110kV变电站及其配电系统的设计毕业论文

2.1.1 高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器主要功能是:正常运行倒换运行方式,把设备或线路接入电网或退出运行,起控制作用;当设备或线路发生故障时,能快速切断故障回路,保证无故障部分正常运行,起保护作用。其最大特点就是断开电器中负荷电流和短路电流。 2.1.2 高压断路器按下列条件进行选择和校验

(一)选择高压断路器的类型,按目前我国能源部要求断路器的生产要逐步走向无油化,

因此6 —220kV要选用SF6断路器。 (二)根据安装地点选择户外式或户内式。

(三)断路器的额定电流不小于通过断路器的最大持续电流。 (四)断路器的额定电压不小于变电所所在电网的额定电压。

(五)校核断路器的断流能力,一般可按断路器的额定开断电流大于或等于断路器触头

刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择,当断路器的额定开断电流比系统的短路电流大得多的时,为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选择。

(六)热稳定校验应满足的条件是:短路的热效应小于断路器在 tK 时 间内的允许热效

应。

(七)动稳定校验应满足的条件是:短路冲击电流应小于断路器的动稳定 电流,一般

在产品目录是给出的极限过电流峰值。

(八)按短路关合电流选择,应满足条件是:断路器额定关合电流不少于短路冲击电流

ish ,一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。 2.1.3按上述原则选择和校验断路器 (一)110kV侧断路器的选择

(1)、该回路为 110 kV电压等级,故可选用六氟化硫断路器。 (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×

103.7313?115=0.547(kA)

(4)、为了维护和检修的方便,选择统一型号的SF6 断路器。如下表:

最高 工作 电压 kV 126 额定 开断 电流 kA 31.5 额定峰动稳 3S热稳 值耐受定电流 定电流 电kA kA kA 80 31.5 80 流 固有分闸时间 S 额定 型号 电压 kV OFPT-110 额定 电流 A 合闸 时间 S 110 1600 0.03 0.12 (5)、进行校验计算

① 开断电流能力校验

因为三相短路电流大于两相短路电流,所以选三相短路电流进行校验,断路器的额定开断电流比系统短路电流大得多,可用次暂态短。,故选I =4.166kA进行校验

所选断路器的额定开断电流 I。= 31.5kA> I =4.166kA,则断流能力满足要求。 ② 短路关合电流的校验

在断路器合闸之前,若线路已存在断路故障,则在断路器合闸过程中,动、静触头间在未接触时 及产生巨大的短路电流,更容易发生触头破坏和曹遭受电动力的损坏。而且不可避免接通后又自动跳闸。此时还要求能够切断电流。因此要进行短路关合电流的校验。所选断路器的额定关合电流,即动稳定电流为 80kA,流过断路器的冲击电流为10.624kA,则短路关合电流满足要求,因为其动稳定的校验参数与关合电流参数一样,因而动稳定也满足要求。 ③ 热稳定校验

设后备保护动作时间 1.9s,所选断路器的固有分闸时间 0.07,选择熄弧时间 t =0.03S。则短路持续时间 t =1.9+0.07+0.03 =2s。

因为电源为无限大容量,非周期分量因短路持续时间大于1s而忽略不计 则 短路热效应 Qk = I”2t =4.1662×2=534.711kA2.s

允许热效应 Ir2t =31.52× 3 = 2976.75kA2.s Ir2t>Qk 热稳定满足要求。

以上各参数经校验均满足要求,故选用OFPT(B)-110断路器。

(二) 35kV侧断路器的选择

(1)、该回路为 35 kV电压等级,故选用六氟化硫断路器 (2)、断路器安装在户内,故选用户内断路器

(3)、回路电压35 kV,因此选用额定电压Ue≥35kV的断路器,且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流 Imax=1.05×

91.4823?37=1.4989(kA)

(4)、为方便运行管理及维护,选同一型号产品,初选LW8-35断路器其参数如下:

额定 额定 型号 电压 电流 kV LW8-35 35 (5)、对所选的断路器进行校验 ①断流能力的校验

流过断路器的短路电流 IK =7.649。所选断路器的额定开断电流 I =25kV > IK,即断路器的断流能力满足要求。

A 最大工作电压 kV 额定开极限断电流 开断kA 25 电流 25 额定极限通过4S热固有电流 断流稳定分闸容量有效kVA 值 峰值 电流 时间 kA 25 s 0.06 1600 40.5 1600 36.6 63

