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某区域变电站的供电方案及应用案例

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:某110/35kV区域变电站,向附近的轧钢厂、钢绳厂及水泵厂等用户供电,供电方案如图1-1所示。轧钢厂设35/10kV专用变电站,以10kV向整流变压器供电。

某区域变电站的供电方案及应用案例

题1:某地区拟建一座500kV变电站,站地位于Ⅲ级污秽区,海拔高度不超过1000m,年最高温度为40℃,年最低温度为-25℃。变电站的500kV侧,220kV侧各自与系统相连。35kV侧接无功补偿装置。

该站远景规模为:主变压器4×750MVA,500kV出线6回,220kV出线14回,500kV电抗器两组,35kV电容器组8×60Mvar,35kV电抗器8×60Mvar。本期建设规模为:主变压器2×750MVA,500kV出线2回,220kV出线6回,每组主变压器各接35kV电容器组2×60Mvar,35kV电抗器2×60Mvar。

主变选用3×250MVA单相自耦无励磁电压变压器。

电压比:978-7-111-45900-2-Chapter15-51.jpg

容量比:250MVA/250MVA/66.7MVA

接线组别:YNa0d11。(2012)

(1)本期的2回500kV出线为架空平行双线路,每回长约为120km,均采用4×LGJ400导线(充电功率1.1Mvar/km),在初步设计中为补偿充电功率曾考虑在本站配置500kV电抗器作调相调压,运行方式允许两回路公用一组高压并联电抗器。请计算本站所配置的500kV并联电抗器最低容量宜为下列哪一种?

(A)59.4MVA (B)105.6MVA (C)118.8MVA (D)132MVA

978-7-111-45900-2-Chapter15-52.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-53.jpg解答过程:根据《电力系统设计手册》式(8-3)有:

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(2)如该变电站本期35kV母线的短路容量1800MVA,每35kV电容器串联电抗器的电抗率为4.5%,为了在投切电容器组时不发生3次谐波谐振则下列哪组容量不应选用?(列式计算)

(A)119Mvar (B)65.9Mvar (C)31.5Mvar (D)7.89Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-55.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-56.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第3.0.3条第3款:发生谐振的电容器容量,可按下式计算:

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故应选择避开该容量的补偿电容器。

题2:某区域电网中现运行一座500kV变电所,根据负荷发展情况需要扩建,该变电所现状、本期及远景建设规模见表15-1。(2012)

表15-1 变电所现状、本期及远景建设规模

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(1)500kV线路均采用4×LGJ400导线,本期4回线路总长度为303km,为限制工频过电压,其中一回线路上装有120Mvar并联电抗器;远景8回线路总长度预计为500km,线路充电功率按1.18Mvar/km计算。请问远景及本期工程该变电所35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量为下列哪组数值?

(A)590Mvar、240Mvar (B)295Mvar、179Mvar

(C)175Mvar、59Mvar (D)116Mvar、23Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-59.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-60.jpg解答过程:根据《330kV~750kV变电站无功补偿装置设计技术规定》(DL/T 5014—2010)条文说明第5.0.7条。

5.0.7 按就地平衡原则,变电站装设电抗器的最大补偿容量,一般为其所接线路充电功率的1/2。目前低压电抗器安装容量一般在变压器的30%以下。在330kV~750kV电网投运初期,由于负荷轻,电容器容量较少,甚至不装电容器。随着负荷增长和电网发展,安装容量相应增加。这些情况在变电站平面布置和控制室设计中,应考虑分批安装无功设备的需要。

对于本题,可得远景电抗器的补偿容量为500×1.18/2Mvar=295Mvar,现有一回线路上装有120Mvar并联电抗器,可得低压电抗器的补偿容量为(295-120)Mvar=175Mvar。同理,本期的低压电抗器的补偿容量为(303×1.18/2-120)Mvar≈59Mvar。

(2)该变电所现有750MVA主变阻抗电压百分比Uk(1-2)%=14%,本期扩建的2×1000MVA主变电抗电压百分比采用Uk(1-2)%=16%,若三台主变并列运行,它们的负载分布为下列哪种情况?请计算并说明。

