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文档简介

Ⅰ摘要根据设计任务书的要求,本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计,并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器,站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线,35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等)、各电压等级配电装置设计。本设计以《35~110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35~110kV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据,设计的内容符合国家有关经济技术政策,所选设备全部为国家推荐的新型产品,技术先进、运行可靠、经济合理。关键词:降压变电站;电气主接线;变压器;设备选型;无功补偿

ⅡAbstractFromtheguideofengineeringdesignassignment,wehavetodesignprimarypower-systemof110kVsubstationanddrawmainelectricalone-linediagram.Therearetwomaintransformerinthesubstationinwhichmainelectricalconnectioncanbedividedintothreevoltagegrades:110kV,35kVwith10kV.Itdepositssectionalizedsinglebusbarschemepergrade.Thereisalsoadesignformainelectricalconnectioninthisengineering,thecalculationforshort-circuitelectriccurrent,theselectionofelectricaldeviceandcalibration(includingcircuitbreaker,isolator,currenttransformer,potentialtransformer,busbaretc.)andthedesignfordistributioninstallationper.voltagegrade,directcurrentsystemandlightningprotectionisalsoincludedKeywords:transformersubstation;electricalmainwiring;transformer;equipmenttypeselection;reactive-loadcompensationⅢ目录摘要 ⅠAbstact Ⅱ1变电站电气主接线设计及主变压器的选择 表2-1短路电流计算结果表短路点编号基值电压基值电流支路名称支路计算电抗额定电流0S短路电流周期分量稳态短路电流0.2短路电流短路电流冲击值全电流有效值短路容量标幺值有名值标幺值有名值标幺值有名值公式2.551.52d-11150.502110kv4.545.020.221.10.221.10.221.12.81.672209.58d-2371.5635kv6.24515.60.162.50.162.50.162.56.3753.8151.55d-310.55.510kv7.315550.13677.520.13677.520.13677.5219.17611.43130.25d-40.4144.340.4kv507.3151443.40.001972.860.001972.860.001972.867.2424.321.873电气设备选择与校验导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一,正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。3.1电气设备选择的一般规定3.1.1一般原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要。3.1.2有关的几项规定导体和电器应按正常运行情况选择,按短路条件验算其动、热稳定,并按环境条校核电器的基本使用条件。(1)在正常运行条件下,各回路的持续工作电流,应按下表计算。表3-1各回路持续工作电流回路名称计算公式变压器回路Igmax=1.05In=1.05Sn/√3Un馈电回路Igmax=Pn/√3Uncosφ注:等都为设备本身的额定值。