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2012变电站论文.doc

2012变电站论文

niujingchuna
2013-01-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《2012变电站论文doc》,可适用于工程科技领域

兰州工业高等专科学校毕业论文Abstract摘要本次毕业设计的题目是《KV变电站电气部分初步设计》。根据设计的要求在设计的过程中根据变电站的地理环境、容量和各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线并选择各变压器的型号进行参数计算、画等值网络图并计算各电压等级侧的短路电流列出短路电流结果表计算回路持续工作电流、选择各种高压电气设备并根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备。随着科学技术的发展网络技术的普及数字化技术成为当今科学技术发展的前沿变电站数字化对进一步提升变电站综合自动化水平将起到极大促进作用是未来变电站建设的发展方向。基于这种发展的需求该变电站采用EDCS型kV变电站综合自动化。利用数字化技术来解决目前综合自动化变电站存在的问题已成为可能。本变电站就是利用数字化技术使变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化并使通信网络化、模型和通信协议统一化、设备智能化、运行管理自动化。通过本次设计学习了设计的基本方法巩固三年以来学过的知识培养独立分析问题的能力而且加深对变电站的全面了解。关键词主接线短路电流电气设备主变保护配电装置EDCS目录绪论第章变电站电气主接线设计及主变压器的选择主接线的设计原则和要求主接线的设计原则主接线设计的基本要求主接线的设计设计步骤初步方案设计最优方案确定主变压器的选择主变压器台数的选择主变压器型式的选择主变压器容量的选择主变压器型号的选择站用变压器的选择站用变压器的选择的基本原则站用变压器型号的选择第章短路电流计算短路计算的目的、规定与步骤短路电流计算的目的短路计算的一般规定计算步骤变压器的参数计算及短路点的确定变压器参数的计算短路点的确定各短路点的短路计算短路点d的短路计算(KV母线)短路点d的短路计算(KV母线)短路点d的短路计算(KV母线)短路点d的短路计算绘制短路电流计算结果表第章电气设备选择与校验电气设备选择的一般规定一般原则有关的几项规定各回路持续工作电流的计算高压电气设备选择断路器的选择与校验隔离开关的选择及校验电流互感器的选择及校验电压互感器的选择及校验母线与电缆的选择及校验熔断器的选择第章无功补偿设计无功补偿的原则与基本要求无功补偿的原则无功补偿的基本要求补偿装置选择及容量确定补偿装置的确定补偿装置容量的选择第章变电站配电装置的设计概述高压配电装置的选择电气总平面布置电气总平面布置的要求电气总平面布置本变电站的配电装置第章EDCS型kV变电站综合自动化装置EDCS型kV变电站综合自动化装置的结构现地单元层的设备配置原则主控层硬件设备的配置站级管理机的软件功能基本功能附加设备第章EDCS型综合自动化装置的布置EDCS型kV综合自动化装置的设备综合自动化装置的附加设备kV变电站的二次设备的布置结论致谢参考文献附录变电站倒闸操作是指电气设备或电力系统由一种状态变换到另一种运行状态由一种运行方式转变为另一种运行方式的一系列有序的操作是变电运行的重点、难点工作之一。由于现场操作人的个人经历不同关注的重点不同其结果也不尽相同。同时电网不同的运行方式变电站不同的主结线继电保护及自动装置配置的差异以及不同的操作任务也都将影响到倒闸操作的每一具体步骤。因此针对不同的典型操作分析其危险点即容易引起误操作的重要环节掌握其正确的操作方法及步骤对防范误操作事故的发生有很现实的指导作用。    操作前准备工作的主要内容    ()根据停电计划的工作量合理安排操作人员接令人、记录人分工要明确。    ()安全工器具、仪表、接地线、围栏、标示牌齐全足够照明、通讯工具正常录音电话能用磁带足够。    ()分析运行方式改变对本站的影响检查工作票签发的安全措施符合规定和现场要求。    ()与调度核对命令的下达方式及顺序提前准备操作票。核对改变运行方式后的保护定值如果是在操作过程中更改应安排配合人员。    ()接令人将命令内容向操作人传达时应说明是逐项令还是综合令避免将逐项令按综合令进行操作。    ()操作人、监护人对操作范围和内容必须清楚无误。    ()操作前必须核对一次系统图并查清与操作有关的一、二次设备状况。    ()检修工作结束时设备状态(包括一、二次设备)应与工作开始时一样如果不一样检修人员要说明原因。    ()要严格履行工作结束手续值班人员要到现场细致检查设备是否有变动如开关、刀闸、地刀、地线、压板、保险的位置和状态等。    ()根据操作任务或设备检修后的验收方案、新设备的起动方案由操作人正确填写操作票并由监护人和现场负责人审核签名确保操作票正确无误。    操作过程中的关键点和关键过程    ()明确操作总体要求。操作中坚持唱票复诵制按票操作逐项打勾不得跳项。不得开玩笑或传播一些与操作无关的新闻以免分散操作人员的注意力不得中途离开操作现场防止单人操作或走错间隔不得随意解锁操作防止强制解锁造成误操作。    ()保护压板的投退要准确、可靠。因为电源备自投压板、主变互跳、母差、失灵、低周等保护压板往往不在停电间隔可又与操作任务关系密切应特别注意不要遗忘。    ()提前送往接地点的接地线不得随意乱放只能放在将要操作的间隔里以防止造成带电挂地线恶性误操作或人身事故操作用具也不能放错间隔放错会造成误入带电间隔或误断合开关等误操作kV双电源线路装设接地线前验电必须小心谨慎防止误碰伤人试验过程中需要改变安全措施的如加装或拆除地线必须由运行人员操作使用防误锁并做好记录。    ()重点防止误合接地刀闸如电压互感器检修误合母线侧接地刀闸。要清楚接地刀闸的部位及合上后的接地范围特别是母线有多处接地的用哪组一定要清楚。应区分母线与电压互感器的接地注意试验工作中临时变更的安全措施的设置与恢复。    ()对由于设计原因造成验电困难的装置要采取补救措施防止带电挂地线。    ()电压切换应注意:一是需要切换的必须切换如低周、距离、母差保护等二是不该切换的不得切换如电压互感器高压侧已停电时低压侧不得反送电一次解列运行的二次不得并列。    ()搞清可能反送电或带电的部位做好防范措施如双电源线路刀闸、所用变、电压互感器等。    ()防止静电伤人如装设熔丝的电容器熔丝熔断点、电缆引出线等产生静电的设备须单独放电。    ()送电操作时注意小车开关的插头是否插入插入深度是否足够。    ()倒母线操作时母联开关的控制保险必须取下。    ()主变的调压、散热电源两路要同时断开二次设备的电源开关应彻底断开防止双路电源只断一路。    ()注意保护电源开关的操作及电压切换正常防止保护拒动。    ()要悬挂标示牌装设围栏。标示牌悬挂要准确醒目围栏设置既不能扩大范围又要方便工作。悬挂标示牌需要变更的须由工作负责人提出申请由运行人员取下标示牌。    ()监护人不得代替操作人操作。监护人代替操作人操作是违章行为应该禁止并严肃处理。    ()发现异常情况应停止操作只有在查清原因并得到值班负责人允许后才能继续操作。同时要熟悉防误操作装置的闭锁功能防止误判断闭锁装置失灵而强行解锁发生误操作。    ()操作时要戴好安全帽操作行走路线的照明要充足不得有障碍物如检修工作需要揭开盖板时应在其周围装设遮栏和警示灯。    ()在高处进行装拆接地线、测绝缘等操作时要穿防滑性能良好的软底鞋系好安全带或采取其他防止高处坠落的措施。    ()刀闸瓷柱断落时有发生易造成伤人事故因而操作刀闸要尽可能使用远方操作如必须就地操作则操作人员应选择好位置避免操作过程中部件伤人或瓷柱断裂砸伤人员。    ()防止接触电压或跨步电压触电伤人。要使用合格、合适的安全工器具使用的方法要正确。装、拆接地线时要戴绝缘手套。装设接地线时先接接地端、后接导体端拆除时的顺序与此相反。高压设备发生接地时工作人员在室内不得进入故障点m以内在室外不得进入故障点m以内。若需进入上述范围工作人员必须穿绝缘靴接触设备的构架时应戴绝缘手套。人和工器具与带电体应保持足够的安全距离。在送上或取下低压交、直流保险时要使用绝缘工具或采取其他防止触电、短路的措施。测量设备、线路绝缘前要先验电、放电在证实被测设备上确实无人时方可进行。测试线应用绝缘导线导线端头要有绝缘套。    ()防止带负荷拉合刀闸。认真核对设备名称、编号不要走错位置。开关合分闸指示要清楚必须确认开关在分闸位置时才能操作刀闸。若刀闸操作不了要查明原因特别要复查开关是否在合闸位置或有关的接地刀闸未拉开而使刀闸不能操作不能违规强行解除闭锁进行操作。    ()防止带地线(地刀)合闸。核查清楚接地线(地刀)的位置和数量。合闸操作前检查接地线已全部拆除、地刀已全部拉开并将检查内容作为操作项目正确填写在操作票上。在不同的电气连接部分其中个有接地线(地刀)另个要进行送电操作则这个电气连接部分在连接处必须断开并填写在操作票上如果原来是断开的则应确认已断开。严格执行操作票制度特别要注意执行唱票、复诵、核对设备等规定。    ()防止带电挂(合)地线(地刀)。在挂(合)地线(地刀)的导体处验明设备确已无电压后应立即将检修设备接地并三相短路。验电及接地是重要的操作项目要填写在操作票上。对于无法验电的全封闭电气设备很容易发生带电合地刀所以在选用全封闭电气设备时必须同时考虑防止带电误合地刀的措施(包括技术措施和组织措施)。    已投产的变电站要制订反事故措施并予以实施。地刀传动杆与其他刀闸传动杆应有不同的着色地刀操作把手应加锁。电动地刀的控制电源平常要拉开操作时才合上。控制按钮的着色应区别于其他按钮地刀按钮的名称要写清楚。刀闸的台架上同时装有把地刀的地点是个危险点尤其是当刀闸(如旁路开关代线路开关运行时的线路刀闸)两侧一侧带电另一侧不带电时决不能掉以轻心。为防止搞错地刀名称牌应紧固在地刀的传动杆上而不是钉在水泥柱上。    安装防误操作闭锁装置并按规定使用解锁钥匙防止强行解锁而发生误操作。防误锁的解锁钥匙由当班值班长保管使用时须经有关领导批准并登记。    ()防止误(漏)拉合开关、刀闸。正确填写、严格审查操作票确保操作票无误。一丝不苟地执行监护人唱票、操作人复诵制度。调度员下达操作命令时要使用双重称号防止在接发令时听错或发错命令。设备称号牌字迹要清晰放置位置要恰当。    ()防止发生误操作造成人身事故。要按正确操作票的顺序依次操作不得跳项、漏项或擅自更改操作顺序。在特殊情况下需要跳项操作或取消不需要的操作项目时必须有值班调度员的命令或值长的许可确认无误操作的可能方可进行操作。    操作手动开关、刀闸、验电和装拆接地线均须戴绝缘手套如必须在雨天操作室外高压设备则绝缘杆上应有防雨罩还应穿绝缘靴。雷电时禁止进行倒闸操作。操作、监护人员须穿全棉工作服。    装、拆高压熔断器应戴护目眼镜和绝缘手套必要时使用绝缘夹钳站在绝缘垫或绝缘台上操作。    ()直流控制熔断器(即保险)的操作。取下直流控制熔断器时应先取正极后取负极。装上直流控制熔断器时应先装负极后装正极。这样做的目的是防止产生寄生回路避免保护装置误动作。