110kv電氣一次設計

I-1在10KV母線處點短路起始次暫態(tài)電流標幺值:10KV基準電流:起始次暫態(tài)電流有名值:沖擊電流:短路全電流最大有效值短路容量計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表，將結果記錄表4-1短路點基準電壓起始次暫態(tài)電流（kA）短路沖擊電流（kA）短路電流周期分量（0′）(kA)短路電流周期分量（0.1″）(kA)全電流（kA）短路容量（MVA)1151.5924.0531.5821.4852.404478.810.56.7473.1236.6146.22210.188185.28表4-1最大運行方式下主變低壓側并列運行計算結果表5電氣設備及母線的選擇5.1電氣設備及母線選擇的一般原則盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但它們的基本要求卻是相同的。一般電氣設備及母線選擇應滿足一下原則：1.按正常的工作條件選擇；2.選擇導體時應盡量減少品種；3.應與工程的建設標準協(xié)調一致，使新老型號一致；4.應考慮遠景發(fā)展；5.按短路狀態(tài)校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；6.必須在正常運行和短路時都可靠地工作。5.2電氣設備及母線選擇時需要進行校驗項目校驗的一般原則：電氣設備和母線在選定后應按最大可能通過的短路電流進行熱、動穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。5.2.1熱穩(wěn)定校驗短路電流通過時，導體和電氣設備各部件溫度、發(fā)熱效應應不超過允許值，即應滿足熱穩(wěn)定的條件為:式中——短路時導體和電氣設備允許的熱效應；——短路電流產(chǎn)生的熱效應；——t秒內(nèi)允許通過的短時熱穩(wěn)定電流。5.2.2動穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是導體和電氣設備承受短路電流電動力作用的能力，一般稱為動穩(wěn)定。被選擇的電氣設備和導體，通過可能最大的短路電流時，不應因短路電流的電動力效應而造成變形或損壞，即動穩(wěn)定應滿足的條件是:式中——設備允許通過動穩(wěn)定電流的峰值；——三相短路沖擊電流的幅值。5.2.3下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定1.用熔斷器保護的電氣設備，其熱穩(wěn)定由熔斷器保證，故可不驗算熱穩(wěn)定；2.采用限流熔斷器保護的設備可不校驗熱穩(wěn)定；3.電纜可不驗算動穩(wěn)定；4.裝設在電壓互感器回路中的裸導體害人電氣設備可不驗算動、熱穩(wěn)定。5.3電氣設備及母線的選擇結果5.3.1母線的選擇與校驗母線的選擇母線的選擇應該考慮導體材料、類型和敷設方式，選出導體截面還應校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，110kV及以上母線還校驗電暈電壓。110kV側母線的選擇及校驗110kV一般采用軟導體型式，10kv以上的輸電線路，我國普遍采用鋁包鋼絞線（LGJ）。鋼線用于傳遞電流，鋁線用于降低電暈及其他損耗。普遍考慮日照，導體最高允許溫度為，因為實際環(huán)境溫度為，所以裸導體載流量綜合校正系數(shù)為0.95，基準環(huán)境溫度為。（1）截面的選擇對于全年負荷利用小時數(shù)較大，母線較長（長度超過20m），傳輸容量較大的回路，如發(fā)電機——變壓器和發(fā)電機——主配電裝置的電路，均應按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面。從經(jīng)濟角度來說，為了降低線路運行的電能損耗，導線截面越大越有利，但為了節(jié)約投資降低線路的造價及折舊維修費，導線的截面越小越有利。按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面可使年計算費用最低。