第五章_电网设计及电气设备选择.ppt

电力工程基础第五章 电网设计及电气设备选择 直流分量的热效应： 如果短路电流切除时间大于1s，导体的发热主要由交流分量决定 T：直流分量等效时间，其值可由表5-9 查出 0.05 变电站各级电压母线及出线 0.1 0.08 发电厂升高电压母线及出线；发电机电压电抗器后 0.2 0.15 发电机出口及母线 Tf0.1s Tf0.1s T/s 短路点 表5-9 直流分量等效时间 求出Qf后，可根据导体的初始温度求出短路后的温升。 短路后温升的计算方法——借助短时的导体加热温度曲线 计算步骤： 1) 短路前导体的温度θN 对应的加热系数AN ； 2）计算短路热效应使温度升高为θf时对应的热系数Af 3）查出相应的最终温度θf 当导线的允许最高温度已知时，相应的Af已知；当导线正常工作温度已知时，相应的AN已知。在这种情况下可求出最小的导体截面： 定义 为热稳定系数 Ks——考虑肌肤效应的修正系数，截面不大时取1 2.短路电流的动稳定校验 动稳定性：电气设备承受短路情况下电动力作用而不致损坏的能力 三相平行导体中间相受力最大： 式中：ish——短路时的冲击电流峰值； a——中间相与两边相的距离。 校验电器的动稳定条件一般为： 或 电气设备动稳定计算 ——一般由制造厂根据大量实验来确定各种电器（断路器、隔离开关、互感器等）的极限通过电流ies(峰值)或Ies(有效值) 发电厂及变电站硬母线短路时受力情况与硬母线的布置有关 3.短路计算条件 计算时应选取最严重的故障情况 进行短路电流计算时应考虑的条件： ①计算短路电流所用的电路图应为导体和电气设备装设处可能发生最大电流时的正常接线方式 ②计算短路电流时一般按三相短路考虑 ③计算时短路点应按导体和电气设备处最严重情况选择 ④正确估计短路切除时间 短路计算时间tf为继电保护动作时间t1和短路其切除时间t2之和； 式中，t1为主保护动作时间，一般可取为0.05s 。 当缺乏具体的断路器动作时间时，t2可采用下列平均值： 对于快速及中速动作的断路器t2≈(0.1-0.15)s  对于低速动作的断路器t2≈0.2s * * 第5章 电网设计及电气设备选择 5.1 概述 电力系统的电气设备——发电机组、变压器、开关设备及保护、测量和监控设备 发电机组选择——根据系统的电源规划进行的。 本章的主要内容：一次设备，即电力输送和分配过程中的载流设备，包括导线、变压器及开关设备等 其它设备选择——依据电力系统接线图和相应电压等级 电网设计方法：常规方式和优化方式 常规电网设计：采用技术经济比较的方法。 设计人员首先根据自己的判断提出几种接线方案，然后通过技术分析改善这些技术指标，使它们在技术上可行，最后通过经济比较确定最终方案。 电网优化设计：利用数学模型在计算机上进行，一般包括分析模型和综合模型 5.2 电网设计 5.2.1 电网设计应考虑的因素 （1）可靠性 设计的电网应满足正常情况下及个别元件故障时不引起其它线路或变压器过负荷，不引起母线电压超过容许范围 （2）投资 包括输电线路投资及变电站投资。 （3）运行费用 包括管理、维修及网损费用。 （4）灵活性与适应性 灵活性是指所定电网方案应能在各种情况下安全可靠地运行。适应性是指当涉及的地区负荷增长时或出现新的用户时，电网易于发展扩建，且能充分利用原有设备。 电网设计的目的： 确定未来有关地区电网的电压等级、输电网路的结构，解决在何时、何地架设什么样的输电线路的问题 5.2.2 电网接线的基本类型 无备用的开式接线方式 有备用的开式接线方式 简单闭式接线方式 复杂闭式接线方式 5.2.3 电网方案的技术经济比较 技术比较：计算方案的技术指标，校验方案在技术上是否可行，分析内容包括：潮流计算、安全校验计算、短路电流计算、涉及高压远距离输电情况下要进行各种运行方式下的稳定计算。 技术经济比较包含技术和经济两方面的分析比较 潮流计算：分析电网在各种负荷及电源出力情况下的运行情况及适应能力，校验输电线路或变压器是否有过负荷情况，各母线电压是否超过规定范围等 安全校验计算：静态安全分析和动态安全分析。 静态安全分析：作N-1效验，即效验网络中一个元件故障退出运行时网络的潮流分布，以判断其它元件有无过负荷及电压超限情况。 动态安全分析：对220kV以上电网进行的各种运行方式下的稳定分析计算。 效验不满足时的措施： 加设输电线路、加大导线截面、增加无功补偿设备、提高稳定措施。或放弃方案。 短路电流计算：确定各种故障情况下电网短路电流的分布，校验电气设备的热稳定、动稳定情况及断路器的切断能力。 有些系统对不同电压等级的电网规定了断路器的最大切断能力，设计方