3.2各回路持续工作电流的计算依据表4.1,各回路持续工作电流计算结果见下表:表3-2各回路持续工作电流结果表回路名称计算公式及结果110KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×115=166.05A110KV进线Igmax=Pn/√3Uncosφ=31185/(√3×115×0.85)=184.2A35KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×38.5=495.996A35KV出线火电厂一Ig.max=S/√3Uncosφ=8000/(√3×37×0.85)=146.86A火电厂二Ig.max=S/√3Uncosφ=5000/(√3×37×0.85)=91.79A10KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×10.5=1818.65A10KV出线化工厂Ig.max=S/√3Uncosφ=3500/√3×10.5×0.85=226.4A铝厂(两回)Ig.max=S/√3Uncosφ=5000/√3×10.5×0.85=323.45A医院(两回)Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√3×10.5×0.85=97A氮肥厂Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A印刷厂Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√3×10.5×0.85=97A0.4KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×653/√3×0.38=104.17A3.3高压电气设备选择3.3.1断路器的选择与校验断路器型式的选择,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,断路器选择的具体技术条件如下:(1)电压:Ug(电网工作电压)≤Un(3-1)(2)电流:Ig.max(最大持续工作电流)≤In(3-2)(3)开断电流:Idt≤Ikd(3-3)式中:Idt——断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量;

Ikd——断路器的额定开断电流。(4)动稳定:ich≤imax(3-4)式中:ich——断路器极限通过电流峰值; imax——三相短路电流冲击值。(5)热稳定:I∞2tdz≤It2t(3-5)式中:I∞——稳态三相短路电流;其中:,由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》第112页,查短路电流周期分量等值时间t,从而计算出。3.3.1.1断路器的选择根据如下条件选择断路器:电压:电流:,各回路的见表3.2。各断路器的选择结果见下表:表3-3断路器的型号及参数性能指标位置型号额定电压(KV)额定电流(A)额定断开电流(KA)动稳定电流(KA)热稳定电流(KA)固有分闸时间(s)合闸时间(s)变压器110KV侧OFPI-110110125031.58031.5(3)<0.03变压器35KV侧HB35361250258025(3)0.060.0635KV出线侧HB35361250258025(3)0.060.06变压器10KV侧HB-101012504010043.5(3)0.060.0610KV出线侧ZN4-10C1060017.329.417.3(4)0.050.2站用DW5-400380-400400其中:OFPI-110号断路器见《发电厂电气部分》第491页;HB35号断路器见《发电厂电气部分》第490页;HB-10号断路器见《发电厂电气部分》第489页;ZN4-10C号断路器见《电力工程电气设备手册—电气一次部分》第649页。3.3.1.2断路器的校验(1)校验110KV侧断路器=1\*GB3①开断电流:Idt≤IkdIdt=1.1(KA)Ikd=31.5(KA)Idt<Ikd=2\*GB3②动稳定:ich≤imaxich=2.8(KA)imax=80(KA)ich<imax=3\*GB3③热稳定:I∞2tdz≤It2tβ"=I"/I∞=1.1/1.1=1t=2+0.03=2.03(s)查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页得:tz=1.65(s)tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)I∞2tdz=1.12×1.7=2.057[(KA)2s]It2t=31.52×2.03=2282.18[(KA)2s]则:I∞2tdz≤It2t经以上校验此断路器满足各项要求。(2)校验变压器35KV侧断路器=1\*GB3①开断电流:Idt≤IkdIdt=2.5(KA)Ikd=25(KA)Idt<Ikd=2\*GB3②动稳定:ich≤imaxich=6.375(KA)imax=80(KA)ich<imax=3\*GB3③热稳定:I∞2tdz≤It2tβ"=I"/I∞=2.5/2.5=1t=2+0.06=2.06(s)查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页得:tz=1.65(s)tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[(KA)2s]It2t=252×2.06=1287.5[(KA)2s]则:I∞2tdz≤It2t经以上校验此断路器满足各项要求。(3)校验35KV出线侧断路器此断路器与35KV变压器侧断路器型号相同,且短路电流与校验35KV变压器侧断路器为同一短路电流,则:校验过程与校验35KV变压器侧断路器相同。(4)校验变压器10KV侧断路器=1\*GB3①开断电流:Idt≤IkdIdt=7.52(KA)Ikd=40(KA)Idt<Ikd=2\*GB3②动稳定:ich≤imaxich=19.176(KA)imax=100(KA)ich<imax=3\*GB3③热稳定:I∞2tdz≤It2tβ"=I"/I∞=7.52/7.52=1t=2+0.06=2.06(s)查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页得:tz=1.65(s)tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)I∞2tdz=7.522×1.7=96.14[(KA)2s]It2t=43.52×2.06=3898[(KA)2s]则:I∞2tdz≤It2t经以上校验此断路器满足各项要求。