装、取熔断器应迅速不得连续地接通和断开取下和再装上之间要有一段时间间隔(应不小于s)。    对运行中的保护装置要停用直流电源时应先停用保护出口连接片再停用直流回路恢复时次序相反。    母线差动保护、失灵保护停用直流熔断器时应先停用出口连接片。在加用直流回路以后要检查整个装置工作是否正常必要时使用高内阻电压表测量出口连接片两端无电压后再加用出口连接片。    在断路器停电的操作中断路器的控制熔断器应在拉开开关并做好安全措施(指挂地线或装绝缘罩)之后取下。因为当断路器万一未断开造成带负荷拉隔离开关时断路器的保护可动作于跳闸。在断路器送电操作中断路器的控制熔断器应在拆除安全措施之前装上。这是因为在装上控制熔断器后可以检查保护装置和控制回路工作状态是否完好如有问题可在安全措施未拆除时予以处理另外这时保护装置已处于准备工作状态万一在后面的操作中因断路器的原因造成事故保护回路可以动作于跳闸防止事故扩大。    ()断路器合闸熔断器(即保险)的操作。断路器合闸熔断器是指电磁操动机构的合闸熔断器断路器停电操作时应在断路器断开之后取下目的是防止在停电操作中由于某种意外原因造成误动作而合闸。同理在断路器送电的操作中合闸熔断器应该在推上隔离开关之后合上断路器之前装上。    许可工作前的检查    ()停电设备符合检修条件。工作中不存在误碰带电设备的危险如果发现不具备检修条件的情况应主动向有关方面反映提出看法和要求经批准后再作处理。    ()挂标示牌、装设围栏、接地线、接地刀在符合检修要求的同时还应与工作票签发一致。作业中上层的带电点交待清楚设专人监护。绪论电力行业是国民经济的基础工业它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。电力系统规划设计及运行的任务是:在国民经济发展计划的统筹安排下合理开发、利用动力资源用较少的投资和运行成本来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要提供可靠、充足、质量合格的电能。所以在本次设计中选择变电站电气部分的初步设计是为了更多的了解现代化变电站的设计规程、步骤和要求设计出比较合理变电站。根据设计要求的任务在本次设计中主要通过变电站电气主接线、短路电流计算、设备选择与校验、无功补偿、主变保护和配电装置部分的设计使我对三年来所学的知识更进一步的巩固和加强并从中获得一些较为实际的工作经验。由于在设计中查阅了大量的相关资料所以开始逐步掌握了查阅运用资料的能力又可以总结三年来所学的电力工业的部分相关知识为我们日后的工作打下了坚实的基础第章变电站电气主接线设计及主变压器的选择变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。主接线的设计原则和要求主接线的设计原则()考虑变电站在电力系统的地位和作用变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站由于它们在电力系统中的地位和作用不同对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。()考虑近期和远期的发展规模变电站主接线设计应根据~年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布并分析各种可能的运行方式来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。()考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响对一、二级负荷必须有两个独立电源供电且当一个电源失去后应保证全部一、二级负荷不间断供电三级负荷一般只需一个电源供电。()考虑主变台数对主接线的影响变电站主变的容量和台数对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站由于其传输容量大对供电可靠性高因此其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站其传输容量小对主接线的可靠性、灵活性要求低。()考虑备用量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同例如当断路器或母线检修时是否允许线路、变压器停运当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等都直接影响主接线的形式。主接线设计的基本要求根据有关规定:变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位变电站的规划容量负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。()可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作以保证对用户不间断的供电衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件(包括一次和二次设备)在运行中可靠性的综合。因此主接线的设计不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时可靠性并不是绝对的而是相对的一种主接线对某些变电站是可靠的而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下:)断路器检修时是否影响供电)线路、断路器、母线故障和检修时停运线路的回数和停运时间的长短以及能否保证对重要用户的供电)变电站全部停电的可能性。()灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求:)调度灵活操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路调配电源和负荷能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。)检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备进行安全检修且不影响对用户的供电。)扩建方便。随着电力事业的发展往往需要对已经投运的变电站进行扩建从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以在设计主接线时应留有余地应能容易地从初期过度到终期接线使在扩建时无论一次和二次设备改造量最小。()经济性可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求它与经济性之间往往发生矛盾即欲使主接线可靠、灵活将可能导致投资增加。所以两者必须综合考虑在满足技术要求前提下做到经济合理。)投资省。主接线应简单清晰以节约断路器、隔离开关等一次设备投资要使控制、保护方式不过于复杂以利于运行并节约二次设备和电缆投资要适当限制短路电流以便选择价格合理的电器设备在终端或分支变电站中应推广采用直降式(~kV)变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。)年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起因此要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。)占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方都应采用三相变压器。)在可能的情况下应采取一次设计分期投资、投产尽快发挥经济效益。主接线的设计设计步骤电气主接线设计一般分以下几步:()拟定可行的主接线方案:根据设计任务书的要求在分析原始资料的基础上拟订出若干可行方案内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等并依据对主接线的要求从技术上论证各方案的优、缺点保留个技术上相当的较好方案。()对个技术上比较好的方案进行经济计算。()对个方案进行全面的技术经济比较确定最优的主接线方案。()绘制最优方案电气主接线图。初步方案设计根据原始资料此变电站有三个电压等级:KV故可初选三相三绕组变压器根据变电站与系统连接的系统图知变电站有两条进线为保证供电可靠性可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案初步设计以下两种接线方案供最优方案的选择。方案一:KV侧采用双母线接线KV侧采用单母分段接线KV侧采用单母分段接线。方案二:KV侧采用单母分段接线KV侧采用双母线接线KV侧采用单母分段。两种方案接线形式如下:图方案一图方案二最优方案确定()技术比较在初步设计的两种方案中方案一:KV侧采用双母线接线方案二:KV侧采用单母分段接线。采用双母线接线的优点:①系统运行、供电可靠②系统调度灵活③系统扩建方便等。采用单母分段接线的优点:①接线简单②操作方便、设备少等缺点:①可靠性差②系统稳定性差。所以KV侧采用双母线接线。在初步设计的两种方案中方案一:KV侧采用单母分段接线方案二:KV侧采用双母线接线。由原材料可知问题中未说明负荷的重要程度所以KV侧采用单母分段接线。()经济比较对整个方案的分析可知在配电装置的综合投资包括控制设备电缆母线及土建费用上在运行灵活性上KV、KV侧单母线形接线比双母线接线有很大的灵活性。由以上分析最优方案可选择为方案一即KV侧为采用双母线接线KV侧为单母线形接线KV侧为单母分段接线。其接线图见以上方案一。主变压器的选择在各种电压等级的变电站中变压器是主要电气设备之一其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。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。因此在确保安全可靠供电的基础上确定变压器的经济容量提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。主变压器台数的选择为保证供电可靠性变电站一般装设两台主变当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时可装设一台。本设计变电站有两回电源进线且低压侧电源只能由这两回进线取得故选择两台主变压器。主变压器型式的选择()相数的确定在kv及以下的变电站中一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小同时配电装置结构较简单运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制时可选用两台容量较小的三相变压器在技术经济合理时也可选用单相变压器。()绕组数的确定在有三种电压等级的变电站中如果变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的及以上或低压侧虽然无负荷但需要在该侧装无功补偿设备时宜采用三绕组变压器。