电气课程设计--发电厂电气部分设计(5)

2019-03-27 16:14

5.3.3母线及引线的选择

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。

敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。

1、裸导体应根据具体使用情况按下列条件选择和校验

(1)型式: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。

(2)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。

(3)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、母线及电缆截面的选择

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。

选择配电装置中各级电压母线,主要应考虑如下内容:

选择母线的材料,结构和排列方式:一般采用铝母线,110KV及以上持续工作电流在8000A以上的屋内、外配电装置采用管型母线,管型母线一般采用三相水平布置。

5.3.4电流、电压互感器的选择 一、互感器包括电压互感器和电流互感器,是一次系统和二次系统间的联络元件,用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电,正确反映电气设备的正常运行和故障情况,其作用有:

1)将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流。 仪表和保护装置标准化、小型化,并使其结构轻巧、价格便宜,便于屏内安装。

2)使二次设备与高电压部分隔离,且互感器二次侧均接地,从而保证了设备和人身的安全。

电流互感器的特点:

1)一次绕组串联在电路中,并且匝数很少,故一次绕组中的电流完全取决于被测量电路的负荷,而与二次电流大小无关;

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2)电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小,所以正常情况下,电流互感器在近于短路状态下运行。

电压互感器的特点: 1)容量很小,类似于一台小容量变压器,但结构上需要有较高的安全系数; 2)二次侧所接测量仪表和继电器电压线圈阻抗很大,互感器近似于空载状态运行,即开路状态。

互感器的配置:

1)为满足测量和保护装置的需要,在变压器、出线、母线分段及所有断路器回路中均装设电流互感器;

2)在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器,如:发电机和变压器的中性点;

3)对直接接地系统,一般按三相配制。对三相直接接地系统,依其要求按两相或三相配制;

4)6-220KV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器; 5)当需要监视和检测线路有关电压时,出线侧的一相上应装设电压互感器。 二、电流互感器的选择

1、一次回路额定电压和电流的选择 Un≥UNs

Ial=KIN1≥Imax 带入数据得 IN1=577A

2、额定二次电流的选择

额定二次电流有5A和1A两种,一般弱电系统用1A,强电系用5A。本次设计采用5A的二次电流.

3、种类和型式的选择

选择电流互感器种类和形式时,应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求,再根据安装地点(屋内、屋外)和安装方式(穿墙、支持式、装入式等)来选择。

本次设计采用的为屋外支持式的LCWB2-220W 额定电级次组准确级二次负1s 热稳动稳定准确级二次负流比 合 次 荷(VA) 定电流电流 次 荷 (KA) (KA) 0.2/0.5 (23200~23P/p 600)/5

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0.2 50 31.5 80 0.5 2Ω

4、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SN2。

即:SN2 ≥S2 = 50VA Z21≤ZN2

由于仪表和继电器的电流线圈及连接导线的电抗很小,可以忽略,只需计及电阻,即

Z21=rar+r1+rc

rar — 二次负荷最大相的仪表和继电器电流线圈的电阻Ω,可由其功率 rar=Pmax/I2N2,Ω

r1 — 继电器电阻和连接导线电阻,Ω rc — 接触电阻一般取0.1Ω 仪表名称型号 电流表(46L1-A) 有功功率表(46DC1-W) 有功电能表(DS3) 总计 代入数据的

rar=Pmax/IN2=1.45/25=0.058

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二次负荷 U相 0.35 0.6 0.5 1.45 W相 0.6 0.5 1.1 r1≤ZN2-( rar+ rc) Ω=2-(0.1+0.058)=1.842 Ω r1=ρLC/S

故S≥ρLC/(ZN2- ra-rc)

采用铜线,ρ=1.75310-2Ω2㎜2/m 导线长度30m S≥1.75310-23√3330/1.842 代入数据得 S=0.0086㎜2

当求出的铜导线截面积小于1.5㎜2时,应选1.5㎜2。

5、按一次回路额定电压和电流选择 电流互感器用于测量时,其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右以保证测量仪表的最佳工作电流互感器的一次额定电压和电流选择必须满足:Un≤UNw IN1≥Igmax,为了确保所供仪表的准确度,互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流

UNw— 电流互感器所在电网的额定电压

Un IN1 — 电流互感器的一次额定电压和电流

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Igmax — 电流互感器一次回路最大工作电流

6、热稳定检验

电流互感器热稳定能力常以1s允许通过的热稳定电流It或一次额定电流IN1

的倍数Kt来表示,即:(Kt IN1)2 ≥ QK

带入数据得:

31.52=992.25> 910.46[(kA)2.s ]

7、动稳定校验 (1)内部动稳定校验:

电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值(2IN1)的倍数KES—动稳定电流倍数,表示其内部动稳定能力,故内部动稳定可用下式校验:

ies≥ish或2 IN1Kes≥ish (kA)

即:2 IN1Kes =2380=113.14 ≥45.97(kA) (2)外部动稳定校验:

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:

Fal≥1.73310-7(Lc/a) i2sh Lc=(L1+L2)/2

Lc—电流互感器的计算跨距,m

L1—电流互感器出线端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距,m L2—电流互感器两端瓷帽的距离

有的产品目录未标明Fal,而只给出Kes。Kes一般在相间距离a=0.4,计算跨距Lc=0.5的条件下取得。所以,

2IN1Kes√(0.5a/0.4Lc)≥ish (kA)

由于LCWB2-220W互感器为支持式绝缘只进行内部动稳定校验 代入数据得

Ies=113.14 ≥45.97(kA)

同理在本次设计中我们还选中了LFZ1-10屋内型作为6kV侧的电流互感器 额定电流变比 准确级次 额定阻抗 热稳定倍率 动稳定倍率 400/5 0.5 0.4 80 140 20

还有变压器低压侧15.75kV的电流互感器选择我们选择的是LBJ-10 额定电流变比 准确级次为 准确级次为 热稳定倍率 动稳定倍率 0.5时二次侧1时二次侧负负荷 荷 2000-6000/5 2.4 2.0 50 90

二、电压互感器的选择

1、电压互感器的准确级和容量

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。

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。

2、按一次回路电压选择

为了保证电压互感器安全和在规定的准确级下运行,电压互感器一次绕组所接电网电压应在(1.1~0.9)UN1范围内变动,即应满足:

1.1UN1>U1>0.9 UN1 即 198kV<U1<242kV

3、电压互感器及型式的选择

电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择,在6~35KV屋内配电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110~220KV配电装置中一般采用串级式电磁式电压互感器。220KV及以上配电装置,当容量和准确级满足要求时,一般采用电容式电压互感器。

所以6,15.75kV,选择油浸绝缘,220kV选择电容式电压互感器。 6kV侧为JDJ-10初绕组为10,次绕组为0.1,最大容量为640(VA) 15.75kV侧为JDJ2-35,初绕组为35,次绕组为0.1, 最大容量为1000(VA) 220侧为TYD220/3 -0.0075,初绕组为220/3 ,次绕组为0.1/3 , 最大容量为:2000(VA)

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