110KV降压变电所电气一次部分及防雷保护设计

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Sj=100MVA;Uj=Up网络,对选择10KV~110KV配电装置的电器和导体,需计算出在最大运行方式下流过电气设备的短路电流,简化后的等值网络图如下所示,其中110KV侧和10KV侧最大短路电流点分别为图中的d1和d2。计算过程如下:

X1 0.533 水电厂 X3 0.533 X4 0.23X2 0.23X6 0.036 110kv X8 0.656 水电厂 d1 X5 0.2 省网 图2—2 系统等效网络图(a)X7 0.0302 X9 0.656 d2

设系统为无限大容量Sc=∞,选取Sj=100MVA,Uj1=Up1=115KV,Uj2=Up2=10.5KV,根据设计题目的要求,220KV系统变电站高压母线上的短路容量为S=500MVA,则变电站的电抗为X5=Sj/S=100/500=0.2

发电机电抗:X1=X2=Xd·Sj/Se=0.2×100÷30/0.8=0.533 变压器电抗:X2=X4=Ud%/100×Sj/Se=10.5/100×100/45=0.233 X8=X9=Ud%/100×Sj/Se=10.5/100×100/16=0.656 架空线路电抗:X6=XL×Uj/Up=0.4×12×100/115=0.036

X7=XL×Uj/Up=0.4×10×100/115=0.0302

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简化图(a)得图(b):

X10

0.419 水电厂

110kv d1 X11 0.2302 省网

X12 0.328 10kv d2

图2—3 系统等效网络图(b)

X10=X1/2+X2/2+X6=0.533/2+0.233/2+0.036=0.419 X11=X5+X7=0.2+.0302=0.2302 X12=X9/2=0.656/2=0.328

4.1.1 d1点短路时的计算

(1)、无限大容量电源所供的短路电流

I*″=1/X 11×Sj/3Up=(1/0.2302)×100/(3×115)=2.181KA (2)水电厂支路所供给的短路电流

计算电抗:Xj=X10·S/Sj=0.419×60÷0.8/100=0.314 查水轮发电机运行曲线,得: I*=3.494,I0.1*=2.892,I0.2*=2.817 I1*=2.851,I2*=2.895,I4*=2.943

则:I*″=I*×S/3Up1=3.494×60÷0.8/(3×115)=1.316KA I0.1*=2.892×60÷0.8/(3×115)=1.089KA I0.2*=2.817×60÷0.8/(3×115)=1.061KA I1*=2.851×60÷0.8/(3×115)=1.074KA I2*=2.895×60÷0.8/(3×115)=1.090KA I4*=2.943×60÷0.8/(3×115)=1.108KA 各支路短路电流叠加: I*″=2.181+1.316=3.497KA I0.1* (3)=2.181+1.089=3.27 KA I0.2* (3)=2.181+1.061=3.242 KA I1* (3)=2.181+1.074=3.255 KA I2* (3)=2.181+1.090=3.271 KA I4* (3)=2.181+1.108=3.289 KA

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化简图(b)得图(c)

X13 1.344 X14 0.738 d2 图2—4 系统等效网络图(c)

X13=X10+X12+X10·X12/X11=0.419+0.328+0.419×0.328/0.2302=1.344 X14=X11+X12+X11·X12/X10=0.2302+0.328+0.2302×0.328/0.419=0.738

4.1.2 d2点短路时的计算

(1)、无限大容量电源所供的短路电流

I*″(3)=1/X 14×Sj/3Up=(1/0.738)×100/(3×10.5)=7.451KA (2)水电厂支路所供给的短路电流

计算电抗:Xj=X13·S/Sj=1.344×60÷0.8/100=1.00835 查水轮发电机运行曲线,得:

I*=1.061,I0.1*=1.027,I0.2*=1.048 I1*=1.211,I2*=1.225,I4*=1.225

则:I*″=I*×S/3Up=1.061×60÷0.8/(3×115)=4.375KA I0.1* (3)=1.027×60÷0.8/(3×115)=4.235KA I0.2* (3)=1.048×60÷0.8/(3×115)=4.322KA I1* (3)=1.211×60÷0.8/(3×115)=4.994KA I2* 3)=1.225×60÷0.8/(3×115)=5.052KA I4* (3)=1.225×60÷0.8/(3×115)=5.052KA 各支路短路电流叠加: I*=7.451+4.375=11.826KA I0.1* (3)=7.451+4.235=11.686KA I0.2* (3)=7.451+4.322=11.773KA I1* (3)=7.451+4.994=12.445KA I2* (3)=7.451+5.052=12.503 KA I4* (3)=7.451+5.052=12.503KA

各短路点短路电流计算结果见表4-1

表4-1 短路电流计算结果一览表

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支路名 称 短路点 (KV) 回路名称 次暂态短路电流 I″(3) (KA) 1.316 0.1S短路电流I0.1(3) (KA) 1.089 0.2S短路电流I0.2(3) (KA) 1.061 1S短路电流I1(3) (KA) 1.074 2S短路电流I2(3) (KA) 1.090 4S稳态短路电流I∞(3) (KA) 1.108 短路电流冲击值i ch (KA) 3.558 d1 115 水电厂S=2×30MW/0.8 省网Xxt=∞ 短路点总电流Id∑ 2.181 3.497 4.375 2.181 3.270 4.235 2.181 3.242 4.322 2.181 3.255 4.994 2.181 3.271 5.052 2.181 3.289 5.052 5.561 8.917 11.16 d2 10.5 水电厂S=2×30MW/0.8 省网Xxt=∞ 短路点总电流Id∑ 7.451 11.826 7.451 11.686 7.451 11.773 7.451 12.445 7.451 12.503 7.451 12.503 19.00 30.09 4.2 主要电气设备的选择

4.2.1在选择电气设备时应遵循如下的原则和条件:

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。在进行设备选择时,应根据工程实际情况,在保证安全、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技术,并注意节约投资,选择合适的电气设备。

电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策,并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地,以满足电力系统安全经济运行的需要。

电气设备要能可靠的工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器,应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。

一、一般原则

1)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;

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