()绕组连接方式的确定变压器绕组连接方式必须和系统电压相位一致否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星接和角接高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国KV及以上电压变压器绕组都采用星接KV也采用星接其中性点多通过消弧线圈接地。KV及以下电压变压器绕组都采用角接。()结构型式的选择三绕组变压器在结构上有两种基本型式。)升压型。升压型的绕组排列为:铁芯中压绕组低压绕组高压绕组高、中压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。)降压型。降压型的绕组排列为:铁芯低压绕组中压绕组高压绕组高、低压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。)应根据功率传输方向来选择其结构型式。变电站的三绕组变压器如果以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅则选用降压型如果以高压侧向低压侧供电为主、向中压侧供电为辅也可选用升压型。()调压方式的确定变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器分接头较少且必须在停电情况下才能调节有载调压变分接头较多调压范围可达且分接头可带负荷调节但有载调压变压器不能并联运行因为有载分接开关的切换不能保证同步工作。根据变电所变压器配置应选用无载调压变压器。主变压器容量的选择变电站主变压器容量一般按建站后~年的规划负荷考虑并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷的~(~KV变电站为)或全部重要负荷(当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时)选择。即()式中N变压器主变台数主变压器型号的选择由所给材料可知:KV侧EMBEDEquationKV侧高压侧变电站用电负荷为:所以变电站最大负荷为:则:由以上计算查《发电厂电气部分》第页选择主变压器型号如下:表主变压器型号及参数型号及容量(KVA)额定电压(KV)连接组损耗(KW)阻抗电压()空载电流()空载短路高中高低中低高中低SFSLYN,yn,d其容量比为:。站用变压器的选择站用变压器的选择的基本原则()变压器原、副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应()阻抗电压及调压型式的选择宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的()变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率。站用变压器型号的选择参考《发电厂电气部分》第页选择站用变压器如下:表站用变压器型号及参数型号额定容量(KVA)额定电压(KV)连接组损耗(W)阻抗电压()空载电流()空载短路SCY,yn第章短路电流计算短路计算的目的、规定与步骤短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面:()在选择电气主接线时为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等均需进行必要的短路电流计算。()在选择电气设备时为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作同时又力求节约资金这就需要进行全面的短路电流计算。例如:计算某一时刻的短路电流有效值用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值计算短路后较长时间短路电流有效值用以校验设备的热稳定计算短路电流冲击值用以校验设备动稳定。()在设计屋外高压配电装置时需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。短路计算的一般规定()计算的基本情况)电力系统中所有电源均在额定负载下运行。)所有同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁)。)短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。)所有电源的电动势相位角相等。)应考虑对短路电流值有影响的所有元件但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。()接线方式计算短路电流时所用的接线方式应是可能发生最大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式)不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。计算步骤()选择计算短路点。()画等值网络图。)首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。)选取基准容量和基准电压(一般取各级的平均电压)。)将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。)绘制等值网络图并将各元件电抗统一编号。()化简等值网络:为计算不同短路点的短路值需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络并求出各电源与短路点之间的电抗即转移电抗。