式中: -电源至电抗器前的系统电抗标幺值。
电抗器在其额定参数下的百分电抗:
式中:UB-基准电压。
电压损失校验:普通电抗器在运行时,电抗器的电压损失应不大于额定电压的5%:
式中:
。
-负荷功率因数角,一般
母线残压校验:若出线电抗器回路未设置无时限保护,为减轻短路对其他用户的影响,当线路电抗器后短路时,母线残压应不低于电网额定值的60~70%:
3.热稳定和动稳定校验
式中:
—电抗器后短路冲击电流和稳态短路电流; 、
—电抗器的动稳定电流和短时热电流(t=1s)。
六、中性点设备的选择 1.消弧线圈的选择 消弧线圈的容量:
式中:Wh—补偿容量,(kVA);
UN—电网或发电机回路的额定线电压,(kV); IC—电网或发电机回路的接地电容电流,(A)。
安装在Y0/△接线双绕组变压器或Y0/Y0/△接线三绕组变压器中性点上的消弧线圈的容量,不应超过变压器三相总容量的50%,并不得大于三绕组变压器任一绕组的容量。安装在Y0/Y接线的内铁芯或变压器中性点上的消弧线圈容量,不应超过变压器三相总容量的20%。 消弧线圈的分接头数量应满足调节脱谐度的要求,接于变压器的一般不小于5个,接于发电机的最好不低于9个。
架空线路和电缆线路的单相接地电容电流IC1实用计算:
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式中:l1-架空线路的长度,(km);
l2-电缆线路的长度,(km); IC1-出线总电容电流,(A)。 变电设备的电流增值:IC2=K IC1 式中:K为附加值系数。
变电设备增加的接地电容电流值系数
额定电压(kV) 附加值系数(%) 6 18 10 16 15 15 35 13 63 12 110 10
全网总电容电流:IC=IC1+IC2 中性点位移校验:中性点位移电压
一般按下式计算:
式中:ρ-电网的不对称系数,一般取0.8;
Uph-消弧线圈投入前,电网或发电机回路的相电压; V-脱谐度, ;
d-阻尼率,一般取3%~5%。通常情况下v=0.15左右,v2是d2的9倍以上,近似计算时可
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忽略d的影响。
中性点经消弧线圈接地的电网,中性点位移电压不应超过15%;中性点经消弧线圈接地的发电机,中性点位移电压不应超过10%。 2.接地电阻的选择
(1)经高阻直接接地方式电阻的选择 电阻的额定电压:
电阻值:
电阻功率:
式中:
—中性点接地电阻值(Ω);
—系统额定线电压(k V); —电阻额定电压(kV);
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—电阻电流(A);
—系统单相对地短路时电容电流(A);
—单相对地短路时电阻电流与电容电流的比值,一般取1.1。
(2)经单相配电变压器接地方式电阻的选择
电阻的额定电压:应不小于变压器二次侧电压,一般选用110V或220V。 电阻值:
电阻功率:
式中:
—降压变压器一、二次之间的变比;
—二次电阻上流过的电流,(A);
—单相配电变压器的二次电压(V);
—间接接入电阻值(Ω)。
(3)中性点经低阻接地方式电阻的选择 电阻的额定电压:
电阻值:
电阻功率:
式中:
-中性点接地电阻值(Ω);
-选定的单相接地电流(A)。
3.接地变压器的选择
(1)安装在发电机或变压器中性点的单相接地变压器额定一次电压:
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式中:UN -发电机或变压器额定一次线电压(kV)。
接于系统母线的三相接地变压器额定一次侧电压应与系统额定电压一致。接地变压器二次侧电压可根据负载特性确定。
(2)单相接地变压器额定容量(kVA):
式中:
-接地变压器二次侧电压(kV);
-二次侧电阻电流(A);
