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110KV企业变配所电气布置设计(三)
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110KV企业变配所电气布置设计(三)
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110KV企业变配所电气布置设计(三)
110KV企业变配所电气布置设计(三)毕业论文范文介绍开始:
一种用以决定避雷针高度与数目的工程办法。
2.5.2 防雷接地
接地是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地保持等电位,电力系统的接地按其功用可分三类:
(1) 工作接地:根据电力系统正常运行的需要而设置的接地,它所要求的接地电阻值约在0.5-10的范围内。
(2) 保护接地:不设这种接地,电力系统也能正常运行,但为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地,它是在故障的条件下才发挥作用的,它所要求的接地电阻值处于1-10的范围内。
(3) 防雷接地:用来将雷电流顺利泄入大地,以减小它所引起的过电压,它的性质似乎介于前两种接地之间,它防雷保护装置不可缺少的组成部分,它有些像工作接地;但它又是保障人身安全的有力措施,而且只有在故障下才发挥作用,它又有些像保护接地,它的阻值一般在1-30的范围内。
由此可见,接地电阻取10较合适。
查接地装置 (冲击系数)与 (接地装置的冲击利用系数)表,选用一字形的接地体。
查得:=0.45 , = (式中:—冲击电流下的电阻; —工频电流下的电阻)
=0.45×10=4.5
2.5.3 防雷保护方案
对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。对雷电侵入波的防护的主要措施是阀式避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。
为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好的接地网。装设避雷针(线)应该使变电所的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离,因为雷直击避雷针(线)瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大,则有可能在它们之间发生放电,这种现象称避雷针(线)对电气设备的反击或闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上,有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这种情况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离。
按实际运行经验校验后,我国标准 目前推荐和应满足下式要求:
≥0.2+0.1h, ≥0.3
≥0.2×4.5+0.1×
≥0.3×4.5
在对较大面积的变电所进行保护时,采用等高避雷针联合保护要比单针保护范围大。因此,为了对本站覆盖,采用四支避雷针。被保护变电所总长108.5m,宽79.5m,查手册,门型架构高15m。避雷针的摆放如图所示。
==79.5m;==108.5m
==135m
=-
所以,需要避雷针的高度为:=15+=34.3m
四只避雷针分成两个三只避雷针选择.
验算:首先验算123号避雷针
对保护的高度:
1﹑2号针之间的高度:=34.3-=23m>15m
2﹑3号针之间的高度:=34.3-=18.8>15m
1﹑3号针之间的高度: =34.3-=34.3-19=15.1m>15m
由上可见,对保护物的高度是能满足要求的。
对保护宽度:
1﹑2号针的保护宽度:=1.5 (-)=1.5(23-15) =12>0
2﹑3号针之间的宽度:=1.5 (-)=1.5(18.8-15) =5.7>0
由此可见,对保护物的宽度是能满足要求的。
所以,123针是满足要求的。
由于4针的摆放是长方形,所以,134针也是满足要求的。即,四只高度选为35m的避雷针能保护整个变电所。
2.5.4 接地网的设计
2.5.4.1设计说明
变电站需要有良好的接地装置,以满足工作安全和防雷保护接地要求。一般做法是根据安全和工作接地的要求,敷设一个统一的接地网,然后再在避雷针和避雷器下面增加接地体,以满足防雷接地的要求。总的接地电阻为水平接地体接地电阻和垂直接地体接地电阻的并联等效阻值。一般要求总的接地电阻R < 0.5,才能保证运行的安全。
2.5.4.2接地体的设计
工程实用的接地体主要由扁钢、圆钢、角钢或钢管组成,埋入地表下0.5-1m。水平接地体多用扁钢,宽度一般为20-40mm,厚度不小于4mm,或者用直径不小于6mm的圆钢。垂直接地体一般用(20×20×3一50×5O×5mm)或钢管,长度一般为2.5m。
2.5.4.3典型接地体的接地电阻计算
1)垂直接地体:
式中:l是接地体长度(m) ;d是接地体直径(m)。当采用扁钢时d=d/2,b为扁钢的宽
度。当采用角钢时d=0.84b,b是角钢每边宽度。
当有n根垂直接地体时,总接地电阻R∑按并联电阻计算:
式中: 称为利用系数,它表示由于电流互相屏蔽而使接地体不能充分利用的程度,
一般为0.65-0.8.
