500kV變電站（發(fā)電廠）設備選擇（保姆級）

500kV變電站(發(fā)電廠)設備選擇斷路器選擇、校驗500kV斷路器500kV及以上電網(wǎng)一般選擇六氟化硫SF6斷路器，瓷柱式或罐式斷路器。(1)額定電壓選擇：(1.1~1.5)Un>UNS(1.1?1.5)倍的斷路器額定電壓應大于等于電網(wǎng)額定電壓。(2)額定電流選擇：In21max，斷路器額定電流大于等于發(fā)電機回路最大持續(xù)電流。j1.05*5/71.05*600max一6*Un—73*0,9*500—80871(4一1)根據(jù)上述電壓和電流,初步選擇LW10B-550高壓斷路器，其相關參數(shù)如下:表4-1LW10B-550高壓斷路器注：只展示校驗用到的參數(shù)。額定電壓Un額定電流kA額定開斷電流/Nbr額定開斷電流峰值一力r動穩(wěn)定電流峰值G熱穩(wěn)定電流峰值(3s)It固有分閘時間垢500kV3150A50kA125kA125kA50kA0.022s(3)額定開斷電流校驗：［Nbr之幾額定開斷電流應不小于其觸頭剛分開時的短路電流有效值。故開斷計算時間dr=0.01+0.022=0.032so有效值I'o校驗斷路器的開斷能力：短路電流計算：Ik=Jlpt2+(&I；e-tbr/Ta)2=38.26kA其中:優(yōu)=q=12,778kA,即等于500kV母線短路時的零時刻短路電流總值T=程—.g+%t=atoRgco(Rg+Rt)0.218(4—2)介表示電源到短路點總的電抗值，變壓器電抗=鬻*字=48.61。；100、n發(fā)電機電抗多=2.15012R,表示電源到短路點總的電阻值，變壓器電阻Rt=0.74/2INbr=125/g4>Ik=38.26依故滿足校驗。(4)額定關合電流校驗：IncI?iChich表示500kV母線短路時流入短路點的總短路電流沖擊值。即125kA>14.42kA,滿足。(5)熱穩(wěn)定校驗：I^tNQk熱穩(wěn)定電流峰值(3s)大于等于短路電流熱效應，具體計算如下(時間t取3秒，則忽略非周期分量)：TOC\o"1-5"\h\z/222\=+1唯+G卜623憶屋*s(4-3)/"=502*3=7500M2*s(4-4)I?t=7500kA2*s>Qk=623kA2*s,滿足校驗。(6)動穩(wěn)定校驗：iesNich動穩(wěn)定電流峰值大于等于短路沖擊電流總值，125kA>14.418kA,滿足。其他位置潞器其他位置潞器其余的高壓斷路器位于雙500/cU母線之間，現(xiàn)計算正常情況下主變出口支路的最大持續(xù)電流。_1.05*Sn_1.05*720_max—6*Un—73*500—8734(4一5)可見上述斷路器可以滿足此處斷路器需求，故仍選用LW10B-550高壓斷路器。母線選擇500kV母線選擇一般導體材料有鋁和銅材料，考慮到銅材料價格高、儲量少，所以優(yōu)先選用鋁材料。對于500kU電壓等級以及200MW的單機發(fā)電容量的母線導體，可以采用管型導體滿足大電流的需求。下面介紹具體選擇和校驗：(1)導體長期發(fā)熱允許電流選擇：ImaxWklal其中，表示導體長期允許載流量；k表示實際溫度的綜合修正系數(shù)心一370U-36k—取=MMJ70-25=0.873(4一6)又根據(jù)任務書給出的海拔高度1000m,當?shù)刈罡邷囟?6℃以及選擇屋外管型導線，最終查表確定k=0.88[>/?na工_808_皿―k_0.884―918.24(4-7)(2)按照經(jīng)濟電流密度選擇：經(jīng)濟截面積計算如下：S-_808__J_0.78一1035.9mm2(4—8)J表示經(jīng)濟電流密度，J=0.78(Tmax=6600h)。結合上述參數(shù)，初步選擇6063G-T10-250/10管形導體母線。