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110KV企业变配所电气布置设计(二)
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毕业论文范文题目:
110KV企业变配所电气布置设计(二)
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110KV企业变配所电气布置设计(二)
110KV企业变配所电气布置设计(二)毕业论文范文介绍开始:
用于设备选择的短路电流是按照变电所最终规模:两台40MVA主变压器及110kV远景系统阻抗,考虑两台主变并列运行的方式进行计算的。计算结果如下:
表一 等效电路阻抗计算结果表
阻抗名称
系统X
发电机
变压器
主变
线路1
线路2
短路阻抗标幺值
0.045
0.06
0.075
0.262
0.18
0.12
表二 短路电流计算结果表
短路类型
短路点编号
短路点位置
短路点平均电压(kV)
基准电流(kA)
短路电流周期分量起始有效值
短路电流冲击值(kA)
短路电流最大有效值(kA)
三相短路
f1
110kV母线
115
7.89
14.19
36.18
15.15
f2
10kV
母线
10.5
86.36
32.82
83.68
32.82
2.4、设备的选择与校验
2.4.1 导体和电气设备选择的一般条件
正确的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,积极而稳定的采用新技术,并注意节约投资,选择合适的电气设备。
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) 应力求技术先进和经济合理;
(4) 选择导体时应尽量减少品种;
(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。
2)短路状态热稳定和动稳定的校验
1 短路热稳定校验
短路电流通过电器时,电气设备各部件温度(或发热效应)应不超过允许值,满足热稳定的条件为
式中 …短路电流产生的热效应
、t…电气设备允许通过的热稳定电流和时间
2电动力稳定校验
电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的呢公里。亦称动稳定,满足动稳定的条件:
式中 、…短路冲击电流幅值及其有效值
、…电气设备允许通过的动稳定电流及其有效值
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定:
(1) 用熔断器保护的电气设备,其热稳定由熔断器时间保证,故可不验算热稳定
(2) 采用有限电流电阻熔断器保护的设备,可不校验动稳定
(3) 装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定
3)环境条件
环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔和地震。由于设计条件有限,所以在设计中没有考虑温度因素。
按照工程上的规定,普通高压电器在环境温度为四十度时,允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境高于四十度时,每增加一度建议额定电流减少1.8%;当低于四十度时,每降低一度建议额定电流增加0.5%,但总的增加值不得超过额定电流的20%。
2.4.2设备选择
结合以往110kV变电所设计及运行情况,本次选用110kV及10kV开关开断电流采用31.5kA。并依次对设备进行了选择和校验。主要设备参数如下:
表三 主变:(双绕组无励磁调压电力变压器)
型号
额定容量
(kVA)
额定高压
(kV)
额定低压
(kVA)
空载电流
(kVA)
空载损耗
(kW)
负载损耗
(kV)
阻抗电压
(%)
SFL-40000/110
40000
110
±2×2.5%
121
10.5
0.7
45
174
10.5
110kV侧高压断路器:
高压断路器的功能是,不仅能通断正常负荷电流,而且能接通和承受一定时间的短路电流,并能在保护装置作用下自动跳闸,切断短路故障。
表四 选用SW4-110Ⅲ型断路器
型号
额定电压(kV)
最高工作电压(kV)
额定电流(A)
额定开断电流(kA)
动稳定电流(kA)
SW4-110Ⅲ
110
126
1250
31.5
80
4s稳定电流(KA)
自动重合闸无电流间隔时间(s)
固有分闸时间(s)
合闸时间(s)
断路器本体质量 (三相)(kg)
油重(kg)
31.5
0.3
0.05
0.4
3360
120
110kV侧高压隔离开关:
高压隔离开关的功能是,隔离高压电源,以保证其他设备和线路的安全检修,其特点是不允许带负荷操作。
表五 选用GW4-110DW型隔离开关
型号
额定电压
(kV)
额定电流
(A)
动稳定电流峰值
(kA)
热稳定电流(kA)
操动机构型号
单相质量(kg)
2s
4s
5s
主刀闸
接地刀闸
GW4-110DW
110
16000
100
31.5
CS17G、CJ2-G
CS17G
255
110kV侧电流互感器:
电流互感器的功能是:(1) 将一次回路的大电流变为二次回路的小电流(5A或1A),使测量仪表和保护装置标准化,小型化,价格便宜和便于屏内安装;(2) 使二次设备与高压部分隔离,且互感器二次侧均接地,从而保证设备和人身的安全。
表六 选用LCWB4-110型号的电流互感器
型号
额定电流比(A)
级次组合
准确级次
二次负荷(Ω)
10%倍数
1s热稳定倍数(倍数)
质量(kg)
0.5级
1级
3级
二次负荷(Ω)
倍数(倍)
油质量
总质量
LCWB4-110
