35kv变电站的设计(编辑修改稿)

35kv变电站的设计(编辑修改稿)内容摘要：

（ 1）最大运行方式 系统总相对电抗 mX .6* = mX .35* + =+= 短路电流相对值 mkI .2* = mX .61 * = 19 实际短路参数 mkI .2)3( = mkI .2* 10dI =*= 1ish = mkI .2)3( =*= （ 2）最小运行方式 系统总相对电抗 * = nX .35* + =+= 短路电流相对值 nkI .2* = nX .61 * =1/= nkI .2)3( = nkI .2* 10dI =*= 实际短路参数 nkI .2)2( = nkI .2)3( =*= 3） k3 点短路 （ 1）最大运行方式 系统总相对电抗 mX* = mX .6* + *10X =+= 短路电流相对值 mkI .3* = mX*1 = 实际短路参数 mkI .3)3( = mkI .3* 10dI =*= 3ish = mkI .3)3( =*= （ 2）最小运行方式 系统总相对电抗 nX* = * + *10X =+= 短路电流相对值 nkI .3* = nX*1 =1/= nkI .3)3( = nkI .3* 10dI =*= 20 实际短路参数 nkI .3)2( = nkI .3)3( =*= 短路电流计算结果如下表 表 41 短路电流计算结果 短路点 短路点 最大运行 短路点平 稳态短路 短路电流 位置 编号 方式 均工作电 电流有效 冲击值 压 U（ Kv） 值 I（ kA） i（ kA） 35kV 1K 最大 37 母线 最小 37 10Kv 2K 最大 母线 最小 10kV 3K 最大 架空线 最小 21 4 电气设备的 选择 电气设备的选择是根据环境条件和供电要求确定其型式和参数，保证电器正常运行时安全可靠，故障时不致损坏，并在技术合理的情况下注意节约。 还应根据产品生产情况与供应能力统筹兼备，条件允许时优先使用先进设备。 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。 2）应满足安装地点和当地环境条件校核。 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）与整个工程的建设标准协调一致。 6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未 经正式鉴定的新产品应经上级批准。 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）电压 选用的电器允许最高工作电压 Umax 不得低于装设处电网的额定电压 U，即UmaxU 2）电流 选用的电器额定电流 IN 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 INIg 校验的一般原则 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最严重情况的短路电流。 2）用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 3）短路的热稳定条件 2rt dIQ   2 2 21 0 / 212dd d dtQ Q t tI I I    22 dQ — 在计算时间 ts内，短路电流的热效应（ kA2S） tI — t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ kA2S） T— 设备允许通过的热稳定电流时间（ s） 校验短路热稳定所用的计算时间 Ts 按下式计算 d dtt t t式中 dt — 继电保护装置动作时间内（ S） dtt — 断路的全分闸时间（ s） 4）动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。 满足动稳定的条件是： ch dwii ch dwII 上式中 chi ， chI —— 短路冲击电流幅值及其有效值 dwi ， dwI —— 允许通过动稳定电流的幅值和有效值 5）绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。 接口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。 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，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。 各电气元件的选择 高压断路器的选择 高压断路器除在正常情况下通、断电路外，主要是在电力系统发生故障时，自动而快速地将故障切除，以保证电力系统及设备的安全运行。 常用的高压断路器有油断路器、 6SF 断路器和真空断路器等。 1）型式选择： 23 本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。 2）选择断路器时应满足以下基本要求： （ 1）在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。 （ 2）在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 （ 3）应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。 （ 4）应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。 考虑到可靠性和 经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无油化目标，且由于 SF6 断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器，且造价高，所以选用真空断路器。 