发电厂电气设备的选择校验78.docx
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发电厂电气设备的选择校验78
(发电厂课程论文)
题目
变电所电气设备的选择校验
学院
机械交通学院
专业
电气工程及其自动化
班级
电气104
姓名
郑思远
学号
103736442
指导教师
艾海提
职称
副教授
2013年5月20日
新疆农业大学
设计(论文)任务书
专业电气工程及其自动化班级电气104学生姓名郑思远
一、
设计(论文)题目:
变电所电气设备的选择校验
二、
设计(论文)应阅读或翻译的文献、资料:
《发电厂电气部分(第三
版)》
三、
设计(论文)要点:
1.变电所有哪些主要电气设备构成2.各种电气设
备的选择原则是什么3.以某个电气设备为例,介绍该电气设备的选择及校验过
程。
四、
设计(论文)进程安排:
五、
根据大纲要求对学生毕业设计(论文)提出明确的工作要求:
1、文献综述2、论文实验记录3、论文调查项目及内容4、外文翻
译篇数或字数4、毕业设计说明书字数、图纸张数及其他相关技术指标等,
毕业论文字数。
目录
摘要………………………………………………………………………………1前言……………………………………………………………………………2
一、变电所有哪些电气设备构成………………………………………………2
1.1变压器…………………………………………………………………2
1.2断路器…………………………………………………………………2
1.3隔离开关………………………………………………………………………2
1.4互感器…………………………………………………………………………2
1.5电抗器…………………………………………………………………………3
1.6母线……………………………………………………………………………3
1.7高压熔断器……………………………………………………………………3
1.8防雷保护装置…………………………………………………………………3
1.9绝缘子………………………………………………………………………3
2、各种电气设备的选择原则…………………………………………………………3
2.1变压器………………………………………………………………………4
2.2断路器………………………………………………………………………5
2.3隔离开关……………………………………………………………………5
2.4互感器…………………………………………………………………………5
2.5电抗器…………………………………………………………………………5
2.6母线…………………………………………………………………………5
2.7高压熔断器……………………………………………………………………6
2.8防雷保护装置…………………………………………………………………6
2.9绝缘子…………………………………………………………………………6
3、高压断路器的选择及校验过程…………………………………………………6
四、谢词………………………………………………………………………………9
变电所电气设备的选择校验
郑思远
摘要:
变电所作为常见的输电线路终端,担负着受电、变压、分配的任务,是生产和生活供电系统的枢纽,其所用电气设备的正确选择是供配电系统安全、可靠运行的基本保证。
本文通过对变电所电气设备的介绍,阐述了变电所电气设备的选择及校验过程。
关键词:
电气设备;选择校验
TheResearchoftheElectricalEquipmentofPowerSubstation
Zhengsi-yuan
Abstract:
Substationsaacommontransmissionlines,terminalforthepower,variablepressure,assignedtasks,isthehubofpowersystemproductionandlife,itistherightchoiceofelectricalequipmentwhichusedforpowerdistributionsystem,itisthebasicguaranteeforthesafeandreliableoperation.Thisarticlethroughtothesubstationelectricalequipmentisintroduced,thispaperexpondsthesubstationelectricalequipmentselectionandcalibrationprocess.
