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500kV大电流变电站的关键设计要素研究

作　者: 高美金
导　师: 房鑫炎
学　校: 上海交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 大电流导线管母线 HGIS 配电装置构架接地
分类号: TM63
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

当500kV一个半断路器接线的串内电流增加到6300A或更高时,一般导线和敞开式开关设备已难以满足通流要求。500kV昆太-徐行输变电工程在国内的500kV变电所首次采用550kV、6300A大电流H-GIS设备、首次采用JLHN58K-1600扩径大截面大电流导线,本文结合昆太开关站内昆太—徐行间隔实例,在借鉴国外现有技术、经验的基础上,对大电流的设计进行了具体的分析研究。我国当前国民经济的飞速发展带动了电力需求的持续增长,大批电厂纷纷上马,系统装机容量持续增大。但是,与此不相适应的是我国电力网络的建设并没有与发电量的增长相同步。在负荷日益增加,土地资源趋于紧张的今天,大电流变电站已成为一种发展趋势。我们有必要对该项课题进行研究和探讨。首先,本文针对导线的载流量、电晕电压、热稳定、无线电干扰等基本问题,进行分析计算,选择能满足6300A的扩径耐热铝合金绞线JLHN58K-1600软导线,并对次档距进行优化;按载流量要求选择满足6800A要求的LDREΦ250/226铝管母线,并对管母线的电晕条件、挠度条件进行校核,提出管母线接头加工需要注意的一些问题。其次,正确选择电器是使电气主接线和高压配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时,应根据工程实际情况,在保证安全、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电器设备。结合昆太站的实际情况,本文对AIS、GIS、HGIS设备进行经济技术比较,阐述了采用“2+1”型大电流HGIS设备的优势,以及在国内外大电流HGIS生产和使用情况。再次,变电站的配电装置型式选择,应考虑所在地区的地理情况及环境条件,因地制宜,节约用地,并结合运行、检修和安装的要求,通过技术经济比较予以确定。本文对高压配电装置的设计方案分析比较,确定大电流变电站母线构架高度、进出线构架高度、高架横穿构架高度,从而优化整个配电装置的设计。最后,本文讨论了变电站接地网的设计方法和影响因子。变电站接地系统的好坏直接关系到设备和人身的安全,接地网不但要满足工频短路电流的要求,还要满足雷电冲击电流的要求。本文对接地问题进行探讨,对大电流下H-GIS设备外壳及其下方主接地网中的感应电流做计算分析,并给出了H-GIS下方接地网截面选择的方法。希望本文对将来500kV大电流变电站的设计能提供一些参考和借鉴。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-14
  1.1 课题的目的及意义  11
  1.2 国内外现状  11-12
  1.3 本文研究内容  12
  1.4 昆太大电流变电站建设的作用和必要性  12-14
第二章软导线的选型依据及算法研究  14-26
  2.1 500kV 配电装置导线特点和选择原则  14-15
  2.2 载流量计算  15-19
  2.3 电晕电压校验  19-20
  2.4 短路热稳定校验  20
  2.5 对无线电干扰的校验  20-21
  2.6 档距长度的优化  21-25
    2.6.1 概述  21-23
    2.6.2 第一最大张力的计算  23-25
  2.7 小结  25-26
第三章母线选型理论及计算条件  26-36
  3.1 母线选择的基本要求及比较  26-27
  3.2 管母线载流量的计算  27-30
  3.3 按持续工作电流选择管母线  30-31
  3.4 按电晕条件校验  31-32
  3.5 挠度的校验  32-34
  3.6 管母线接头的加工  34-35
  3.7 小结  35-36
第四章高压电器的选型研究  36-41
  4.1 设备选择原则  36
  4.2 500kV 设备的选定  36-38
  4.3 HGIS 的分类  38-39
    4.3.1 HGIS 类型介绍  38-39
    4.3.2 “3+0”方案和“2+1”方案的比较  39
  4.4 HGIS 的生产及使用情况  39-41
第五章配电装置的设计要求及基本配置  41-52
  5.1 配电装置设计原则  41
  5.2 配电装置设计的一般要求  41-42
  5.3 配电装置的布置  42-44
  5.4 构架高度的确定  44-49
    5.4.1 母线构架高度  45-46
    5.4.2 进出线构架高度  46-47
    5.4.3 高架横穿构架高度  47-49
  5.5 配电装置纵向尺寸  49-50
  5.6 构架型式  50-51
  5.7 500kV 配电装置构架等尺寸汇总  51-52
第六章接地及其相关问题的讨论  52-57
  6.1 变电站接地的基本要求  52-53
  6.2 接地点和感应电流  53-54
  6.3 接地导体选择和校验  54-57
    6.3.1 铜排在空气中的载流量校验  54-55
    6.3.2 土壤中导体的载流量校验  55-56
    6.3.3 工作电流为4000A 的情形  56-57
第七章结论  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表的学术论文  62-63
致谢  63-66
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书  66

500kV大电流变电站的关键设计要素研究

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