GZB水电站电气一次设计说明书(3)

2018-12-22 23:03

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不设旁路母线,而用简易的旁路隔离开关代替旁路母线。检修出线断路器时则将一组母线当做旁路母线,用母联断路器当作旁路断路器,再通过该旁路隔离开关供电。这类似于前面讲过的临时“跨条”,但可以做到不停电检修出线断路器。

2)综合上述接线形式的优缺点,结合原始资料所给定的条件进行分析,拟定主接线方案。

原始资料:

电压等级:13.8/220KV 出线情况:220KV出线4回

结合原始资料所提供的数据,权衡各种接线方式的优缺点,将各电压等级适用的主接线方式列出:

①220KV有7回进线,可选3/2接线,双母线接线,双母带旁路母线接线 这样,拟定3种接线方案: 方案一:220KV采用3/2接线, 方案二:220KV采用双母线接线,

方案三:220KV采用双母带旁路母线接线。 1.主接线方案的可靠性比较

1)220kV采用3/2接线方式时,任一母线故障或检修,均不致于停电,除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外,其它任何断路器故障或检修都不会中断供电,甚至两组母线同时故障(或一组检修,另一组故障时)的极端情况下,功率仍能继续输送。但是它使用的设备较多,占地面积较大,增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性。

220kV采用双母线接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点,而且,检修另一母线时,不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时,不装设“跨条”,则该回路在检修期需要停电。

220kv采用双母带旁路母线接线,并设专用的旁路断路器,其经济性相对来是提高了,但是保证了各段出线断路器检修和事故不致影响供电的情况下,而且也不会破坏双母线运行的特性,继电保护也比较容易配合,相对来可靠性即提高了。

故220kV采用双母线接线或者双母带旁路母线接线 2.经济性比较

在经济比较中包括计算综合投资和计算年运行费用两个方面内容。(计算详见设计计算书)

1.计算综合投资Z方法

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Z=Zo×(1+a/100)(万元)

式中Z0 ——主设备的综合投资,包括变压器和配电装置 a ——不明显的附加费用比例系数,220Kv取70 参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》

1)双母线接线Zo=1734.1(万元)Z=1869.32(万元) 2)双母带旁路母线接线Zo=1786.7(万元)Z=1957.89(万元) 2.计算年运行费用 1)电能损失

已知最大负荷Smax(或平均负荷S)和最大负荷利用小时数Tmax(或全年实际运行时间To)时,采用如下公式:

对于双绕组变压器,n台相同容量变压器并联运行时,则

2

ΔA=n(ΔPo+KΔQo)To+1/n(ΔP+KΔQ)×(Smax/Sn)τ(KW·h) ΔPo、ΔQo--为一台变压器的空载有功损耗(KW)、无功损耗ΔQo=Io(%)×(Sn/100)(Kvar)

ΔP、ΔQ--为一台变压器的短路有功损耗(KW)、无功损耗ΔQ=Uo(%)×(Sn/100)(Kvar)

K--无功经济当量,即为每多发送(或补偿)1Kvar无功功率,在电力系统中所引起的有功功率损耗增加(或减少)的值。一般发电厂取0.02

Smax--n台变压器承担的最大的总负荷(KVA); Sn--一台变压器的额定容量(KVA);

To--变压器全年实际运行小时数(h),一般可取8000h; τ--最大负荷损耗时间(h)

参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》 则5台T1变压器ΔA=27428074.2(KW·h) 2台T2变压器ΔA=12592444.4(KW·h) 则总的电能损失ΔA=40020518.6(KW·h) 2)运行费用

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U=aΔA×10+u1+u2(万元) 式中u1--小修,维修费,取0.03Z u2--折旧费,取0.00725Z a--电能电价,取0.06元

则双母线接线运行费用U=2401300.75(万元) 双母带旁路母线接线运行费用U=2401304.05(万元)

由以上计算可以看出,双母线接线的综合投资、年运行费用比双母带旁路母线接线的费用低,而且双母线接线调度灵活、扩建方便。因此最优方案为220KV

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双母线接线。 3.3 中性点接地方式

目前,我国常采用的中性点运行方式为3~10KV为中性点绝缘或中性点经消弧线圈接地;35KV为中性点绝缘或中性点经消弧线圈接地;110KV~220KV为中性点直接接地;500KV为中性点经低阻抗接地;0.22/0.38KV为中性点直接接地。

中性点不接地最简单,单相接地允许带故障运行两个小时,供电连续性好,接地电流仅为电容电流,但要求有较高的过电压水平,不宜于110Kv及以上电网。经消弧线圈接地可免除不接地系统由于电容电流过大引起的过电压。中性点直接接地方式,单相故障电流很大,线路或电器设备须立即切除,增加了断路器负荷,降低了供电连续性,但过电压较低,相应绝缘水平较低,减少了设备造价,适用于110Kv及以上系统,并且《电力设备接地技术规程》规定,110Kv及以上系统一般采用中性点直接接地运行方式。

