保证重要用户供电 ③ 倒闸操作复杂,容易误操作 经 济 ① 设备少、投资小 ② 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 ① 占地大、设备多、投资大 ② 母联断路器兼作旁路断路器节省投资 在技术上(可靠性、灵活性)第Ⅱ种方案明显合理,在经济上则方案Ⅰ占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析,决定选第Ⅱ种方案为设计的最终方案。
第二章 变压器选择
2.1 主变台数、容量和型式的确定 2.2.1变电站主变压器台数的确定
主变台数确定的要求:
对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站,在设计时应考虑装设多台主变压器的可能性。
考虑到该变电站为一重要中间变电站,与系统联系紧密,且在一次主接线中已考虑采用旁路呆主变的方式。故选用四台主变压器,并列运行且容量相等。 2.2.2变电所主变压器容量的确定
主变压器容量确定的要求:
根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内,应保证用户的一级负荷。根据发电机100MW容量的要求故而故选四台120MVA的主变压器就可满足。 2.2.3 变电站主变压器型式的选择
具有2种电压等级的变电站中,主变压器采用双饶组。故本站主变压器选用有载两圈变压器。我国220kV及以上电压变压器绕组都采用Y连接;变压器低绕组都采用?连接。
故主变参数如下: 型号 电压器组合及分接范围 损耗(KW) SSPL-120高压 00/220 220±2×2.5% 低压 10.5 短路电压空载电压连接组标号 (%) (%) 短路空载14.2 1.26 YN,d11 (%) (%) 101198.2 .5
第三章 最大持续工作电流节短路计算
3.1 各回路最大持续工作电流
根据公式 Smax=3UeIgmax (3-1)
式中 Smax ---- 所统计各电压侧负荷容量 Ue ---- 各电压等级额定电压 Igmax ---- 最大持续工作电流 Smax=3UeIgmax
Igmax=Smax/3Ue
Sn
120 220kV Igmax=1.053Un=1.052203=0.33KA=330A 3.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果
短路电流计算的目的是为了选择导体和电器,并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点有3个如图所示。计算结果:(计算过程见附录Ⅰ)
当K1点断路时:
I?=3.916KA
ich=10.652 KA
当K2点断路时:
I?=3.012KA ich=5.908 KA 当K3点断路时:
I?=3.012KA
ich=5.908 KA
第四章 主要电气设备选择
电气设备选择的一般原则为:
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.应满足安装地点和当地环境条件校核。 3.应力求技术先进和经济合理。 4.同类设备应尽量减少品种。
5.与整个工程的建设标准协调一致。
6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。
技术条件:选择的高压电器,应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。
1.电压 。选用的电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug,即,Umax>Ug
2.电流。 选用的电器额定电流Ie不得低于 所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig ,即Ie>Ig
校验的一般原则:
1.电器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,校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。
2.用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 3.短路的热稳定条件
td\2222Qd?Q??10td/2?td?QdIIIIrt 12Qdt——在计算时间ts内,短路电流的热效应(KA2S) It——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值(KA2S) T——设备允许通过的热稳定电流时间(s) 校验短路热稳定所用的计算时间Ts按下式计算
t=td+tkd式中td ——继电保护装置动作时间内(S) tkd——断路的全分闸时间(s) 4.动稳定校验
电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力,称动稳定。满足动稳定的条件是:
??ich?idw
Ich?Idwch
上式中 ichI ——短路冲击电流幅值及其有效值
iIdwdw ——允许通过动稳定电流的幅值和有效值
4.1 高压断路器的选择
高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用,是高压电路中最重要的电器设备。
型式选择:
本次在选择断路器,考虑了产品的系列化,既尽可能采用同一型号断路器,以便减少备用件的种类,方便设备的运行和检修。
选择断路器时应满足以下基本要求: 1.在合闸运行时应为良导体,不但能长期通过负荷电流,即使通过短路电流,也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。
2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。
3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。 4.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命,并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。
由此初选
Sw6~220/1200,Ibr=21KA,IN=1200A,imax=55KA,It=21KA(4s),tg=0.04 ts=0.02,tk=3.2+0.06+0.02=3.28(s),t1=0.06+0.04=0.10(s),I=3.915KA I0.2=2.91KA,I0.4=2.66KA,ish=10.652KA 开断能力:I<21KA
动稳定校验:ish=10.652<55KA 热稳定
122222Qk=12(3.915+29.1+2.661)3.27=29.18KAS<21?4?48 KAS
````满足要求
故选Sw6~200/1200型断路器可满足要求 电路计算结果 Uns Igmax I`` ish Qk 220KV 330A 3.915KA 10.652KA 29.18 KA2S 项目 UN IN Ibr imax It2t Sw6~200/1200参数 220KV 1200KA 21KA 55KA 212?4 Gw7~200200D参数 220KV 1000A 无 83KA 332?4
4.2 隔离开关的选择
隔离开关是高压开关设备的一种,它主要是用来隔离电源,进行倒闸操作的,还可以拉、合小电流电路。
选择隔离开关时应满足以下基本要求:
1.隔离开关分开后应具有明显的断开点,易于鉴别设备是否与电网隔开。 2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离,以保证过电压及相间闪络的情况下,不致引起击穿而危及工作人员的安全。
3.隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。 4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好,要有最佳的跳、合闸速度,以尽可能降低操作时的过电压。
5.隔离开关的结构简单,动作要可靠。
6.带有接地刀闸的隔离开关,必须装设连锁机构,以保证隔离开关的正确操作。
又根据最大持续工作电流及短路电流得知 隔离开关选用Gw7~200200D可以满足要求。 电路计算结果 Uns Igmax I`` ish Qk 220KV 330A 3.915KA 10.652KA 29.18 KA2S 项目 UN IN Ibr imax It2t Gw7~200200D参数 220KV 1000A 无 83KA 332?4
4.3 220KV电压母线和绝缘子的选择
选择配电装置中各级电压母线,主要应考虑如下内容:
⑴、选择母线的材料,结构和排列方式; ⑵、选择母线截面的大小;
⑶、检验母线短路时的热稳定和动稳定;
⑷、对35kV以上母线,应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕; ⑸、对于重要母线和大电流母线,由于电力网母线振动,为避免 共振,应校验母线自振频率。
220kV母线一般采用矩形或槽型两种型式。从指导书中根据高电压的要求可以选用矩形铝母线。
(1)按经济电流密度选择母线截面,根据Tmax=5000h,查图3-11,得到J=0.75A/mm2.求得母线经济截面:
Se=IN/J=314.9/0.75=419.89(mm2)
查手册,选用截面为63×6.3=396.9mm2的矩形母线。
按导体平放,其Ial=872A,Kf=1.02,ri=1.68cm,计及温度修正
K??75?34?1.28?1.28?87?1116.775?40 K?IalA
流过母线的最大工作电流
Igmax=1.05In=1.05×314.9=330.6A
故而 Igmax=330.6A<872A 可满足母线正常发热要求。 (2)校验母线热稳定,短路切除时间 tk=3.28s>1s 周期电流热效应