如下:表4-26O63G-T1O-025O/1O管形導體母線6063G-T10-250/10母線規(guī)格T10導體最高允許溫度70℃內(nèi)徑230mm外徑250mm載流量3825A自重ql和含阻尼線7.2332kg/m密度3.82g/cm3導體截面S1040mm2截面系數(shù)W55.23cm3最大允許屈服應力17500N/cm2(3)熱穩(wěn)定校驗表4-3熱穩(wěn)定校驗1短路前導體工作溫度I20w=Or*Mi-6)=70.14℃lalO當?shù)刈罡邷?36t?最高允許溫度。由=70U2熱穩(wěn)定系數(shù)C。2—0WC=C2+^-^(Q-C2)=86.94夕2—力插值法3電路電流持續(xù)時間t3s忽略非周期分量4短路電流熱效應以623"2*s—5導體最小截面積Sl/CjQkKs=558mm2集膚效應Ks=1.026導體熱穩(wěn)定截面計算558mm2<1040mm2滿足(4)動穩(wěn)定校驗(方法一)HO]表4-4動穩(wěn)定校驗1母線自重產(chǎn)生的垂直彎矩MlMl=k1q1l2=886.INm2平均分布荷載彎矩系數(shù)一二0.1253計算跨距I=50cm4集中負荷產(chǎn)生的垂直彎矩M2M2=k2pl2=467.9/Vm5集中負荷彎矩系數(shù)k2=0.256p表示密度p=IJSg/cm37正常母線承受的最大彎矩及應力Ml+M2=451.56Mn8彎曲應力2451.56<10937滿足注：此方法參照王林學者的《500KV管母線振動測試與分析》一文。(5)動穩(wěn)定校驗(方法二)[,1]表4-5動穩(wěn)定校驗相間距離60cm形狀系數(shù)1電流3825A電動力285.26轉(zhuǎn)矩1426.3Nm應力校驗2582<10937滿足注：此方法參照廖寶文等人的《結合有限元法計算管型母線動穩(wěn)定電流》一文。6kV(I,口段)母線選擇同樣優(yōu)先選用鋁導體，且矩形鋁導體廣泛應用于35k，及以下系統(tǒng)中。(1)按照經(jīng)濟電流密度選擇：S=^=1238mm2其中：最大持續(xù)電流為廠用低壓分裂繞組變壓器回路，Imax=954.45A;并設6kV最大利用小時數(shù)為5200h根據(jù)上述計算，初步選定單條平放矩形鋁導體，TMY-125*10o(2)載流量校驗：Imax-klai即757.8A<0,88*2210A,故滿足校驗。(3)熱穩(wěn)定校驗短路電流熱效應：Qk=—*(11.64972+10*11.64972+11.64972)=12378kA2*s(4—9)熱穩(wěn)定系數(shù)C=86.94,集膚效應系數(shù)&=1.12。導體最小截面積S=2—=236.67mm2<1250mm2,故滿足校驗。Cy/QkKs6kV公用段母線選擇選定單條平放矩形鋁導體，TMY-120*8o選取方法同上，如表所示。表4-6選型計算1經(jīng)濟電流密度選擇S=967.2mm22載流量校驗757.84<0.88*221043熱穩(wěn)定校驗742.7mm2<960mm2滿足出線選擇500kV兩500kV兩500kV兩500kV兩出線最大持續(xù)電流為發(fā)電機回路所在電流值，Imax=808A;空氣中敷設、綜合修正系數(shù)K=&*&=0.74心表示溫度修正系數(shù)0.8693表示電纜在空氣中多根并列敷設時的修正系數(shù)0.85。表4-7選型計算經(jīng)濟電流密度選擇_S=1035.9mm2載流量校驗808A<0,74*1390A熱穩(wěn)定校驗823.5mm2<1000mm2滿足初步選定LGJ-1000/5o廠用變出線1、2號高壓廠用變A出線表4-8選型計算1經(jīng)濟電流密度選擇S=512.33mm22載流量校驗95445A<0.74*1024A3熱穩(wěn)定校驗422.3mm2<500mm2滿足根據(jù)上述計算，初步選定LGJ-500/30。1、2號高壓廠用變B出線表4-9選型計算1經(jīng)濟電流密度選擇S=512.33mm22載流量校驗954,454<0,74*1024713熱穩(wěn)定校驗422.3mm2<500mm2滿足根據(jù)上述計算，初步選定LGJ-500/30。隔離開關、熔斷器選擇高壓隔離開關選擇選擇方法與斷路器相同，不存在短路電流校驗。