最大工作電壓要下降 1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設備，或采用外絕緣提高一級的產品。對于110KV 以下電氣設備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔 2022m 以下使用。當周圍環境溫度 和導體（或電器）額定環境溫度 不等時，其長期? ??允許電流 可按下式修正：yI YyyKII?????式中 K——修正系數； ——導體或電氣設備正常發熱允許最高溫度，當導體用螺y?栓連接時， =70℃。我國目前生產的電氣設備的額定環境溫度 =40℃。如周圍環??境高于 40℃（但不大于 60℃）時，其允許電流一般可按每增高 1℃，額定電流減少 %進行修正；當環境溫度低于 40℃時，環境溫度每降低 1℃，額定電流可增加 %，但其最大負荷不得超過額定電流的 20%。我國生產的裸導體的額定環境溫度 為 25℃，當裝置地點環境溫度??在5~50℃范圍內變化時，導體允許通過的電流可按上式修正。此外，當海拔高度上升時，日照強度相應增加，故屋外載流導體如計及日照影響時，應按海拔和溫度綜合修正系數對載流量進行修正。41412 按短路情況校驗㈠、短路熱穩定校驗短路電流通過時，導體和電器各部件溫度（或發熱效應）應不超過允許值，既滿足熱穩定的條件為： 或 rdQ?tIrjz2??式中 ——短路電流產生的熱效應；dQ——短路時導體和電器設備允許的熱效應；r——時間 t 內允許通過的短時熱穩定電流（或短時耐受電流） 。rI㈡、電動力穩定校驗電動力穩定是導體和電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩定。滿足動穩定的條件是： 或 dwchi?dwchI?式中 、 ——短路沖擊電流幅值及其有效值；chiI 、 ——允許通過穩定電流的幅值和有效值。dwiI下列幾種情況可不校驗熱穩定或動穩定：① 用熔斷器保護的電器，其熱穩定由熔斷時間保證，故可不驗42算熱穩定。② 采用有限流電阻的熔斷器保護的設備可不校驗動穩定；電纜印有足夠的強度，亦可不校動穩定。③ 裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩定。42 高壓斷路器的選擇及校驗421 對高壓斷路器的基本要求 斷路器在電路中擔負特別重要的任務，必須滿足一下基本要求：（1） 工作可靠。斷路器應能在規定的運行條件下長期可靠地工作，并能在正常和故障情況下準確無誤的完成關合和開斷電路的指令，其拒動或誤動都將造成嚴重的后果。（2） 具有足夠的開斷能力。斷路器的開斷能力是指能夠安全切斷最大短路電流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩定和動穩定。開斷能力的不足可能發生觸頭跳開后電弧長期的續燃，導致斷路器本身爆炸飛狐，引起事故擴大的嚴重后果。（3） 動作快速。在電路發生故障時，快速的切除故障電路，不僅能縮短電力網的故障時間和減輕巨大短路電流對電氣設備的損害，而且能增加電力系統的穩定性，提高系統的供電可靠性。（4） 具有自動重合閘性能、輸電線路的短路故障大多都是臨時性的。43為了提高電力系統運行的穩定性和供電可靠性，線路保護多采用自動重合閘方式，即在發生短路故障時，繼電保護動作使斷路器跳閘，切除故障點的短路電流，經很短時間后斷路器又自動重合閘，恢復正常供電。若故障仍存在，則斷路器必須立即跳閘，再次切斷短路電流，這要求斷路器在第一次大電流滅弧后很快恢復滅弧能力，完成后續次的滅弧。（5） 結構簡單，經濟合理。在滿足安全、可靠的同時，還應考慮到經濟性，故要求斷路器的結構力求簡單、尺寸小、重量輕、價格合理。422 額定電流的計算變壓器一次側額定電流： 113INcUS???Icg .8...I1max變壓器二次側額定電流： AUSINc ???Icg ..當按運行負荷計算時：44AUQPINg 5013974032222max39。 ???????考慮 10 母線上的最大出線負荷：kVAUQPINg max ??????maxax39。axgggII?考慮今后便于安裝、調試和檢修，同電壓等級側均選用同一型號的斷路器和隔離開關。 與 相差不大，以下均已 為基準選39。maxgIaxg maxgI設備。423 高壓斷路器的選擇結果及校驗(1) 根據設備的額定電壓、電流值查附表 31，得主變一次側的斷路器選擇參數如下圖所示：（35 側斷路器）kV型號額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流額定短時耐受電流額定峰值耐受電流額定關合電流額定合閘時間全開斷時間LW835 KV KV1600 KA25 KA25KA(4S)63 KA63 KAs①熱穩定的校驗45 s??????? ?kt=+ ??231/05.????????Itkima ?????????? skAtIima ????又 2500?452tI? ＞ 即合格tI2??imat23?②動穩定的校驗 ?kAi63max????又 ????Iish ..?＞ 即合格?maxi??3sh③開斷能力＜ 即合格???25④短路容量＜56000 即合格)(???? VA(2)根據設備的額定電壓、電