變電所電氣一次初步設(shè)計計算書

1、第一章 短路電流計算一、 主接線的等值電路圖及各元件參數(shù)的計算1.變壓器容量的選擇已知所選型號SFS-63000查表得Us(1-2)%=17.5%; Us(2-3)%=6.5%; Us(3-1)%=10.5%Us1=1/2(Us(1-2)%+Us(3-1)%-Us(2-3)%)=1/2(17.5%+10.5%-6.5%)=10.75%Us2=1/2(17.5%+6.6%-10.5%)=6.75%Us3=1/2(6.5%+10.5%-17.5%)=02各元件參數(shù)表么值 取基準容量 Sb=100MVA; 基準電壓Ub=Up 歸算后： Xt1* =Us1%/100×Ub²/Sn&

2、#215;Sb/Ub²=10.75/100×115²/63×100/115²=0.171Xt2* =Us2%/100×Ub²/Sn×Sb/Ub²=6.75/100×115²/63×100/115²=0.1133. 主接線的等值電路圖 方案二等值電路圖二、短路點的短路電流計算 本站短路故障最嚴重的情況是發(fā)生在110KV內(nèi)橋，35KV母線和10KV母線及其附近，設(shè)短路點d1,d2,d3 .1. d1點發(fā)生三相短路 I*=I*=1/XI*=1/0.26=3.846I=I=

3、I*×Sj/3 Uj=3.846×100/3×115=1.931 最大沖擊電流：ich=2KimpI=2×1.8×1.931=4.916KAIch=I1.51=1.931×1.51=2.916KA短路容量： S=3IUn=3×1.931×110=367.905MVA2. d2點發(fā)生三相短路X*=Xs*+(Xt1*+Xt2*)/2=0.26+(0.171+0.113)/2=0.402I*=1/X*=1/0.435=2.488I= I*×Sj/3 Uj=2.3×100/3×38.5=3.7

4、31最大沖擊電流：ich=2KimpI=2×1.8×3.731=9.498Ich=I1.51=3.731×1.51=5.634短路容量： S=3IUn=3×35×3.731=226.180MVA3. d3點發(fā)生三相短路X*=Xs*+Xt1*/2=0.26+0.179/2=0.350I*=1/X*=1/0.35=2.857I= I*×Sj/3 Uj=2.857×100/3×10.5=15.709最大沖擊電流：ich=2KimpI=2×1.8×15.709=39.989Ich=I1.51=15.70

5、9×1.51=23.721短路容量： S=3IUn=3×15.709×10=272.088MVA第二章 設(shè)備的選擇與校驗過程一110KV側(cè)1. 確定各回路持續(xù)工作電流 主變回路：Igmax=1.05×63000/3×110=347.196A 母線回路：Igmax=63000/3×110=330.664A 饋線回路：Igmax=63000/3×110×2=165.332A2. 設(shè)備的選擇與校驗原則：按正常工作選擇，按短路情況校驗 斷路器的選擇與校驗a. 類型：SF6斷路器運行經(jīng)驗豐富，易維護，可靠。b. 按額定電壓選

6、擇：UnUns=110KVc. 按額定電流選擇：InIgmax=347.196A 綜合考慮選LW30-126d. 動穩(wěn)定校驗：imax=80KAich=4.916KA所以滿足e. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=31.5KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=31.5²×4 =3969KA².SI² tdz=1.846²×3.45=11.757KA².SI² tdz It².t所以滿足要求f.

7、 開斷電流容量的校驗Sbrn:斷路器額定斷流容量；Sbrn=3500MVAS:短路容量；S=367.905MVASbrnS所以，滿足 隔離開關(guān)的選擇與校驗a. 按額定電壓選擇：UnUns=110KVb. 按額定電流選擇：InIgmax=347.196A 綜合考慮選GW4-110 In=1250Ac. 動穩(wěn)定校驗：imax=50KAich=4.916KA所以滿足d. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=20KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=20²×4 =1600

