35kv企业变电所电气部分设计(编辑修改稿)

35kv企业变电所电气部分设计(编辑修改稿)内容摘要：

阻抗电压： % 联接组别： Y/△ 11 台数： 两台 3 所用变的选择和所用电的设计 所用变的设计应以设计任务书为依据，结合工程具体的特点设计所用变的接线方式，因变电站在电力系统中所处的地位，设备复杂程度（电压等级和级次，主变压 器形式、容量及补偿设备有无等）以及电网特性而定。 而所用变压器和所用配电装置的布置，则常结合变电站重要电工构建物的布置来确定。 一般有重要负荷的大型变电所， 380／220V 系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。 每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。 一、用电电源和引接原则如下 （ 1）当变电所有低压母线时； （ 2）优先考虑由低压母线引接所 用电源； （ 3）所用外电源满足可靠性的要求； （ 4) 即保持相对独立； （ 5）当本所一次系统发生故障时； （ 6）不受波及； （ 7）由主变压器低绕组引接所用电源时； （ 8）起引接线应十分可靠； （ 9）避免发生短路使低压绕组承受极大的机械应力； 二、所用变接线一般原则 （ 1）一般采用一台工作变压器接一段母线； （ 2）除去只要求一个所用电源的一般变电所外； （ 3）其他变电所均要求安装两台以上所用工作变压器； 14 （ 4）低压 10KV 母线可采用分段母线分别向两台所用变压器提供电源； （ 5）以获得较高的可靠性； 根据任务书 提供的资料， 结合技术分析对比及经济可靠性分析对比， 故所用变设在10KV 侧，所用变选择两台 S9— 100/10型所用变压器。 4 短路电流的计算 短路电流的概述 产生短路的原因和短路的定义 产生短路的主要原因是电器设备载流部分的绝缘损坏。 绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。 此外，如输电线路断线、线路倒杆也能造成短路事故。 所谓短路时指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。 短路的种类和短路电流计算的目的 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路、和两相接地短路。 三相短路时对称短路，此时三相电流和电压同正常情况一样，即仍然是对称的。 只是线路中电流增大、电压降低而已。 除了三相短路之外，其它类型的短路皆系不对称短路，此时三相所处的情况不同，各相电流、电压数值不等，其间相角也不同。 运行经验表明：在中性点直接接地的系统中，最常见的短路是单相短路，约占短路故障的 65~70%，两相短路约占 10~15%，两相接地短路约占 10~20%，三相短路约占 5%。 三相 短路虽然很少发生，但其后果最为严重，应引起足够的重视。 因此本次采用三相短路来计算短路电流，并检测电气设备的稳定性。 短路问题是电力技术的基本问题之一。 短路电流及其电动力效应和分效应，短路时的电力的降低，是电气结线方案比较，电气设备和载流导线选择、接地计算以及继电保护选择和整定等的基础。 目的： 1 电气主接线比选； 2 选择导体和电器； 3 确定中性点接地方式； 4计算软导体的短路摇摆； 5确定分裂导线间隔棒的间距； 6验算接地装置的接触电压和跨步电压；7选择继电保护装置和进行整定计算。 短路电流计算的方法和条件 短路电流计算的方法 电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量比较小，而其阻抗较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路情况时，系统母线上的电压变动很小，可以认为电压维持不变，即系统容量为无穷大。 所谓无限容量系统是指容量 15 为无限大的电力系统，在该系统中，当发生短路时，母线电业维持不变，短路电流的周期分量不衰减。 当然，容量所以们在这里进行短路电流计算方法，以无穷大容量电力系统供电作为前提计算的，其步骤如下： 1 对各等值网络进行化简，求出计算电抗； 2 求出短路电流的标么 值； 3 归算到各电压等级求出有名值。 短路电流计算的条件 1短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则： （ 1）正常工作时，三相系统对称运行； （ 2）所有电源的电动势相位角相同； （ 3）系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差 120 度电气角度； （ 4）电力系统中的各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化； （ 5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50%负荷接在高压母线上， 50%负荷接在系统侧； （ 6）同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）； （ 7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间； （ 8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； （ 9）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的都略去不计； （ 10）元件的计算参数均取为额定值，不考虑参数的误差和调整范围； （ 11）输电线路的电容略去不计； （ 12）用概率统计法制定短路电流运算曲线。 2接线方式 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方 式，而不能用仅在切换过程中可能并联运行的接 线方式。 3计算容量 应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。 4短路点的种类 一般按三相短路计算，若发电机的两相短路时，中性点有接地系统的以及自耦变压器的回路中发生单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的时候进行计算。 