前言
变电所是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电所是输电和配电的集结点,变电所主要分为:
升压变电所,主网变电所,二次变电所,配电站。
变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设备,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。
1、变电所有哪些主要电气设备构成
1.1变压器
变压器是变电所的主要设备,分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。
电压高低与匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。
变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。
前者用于电力系统送端变电所,后者用于受端变电所。
变压器的变压需与电力系统的电压相适应。
为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时候需要切换变压器的分接头。
按分接头切换方式变压器油带负荷有载负荷调压变压器和无负荷无载调压变压器。
有载调压变压器主要用于受端变电所。
1.2断路器
断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器,高低压划分界限比较模糊,一般将3KV以上的称为高压电器。
低压断路器又称自动开关,俗称“空气开关”,它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。
它可用来分配电能,不频繁的启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相对于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
1.3隔离开关
隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器,顾名思义,是在电路中起隔离作用的,它本身的工作原理及结构比较简单,但是由于使用量大,工作可靠性要求高,对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。
刀闸的主要特点是无灭弧能力,只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。
1.4互感器
互感器分为电流互感器和电压互感器,它们既是电力系统中一次系统与二次系统间的联络元件,同时也是隔离元件。
它们将一次系统的高电压、大电流,转换为低电压、小电流,供测量、监视、控制及继电保护使用。
1.5电抗器
用来限制短路电流的限流电抗器一般选用NKL系列铝线电抗器或FFL系列铝线分裂电抗器。
1.6母线
为了汇集、分配和传输电能,常常需要设置母线。
变电所的母线分为发电机出口母线、发电机电压(汇流)母线和升高电压(汇流)母线。
1.7高压熔断器
高压熔断器应根据额定电压、额定电流、型式种类、开断电流、保护的选择等进行选择。
1.8防雷保护装置
变电站还装有防雷设备,主要有避雷针和避雷器。
避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。
1.9绝缘子
绝缘子是一种特殊的绝缘控件,能够在架空输电线路中起到重要作用。
2、各种电气设备的选择原则
在变电所的主接线圈中,包括许多不同类型的电气设备。
导体和电气设备的选择是电气设计的主要内容之一。
尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不相同,但对它们的基本要求却是一致的。
电气设备要能可靠的工作,必须按正常条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
1、按正常工作条件选择电气设备
(1) 额定电压
通常规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的10.到1.15倍,而电网运行电压的波动范围,一般不超过电网额定电压的1.15倍。
因此,在选择电气设备时,一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压USN的条件选择,即
(2) 额定电流
电气设备的额定电流IN是指额定环境温度Θ下,电气设备的长期允许电流。
IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流
,即
出线回路的
除了要考虑正常符合电流外,还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。
(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、地震强烈程度和覆冰厚度等环境条件超过一般电气设备使用条件时,应采取措施。
在工程设计时正确选择环境最高温度,对电气设备运行的安全性和经济性至关重要。
选择导体及电气设备的环境最高温度宜采用下表所列数据。
选择导体和电气设备的环境最高温度
裸导体
屋外安装
最热月平均温度(最热月每日最高温度的月平均值;取多年平均值)
屋内安装
该处通风设计温度。
当年无资料时,取最热月平均最高温度加5度
电气设备
屋外安装
年最高温度(一年中所测量的最高温度的多年平均值)
屋内电抗器
该处通风设计最高排风温度
屋内其他
该处通风设计温度。
当无资料时,取最热平均最高温度加5度
此外,还应按电气设备的安装地点、使用条件、检修、运行和环境保护等要求,对电气设备进行种类和型式的选择。
2.1变压器
变压器容量的选择是一个全面、综合性的技术问题,没有一个简单的公式可以表示。
