35kv變電所主要電氣設(shè)備選擇計(jì)算書

35kv 變電所設(shè)計(jì) 1 第二篇 主要電氣設(shè)備選擇計(jì)算書 第一章 主變壓器容量的選擇 一、變壓器容量的選擇 根據(jù)已知條件： P =8 800=6400 KW 功率因數(shù)為 cos =0.9 滿足最大負(fù)荷的變壓器的容量為： S= PM /cos =6400/0.9=7111 KVA 變壓器額定容量為： Se=0.6S=0.6 111=4266.6 KVA 能夠滿 足一、二級(jí)重要負(fù)荷。 本變電所所選變壓器容量為 5000 KVA4266 KVA,所以滿足設(shè)計(jì)要求。 按主變壓器容量的 (0.5-1.0)%，選擇所用變壓器 5000 1.0%=50 KVA 故主變壓器選擇如下： 型號(hào)： SL7-5000/35 額定容量： 5000 KVA 額定電壓高壓： 35 2 2.5% 額定電壓低壓： 10.5 KV 連接 組 別 ： YN,d11 35kv 變電所設(shè)計(jì) 2 空載損耗： 6750 KW 短路損耗： 36700 KW 空載電流： 0.9 阻抗電壓： 7 所用變壓器選擇如下： 型號(hào)： S9-50/35 額定容量： 50KVA 額定電壓高壓： 35kv 額定電壓低壓： 0.4kv 連接 組 別 ： Y, yn0 空載損耗： 250kw 短路損耗： 1180kw 空載電流： 2.0 阻抗電壓： 6.5 第二章 短路電流計(jì)算 一、系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖 取 SB=100MVA， UB=Uav b ，求得等值電路圖中各阻抗標(biāo)幺值如下： 電源 G: XC=0 110KV 線路： 2 條 XL(110)=XL2UBSB =21 40 0.42115100 =0.061 35kv 變電所設(shè)計(jì) 3 35KV線路： XL(35)=XL2UBSB =15 0.4237100 =0.438 20MVA 變壓器： 2 臺(tái) XT(A)=100%dU)(NTBSS=211005.102010=0.2625 所選變壓器： 2臺(tái) XT=100%dU)(NTBSS=21107510=0.7 得等值網(wǎng)絡(luò)圖： 二、 35KV 高壓側(cè) 1d 三相短路時(shí)，電源 G 對(duì)短路點(diǎn)的 等值 轉(zhuǎn)移電抗為： XS1=XC+XL(110)+ XT(A)+ XL(35)=0.061+0.2625+0.438=0.7615 電源 G 按無限大容量電源來計(jì)算，短路電流周期分量的標(biāo)么值和有效值為： ISG* =1/XSG=1/0.7615=1.313 ISG = ISG* UpSB3= IS1* 373100=2.049 KA 因?yàn)殡娫?G 按無限大 容量 電源計(jì)算，所以短路周期電流幅值不隨 時(shí)間改變。 短路沖擊電流有效值： I1ch=1.52 I1 =1.52 2.049=3.114 KA 短路沖擊電流瞬時(shí)值： i1ch=2.55 I1 =2.55 2.049=5.225 KA 三、 10KV 高壓側(cè) 35kv 變電所設(shè)計(jì) 4 2d 三相短路時(shí)，電源 G 對(duì)短路點(diǎn)的 等值 轉(zhuǎn)移電抗為： XS1=XC+XL(110)+ XT(A)+ XL(35)=0.061+0.2625+0.438+0.7=1.4615 電源 G 按無限大容量電源來計(jì)算，短路電流周期分量的標(biāo)么值和有效值為： ISG* =1/XSG=1/1.4615=0.684 ISG = ISG* UpSB3= IS1* 5.103100=3.761 KA 因?yàn)殡娫?G 按無限大 容量 電源計(jì)算，所以短路周期電流幅值不隨 時(shí)間改變。 短路沖擊電流有效值： I1ch=1.52 I1 =1.52 3.761=5.717 KA 短路沖擊電流瞬時(shí)值： i1ch=2.55 I1 =2.55 3.761=9.951 KA 第三章 電氣設(shè)備的選擇 第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 1. 35KV側(cè)斷路器的選擇與校驗(yàn)： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點(diǎn)斷路器的工作電壓 Ug =35 KV，所以所選斷路器的最高工作電壓 Ue=40.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : 35kv 變電所設(shè)計(jì) 5 Ig.max=1.05eeUS3=1.053535=0.087 KA 所選斷路器的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3）按額定開斷電流選擇 : 由于系統(tǒng)為無限大容量電源，故 Idt可取為相應(yīng)短路點(diǎn)的I” ，即不計(jì)非周期電流。 通過斷路器的短路電流有效值Idt=2.049 KA。 