8、KA².SI² tdz=1.931²×3.45=12.864KA².SI² tdz It².t所以滿足要求 電壓互感器的選擇a. 型式：電容式b. 按一次電壓選：0.8Un110KV1.2Unc. 準確級：選0.2/0.5/3P級查手冊選TYD-110/3-0.02H 電流互感器的選擇與校驗a. 按額定電流選擇Igmax=(50/0.85+10/0.8)×1.01/3/110/2=189.048A所以選LCWB6-110技術(shù)參數(shù)表額定電壓Un1101S熱穩(wěn)定倍數(shù)45額定電流比2*400/5動穩(wěn)定倍數(shù)115b. 動穩(wěn)

9、定校驗2In1 Kd=2×0.6×115=97.58KAich=4.916KAc. 熱穩(wěn)定校驗=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，查表得tz=0.7s所以，tdz=0.7+0.05×1²=0.75s(In1.Kr)² ×1=(0.6 ×45)² ×1 =729KAI² tdz=1.846²×0.75=2.556KA².SI² tdz (In1.Kr)² ×1所以滿足要求母線的選擇與校驗a. 類型：鋼芯鋁絞線b. 按最大

10、持續(xù)工作電流：Igmax=330.664A按經(jīng)濟電流密度選擇：Tmax=(50×5000+10×4500)/60=4916.667 年最大負荷利用小時數(shù)為3000-5000，取J=1.15A/mm² S=Igmax/J=330.664/1.15=287.534 所以選LGJ-400c. 熱穩(wěn)定校驗 公式SSmin=I×tdz/c 查手冊得，熱穩(wěn)定系數(shù)C=87 Smin= I×tdz/c=1.931×10³×3.45/87=41.226S=400mm² 所以滿足二35KV側(cè)1.確定各回路持續(xù)工作電流 主變回

11、路：Igmax=63000/38.5/3=944.75A 母線回路：Igmax=944.75A 饋線回路：Igmax=50000/38.5/0.85/3/6=147.021A2.設(shè)備的選擇與校驗原則：按正常工作選擇，按短路情況校驗 路器的選擇與校驗a. 類型：真空斷路器b. 按額定電壓選擇：UnUns=35KVc. 按額定電流選擇：InIgmax=944.75A 綜合考慮選ZW30-40.5/1600d. 動穩(wěn)定校驗：imax=63KAich=9.498KA所以滿足e. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=25KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0

12、.05×1²=3.45sIt².t=25²×4 =2500KA².SI² tdz=3.731²×3.45=48.025KA².SI² tdz It².t所以滿足要求f. 開斷電流容量的校驗Sbrn:斷路器額定斷流容量；Sbrn=1000MVAS:短路容量；S=226.180MVASbrnS所以，滿足 饋線處斷路器的選擇與校驗a. 類型：真空斷路器b. 按額定電壓選擇：UnUns=35KVc. 按額定電流選擇：InIgmax=185.246A 綜合考慮選ZW30-40.5/16

13、00d. 動穩(wěn)定校驗：imax=63KAich=9.498KA所以滿足e. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=25KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=25²×4 =2500KA².SI² tdz=3.731²×3.45=48.025KA².SI² tdz It².t所以滿足要求f. 開斷電流容量的校驗Sbrn:斷路器額定斷流容量；Sbrn=400MVAS:短路容量；S=226.180MVAS

14、brnS所以，滿足母線處隔離開關(guān)的選擇與校驗a. 按額定電壓選擇：UnUns=35KVb. 按額定電流選擇：InIgmax=944.75A 綜合考慮選HGW5-35 In=1250Ac. 動穩(wěn)定校驗：imax=80KAich=9.498KA所以滿足d. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=31.5KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=31.5²×4 =3969KA².SI² tdz=3.731²×3.45=48.025KA&

15、#178;.SI² tdz It².t所以滿足要求出線處隔離開關(guān)的選擇與校驗a. 按額定電壓選擇：UnUns=35KVb.按額定電流選擇：InIgmax=185.246A 綜合考慮選HGW5-35 In=630Ac.動穩(wěn)定校驗：imax=50KAich=9.498KA所以滿足d.熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=20KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=20²×4 =1600KA².SI² tdz=3.731²&

