10kV变电站的系统设计浅论-博泰典藏网
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10kV变电站的系统设计浅论
导读：专栏ｌ电力建设１ＯｋＶ爿长又电站的系统设计浅论扩的主要内容和设计程序，关键词：１０ｋＶ变电站：系统设计口省鹤瓣一昌帅摘要：在基础设施的建设过程中，１０ｋｖ变电站及其供电系统的可靠性起着举足轻重的作用，本文从站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自，能否保证系统安全、经济、可靠地运行，工程的设计质量是一个重要条件，本文就１０ｋＶ变电站的设计思路进行探讨，并要求变专栏ｌ电力建设１ＯｋＶ爿长又电站的系统设计浅论扩的主要内容和设计程序，以供同行参考。关键词：１０ｋＶ变电站：系统设计口省鹤瓣一昌帅摘要：在基础设施的建设过程中，１０ｋｖ变电站及其供电系统的可靠性起着举足轻重的作用。本文从站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了１０ｋＶ变电站设计刖置１０ｋＶ配电网属中压配电网，它延伸至用电负荷的中心或居民小区内，直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要，起着承上启下确保用户供电的作用，因此１０ｋＶ配电网所处的地位十分重要。在配电工程中，能否保证系统安全、经济、可靠地运行，工程的设计质量是一个重要条件。本文就１０ｋＶ变电站的设计思路进行探讨。为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用，并有利于抑制３ｎ次谐波影响，宜选用的变压器接线组别为Ｄ，ｙｎｌｌ．Ｄ，ｙｎｌｌ接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大，也有利于低压侧单相接地故障的切除。在改、扩建工程中，为了满足变压器并列运行条件，选用的变压器接线组别与原有的保持一致，短路阻抗百分比接近，容量比不超过１：３。如我市某企业，其设备的用电规格与我国不相一致，根据用户的意见，我们将容量为６３０ｋＶＡ的主变接线组别定为Ｄ，ｄｎ，并要求变压器设单独的接地系统，以此满足用户的供电要求。设在高层建筑内部的变电站，主变采用干式变压器：设在周围大气环境较差的变电站，应选用密闭型或防腐型变压器，为了不降低配电运行的电压，１０ｋＶ变电站的主变分接头宜放在１０．５ｋＶ上，分接范围油浸变为士５％，干式变为士２×２．５％。１变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区（如军事设施、通信电台、飞机场等）、滑坡、滚石、明暗河塘等，靠近负荷中心出线条件好，交通运输方便。在居民区变电站的建设中要求变电站离其它建筑物宜大于５ｍ。在设计中，还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响，必要时采用控制和降低噪声的措施。３电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系，是变电站设计中的重要环节。主接线的形式多种多样，在１０ｋＶ变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路一变压器组接线、桥式接线等，每种接线均有各自的优缺点。通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较，选择最合理的方案：２主变压器选择在１０ｋＶ变电站中，要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器。变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择。当有大量的一、二级负荷，或季节负荷变化较大，或集中负荷较大时，宜装设两台及以上的变压器。当其中任一台变压器断开时，其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要。定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素，对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器，此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性，又结合了电费电价政策，做到经济运行。技术指标包括：①供电的可靠性与灵活性；②供电电能质量：③运行管理、维护检修条件；④交通运输及施工条件；⑤分期建设的可能性与灵活性：⑧可发展性。经济指标包括：①基建投资费用；②年运行费。我市南部的甲乙两企业，以前采用的６ｋＶ线路供电，现都要求改为电网１０ｋＶ供电。在甲企业中，由于其预计运行的时间“■。。―＋一。―＋。。―●。。‘１●一－＋―＋－＋－＋－＋－＋－＋?＋―＋－＋－＋－＋－＋－―＋－－―Ｐ?＋―＋－＋－＋－＋－＋－＋－―Ｐ――卜?＋呻??卜＋――＋－－＋一＋－＋一＋－＋?＋一＋－＋－＋一＋－＋?＋?＋?是增大的，故障电流大于未接分布式电源时线路末端故障流过Ｒ：的故障电流，因此它将增大Ｌ：电流速断保护的保护范围。当分布式电源连接在Ｌ：上时，分布式电源位于保护Ｒ：的下游，在线路末端故障时，流经故障点的故障电流仍然是增大的，但是由于分布式电源的分流作用，使得流过Ｒ，的故障电流要小于在未接分布式电源时的相同故障情况下流过的故障电流，因此它将减小Ｌ２电流速断保护的保护范围。容量、接入位置相关。（２）随着分布式电源容量的增加，分布式电源对继电保护的助增电流加大，保护范围有可能伸到下一级线路，使保护失去选择性。（３）分布式电源在继电保护的上游时，有助增作用，使保护范围增大；分布式电源在继电保护下游时，有分流作用，保护范围减小。（４）当分布式电源接入配电网之后，有必要加装方向元件来保证继电保护的正确动作。一参考文献【１】梁宜．２１世纪电力前沿技术的现状及发展【Ｊ１．水利电力科技，２００２，２８（４）：１～８?５结论基于放射式配电网电流保护，结合多个仿真算例说明分布式电源对配电网继电保护的影响，并得出如下结论：（１）一定容量的分布式电源接入配电网络，的确会给配电网的继电保护带来影响。其影响的大小与分布式电源的类型、【２】许建安．继电保护整定计算．中国水利水电出版社．１９６广东科技２００９．５总第２１２期　万方数据只有３年左右，且周围均为１０ｋＶ电网供电，经过技术及经济比较，采用了保留原有供电设备，仅增一台特殊变比（１０ｋＶ／６ｋＶ）的变压器来满足用电要求的方案，节省了投资，节约了时间；在乙企业中，其新增设备的额定电压为１０ｋＶ，在企业周围还有部分采用６ｋＶ电压等级供电的负荷，如同样采用甲企业的方法，仅增一台特殊变比（１０ｋＶ／６ｋＶ）的变压器，则该企业有可能成为一个新的６ｋＶ电压等级供电点，对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响。