35kv变电站电气一次部分的设计
I?//?//////E?1??11.4 X??0.0875有名值I?I?IB?I?冲击电流iimp?SB100?11.4??17.8(KA) 3UB3?372KimpI//?2?1.8?17.8?45.3(KA)
短路全电流最大有效值
Iimp?I//1?2(Kimp?1)2?17.8?1?2?(1.8?1)2?26.9(KA)
短路容量
S?SBI?//?100?11.4?1140(MVA)
最小运行方式下电源至短路点的总电抗为:
X??=XL?=0.175
无限大容量电源E?=1 短路电流周期分量的标么值
I?//?有名值 I//1?5.7 0.175?I?//IB?5.7?1003?37?8.9(KA)
冲击电流 iimp?2KimpI//?2?1.8?8.9?22.7(KA)
//短路容量 S?SBI??100?5.7?570(MVA)
(2) 当在K2处发生三相短路时,最大运行方式下电源至短路点的总电抗为
X???(XL1??XT3?)//(XL2??XT4?)?无限大容量电源E?=1 短路电流周期分量的标么值
//I??1?(0.175?0.94)?0.56 2E?1??1.79 X??0.56?9.8(KA)
有名值I//?I?//IB?1.79?1003?10.5
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冲击电流iimp?2KimpI//?2?1.8?9.8?24.9(KA)
短路全电流最大有效值
Iimp?I//1?2(Kimp?1)2?9.8?1?2?(1.8?1)2?14.8(KA)
//短路容量S?SBI??100?1.79?179(MVA)
最小运行方式下电源至短路点的总电抗为
X???XL??XT??0.175?0.94?1.115
无限大容量电源E?=1 短路电流周期分量的标么值
I?//?E?1??0.9 X??1.115有名值I//?I?//IB?0.9?1003?10.5?4.9(KA)
冲击电流iimp?2KimpI//?2?1.8?4.9?12.6(KA)
短路全电流最大有效值
Iimp?I//1?2(Kimp?1)2?4.9?1?2?(1.8?1)2?7.4(KA)
短路容量S?SBI??100?0.9?90(MVA)
表4.2 短路电流计算结果表 电源至 短路点电 短路点 运行方式 抗标么值短路电 流周期分 量有名值冲击电流全电流短路容量S(MVA) //iimp(KA) Iimp(KA) X?? K1 最大 最小 最大 最小 0.0875 0.175 0.56 1.115 I//(KA) 17.8 8.9 9.8 4.9 45.3 22.7 24.9 12.6 26.9 13.4 14.8 7.4 1140 570 179 90 K2
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第五章 设备的选择与校验
5.1 概述
电气设备的选择是变电站设计的重要内容之一,如何正确地选择电气设备,将直接影响到电气主接线和配电装置的安全及经济运行。所以在进行设备选择时,必须执行国家的有关技术经济政策,在保证安全、可靠的前提下,选择电气设备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动、热稳定性。
1)按额定电压、额定电流选择导体和电气设备
所选电器和电缆允许最高工作电压Uymax不得低于回路所接电网的最高运行电压Ugmax
即
Uymax≥Ugmax
导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度Q0下,导体和电器的长期允许电流Iy应不小于该回路的最大持续工作电流Igmax
I1.05gmax=SN3U N式中SN ---- 所统计各电压侧负荷容量
UN ---- 各电压等级额定电压
即
Iy≥Igmax
2)按短路条件校验
电气设备在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验,一般校验取三相短路时的短路电流,如用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时,可不验算动稳定,用熔断器保护的电压互感器回路,可不验算动、热稳定。
短路热稳定校验: 满足热稳定条件为:
Qd≤Qr
I22rtdz≤Irt
Qd —短路电流产生的热效应
(5-1)
(5-2)
5-3)(
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Qr —短路时导体和电器允许的热效应
Ir—t秒内允许通过的短时热电流
短路的动稳定校验:
满足动稳定条件为:
ich≤idf
Ich≤Idf
ich— 短路冲击电流幅值 (kA)
Ich— 短路冲击电流有效值 (kA)
idf、Idf —导体和电器允许通过的动稳定电流幅值及有效值(kA)
由公式(5-2)可求得: 35KV侧:Igmax=6KV侧:Igmax=1.05SN=86.6A 3UN1.05SN=505.29A 3UN5.2 母线和电缆的选择与校验
5.2.1配电装置中的母线,应根据具体情况按下列条件选择和校验:
1)母线材料、截面形状和布置方式的选择;
载流导体一般采用铝质材料,对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机,变压器出线端部,以及对铝有较严重腐蚀场所,可选用铜质材料的硬裸导体。
回路正常工作电流在400A及以下时,一般选用矩形导体。在400~8000A时,一般选用槽形导体。
配电装置中软导线的选择,应根据环境条件和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件,确定导体的截面和导体的结构型式。
当负荷电流较大时,应根据负荷电流选择导线的截面积,对220kV及以下配电装置,电晕对选择导体一般不起决定作用,故可采用负荷电流选择导体截面。
2)母线截面尺寸的选择
除配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择外,其余导体截面,一般按经济电流密度选择。
(1)为保证母线的长期安全运行,按导体长期发热允许电流选择,导体能在电路中最大持续工作电流Igmax应不大于导体长期发热的允许电流Iy
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即:
Igmax≤Iy
(2)为了考虑母线长期运行的经济性,应按经济电流密度选择导体截面,这样可使年计算费用最低,经济电流密度的大小与导体的种类及最大负荷年利用小时数Tmax有关。
表4.3 导体的经济电流密度
导体材料 最大负荷年利用小时数T 3000以下 铝裸导线 铜裸导线 1.65 3.0 3000-5000 1.15 2.25 5000以上 0.9 1.75 导体的经济截面计算公式如下:
S=
IgmaxJ
(3)热稳定校验:
按上述情况选择的导体截面S,还应校验其在短路条件下的热稳定。 裸导体热稳定校验公式:
S≥I?tdz (mm2)
c(5-13)
c — 热稳定系数
I? — 稳态短路电流(kA) tdz— 短路等值时间S
表 4.4 不同工作温度下裸导体的C值 工作温度 铝合金 硬铜 40 99 186 45 97 183 50 95 181 60 91 176 65 89 174 70 87 171 75 85 169 80 83 166 (4)动稳定校验:
求出的母线最大相间计算应力不超过母线材料的应允应力,
即:?max≤?y
母线最大相间计算弯曲应力为:
式中,fphfphLM = = (Pa) ?maxW10W为单位长度导体上所受相间电动力,N?m
2(5-14)