110kv變電所電氣一次設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能 修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應(yīng)由兩回線 供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)） ，允許有一回專用架空線路供電。 ⑶ 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求， 允許較長時間停電，可用單回線路供電。 、主變方案擬定及選擇 (1) 方案擬定 主變壓器 一臺 聯(lián)結(jié)組 電壓組合 高壓 110177。8% １２ 空載損耗 負載損耗 空載電流 方案一 SZ1040000 ∕110 兩臺 YNd11 或 121177。8% 低壓 、11 高壓 110177。8% 148KW % 方案二 SZ1025000 ∕110 兩臺 YNd11 或 121177。8% 低壓 、11 高壓 110177。8% 22kW 105KW % 方案三 SZ1020000 ∕110 YNd11 或 121177。8% 低壓 、11 89KW % (2) 計算預(yù)期負荷： 建設(shè)期間負荷為 30MVA，年增長為 % 第二年： S 2 = S 0 (1 + %)1 = 第三年： S3 = S 0 (1 + %) 2 = 第四年： S 4 = S 0 (1 + %) 3 = 第五年： S5 = S 0 (1 + %) 4 = MVA 第六年： S6 = S 0 (1 + %) 5 = 第七年： S7 = S 0 (1 + %) 6 = 第八年： S8 = S 0 (1 + %) 7 = MVA 第九年： S9 = S 0 (1 + %) 8 = 第十年： S10 = S 0 (1 + %) 9 = 根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。 對于有重要 負荷的變電站，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負荷 能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時， 其余變壓器容量就能保證全部負荷的 60%～70%，所以第十年時，當其中一臺停 運時，另一臺則同樣要能保證全部負荷荷的 60%～70%。 S5 ≥ ( ~ ) S = ~ S10 ≥ ( ~ )S = ~ ? 所以：第五年當一臺停運時，另一臺則承擔 ~，而在第十年 當一臺停運時，另一臺則承擔 ~ 的容量。故近期選兩臺 25MVA １３ 的主變壓器就可滿足負荷需求。但考慮到遠期變電站的總負荷增加較多，新增加 的變壓器須與近期的兩臺并聯(lián)運行，故近期選擇兩臺 25MVA 的主變壓器，遠期 增加一臺 25MVA 的變壓器。 (3) 接地方式 我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y連接；35kV采用Y連接，其中性 點多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用ο連接。 (4) 型式的確定 具有兩種電壓等級的變電站中，采用雙繞組變壓器，而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定 電壓， 減少電壓波動所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定對電力系統(tǒng)一般要求 10KV及以下變電站采用一級有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用兩臺有載雙 繞組變壓器。 型號 SZ1020000/ 110 聯(lián)結(jié)組 YNd11 電壓組合 高壓 110177。8% 或 121177。8% 低壓 、11 空載損耗 負載損耗 89KW 空載電流 短路阻抗 % 、校驗變壓器的負荷 近期變壓器的負荷率： β= 100% = % 25 2 遠期變壓器的負荷率： β= 100% = % 25 2 由負荷校驗可知，改設(shè)計方案中近期主變壓器利用率較低，經(jīng)濟性較差。但 考慮到待建變電所的負載中一、二類負載占了很大份額，這是一種合理的設(shè)計方 案。 、校驗事故情況下的過載能力 近期一臺變壓器停運： β= 100% = % 25 遠期一臺變壓器停運： １４ β= 100% = % 25 考慮到變壓器有一定的過負荷能力，自然油循環(huán)的變壓器過負荷不應(yīng)超過 50%， 強迫油循環(huán)的變壓器過負荷不應(yīng)超過 30%， 故該設(shè)計的過載能力滿足要求。 如果故障進一步擴大，如遠期兩臺主變壓器同時停運，可采取適當?shù)臏p載措施， 切斷部分三類負載，用剩下的一臺主變壓器維持一、二類負載的供電。 〈四〉 、短路電流的計算 〈四〉 短路電流計算的目的及規(guī)定 短路電流計算的目的 在變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣 設(shè)備時，為保證在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進行全面 的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的 開斷能力和確定電抗器的電抗值； 計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校 驗設(shè)備的熱穩(wěn)定值；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定 短路電流計算的一般規(guī)定 ⑴ 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行； ⑵ 短路種類：一般以三相短路計算； ⑶ 接線方式應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常方式 （即最大運行方式） ，而不能 用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 ⑷ 短路電流計算點：正常接線方式時通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。 ⑸ 計算容量：應(yīng)按工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。 基準值的選取 高壓短路電流計算一般只記及各元件(包括發(fā)電機、變壓器、電抗器、輸電線路 等)的電抗，采用標幺值計算。為了計算方便，這里統(tǒng)一取基準容量為： S j (S B ) = 1000MW 基準電壓為 U j (U B ) = 各不同電壓級的平均電壓，依據(jù)前兩項基準計算出各不同 電壓級別的基準電流 I j ( I B ) 。 