经技术及经济比较，向用户列举了１０ｋＶ供电的诸多优点，动员用户对原有供电设备进行了改造。此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择。在供电系统中危害最大的故障是短路，为了正确选择和校验电气设备，须计算短路电流。在１０ｋＶ变电站的短路电流计算中，一般将三相短路电流作为重点，为了简化短路电流计算方法，在保证计算精度的情况下，可忽略一些次要因素的影响，其规定有：（１）所有电源的电动势相位角相同，电流的频率相同，短路前电力系统的电势和电流是对称的；（２）认为变压器为理想变压器，变压器的铁芯始终处于不（３）输电线路的分布电容略去不计：（４）每一个电压级均采用平均额定电压，只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压：（５）一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗；（６）在简化系统阻抗时，距短路点远的电源与近的电源不能合并。参照以上原则，给出变电站在最大运行方式下的等效电路图，运用同一变化法或个别变化法分别得出：①次暂态短路电流（Ｉ．）＇用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量；②三相短路冲击电流（Ｉｓｈ），用来校验电器和母线的动稳定；③三相短路电流稳态有效值（Ｉ一），用来校验电器和载流导④次暂态三相短路容量（Ｓ’），用来校验断路器的遮断容量在进行电气设备选择时，应根据工程的实际情况，在保证安全、可靠的前题下，积极而稳妥地采用新技术，注意节约投资。１０ｋＶ开关柜的选择容量为５００ｋＶＡ及以上的变压器一般均配有１０ｋＶ开关０ｋＶ开关柜可分为固定式和手车式开关柜。就绝缘介质而言，目前１０ｋＶ开关柜的主流产品又可分为ＳＦ６气体绝缘和真空绝缘。ＳＦ６气体绝缘的开关柜体积小，一般２０年内免维护，但价格高，其气体的泄露还会造成环境污染：真空绝缘的开关柜体积适中，相对同等档次的ＳＦ６气体绝缘的开关柜来说价格略低，使用过程中不会造成环境污染，但每二年就需做一次试验，增大了运行维护的工作量，因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外，还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件。如我市某工程，其预留的１ＯｋＶ变电站位置在地下室，该工程在建筑上并没有考虑变电站的通万　方数据电力建设ｌ专栏风问题，且在建筑施工时设置的变电站大门只有２．０５ｍ净高，用电可靠性要求较高。在这里，选用ＳＦ６气体绝缘的开关柜显然违背了《南方电网公司电力安全工作规程》中在ＳＦ６电气设备上的工作这一节的相关条款，但一般的真空开关柜高度均在２．２ｍ以上，通过对一些开关柜制造厂家的咨询，最后采用了高度为１．９ｍ的非标型真空开关柜。５－２１０ｋＶ负荷开关和熔断器组合的选择在１０ｋＶ变电站的设计中，对主变容量在４００ｋＶＡ及以下的变电站，高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合，其接线简单。为提高工作效率，笔者综合了各部门对４００ｋＶＡ及以下变电站建设的意见和建议，制作了一套４００ｋＶＡ及以下变电站设计的标准图，取得了良好的效果。在１ＯｋＶ负荷开关和熔断器组合的选择方面，１ＯｋＶ负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验。熔断器的熔体额定电流按Ｉｅ＝¨．ｍａｘ进行选择，其中ｋ为可靠系数，当不计电动机自起动时取１．１―１．３，考虑电动机自起动时取１．５～２．０；Ｉ，．ｍａｘ为电力变压器回路的最大工作电流，熔管的额定电流≥熔体的额定电流，选择熔断器时，还应保证前后两级熔断器之间（多见于美式箱变）、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性。当本段保护范围内发生短路故障时，应在最短的时间内切除故障。当电网接有其它接地保护时，回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流。５．３０．４ｋＶ开关柜的选择Ｏ．４ｋＶ开关柜的主流产品目前有ＧＧＤ、ＧＣＫ、ＧＣＳ等。按正常工作条件选择，按短路状态校验，～般对于接线简单、出线回路少的场合采用ＧＧＤ型。对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用ＧＣＫ或ＧＣＳ型，无论采用何种柜型，其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择，使其具有较高的性价比。５．４电力电缆的选择ｆ１）首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型。ＹＪＶ型交联聚乙烯电缆和Ｗ型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆。ＹＪＶ型电缆与Ｗ型电缆相比，ＹＪＶ型电缆虽然价格略高，但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点（ＹＪＶ型电缆寿命可长达４０年，Ｗ型电缆寿命仅为２０年），因此在工程设计中应尽量选用ＹＪＶ型交联聚乙烯电缆。（２）电缆的额定电压Ｕ。≥所在电网的额定电压。（３）按长期发热允许电流选择电缆的截面，但当电缆的最大负荷利用小时数Ｔｍａ×＞５０００ｈ，且长度超过２０ｍ时，则应按经济电流密度来选择。（４）允许电压降的校验。对供电距离较远、容量较大的电缆线路，应满足：△Ｕ％＝１７３ＩｍａｘＬ（ｒｃｏｓＶ＋ｘｓｉｎｖ）／Ｕ≤５％，Ｕ、Ｌ为线路工作电压（线电压）和长度：ｃｏｓｖ为功率因数．ｒ、ｘ为电缆单位长度的电阻和电抗。（５）热稳定的校验电缆应满足的条件为：所选电缆截面Ｓ≥、／西＿ｄ．ｃ×１００（ｍｍ２）。Ｑｄ为短路电流的热效应，（Ａ２Ｓ）；Ｃ为热稳定系数。如我市某企业的供电电源是从紧邻的一座１１０ｋＶ变电所的１ＯｋＶ侧专线接入的，由于该企业的用电负荷不是很大，若按长期发热允许电流选择的电缆截面，或按经济电流密度来选择的电缆截面均在９５ｍｍ：以下，但在热稳定校验时，所选电缆截面Ｓ≥、／西旦×１００（ｍｍ２），电缆截面至少需在１２０ｍｍ２及Ｃ以上。１９７广东科技２００９．５．总第２１２期４短路电流计算饱和状态，即电抗值不随电流大小发生变化；体的热稳定：和判断母线短路容量是否超过规定值，作为选择限流电抗器的依据。５设备的选择及校验５．１柜，１专栏Ｉ电力建设６继电保护的配置当变压器故障时，在保护的配置上一般有两种途径：如选用断路器或开关来开断短路电流，则配以各类的微机保护。如一次设备选用的是负荷开关，则选用熔断器来保护，两者比较如下：（１）断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能，价格较昂贵。