(2×500)
0.5
2
75
145
580
B1
2.4
30
B2
2.4
20
B3
2
20
110kV侧电压互感器:
电压互感器的功能:(1)将一次回路的高电压变为二次回路的低电压,使测量仪表和保护装置标准化,小型化,并使其结构巧,价格便宜和便于屏内安装;(2)使二次设备与高压部分隔离,且互感器二次侧均接地,从而保证设备和人身的安全。
表七 选用Jcc2-110电压互感器
型号
额定电压
一次绕组1额定容量(V.A)
二次绕组2 额定容量(V.A)
最大容量(V.A)
一次绕组
二次绕组
辅助绕组
0.2
0.5
1
3
3P
6P
Jcc2-110
110/
0.1/
0.1
500
1000
2000
10kV侧断路器:
应采用少油高压断路器,放置在户内,型号为SN10-10/3000-43.3
型号
额定电压
(kV)
额定电流
(A)
额定开断电流
(kA)
额定断流容量
(MVA)
极限通过电流峰值
(kA)
热稳定电流有效值
(kA)
合闸时间
(s)
故有分闸时间
(s)
SN10-10Ⅲ
SN10-10/
3000-43.3
10
3000
43.3
750
130
43.3(4s)
≯0.2
≯0.06
型号
操作循环
机械寿命
(次)
油重
自重
(无油)
配用操动机构型号
SN10-10Ⅲ
SN10-10/
3000-43.3
分-180s-合分-180s-合分
1050
13
190
CD10Ⅲ
10kV侧隔离开关:
采用GN2-10/3000型号的隔离开关
型号
额定电压(kV)
额定电流(A)
动稳定电流(kA)
热稳定电流
三相质量(kg)
有效值
峰值
2s
4s
5s
10s
GN2-10/3000
10
3000
30
100
40
20
70
50
154
10kV侧电流互感器:
选择LMC-10型3000/5的电流互感器
型号
额定电流比
级次组合
准确等级
二次负荷
10%倍数
1s热稳定
动稳定
长度H(mm)
准确等级
二次负荷(Ω)
倍数
电流(kA)
倍数
电流(kA)
倍数
0.5
1
3
LMC-10
2000,
3000/5,
4000,
5000/5
0.5/0.5
0.5及3
0.5
3
1.2
3
2
75
610
620
10kV侧电压互感器:
选用型号为JSW-10三台单相三绕组电压互感器
型号
额定电压
一次绕组1额定容量(V.A)
二次绕组2 额定容量(V.A)
最大容量(V.A)
一次绕组
二次绕组
辅助绕组
0.2
0.5
1
3
3P
6P
JSW-10
10
0.1
0.1/3
120
200
480
960
110KV侧母线的选择:
选用LGJ-210/25型钢芯铝绞线
标称截面
铝/钢(mm2)
半径 (mm)
重量(kg/km)
标称截面
铝/钢(mm2)
外径(mm)
质量
(kg/m)
LGJ-210/25
19.98
789.1
LGJ-500/45
30
1688
10kV侧母线的选择:
选用槽形硬导体铝锰合金LMY3570型导线
截面尺寸
双槽导体截面S
()
集肤效应系数
导体载流量
(A)
截面系数
()
惯性矩
()
惯性半径
()
质量
(kg/m)
高度h
(mm)
宽度b
(mm)
厚度t
(mm)
弯曲半径r
(mm)
150
65
7
10
3570
1.075
5650
14.7
68
1.97
9.675
高压熔断器
110kV 选用RW6-110型
型号
额定电压
(kV)
额定电流
(A)
最大开端容量(MVA)
工频干耐受电压(kV)
工频湿耐受电压(kV)
全波冲击耐受电压(kV)
质量(kg)
RW6-110
110
100
1000
280
215
460
150
10kV 选用RN2 10/0.5型
型号
额定电压(kV)
额定电流 (A)
开断容量不小于(MVA)
最大开断电流(kA)
熔管数
质量
熔断器
熔管
RN210/0.5
6
0.5
1000
85
1
609
0.9
避雷器:
避雷器配置原则:
配电装置每组母线上,一般应装设避雷器;
220kV及以下的变压器到避雷器的电气距离超过允许值时,应在变压器附近增设一台避雷器;
以下情况中性点应装设避雷器:
A: 直接接地系统中,变压器中性点分级绝缘,且装设有隔离开关时;
B: 直接接地系统中,变压器中性点为全绝缘,但变电所为单进线且为单台变压器运行时;
C: 不接地或经过消弧线圈接地系统中,多雷区的单进线变压器中性点。
110kV,220kV线路侧一般不装设避雷器。
结果如下:
型号
组合方式
额定电压
kV
灭弧电压
kV
工频放电电压kV
预放电时间1.5-20μs
5kA冲击电流下的残压幅值
FCZ—110
单独元件
110
126
255-290
345
332
FZ—10
单独元件
10
12.7
26-31
45
45
所内变压器
选用S9-500/10型变压器
型号
额定容量
(kVA)
额定高压
(kV)
额定低压
(kVA)
空载电流
(kVA)
空载损耗
(kW)
负载损耗
(kV)
阻抗电压
(%)
S9-500/10
500
10
±2×2.5%
0.4
0.4
1.4
1000
5000
4
2.5、防雷保护的确定及接地网的设计
2.5.1避雷针的作用
防直击雷最常用的措施是装设避雷针,它是由金属制成,比被保护设备高,具有良好
接地的装置,其作用是将雷吸引到自己身上并安全导入地中,从而保护了附近比它矮的设备,建筑免受雷击。
所谓避雷针的保护范围是指被保护物在此空间范围内不致遭受雷击而言。它是在实验
中用冲击电压下小模型的放电结果求出的,由于它与近似直流电压的雷云对空间极长间隙
下的放电有很大差异,所以这一保护范围并没有得到科学界的公认,但我们可以把它看成
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