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1、2.3.2 2.3.2 导体发热计算导体发热计算- -长期发热长期发热 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 t w Tr k 2 1 0 当当tt时，导体的温时，导体的温 升趋于稳定温升升趋于稳定温升 w w 此时此时 2.3.2 2.3.2 导体发热计算导体发热计算- -长期发热长期发热 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 当当tt时，导体的温时，导体的温 升趋于稳定温升升趋于稳定温升 w w 此时此时 而稳定温升而稳定温升 w w = = w w - - 0 0 ， 其中：其中： 0 0 是环境
2、温度，是环境温度， w w 是导体正常工作时长期发热稳是导体正常工作时长期发热稳 定温度。定温度。 2.3.2 2.3.2 导体发热计算导体发热计算- -短时发热短时发热 1 1、三相短路电流周期分量的计算、三相短路电流周期分量的计算 无穷大功率电源（计算电抗大于无穷大功率电源（计算电抗大于3 3，电流无衰减），电流无衰减） ： 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 ：短路电流在t秒周期分量有效值 ：短路电流周期分量有效值 ：时间为无穷大电流周期分量有效值。 ：标么值计算中的电流基准值 2.3.2 2.3.2 导体发热计算导体发热计算- -短时发热
3、短时发热 1 1、三相短路电流的计算、三相短路电流的计算 有限大功率电源有限大功率电源 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 式中式中: I: Ipt pt 对应时间对应时间t t的短路电流周期分量有效值的短路电流周期分量有效值 i inp0 np0 短路电流非周期分量初始值短路电流非周期分量初始值 T T a a 非周期分量衰减时间常数非周期分量衰减时间常数 I I 短路电流非周期分量初有效值短路电流非周期分量初有效值 2.3.2 2.3.2 导体发热计算导体发热计算- -短时发热短时发热 1 1、三相短路电流的计算、三相短路电流的计算冲击电流计
4、算冲击电流计算 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 式中式中: : K K chch 短路电流冲击系数（短路电流冲击系数（1.81.91.81.9） i ichch 短路电流冲击电流短路电流冲击电流 I I 短路电流有效值短路电流有效值 2.3.2 2.3.2 导体发热计算导体发热计算- -短时发热短时发热 1 1、三相短路电流的计算、三相短路电流的计算短路电流全电流最大有短路电流全电流最大有 效值效值 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 式中式中: : K K chch 短路电流冲击系数（短路电流
5、冲击系数（1.81.91.81.9） I I 短路电流有效值短路电流有效值 作者： 版权所有 二、短路电流热效应二、短路电流热效应QQ k k 的计算的计算 即短路电流热效应包括周期分量热效应和非周期分量热即短路电流热效应包括周期分量热效应和非周期分量热 效应两部分。效应两部分。 (1)(1)周期分量热效应周期分量热效应Q Q p p 的计算的计算 作者： 版权所有 二、短路电流热效应二、短路电流热效应QQ k k 的计算的计算 t tk k 短路切除时间。等于继电保护动作时间与断路器短路切除时间。等于继电保护动作时间与断路器 全开断时间之和。全开断时间之和。 I I” ”t=0t=0时的短路
6、电流周期分量有效值（次暂态电流）时的短路电流周期分量有效值（次暂态电流） 短路计算时间短路计算时间t t k k vv校验热稳定校验热稳定 短路计算时间短路计算时间t t k k 为继电保护动作时间为继电保护动作时间t tpr pr和相应断路器 和相应断路器 的全开断时间的全开断时间t tbr br之和。 之和。 而而即即 ： 式中：式中： t tbr br断路器全开断时间 断路器全开断时间 t t prpr后备继电保护动作时间 后备继电保护动作时间 t t inin断路器固有分闸时间 断路器固有分闸时间( (查产品参数表查产品参数表) ) t ta a 断路器燃弧时间断路器燃弧时间 二、短路
7、电流热效应二、短路电流热效应QQ k k 的计算的计算 作者： 版权所有 二、短路电流热效应二、短路电流热效应QQ k k 的计算的计算 (2)(2)非周期分量热效应非周期分量热效应Q Qnp np的计算 的计算 T T非周期分量等效时间。非周期分量等效时间。 vv如果短路电流切除时间如果短路电流切除时间t t k k 1s1s时，导体的发热主要由时，导体的发热主要由 周期分量决定，故可以不计周期分量决定，故可以不计Q Qnp np影响。 影响。 所以有：所以有： 作者： 版权所有 二、三相导体短路时的电动力二、三相导体短路时的电动力 代入以上条件，最后得出：代入以上条件，最后得出： vv A
8、 A相电动力最大值为相电动力最大值为 vv B B相电动力最大值为相电动力最大值为 比较上述二式可知，比较上述二式可知，F FBmax Bmax F FAmax Amax 。 。 故三相短路时电动力最大值出现在中间相故三相短路时电动力最大值出现在中间相(B(B相相) )上。上。 L-L-导体长度；导体长度；a-a-导体间距导体间距 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 3 常用电气计算 可以认为：可以认为： F F B B 为最大值时的为最大值时的，应能使非周期分量为最大，应能使非周期分量为最大 通常：通常：T T a a =0.05s=0.05s
9、 短路发生后半个周期即短路发生后半个周期即 t=0.01s t=0.01s 时，短路电流幅值时，短路电流幅值 最大最大 短路冲击电流短路冲击电流 第二章第二章 风电场电气部分的构成以及电气主接线风电场电气部分的构成以及电气主接线 4 风电场电气设备的配置 1、断路器的配置： 1）小型风电机组与双绕组变压器一般以单元接线连接，如果采用 双绕组变压器，在发电机和变压器之间装设断路器，当发电机与三 绕组变压器或自耦变连接时，在发电机与变压器之间装设断路器与 隔离开关，常用分支线接在断路器与变压器之间。 2）当两台发电机与一台变（分裂变压器）为扩大单元接线时，发 电机和变压器之间应装设断路器和隔离开关
