表4.1 短路电流计算结果表
电压(kv) 短路点 I''(KA) Itk2(KA) It5.76 k(KA) I5.76 ?(KA) ish(KA) 110 10 d-1 d-2 5.62 18.17 5.76 18.17 14.33 46.33 18.17 18.17 4.3 持续工作电流的计算
各回路最大持续工作电流
根据公式 式中
Smax=3UIegmax
Smax ---- 所统计各电压侧负荷容量 ---- 各电压等级额定电压 ---- 最大持续工作电流
UeIgmax
SIIImax=3=
UIemaxgmax )
gmaxS/(3Ue则:10kV
gmax=330.45MVA/(3×10)KV
=19.08KA 110kV
gmax=1119.4 MVA/(3×110)KV
=5.88KA
4.4电气设备选择
4.4.1电气设备选择的原则
由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是,电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作,为此,它们的选择都有一个共同的原则:按正常工作状态选择;按短路状态校验。
电气设备选择的一般原则为:
(1)、应力求技术先进、安全适用、经济合理;
(2)、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; (3)、应按当地环境条件校核;
(4)、应与整个工程的建设标准协调一致; (5)、选择的导体品种不宜太多;
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(6)、选用新产品应积极慎重。新产品应有可靠的试验数据,并经主管单位鉴定合格。
5.2 电气设备选择的技术条件
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。(2)电流:选用的电器额定电流IN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。
校验的一般原则:
⑴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。
⑵用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 ⑶短路的热稳定条件
I2t?t?Q
KQk——在计算时间ts内,短路电流的热效应(KA2S)
I2
——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值(KAS) tt——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t按下式计算
t=t+tkprbr
tt是:
pr ——继电保护装置动作时间内(S) ——断路的全分闸时间(s)
br(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
i
sh?ies ?Ies
shI上式中
shiIiIshes ——短路冲击电流幅值及其有效值
es ——允许通过动稳定电流的幅值和有效值
(5)绝缘水平:
在工作电压的作用下,电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过载能力很大,双回路出线的工作电流变化幅度也较大,故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力,所以在选择其额定电流时,应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。
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5.3 主要电气设备的选择 110KV侧断路器和隔离开关的选择
(1)110KV高压侧断路器的选择
进线断路器的等级比主变高压侧大一级,而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大,粗略计算,进线只取进线断路器。
假设两台主变同时并联投入运行时,110KV母线上发生短路, 短路电流有名值:
''d1I= 5.62KA
短路冲击电流有名值:ish=2.55×
I''d1=2.55 ×5.62=14.33(KA)
最大负荷电流:Imax=1.05×25000/(3×115)=251.319(A) 电网额定电压:UNS=110KV
则高压断路器的额定电压和额定电流选择应满足:
UNS≥UN,
IN≥
Imax
一般变电站采用中、慢速断路器,开断时间较长,短路电流非周期分量衰减较多,可不及非周期分量影响,按断开电流选择
I≥NbrI''d1 ;断路器合闸之前,若线路上已存在短路
故障,则在断路器合闸过程中,动静触头间在未接触时即具有巨大的短路电流通过,为保证断路器在关合短路时的安全,断路器的额定短路关合电流不应小于短路电流最大冲击电流,即按短路电流计算
iNcl≥ish。
根据资料,可以知道LW6-110满足要求,具体参数如下:
表附2.1 断路器LW6-110参数表 断路器型号 额定电压(KV) LW6-110 热稳定校验:
2额定电流(A) 630 额定开断电流(KA) 16 动稳定电流(KA) 40 热稳定电流(KA)(4S) 16 110 I?t=16×4=1024 (KAS) Q=I∞×t=5.62×4=126.34 (KAS)
2
2
tk222
因为
I2t?t≥Qk,所以满足热稳定要求;
动稳定校验: 因为
ies≥
ish=14.33KA
所以满足动稳定要求。 计算数据 LW6—110 110KV 251.319A UI
NS maxUI- 12 -
N 110KV 630A N
I i Q i shk''5.62KA 14.33KA 126.34 KA2?S 14.33KA shIiIiNbr 16KV 40KA 1024KA2?S 40KA Ncl2t ?t es 通过校验,所选断路器满足设计要求。 (2)110KV高压隔离开关的选择 最大负荷电流
Imax=251.32(A) 额定电压UNS=110KV
N隔离开关额定电压
U≥
UNS ,隔离开关额定电流
IN≥
Imax
根据资料,可以知道该隔离开关满足要求,具体参数如下: 表附2.2 隔离开关GW13-110参数表 隔离开关型号 额定电压(KV) 额定电流(KA) 动稳定电流(KA)(4S) 额定短路电流峰值 (KA) 110 630 16 55 GW13-110 热稳定校验:
2I?t=16×4=1024 (KAS) Q=I∞×t=5.62×4=126.34 (KAS) 因为I?t≥Q,所以满足热稳定要求;
2
2
tk222
2tk动稳定校验: 因为
ies≥
ish=14.33KA
通过校验,所选隔离开关满足设计要求。
10KV侧断路器和隔离开关的选择
(1)10KV低压侧断路器的选择
进线断路器的等级比主变高压侧大一级,而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大,粗略计算,进线只取进线断路器。
假设两台主变同时并联投入运行时,10KV母线上发生短路, 短路电流有名值
I''= 18.17(KA)
短路冲击电流有名值ish=2.55×Id1’’=2.55 ×18.17=46.33(KA) 最大负荷电流Imax=1.05×25000/(3×10.5)=1443.38 (A) 额定电压UNS=10KV 高工作电压 Ualm≥Usm=110×1.15=11.5(KV) 低压断路器应满足:
额定电压UNS≥UN 额定电流IN≥Imax
按断开电流选择INbr≥Id1’’ 按短路电流计算 iNcl≥ish
根据资料,可以知道内高压真空断路器ZN28-10/1250-20满足要求,具体参数如下:
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表附2.3 ZN12-10真空断路器其主要参数。
型号 电压等级(kV) 额定电额定电额定开断电流压(KV) 流(A) (KA) 10 2000 50 额定关合电流(KA) 140 动稳定电流 (KA) 140 ZN12-10 10 (1)校验热稳定
2 QD?Itt?502?4?10000(kA.S)
2
QK?I''2?tK?18.17?4?1320.6(kA2.S)
2 即QD>QK满足要求; (2)校验动稳定 INs>
即满足要求;
11ish2??46.33?23.17(KA) 22
(2)10KV高压隔离开关的选择 短路电流有名值Id1’’= 18.17(KA)
短路冲击电流有名值ish=2.55×Id1’’=2.55 ×18.17=46.33(KA) 最大负荷电流Imax=1443.38(A)
额定电压UNS=10KV 高工作电压 Ualm≥Usm=10×1.15=11.5(KV) 隔离开关额定电压UN≥UNS 隔离开关额定电流IN≥Imax 根据资料,可以知道GN6-10T/1000 满足要求,具体参数如下: 表附2.4 隔离开关GN6-10T/1000参数表 隔离开关型号 额定电压(KV) 额定电流(KA) 动稳定电流(KA) GN6-10T/1000 热稳定校验:
It2*t=20×10=4000 (KAS)
2
2
热稳定电流(KA) (10S) 20 10 1000 52 QK= I∞×t=18.17×10=3301.49(KAS) 因为It2*t≥QK,所以满足热稳定要求; 动稳定校验:
因为INS=52 KA ≥ ish=46.33KA 通过校验,所选隔离开关满足设计要求。
导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数大(通常指Tmax>5000h)。传输量大,长度在20m以上的导体,一般按经济电流密度选择。而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下,传输量不大,故可按长期允许电流来选择。
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110KV侧线路的选择
本设计的110kV为屋外配电装置,故母线采用钢芯铝绞线LGJ的软母线,
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