(5)校验10KV出线侧断路器=1\*GB3①开断电流:Idt≤IkdIdt=7.52(KA)Ikd=17.3(KA)Idt<Ikd=2\*GB3②动稳定:ich≤imaxich=19.176(KA)imax=29.4(KA)ich<imax=3\*GB3③热稳定:I∞2tdz≤It2tβ"=I"/I∞=7.52/7.52=1t=2+0.03=2.03(s)查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页得:tz=1.65(s)tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)I∞2tdz=7.522×1.7=96.14[(KA)2s]It2t=17.32×2.03=607.56[(KA)2s]则:I∞2tdz≤It2t经以上校验此断路器满足各项要求。3.3.2隔离开关的选择及校验隔离开关是高压开关的一种,因为没有专门的灭弧装置,所以不能切断负荷电流和短路电流。但是它有明显的断开点,可以有效的隔离电源,通常与断路器配合使用。隔离开关型式的选择,其技术条件与断路器相同,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。其选择的技术条件与断路器选择的技术条件相同。3.3.2.1隔离开关的选择根据如下条件选择隔离开关:电压:电流:,各回路的见表3.2。各隔离开关的选择结果见下表:表3-4隔离开关的型号及参数开关编号型号额定电压(KV)额定电流(A)动稳定电流(KA)热稳定电流(s)(KA)110KV侧GW2-1101106005014(5)35KV变压器侧GW4-353510008023.7(4)35KV出线侧GW8-3535400155.6(5)其中:GW2-110型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第165页;GW4-35型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第165页;GW8-35型号隔离开关见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第165页;3.3.2.2隔离开关的校验(1)110KV侧隔离开关的校验=1\*GB3①动稳定:ich≤imaxich=2.8(KA)imax=50(KA)ich<imax=3\*GB3③热稳定:I∞2tdz≤It2t由校验断路器可知:I∞2tdz=1.12×1.7=2.1[(KA)2s]It2t=142×5=980[(KA)2s]则:I∞2tdz≤It2t经以上校验此隔离开关满足各项要求。(2)35KV变压器侧隔离开关的校验=1\*GB3①动稳定:ich≤imaxich=6.375(KA)imax=80(KA)ich<imax=2\*GB3②热稳定:I∞2tdz≤It2t由校验断路器可知:I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[(KA)2s]It2t=23.72×4=2246.76[(KA)2s]则:I∞2tdz≤It2t经以上校验此隔离开关满足各项要求。(3)35KV出线侧隔离开关的校验=1\*GB3①动稳定:ich≤imaxich=6.375(KA)imax=34(KA)ich<imax=2\*GB3②热稳定:I∞2tdz≤It2t由校验断路器可知:I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[(KA)2s]It2t=5.62×5=156.8[(KA)2s]则:I∞2tdz≤It2t经以上校验此隔离开关满足各项要求。3.3.3电流互感器的选择及校验3.3.3.1电流互感器选择的具体技术条件如下:(1)一次回路电压:Ug≤Un(3-6)式中:Ug——电流互感器安装处一次回路工作电压;Un——电流互感器额定电压。(2)一次回路电流:Igmax≤In(3-7)式中:Igmax——电流互感器安装处的一次回路最大工作电流;In——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于时,应对In进行修正。修正的方法与断路器In的修正方法相同。(3)准确级准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准等级不得低于所供仪表的准确级;当所供仪表要求不同准确级时,应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。=1\*GB3①与仪表连接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于下要求:与仪表相配合分流器、变压器的准确级为0.5级,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级为0.5。仪表的准确级为1.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级0.5。仪表的准确级为2.