16、#215;3.45=48.025KA².SI² tdz It².t所以滿足要求 電壓互感器的選擇與校驗 ：a.35/3/0.1/3/0.1/3/0.1/3KVb.：澆注式c.按一次電壓選：0.8Un35KV1.2Und.準確級：選0.2/0.5/6Pe.手冊選JDZX6-35電流互感器的選擇與校驗（主變和母線處）a. 按額定電流選擇Igmax=944.75A技術(shù)參數(shù)表LB6-35額定電壓Un351S熱穩(wěn)定倍數(shù)40額定電流比1200/5動穩(wěn)定倍數(shù)102b. 動穩(wěn)定校驗2In1 Kd=2×1×102=141.421KAich=9.498KAc. 熱

17、穩(wěn)定校驗=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=1s時，查表得tz=0.7s所以，tdz=0.7+0.05×1²=0.75s(In1.Kr)² ×1=(1×40)² ×1 =1600KAI² tdz=3.731²×0.75=10.44KA².SI² tdz (In1.Kr)² ×1所以滿足要求LBZZJ-40.5額定電壓Un351S熱穩(wěn)定倍數(shù)63額定電流比1200/5動穩(wěn)定倍數(shù)130d. 動穩(wěn)定校驗2In1 Kd=2×1×130=

18、183.848KAich=9.498KAe. 熱穩(wěn)定校驗=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=1s時，查表得tz=0.7s所以，tdz=0.7+0.05×1²=0.75s(In1.Kr)² ×1=(1×40)² ×1 =1600KAI² tdz=3.731²×0.75=10.44KA².SI² tdz (In1.Kr)² ×1所以滿足要求出線處電流互感器的選擇與校驗a. 按額定電流選擇Igmax=185.246A所以選LZZBJ4-40.5技術(shù)參數(shù)

19、表額定電壓Un351S熱穩(wěn)定倍數(shù)21額定電流比200(300.400)/5動穩(wěn)定倍數(shù)52.5f. 動穩(wěn)定校驗2In1 Kd=2×0.6×52.5=44.548KAich=9.498KAg. 熱穩(wěn)定校驗=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=1s時，查表得tz=0.7s所以，tdz=0.7+0.05×1²=0.75s(In1.Kr)² ×1=(0.6×21)² ×1 =158.76KAI² tdz=3.731²×0.75=10.44KA².SI² td

20、z (In1.Kr)² ×1所以滿足要求母線的選擇與校驗a. 類型：矩形鋁母線b. 按最大持續(xù)工作電流：Igmax=944.75A按經(jīng)濟電流密度選擇：Tmax=(50×5000+10×4500)/60=4916.667 年最大負荷利用小時數(shù)為3000-5000，取J=1.15A/mm² S=Igmax/J=944.75/1.15=820.870 所以選80×10(單條豎放)截面積800mm²載流量1535A,截面系數(shù)1.33,慣性半徑0.289c. 熱穩(wěn)定校驗 公式SSmin=I×tdz/c 查手冊得，熱穩(wěn)定系數(shù)C

21、=87 Smin= I×tdz/c=3.731×10³×3.45/87=79.655S=800mm² 所以滿足d. 電暈校驗UcrUg a=50cm r=0.289Ucr=84.K.Mr.r(1+0.301/r)50/0.289=84×0.96×0.85×0.955×0.289(1+0.301/0.955×0.289) 50/0.289=66.598KV UcrUg=35KV 所以滿足e. 動穩(wěn)定校驗共振校驗 單位長度質(zhì)量 m=h×b×w=0.01×0.08

22、5;2700=2.16(kg/m) 導(dǎo)體斷面二次距 I=bh³/12=0.01×0.08³/12=4.26×10-7(m4)為了避免導(dǎo)體產(chǎn)生共振，單條導(dǎo)體固有頻率應(yīng)在35-135HZ內(nèi)取f1=135HZ因為 f1=NfEI/m/L²所以共振允許絕緣子跨距Lmax=Nf/f1EI/m =3.56/1357×10-10×4.26×10 /2.16 =1.76m其中，Nf兩端簡支多跨距取3.56 E鋁的彈性模量7×10單位長度短路電動力 max鋁 a=0.5m W=1.33×10 m³ =1