(A)三台主变负荷均分布

(B)1000MVA主变容量不能充分发挥作用,仅相当于642MVA

(C)三台主变安容量大小分布负荷

(D)1000MVA主变容量不能充分发挥作用,仅相当于875MVA

978-7-111-45900-2-Chapter15-61.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-62.jpg解答过程:根据《电力变压器应用导则》(GB/T 13499—2002)第6.3条规定:当两台变压器短路阻抗相等时,这表示在相等的标幺值负载下,它们具有相同的电压降。如果并联运行,它们所承担的负载与各自的额定容量成正比。当并联连接的变压器短路阻抗不相等时,阻抗值低的变压器同阻抗值高的变压器相比,其负载容量占有较高的额定容量百分数,以使两台变压器绝对电压降相等。设SraSrb为两台变压器的额定容量,S为它们要承担的负载,各自承担的负载为SaSbZaZb为其短路阻抗电压百分数,则根据式(65)有:

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由题目已知Sra=750MVA,Srb=1000MVA,Sa+Sb=SZa=14%,Zb=16%。代入上式有Sa=0.46s,Sb=0.54S,当Sa=750MVA满载时,可得Sb=880.4MVA。

(3)请计算本期扩建的两台1000MVA主变满载时,最大无功损耗为下列哪项数?(不考虑变压器空载电流

(A)105Mvar (B)160Mvar (C)265Mvar (D)320Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-64.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-65.jpg解答过程:根据《电力系统设计手册》式(10-46)可得:

978-7-111-45900-2-Chapter15-66.jpg

978-7-111-45900-2-Chapter15-67.jpg分析:本题不考虑变压器空载电流,故公式的后半部分不需要带入。

(4)该变电所220kV为户外配电装置,采用软母线(JLHA2)型钢芯铝合金绞线,若远景220kV母线最大穿越功率为1200MVA,在环境温度为35℃,海拔高度低于1000m条件下,根据计算选择一下哪种导线经济合理?

(A)2×900mm2 (B)4×500mm2 (C)4×400mm2 (D)4×630mm2

978-7-111-45900-2-Chapter15-68.jpg答案:[B]

978-7-111-45900-2-Chapter15-69.jpg解答过程:查《导体和电器选择设计技术规定》(DL/T 5222—2005)表D.11可得裸导体在不同海拔(1000m以下)高度及环境温度(35℃)下的综合校正系数为0.89。根据最大穿越功率算出220kV母线的工作电流为

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则应该选取的导线的最小载流量978-7-111-45900-2-Chapter15-71.jpg,查表D.4,选取4×500mm2的JLHA2型钢芯铝合金绞线的载流量为4×988A=3952A>3538A,满足要求。

题3:某220kV变电所,最终规模为两台180MVA的主变,额定电压为220/110/35kV,拟在35kV侧装设并联电容器进行无功补偿。(2010)

(1)请问本变电所的每台主变的无功补偿容量取哪个为宜?

(A)15000kvar (B)40000kvar (C)63000kvar (D)80000kvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-72.jpg答案:[B]

978-7-111-45900-2-Chapter15-73.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)条文说明第3.0.2条可知并联电容器的安装容量,由于各地电网情况和无功补偿容量的差异而略有不同,一般不少于10%,不大于30%。因此,如果没有调相、调压计算依据,并联电容器的装设容量,也可大致按主变按变压器容量的10%~30%确定,即180×1000×(10%~30%)=(18000~54000)kvar。故选B为正确答案。

978-7-111-45900-2-Chapter15-74.jpg分析:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—1995)第3.0.2条可知,当不具备计算条件时,电容器的安装容量可按变压器容量的10%~30%确定。

(2)本变电所每台主变装设电容器组容量确定后,将分组安装,下列确定分组原则哪一条是错误的?

(A)电压波动 (B)负荷变化 (C)谐波含量 (D)无功规划

978-7-111-45900-2-Chapter15-75.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-76.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第3.0.3条及条文说明,变电所装设无功补偿电容器的总容量确定以后,将分组安装,分组的主要原则是根据电压波动、负荷变化、谐波含量等因素确定,与无功规划无关,故选D为正确答案。

(3)本所35kV母线三相短路容量为700MVA,电容器组的串联电抗器的电抗率为5%,请计算发生三次谐波谐振的电容器容量是多少?

