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则:?Q0?I0%Se/100= 0.85×(35000/100)=425(kvar) 由前面变压器容量计算可知:
U1%?10.5U2%?0U3%?6.5则:?Q1K?U1%Se/100=10.5×(50000/100)=525(kvar)
?Q2K?U2%Se/100=0×(50000/100)=0(kvar)
?Q3K?U3%Se/100=6.5×(50000/100)=325(kvar)
而Pk1?(Pk(1?2)?Pk(1?3)?Pk(2?3))/2?(300?350?255)/2?197.5(KW)
Pk2?(Pk(1?2)?Pk(1?3)?Pk(2?3))/2?(300?350?255)/2?102.5(KW) Pk3?(Pk(1?3)?Pk(2?3)?Pk(2?3))/2?(350?225?300)/2?137.5(KW) ?A?[n(?P0?K?Q0)T?1/n(?P1K?K?Q1K)?1max?(?P2K?K?Q2K)?2max?(?P3K?K?Q3K)?3max]?[2(52?0.1?425)?5500?1/2(197.5?0.1?525)?5500?(102.5?0)?5500 ?(137.5?0.1?325)?5400]?320.875(万KWh)(3)方案三与方案六的年运行费如下: 方案三:
UI=aΔA+0.1I=0.51×320.875+0.1×2080.31=371.677(万元)
方案六:
UII=aΔA+0.1I=0.51×320.875+0.1×1786.57=342.3(万元)
从经济上比较:因为IⅠ>IⅡ,UI>UII ;
1.3.7 最优方案确定
在保留的两中方案中, 10.5KV侧的接线形式相同,只是在110KV侧的接线形式不同,故在经济比较上只需比较110KV侧即可。
在方案三、方案六110KV侧的电气主接线形式中,方案一在110KV侧为单母线的接线形式,方案四在110KV为内桥形接线形式。经过比较内桥形接线比单母线分段接线形式少两组断路器,110KV处为两回进线,两回出线,该变电所应用两台降压变压器,宜选用内桥形接线,以及通过配电装置的综合投资、年运行费用的计算,桥形接线比单母线形接线有很大的优势,所以经过技术及经济上的比较,桥形接线的优势大于单母线分段的接线形式。
最后选择方案六为最佳方案,即110KV侧为内桥接线, 10.5KV侧为单母分段接线。
其一次接线图见(附图一)。
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第二章 短路电流计算
2.1 概述
在电力系统中运行的电气设备,在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路,因为它们会破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行,使电气设备受到损坏。
短路是电力系统的严重故障。所谓短路,是指一切不属于正常运行的相与相之间或相与地之间(对于中性点接地系统)发生通路的情况。
在三相系统中,可能发生的短路有:三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路,其中三相短路是对称短路,系统各相与正常运行时一样,仍处于对称状态,其他类型的短路都是不对称短路。
电力系统的运行经验表明,在各种类型的短路中,单相短路是大多数,二相短路较少,三相短路的机会最少,但三相短路虽然很少发生,其后果却最为严重,应引起足够的重视,因此,我们都采用三相短路来计算短路电流,并检验电气设备的稳定性。
2.2 短路计算的目的及假设
2.2.1短路电流计算的目的
短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节,其计算目的是:
(1) 电气设备的选择与校验; (2) 合理配置继电保护和自动装置;
(3) 在设计和选择电气主接线时,确定是否需要采取限制短路电流的措施; (4) 电力系统暂态稳定计算。
2.2.2 短路电流计算的一般规定
(1) 验算导体和电气动稳定,热稳定以及电气开断电流所用的短路电流,应根据本工程的设计规划容量计算,并考虑电力系统的远景发展规划(一般为本期工程建成后5~10年),校验短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线要求。
(2) 选择导体和电气用的短路电流,在电气连接回路中,应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。
(3) 选择导体和电器时,对不带电抗器回路的计算短路点,应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。
(4) 导体和电器的动稳定、热稳定,以及电器的开断电流,一般按三相短路验算。
2.2.3 计算步骤
(1) 选择计算短路点。 (2) 画等值网络图。
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1) 首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。 2) 选取基准容量Sb和基准电压Ub(一般取各级的平均电压)。 3) 将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。 4) 绘制等值网络图,并将各元件电抗统一编号。
(3) 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Xnd。
(4) 求计算电抗Xjs。
(5) 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。 Xjs?3.5)
(6) 计算无限大容量(或Xjs?3)的电源供给的短路电流周期分量。 (7) 计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 (8) 计算短路电流冲击值。 (9) 绘制短路电流计算结果表
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第三章 电气设备的选择
3.1 概述
电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一,正确的选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件,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,积极而稳妥地采用新技术,并注意节约投资,选择合适的电气设备。
尽管电力系统中各种电气设备的作用和条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求都是相同的,电气设备要能可靠地工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验其热稳定和动稳定。
3.2 电气设备选择的一般规定
3.2.1 一般原则:
(1) 应满足正常进行、检修、短路和过电压情况下地要求,并考虑远景发展 (2) 应按当地环境条件检验 (3) 应力求技术先进和经济合理 (4) 与整个工程地建设标准应协调一致 (5) 同类设备应昼减少品种
(6) 选用新产品为应具有可靠的试验数据,并经正式鉴定合格,在特殊情况下,选用未经正式鉴定的新产品时,应经上级批准
3.2.2 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。
(1) 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3-1 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 Ig.max?1.05In?1.05SnIg.max?2?Pn 3Un 3UnCOS?注:①Pn,Un,In等都为设备本身的额定值。 ②各标量的单位为:I(A)、U(KV)、P(KW)、S(KVA)。 (2) 验算导体和电器时,所用短路电流见短路电流计算结果表。
(3) 验算导体和110KV以下电缆短路热稳定时,所用的计算时间,一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。
(4) 环境条件。选择导体和电器时,应按当地环境条件校核。
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3.3 各回路持续工作电流的计算
依据表3-1,各回路持续工作电流计算结果见下表:
表3-2 各回路持续工作电流结果表
回路名称 110KV母线 110KV进线 10.5KV母线 10.5KV出线 0.4KV母线 计算公式及结果 Ig.max=Ig.max=Ig.max=Ig.max=1.05?Sn3?Un?1.05?350003?110=275.55A 2P/23Uncos?1.05?Sn3?Un??2?((30?18)?103)/23?110?0.853?10=3031.08A =432.24A 1.05?350002P/123Uncos?3?10?0.851.05?Sn1.05?100Ig.max==159.53A ?3?Un3?0.38?(2?30?103)/12=283.01A 3.4 高压电气设备选择
3.4.1 断路器的选择与校验
电力系统中,高压断路器是重要的电气设备之一,它具有完善的灭弧性能,正常情况下,用来接通知开断负荷电流,在某些电气主接线中,还担任改变主接线的运行方式的任务,故障时,断路器还常在继电保护的配合使用下,断开短路电流,切断故障部分,保证非故障部分的正常运行。
高压断路器应根据断路器安装地点、环境和使用技术条件等要求选择其种类型号,由于SF6断路器灭弧性能好,维护工作量小,故110KV一般采用SF6断路器。
断路器选择的具体技术条件如下: 1) 电压:
Ug(电网工作电压)?Un
2) 电流:
Ig?max(最大持续工作电压)?In
3) 开断电流:
Idt?Ikd
式中:Idt——断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量;
Ikd——断路器的额定开断电流。
4) 动稳定:
ich?imax
式中:ich ——断路器极限通过电流峰值;
imax——三相短路电流冲击值。
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