110kV变电站设计(6)

青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 第五章 电气设备的选择

电气设备的选择是供配电系统设计的重要内容之一。安全、可靠、经济、合理是选择电气设备的基本要求。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，选择合适的电气设备，尽量采用新技术，节约投资。

电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不完全一样，具体选择方法也不完全相同，但其基本要求是一致的。电气设备选择的一般原则为：按正常工作条件下选择设备的额定电流、额定电压及型号，按短路情况下校验设备的热稳定、动稳定以及开关的开断能力。

5.1 电气设备选择的一般条件

5.1.1 按正常工作条件选择电气设备

1．电气设备的额定电压UN

电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压 ，故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。因此，在电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压 UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择。即

UN≥UNS （公式5-1）

2.电气设备的额定电流IN

电气设备的额定电流IN是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。IN应不小于该贿赂在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即：

IN?Imax （公式5-2）

3.环境条件对设备选择的影响

当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。

4.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。

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 5.1.2 按短路状态校验

1.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短路严重时，则应按严重情况校验。

（2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。

2.短路热稳定校验

短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定条件。

It2t≥Qk （公式5-3）

式中：Qk—短路电流产生的热效应

It 、t—电气设备允许通过的热稳定的电流和时间 3.电动力稳定校验

电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为：

ies≥ish （公式5-4）

式中：ish—短路冲击电流幅值

ies—电气设备允许通过的动稳定电流幅值 4.短路计算时间

验算热稳定的短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tbr之和，即：

tk＝tpr＋ tbr （公式5-5）

tpr一般取保护装置的后备保护动作时间

5.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。但所选电器的绝

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 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[3]。

5.2 断路器的选择

5.2.1 110kV主变侧断路器的选择

1.该回路为 110 kV电压等级。

2.断路器安装在户外，故选户外式断路器。

3.回路额定电压Ue≥110kV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流

Imax=1.05×

SN3UN

=1.05×

315003?110=173.60 (A)

4.为方便运行管理及维护，选取110kV 断路器为LW6-110Ⅰ型SF6断路器，其技术数据如下表5-1 ，其主要技术参数如：

表5-1 LW6-110Ⅰ型户外高压六氟化硫断路器技术数据

型号 SF6气体压力（MPa） 最高工作电压（kV） 额定开动稳定3S热额定关全开断电流近区故电流稳定合电流额定断时（kA） 障开断（峰电流（峰电流电流值）（kA） 值）间（A） （KA） （KA） （KA） （S） 3150 50*/31.5 40 28.4 125 100 50 40 125 ≤0.05 100 [8]

额定电压（kV） LW6-110Ⅰ 0.6 0.4 110 126 5.对所选的断路器进行校验 （1）热稳定校验： 1）短路时间：

tk?tpr?tbr?0.15+0.05=0.2 s

式中：tpr为继电保护时间，这里取后备保护时间，tk<1s所以应该考虑非周期分量的热效应。

2）周期分量热效应，根据运算电抗查短路电流运算曲线

Itk?16.4?1500500?0.6??123.0+1.11=124.11KA

3?115.53?115.528

青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 Itk/2?16.4?21500500?0.6??123.0+1.11=124.1KA

3?115.53?115.522I''?10Itk/2?ItkQk?tk

12(18.2)2?10?(124.11)2?(124.11)2?0.2 =

12 =2829.4[(KA)2.S]

3）非周期分量热效应，Qnp?TI'' T——非周期分量热效应时间，查得，T=0.05S

(18.2)2=16.56[(KA)2.S] Qnp?TI''=0.05×

2Qk=Qp?Qnp?2829.4+16.56< Itt

22 满足热稳定要求。 （2）动稳定校验：

ish≤ ies ish=ich =45.95kA

5.2.2 35kV主变侧断路器的选择

35kV侧断路器选择端口耐压高，对同一电压等级断口数目少、开断容量大、电寿命长、

检修间隔周期长的SF6断路器。

1.该回路为 35 kV电压等级。

2.断路器安装在户外，故选户外式断路器。

3.回路额定电压UN≥35kV的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流：

Imax =1.05×

SN3UN

=1.05×

3150003?35（1?100）=496.0 (A)

INBr≥Iz = If2 (3)=7.60 KA INC1≥Ish2=19.38 KA

4.根据以上数据选择LW8-35型户外高压六氟化硫断路器，其技术数据如下表5-2

表5-2 LW8-35型户外高压六氟化硫断路器技术数据

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[8]

青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 型号 SF6气体最高工额定开动稳定4S热额定关额定压作电压断电流额定失电流稳定电合电流额定电额定力（20℃（kV） （kA） 步同步（峰流（峰压电流时）电流值）（kA） 值）（kV） （A） （MPa） （kA） （KA） （KA） 0.45 35 40.5 1600 25 6.3 63 25 63 全开断时间（S） LW8-35 ≤0.06 5.对所选的断路器进行校验 （1）热稳定校验： 1）短路时间：

tk＝tpr＋tbr=0.15+0.06=0.21s

tpr继电保护时间，这里取后备保护时间0.15s

由于tk<1s,所以应该考虑短路电流非周期分量的热效应。 2）周期电流分量的热效应为：

Itk?Itk/2=7.6×100=11.86（kA） 3?37其中Itk/2—短路电流在t/2秒内 …… 此处隐藏：1361字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……