GZB水电站电气一次设计说明书(5)

2018-12-22 23:03

河北工程大学课程设计

(1)发电机。一般在发电机出口装设2~3组电压互感器。其中一组为三只单相双绕组电压互感器,供励磁调节装置用,准确级为0.5级。另外一组为三绕组构成Y0/Y0/开口三角形接线,供测量、同期、继电保护及绝缘监视用。当二次负荷过大时,可增设一组电压互感器。当发电机出口与主变低压侧经断路器连接,且厂用电支路由主变低压侧引出时,还应在厂用电支路的连接点上设一组三绕组电压互感器。

(2)母线。工作母线和备用母线都硬装设一组三绕组电压互感器,而旁路母线可不装。母线如分段应在各分段上各装一组三绕组电压互感器。

(3)35KV及以上线路按对方是否有电源考虑。对方无电源时不装。有电源时,可装一台单相双绕组或单相三绕组电压互感器。110KV及以上线路,为了节约投资和占地,载波通信和电压测量可共用耦合电容,故一般选择电容分压式电压互感器。

1.电流互感器的选择

选择电流互感器时,首先要根据装设地点﹑用途等具体条件确定互感器的结构类型﹑准确等级,确定电流比KL其次要根据互感器的额定容量和二次负荷计算二次回路连接导线的截面积;最后校验动稳定和热稳定。

(1)电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响,使一次电流I1与-I′2在数值和相位上都有差异,即测量结果有误差,所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。

(2)电流互感器10%误差曲线:是对保护级(BlQ)电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级,而当其通过故障电流时则希望早已饱和,以便保护仪表不受短路电流的损害,保护级电流互感器主要在系统短路时工作,因此准确级要求不高,在可能出现短路电流范围内误差限制不超过-10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下,一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。 (3)额定容量

为保证互感器的准确级,其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量Se2。

即:Se2 ≥S2 = Ie22z2f

z2f = Vy + Vj + Vd + Vc(Ω) Vy — 测量仪表电流线圈电阻 Vj — 继电器电阻 Vd — 连接导线电阻 Vc — 接触电阻一般取0.1Ω

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(4) 种类和型式的选择

电流互感器根据使用环境可分为室内式﹑室外式,根据结构可分为瓷绝缘结构和树脂浇注式结构,根据一次线圈的型式又可分为线圈式和母线式﹑单匝贯穿式﹑复匝贯穿式。 选择电流互感器时,应根据安装地点和安装方式选择其型式。 (5) 准确级的选择

电流互感器的准确级应符合其二次测量仪表﹑继电保护等的要求。用于电能计量的电流互感器,准确级应不低于0.5级。用于继电保护的电流互感器,误差应在一定的限值之内,以保证过电流时的测量准确度的要求。 (6) 一次回路额定电压的选择

U应满足:N≥UNS

UN-电流互感器的额定电压,KV

UNS-电流互感器安装处的电网电压,KV (7) 一次额定电流的选择

电流互感器的一次额定电流不小于装设回路的最大持续工作电流。当电流互感器用于测量时,其一次侧额定电流应尽量选择比实际正常工作电流大1/3左右,以保证测量仪表的最佳工作,并在负荷时有适当的指示。即应满足: I1N≥Imax (8) 热稳定校验

电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流I1N的倍数Kt来表示,即:

(KtI1N)2 ≥Qk (9) 动稳定校验

电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值( 2 I1n)的倍数kd—动稳定电流倍数(动稳定倍数是电流互感器所能承受的最大电流瞬时值与其额定电流之比),表示其内部动稳定能力,对于复匝式电流互感器内部动稳定可用下式校验:

2I1nKd≥

ish

短路电流不仅在电流互感器内部产生作用力,而且由于其邻相之间电流的相互作用使绝缘帽上受到外力的作用。因此需要外部动稳定校验,即:

LFy≥0.5×1.73ish2×(N)

a对于瓷绝缘的母线型电流互感器(如LMC型)可按下式校验

LFy≥1.73ish2×(N)

a

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选择结果如下表 安装地点 母线侧,备用/起动变压器侧 额定电压 额定电流 二次组合 220kV 额定电压(KV) 4000A 额定电流(A) 0.5/3 额定电流比 4000/5 额定电流比 热稳定倍数 60 额定短时热电流动稳定倍数 60 额定动稳定电二次组合 (KA) 流(KA) 21~42(5s) 25~50(3s) 55~100 T1变压器高压侧 220 600 10P/10P/10P/0.5 5P/5P/5P /0.2 5P/5P/5P /0.2 5P/5P/5P /0.2 600/5 T2变压器高压侧 发电机G1~G5出口侧,高压厂用变,发电机中性点 发电机G6~G7出口侧,高压厂用电发电机中性点 220 800 2×400/5 62.5~125 20 8000 8000/5 120(3s) 300 20 10000 10000/1 120(3s) 300 详细计算见设计计算书