2)水平接地体:
式中:L是接地体的总长度((m); h是接地体埋设深度(m); A是表示因受屏蔽影响是
接地体电阻增加的系数,其数值如下表:
屏蔽影响系数表
2.5.4.4接地网的设计与计算
本次设计采用先在地下深为h的水平面上敷设方格形状的水平接地体,如下图(俯视):
接地网俯视图
调整水平接地体的间距可以改变水平接地电阻的阻值,然后再在两水平接地体的相交
处敷设垂直接地体,如下图(侧视):
设水平接地体的间距为4m,则应敷设水平接地体[63.5/4]×[66.2/4]=15×16根([]为取整符号),水平接地体埋设深度取h=0. 8m,采用宽度为30m,厚度为4m的扁钢:垂直
接地体采用40 x 40 x 4mm的角钢,长度为2.5m, = 400.m
接地体侧视图
垂直接地体的电阻阻值:
水平接地体的电阻阻值:
总的接地电阻阻值为以上两个电阻的并联:
满足要求。
当间距取5m时算得RZ = 0.521 > 0.50不符合要求,若间距取得比4m小,则不符合经济性的要求,所以取4m最好。
3 计算书
3.1 电力负荷的计算
10KV侧负荷统计表:
负荷名称
最大负荷(MW)
功率因数
cos
tan
回路数
计算负荷
无功(Mvar)
有功(Mw)
#1
4.5
0.85
0.62
2
2.79
5.29
#2
3.5
0.85
0.62
2
2.17
3.5
#3
3
0.85
0.62
2
1.86
3
#4
5
0.85
0.62
2
3.1
5
#5
5
0.89
0.51
2
2.55
5
#6
5.5
0.85
0.62
2
3.41
5.5
#7
1.5
0.85
0.62
1
0.93
1.5
#8
3
0.85
0.46
1
1.38
3
#9
4
0.85
0.46
1
1.84
4
#10
3
0.85
0.46
1
1.38
3
#11
3
0.85
0.46
1
1.38
3.30
10KV侧总计算负荷:
取负荷同期率,则
∑S=K×∑pi/cos
=0.9×
=42.266MVA
S所用=∑s×1%=0.4227MVA
3.2、等效电路电抗的计算
采用标幺制法进行参数计算,取基准容量SB=100MVA UB=Uc
系统电抗为
X1=X×=0.05×=0.045Ω
发电机电抗为
XG=
变压器电抗为
主变压器电抗为
60km 线路电抗为
40km 线路电抗为
3.3 等效电路短路电流的计算
等效回路图 如下:
1当f1发生短路时
短路电路总电抗为
因为Xjs=0.58<3
查发运算曲线得
系统额定电流为
计算短路电流有名值
在高压电路发生三相短路时,一般可取
2当f2发生短路时
短路电路总阻抗为
因为
查发运算曲线得
系统额定电流为
计算短路电流有名值:
在高压电路发生三相短路时,一般可取
式中
3.4、设备的选择及校验
3.4.1高压断路器
110KV侧:
(1)断路器的种类和形式的选择
采用选用SW4-110Ⅲ型少油断路器 其主要参数:
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
(2)额定电压额定电流的选择
(3)开断电流的选择
(4)短路关合电流的选择
(5)短路热稳定和动稳定校验
(a)热稳定校验
因为所选,因此不需要计算非周期分量热效应,以下同。
(b)动稳定校验
满足要求
10KV侧:
(1)断路器的种类和形式的选择
采用型号为SN10-10/3000-43.3少油断路器,其主要参数为:
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
(2)额定电压与额定电流的选择
(3)开断电流的选择
(4)短路关合电流的选择
(5)短路热稳定和动稳定校验
(a)热稳定校验
由所选断路器规模及参数知
It=43.3kA
满足要求
(b)动稳定校验
满足要求
3.4.2隔离开关
110KV侧:
(1)额定电压与额定电流的选择
(a)额定电压的选择
(b)额定电流的选择
总 结
通过毕业设计这样一个综合性的教学环节,我的综合素质与工程能力得到了提高,并会运用所学的理论知识与技能去分析与解决一些工作中的实际问题,而且懂得了严谨认真对待工作和生活中的每一件事;
参考文献
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[2]电力工业部西北电力设计院编.电力工程电气设备手册电气一次部分[M].北京:中国电力出版社,1998
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[4]项春良.变配电所设计中普遍存在的问题分析[J].福建建筑,2007
[5]艾波.110KV室内变电所设计与改造[J].科技信息,2007
[6]李迎春.供电设计的讨论[J].中国科技信息,2006
[7]叶建雄.变电站机电保护的特点及应用研究[J].电气应用,2005
[8]吴松丽.工厂变电所综合自动化系统的设计与应用[J].硫磷设计与粉体工程,2002
[9]导体和电器选择设计技术规定.浙江能源动力业网,2007
[10]朱英浩主编.新编变压器实用技术问答[M].辽宁科学技术出版社,1999
[11]孙成普编.变电所及电力网设计与应用[M].中国电力出版社,2007
[12]刘宝贵编.发电厂变电所电气设备[M].中国电力出版社,2005
[13]电气标准规范汇编(第2版)[M].北京:中国计划出版社,1999
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