所選斷路器的額定開斷電流 Idn=16 KA Idn Idt 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 : 通過斷路器的最大短路沖擊電流 Ich=5.225 KA 所選斷路器的 極限通過電流 Igf=40 KA Igf Ich 滿足要求 （ 5） 按短路情況 校驗(yàn)熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 斷路器的 4 秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=16 KA。 I 通過斷路器的穩(wěn)態(tài)短路電流， I =3.114 KA。 tj 短路電流的假想時(shí)間 (秒 )。 假想時(shí)間包括周期電流假想時(shí)間 tjz 和非周期電流時(shí)間 tjf, 即 tj=tjz+tjf。 由于系統(tǒng)為無限大容量電源，故 tjz 即為短路電流的持續(xù)時(shí)間t，而 t=tb+tf。 tb即為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 (tb=0.2S), tf為斷路器的分閘時(shí)間。 Tf又有兩部分組成，既 tf=tg+th,其中 tg即為前述的斷路器固有分35kv 變電所設(shè)計(jì) 6 閘時(shí)間，而 th為電弧持續(xù)時(shí)間。取 tg為 0.06S， th為 0.05S。 非周期分量假想時(shí)間可用公式 tjf=0.05 ” 2計(jì)算，其中 ” =I” /I 。本設(shè)計(jì)中 ” = 1， tjf=0.05。 tj=tjz+tjf=0.31+0.05=0.36 當(dāng) t=4S 1S時(shí)，可不計(jì)非周期電流的發(fā)熱。 It2t=162 4=1024 I 2tj=3.1142 0.36=3.49 It2t I 2tj 滿足要求 2. 10KV側(cè)斷路器的選擇與校驗(yàn)： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點(diǎn)斷路器的工作電壓 Ug=10 KV，所以所選斷 路器的最高工作電壓 Ue=11.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 所選斷路器的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3）按額定開斷電流選擇 : 由于系統(tǒng)為無限大容量電源，故 Idt可取為相應(yīng)短路點(diǎn)的I” ，即不計(jì)非周期電流。 通過斷路器的短路電流有效值Idt=3.761 KA。 所選斷路器的額定開斷電流 Idn=25 KA 35kv 變電所設(shè)計(jì) 7 Idn Idt 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 : 通過斷路器的最大短路沖擊電流 Ich=9.951 KA 所選斷路器的 極限通過電流 Igf=63 KA Igf Ich 滿足要求 （ 5） 按短路情況校驗(yàn)熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 斷路器的 4 秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=25 KA。 I 通過斷路器的穩(wěn)態(tài)短路電流， I =5.717 KA。 。 tj 短路電流的假想時(shí)間 (秒 )。 假想時(shí)間包括周期電流假想時(shí)間 tjz 和非周期電流時(shí)間 tjf, 即 tj=tjz+tjf。 由于系統(tǒng)為無限大容量電源，故 tjz 即為短路電流的持續(xù)時(shí)間t，而 t=tb+tf。 tb即為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 (tb=0.2S), tf為斷路器的分閘時(shí)間。 Tf又有兩部分組成，既 tf=tg+th,其中 tg即為前述的斷路器固有分閘時(shí)間，而 th為電弧持續(xù)時(shí)間。取 tg為 0.06S， th為 0.05S。 非周期分量假想時(shí)間可用公式 tjf=0.05 ” 2 計(jì)算，其中 ” =I” /I 。本設(shè)計(jì)中 ” = 1， tjf=0.05。 tj=tjz+tjf=0.31+0.05=0.36 當(dāng) t=4S 1S時(shí)，可不計(jì)非周期電流的發(fā)熱。 It2t=252 4=2500 I 2tj =5.7172 0.36=11.766 35kv 變電所設(shè)計(jì) 8 It2t I 2tj 滿足要求 第二節(jié) 高壓隔離開關(guān)的選擇 1. 35KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與 校驗(yàn)： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點(diǎn)隔離開關(guān)的工作電壓 Ug=35 KV，所以所選隔離開關(guān)的最高工作電壓 Ue=40.