K-变压器的过负荷系数(由变压器制造厂提供)。 (3)三相接地变压器额定容量:
额定容量应与其中性点的消弧线圈或接地电阻容量相匹配。若带有二次负载,还应考虑二次负荷容量。 对于Z型或YNd接线三相接地变压器,若中性点接消弧线圈,接地变压器容量为:
式中:
-消弧线圈额定容量;
-接地电阻额定容量。
对于Y/开口d接线的接地变压器(三台单相),若中性点接消弧线圈或电阻,接地变压器容量为:
-----------+ 14.4 导体和绝缘子的选择 +-----------
教学目标:会选择母线、电缆和架空导线;
了解绝缘子的选择方法。 重点:母线、电缆的选择。 难点:母线应力计算。
一、母线的选择
1.导体材料、类型和布置方式
一般采用铝或铝合金材料作为导体材料。常用的软导线有钢芯铝绞线、组合导线、分裂导线和扩径导线,后者多用于330kV及以上的配电装置。
矩形导体:一般只用于35kV及以下,电流在4000A及以下的配电装置中。 槽形导体:一般用于4000~8000A的配电装置中。
管形导体:用于8000A以上的大电流母线,或用在110kV及以上的配电装置中。 导体的散热和机械强度与导体布置方式有关。导体的布置方式应根据载流量的大小、短路电流水平和配电装置的具体情况而定。 2.导体截面选择
(1)按导体长期发热允许电流选择:
式中:Imax-导体所在回路中的最大持续工作电流;
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Ia1-在额定环境温度θ0=25℃时导体允许电流; K-与实际温度和海拔有关的综合修正系数。
(2)按经济电流密度选择:
式中:Imax-正常工作时的最大持续工作电流。 J—经济电流密度。 3.电晕电压校验
110kV及以上裸导体可按晴天不发生全面晕条件校验,即裸导的临界电压Ucr应大于最高工作电压Umax:Ucr>Umax 当所选软导线型号和管形导体外径大于或等于下列数值时,可不进行电晕校验:110kV,LGJ-70/φ20;220kY,LGJ-300/φ30。 4.热稳定校验
在校验导体热稳定时,若计及集肤效应系数Ks的影响,由热稳定决定的导体最小截面为:
式中:C-热稳定系数,C=Ak-Ai,C值与导体材料及工作温度有关。 5.硬导体的动稳定校验
在电动力的作用下,导体所受的最大弯矩M为:
式中:fPh-单位长度导体上所受相间电动力,N/m;
l-支持导体的支柱绝缘子间的跨距,m。 当跨距数等于2时,导体所受最大弯距为: 导体最大相间计算应力:
式中:W-导体对垂直于作用力方向轴的截面系数。 求出的导体应力不应超过导体材料允许应力: 材料最大允许应力:
绝缘子间最大允许跨距:
(Pa)
(Pa)
(m)
当矩形导体平放时,为避免导体因自重而过分弯曲,所选跨距一般不超过1.5~2m。
二、电缆的选择
电力电缆应按下列条件选择和校验:①电缆芯线材料及型号;②额定电压;③截面选择;④允许电压降校验;⑤热稳定校验。电缆的动稳定由厂家保证,可不必校验。
1.电缆芯线材料及型号选择:应根据其用途、敷设方式和使用条件进行选择。
一般采用三相铝芯油浸纸绝缘电缆、橡皮绝缘电缆、聚氯乙稀绝缘电缆或交联聚乙烯电缆,1l0kV及以上采用单相交联聚乙烯电缆或单相高压充油电缆;动力电缆通常采用三芯或四芯(三相四线);高温场所宜用耐热电缆;重要直流回路或保安电源电缆宜选用阻燃型电缆;直埋地下一般选用钢带铠装电缆;潮湿或腐蚀地区应选用塑料护套电缆;敷设在高落差大的地点,应采用交联聚乙烯电缆。
2.电压选择:电缆的额定电压UN应大于等于所在电网的额定电压UNs,即:UN≥UNs
3.截面选择:电力电缆截面一般按长期发热允许电流选择,当电缆的最大负荷利用小时Tmax>5000h,且长度超过20m时,则应按经济电流密度选择。电缆截面选择方法与裸导体基本相同,电缆选择时,其修正系数K与敷设方
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