变压器容量的选择与负荷种类和特性、负荷率、需要率、功率因数、变压器有功损耗和无功损耗、电价(包括基本电价)、基建投资(包括变压器价格及安装土建费用和供电贴费)、使用年限、变压器折旧、维护费以及将来的计划等因数有关。
2.1.1变压器容量的基本估算
变压器容量的基本估算主要有以下三个方面。
2.1.1.1利用计算负荷法估算
先求出变压器所要供电的总计算负荷,然后按下式估算。
变压器总容量=总计算负荷+考虑将来的增容裕量
2.1.1.2利用最经济运行效果法估算
所选择的变压器,其最佳经济负荷和实际负荷相等或者接近,即:
变压器容量约等于S/贝塔m--所选择变压器最高效率时的负荷率。
按上式选择的变压器容量往往偏大,按最高效率相应的负荷率贝塔m所选择的变压器在最高效率的情况下运行,不一定会使企业得到最好的经济效益。
这是由于没有综合考虑影响经济选择企业变压器的各种因数的缘故。
2.1.1.3按年电能损耗最小法选择变压器
该方法适用于不同的企业性质和生产班制及负荷曲线的场合,它是根据年电能损耗最小为原则来选择变压器容量的,因此,从节能角度看较合理。
计算结果表明,变压器容量应在使用负荷和最高经济负荷之间进行选择。
2.2断路器
断路器型式的选择内容包括:
2.2.1选择型式
断路器型式的选择,应在全面了解其使用环境的基础上,结合产品的价格和已运行设备的使用情况加以确定。
2.2.2选择额定电压
所选断路器的额定电压应大于或等于安装处电网的额定电压。
2.2.3选择额定电流、
若实际使用地点的关键温度不同于给定标准值时,应注意对断路器额定电流进行修正。
2.2.4校核额定开断能力
2.2.5校核动稳定
2.2.6校验热稳定
2.3隔离开关
隔离开关选择方法可参照断路器,其内容包括:
①选择型式
②选择额定电压
③选择额定电流
④校核动稳定
⑤校验热稳定
2.4互感器
选择电流互感器时,首先要根据装设地点、用途等具体要求确定互感器的结构类型、准确等级、额定电流比。
其次要根据互感器的额定容量和二次负荷计算二次回路链接导线的截面积。
最后校验其动稳定和热稳定。
2.6母线
母线的选择内容包括
①确定母线的材料、截面形状、布置方式
②选择母线的截面积
③校验母线的动稳定和热稳定
④对重要的和大电流的母线,校验其共振频率
⑤对110kv以上的母线还应校验能否发生电晕
2.7高压熔断器
保护电压互感器的高压熔断器,一般选择RN2型,其额定电压应高于或者等于所在电网的额定电压(限流式只能等于电网电压),额定电流通常均为0.5A。
保护一般回路的熔断器:
①熔体的额定电流应为回路负荷电流的1.5-2.5
②熔断器的额定电流应大于熔体的额定电流
③上、下级熔断器的安-秒特性要互相配合
2.8防雷保护装置
在发电厂中,户外布置的电力变压器、配电装置、发电机电压引出线以及油处理室、露天油罐、主变压器修理间等,均应装有直击雷保护装置。
主厂房、主控制室和35kv以下的户内配电装置,一般不需要设置直击雷保护装置,仅将其屋顶金属结构接地即可。
2.9绝缘子
支柱绝缘子应按安装地点和额定电压选择,并进行短路动稳定校验。
3、高压断路器的选择与校验
高压断路器的选择
高压断路器的选择主要根据
装置种类构成开断选择,以短路时的热敏度、动敏度进行校验。
1.按额定电压额定电流选择
要求,
,
2.按装置种类选择
户内:
SW,KW,DW
户外:
SN,DN
3.按构造类型选择:
多油,少油,空气,
4.按开断电流或容量选择
要求:
:
断路器的额定开断电流
:
断路器触头开始分离瞬间的短路电流有效值
要确定
首先应正确选择短路计算点,短路类型,DL触头开断计算时间。
短路类型:
最严重的短路电流一般为三相短路,但在中性点直接接地系统在不利的情况下可能单相短路电流大于三相短路电流,可是,断路器在单相短路时最大开断电流可以超过三相短路时额定开断电流的15%,因而在中性点直接接地系统只有在单相短路电流比三相短路电流大15%以上时,才以单项短路电流为计算条件。
也就是说DL在三相短路时,额定开断电流为100KA,那么它能开断短路电流为115KA的单相短路电流。
DL触头开断计算时间:
断路器切断计算时间:
:
是从短路瞬间开始到短路灭弧触头分离的时间
:
继电保护动作时间
:
断路器固有分闸时间
DL的固有分闸时间是根据DL的类型不同而有差异。
一般快速DL固有分闸时间为0.05秒,如空气断路器。
非快速DL固有分闸时间为0.1-0.16秒,如少油断路器。
于是计算断路器开断电流可以分为以下几种情况:
(1)设有快速继电保护快速断路器
当
0.2秒时,其开断短路电流应考虑非周期分量的影响,也就是说短路电流应该按全电流有效值计算
式中
:
回路触头开断瞬间短路电流周期分量有效值。
当开断计算时间
时,
根据实际经验得
时,
。
只要
时,就满足开断能力。
(2)设计使用中或者低速断路器,且
比较小时
由于非周期分量衰减很快,则开断短路全电流有效值
不会超过短路次暂态电流周期分量有效值
。
故
,只要
,就满足开断能力。
(3)设使用低速DL,且时,由于此时的最大开断短路电流为0.2秒时的次暂态短路电流。
故
,所以只要
就能满足开断能力。
(4)有自动重合闸时的开断电流选择
需满足条件:
5.校验DL在短路时热敏度
DL出厂时制造厂给出t秒内的热敏度电流
,即
。
所以短路期内发生的热量应小于制造厂给出的允许发热量。
6.校验DL短路时的动敏度
由制造厂给出DL的极限通过电流,若大于短路时通过DL的冲击电流动敏度满足要求,即
。
谢辞
感谢艾老师一个学期精彩的讲课,我从中获益匪浅。
不仅对发电厂有了全面的了解,更增加了我对本专业的更深的认识,并且提高了对本专业的兴趣。
通过写结课论文,提高了我们的自主学习能力。
经过查阅大量资料,结合老师上课讲授的内容总结出一篇论文,如有不足之处还请艾老师及时批评指正。
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