220KV变电站电气主接线设计要点Word文档下载推荐.docx
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第二章主变压器选择和负荷率计算
原始资料
1.110kv侧负荷情况:
2.35kv侧负荷情况:
3.由本期负荷确定主变压器容量。
功率因数COSφ=0.85
主变压器选择
2.2.1容量选择
(1)按近期最大负荷选:
110kv侧:
160MW
35kv侧:
170MW
按最优负荷率0.87选主变压器容量
每台主变压器负荷
80MW
35kv侧:
85MW
按最优负荷率0.87选主变压器容量。
SN=PL/(0.85×
η)=(80+85)/(0.85×
0.87)=209.6MVA
或SN=0.6PM/0.85=0.6(160+170)/0.85=232.9MVA
选SN=240MVA,容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器
负荷率计算
由负荷率计算公式:
η=S/SB
110kv最大,最小负荷率:
η=80/(0.85×
120)=78.4%η=65/(0.85×
120)=63.7%
35kv最大,最小负荷率
η=85/(0.85×
120)=83.3%η=50/(0.85×
120)=49%
总负荷率:
η=(85+80)/(0.85×
240)=80.9%η=(50+65)/(0.85×
240)=56.4%
(2)按远期最大负荷选:
(远期设三台主变压器)
280MW
240MW
93.3MW
η)=(93.3+80)/(0.85×
0.87)=234MVA
选SN=240MVA,容量比100/50/50
负荷率计算
110kv最大负荷率:
η=93.3/(0.85×
120)=91.4%
35kv最大,最小负荷率η=80/(0.85×
120)=78.4%
η=(93.3+80)/(0.85×
240)=84.9%
所以,综合以上讨论可知,从长远考虑选主变压器容量:
SN=240MVA,容量比100/50/50的变压器。
因为:
SN/SLMAX=(240×
0.85)/(160+170)=61.8%>60%
所以每台主变压器可以带总负荷的60%。
SLMAX/SN=1.62
经查表知事故过流允许负荷在过负荷1.6倍时为15分钟,过负荷2.0倍的允许时间为4分钟。
2.2.2变压器参数列表:
表2-1变压器参数列表
容量MVA
调压范围
电压KV
空载损耗(KW)
短路损耗(KW)
阻抗电压
UI-2%
U1-3%
U2-3%
240
±
2×
2.5%
220/110/38.5
230
1080
14
24
9
第三章短路计算
第3.1节相关参数计算
等值220kv系统:
XS1=0.1134XS0=0.1693
变压器:
U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(14+24-9)=14.5
U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(14+9-24)=-0.5
U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(24+9-14)=9.5
所以XT1=U1%×
SB/(100×
SN)=14.5×
100/(100×
240)=0.06042
XT2=U2%×
SN)=0
XT3=U3%×
SN)=9.5×
240)=0.0396
短路点选择
图3-1短路点分布图
F1点220kv进线断路器内侧
F2点220kv母联断路器
F3点220kv母线
F4点主变压器高压侧
F5点主变压器中压侧
F6点110kv母线
F7点110kv出线
F8点主变压器低压侧
F9点35kv出线
短路计算
图3-2
按近期最大运行方式所给参数进行短路计算:
X1=2XS1=2×
0.1334=0.2668
XT1=0.06042
XT3=0.0396
IB1=SB/
UB1=100/230
=0.2510
IB2=SB/
UB2=100/115
=0.5020
IB3=SB/
UB3=100/37
=1.560
3.3.1短路点F1:
(220kv进线断路器内侧)
图3-3
标:
IK1=E/X1=1/0.2668=3.748
有:
IK1=IK1×
IB1=3.748×
0.2510=0.941KA
短路点F2:
(220kv母联断路器)
图3-4
IK2=E/XS1=1/0.1334=7.496
IK2=E×
IB1=7.496×
0.2510=1.88KA