(A)42.8Mvar (B)74.3Mvar (C)81.7Mvar (D)113.2Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-77.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-78.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第3.0.3条及式(3.0.3)可知,发生三次谐波谐振的电容器容量为

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故本题选A为正确答案。

(4)若该所并联电容器接入电网的背景谐波为5次以上,则串联电抗器的电抗率是( )。

(A)1% (B)5% (C)12% (D)13%

978-7-111-45900-2-Chapter15-80.jpg答案:[B]

978-7-111-45900-2-Chapter15-81.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第5.5.2条。

5.5.2 串联电抗器的电抗率选择,应根据电网条件与电容器参数经过相关计算分析确定,电抗率取值范围应符合下列规定:

1 仅用于限制涌流时,电抗率宜取0.1%~1.0%。

2 用于抑制谐波,电抗率应根据并联电容器装置接入电网处的背景谐波含量的测量值选择。当谐波为5次及以上时,电抗率宜取4.5%~5%;当谐波为3次及以上时,电抗率宜取12%,亦可采用4.5%~5.0%与12.0%两种电抗率混装方式。

由第2款,由于该所并联电容器接入电网的背景谐波为5次以上,则串联电抗器的电抗率是4.5%~5.0%。

(5)若本所每台主变安装单组容量为3相35kV,12000kvar的电容器两组,若电容器采用单星形接线,每相由10台电容器并联两台电容器串联而成,请计算单台电容器容量为( )。

(A)500kvar (B)334kvar (C)200kvar (D)250kvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-82.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-83.jpg解答过程:依题意,每相电容器有两个串段,采用单星形接线形式,即每相电容器为2×10=20台,而每相电容器容量12000/3=4000kvar,可知单台电容器容量4000/20=200kvar。

题4:500kV变电所,750MVA,500/220/35kV主变两台,拟在35kV侧装安装并联补偿电容器组。(2009)

(1)电容器补偿容量不宜选( )。

(A)150Mvar (B)300Mvar (C)400Mvar (D)600Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-84.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-85.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)条文说明第3.0.2条可知变电所里的电容器安装容量,应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时,电容器安装容量可按变压器容量的10%~30%确定。

由以上分析可得,并联电容器的容量范围为750×2×(10%~30%)Mvar=(150~450)Mvar。

978-7-111-45900-2-Chapter15-86.jpg分析:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—1995)第3.0.2条可知当不具备计算条件时,电容器的安装容量可按变压器容量的10%~30%确定。

(2)为限制3次及以上谐波,电容器组的串联电抗应该选( )。

(A)1% (B)4% (C)13% (D)30%

978-7-111-45900-2-Chapter15-87.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-88.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第5.5.2.2条可知当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为3次及以上时,串联电抗器的电抗率宜取12%;或由《电力工程电气设计手册 电气一次部分》表9-23,为抑制3次谐波,电抗率取12%~13%。故本题选C。

(3)三相35kV 60000kvar的电容器4组,双星形连接,每相先并后串,由两个串段组成,每段10个单台电容器,则单台电容器的容量为( )。

(A)1500kvar (B)1000kvar (C)500kvar (D)250kvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-89.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-90.jpg解答过程:1)每相容量60000/3=20000kvar;2)每相二个串段组成,每段10个单台电容器,所以单星形每相2×10=20台,双星形连接每相有40台;3)单台电容器容量20000/40kvar=500kvar。

(4)本所35kV三相4组,双星形连接,先并后串,由二个串段组成,每段10个单台334kvar电容器并联,其中一组串12%的电抗器,这一组电容器的额定电压接近( )。

(A)5.64kV (B)10.6kV (C)10.75kV (D)12.05kV

978-7-111-45900-2-Chapter15-91.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-92.jpg解答过程:由《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第5.2.2条第3款,电容器额定电压的选择应计入串联电抗器引起的电容器运行电压升高,接入串联电抗器后,电容器运行电压按式(5.2.2)计算:

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式中 Uc——电容器端子运行电压(kV);

Us——并联电容器装置的母线电压(kV);