對應不同種類的導體和不同的最大負荷年利用小時數(shù)，都有一個年計算費用最低的電流密度也稱為經(jīng)濟電流密度J。按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面為式中S——經(jīng)濟截面，；——正常工作時的最大持續(xù)工作電流；J——經(jīng)濟電流密度，。設導體最大負荷利用小時,3000h/年-5000h/年，查表得查《電力系統(tǒng)電氣設備選擇與使用計算》選擇LGJ-50型鋼芯鋁絞線，最高溫度為，長期允許載流量為210A,進行綜合校正后，長期允許載流量為：按經(jīng)濟電流密度選擇的導體截面還必須滿足——導體允許溫度和基準環(huán)境條件下的長期允許電流；K——綜合校正系數(shù)。所以110kV側母線選擇LGJ-50型鋼芯鋁絞線(2)電暈電壓校驗由于電暈放電會引起電暈損耗、無線電干擾、噪聲干擾和金屬腐蝕等許多不利現(xiàn)象，對于35kV及其以上電壓的母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進行校驗，要求母線的臨界電暈電壓應大于最高工作電壓，即——臨界電暈電壓，kV；——最高工作電壓，kV。k——三相導線平行排列時，考慮中間相導線電容比平均電容大的不均勻系數(shù)，一般取0.96；n——分裂導線根數(shù)，對單導線為1；d——分裂間距，cm；——導線表面粗糙系數(shù)，一般取0.9；——天氣系數(shù)，晴天去1.0，陰天取0.9；——導線半徑，cm；——導線電場強度附加影響系數(shù)；——分裂導線等效半徑；——導線幾何間距；a——相間距離；——相對空氣密度；P——大氣氣壓；t——空氣溫度，t=28-0.00H,；H——海拔高度，m.。(3)熱穩(wěn)定校驗按正常電流選出導體截面后，還應按短路時熱穩(wěn)定進行校驗。根據(jù)短路電流的熱效應、計及集膚效應，按熱穩(wěn)定決定的導體最小截面應滿足的條件為S——所選導線的母線截面積，；——短路電流熱效應，；——0.2s時短路電流周期分量熱效應；——短路電流非周期分量熱效應；C——熱穩(wěn)定系數(shù)。短路前導體根據(jù)工作溫度查表得熱穩(wěn)定系數(shù)由短路計算可知t——短路時間，s；T——非周期分量等效時間,s。母線或發(fā)電機出口短路t=0.1s，T=0.05s對于鋼芯鋁絞線中鋼芯的附加發(fā)熱，需在式子添加一個修正系數(shù)β=0.87，滿足要求。(4)動穩(wěn)定校驗因為鋼芯鋁絞線LGJ-50是軟母線不需要動穩(wěn)定校驗10kV側母線的選擇及校驗一般規(guī)定20kV及以下回路正常工作電流在4000A及以下時，宜選用矩形硬導體，4000A－8000A時，宜選用槽型硬導體?；芈氛９ぷ麟妷簽椋汗什捎镁匦斡矊w。普遍考慮日照，導體最高允許溫度為，基準環(huán)境溫度為。(1)母線截面的選擇按導體長期發(fā)熱允許電流選擇。載流導體所在電路中最大工作電流應不大于長期發(fā)熱的允許電流，即查《電力系統(tǒng)電氣設備選擇與使用計算》，選擇每相一條導體尺寸為的矩形鋁母線，三相水平布置，母線的安裝采用單條平放。單條長期允許載流量為637A，導體所處的環(huán)境條件與導體給定載流量的計算條件不同，載流量需乘以溫度修正系數(shù)。溫度修正系數(shù)（2）熱穩(wěn)定校驗短路前最高溫度：根據(jù)工作溫度查表得熱穩(wěn)定系數(shù)由短路計算可知，所以滿足要求。（3)動穩(wěn)定校驗各種形狀的硬母線通常都安裝在支持絕緣子上，當沖擊電流通過母線時，電動力使母線產(chǎn)生彎曲應力。當沖擊電流通過母線時，母線中間一相受最大電動力的作用，所以應按多跨距的梁來校驗中間一相母線上的最大應力，只要小于材料的允許應力，既滿足動穩(wěn)定。所以校驗結果應滿足——母線材料的最大計算應力；——母線材料的允許應力。單條矩形母線的最大計算應力：——短路沖擊電流值，A；L——支持絕緣子間的距離，m；W——截面系數(shù)，，；a——母線相間距離，m；——震動系數(shù)。已知，，，設相間距a=0.5m，跨距L=1.5m，所以滿足要求。