短路点F3(220kv母线),F4(主变压器高压侧),与F2情况相同。
3.3.4短路点F5:
(主变压器中压侧)
图3-5
XK=0.5(X1+XT1)=0.5(0.2668+0.6042)=0.1636
IK5=E/(2×
XK)=0.5/0.1636=3.06
IK5=IK5×
IB2=3.06×
0.5020=1.536KA
短路点F6:
(110kv母线)
图3-6
XK=0.5(X1+XT1)=0.1636
IK6=E/XK=1/0.1636=6.11
IK6=IK6×
IB2=6.11×
0.5020=3.07KA
短路点F7(110kv出线)情况与F6相同。
短路点F8:
(主变压器低压侧)
图3-7
XK=0.5(XT1+X1)+XT3=0.5(0.06042+0.2668)+0.0396=0.2032
IK8=E/XK=1/0.2032=4.92
IK8=IK8×
IB3=4.923×
1.560=7.68KA
短路点F9(35kv出线)情况与F8相同。
主要电气设备选型
断路器的选择
断路器型式的选择:
除需满足各项技术条件和环境条件外,还考虑便于安装调试和运行维护,并经技术经济比较后才能确定。
根据我国当前制造情况,电压6-220kV的电网一般选用少油断路器,电压110-330kV电网,可选用SF6或空气断路器,大容量机组釆用封闭母线时,如果需要装设断路器,宜选用发电机专用断路器。
断路器选择的具体技术条件如下:
(1)电压:
Ug≤UnUg---电网工作电压
(2)电流:
Ig.max≤InIg.max---最大持续工作电流
(3)开断电流:
Ip.t≤Inbr
Ipt---断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量
Inbr---断路器额定开断电流
(4)动稳定:
ich≤imax
imax---断路器极限通过电流峰值
ich---三相短路电流冲击值
(5)热稳定:
I∞²
tdz≤It²
t
I∞---稳态三相短路电流
tdz-----短路电流发热等值时间
It---断路器t秒热稳定电流
其中tdz=tz+0.05β"
²
由β"
=I"
/I∞和短路电流计算时间t,可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112,图5-1查出短路电流周期分量等值时间,从而可计算出tdz。
220kv出线断路器
(1)选择
Ug=220KV
Igmax=PLMAX/(
×
UnCOS
)=
=1.02KA
选择LW2-220SF6断路器
表4-1LW2-220SF6断路器参数表
型号
额定电压(kv)
额定电流(ka)
额定短路开断电流(ka)
额定短路关合电流(ka)
额定峰值耐受电流(ka)
4秒热稳定电流(ka)
全开断时间(s)
LW2-220
220
2.5
31.5
80
100
40
0.05
(2)热稳定校验:
I∞2tdz≤
式中I∞-------------稳态三相短路电流;
tdz-------------短路电流发热等值时间;
It---------------断路器t秒稳定电流。
其中tdz=tz+0.05β”,由β=I,/I∞=1
短路电流计算时间t=tpr+tab=0.5+0.15+0.06=0.71(tpr为全保护时间,tab为固有全分闸时间,它包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间)可从小电气书图5-1中查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8S,忽略短路电流非周期分量。
所以:
tdz=tz+0.05β”=0.8S
Qk=I∞2tdz=0.9412
0.8<It2t
∴It²
t>
Qk满足热稳定要求。
(3)动稳定校验:
ich≤imax
imax---------断路器极限通过电流峰值;
ich-----------三相短路冲击值。
ich=2.55I”=2.55
0.941=2.40<
imax=100KA
满足动稳定要求。
母联断路器,变压器高压侧断路器
Igmax=1.05In=1.05×
Sn/(
Un)=
=0.661KA
表4-2LW2-220SF6断路器参数表
I∞2tdz≤It2t
查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8S,忽略短路电流非周期分量。
tdz=tz+0.05β”=tz=0.8S
Qk=I∞2tdz=1.882
0.8<It2t
ich=2.55I”=2.55
1.88=4.79<
110kv出线断路器,母联断路器