(1)1、2號主變處隔離開關初步選擇GW11-500/3150隔離開關。表4-10型號與校驗(2)500kV母線間隔離開關，同樣使用GW11-500/3150隔離開關。額定電壓Un額定電流抽動穩(wěn)定電流峰值G熱穩(wěn)定電流峰值(5s)It熱穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗7500M2*s125kA500kV3150A125kA50kA>623ki42*s>14,418A4高壓熔斷器選擇熔斷器可以簡單有效的保護電路，短路電流值大于熔體額定電流，熔體熔斷實現(xiàn)切斷電路的功能，從而保護所聯(lián)設備。(1)1、2號高壓廠用變A處選用RN10-6高壓熔斷器，其熔體額定電流Ins=800?1250A,最大開斷電流INbr=50kAo表4-11選型與校驗額定電壓6kV熔體額定電流Ms>1.3/max=1241/額定開斷電流校驗INbr>%=八/1+2(%-I-=29.27"滿足校驗(2)其余位置熔斷器的選擇與校驗這里不再贅述，具體型號可參照型號選擇表。設備型號表發(fā)電機安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)1號發(fā)電機QFSN-600-21臺2號發(fā)電機QFSN-600-21臺主變壓器安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)備注1號主變SFP-72000/5001臺星角接2號主變SFP-72000/5001臺星角接廠用變壓器安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)備注1號高壓廠用變壓器ASFSZL-50/31.5MVA-20/6.3/6.31臺低壓分裂繞組有載調(diào)壓2號高壓廠用變壓器ASFSZL-50/31.5MVA-20/6.3/6.31臺低壓分裂繞組有載調(diào)壓1號高壓廠用變壓器BSFSL-25MVA-20/6.31臺角星接線2號高壓廠用變壓器BSFSL-25MVA-20/6.31臺角星接線備用停機變壓器SFSZL-31500/220-6.31臺星星接線、有載調(diào)壓母線和出線安裝位置規(guī)格型號備注500kV母線6063G-T10-8250/10管型、懸掛安裝6kV工作母線IA(B)TMY-125*10單條平放矩形鋁導體6kV工作母線HA(B)TMY-125*10單條平放矩形鋁導體6kV公用母線01(II)TMY-125*8單條平放矩形鋁導體500kV出線LGJ-1000/50長期允許最高溫度80℃1(2)號高壓廠用變壓器A出線;LGJ-5OO/3O長期允許最高溫度80℃1(2)號高壓廠用變壓器B出線.LGJ-500/30長期允許最高溫度80℃斷路器安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)備注一號發(fā)電機機端斷路器LW10B-5501臺戶外六氟化硫二號發(fā)電機機端斷路器LW10B-5501臺戶外六氟化硫500kV雙母線間斷路器LW10B-5506臺戶外六氟化硫隔離開關安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)主變出口隔離開關GWtl-500/25002臺500kV雙母線間隔離開關GV/n-500/250012臺500kV出線隔離開關-500/25002臺高壓熔斷器安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)廠用6kV母線熔斷器RN10-614臺廠用變低壓側熔斷器RN1-65臺6kV電壓互感器保護側RN2-65臺電流互感器安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)級次500kV母線電流互感器LVQBT-550W22臺測量級0.2s備用停機變壓器低壓側電流互感器JDZ-22010/0.11臺SF6