因此,本厂主变压器220KV中性点经接地刀闸接地,以便运行调度。根据电力网运行方式灵活选择接地点,并在中性点装设放电间隙作为雷电过电压、操作过电压保护。在保证大接地电流系统的情况下为了减少单相接地短路电流,主变压器中性点接地刀闸闭合的台数应降至最少。

第四章 短路电流计算

4.1 短路电流计算的目的

在发电厂的电气设计中,短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线,比较各种接线方案:选择电气设备,校验设备提供依据,为继电保护整定计算提供依据等。

1、在选择电器主接线时,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,需要进行必要的短路电流计算。

2、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的工作,同时又力求节约资金,需要全面的短路电流计算。

3、在设计屋外高压配电装置时,需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。

4、设计接地装置时,需用短路电流。

5、在选择继电保护和整定计算式,需以各种短路时的短路电流为依据。 4.2 短路电流计算的一般规定

1.计算的基本情况

2.系统中所有电源均在额定负荷下运行

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3.短路发生在短路电流为最大值的瞬间 4.所有电源的电动势相位角相同

5.应考虑对短路电流值有影响的所有元件

6.由计算书中的短路计算得出短路计算成果表如下: 短路点 UB (KV) I\(KA) I?(KA) S\(MVA) ich(KA) Ich (KA) d1点 230 计算详见设计计算书

18.406 16.747 7332.429 46.935 27.79 第五章 主要电气设备选择与校验

5.1 发电厂主要电气设备

在发电厂和变电所中,根据电能生产、转换和分配等各环节的需要,配置了各种电气设备。根据它们在运行中所起的作用不同,通常将它们分为电气一次设备和电气二次设备。

1.电气一次设备及作用

直接参与生产、变换、传输、分配和消耗电能的设备称为电气一次设备。主要有: (1) 进行电能生产和变换的设备,如发电机、电动机、变压器等。

(2) 接通、断开电路的开关电器,如断路器、隔离开关、接触器、熔断器等。 (3) 限制过电流或过电压的设备,如限流电抗器、避雷器等。

(4) 将电路中的电流电压降低,供测量仪表和继电保护装置使用的变换设备,如电压互感器、电流互感器。

(5) 载流导体及其绝缘设备,如母线、电力电缆、绝缘子、穿墙套管等。 (6) 为电气设备正常运行及人员、设备安全而采取的相应措施,如接地装置等。

2.选择的一般原则

(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。

(2)应按当地环境条件校核。 (3)应力求技术先进和经济合理。 (4)与整个工程的建设标准应协调一致。 (5)同类设备应尽量减少品种。

(6)选用的新产品均应具有可靠的实验数据,并经正式鉴定合格。 5.2 电气设备选择的一般条件

1.按使用环境选择设备

(1)温度和湿度

一般高压电气设备可在环境温度为-30~+40℃的范围内长期正常运行。当使

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用环境温度低于-30℃时,应选用适合高寒地区的产品;若使用环境温度超过+40℃时,应选用型号后带“TA”字样的干热带型产品。一般高压设备可在温度为+20℃,相对湿度为90%的环境下长期正常运行。当环境的相对湿度超过标准时,应选用型号后带有“TH”字样的湿热带型产品。本电厂全年最高月平均温度26.2℃,全年最低月平均温度6℃,全年平均温度18.8℃;相对湿度为80%。所以一般高压电气设备可以在此温度和湿度下正常运行。

(2)污染情况

安装在污染严重,有腐蚀性物质、烟气、粉尘等恶劣环境中的电气设备,应选用防污型或将设备布置在室内。

(3)海拔高度

一般电气设备的使用条件为不超过1000m。当用在高原地区时由于气压较低,设备的外绝缘水平将相应下降。因此,设备应选用高原型产品或用外绝缘水平提高一级的产品。现行电压等级为110KV及以下的设备,其外绝缘都有一定的裕度,实际上均可使用在海拔不超过2000m的地区。本电厂建在海拔107m的丘陵地带,所以电气设备可以正常运行。

(4)安装地点

配电装置为室内布置时,设备应选户内式;配电装置为室外布置时,设备应选户外式。此外,还应考虑地形、地质条件以及地震影响。

2.按正常工作条件选择导体和电气

① 额定电压

电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化,有时会高于电网的额定电压 ,故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。

U因此,在电气设备中一般可按照电气设备的额定电压N不低于装置地点电网的额定电压U的条件选择。即:≥UNS

NSUN② 额定电流

是在额定环境温度下,电气设备的长期允许电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax,即:

IN电气设备的额定电流≥Imax

IN电气设备的额定电流是指基准环境温度下,电气设备所能允许长期通过的最大工作电流。此时电气设备的长期发热温升不超过其允许温度。而在实际运行过程中,周围环境温度直接影响电气设备的发热温度,所以电气设备的额定电流必须经过温度的修正。当周围环境温度Q和导体额定环境温度Q 0不等时,其长期允许电流IyQ可按下式修正:

?w?? Iy Q =Iy = KIy

?w??o

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