()求计算电抗。()由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值(运算曲线只作到)。()计算无限大容量(或)的电源供给的短路电流周期分量。()计算短路电流周期分量有名值和短路容量。变压器的参数计算及短路点的确定变压器参数的计算基准值的选取:取各侧平均额定电压()主变压器参数计算由表查明可知:电抗标幺值为:()站用变压器参数计算由表查明:()系统等值电抗短路点的确定此变电站设计中电压等级有四个在选择的短路点中其中KV进线处短路与变压器高压侧短路短路电流相同所以在此电压等级下只需选择一个短路点在另外三个电压等级下同理也只需各选一个短路点。依据本变电站选定的主接线方式、设备参数和短路点选择网络等值图如下:各短路点的短路计算短路点d的短路计算(KV母线)网络化简如图所示:图d点短路等值图因为所以短路点d的短路计算(KV母线)网络化简为:图d点短路等值图短路点d的短路计算(KV母线)网络化简为:图d点短路等值图短路点d的短路计算网络化简只需在图上加站用变压器的电抗标幺值即可如下图所示:图d点短路等值图绘制短路电流计算结果表总结以上各短路点短路计算得如下短路电流结果表:表短路电流计算结果表短路点编号基值电压基值电流支路名称支路计算电抗额定电流S短路电流周期分量稳态短路电流短路电流短路电流冲击值全电流有效值短路容量标幺值有名值标幺值有名值标幺值有名值公式EMBEDEquationEMBEDEquation~~dkvdkvdkvdkv第章电气设备选择与校验导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。电气设备选择的一般规定一般原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展的需要。有关的几项规定导体和电器应按正常运行情况选择按短路条件验算其动、热稳定并按环境条校核电器的基本使用条件。()在正常运行条件下各回路的持续工作电流应按下表计算。表各回路持续工作电流回路名称计算公式变压器回路馈电回路注:等都为设备本身的额定值。各回路持续工作电流的计算依据表各回路持续工作电流计算结果见下表:表各回路持续工作电流结果表回路名称KV母线Igmax==AKV进线Igmax==AKV母线Igmax==AKV出线Igmax==AKV母线Igmax==AKV出线Igmax==AKV母线Igmax==A高压电气设备选择断路器的选择与校验断路器型式的选择除需满足各项技术条件和环境条件外还考虑便于安装调试和运行维护并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况电压-kV的电网一般选用少油断路器断路器选择的具体技术条件如下:)电压:())电流:())开断电流:()式中:断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量断路器的额定开断电流。)动稳定:()式中:断路器极限通过电流峰值三相短路电流冲击值。)热稳定:()式中:稳态三相短路电流其中:由和短路电流计算时间t可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页查短路电流周期分量等值时间t,从而计算出。()断路器的选择根据如下条件选择断路器:电压:电流:各回路的见表。各断路器的选择结果见下表:表断路器的型号及参数性能指标位置型号额定电压(KV)额定电流(A)额定断开电流(KA)动稳定电流(KA)热稳定电流(KA)固有分闸时间(s)合闸时间(s)KV侧OFPI()<变压器KV侧HB()KV出线侧HB()变压器KV侧HB()KV出线侧ZNC()站用DW其中:OFPI号断路器见《发电厂电气部分》第页HB号断路器见《发电厂电气部分》第页HB号断路器见《发电厂电气部分》第页ZNC号断路器见《电力工程电气设备手册电气一次部分》第页。()断路器的校验)校验KV侧断路器①开断电流:②动稳定:③热稳定:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页得:则:经以上校验此断路器满足各项要求。)校验变压器KV侧断路器①开断电流:②动稳定:③热稳定:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页得:则:经以上校验此断路器满足各项要求。)校验KV出线侧断路器此断路器与KV变压器侧断路器型号相同且短路电流与校验KV变压器侧断路器为同一短路电流则:校验过程与校验KV变压器侧断路器相同。)校验变压器KV侧断路器①开断电流:②动稳定:③热稳定:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页得:则:经以上校验此断路器满足各项要求。)校验KV出线侧断路器①开断电流:②动稳定:③热稳定:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页得:则:经以上校验此断路器满足各项要求。隔离开关的选择及校验隔离开关是高压开关的一种因为没有专门的灭弧装置所以不能切断负荷电流和短路电流。但是它有明显的断开点可以有效的隔离电源通常与断路器配合使用。隔离开关型式的选择其技术条件与断路器相同应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素进行综合的技术经济比较然后确定。其选择的技术条件与断路器选择的技术条件相同。()隔离开关的选择根据如下条件选择隔离开关:电压:电流:各回路的见表。