2.电压互感器的选择

电压互感器是把一次回路高电压转换为100V的电压,以满足继电保护﹑自动装置和测量仪表的要求。在并联电容器装置中,电压互感器除作测量外,还作为放电元件。 (1) 种类和型式选择

根据配电装置类型,相应的电压互感器可选择户内式或户外式,35kV及以下可选用油浸式结构或浇注式结构;110kV及以上可选用串级式结构或电容分压式结构。电容式电压抽取装置主要用于110、220KV工频中性点有效接地的电力系统中,协同载波耦合装置传送高频载波信号,为检同期、检无压重合闸及其它继电保护装置提供电压信号,并兼作电力线路载波耦合装置中的耦合电容器。

所以应根据装设地点和使用条件进行选择电压互感器的种类和型式。 (2)电压互感器的准确级和容量

1.电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内,负荷功率因数为额定值时,电压误差最大值。

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2.由于电压互感器本身有励磁电流和内阻抗,导致测量结果的大小和相位有误差,而电压互感器的误差与负荷有关,所以用一台电压互感器对于不同的准确级有不同的容量,通常额定容量是指对应于最高准确级的容量。 (3) 按一次回路电压选择

电压互感器一次侧的额定电压UN1,应大于或等于所接电网的额定电压UNW.但电网电压UW的变动范围,应满足:

1.1UN1>Uw >0.9UN1

(4)按二次回路电压选择

电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求,电压互感器二次侧额定电压可按下表选择: 电压互感器的形式 接 线 型 式 电网电压 (KV) 3~35 110J~500J Y0/Y0/ 型 式 单相式 单相式 单相式 三相五柱式 基本二次绕组电压(V) 100 100/3 100/3 100 辅助二次绕组电压(V) 无此绕组 100 100/3 100/3(相) Y/Y 3~60 3~15 (5) 按容量的选择

互感器的额定二次容量(对应于所要求的准确级),Se2应不小于互感器的二次负荷S2,即:

Se2?S2

22S2?(?po)?(?Q0)式中 P0、Q — 仪表的有功功率和无功功率

0选择结果如下表

额 定 电 压(kV) 安装地点 型号 一次线圈 母线上 出线侧

准确等级(级)/二 次 额 定 容 量(VA) 0.5/ 1/25 最大容量 (VA) 二次线圈 0.1/辅助线圈 0.1 0.1 JCC2-220TH TYC220/3-0.005H 220/3 220/3 0.1/1/500 3/1000 2000 3/50 6/100 3 3 24

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发电机出口处 3 详细计算见设计计算书。 5.7 母线的选择与校验

JSJW-13.8 13.8/0.1/3 0.1/3 0.5/120 1/200 3/480 960 母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务,电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率。在发电厂、变电所及输电线路中,所用导体有裸导体,硬铝母线及电力电缆等,由于电压等级及要求不同,所使用导体的类型也不相同。一般来说。母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分,载流导体可构成硬母线和软母线。软母线是钢芯铝绞线,因其机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子,所以不必校验其机械强度。 母线的选择内容包括:

(1) 确定母线的材料﹑截面形状、布置方式; (2) 选择母线的截面积; (3) 校验母线的动稳定和热稳定;

(4) 对重要的和大电流母线,校验其共振频率; 对于110kV及以上的母线,还应校验能否发生电晕。 对于软母线不需要校验其动稳定。

1.裸导体的选择

(1) 材料:导体通常由铜、铝、铝合金及钢材构成。载流导体一般使用铝或铝合金材料。纯铝的成型导体一般为矩形、槽形和管形。由于纯铝的管形导体强度稍低,110KV及以上配电装置敞露布置时不宜采用。铝合金导体有铝锰合金和铝镁合金两种,形状均为管形。铝锰合金导体载流量大,但强度较差,采用一定的补偿措施后可广泛使用;铝镁合金导体机械强度大,但载流量小,主要缺点是焊接困难,因此受到限制。在持续工作电流较大且位置特别狭窄的场所或腐蚀严重的场所可选用铜质材料的硬裸导体。 (2)型式

矩形导体:单片矩形导体具有肌肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点,一般使用于工作电流≤2000A的回路。多片矩形导体适用于工作电流≤4000A。

槽型导体:槽型导体电流分布比较均匀,与同截面的矩形导体相比,其优点是散热条件好、机械强度高、安装也比较方便。回路持续工作电流为4000~8000A时,一般选用双槽形导体。

管形导体:管形导体是空芯导体,集肤效应系数小,且有利于提高电晕的起始电压。户外配电装置使用管形导体,具有占地面积小、架构简明、布置清晰等

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