當基準容量與基準電壓選定以后，可根據(jù)下式確定基準電流和基準電抗： 基準電流： １５ Id = Sd 3 U d 基準電抗： Sd U d2 Xd = = 3 I d Sd 具體各電壓等級的基準電壓如下： 110KV 側(cè)線路 6KV 側(cè)線路 那么基準電流為： 110KV 側(cè)線路： I d 1 = U d 1 = 115kV U d 2 = Sj 3 U d 1 = 1000 3 115 1000 3 = 6KV 側(cè)線路： I d 2 = Sj 3 U d 2 = = 變壓器阻抗： X T 1 = U s1 % S B 1000 = = 100 S N 100 20 1000 = 3500 各元件參數(shù)標幺值的計算 110kv 側(cè)短路電抗： X d = d1 點三相短路時： I k39。39。1 = 1 ? I d 1 = * X d1 d1 110KV Kch＝ 沖擊電流： ich = K ch 2 ? I k39。39。1 = 短路容量： d2 S k1 = 1 1 ? SB = ? 1000 = d2 X d1 點三相短路時： X d 2 = I k39。39。 2 = 1 ? I d 2 = * Xd2 １６ 沖擊電流： ich = K ch 2 ? I k39。39。 2 = 短路容量： S k 2 = 1 1 ? SB = ?1000 = Xd2 X d 3 = I k39。39。 3 = 1 ? I d 2 = * X d3 沖擊電流： ich = K ch 2 ? I k39。39。 3 = 短路容量： S k 3 = 1 1 ? SB = ?1000 = Xd3 各回路最大持續(xù)工作電流: 回路名稱 110KV 母線 計算公式及結(jié)果 I g ?max = S n 20 = = 3 U n 3 110 110KV 進線 I g ?max = P/2 ( ) / 2 = = KA 3U n cos ? 3 110 6KV 母線 I g ? max = Sn 20 = = 3 Un 36 P = = 3U n cos ? 3 110 6KV 出線 I g ?max = 五年以后的最大負荷 S n = 、 〈五〉 電氣設(shè)備選擇 〈五〉 、電氣設(shè)備選擇的一般條件 電氣設(shè)備應(yīng)能滿足正常、短路、過電壓和特定條件下安全可靠的而要求，并力求 技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。通常電氣設(shè)備選擇分三步，第一按正常工作條件選擇， 第 二按短路情況檢驗其熱穩(wěn)定性和電動力作用下的動穩(wěn)定性，第三按實際條件修 正。 同時兼顧今后的發(fā)展， 選用性能價格比高， 運行經(jīng)驗豐富、 技術(shù)成熟的設(shè)備， 盡量減少選用設(shè)備類型，以減少備品備件，也有利于運行、檢修等工作。 電氣設(shè)備選擇的一般原則為： １７ 1. 應(yīng)滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景發(fā)展 2. 應(yīng)滿足安裝地點和當?shù)丨h(huán)境條件校核 3. 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理 4. 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種 5. 與整個工程的建設(shè)標準協(xié)調(diào)一致 6. 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用 未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準 、斷路器和隔離開關(guān)的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的 電器設(shè)備。待建變電站在選擇斷路器的過程中，盡可能采用同一型號斷路器， 以 減少備用件的種類，方便設(shè)備的運行和檢修。 考慮到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標，且 由于 SF6 斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器 。故在 110KV 側(cè)采用六氟化硫斷路器。 真空斷路器具有噪音小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開 距短，滅弧室小巧精確、動作快、適于開斷容性負荷電流等特點，因而被大量使 用于 35KV 及以下的電壓等級中。所以，6KV 側(cè)采用真空斷路器。 斷路器的選擇與校驗 、母線斷路器 110 的選擇及校驗 1．電壓：因為 U g = 110KV 2．電流： I g ? max = 選出斷路器型號為 LW4－110－2000 型，如表 32： 表 32 110KV 母線斷路器參數(shù)表 電壓 (KV) 型號 額 最 流(A) 定 大 110 126 2000 LW4110 電流 額定 重新* 最大 有效 2S 3S (KA) 45 3500 3000 80 50 .50 4S 5S 時間(s) 間(s) 間(s) 時間(s) 電流休止 重合時 額定斷 斷開容量 額定電 開 (MVA) 極限通過電 熱穩(wěn)定電流 重合性能 流(KA) (KA) 合閘時 固有分閘 U n = 110KV 所以 U g = U n 短路電流有名值： I M = 1 ? I j = KA Xd １８ 沖擊電流有效值： I ch = 2 I M = 2 = 因為 I n = 1000 A 所以 I g ?max I n I g ?max = 110 A 3．開斷電流： I dt ≤ I kd 因為 I dt = 所以 I dt I kd t=+=(t 為后備保護動作時間和斷路器固有分閘時間之和) 查書得 t z = 1s 2 故 tdz = t z + ′′ = + = I kd = KA 2 因為 I ∝tdz = = 2 所以 I ∝t dz I t2 t I t2t = 212 5 = 2205 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 110KV 進線斷路器的選擇及校驗 、110KV 1．電壓：因為 U g = 110KV U n = 110KV 所以 U g = U n 2．電流：查表 31 得： I g ? max = KA 選出斷路器型號為 LW4－110－2000 型。 故 I g ?max I n ，此斷路器型號與斷路器 110 型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。 6KV 母線斷路器的選擇及校驗 、6 1．電壓：因為 U g = 6 KV 2．電流： I g ?m