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所的母线上。
(1)同步调相机
同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行,它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用,可提高系统电压。
装有自动励磁调节装置的同步调相机,能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率,进行电压调节。特别是有强行励磁装置时,在系统故障情况下,还能调整系统的电压,有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械,运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用,容量小于5MVA的一般不装设。在我国,同步调相机常安装在枢纽变电所,以便平滑调节电压和提高系统稳定性。
(2)静止补偿器
静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率,电抗器可吸收无功功率,根据调压需要,通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率,来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率,以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷,且调节不能连续的缺点。
(3) 电力电容器
电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。
电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装,又可分散装设来接地供应无功率,运行时功率损耗亦较小。可将电容器连接成若干组,根据负荷的变化,分组投入和切除。
综合比较以上三种无功补偿装置后,选择并联电容器作为无功补偿装置。
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第4章 短路电流计算
4.1短路电流计算的目的
造成短路的主要原因,是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是设备长期运行,绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣,绝缘强度不够而被正常电压击穿,或设备质量合格,绝缘合乎要求而被过电压(包括雷电过电压)击穿,或者是设备绝缘受到外力损坏而造成短路。
严重的短路要影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列。
由此可见,短路的后果十分严重,因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素;同时需要进行短路电流的计算,以便正确的选择电气设备,使设备具有足够的动稳定性和热稳定性,以保证在发生可能有的最大短路电流时不至损坏。 为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等,也必须计算短路电流。
短路是电力系统中常发生的故障,短路电流直接影响电器的安全,危害主接线的运行,假如短路电流较大,为了使电器能承受短路电流的冲击,往往需要选择重型电器。这不仅会增加投资,甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的高压电器,为了能合理选择轻型电器,在主接线设计时,应考虑限制Id的措施,即而需要计算Id。
4.2 短路电流计算的一般规定
为了使所选电器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要,应对不同点的短路电流进行校验。 4.3 短路电流的计算方法
对电力系统网络的短路电流,我们可采用一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线,是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数,逐个计算在不同阻抗条件下,某时刻t的短路电流,然后取所有这些短路电流的平均 值,作为运行曲线在某时刻t和计算电抗Xjs情况下的短路电流值。运算曲线包括两种方法,即同一变化法和个别变化法。
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4.4 短路电流计算结果
为了简化短路电流的计算方法,在保证计算精度的情况下,忽略次要因素的影响,做出以下规定:
1. 所有的电源电动势相位角均相等,电流的频率相同,短路前,电力系统的电势和电流是对称的。
2. 认为变压器是理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流的变化而变化。
3. 输电线路的分布电容略去不计。
4. 每一个电压级采用平均电压,这个规定在计算短路电流时,所造成的误差很小。唯一例外的是电抗器,应该采用加于电抗器端点的实际额定电压,因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多,否则,误差偏大。
5. 计算高压系统短路电流时,一般只计及发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗,因为这些元件X/3>R时,可以略去电阻的影响。只有在短路点总电阻大于总电抗的1/3时才加以考虑,此时采用Z∑=X∑。
6.短路点距离同步调相机和同步电动机较近时,应该考虑对短路电流值的影响。有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响:在母线附近的大容量电动机正在运行时,在母线上发生三相短路,短路点的电压立即降低。此时,电动机将变为发电机运行状态,母线上电压低于电动机的反电动势。
7.在简化系统阻抗时,距短路点较远的电源与较近的电源不能合并。 8.以供电电源为基准的电抗标幺值>3,可以认为电源容量为无限大容量的系统,短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。
表4-1 短路电流计算表
短路电流短路点 K1 K2 K3 I\(KA) 4.27 1.52 1.52 I tk/2 (KA) 4.27 1.52 1.52 I tk(KA) 4.27 1.52 1.52 Ish(KV) 10.87 3.87 3.87 具体计算见附录Ⅰ。
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第5章 电气设备选择
5.1 概述
正确选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的运行的重要条件。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,积极而稳妥的采用新技术,并注意节约投资,具体选择方法也就不完全一样。但对它们的要求却是基本相同的。电力系统中的各种电气设备,其运行条件完全一样,选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求是相同的。电气设备要想能可靠地工作,必须按正常运行条件进行选择,并且按短路条件校验其热稳定和动稳定。 5.1.1 电气选择
1.主要任务导体和绝缘子
导体的选择主要有:各电压级的汇流母线、主变引下线、出线以及各电压级的绝缘子等。 2.电气设备的分类
电气设备包括各电压级的出线断路器、旁路断路器、分段断路器、以及相应的隔离开关、熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器,包括穿墙套管、开关柜的选择及其一次接线的编号。 5.2 选择导体和电器的基本条件 5.2.1 按长期工作条件选择 1. 设备选择
(1)在选择电气设备时,一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网的额定电压。
即 UN ? UN.S
(2)电气设备的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下最大持续电流。
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即 IN ? Imax 2.Imax的计算方法 (1).汇流主母线
①110KV:按实际功率分布计算 Imax=S? 3UN②35KV: Imax =1.05INT ③ 10KV: Imax= 1.05INT
(2)旁路母线回路
Imax=需要旁路回路的最大额定电流或最大持续工作电流 (3)主变引下线
Imax=1.05INT (4)出线
单回: Imax=最大负荷电流
双回: Imax=(1.2~2)单回线路最大负荷电流 (5)母联回路
Imax=母线上最大一台变压器的持续工作电流 (6)分段回路
Imax=1.05INT 5.2.2 按经济电流密度选择导体
参考《导体和电器选择设计技术规定》 第2.1.3条:载流导体应选择铝质材料
第2.1.6条:除配电装置的汇流母线外,较长导体的截面应按经济电流密度选择,导体的经济电流密度可按附录四所列数值选择
当合适规定导体时,导体面积可按经济电流密度计算截面的相邻下一档选取
选取条件:经济截面
Imax J-经济电流密度 JSJ=
注:按此法选择导体后,必须按长期发热校验 参考《导体和电器选择设计技术规定》 第2.1.3条:载流导体应选择铝质材料。
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