10KV供配电系统电压暂降解决方案

湖北三宁化工股份有限公司

10KV供配电系统电压暂降解决方案

技术可行性报告

审批：

审核：

编制：吴梅

尿素厂电气车间

2017年1月5日

1. 系统参数

1. 1 110KV 港宁站系统接线

1.2主要设备技术参数

1#

主变：

额定容量：

Se

二

40MVA.

额定电压

:110/10.5 (kV) 阻抗电压："=16.6%

2#、3#主变:

额定容最：Se 二63MVA.

额定电压：110/10.5 (kV)

阻抗电压：5=12.03%

发电机参数(尿素配电中心IV 段):

额定功率：25MW

额定电压:10.5 (kV)

超瞬变电抗：15.8% (查发电机参数表得到)

目前1#主变、2#主变和3#主变分列运行，110kV 变电站(2、3#主变10kV 侧)断路器采 用 4000A/40kAo

llOkV 侧短路容量按照llOkV 侧断路器开断容量40kA 的80%考虑；尿素配电中心1段进 线

柜107接总站214联10KV 8#母线、尿素配电中心II 段进线柜207接总站215联10KV 8# 母线、

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尿素配电中心III段进线柜307接总站114联10KV 9«母线、尿素配电中心IV段进线柜407接总站115联10KV 9#母线,尿素配电中心IV段联有1台发电机。

2.短路电流计算

1.阻抗计算

2#主变和3#主变临时并列运行，按分列运行考虑：1#主变分列运行。

系统基准容量100 MVA,基准电压10. 5kV基准电流5. 5kA.

系统供电电源短路容星Sj□二110 X 40 X 0. 8 X爲二6097MVA

系统=0.0164

6097

2#主变X^=0. 1203x —=0. 191

63

3#主变^/=0. 1203x — =o. 191

63

发电机X/=0. 158x 100=0. 5056

25/0.8

2.24(3#)主变10kV侧尿素配电中心I段或I［段(尿素配电中心III段)馈线短路电流

a.2# (3#)主变提供短路电流

I

= ------ - ---- = 26.52KA

K1

0.0164 + 0.191

b.发电机提供短路电流

= 55=10.88KA

I

F

0.5056

c.电动机的反馈电流

根据用电设备类型：2、3#主变变压器负荷率90%,电机类负荷按照90%考虑，非变频器类电机占电机总容最的90悅2#主变和3#主变分列运行，电动机反馈电流按照5倍考虑。

电机反馈电流：I D= ---- :-- 4=— x5=12・ 62kA

10.5x73

2#(3#)主变10kV侧尿素配电中心I段或］【段(尿素配电中心III段)馈线短路总电流: 总电流有效值：“=环+1产39. 14kA

短路电流峰值：1^=42 X39. 14=55. 35kA

短路冲击电流值:Icj=^Xl. 85X39. 14=102. 4kA

尿素配电中心IV段联有发电机，当尿素配电中心IV段发生短路故障短路总电流：

总电流有效值:I«3=I KI+I P +I D =49. 02KA

短路电流峰值：I肢虫X49. 02二69. 32kA

短路冲击电流值:I CJ=42 XI. 85X49. 02=128. 25kA

3 •系统存在问题

3.1短路电流超标

根据计算,尿素配电中心I、II JII段分站出线发生短路故障时，短路电流都达到约40KA：若尿素配电中心IV段分站出线发生短路故障，短路电流更是达到49. 02KAo而尿素配电中心各分站出线开关开断能力为31. 5KA,当发生故障时，断路器无法安全切断电路，可能造成触头熔接、爆炸等异常情况，共至危害系统运行。

3.2电压暂降

三宁化工系统接线较为复杂，10KV总站和10KV分站较多。任何10KV分站出现短路故障时，都会造成所在10KV总站的电压暂降。以10kV尿素厂尿素配电中心I段为例说明。

10kV尿素厂尿素配电中心I段配电网络中心通过进线柜107接2#主变下的10KV 8#母线214总站馈线开关。当尿素配电屮心I段配电网络中心开闭所馈出线支路短路时，即使故障支路综保“0”秒速断切除短路，但切除时间至少需要70ms以上（综保判断及出口20ms 以上，断路器动作40ms以上，燃弧时间10〜20ms以上），若是后备过流保护切除故障则需要另外增加200mS 以上。

综合现场情况：尿素配电中心I段配电网络中心开闭所馈出线短路时，故障切除时间70、300mS。在此期间，10kV8#母线会产生电压跌落，首先造成10kV 8tt母线下其他开闭所部分相关负荷失电。例如，尿素配电中心I段出线短路故障，会造成10kV 8#母线电压暂降，从而导致8#母线215开关下的尿素配电中心II段部分负荷和磷肥厂部分负荷失电停运。

另由于用户负荷的大部分为高压电动机，在电压回升后，电机群会产生二次冲击。二次冲击直接将母线电圧拖低至70%Un,造成大量负荷跳闸。

电床凹陷对用电设备的影响具体在下面三个方面。

1）电压凹陷对继电器、接触器影响

二次控制元件在额定电床的70%下能可靠工作，当电斥低于额定电斥的70%时，接触器和继电器就有可能失电返回。造成设备停运。