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级1.0。=2\*GB3②用于电能测量的互感器准确级:0.5级有功电度表应配用0.2级互感器;1.0级有功电度表应配用0.5级互感级,2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器;2.0级有功电度表及3.0级无功电度表,可配用1.0级级互感器。=3\*GB3③一般保护用的电流互感器可选用3级,差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级,零序接地保护可釆用专用的电流互感器,保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。(4)动稳定校验:ich≤√2ImKdω(3-8)式中:ich——短路电流冲击值;Im——电流互感器原边额定电流;Kdω——电流互感器动稳定倍数。(5)热稳定校验:I∞2tdz≤(ImKt)2(3-9)式中:I∞——稳态三相短路电流;tdz——短路电流发热等值时间;Im——电流互感器原边额定电流。Kt——t秒时的热稳定倍数。3.3.3.2电流互感器的选择根据如下条件选择电流互感器:一次回路电压:Ug(电网工作电压)≤Un一次回路电流:Igmax(最大持续工作电流)≤In见表3.2。各电流互感器的选择结果见下表:表3-5电流互感器的型号及参数参数位置型号额定电流比(A)级次组合准确级次二次负荷(Ω)10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数0.5级1级二次负荷(Ω)倍数110KV进线侧LB-1102300/50.5/BB/B0.5B2.02.01570183变压器35KV侧LCW-3515-1000/50.5/30.5/3242286510035KV出线侧LB-35300/50.5/B1/B20.5/0.5/B2B2/B2/B20.5B1B22.02.01555140变压器10KV侧LBJ-101000/50.5/D1/DD/D0.51D0.5<10509010KV出线侧LA-10300/50.5/31/30.5130.41075135其中:LB-110型号电流互感器见《发电厂电气部分》第498页;LCW-35型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第194页;LB-35型号电流互感器见《发电厂电气部分》第498页;LBJ-10型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第187页;LA-10型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第186页。3.3.3.3电流互感器的校验(1)110KV进线侧电流互感器=1\*GB3①动稳定:ich≤√2ImKdωich=2.8(KA)=2800(A)√2ImKdω=√2×2×300×183=155280(A)ich≤√2ImKdω=2\*GB3②热稳定:I∞2tdz≤(ImKt)2由校验断路器可知:I∞2tdz=1.12×1.7=2.057[(KA)2s](ImKt)2=(2×0.3×70)2=1764[(KA)2s]I∞2tdz≤(ImKt)2经以上校验此电流互感器满足各项要求。(2)变压器35KV侧电流互感器=1\*GB3①动稳定:ich≤√2ImKdωich=6.375(KA)=6375(A)√2ImKdω=√2×(5~1000)×100=707.11~141421.16(A)ich≤√2ImKdω=2\*GB3②热稳定:I∞2tdz≤(ImKt)2由校验断路器可知:I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[(KA)2s](ImKt)2=(1×65)2=4225[(KA)2s]I∞2tdz≤(ImKt)2经以上校验此电流互感器满足各项要求。(3)35KV出线侧电流互感器=1\*GB3①动稳定:ich≤√2ImKdωich=6.375(KA)=6375(A)√2ImKdω=√2×300×140=59397(A)ich≤√2ImKdω=2\*GB3②热稳定:I∞2tdz≤(ImKt)2由校验断路器可知:I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[(KA)2s](ImKt)2=(0.3×55)2=272.25[(KA)2s]I∞2tdz≤(ImKt)2经以上校验此电流互感器满足各项要求。(4)变压器10KV侧电流互感器=1\*GB3①动稳定:ich≤√2ImKdωich=19.176(KA)=19176(A)√2ImKdω=√2×(1000~1500)×90=127279~190919(A)ich≤√2ImKdω=2\*GB3②热稳定:I∞2tdz≤(ImKt)2由校验断路器可知:I∞2tdz=7.522×1.7=96.14[(KA)2s](ImKt)2=[(1~1.5)×50]2=2500~5625[(KA)2s]I∞2tdz≤(ImKt)2经以上校验此电流互感器满足各项要求。(5)10KV出线侧电流互感器=1\*GB3①动稳定:ich≤√2ImKdωich=19.176(KA)=19176(A)√2ImKdω=√2×(300~400)×135=57276~76368(A)ich≤√2ImKdω=2\*GB3②热稳定:I∞2tdz≤(ImKt)2由校验断路器可知:I∞2tdz=7.522×1.7=96.14[(KA)2s](ImKt)2=[(0.3~0.4)×75]2=506.25~900[(KA)2s]I∞2tdz≤(ImKt)2经以上校验此电流互感器满足各项要求。