5短路点位置的选择 短路电流的计算，为选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正 16 常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。 为了保证选择的合理性和经济性，不考虑极其稀有的运行方式。 取最严重的短路情况分别在 10kV 侧的母线 和 35kV 侧的母线上发生短路情况（点 K1 和点 K2发生短路）。 则选择这两处做短路计算。 5 电气设备的选择 电气设备选择的一般条件 电气设备选择的一般原则 导体和电器的选择设计、必须执行国家的有关技术 、 经济的政策，并应做到技术先进、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需求。 ① 应满足正常运行，检修，短路和过电压情况下的需求，并考虑到远景发展需要。 ② 按当地环境条件校核。 ③ 应力求技术先进和经济合理 ④ 同类设备 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 选用新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。 ⑦与整个工程的建设标准应协调一致； 电气设备选择的技术条件 选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 1长期工作条件 （ 1）电压 选用的电器允许最高工作电压 Umax 不得低于该回路的最高运行电压 Ug，即 Umax Ug （ 2）电流 选用的电器额定电流 Ie 不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即 Ie Ig 由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。 高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。 （ 3）机械荷载 所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。 2短路稳定条件 （ 1）校验的一般原则 17 ①电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。 校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的 单相、两相接地短路较三相严重时，应按严重情况校验。 ② 用熔断器保护的电器可不验算热稳定。 当熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。 （ 2）短路的热稳定条件 kt QtI 2 (71) 式中 kQ — 在计算时间 ts 秒内，短路电流的热效应（ kA2 *S）； It — t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ kA）； t— 设备允许通过的热稳定电流时间（ s）。 （ 3）短路的动稳定条件 dfsh ii  （ 72） Ish  dfI （ 73） 式中 shi — 短路冲击电流峰值（ kA）； Ish — 短路全电流有效值（ kA）； dfi — 电器允许的极限通过电流峰值（ kA）； dfI — 电器允许的极限通过电流有效值（ kA）。 3绝缘水平 在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。 电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。 当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。 表 选择高压电器应校验的项目表 项目 电压 电流 断流容量 短路电流校验 动稳定 热稳定 断路器      隔离开关     18 电流互感器     电压互感器   表中 为应进行校验的项目 环境条件 温度 按《交流高压电器在长期工作时的发热》（ GB76374 的规定，普通高压电器在环境最高温度为 +40℃时，允许按额定电流长期工作。 当电器安装点的环境温度高于 +40℃（但不高于 +60℃）时，每增高 +1℃，建议额定电流减少 %；当低于 +40℃，每降低 +1℃建议额定电流增加 %，但总的增加值不超过额定电流的 20%。 日照 屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升。 但高压电器的发热试验是在避免阳光直射的条件下进行的。 如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按 电器额定电流的 80%选择设备。 海拔 电器的一般使用条件为海拔高度不超过 1000m。 海拔超过 1000m 的地区称为高原地区。 对安装在海拔高度超过 1000m 地区的电器外绝缘一般应予加强，可选用高原产品或选用外绝缘提高一级产品。 断路器 隔离开关的选择 断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。 该系统中各断路器的短路切除时间列表如下，这里架设各断路器的全开断时间为，由于短路电流周期分量的衰减在该系统中不能忽略，为避免计算上的繁琐，较验热稳定时用等值时间法来计算短路点电流周期分量 热效应 QK。 等值时间法计算短路电流周期分量热效应 QK： jzK tIQ = ∞2 FII =∞ dtkdtIIt tt ztjz   020 22 Izt 为短路电流周期分量的起始值 其中令 k=1 查电力工程手册得到等值时间 tjz 列入下表 51中如下： 时间 10kv 线路 10kv 分段开关 主变 10kv侧 主变35KV 侧 35KV 线路桥 35KV 线路 19 Tpr（ s） 0． 5 1． 0 1． 5 2． 0 2． 5 3． 0 tab（ s） 0． 06 0． 06 0． 06 0． 06 0． 06 0． 06 Tk=tpr+ta（ s） 0． 56 1． 06 1． 56 2． 06 2． 56 3． 06 tjz（ s） 0． 4 0． 78 1． 25 1． 68 2． 1 2． 58 高压断路器及隔离开关的选择 开关电器的选择及校验原则 选择较验 ① 电压 1Ne UU ≥ ② 电流 maxI。