110KV變電站負荷及短路電流計算及電氣設備的選擇及校驗

1、第1章 短路電流計算1、短路計算的目的、規(guī)定與步驟 1.1短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面：在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。在設計

2、屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相相對地的安全距離。1.2短路計算的一般規(guī)定(1)計算的基本情況 1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。 2）所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。 3）短路發(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間。 4）所有電源的電動勢相位角相等。 5）應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。(2)接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。1.3 計算步驟(1

3、)畫等值網(wǎng)絡圖。 1）首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。 2）選取基準容量和基準電壓（一般取各級電壓的1.05倍）。 3）將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。 4）繪制等值網(wǎng)絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 (2)選擇計算短路點。(3)化簡等值網(wǎng)絡：為計算不同短路點的短路值，需將等值網(wǎng)絡分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡，并求出各電源與短路點之間的總電抗的標幺值。(4)求計算無限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值的標幺值。(5)計算三相短路電流周期分量有效值和三相短路容量。2、參數(shù)計算及短路點的確定基準值的選?。?.1變壓器參數(shù)的計算(1)主變壓器參數(shù)計算由

4、表查明可知：10.5 18 6.5 0.5*（18+10.5-6.5）=110.5*（10.5+6.5-18）=-0.50.5*（18+6.5-10.5）=7電抗標幺值為：(2)站用變壓器參數(shù)計算由表查明： (3)系統(tǒng)等值電抗 架空線： 所以：2.2、.短路點的確定此變電站設計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110KV進線處短路 與變壓器高壓側短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點；在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設備參數(shù)和短路點選擇，網(wǎng)絡等值圖如下：圖3 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖2.3、各短路點短路電流計算(1) 短路點d-1的

5、短路計算(110KV母線)網(wǎng)絡簡化如圖所示： 圖4 d-1點短路等值圖 (2) 短路點d-2的短路電流計算(35KV母線) 簡化網(wǎng)絡如圖所示：圖5 d-2點短路等值圖 (3) 短路點d-3的短路電流計算(10KV母線)網(wǎng)絡簡化如圖所示：圖6 d-3點短路等值圖(4) 短路點d-4的短路電流計算(380V母線)網(wǎng)絡簡化如圖所示：圖7 d-4點短路等值圖計算結果如表顯示短路點編號基值電壓基值電流支路名稱總電抗標幺值短路電流周期分量有效值的標幺值短路電流周期分量有效值（KA)短路電流沖擊值（KA）全電流有效值(KA)短路容量(MVA)公式d-11150.502110kv0.10949.1414.58

6、8811.701446.9291914.08d-2371.560435kv0.17945.37348.697822.179413.1337537.34d-310.55.498510kv0.22944.359123.969161.121136.1933435.91d-40.4144.33750.38kv8.22940.121517.539244.725126.484312.15第二章 設備選擇或校驗計算1、斷路器的選擇和校驗1.1、斷路1、110KV母線側斷路器的選擇及校驗110KV母線側斷路器中包括110KV主變側斷路器，110KV母聯(lián)斷路器和110KV雙母分段斷路器。1) 電壓：，所以。2)

7、 電流：查表26可得知110KV母線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，參數(shù)見表。校驗：3) 開斷電流：，符合。4) 動穩(wěn)定：，符合。5) 熱穩(wěn)定：綜上校驗，所選型號為的斷路器符合要求。1.2、110KV進線側斷路器的選擇及校驗110KV進線側斷路器是指本變到系統(tǒng)兩回路的斷路器。 1)電壓：，所以。2)電流：查表可知110KV進線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，參數(shù)見表。校驗：此斷路器型號與110KV母線側斷路器型號一樣，故這里不做重復檢驗。1.3、110KV出線側斷路器的選擇及校驗110KV出線側斷路器是指本變到清溪、玉塘、灘巖出線回路的斷路器。 1)電壓：，所以。2)

8、電流：查表可知110KV出線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，參數(shù)見表。校驗：此斷路器型號與110KV母線側斷路器型號一樣，故這里不做重復檢驗。1.4、35KV母線側斷路器的選擇及校驗35KV母線側斷路器包括35KV主變側斷路器和35KV單母分段斷路器。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表可知35KV母線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，參數(shù)見表。校驗： 3)開斷電流：，符合。 4)動穩(wěn)定：，符合。 5)熱穩(wěn)定：綜上校驗，所選型號為的斷路器符合要求。1.5、35KV出線側斷路器的選擇及校驗35KV出線側斷路器是指本變經(jīng)35KV母線到清溪、赤巖變、外塘變回路的斷路器。 1)電