3.3.4电压互感器的选择及校验3.3.4.1电压互感器选择的具体技术条件如下:(1)一次电压:1.1Un>U1>0.9Un(3-10)式中:Un——电压互感器额定一次线电压,其允许波动范围为(2)二次电压U2n:电压互感器二次电压,应根据使用情况,按《发电厂电气部分课程设计参考资料》第118页、表538进行选择。(3)准确等级:电压互感器应在那一准确等级下工作,需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。(4)二次负荷S2:S2≤Sn(3-11)式中:S2——二次负荷;Sn——对应于在测量仪表所要求的最高准确等级下,电压互感器的额定容量。3.3.4.2电压互感器的选择由电压互感器选择的技术条件及各侧使用情况:(1)110KV侧:Un=110(KV)U2n=100/√3(V)(2)35KV侧:Un=35(KV)U2n=100(V)(3)10KV侧:Un=10(KV)U2n=100(V)三侧电压互感器准确等级:1级参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》185页表5.44,三侧电压互感器选择如下表所示:表3-6电压互感器型号及参数型式额定变比在下列准确等级下额定容量(VA)最大容量(VA)0.5级1级3级单相(屋外式)JCC-11050010002000JDJ-3535000/1001502506001200JDZ-1010000/10080150300500其中:JCC-110型号电压互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第185页;JDJ-35型号电压互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第185页;JDZ-10型号电流互感器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第184页。3.3.5熔断器的选择高压熔断器应按所列技术条件选择,并按使用环境条件校验。熔断器是最简单的保护电器,它用来保护电气设备免受过载电流的损害,屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器,而在电厂中多用于保护电压互感器。3.3.5.1熔断器选择的具体技术条件如下:(1)电压:(3-12)限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中,以免因过电压而使电网中的电器损坏,故应为(2)电流:(3-13)式中:——熔体的额定电流。——熔断器的额定电流(3)根据保护动作选择性的要求校验熔体额定电流,应保证前后两级熔断器之间,或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。(4)断流容量:(3-14)式中:——三相短路冲击电流的有效值。——熔断器的开断电流。3.3.5.2熔断器的选择依据以上熔断器选择的技术条件,参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》166页表5-35,35KV和10KV熔断器如下表所示:表3-7熔断器的型号及参数系列型号额定电压(KV)额定电流(A)断流容量(MVA)备注RN2100.51000保护户内电压互感器RW9-35350.52000保护户外电压互感器其中:RN2型号熔断器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第166页;RW9-35型号熔断器见《发电厂电气部分课程设计参考资料》第165页;3.4母线及电缆的选择及校验变电所屋内屋外配电装置的主母线、变压器电气设备与配电装置母线之间的连接导线统称为母线。选择配电装置中的母线主要考虑:母线的材料、母线截面形状、母线截面积的大小、校验母线的动稳定和热稳定。3.4.1材料的选择配电装置母线的材料有铜、铝、铝合金。铜的电阻率低,机械强度大,抗腐蚀性强,用途广,是很好的母线材料。但是铜的储量不多,价值较贵,因此铜母线只用于空气中含腐蚀性气体的屋外配电装置。铝的电阻率为铜的1.7-2倍,密度为铜的30%,而且储量多价值也低,因此在屋内屋外配电装置中广泛采用铝母线或铝合金母线。在机械强度要求较高的情况下使用铜母线。3.4.2母线截面积的选择3.4.2.1按长期发热允许电流选择各种电压等级的配电装置中,主母线和下引线以及临时装设的母线,一般均按长期发热允许电流选择截面积。因此,必须满足在正常运行中,通过母线的最大长期工作电流不应大于母线的长期发热允许电流,即:KIal≥Igmax(3-15)式中:Ial——相应于环境温度为25oC及母线放置方式时母线的长期允许电流。Igmax——通过母线的最大长期工作电流。K——温度修正系数θ0为母线的额定温度,通常θ0=250C,θ为母线安装地点的实际环境温度,θal为母线的长期允许温度,通常θal=700C。