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大学城东单元规划小学1#变配电所工程(五)
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第四章10KV系统设计与设备选型
4.1 10kV变电站一次系统设计
10kV母线采用单母线接线,0.4kV侧母线采用单母线分段接线。一次系统采用二次环网开关柜,进线开关柜电缆侧装设有氧化锌避雷器,变压器选用SCB13型干式变压器;计量柜内计量流变之比需经当地电业部门核定,电能计量表计及负荷管理终端由当地电业部门配置;要求高压出线柜带电显示器做闭锁节点,接入干式变压器防护门上的电磁锁;电缆进出线柜要求开孔及设置固定电缆的卡子,电缆桩头套管适合安装。开关柜内设有隔离刀闸,选用干式高精度的电流互感器和电压互感器,一次系统连接采用封闭母线结构,在每个单元柜装有"五防锁",保证了人身与设备的安全。
4.2 设备选型
电器设备选择的一般条件如下:
(1)按正常条件选择
电器设备按正常条件选择,就要考虑电器装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电器装置所处的位置特征;电器要求是指电器装置对设备的电压、电流、频率(一般为50HZ)等方面的要求;对一些断路电器如开关、熔断器等,还应考虑起断流能力。
1)考虑所选设备的工作环境。如户内、户外、防腐、防暴、防尘、放火等要求,以及沿海或湿热地域的特点。
2)所选设备的额定电压应不低于安装地点电网电压 即
≥ (1)
一般电器设备的电压设计值满足 1.1 应而可在应1.1下安全工作。
3)电器的额定电流是指 在额定周围环境温度θ0下,电器的长期允许电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续的工作电流,即
(2)
由式可以推算,当电器的环境温度θ高于40℃(但不高于60℃)时,环境温度每升高1℃,应减少允许电流1.8%;当使用环境低于 40℃时,每降低1℃,允许电流增加0.5%。
(2)按短路条件校验
1)动稳定校验
动稳定(电动力稳定)是指导体和电器承受短路电流机械效力的能力。满足稳定的条件
(3)
或
(4)
式中 、—设备安装地点短路冲击电流的峰值及其有效值(kA)
、—设备允许通过电流的峰值及其有效值(kA)
对于下列情况可不校验动稳定或热稳定。
a 用熔断器保护的电器,其热稳定由熔断时间保证,故不校验热稳定。
b电压互感器及其所在回路的裸导体和电器可不校验动、热稳定,因为短路电流很小。
c电缆一般均有足够的机械强度,可不校验动稳定。
2)热稳定校验
短路电流通过时,电器各部件温度不应超过短时发热最高允许值,即
t≥ (5)
式中— 设备安装地点稳态三相短路电流;
—短路电流假想时间;
— t秒内允许通过的短路电流值或称t秒热稳定电流(kA);
t—厂家给出的热稳定计算时间,一般为4s、5s、1s等。
高低压电器设备选择的要求
(1)高压一次设备的选型
高压一次设备的选择,必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求,同时设备应安全可靠的运行,运行维护方便,投资经济合理。高压电器的选择和校验可按表3所列各项条件进行。现仅对选择的特殊条件或简要步骤予以介绍。
表3高压电器选择与校验条件
项目
设备
额定电压
额定电流
开断电流
动稳定
热稳定
高压断路器
≥
≥
≥
≥
≥
隔离开关
—
负荷开关
≥
高压熔断器
≥或
(2)低压一次设备选型
低压一次设备的选择,与高压一次设备的选择一样,必须考虑安装地点并满足在正常条件下和短路故障条件下工作的要求;同时设备工作安全可靠,运行维护方便,投资经济合理。
低压一次设备的选择校验项目如表4所列。
表4 低压一次设备的选择校验项目
设备名称
电压(V)
电流(A)
断流能力
(kA)
短流电流校验
动稳定度
热稳定度
低压熔断器
√
√
√
—
—
低压刀开关
√
√
√
√
√
低压负荷开关
√
√
√
√
√
低压断路器
√
√
√
√
√
综合考虑10kV变电站10kV侧选用SIMOSEC-12 型开关柜,0.4kV侧采用GCS抽出式低压开关柜
高压熔断器的选择
熔断器额定电流的选择,除了根据环境条件确定采用户内或户外、根据用于保护电力线路和电气设备还是保护互感器确定;采用额定电压等级为10kV,常用的型号有RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T1、XRN T2、XRN T3 型, 主要用于保护电力线路、电力变压器和电力电容器等设备的过载和短路等项目外,还包括熔管的额定电流和熔体的额定电流选择。
(1)熔管额定电流
为了保证熔断器壳不致过热毁坏,要求熔断器熔管的额定电流 不小于熔体的额定电流即:
≥ (6)
(2)熔体的额定电流
=k (7)
式中Imax—熔断器所在电路最大工作电流;
k—可靠系数。为防止熔体误动作而考虑留有一定裕度。对于变压器回路k的取值,在不计电动机自起动时k=1.1~1.3,记入自起动时k=1.5~2.0;对于电力电容器回路,一台电容器时k=1.5~2.0,一组电容器时k=1.3~1.8。
(3)熔断器开断电流校验
≥(或) (8)
对于没有限流作用的熔断器,选择时用冲击电流的有效值Ish进行校验;对于有限流作用的熔断器,在电流过最大值之前已截断,故不计非周期分量的影响,而取I∞(Ik)进行校验。高压熔断器选用XRNT-10 0.5A/SDMDJ-40A.
互感器的选型
(1)电流互感器的选型的要求
在选择互感器时,应根据安装地点(如屋内、屋外)和安装方式)(如穿墙式、支持式装入式等)选择其形式。选用母线型时应注意校核窗口尺寸。
1)绕组的额定电压;
2)一次绕组的额定电流;
3)准确度等级。为了保证测量仪表的准确度,互感器的准确度不低于所测量仪表的准确级。例如:装于重要回路(如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等)中的电能表和计费的电能表一般采用0.5~1级表,相应的户感器的准确级不低于0.5级;对测量精确度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500kV级宜用0.2级;供运行检测、估算电能的电能表和控制盘上的仪表一般皆用1~1.5级的,相应的电流互感器可用3级的。
a.按准确度等级允许的额定容量,限定二次绕组接入的总负荷Z2;
b.动稳定校验和热稳定校验。
高压电流互感器选用LA-10其技术数据如表7所示,低压电流互感器选用LMZJ1-0.5其技术数据如表8所示。
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