5.3.2電氣設備的選擇與校驗110kV側斷路器和隔離開關的選擇根據(jù)目前電力發(fā)展趨勢及電力投資力度的加大，并且我國要實現(xiàn)“無油化、小型化，免維護”，110kV基本上采用斷路器。次暫態(tài)短路電流短路沖擊電流最大持續(xù)工作電流斷路器和隔離開關的額定電壓應滿足：額定電流應滿足：額定開斷電流應滿足：根據(jù)以上要求，選擇LW6-110斷路器。具體參數(shù)如下：斷路器型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）4S熱穩(wěn)定電流（kA）LW6-110110630164016表5-1110kV側斷路器LW6-110參數(shù)表（1)熱穩(wěn)定校驗，所以滿足熱穩(wěn)定要求。（2)動穩(wěn)定校驗，所以滿足動穩(wěn)定要求通過校驗，LW6-110斷路器滿足要求。110kV側選擇隔離開關為GW13-110，具體參數(shù)如下：隔離開關型號額定電壓（kV）額定電流（A）最高工作電壓（kV）動穩(wěn)定電流（kA）4S熱穩(wěn)定電流（kA）GW13-1101106301265516表5-2110kV側隔離開關GW13-110參數(shù)表（1)熱穩(wěn)定校驗，所以滿足熱穩(wěn)定要求(2)動穩(wěn)定校驗，所以滿足動穩(wěn)定要求通過校驗，GW13-110隔離開關滿足要求。10kV斷路器和隔離開關的選擇與校驗10kV電壓基本上以真空斷路器為主，且為屋內(nèi)式。次暫態(tài)短路電流短路沖擊電流最大負荷電流為了滿足以上要求選擇ZN28-10斷路器，具體參數(shù)如下：斷路器型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）4S熱穩(wěn)定電流（kA）ZN28-101063012.531.512.5表5-310kV側斷路器ZN28-10參數(shù)表（1)熱穩(wěn)定校驗，所以滿足熱穩(wěn)定要求（2)動穩(wěn)定校驗，所以滿足動穩(wěn)定要求通過校驗，ZN28-10斷路器滿足要求。選擇GN24-10型隔離開關，具體參數(shù)如下：隔離開關型號額定電壓（kV）額定電流（A）最高工作電壓（kV）動穩(wěn)定電流（kA）4S熱穩(wěn)定電流（kA）GN24-101063011.55020表5-410kV側隔離開關GN24-10參數(shù)表（1)熱穩(wěn)定校驗，所以滿足熱穩(wěn)定要求(2)動穩(wěn)定校驗，所以滿足動穩(wěn)定要求通過校驗，GN24-10隔離開關滿足要求。110kV側電流互感器的選擇與校驗對于35KV及以上配電裝置，一般用油浸箱瓷箱式絕緣結構的戶外獨立式電流互感器，有條件時，應盡量釆用套管式電流互感器。電流互感器的二次側額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，當配電裝置距離控制室較遠時，亦可考慮用1A。發(fā)電廠與變電所中儀表可選用準確級為0.5級的電流互感器。電流互感器的額定電壓應滿足：——電流互感器額定電壓；——電流互感器安裝處一次回路工作電壓。額定電流應滿足：已知：根據(jù)以上要求，110kV選擇電流互感器的型號為LCWD-110,具體參數(shù)如下：型號額定電流比(A)級次組合準確級度熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)LCWD-1100.50.575130表5-5110kV側電流互感器LCWD-110參數(shù)表（1)熱穩(wěn)定校驗：電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流的倍數(shù)來表示，,所以滿足熱穩(wěn)定要求。(2)動穩(wěn)定校驗電流互感器的動穩(wěn)定校驗包括兩個方面：既內(nèi)部動穩(wěn)定校驗和外部動穩(wěn)定校驗。在這里外部動穩(wěn)定暫時不考慮。