真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。 因而被大量使用于 35kV及以下的电压等级中。 所以， 35KV 侧和 10KV 侧采用真空断路器。 又根据最大持续工作电流及短路电流得知 如下表 电压 型号 额定 额定 rI 2rIt 动稳定 等级 电压 电流 电流 35kV ZN1235 35kV 1600A 25 225 4 25kA 10kV ZN510 10Kv 630A 20kA 按正常情况进行校验 1） 35kV断路器 （ 1）对于电压情况 Un =35kV Uns =35kV 符合条件。 （ 2）对于电流情况 35kV侧的长时间持续电流为  . NUtSnmIlo  = 24 则 NI =1600A mIlo. = 符合条件。 （ 2）热稳定电流的校验： 最大稳定的短路电流的作用时间 kt =。 并由热稳定电流的校验公式及断路器的技术参数得到 rwI = kkrwtI t = =25kA 符合条件。 3）电动力稳定的校验： 由电动力的校验公式得到 esi =25kA shi = 按正常情况下和短路情况下电压、电流、动稳定、热稳定等几种方式进行校验后 ,可以看出： ZN1235 型断路器符合实际要求。 1） 10KV断路器 （ 1）对于电压情况 almU =12kV smU =10kV 符合条件。 （ 2）对于电流情况 10kV侧的长时间持续电流为  . NUtSnmIlo  = 则 NI =630A maxI = 符合条件。 （ 2）热稳定电流的校验： 最大稳定的短路电流的作用时间 kt =。 并由热稳定电流的校验公式及断路器的技术参数得到 25 rwI = kkrwtI t = =20kA 符合条件。 3）电动力稳定的校验： 由电动力的校验公式得到 esi =25kA shi = 按正常情况下和短路情况下电压、电流、动稳定、热稳定等几种方式进行校验后 ,可以看出： ZN510 型断路器符合实际要求。 隔离开关的选择 隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。 1）选择 隔离开关 时应满足以下基本要求： （ 1）隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。 （ 2）隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。 （ 3）隔离开关应具有足够的 热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。 （ 4）隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。 （ 5）隔离开关的结构简单，动作要可靠。 （ 6）带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。 2）又根据最大持续工作电流及短路电流得知 如下表 表 52 隔离开关的技术参数 电压 型号 额定 额定 动稳定 4s热稳定 等级 电压 电流 电流 电流 35kV GW435 35kV 1000A 50 20kA 10kV GN810 10kV 600A 75 25kA 3） 校验 （ 1） 35kV 高压隔离开关校验 动稳定校验： max shii 26 动稳定电流 maxi =50kA， 35kV 侧短路冲击电流为 shi = 即： maxshii 满足动稳定条件 热稳定校验： 22eq thI t I t  k op oct t t ， //// 1II  2 . 5 0 . 1 5 0 . 0 4 2 . 6 9k o p o ct t t     S 查周期分量等值时间曲线可得  S 即： 224 2 0 1 3 .5 7 2 .3 5   满足热稳定条件。 （ 2） 10KV 高压隔离开关校验 动稳定校验： max shii 动稳定电流 maxi =75kA， 10kV 侧短路 冲击电流为 shi = 即： maxshii 满足动稳定条件 热稳定校验： 22eq thI t I t  k op oct t t ， //// 1II  2 . 5 0 . 1 5 0 . 0 4 2 . 6 9k o p o ct t t     S 查周期分量等值时间曲线可得  S 即： 225 2 5 2 1 .4 2 2 .3 5   满足热稳定条件。 绝缘子和穿墙套管的选择 在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。 所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。 选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子在恶劣的气 候环境中可靠的工作。 穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用，6～ 35kV为瓷绝缘， 60～ 220kV为油浸纸绝缘电容式。 27 高压熔断器的选择 目前常用的高压熔断器分为三种：一般熔断器、后备熔断器及全范围熔断器。 选择高压熔断器熔体时，应保证前后两级熔断器之间，熔断器与电源侧继电保护之间，以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。 高压熔断器应能在最短的时间内切断故障，以防止熔断时间过长而加剧被保护电器的损坏。 1） 保护 35KV 及以下电力变压器的高压熔断器， 其熔体的额定电流可按下式选择 rr rcI KI 式中 rrI — 熔体的额定电流 K — 系数，当不考虑电动机自起动时，可取 到 ，当考虑电动机自起动时，可取 maxgI — 电力变压器回路最大工作电流 为了防止变压器突然投入时产生的励磁涌流损伤熔断器，变压器的励磁涌流通过熔断器。