23、 max=1.73ich²L²×10 =1.73×9498²×1.76²×10 /0.5/1.33/10=7.14×10 Pa 鋁同時滿足 跨距可取1.7米三 10KV側(cè)1.確定各回路持續(xù)工作電流 主變回路：Igmax=63000/10.5/3=3637A 線回路：Igmax=3637A 饋線回路：Igmax=10000/10.5/0.8/3/12= 57.277A 2.設(shè)備的選擇與校驗原則：按正常工作選擇，按短路情況校驗 主變和母線處斷路器的選擇與校驗a. 類型：真空斷路器b. 按額定電壓選擇：UnUn

24、s=10KVc. 按額定電流選擇：InIgmax=3637A 綜合考慮選ZN65-10 4000Ad. 動穩(wěn)定校驗：imax=100KAich=39.989KA所以滿足e. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=20.2KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=40²×4 =6400KA².SI² tdz=15.709²×3.45=851.366KA².SI² tdz It².t所以滿足要求f. 開斷

25、電流容量的校驗Sbrn:斷路器額定斷流容量；Sbrn=350MVAS:短路容量；S=272.088MVASbrnS所以，滿足 出線處斷路器的選擇與校驗a. 類型：真空斷路器b. 按額定電壓選擇：UnUns=10KVc. 按額定電流選擇：InIgmax=57.277A 綜合考慮選ZN65-10 1250Ad. 動穩(wěn)定校驗：imax=80KAich=39.989KA所以滿足e. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=20.2KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=31.5²

26、5;4 =3969KA².SI² tdz=15.709²×3.45=851.366KA².SI² tdz It².t所以滿足要求f. 開斷電流容量的校驗Sbrn:斷路器額定斷流容量；Sbrn=300MVAS:短路容量；S=272.088MVASbrnS所以，滿足母線處隔離開關(guān)的選擇與校驗a. 按額定電壓選擇：UnUns=10KVe. 按額定電流選擇：InIgmax=687.321A 綜合考慮選：GN30-10 In=4000Af. 動穩(wěn)定校驗：imax=125KAich=39.989KA所以滿足g. 熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz

27、=tz+0.05²當(dāng)t=4s時，It=31.5KA查表得tz=3.4s所以，tdz=3.4+0.05×1²=3.45sIt².t=50²×4 =10000KA².SI² tdz=15.709²×3.45=851.366KA².SI² tdz It².t所以滿足要求出線處隔離開關(guān)的選擇與校驗a. 按額定電壓選擇：UnUns=10KVb.按額定電流選擇：InIgmax=57A 綜合考慮選CN30-10 In=1250Ac.動穩(wěn)定校驗：imax=100KAich=39.9

28、89KA所以滿足d.熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=5s時，It=40KA查表得tz=4.4s所以，tdz=4.4+0.05×1²=4.45sIt².t=40²×4 =6400KA².SI² tdz=15.709²×4.45=1098.138KA².SI² tdz It².t所以滿足要求 PT隔離開關(guān)的選擇與校驗a. 按額定電壓選擇：UnUns=10KVb.按額定電流選擇：InIgmax=57A 綜合考慮選:GN30-10 In=630Ac.動穩(wěn)定校

29、驗：imax=100KAich=39.989KA所以滿足d.熱穩(wěn)定校驗：=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=5s時，It=40KA查表得tz=4.4s所以，tdz=4.4+0.05×1²=4.45sIt².t=40²×4 =6400KA².SI² tdz=15.709²×4.45=1098.138KA².SI² tdz It².t所以滿足要求電壓互感器的選擇與校驗 ：a.10/3/0.1/3/0.1/3/0.1/3KVb.：澆注式c.按一次電壓選：0.8Un10KV

30、1.2Und.準確級：選0.2/6Pe.手冊選JDZX-10電流互感器的選擇與校驗（主變和母線處）a. 按額定電流選擇Igmax=3637A所以選LZZBJ9-10技術(shù)參數(shù)表額定電壓Un101S熱穩(wěn)定倍數(shù)40額定電流比4000/5動穩(wěn)定倍數(shù)100b. 動穩(wěn)定校驗2In1 Kd=2×0.8×100=113.137KAich=39.989KAc.熱穩(wěn)定校驗=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=1s時，查表得tz=0.7s所以，tdz=0.7+0.05×1²=0.75s(In1.Kr)² ×1=(0.8×40)²