②动稳定校验

所选断路器的动稳定电流等于极限通过电流峰值idw=63kA,流过断路器的冲击电流ish=19.505kA<idw,则动稳定满足要求。 ③热稳定校验

设后备保护动作时间 1.9s,所选断路器的固有分闸时间 0.06s,选择熄弧时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。 以前述的方法算得 Qz=7.6492×1.99=116.429 kA2s

因为短路持续时间1s,非周期分量忽略不计, 即Qk=Qz=116.429kA2s 允许热效应Ir2t=252×4=2500kA2s>Qk 所以热稳定满足要求。 从以上校验可知断路器满足使用要求,故确定选用 LW8-35A断路器。 (二)10 kV侧断路器的选择

(1)、该回路为 10kV 电压等级,故可选用真空断路器。 (2)、该断路器安装在户内,故选用户内式断路器。

(3)、回路额定电压为 10kV,因此必须选择额定电压 Ue ≥ 10 kV的断路器, 且其额定电流不小于流过断路器的最大持续电流 Imax=1.05×A)

(4)、初选 SN9-10真空断路器,主要数据如下:

额定 型号 电压 kV SN9-10 (5)、对所选的断路器进行校验 ①断流能力的校验

流过断路器的短路电流 IK =20.868 kA。所选断路器的额定开断电流 I =25kV > IK,即断路器的断流能力满足要求。 ②动稳定校验

所选断路器的动稳定电流为63kA, 流过断路器的冲击电流ish = 53.213kA<63KA则动稳定满足要求。 ③热稳定校验

设后备保护动作时间 1.9s,所选断路器的固有分闸时间 0.05s,选择熄弧时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.05+0.03 =1.98s。 则Qd = Qz=20.8682×1.98= 862.237 kA2.s 允许热效应 Ir2t = 252 ×4 = 2500 kA2.s 由于短路时间大于 1 s ,非周期分量可忽略不计

10 额定 电流 kA 1.25 额定开动稳定 断流电 kA 25 电流 kA 63 4S热稳定电流kA 25 s 0.05 固有分闸时间 12.1923?10.5=0.7039(k

则Qd =Qz=862.237kA2.s ,由于 Ir2t >QK,所以热稳定满足要求

从以上校验可知该断路器满足要求,所以确定选用 SN9-10真空断路器。

2.2隔离开关的选择

隔离开关也是发电厂变电站中常用的开关电器。它需要与断路器配合使用。但隔离开关无灭弧装置,不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。

隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流的情况下,分、合电路。其主要功能为:隔离电压、倒闸操作、分、合小电流。 2.2.1、隔离开关的配置

(一)、接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。 (二)、断路器的两侧均应配置隔离开关,以便进出线不停电检修。 (三)、中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地。

根据以上配置原则来配置隔离开关,变电所隔离开关的配置详见主接线图。

2.2.2、隔离开关按下列条件进行选择和校验

(一)根据配电装置布置的特点,选择隔离开关的类型。 (二)根据安装地点选用户外或户内式。

(三)隔离开关的额定电压应大于装设电路的电大持续工作电流。 (四)隔离开关的额定电压应大于装充电路的最大持续工作电流。 (五)动稳定校验应满足条件为: idw >ish (六)热稳定校验应满足条件为:Ir2t >Qk

(七)根据对隔离开关控制操作的要求,选择配用操作机构,隔离开关一般采用手动操

作机构户内 8000A以上隔离开关,户外 220 kV高位布置的隔离开关和 330 kV隔离开关宜用电动操作机构,当有压缩空气系统时,也可采用手动操作机构。 2.2.3、110kV侧隔离开关的选择

(一)、为保证电气设备和母线检修安全,选择隔离开关带接地刀闸。 (二)、该隔离开关安装在户外,故选择户外式。

(三)、该回路额定电压为 110kV,因此所选的隔离开关额定电压 Ue≥ 110kV,且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流ImaX=1.05×

103.7313?115=0.547(kA)

(四)、初GW4—110D型单接地高压隔离开关其主要技术参数如下:

额定 型 号 电压 kV GW4-110D 110 额定 最大工电流 作电压 A 1250 kV 126 接地 极限通过电流kA 4S热稳刀闸 A 2000 有效值 32 峰值 55 定电流 kA 10 备注

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