S——电容器组每相的串联段数。

故本题选D。

(5)4组三相35kV 60000kvar电容器,每组串12%电抗,当35kV母线短路容量为下面( )时,可不考虑电容器对母线短路容量的助增。

(A)1200MVA (B)1800MVA (C)2200MVA (D)3000MVA

978-7-111-45900-2-Chapter15-94.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-95.jpg解答过程:根据《导体和电器选择设计技术规定》(DL/T 5222—2005)附录F的F.7条,对于采用(12~13)%串联电抗器的电容器装置满足Qc/Sd<10%时,可以不考虑其对短路电流的影响,由此可得

SdQc/10%=60Mvar×4/10%=2400Mvar

故选D为正确答案。

题5:某变电站分两期工程建设,一期和二期在35kV母线侧各装一组12Mvar并联电容器成套装置。(2008)

(1)一期的成套装置中串联电抗器的电抗率为6%,35kV母线短路电流为13.2kA,试计算3次谐波谐振的电容器容量应为下列哪些数值?

(A)40.9Mvar (B)23.1Mvar (C)216Mvar (D)89.35Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-96.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-97.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第3.0.3条,当分组电容器按各种容量组合运行时,不得发生谐振,谐振电容器容量,按式(3.0.3)计算如下:

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(2)若未接入电容器装置时的母线电压是35kV,试计算接入第一组电容器时,母线的稳态电压升高值应为下列哪项?

(A)0.525kV (B)0.91kV (C)1.05kV (D)0.3kV

978-7-111-45900-2-Chapter15-99.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-100.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)条文说明第5.2.2条式(1)计算:

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(3)若成套电容器组采用串并接方式,各支路内部两个元件串接,假设母线的电压为36kV,计算单个电容器的端电压为下列何值?

(A)11.06kV (B)19.15kV (C)22.11kV (D)10.39kV

978-7-111-45900-2-Chapter15-102.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-103.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)条文说明第5.2.2条第3款,电容器额定电压的选择,应计入接入串联电抗器引起的电容器运行电压升高,电容器运行电压应按下式计算:

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(4)对电容器与断路器之间连线短路故障,宜设带短延时的过电流保护动作于跳闸,假设电流互感器电流比为300/1,接星形接线,若可靠系数为1.5,电容器长期允许的最大电流按额定电流计算,计算过电流保护的动作电流应为下列何值?(www.xing528.com)

(A)0.99A (B)1.71A (C)0.66A (D)1.34A

978-7-111-45900-2-Chapter15-105.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-106.jpg解答过程:根据《电力工程电气设计手册 电气二次部分》式(27-3),对电容器与断路器之间连线短路故障宜装设带短延时的过电流保护,动作于跳闸。其动作电流的计算如下:

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题6:某35kV变电站配置了三相并联电容器组作为无功补偿装置,请对下列问题作解答。(2008)

(1)串联电抗器L可安装在电容器组的电源侧和中性点侧两个位置,其作用和要求有所不同,请判断下列论述中有关错误并说明理由。

(A)限制合闸涌流和抑制谐波的作用是不同的

(B)限制合闸涌流和抑制谐波的作用是相同的

(C)串联电抗器在中点侧对动、热稳定没有特殊要求

(D)串联电抗器装在电容器的电源侧应校验动、热稳定电流

978-7-111-45900-2-Chapter15-108.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-109.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—1995)条文说明第4.2.3条可知,串联电抗器无论装在电容器组的电源侧或中性点侧,从限制合闸涌流和抑制谐波来说,作用都一样。但串联电抗器装在中性点侧,正常运行串联电抗器承受的对地电压低,可不受短路电流的冲击,对动热稳定没有特殊要求,可减少事故,使运行更加安全。当需要把串联电抗器装在电源侧时,普通电抗器是不能满足要求的,应采用加强型电抗器,但这种产品是否满足安装点对设备动热稳定的要求,也应经过校验。

978-7-111-45900-2-Chapter15-110.jpg分析:本题若根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)条文说明第4.2.3条答题,但该条并未明确指出串联电抗器装设在电源侧和中性点侧对抑制合闸涌流和抑制谐波的作用是一样的,因此只能按1995年规范答题。