31、 ×1 =1024KAI² tdz=15.709²×0.75=185.08KA².SI² tdz (In1.Kr)² ×1所以滿足要求出線處電流互感器的選擇與校驗a. 按額定電流選擇Igmax=57A所以選LZZBJ9-10技術(shù)參數(shù)表額定電壓Un101S熱穩(wěn)定倍數(shù)90額定電流比400/5動穩(wěn)定倍數(shù)160b.動穩(wěn)定校驗2In1 Kd=2×0.2×160=45.25KAich=39.989KAc.熱穩(wěn)定校驗=1 tdz=tz+0.05²當(dāng)t=1s時，查表得tz=0.7s所以，tdz=0.7

32、5+0.05×1²=0.8s(In1.Kr)² ×1=(0.2×90)² ×1 =324KAI² tdz=15.709²×0.8=197.418KA².SI² tdz (In1.Kr)² ×1所以滿足要求母線的選擇與校驗a. 類型：矩形鋁母線b. 按最大持續(xù)工作電流：Igmax=3637A按經(jīng)濟電流密度選擇：Tmax=(50×5000+10×4500)/60=4916.667 年最大負荷利用小時數(shù)為3000-5000，取J=1.15A/

33、mm² S=Igmax/J=3637/1.15=3162.607 所以選2*（125*10） 2500 mm² 載流量3282A, 公式SSmin=I×tdz/cc. 熱穩(wěn)定校驗 公式SSmin=I×tdz/c 查手冊得，熱穩(wěn)定系數(shù)C=87 Smin= I×tdz/c=23.7703×10³×4.45/87=576.36S=2500mm² 所以滿足d. 動穩(wěn)定校驗共振校驗 單位長度質(zhì)量 m=h×b×w=0.125×0.01×2700=3.25(kg/m) 導(dǎo)體斷面二

34、次距 I=bh³/12=0.01×0.125³/12=1.44×10*-6(m4)為了避免導(dǎo)體產(chǎn)生共振，單條導(dǎo)體固有頻率應(yīng)在35-135HZ內(nèi)取f1=135HZ因為 f1=NfEI/m/L²所以共振允許絕緣子跨距Lmax=Nf/f1EI/m =3.56/1357×10*10×1.8×10*-6 /3.24 =2.157m其中，Nf兩端簡支多跨距取3.56 E鋁的彈性模量7×10單位長度短路電動力 max鋁 a=0.3m Fd=1.73×10*-7 鋁 =70×10*6PaFd= 1.7

35、3×10*-7×60509.3²/0.3=2111.393N/mW=0.01²×0.12/6=2×10*-6Fd*l²/10w鋁Lmax=0.814同時滿足 跨距可取0.81米 穿墻套管的選擇與校驗a. 按額定電壓 UnUns=10KVb. 按額定電流 Igmax=687.322A綜合考慮選戶內(nèi)CLB-10/1000,套管長度520mm,破壞負荷750c. 熱穩(wěn)定校驗 It².t=120²×5 =72000KA².SI² tdz=15.709²×4.45=

36、1098.138KA².SI² tdz It².t所以滿足要求d. 動穩(wěn)定校驗Fmax0.6FyFmax=1.73×(0.52+0.87)/2×39989²×10 /0.3=640.9Fmax0.6Fy=0.6×750×9.8=4410牛第三章 防雷保護計算1. 避雷針高度的確定：當(dāng)D=8pha時，保護范圍一側(cè)最小寬度bx=0,所以要D7pha,當(dāng)h30m,p=1,D按較長的針距取為D=83.74m。則避雷針有效高度 ha=D/7p=83.74/8=10.47m已知最高設(shè)備hx=10m,所以避雷針高度h=hx+ha=10+10.47=20.47m取避雷針高度為30m,擬定四針之間的距離：D1-2=60m;D2-3=51.6mD3-4=60.5m;DD1-4=51.1m 在h高度上保護半徑為： rx=1.6ha/(1+hx/h) =25m 兩針聯(lián)合保護寬度為：bx1-2=12.1m;bx2-3=14mbx3-4=12m;bx1