负荷开关只能分合额定负荷电流，不能开断短路电流，需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流，价格较便宜。（２）在切空载变压器时，断路器或开关会产生截流过电压。负荷开关则没有此种现象。（３）对变压器的保护，断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和，一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间。限流熔断器具有速断功能，但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行，应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣，完成三相电路的开断。（４）由于高速断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间，且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线，短路发生后，可在短时内熔断来切除故障，所以可对其后所接设备如ＣＴ、电缆等提供保护。使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求，但就限制线性谐振过电压方面来说，在变压器的高压侧应避免使用熔断器。７防雷与接地（１）１０ｋＶ变电站在建设过程中，可利用钢筋混凝土结构的屋顶，将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷。（２）在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器，以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压。（３”０ｋＶ变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成，也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网，但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求。接地电阻值要求不大干４Ｑ。变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地。发电机的接地系统需另行设置，不得与变电站的接地网连接。（４）低压配电系统按接地方式的不同可分为三类：即ＴＴ、ＴＮ和ｌＴ系统，ＴＴ方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称作保护接地系统。ＴＮ方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统。在ＴＮ方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为：ＴＮＣ和ＴＮＳ方式供电系统。ＴＮ―Ｃ方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线，适用于三相负载基本平衡的情况。ＴＮ―Ｓ方式供电系统是把工作零线Ｎ和专用保护线ＰＥ严格分开，当Ｎ线断开，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳、ＰＥ线电位。ＴＮ―Ｓ方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。此外，在一些由用户提供的图纸中，我们还可看到ＴＮ―Ｃ―Ｓ方式的供电系统，此系统的前部分是ＴＮ―Ｃ方式供电，系统的后部分出ＰＥ线，且与Ｎ线不再合并。ＴＮ―Ｃ―Ｓ供电系统是在ＴＮ―Ｃ系统上的临时变通作法，适用于工业企业，但当负荷端装设ＲＣＤ（漏电开关）、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统。ＩＴ方式供电系统表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地，负载侧电气设备进行接地保护。ｌＴ方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好，一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格的连续供电的地方。１９８万　广乐科技２∞９５总第２１２期方数据８照明１０ｋＶ变电站内的照明电源从低压开关柜内引出，管线选用ＢＶ一５００铜芯塑科线穿管后沿墙或顶暗敷，电线的管径按规定配置，所配灯具应具有足够的照度，在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上，应安装在墙上设备的上方或周围，要留有一定的距离来保证人身及设备的安全，同时应避免造成照明死区。灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼，还要避免与电气设备或运行人员的碰撞。９配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切、更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性需要，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的。目前配电自动化主要考虑的功能有：（１，变电站综合自动化；②馈线自动化；③负荷管理与控制：％用户抄表自动化。就国情而言，配网自动化系统目前还处于试点建设阶段，缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础，但配网自动化是今后发展的方向。因此，在进行站内设计时，要结合酉ｅ网自动化规划，给未来的实施自动化技术改造（包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面）留有余地。在技术上实现配电自动化的前提条件是：①一次网络规划合理，接线方式简单，具有足够的负荷转移能力：②变配电设备自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遥控和智能功能。除此之外，还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平，因为可自动操作的一次开关价格昂贵，而二次设备相对便宜，故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式。如在目前的设计中，采用了短路故障指示器．能准确、迅速地确定故障区段，站内都备有通信、集抄装置的位置等。对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时，尽可能选用可靠的一次智能化开关。