(2)电容器组单星形接线,回路串有12%的电抗器,每相由两台电容器串联组合而成,请计算确定单台电容器的Ue值为( )。

(A)3kV (B)6.3kV (C)10.5kV (D)11kV

978-7-111-45900-2-Chapter15-111.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-112.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第5.2.2条及条文说明第5.2.2条,电容器的额定电压可先由公式(2)求出计算值再从产品标准系列中选取,计算公式如下:

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(3)某35kV母线三相短路容量为2000MVA,采用6%串联电抗器,计算电容器组容量不超过下列何值时,可不考虑电容器组对短路电流的助增作用,说明理由。

(A)100Mvar (B)200Mvar (C)300Mvar (D)400Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-114.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-115.jpg解答过程:根据《导体和电器选择设计技术规定》(DL/T 5222—2005)附录F第F.7.1条可知,对于采用6%串联电抗器的电容器装置Qc/Sd≤5%时,可以不考虑其对短路电流的影响,由此可得

QcSd×5%=2000×5%Mvar=100Mvar

(4)若电容器组三相容量为20Mvar,选择的断路器额定电流最小不小于下列何值,并说明理由。

(A)297A (B)330A (C)445A (D)660A

978-7-111-45900-2-Chapter15-116.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-117.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第5.1.3条,即并联电容器装置的总回路和分组回路的电器导体选择时,回路工作电流应按稳态过电流最大值确定,过电流倍数应为回路额定电流的1.3倍。

对于本题,根据5.1.3条有

1)电容器组额定电流为

978-7-111-45900-2-Chapter15-118.jpg

2)断路器额定电流为

I=1.3In=1.3×329.9A≈428.87A

978-7-111-45900-2-Chapter15-119.jpg分析:若根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—1995)第5.1.3条,并联电容器装置的总回路和分组回路的电器和导体的稳态过电流,应为电容器组额定电流的1.35倍。由此可得断路器额定电流为

I=1.35In=1.35×329.9A≈445A

考虑到这是2008年的考题,按后者计算出的结果更为精确。

(5)若电容器组由额定电压11kV,单台容量为200kvar的电容器组成,请计算保护该电容器熔断器的熔丝的Ie选何值,并说明理由。

(A)16A (B)26A (C)30A (D)40A

978-7-111-45900-2-Chapter15-120.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-121.jpg解答过程:1)单台电容器额定电流为

978-7-111-45900-2-Chapter15-122.jpg

2)根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第5.4.2条知,熔断器的熔丝额定电流选择,应按电容器额定电流的1.37~1.5倍选择,即Ie应该满足

978-7-111-45900-2-Chapter15-123.jpg

978-7-111-45900-2-Chapter15-124.jpg分析:若根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—1995)第5.4.3条,熔断器的熔丝额定电流选择,不应小于电容器额定电流的1.43倍,并不宜大于额定电流的1.55倍,即Ie应该满足

978-7-111-45900-2-Chapter15-125.jpg

答案与A吻合。

(6)35kV并联电容器组安装处母线短路容量为2000MVA,电容器串6%电抗器,以免发生5次谐波谐振,请计算确定电容器容量不能选下列哪项?

(A)40Mvar (B)37Mvar (C)30Mvar (D)20Mvar

978-7-111-45900-2-Chapter15-126.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-127.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第3.0.3条。

3.0.3 并联电容器分组容量的确定应符合下列规定:

1 在电容器分组投切时,母线电压波动应满足国家现行有关标准的要求,并应满足系统无功功率和电压调控的要求。

2 当分组电容器按各种容量组合运行时,应避开谐振容量,不得发生谐波的严重放大和谐振,电容器支路的接入所引起的各侧母线的任何一次谐波量均不应超过现行国家标准《电能质量-公用电网谐波》GB/T 14549的有关规定。

3 发生谐振电容器容量,可按下式计算:

978-7-111-45900-2-Chapter15-128.jpg

式中 Qcx——发生n次谐波谐振的电容器容量(Mvar);

Sd——并联电容器装置安装处的母线短路容量(MVA);

n——谐波次数,即谐波频率与电网基波频率之比;

K——电抗率。

根据公式(3.0.3),谐振电容器的容量可按下式计算:

978-7-111-45900-2-Chapter15-129.jpg

题7:有一台发电机300MW,通过容量为360MVA额定电压242/20kV升压变,二回220kV2×LGJ-400/100km与系统连接,正常运行时变压器中性点直接接地。(2005)

(1)在做规划设计阶段,潮流计算哪些参数?