9、壓：，所以。2)電流：查表26可得知35KV出線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，參數(shù)見表。校驗：此斷路器型號與35KV母線側斷路器型號一樣，故這里不做重復檢驗。1.6、10KV母線側斷路器的選擇及校驗10KV母線側斷路器包括10KV主變側斷路器和10KV單母分段斷路器。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知10KV母線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，參數(shù)見表。校驗： 3)開斷電流:，符合。 4)動穩(wěn)定：，符合。5)熱穩(wěn)定：綜上校驗，所選型號為的斷路器符合要求。1.7、10KV出線側斷路器的選擇及校驗10KV出線側斷路器是指本變經(jīng)10KV母線到醫(yī)院、化工廠等各負荷

10、出線回路的斷路器。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知10KV出線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，參數(shù)見表。校驗： 3)開斷電流:，符合。 4)動穩(wěn)定：，符合。 5)熱穩(wěn)定：綜上校驗，所選型號為的斷路器符合要求。2、隔離開關的選擇和校驗2.1、110KV母線側隔離開關的選擇及校驗110KV母線側隔離開關中包括110KV主變側隔離開關，110KV母聯(lián)隔離開關和110KV雙母分段隔離開關。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知110KV母線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關，參數(shù)見表。校驗：3)動穩(wěn)定：，符合。 4)熱穩(wěn)定： 綜上校驗，所選型號為的隔離開關符

11、合要求。2.2、110KV進線側隔離開關的選擇及校驗110KV進線側隔離開關是指本變到系統(tǒng)兩回路的隔離開關。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知110KV進線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關，參數(shù)見表。校驗：此隔離開關型號與110KV母線側隔離開關型號一樣，故這里不做重復檢驗。2.3、110KV出線側隔離開關的選擇及校驗110KV出線側隔離開關是指本變到清溪、玉塘、灘巖出線回路的隔離開關。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知110KV出線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關，參數(shù)見表。校驗：此隔離開關型號與110KV母線側隔離開關型號一樣，故這里不做重復

12、檢驗。2.4、35KV母線側隔離開關的選擇及校驗35KV母線側隔離開關包括35KV主變側隔離開關和35KV單母分段隔離開關。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知35KV母線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關，參數(shù)見表。校驗： 3)動穩(wěn)定：，符合。 4)熱穩(wěn)定：綜上校驗，所選型號為的隔離開關符合要求。2.5、35KV出線側隔離開關的選擇及校驗35KV出線側隔離開關是指本變經(jīng)35KV母線到清溪、赤巖變、外塘變回路的隔離開關。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知35KV出線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關，參數(shù)見表。校驗： 3)動穩(wěn)定：，符合。4)熱穩(wěn)定：綜

13、上校驗，所選型號為的隔離開關符合要求。2.6、10KV母線側隔離開關的選擇及校驗10KV母線側隔離開關包括10KV主變側隔離開關和10KV單母分段隔離開關。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知10KV母線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關，參數(shù)見表。校驗： 3)動穩(wěn)定：，符合。 4)熱穩(wěn)定：綜上校驗，所選型號為的隔離開關符合要求。2.7、10KV出線側隔離開關的選擇及校驗10KV出線側隔離開關是指本變經(jīng)10KV母線到醫(yī)院、化工廠等各負荷出線回路的隔離開關。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知10KV母線側回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關，參數(shù)見表。校驗：

14、 3)動穩(wěn)定：，符合。 4)熱穩(wěn)定：綜上校驗，所選型號為的隔離開關符合要求。3、電流互感器的選擇及校驗（1）110kV進線電流互感器的選擇及校驗選擇LB-110/2600/5電壓：為Ug=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un電流：查表得：Ig.max=0.3705KA370.5A，I1n=2×600=1200A，所以Ig.max < I1n動穩(wěn)定： 因為I1nKes=×(2×600)×75=127279A=127.279KA，ish=11.70144kA,所以ish<I1nKes熱穩(wěn)定：Qk(I1nKt)2由斷路器校驗時已算出Qk=

15、192.05 (I1nKt)2=(2×0.6)×752=8100所以Qk<(I1nKt)2 （2）110kV出線側電流互感器的選擇及校驗選擇LB-110/2600/5電壓：為Ug=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un電流：查表得：Ig.max=0.1853KA185.25A故Ig.max < I1n此互感器型號與110KV進線側互感器型號一樣，故這里不做重復檢驗。（3) 110kV母線側電流互感器的選擇及校驗選擇LB-110/2600/5電壓：為Ug=110KV，Un=110KV，所以Ug= Un電流：查表得：Ig.max=0.2204KA220.4A

16、故Ig.max < I1n此互感器型號與110KV進線側互感器型號一樣，故這里不做重復檢驗。（4) 35kV出線側電流互感器的選擇及校驗選擇LCWD1-35/400/5型電壓：為Ug=35kV，Un=35kV，所以Ug= Un電流：查表得：Ig.max=0.3105 KA310.5A，而I1n=400A，所以Ig.max < I1n動穩(wěn)定：因為I1nKes=×400×2.5×75=106066A=106.066kA，ish=22.1794kA,所以ish<I1nKes熱穩(wěn)定：Qk(ImKt)2由斷路器校驗時已算出Qk=689.9763 (I1nK