配网自动化系统因投资大、见效慢，应统一规划，分步实施。因此，在１０ｋＶ变电站的设计中，我们要结合配网自动化的进程，及时用先进、科学的方法来完善我们的设计，完善我们的电网。综上所述，在变电站设计中，对设计人员的要求越来越高，既要掌握电气专业知识，又必须结合实际设计，充分考虑其优越性。即要满足电力规程规范各项要求，又要注意电工建构筑物的设计及总平面图的布置，布置既要安全实用兼顾发展，美观大方。这个阶段设计人员需开动脑筋多比较各种方案，才能做出经济合理的设计。●参考文献【１ｌ芮静康．现代工业与民用供配电设计手册【Ｓ１．ｊｔ京：中国水利水电出版社，２００４．ｆ２】蓝毓俊，戴继伟．各类１０ｋＶ配电站对环境影响的测量与分析ＩＪ】上海电力，２００３，（４）．【３ｌ吴致尧，何志伟．１０ｋＶ配电系统无功补偿的研究进展…．电机电器技术，２００４，（５）．10kV变电站的系统设计浅论作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：梁志昌广东科技GUANGDONG SCIENCE & TECHNOLOGY2009(10) 参考文献(3条) 1.芮静康 现代工业与民用供配电设计手册 20042.蓝毓俊;戴继伟 各类10kV配电站对环境影响的测量与分析[期刊论文]-上海电力 .吴致尧;何志伟 10kV配电系统无功补偿的研究进展[期刊论文]-电机电器技术 2004(05) 本文读者也读过(9条)1. 阮冲.Ruan Chong 10kV变电站的电力施工技术浅探[期刊论文]-价值工程)2. 陈斌燕 浅谈10KV变电站扩建工程中施工技术方案的重要性[期刊论文]-黑龙江科技信息. 朱恋 浅谈10kV变电站的设计[期刊论文]-湖州师范学院学报)4. 王秉钧.WANG Bingjun 10kV变电站事故分析[期刊论文]-电力设备)5. 马洪鸣 变电站继电保护装置的设置和分析[期刊论文]-世界家苑. 韦永峰 10kV变电站的电力施工要点分析[期刊论文]-黑龙江科技信息. 刘军 10kV变电站继电保护配置设计研究[期刊论文]-科技资讯2009(32)8. 温海水.Wen Haishui 10kV变电站综合自动化技术的应用[期刊论文]-智能建筑电气技术)9. 李建合 浅谈35kV程屯变电站改造技术管理[期刊论文]-科技资讯2010(4)
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相关内容搜索导读：在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点.为了简化短路电流计，参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法，关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件.如我县某工程,其预留的10kV变电站位，在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2.05米，在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kVA及以下的变电站,高缺点. 通过对几种能满足负 荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案. 技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输 及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性. 经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费. 我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中, 由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原 有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间. 在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样 采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等 级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电 的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想 的选择. 6 短路电流计算 在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流. 在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在 保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有: (1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的. (2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化. (3) 输电线路的分布电容略去不计. (4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压. (5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗. (6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并. 参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出: (1) 次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量. (2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定. (3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定. (4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过 规定值,作为选择限流电抗器的依据. 7 设备的选择及校验 在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技 术,注意节约投资. 7. 1 10kV开关柜的选择 容量为500kVA及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜. 就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜 体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对 同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试 验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开 关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程 在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性 要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气 设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择 在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kVA及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔 丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kVA及以下变电站建设的意见和建议, 制作了一套400kVA及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果. 在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校 验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1～ 1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5～2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔 体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电 保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短 的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断 电流. 7. 3 0. 4kV开关柜的选择 0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对 于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用 GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加 以合理选择,使其具有较高的性价比. 7. 4 电力电缆的选择 (1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型 聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价 格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆 寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆. (2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压. (3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数Tmax > 5000h,且长度 超过20米时,则应按经济电流密度来选择. (4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( rcosψ + xsinψ ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x为电缆单位长度的电阻和 电抗. (5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥ Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的 热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线 接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来 选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤ Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面 至少需在120 mm2及以上. 8 继电保护的配置 当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各 类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下. (1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流, 不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜. (2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象. (3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一 般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断 时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断. (4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔 断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如 CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面 来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器. 包含总结汇报、办公文档、外语学习、文档下载、专业文献、教程攻略、行业论文、人文社科、旅游景点以及浅谈10kV变电站的设计等内容。本文共3页
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