(A)发电机的Xd,发电机出力PG+jQG,变压器正、负序电抗(X1X2),线路正序零序阻抗分别为(R1+jX1)和(R0+jX0),负荷(PL+jQL)。

(B)发电机出力PG+jQG,变压器正序电抗(X1),线路正序阻抗(R1+jX1),负荷(PL+jQL)。

(C)发电机出力PG+jQG,变压器正序零序阻抗(X1X0),线路正序零序阻抗(R1+jX1)和(R0+jX0),负荷PG+jQG

(D)发电机的同步电抗Xd;发电机出力PG+jQG,变压器正序电抗(X1),线路正序阻抗(R1+jX1),负荷(PL+jQL)。

978-7-111-45900-2-Chapter15-130.jpg答案:[B]

978-7-111-45900-2-Chapter15-131.jpg解答过程:在潮流计算中并不需要负序和零序阻抗。负序和零序阻抗主要用于短路电流计算中。

(2)360MVA变压器Ud%=14%基准电压UB=230kV,SB=100MW,其正序、零序标幺值为( )

(A)0.0431/0.0431 (B)0.0389/0.0389

(C)0.0431/0.1293 (D)0.0389/0.1167

978-7-111-45900-2-Chapter15-132.jpg答案:[B]

978-7-111-45900-2-Chapter15-133.jpg解答过程:1)根据《电力工程电气设计手册 电气一次部分》第4-2节表4-2中的公式可得变压器正序阻抗标幺值为

978-7-111-45900-2-Chapter15-134.jpg

2)对于中性点直接接地变压器,根据《电力工程电气设计手册 电气一次部分》表4-17可得,变压器的零序阻抗标幺值为X0=X1=0.0389。

(3)220kV架空线路2×LGJ-400导线及良导体避雷线,单长100km,电抗有名制0.2g7Ω/km,UB=230kV,SB=100MW。二回路的正序、零序电抗的标幺值为( )。

(A)0.056/0.168 (B)0.056/0.0187 (C)0.0181/0.0843 (D)0.0281/0.0094

978-7-111-45900-2-Chapter15-135.jpg答案:[A]

978-7-111-45900-2-Chapter15-136.jpg解答过程:1)根据《电力工程电气设计手册 电气一次部分》第4-2节表4-2及表4-3可得

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表4-3 各类元件的电抗平均值

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(续)

978-7-111-45900-2-Chapter15-139.jpg

注:X1—正序电抗;X2—负序电抗;X0—零序电抗

2)对于有良导体避雷线的架空输电双回路线路X0=3X1=3×0.056=0.168。

(4)下列哪种在故障下保护开关正确动作,为保持系统稳定运行,可以采取切荷?

(A)300MW发电机跳闸

(B)一回220kV线路无故障断开不重合

(C)一回220kV线路三相故障断开不重合

(D)220kV母线单相接地故障

978-7-111-45900-2-Chapter15-140.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-141.jpg解答过程:根据《电力系统安全稳定导则》(DL/T 755—2001)第3.2.2条第b款(见本章多项选择题第(2)题)可知,当发生任一段母线故障时,保护、开关及重合闸正确动作,应能保持稳定运行,必要时允许采取切机和切负荷等稳定性措施。

题8:某220kV变电站有180kVA、220(1±4×2.5%)kV的主变压器两台。其35kV配电装置装有8回出线,单母线分段接线,35kV母线上有若干组电容器,电抗率为5%。35kV母线并列运行时的三相短路容量为1672.2kVA。请回答下列问题。(2013)