10、。 3）当风电机组需要倒送厂用变，或接有公共常用变压器且不允许 短时停电的单元回路，需要在发电机出口处加装断路器。 2、隔离开关的配置： 1）中小型发电机出口处一般应装设隔离开关，在容量为200MW及 以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关 。 2）在出线上装设电抗器的6-10kV配电装置中，当向不同用户供电的 两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应装设隔离开关 。 3）220kV以下线路避雷器以及接于发电机与变压器引出线的避雷器 ，不宜装设隔离开关，变压器中性点避雷器不应装设隔离开关。 4）220kV及以下母线避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关， 330-500
11、kV避雷器不应装设隔离开关（330-500kV避雷器除保护大气 过电压外，还要限制操作过电压，因此不允许退出运行）。 5）110-500kV线路电压互感器与耦合电容器或电容式电压互感器不 装设隔离开关。（检修时可与相应回路配合运行或带电作业） 6）一台半断路器接线，进线可装可不装隔离开关。 7）桥接线的跨条宜用两组隔离开关串联。 8）断路器的两侧均应配置隔离开关，便于不停电检修。 9）中性点直接接地的普通变压器均应装设隔离开关接地，自耦变 压器的中性点则不装设隔离开关。 3、接地开关和接地器的配置： 1）屋外配电装置，为保证母线和电气设备的检修安全，每段母线 应装设接地开关和接地器。，安装的数
12、量应该与 母线电磁感应电压 和平行母线的 长度和间隔距离计算； 2）66kV以上配电装置，断路器两侧的隔离开关靠电源侧，线路隔 离开关靠线路侧，变压器的进线隔离开关的变压器侧，应配置接地 开关，66kV及以上电压等级的并联电抗器的高压侧应配置接地开关 ，双母线接线两组隔离开关的断路器侧可共用一组接地开关。 3）330kV以上电压等级同杆架设线路或平行回的线路的接地开关应 具备开合电磁感应和静电感应电流的能力。 4）旁路母线应装设一组接地开关，设在旁路回路隔离开关的旁路 母线侧。 4、电压互感器的配置： 1）电压互感器的数量和配置与主接线相关，并应满足继电保护装 置、计量和自动装置的要求，在保证
13、在运行方式改变后，保护装置 不得失压、同期电两侧都能取到电压。 2）6-220kV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器。 3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相应装设 电 压互感器。 4）110kV及以上配电装置的电压互感器配置，可按母线配置，也可 按回路配置。 5）500kV以上的配电装置，对于双母线宜在每回出线盒每组母线上 装设电压互感器，对于1台半断路器，应在每回出线的三相上装设 电压互感器，在主变进线和每组母线、在一相或三相上装设PT，线 路和母线的PT二次回路不切换。 5、电流互感器的配置： 1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器 2）在未装设断路器的下列地点应
14、装设CT。 发电机和变压器中性点、发电机和变压器出口、桥型接线的跨 条。 3）对直接接地系统，一半按三相配置，对于非直接接地的系统， 按两相或三相配置。 4）一台半断路器的接线中，在满足继电保护和计量要求下，每串 应装设三相电流互感器。 3、避雷器的配置： 1）配电装置的每组母线上应装设避雷器，但进出线都装设避雷器 时除外。 2）旁路母线上需要装设避雷器与否，应视在旁路母线投入运行后 ，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。 3）330kV以上电压等级变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并 尽可能靠近设备本体。三绕组变压器的低压侧的一相宜各设置一台 避雷器，自耦变压器必须在两个耦合的绕
15、组出线上装设避雷器，应 接在变压器与避雷器之间。 3、避雷器的配置： 4）下列情况变压器中性点装设避雷器 直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装设有隔离开关 。 直接接地的系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电站为单进 线且单台变压器运行； 不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器的中 性点。 5）连接变压器低压侧的调相机出线处，发电厂、变电站35kV及以 上电缆进线段、在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。 6）110220kV线路侧不装设避雷器，330-500kV线路侧如操作过电压 超过操作波保护范围，应装设避雷器，不超过，是否装设避雷器， 需要根据出线设备、本地区雷电活动并通过
16、模拟实验和计算确定。 7）SF6全封闭电器架空线路侧必须装设避雷器 8）进线全部为电缆的GIS变电站内是否装设氧化物避雷器，应视电 缆另一端有无雷电过电压侵入可可能，经校验决定。 9）变电站采用1台半断路器主接线时，金属氧化物避雷器宜安装于 没回线路的入口，每组母线上是否安装需经校验决定。 10）单元连接的发电机出线宜装一组避雷器。 一、主变压器一、主变压器 的选择的选择 l厂（所）用变压器或自用变压器：只供本厂（所） 用电的变压器。 l主变压器：在发电厂和变电站中，用来向电力系统 或用户输送功率的变压器。 l联络变压器：用于两种电压等级之间交换功率的 变压器。 l型式：相数、绕组数、接线组别、 调压方式、冷却方式 二、与选择主变压器的相关因素 l容量和台数 练习：SFPZ7-120000/220 产品型