各隔离开关的选择结果见下表:表隔离开关的型号及参数开关编号型号额定电压(KV)额定电流(A)动稳定电流(KA)热稳定电流(s)(KA)KV侧GW()KV变压器侧GW()KV出线侧GW()其中:GW型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页GW型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页GW型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页()隔离开关的校验)KV侧隔离开关的校验①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此隔离开关满足各项要求。)KV变压器侧隔离开关的校验①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此隔离开关满足各项要求。)KV出线侧隔离开关的校验①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此隔离开关满足各项要求。电流互感器的选择及校验()电流互感器选择的具体技术条件如下:)一次回路电压:()式中:电流互感器安装处一次回路工作电压电流互感器额定电压。)一次回路电流:()式中:电流互感器安装处的一次回路最大工作电流电流互感器原边额定电流。当电流互感器使用地点环境温度不等于时应对进行修正。修正的方法与断路器的修正方法相同。)准确级准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准等级不得低于所供仪表的准确级当所供仪表要求不同准确级时应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。①与仪表连接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于下要求:与仪表相配合分流器、变压器的准确级为级与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级为。仪表的准确级为时与仪表相配合分流器、变压器的准确级与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级。仪表的准确级为时与仪表相配合分流器、变压器的准确级与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级。②用于电能测量的互感器准确级:级有功电度表应配用级互感器级有功电度表应配用级互感级级无功电度表也应配用级互感器级有功电度表及级无功电度表可配用级级互感器。③一般保护用的电流互感器可选用级差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级零序接地保护可釆用专用的电流互感器保护用电流互感器一般按倍数曲线进行校验计算。)动稳定校验:()式中:短路电流冲击值电流互感器原边额定电流电流互感器动稳定倍数。)热稳定校验:()式中:稳态三相短路电流短路电流发热等值时间电流互感器原边额定电流。t秒时的热稳定倍数。()电流互感器的选择根据如下条件选择电流互感器:一次回路电压:一次回路电流:见表。各电流互感器的选择结果见下表:表电流互感器的型号及参数参数位置型号额定电流比(A)级次组合准确级次二次负荷(Ω)倍数S热稳定倍数动稳定倍数级级二次负荷(Ω)倍数KV进线侧LBBBBB变压器KV侧LCWKV出线侧LBBBBBBBBB变压器KV侧LBJDDDDD<KV出线侧LA其中:LB型号电流互感器见《发电厂电气部分》第页LCW型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页LB型号电流互感器见《发电厂电气部分》第页LBJ型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页LA型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页。()电流互感器的校验)KV进线侧电流互感器①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此电流互感器满足各项要求。)变压器KV侧电流互感器①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此电流互感器满足各项要求。)KV出线侧电流互感器①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此电流互感器满足各项要求。)变压器KV侧电流互感器①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此电流互感器满足各项要求。)KV出线侧电流互感器①动稳定:②热稳定:由校验断路器可知:经以上校验此电流互感器满足各项要求。电压互感器的选择及校验()电压互感器选择的具体技术条件如下:)一次电压:()式中:电压互感器额定一次线电压其允许波动范围为)二次电压:电压互感器二次电压应根据使用情况按《发电厂电气部分课程设计参考资料》第页、表进行选择。)准确等级:电压互感器应在那一准确等级下工作需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。)二次负荷:()式中:二次负荷对

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