(1)如该变电站的每台主变压器35kV侧装设有三相电容器,4回出线。其35kV侧主接线不能用下列哪种接线方式(见图15-1)?并说明理由。

978-7-111-45900-2-Chapter15-142.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-143.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第4.1.1条,并联电容器装置的各分组回路可采用直接接入母线,并经总回路接入变压器的接线方式,当同级电压母线上有供电线路,经技术经济比较合理时,也可采用设置电容器专用母线的接线方式。A、B为经电容器专用母线接入系统的接线方式,C、D为直接接入母线的接线方式。根据该条的条文说明,为满足电网运行中不断变化的无功需求,通常需要电容器组频繁投切,若分组回路采用能断开母线短路电流的断路器,因断路器价格较贵会引起工程造价提高,为节约投资,设置电容器组专用母线,专用母线的总回路使用断路器,按能开断母线短路电流选择。分组开关不考虑开断母线短路电流,可以采用价格便宜的真空开关(接触器),以满足频繁投切的要求。相对而言,A使用了6个断路器,3负荷开关,专用母线回路使用了断路器,可以采用这种接线。B使用了9个断路器,没有负荷开关,专用母线回路使用了断路器,虽然不经济,但也可以采用这种接线。C使用了5个断路器,3个负荷开关,没有经母线断路器就直接连接到母线上,安全性问题将无法保障,故C接线有错误。D使用了8个断路器,没有负荷开关和专用母线断路器,直接接入母线,采用这种接线也是允许的。

978-7-111-45900-2-Chapter15-144.jpg

图15-1

(2)如该变电站两段35kV母线安装的并联电容器总容量为60Mvar,请验证35kV母线是否会发生3次、5次谐波谐振?并说明理由。

(A)会发生3次、5次谐波谐振

(B)会发生3次谐波谐振,不会发生5次谐波谐振

(C)会发生5次谐波谐振,不会发生3次谐波谐振

(D)不会发生3次、5次谐波谐振

978-7-111-45900-2-Chapter15-145.jpg答案:[D]

978-7-111-45900-2-Chapter15-146.jpg依据:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)式3.0.3有,发生谐振的电容器容量,对3次谐波为

978-7-111-45900-2-Chapter15-147.jpg

对于5次谐波为

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而由有题干可知,两段35kV母线安装的并联电容器总容量为60Mvar,可见3次、5次谐波均不会发生谐振。

(3)如该变电站安装的电容器组为框架装配式电容器,单星形接线,由单台容量417kvar电容器串并联而成,电容器外壳能承受的爆裂能量为14kJ。试求每相串联段的最大并联电容器台数为下列哪项?

(A)7台 (B)8台 (C)9台 (D)10台

978-7-111-45900-2-Chapter15-149.jpg答案:[C]

978-7-111-45900-2-Chapter15-150.jpg解答过程:方法1:根据《35kV~220kV变电站无功补偿装置设计技术规定》(DL/T 5242—2010)公式B.4有

978-7-111-45900-2-Chapter15-151.jpg

方法2:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第4.1.2条第3款,并联电容器组的每个串联段的电容器并联总容量不应超过3900kvar。现已知每个电容器的容量为417kvar,故每个串段的最大电容器并联台数为978-7-111-45900-2-Chapter15-152.jpg,取9,如果取10,则每个串段总容量将超过3900kvar。

978-7-111-45900-2-Chapter15-153.jpg分析:两个方法均能求出正确答案,但题目中给出了电容器外壳能承受的爆裂能量,应该是选择电容器并联段的控制条件,因而方法1更贴近出题者的意图。

(4)如该变电站中,35kV电容器单组容量为10000kvar,三组电容器组采用专用母线方式接入35kV主母线,请计算专用母线断路器长期允许电流最小不应小于下列哪项数值?

(A)495A (B)643A (C)665A (D)1000A

978-7-111-45900-2-Chapter15-154.jpg答案:[B]

978-7-111-45900-2-Chapter15-155.jpg解答过程:根据《并联电容器装置设计规范》(GB 50227—2008)第5.1.3条,并联电容器装置总回路和分组回路的电器导体选择时,回路工作电流应按稳态过电流最大值确定,过电流倍数应为回路额定电流的1.3倍。故专用母线断路器的长期允许电流最小为

978-7-111-45900-2-Chapter15-156.jpg

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