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.053535=0.087 KA 所選隔離開關(guān)的額定電流 Ie=630 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 : 通過 隔離開關(guān) 的最大短路沖擊電流 Ich=5.225 KA 所選隔離開關(guān)的 極限通過電流 Igf=50 KA Igf Ich 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗(yàn)熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 隔離開關(guān)的 2秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=20 KA。 I 通過 隔離開關(guān)的穩(wěn)態(tài)短路電流， I =3.114 KA。 tj 短路電流的假想時(shí)間 (秒 )。 假想時(shí)間包括周期電流假想時(shí)間 tjz 和非周期電流時(shí)間 tjf, 即 tj=tjz+tjf=0.36。 計(jì)算方法與斷路器相同。 35kv 變電所設(shè)計(jì) 9 當(dāng) t=2S 1S時(shí)，可不計(jì)非周期電流的發(fā)熱。 It2t=202 2=800 I 2tj=3.1142 0.36=3.49 It2t I 2tj 滿足要求 2. 10KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點(diǎn)隔離開關(guān)的工作電壓 Ug =10 KV，所以所選隔離開關(guān)的最高工作電壓 Ue =11.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 所選隔離開關(guān)的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 : 通過 隔離開關(guān) 的最大短路沖擊電流 Ich=9.951 KA 所選隔離開關(guān)的 極限通過電流 Igf=100 KA Igf Ich 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗(yàn)熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 隔離開關(guān)的 2秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=40 KA。 I 通過隔離開關(guān)的穩(wěn)態(tài)短路電流， I =5.717 KA。 tj 短路電流的假想時(shí)間 (秒 )。 假想時(shí) 間包括周期電流假想時(shí)間 tjz 和非周期電流時(shí)間 tjf, 35kv 變電所設(shè)計(jì) 10 即 tj=tjz+tjf=0.36。 計(jì)算方法與斷路器相同。 當(dāng) t=2S 1S時(shí)，可不計(jì)非周期電流的發(fā)熱。 It2t=402 2=3200 I 2tj=5.7172 0.36=11.766 It2t I 2tj 滿足要求 第三節(jié) 電壓互感器的選擇 短路電流不通過電壓互感器，故不需校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 1. 35KV側(cè) 電壓互感器 的選擇： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝電壓互感器電網(wǎng)的額定電壓 Ug =35 KV，所以所選 電壓互感器一次繞組的額定 電壓 Ule =40.5 KV。 Ule Ug 滿足要求 2. 10KV側(cè) 電壓互感器 的選擇： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝電壓互感器電網(wǎng)的額定電壓 Ug=10 KV，所以所選 電壓互感器一次繞組的額定電壓 Ule =11.5 KV。 Ule Ug 滿足要求 第四節(jié) 電流互感器的選擇 1. 35KV側(cè)電流互感器的選擇與校驗(yàn)： （ 1）按額定電壓選擇： 35kv 變電所設(shè)計(jì) 11 安裝電流互感器的工作電壓 Ug=35 KV，所以所選電流互感器的最高工作電壓 Ue=40.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.053535=0.087 KA 所選電流互感器的額定電流 Ie=600 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 : 式中： Kd 互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，等于其極限通過電流 igh與一次額定電流峰值之比，即 Kd =igh/ 2 Ile，可從目錄中查到。 ich 通過電流互感器的最大短路沖擊電流 (千安 )。 