根据上面所选的参数进行计算:
X1=X2=Xx
100Sd=0.4×80×=0.241 21152UavX3=X4=1/200×(UK12%+UK31%-UK23%) =1/200×(10.5+18-6.5) × =0.175
X5=X6=1/200×(UK12%+UK23%-UK31%) =1/200×(10.5+6.5-18) × =-0.008≈0
X7=X8=1/200×(UK23%+UK31%-UK12%) =1/200×(6.5+18-10.5) × =0.111
100 63100 63Sd SNSd SN100 63Sd SN由于两台变压器型号完全相同,其中性点电位相等,因此等值电路图可化简为
X13=X1/2=0.241/2=0.1205 X10=X3/2=0.175/2=0.0875 X11=X5/2=-0.008/2=-0.0040 X12=X7/2=0.111/2=0.0555
计算各短路点的最大短路电流
(1)K1点短路时
XΣ*=X13=0.1205
I” *=I S∞*=1/XΣ*=1/0.1205=8.299 短路次暂态电流:I”S=IS∞=I”S *Id=8.299×
1003?115=4.166(kA)
短路冲击电流: ish.S=2.55 I”S=2.55×4.166=10.624(kA) 全电流最大有效值:Ish.S =1.51 I”S =1.51×4.166=6.2816(kA)
短路电流容量: Sd”=
3I”S Un=829.78(MV)
(2) K2点短路时
XΣ*=X13+X10+X11=0.1205+0.0875-0.0040=0.204 I” *=I S∞*=1/XΣ*=1/0.204=4.902 短路次暂态电流:I”S=IS∞=I”S *Id=4.902×
1003?37=7.649(kA)
短路冲击电流: ish.S=2.55 I”S=2.55×7.649=19.505(kA) 全电流最大有效值:Ish.S =1.51 I”S =1.51×7.649=11.550(kA) 短路电流容量: (3) K3点短路时
XΣ*=X13+X10+X12=0.1205+0.0875+0.0555=0.2635 I” *=I S∞*=1/XΣ*=1/0.2635=3.795 短路次暂态电流:I”S=IS∞=I”S *Id=3.795×
1003?10.5Sd”=
3I”S Un=490.179 (MV)
=20.868(kA)
短路冲击电流: ish.S=2.55 I”S=2.55×20.868=53.213(kA) 全电流最大有效值:Ish.S =1.51 I”S =1.51×20.868=31.511(kA) 短路电流容量: Sd”=
3I”S Un=379.505(MV)
从计算结果可知,三相短路较其它短路情况严重,它所对应的短路电流周期分量和短路冲击电流都较大,因此,在选择电气设备时,主要考虑三相短路的情况。
第六章 配电装置及电气设备的配置与选择
1. 导体和电气设备选择的一般条件
导体和电气设备选择是电气设计的主要内容之一。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求确是一致的。电器设备要能可靠地工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来效验热稳定和动稳定。
正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时,应根据工程实际情况,在保证安全、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技术,并注意节约投资,选择合适的电气设备。
1.1 一般原则
1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要; 2、应按当地环境条件校核; 3、选择导体时应尽量减少品种; 4、应力求技术先进和经济合理; 5、扩建工程应尽量使新老电器型号一致;
6、选用的新产品,均应具有可靠的试验数据,并经正式鉴定合格
1.2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。
1.2.1长期工作条件 (一)电压
选用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
(二)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
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,所以在选择额定电流时,应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。
所选用电器端子的允许荷载,应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。 1.2.2 短路稳定条件 (一)校验的一般原则
(1) 电器在选定后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
流一般取三相短路时的短路电流。 (2)用熔断器保护的电器可不验算热稳定。 (3)短路的热稳定条件
Itt2 ≥Qd
式中 Qdt—在计算时间tjs秒内,短路电流的热效应(kA ?s)
It —t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值(kA) 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tjs按下式计算:
tjs=tb+td
式中 tb—继电保护装置后备保护动作时间(s)
td—断路器全分闸时间(s)
(4) 短路动稳定条件 ich≤idf
Ich≤Idf
式中 ich—短路冲击电流峰值(kA)
idf—短路全电流有效值(kA)
Ich—电器允许的极限通过电流峰值(kA) Idf—电器允许的极限通过电流有效值(kA) 1.2.3 绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下,电器的内、外绝缘保证必要的可靠性。 电器的绝缘水平,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。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时,应通过绝缘配合计算,选用适当的过电压保护设备。
2
1.3 环境条件
环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。按照规程上的规定,普通高压电器在环境最高温度为+40oC时,允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40oC时,每增加1oC建议额定电流减少1.8% ;当低于+40oC时,每降低1oC,建议额定电流增加0.5%,但总的增加值不得超过额定电流的20%。
2. 设备的选择
2.1断路器的选择
2.1.1 高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器主要功能是:正常运行倒换运行方式,把设备或线路接入电网或退出运行,起控制作用;当设备或线路发生故障时,能快速切断故障回路,保证无故障部分正常运行,起保护作用。其最大特点就是断开电器中负荷电流和短路电流。 2.1.2 高压断路器按下列条件进行选择和校验
(一)选择高压断路器的类型,按目前我国能源部要求断路器的生产要逐步走向无油
化,因此6 —220kV要选用SF6断路器。 (二)根据安装地点选择户外式或户内式。
(三)断路器的额定电流不小于通过断路器的最大持续电流。 (四)断路器的额定电压不小于变电所所在电网的额定电压。
(五)校核断路器的断流能力,一般可按断路器的额定开断电流大于或等于断路器触
头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择,当断路器的额定开断电流比系统的短路电流大得多的时,为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选择。
(六)热稳定校验应满足的条件是:短路的热效应小于断路器在 tK 时 间内的允许热
效应。
(七)动稳定校验应满足的条件是:短路冲击电流应小于断路器的动稳定 电流,一般
在产品目录是给出的极限过电流峰值。
(八)按短路关合电流选择,应满足条件是:断路器额定关合电流不少于短路冲击电
流ish ,一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。 2.1.3按上述原则选择和校验断路器 (一)110kV侧断路器的选择
(1)、该回路为 110 kV电压等级,故可选用六氟化硫断路器。 (2)、断路器安装在户外,故选户外式断路器。
(3)、回路额定电压Ue≥110kV的断路器,且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流 ImaX=1.05×
103.7313?115=0.547(kA)
(4)、为了维护和检修的方便,选择统一型号的SF6 断路器。如下表:
最高 工作 电压 kV 126 额定 开断 电流 kA 31.5 额定峰动稳 3S热稳 值耐受定电流 定电流 电kA kA kA 80 31.5 80 流 固有分闸时间 S 额定 型号 电压 kV OFPT-110 额定 电流 A 合闸 时间 S 110 1600 0.03 0.12