(1)110KV母线选择由表3.2可知110KV母线中Igmax=116.05AKIal=0.943×252=237.636>116.05=Igmax所以选25×3的矩形铝母线截面积为75mm2平放Ial=252A(2)35KV母线选择由表3.2可知35KV母线中Igmax=495.996AKIal=0.943×632=595.976A>495.996=Igmax所以选50×3矩形铝母线截面积为250mm2平放Ial=632A(3)10KV母线选择由表3.2可知10KV母线中Igmax=1818.65AKIal=0.943×1360=1282.48A>1818.65A=Igmax所以选80×10矩形铝母线截面积为800mm2平放Ial=1360A3.4.2.2母线的校验(1)热稳定校验母线正常运行最高温度为:(3-16)参考《发电厂电气部分》243页、表6.3得:,则母线最小截面为:(3-17)满足热稳定。(2)动稳定校验由短路电流计算结果表查得,短路冲击电流为:相间距离取(3-18)(3-19)(3-20)由、,参考《发电厂电气》图2.15得:同相条间应力为:(3-21)(3-22),即每跨内满足动稳定所必须的最少衬垫数为2个。实际衬垫距为:满足动稳定的要求。3.4.3、10KV出线电缆的选择3.4.3.1按允许载流量选择导线和电缆的截面积:导线和电缆在正常运行时,必须保证它不致因温度过高而烧毁,因此,必须满足导线和电缆的最大允许持续电流Ial不小于其最大工作电流Igmax,即式中,Ial是相应于环境温度为时导线和电缆的长期允许电流,可查表得出,单位是A,是通过导线和电缆的最大长期工作电流,单位是A,K是温度修正系数,是导线和电缆的额定温度;通常=25摄氏度;是导线和电缆安装地点的实际环境温度;是导线和电缆的长期允许温度,单位是摄氏度。化工厂:选缆心截面120mm2Ial=246A由已知得:其余选择方法同化工厂。3.4.3.2、10KV出线电缆的选择及校验(1)按额定电压:(2)按最大持续工作电流选择电缆面积S,查表3.2得:参考《发电厂电气部分》附表2-4、附表2.6,选择电缆,时,、。温度修正系数(3-23)其中为土壤温度参考《发电厂电气部分》附表2.9及附表2-10得土壤热阻修正系数,直埋两根并列敷设系数。允许载流量(3-24)满足长期发热要求。4无功补偿设计无功电源和有功电源一样是保证系统电能质量和安全供电不可缺少的。据统计,电力系统用户所消耗的无功功率大约是它们所消耗的有功功率的50~100%。另外电力系统中的无功功率损耗也很大,在变压器内和输电线路上所消耗掉的总无功功率可达用户消耗的总无功功率的75%和25%。因此,需要由系统中各类无功电源供给的无功功率为总有功功率的1~2倍。由无功功率的静态特性可知,无功功率与电压的关系较有功功率与电压的关系更为密切,从根本上来说,要维持整个系统的电压水平就必须有足够的无功电源。无功电源不足会使系统电压降低发送变电设备达不到正常出力,电网电能损失增大,故需要无功补偿。4.1无功补偿的原则与基本要求4.1.1无功补偿的原则(1)根据技术规程规定按主变容量的10%~20%进行无功补偿;(2)分级补偿原则,按主变无功损耗减去电缆充电功率确定无功补偿的容量;且10KV和110KV侧电压不能低于标称电压;(3)在轻负荷(2%~30%主变容量计时)时由于电缆充电功率的影响,其充电功率与补偿功率近似抵消;4.1.2无功补偿的基本要求(1)电力系统的无功电源与无功负荷,在各种正常及事故运行时,都应实行分层分区、就地平衡的原则,并且无功电源应具有灵活的调节能力和一定的检修备用、事故备用。(2)在正常运行方式时,突然失去一回线路,或一台最大容量的无功补偿设备,或一台最大容量的发电机(包括失磁)之后,系统无功电源事故备用的容量方式及配电方式,应能保持电压稳定和正常供电,避免出现电压崩溃;在正常检修运行方式时,若发生上述事故,应允许采取切除部分负荷或并联电抗器等必要措施,以维持电压稳定。(3)对于110KV及以上系统的无功补偿,应考虑提高电力系统稳定性的作用。4.2补偿装置选择及容量确定4.2.1补偿装置的确定(1)同步调相机:同步调相机在额定电压±5%的范围内,可发额定容量,在过励磁运行时,它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用,能提高系统电压,在欠励磁运行时,它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用,可降低系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机,能根据装设地点电压的数值平滑改变输出(或吸收)无功功率,进行电压调节,但是调相机的造价高,损耗大,维修麻烦,施工期长。(2)串联电容补偿装置:在长距离超高压输电线路中,电容器组串入输电线路,利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗,可以缩短输电线的电气距离,提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高(>0.95)或导线截面小的线路,由于PR/V分量的比重大,串联补偿的调压效果就很小。(3)静电补偿器补偿装置:它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率,电抗器可吸收无功功率,两者结合起来,再配以适当的调节装置,就能够平滑地改变输出(或吸收)无功功率的静止补偿器,与同步调机相相比较,运行维护简单,功率损耗小,但相对串联电容及并联电容补偿装置,其造价高维护较复杂,一般适用以较高的电压等级500KV变电所中。(4)并联电容器补偿装置:并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省,装设地点不受自然条件限制,运行简便可靠等优点,故一般首先考虑装设并联电容器。由于本次设

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