通過 電流互感器 的最大短路沖擊電流 Ich=5.225 KA 查設(shè)備選型表得：互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd=141 2 I1eKd = 2 0.6 141=119.62 KA 2 I1eKd ich 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗(yàn)熱穩(wěn)定 : 式中： Kt 互感器 1秒熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比值，稱為熱穩(wěn)定倍數(shù)，可從目錄中查到。 tj 短路電流的假象時(shí)間 (秒 ),其確定方法見斷路器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 假想時(shí)間包括周期電流假想時(shí)間 tjz 和非周期電流時(shí)間 tjf, 即tj=tjz+tjf=0.36。 計(jì)算方法與斷路器相同。 35kv 變電所設(shè)計(jì) 12 I 2tj=3.1142 0.36=3.49 KA 查設(shè)備選型表得：互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kt=65 (I1eKt)2=（ 0.6 65） 2=1521 KA (I1eKt)2 I 2tj 滿足要求 2. 10KV側(cè)電流互感器的選擇與校驗(yàn)： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝電流互感器的工作電壓 Ug=10 KV，所以所選電流互感器的最高工作電壓 Ue=11.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 所選電流互感器的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 : 式中： Kd 互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，等于其極限通過電流 igh與 一次額定電流峰值之比，即 Kd =igh/ 2 Ile，可從目錄中查到。 ich 通過電流互感器的最大短路沖擊電流 (千安 )。 通過 電流互感器 的最大短路沖擊電流 Ich=9.951 KA 查設(shè)備選型表得：互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd=130 2 I1eKd = 1.25 130=229.78 KA 2 I1eKd ich 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗(yàn)熱穩(wěn)定 : 35kv 變電所設(shè)計(jì) 13 式中： Kt 互感器 1秒熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比值，稱為熱穩(wěn)定倍數(shù)，可從目錄中查到。 tj 短路電流的假象時(shí)間 (秒 ),其確定方法見斷路器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 假想時(shí)間包括周期電流假想時(shí)間 tjz 和非周期電流時(shí)間 tjf, 即tj=tjz+tjf=0.36。 計(jì)算方法與斷路器相同。 I 2tj=5.7172 0.36=11.77 KA 查設(shè)備選型表得：互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kt=80 (I1eKt)2=（ 1.25 80） 2=10000 KA (I1eKt)2 I 2tj 滿足要求 第五節(jié) 母線的選擇 1. 10KV母線的選擇與校驗(yàn)： （ 1） 按最大持續(xù)工作電流 選擇母線截面： Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 選擇 10KV 母線型號(hào)為 h80 b6（單條矩形 硬鋁母線 ）。 母線的 Ixu 是在周圍介質(zhì)溫度為 25 度是 確定的，當(dāng)實(shí)際介質(zhì)溫度高于 25 度時(shí)， Ixu 應(yīng)乘修正系數(shù) K。 K 由下式計(jì)算： K=0.15 j700.15 4070 =0.82 式中： 周圍介質(zhì)實(shí)際溫度，本設(shè)計(jì)取 =40 度 Ixu 對(duì)應(yīng)于規(guī)定的周圍介質(zhì)溫度及設(shè)置方式的母線允許電流(安 )，可從目錄中查到。 Ixu=947 A 35kv 變電所設(shè)計(jì) 14 母線的 Ixu是按豎放時(shí)確定的，如平放則 Ixu應(yīng)降低 5 8%。 Ixu=947 0.82=776.54 A Ixu Imax.g 滿足要求 （ 2） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 選擇： 要求滿足如下條件： xu 式中： xu 母線材料的允許應(yīng)力 (硬鋁母線的 xu =700千克力/厘 米 2) 母