電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（）的倍數(shù)（動穩(wěn)定電流倍數(shù)），表示其內(nèi)部動穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動穩(wěn)定可校驗如下，所以滿足動穩(wěn)定要求。10kV側電流互感器的選擇與校驗35kV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構。已知根據(jù)以上要求，10kV側選擇電流互感器的型號為LFZQB-10，具體參數(shù)如下：型號額定電流比(A)級次組合準確級度熱穩(wěn)定電流（kA)動穩(wěn)定電流（kA)LFZQB-10500-600/50.5/10P0.54080表5-610kV側電流互感器LFZQB-10參數(shù)表(1)熱穩(wěn)定校驗：,所以滿足熱穩(wěn)定要求。(2)動穩(wěn)定校驗，所以滿足動穩(wěn)定要求。110kV側電壓互感器的選擇對電壓互感器應進行形式、額定電壓、準確級的選擇，因為它是與電網(wǎng)并聯(lián)的電壓變換設備，不需選擇額定電流，而它也不受到外部電網(wǎng)短路電流的侵襲，不需要進行短路熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定的校驗。35－110KV的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結構的戶外式電壓互感器，準確級選0.5級。額定電壓的選擇：一次額定電壓:二次額定電壓:根據(jù)以上要求，110kV側選擇電壓互感器的型號為JCC6-110，具體參數(shù)如下：型號額定電壓比(A)準確級度額定輸出（VA)輸出極限（AV)重量（kg)JCC6-1100.53002000620表5-7110kV側電壓互感器JCC6-110參數(shù)表10kV側電壓互感器的選擇6～20kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構的戶內(nèi)式電壓互感器，在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結構。當需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器，準確級選0.5級。10kV側選擇電壓互感器的型號為JSJW-10(G),具體參數(shù)如下：型號額定電壓比(A)準確級度額定輸出（VA)輸出極限（AV)額定絕緣水平（kV)JSJW-10(G)0.5120100012/42/75表5-810kV側電壓互感器JSJW-10(G)參數(shù)表10kV高壓熔斷器的選擇對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量兩項來選擇。所以選擇高壓熔斷器的型號為RN2-10，具體參數(shù)如下：型號額定電壓（kV)額定電流（A）三相斷流容量（MVA)最大斷開電流有效值（kA)過電壓倍數(shù)RN2-10100.5100050不超過2.5倍工作相電壓表5-910kV側高壓熔斷器RN2-10參數(shù)表開斷電流校驗：，所以滿足要求避雷器的選擇①對于中性點直接接地系統(tǒng)，變壓器中性點可能斷開運行時，該變壓器中性點絕緣不饑餓線電壓設計，應在中性點裝設避雷器。②對于中性點不接地系統(tǒng)，變壓器中性點經(jīng)套管引出時，應在中性點裝一個避雷器，變壓器中性點接又消弧線圈時，為消除消弧線圈端又可能出現(xiàn)的高電壓，應與小虎線圈并聯(lián)安裝一個避雷器。所以110kV側的避雷器型號為：FZ-110J。10kV屬于中性點非直接接地電力網(wǎng)，10kV側的避雷器型號為FZ-10.電壓等級電氣設備110kV10kV高壓斷路器LW6-110ZN28-10隔離開關GW13-110GGN24-10電流互感器LCWD-6-110LFZQB-10電壓互感器JCC6-110JSJW-10(G)高壓熔斷器RN2-10避雷器FZ-110JFZ-10母線LGJ-50505單條矩形母線主變壓器SFZ10-1