10KV供配电系统电压暂降解决方案

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1、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1.1110KV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=40MVA.额定电压：110/10.5（kV）阻抗电压：U12=16.6%2#、3#主变：额定容量：Se=63MVA.额定电压：110/10.5（kV）阻抗电压：U12=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，110

2、kV变电站（2、3#主变10kV侧）断路器采用4000A/40kA。第1页共11页110kV侧短路容量按照110kV侧断路器开断容量40kA的80%考虑；尿素配电中心Ⅰ段进线柜107接总站214联10KV8#母线、尿素配电中心Ⅱ段进线柜207接总站215联10KV8#母线、尿素配电中心Ⅲ段进线柜307接总站114联10KV9#母线、尿素配电中心Ⅳ段进线柜407接总站115联10KV9#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100MVA，基准电压10.5kV

3、基准电流5.5kA.系统供电电源短路容量SK3=110400.83=6097MVA100系统X1’==0.016460971002#主变X2B’=0.1203=0.191631003#主变X3B’=0.1203=0.19163100发电机XF’=0.158=0.505625/0.82.2#(3#)主变10kV侧尿素配电中心Ⅰ段或Ⅱ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5.5I26.52KAK10.01640.191b.发电机提供短路电流5.5I10.88KAF0.5056c.电动机的反馈电流根据用电设备类型：2

4、、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量的90%。2#主变和3#主变分列运行，电动机反馈电流按照5倍考虑。630.90.90.9电机反馈电流：ID=5=12.62kA10.532#(3#)主变10kV侧尿素配电中心Ⅰ段或Ⅱ段（尿素配电中心Ⅲ段）馈线短路总电流:总电流有效值：IK2=IK1+ID=39.14kA短路电流峰值：IMAX=×39.14=55.35kA第2页共11页短路冲击电流值：ICJ=×1.85×39.14=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

5、有效值：IK3=IK1+IF+ID=49.02KA短路电流峰值：IMAX=×49.02=69.32kA短路冲击电流值：ICJ=×1.85×49.02=128.25kA3.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、Ⅲ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49.02KA。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，甚至危害系统运行。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

6、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10KV8#母线214总站馈线开关。当尿素配电中心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70~30

7、0mS。在此期间，10kV8#母线会产生电压跌落，首先造成10kV8#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10kV8#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压拖低至70%Un，造成大量负荷跳闸。电压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压的70%下能可靠工作，当电压低于额定电压的70%时，接触器和继电器就有可能失电返回。造

8、成设备停运。第3页共11页2）电压凹陷