Ug=110KV
Igmax=P/(
COS
=0.988KA
选择LW2-132SF6断路器
表4-3LW2-132SF6断路器参数表
LW2-132
132
(2)热稳定校验:
Qk=I∞2tdz=3.072
3.07=7.82<
变压器中压侧断路器
Un)=1.323KA
表4-4LW2-132SF6断路器参数表
查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8S,忽略短路电流非周期分量。
Qk=I∞2tdz=1.5362
1.536=3.92<
4.1.5变压器低压侧断路器
Ug=35KV
=1.65KA
表4-5LW2-132SF6断路器参数表
ZN23-35
35
1.6
25
63
查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8,忽略短路电流非周期分量。
Qk=I∞2tdz=7.682
7.68=19.6<
imax=63KA
35kv出线断路器
选择ZN23-35断路器
表4-6ZN23-35断路器参数表
隔离开关
隔离开关形式的选择,应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素,进行综合的技术经济比较然后确定。
参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。
选择的具体技术条件如下:
(1)电压:
(2)电流:
(3)动稳定:
(4)热稳定:
I²
·
220kv隔离开关
Un)=0.661KA
选择GW4—220隔离开关
表4-7GW4—220隔离开关参数
热稳定电流(ka)
GW4-220
1.25
tdz=tz+0.05β”=tz=0.8S
imax=80KA
110kv隔离开关
选择GW4—110隔离开关
表4-8GW4—110隔离开关参数表
GW4-110
110
0.63
50
20
1.536=3.92<
imax=50KA
35kv隔离开关
1)选择
Un)=0.155KA
选择GN1-35隔离开关
表4-9GN1-35隔离开关参数表
GN1-35
0.6
52
7.68=19.6<
imax=52KA
电流互感器
电流互感器的选择和配置应按下列条件:
(1)型式:
电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。
对于6~20KV屋内配电装置,可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。
对于35KV及以上配电装置,一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。
有条件时,应尽量采用套管式电流互感器。
(2)一次回路电压:
Ug≤Un
Ug为电流互感器安装处一次回路工作电压,Un为电流互感器额定电压。
(3)一次回路电流:
Ig·
max≤I1n
max为电流互感器安装处一次回路最大工作电流,I1n为电流互感器原边额定电流。
当电流互感器使用地点环境温度不等到于+40℃时,进行修正。
修正的方法与断路器In的修正方法相同。
(4)准确等级:
电流互感器准确等级的确定与电压互感器相同,需先知电流互感器二次回路接测量仪表的类型及对准确等级的要求,并按准确等级要求最高的表计来选择。
(5)动稳定:
内部动稳定ich≤
式中Kdw电流互感器动稳定倍数,它等于电流互感器级限通过电流峰值idw与一次绕组额定电流I1n峰值之比,即
Kdw=idw/(
I1n)
(6)热稳定:
I2
tdz≤(I1nKt)2
Kt为电流互感器的1秒钟热稳定倍数。
220kv出线,母联处电流互感器
(1)形式:
采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式
(2)电压:
Ug=220KV
(3)电流:
max=1.02KA
采用0.5级,根据以上条件选择LCLWD1-220,额定变比4×
300/5,热稳定倍数60,动稳定倍数60
校验:
①电压:
Ug=Un
②电流:
max〈In
③动稳定:
Ich=2.40KA,
IchKd=
1.2×
60=101.82KA,
IchKd>
Ich④热稳定:
Qk=0.708KA2·
S,(I1NKT)2=(1.2×
60)2=5184KA2·
S
Qk<
(I1NKT)2满足
变压器高压侧电流互感器
max=0.661KA
采用0.5级,根据以上条件选择LCWDL-220,额定变比4×
300/5,热稳定倍数35,动稳定倍数65
Ich=1.88K