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主变压器容量降低到多大容量合适还需进一步考虑20kV电网中分布式电源的影响。按知识城电网规划中最大接入容量30MW的分布式电源考虑,分别进行三相短路电流计算,见表2。
从表2数据可知,若220kV主变压器容量选择从规划的120MVA降低为100MVA,即使单台变压器接入30MW的分布式电源,20kV电网的三相短路电流也会控制在25kA以内。因此,主变压器容量最终选定为100MVA。
2.2 20kV配电房断路器
最初,《中新广州知识城智能配电房设备配置规范》要求,配电房20kV断路器选用遮断容量为31.5kA的铠装空气绝缘型小车开关柜。配置规范未选择气体绝缘金属封闭开关设备(GIS),原因是市场上成熟的GIS的遮断容量仅能达到25kA。
与GIS相比,铠装空气绝缘型小车开关柜维护工作量重、操作风险高。因此,负责运维知识城20kV电网的区局提出,应采取措施减小20kV电网三相短路电流至25kA以下,以便采用GIS。
根据2.1中的计算结果,选取100MVA主变压器后,在未来该变压器低压侧接入30MW的分布式电源的条件下,三相短路电流仍限制在25kA以下,20kV开关遮断容量可按25kA考虑。最终,20kV配电房断路器选择为遮断容量25kA的GIS。
3. 花瓣两路电源的选取
知识城花瓣接线中的两路电源不能照搬新加坡经验,即取自不同主变压器变低母线,理由如下:
若花瓣两路电源来自于不同变压器变低母线,意味着不同主变压器通过20kV花瓣并列运行。在计算三相短路电流时,若忽略花瓣中线路阻抗,两台容量100MVA的变压器并列运行的阻抗值则等效为单台容量200MVA的变压器的阻抗。根据表1和表2数据揭示的规律,20kV电网中的三相短路电流必然大于25kA,超过断路器遮断容量。
若花瓣电源出自于同一变低的不同的母线(如图3所示),当主变压器“-1”故障时,备自投动作导致两台主变压器通过花瓣合环运行(如图4所示),三相短路电流会大于25kA。
图3 同一变低的不同母线花瓣出线供电示意图
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