17、t)2=(0.4×75)2=900所以Qk<(I1nKt)2 （5）35kV變壓器側及母線側電流互感器的選擇及校驗選擇LCWD1-35/800/5型電壓：為Ug=35kV，Un=35kV，所以Ug= Un電流：查表得：Ig.max=0.693 KA693A，而I1n=800A，所以Ig.max < I1n動穩(wěn)定：因為I1nKes=×800×2.5×56=158392A=158.392kA，ish=22.1794kA,所以ish<I1nKes熱穩(wěn)定：Qk(ImKt)2由斷路器校驗時已算出Qk=689.9763 (I1nKt)2=(0.8&

18、#215;56)2=2007.04所以Qk<(I1nKt)2（6）10kV出線側電流互感器的選擇及校驗初步選擇LA-10/400/5型電壓：為Ug=10kV，Un=10kV，所以Ug= Un電流：查表得：Ig.max=0.34KA340A，而I1n=400A，所以Ig.max < I1n動穩(wěn)定：I1nKes=×400×135=763675A=76.3675kA,ish=61.1211kA所以ish<I1nKes熱穩(wěn)定：Qk(I1nKt )2由斷路器校驗時已算出Qk=2557.3249 (ImKt)2=(0.4×75)2=900Qk>(ImK

19、t)2 ，不滿足熱穩(wěn)定要求，另選擇 LA-10/800/5動穩(wěn)定：I1nKes=×800×135=152735A=152.735kA>ish=42.7kA，滿足要求；熱穩(wěn)定：(ImKt)2=(0.8×75)2=3600>Qk，滿足熱穩(wěn)定要求。（7）變壓器10kV側及母線側電流互感器的選擇及校驗選電流互感器型號為LAJ-10/3000/5型電壓：為Ug=10kV，Un=10kV，所以Ug= Un電流：查表得：Ig.max=2.423KA2423A，而I1n=3000A，所以Ig.max < I1n動穩(wěn)定：I1nKes =×3000

20、5;90=381.838kAish=42.7kA所以ies<I1nKes熱穩(wěn)定：Qk(ImKt)2由斷路器校驗時已算出Qk=5239.8198(I1nKt)2=(3×50)2=22500所以Qk<(ImKt)2 4、電壓互感器的選擇及校驗（1）110KV母線電壓互感器的選擇 1）一次電壓U1：1.1Un>U1>0.9UnU1=110kVUn=110kV 2）二次電壓U2n：U2n=100 3）準確等級：1級選擇JCC110型（2）35KV母線電壓互感器的選擇1）一次電壓U1：1.1Un>U1>0.9UnU1=35kVUn=110kV2）二次電壓U2

21、n：U2n=1003）準確等級：1級 選擇JDJJ35型 (3)10KV電壓互感器的選擇 1）一次電壓U1：1.1Un>U1>0.9UnU1=10kVUn=10kV 2）二次電壓U2n：U2n=100 3）準確等級：1級 選擇JDZ10型5、高壓熔斷器的選擇及校驗（1)35KV選熔斷器RW10-35型 校驗：35KV母線短路容量S537.34MVASD2000MVA 開斷電流INbr=85kA>Ish=13.1337kA 滿足要求；（2)10KV選熔斷器RN2-10/0.5型 校驗 :10KV母線短路容量S435.91MVASD1000MVA 開斷電流INbr=50kA>

22、;Ish=36.1933kA滿足要求。6、母線選擇及校驗（1）110kV母線的選擇及校驗110kV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導線。按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面：查表5得，Ig.max=0.2204kA=220.4A。取Tmax=5000h/a可得經(jīng)濟電流密度J=1.08A/mm2則母線經(jīng)濟截面為Sj= Ig.max/J=220.4/1.08=204.07.mm2選LGJ-240型 取環(huán)境溫度，查表，取綜合校正系數(shù) K=0.88，長期允許載流量Ial=610AIal35=K0Ial=0.88×610=536.8A所以Ig.max< Ial35電暈電壓校驗：110kV所選型號截面和直徑大于LGJ-70/,不用進行電暈校驗熱穩(wěn)定校驗：母線正常運行最高溫度為,則正常運行時導體溫度：查表得，C=99,由校驗斷路器可知，短路電流熱效應則母線最小截面為： 滿足熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定校驗：軟導體不必進行動穩(wěn)定校驗（2）35kV母線的選擇及校驗按經(jīng)濟電流密度選擇：35KV最大持續(xù)工作電流查表得，Ig.max=0.693 KA=693A按Tmax=4500h/a，可得經(jīng)濟電流密度J=0.7