(完整word版)110kv變電所課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、110/10kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì)計(jì)算書一、回路數(shù)變電所 CP3=14MW有 55%的重要負(fù)荷負(fù)荷采用雙回路供電，45%非重要負(fù)荷采用單回路供電。由最大負(fù)荷 Pmax=P3=14MW,每回 10kV 饋線功率為2MW，則重要負(fù)荷回路數(shù)：55%P3 255%1423.85 （回）根據(jù)對(duì)稱性，重要負(fù)荷回路數(shù)為4。因?yàn)殡p回路供電，則為8 回。非重要負(fù)荷回路數(shù)：45%P3 245%1423.15 （回）根據(jù)對(duì)稱性，非重要負(fù)荷回路數(shù)選為4所以回路數(shù)目： 8+4=12（回）根據(jù)對(duì)稱性，選擇N=12 回。二、主變的選擇變電所 C 最大負(fù)荷Sm KSKPm12831.11MVAcos0.9每臺(tái)變壓器容量 S

2、N0.6 Sm0.631.1118.67MVA變電所重要負(fù)荷 Simp0.55 Smax0.552817.11MVA0.9SNSimp17.1117.11MVAn -1 2 -1選擇 SN 中較大者作為 Sm， ，即 Sm,18.67 MVA ， SN=16000kVA過負(fù)荷校驗(yàn)： SN/S m=16000/18670=0.857，故在負(fù)荷曲線高于此值時(shí)均為過負(fù)荷，即欠負(fù)荷系數(shù)： K 10.7260.826186700.87716616000過負(fù)荷系數(shù)： K 20.928124186701.09058416000查圖可知，對(duì)應(yīng)于K1 允許的 K2 的值比實(shí)際算出的K2=1.0905 大，所以

3、SN=16000kVA滿足正常負(fù)荷，所以選擇 SFZ7-16000/110型號(hào)。三、短路電流計(jì)算1、電抗標(biāo)么值的計(jì)算為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量： Sd= 1000MVA基準(zhǔn)電壓： Ud（ kV） 10.5115基準(zhǔn)電流： Id（ kA ）54.995.02系統(tǒng)歸算額定電流：110kV 側(cè)： I NSSd10003U35.02kAd115第1頁共9頁Sd100010kV 側(cè)： I ' NS54.99kA3U ' d3 10.5發(fā)電機(jī)歸算額定電流：110kV 側(cè)： I NGPNG1003Ud cos31150.810kV 側(cè)： I ' NGPNG1003U 

4、9; d cos310.50.8電抗標(biāo)么值計(jì)算（歸算至110kV 側(cè)）：發(fā)電機(jī)： X * G1X *G2X dSdX dSd0.1241000uSNGPNG / cos50 / 0.8*%S10.51000變壓器： XT1X T 2kd2.625100SNT10040X*T 3X*uk%Sd10.510008.4T 4100S10012.5N線路： X*L0XL0Sd0.42210000.665U 2d1152X*L1XL1Sd0.41910000.575U 2d1152X*X L 2Sd0.4 271000L 2U220.817d1 1 5*S1000X L 3X L 3d0.4 260.7

5、86U22d1 1 5X*X L 4Sd0.4 181000L 4U220.544d1 1 52、短路點(diǎn)選擇及Ik 計(jì)算等值電路圖如下：0.628kA6.873kA1.984短路點(diǎn)的選擇表格見設(shè)計(jì)說明書表6.2。第2頁共9頁（ 1）求 k1 點(diǎn)的 I k 。圖中， X*1X *L 00.665X*2X *G1X *T11.9842.6252.304522X *3X *L1/(X*L2X * L3)X*L40.4230.5440.967X*X*X*X *1X *30.6650.6650.9671.911413X *0.96722.3045X*X*X*X *2X *32.3045 0.967523

6、X *12.3045 0.9670.6656.623系統(tǒng)分支計(jì)算電抗：X * sjX *41.911系統(tǒng)供給短路電流標(biāo)么值：Is*' 'Is * tk / 2Is* tk110.52329X * sj1.911系統(tǒng)供給短路電流有名值：I sI s*' 'INS0.523295.02 2.6269kAIStk / 2 IStk電廠分支計(jì)算電抗標(biāo)么值：X * GjX *5PNG /cos6.623100 / 0.80.8279S1000d電廠供給短路電流標(biāo)么值：由tk=3+0.1=3.1s 及 X * Gj0.8 查汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線得tk0s3.13.1ss2IG

7、*' '1.31.2951.415有名值： I GIG*''ING1.30.6280.8164kAI Gtk/ 2I * G tk / 2ING1.2950.628 0.8133kAI GtkI G * tkING1.4150.6280.8886kA總的短路電流：IIG''I s''0.81642.6269 3.4433kAItk / 2IG tk / 2IStk/20.81332.62693.4402kA第3頁共9頁ItkI GtkIStk0.8886 2.62693.5155kA熱效應(yīng)：( I 210I 2I 2tk )3.1

8、(3.4433210 3.440223.5155 2 ) 36.8292 kA2 s 短 路 沖 擊 電Qktktk / 21212流： ish2.55I2.553.4433 8.7804kA（ 2）求 k 2點(diǎn)的 I k 。圖中， X*1X *L 00.665*X *G1X *T11.9842.6252.3045X222X *3X *L1/( X *L2X *L3)X*L4/ 20.4230.2720.695X *4X *1X *3X*X*0.6650.6950.6650.6951.56113X *22.3045X *5X *2X *3X*X*2.3045 0.6952.3045 0.695

9、5.40823X *10.665系統(tǒng)分支計(jì)算電抗：X * sjX *41.561系統(tǒng)供給短路電流標(biāo)么值：I*' 'I*I*110.641ss tk / 2s tkX * sj1.561系統(tǒng)供給短路電流有名值：IsI s*' 'I NS0.641 5.02 3.2178kAIStk / 2I Stk電廠分支計(jì)算電抗標(biāo)么值：X * GjX*5PNG/cos5.408100 / 0.80.676Sd1000電廠供給短路電流標(biāo)么值：由tk=2.5+0.1=2.6s及 X * Gj0.68 查汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線得tk0s2.62.6ss2IG*''1.51

10、1.4951.65有名值： I GIG*''ING1.510.6280.9483kA第4頁共9頁I Gtk / 2I * G tk / 2ING1.4950.6280.9389kAI GtkI G * tkING1.650.6281.0362kA總的短路電流：II G''Is''0.94833.21784.1661kAItk / 2IG tk / 2IStk / 20.93893.21784.1567kAItkI GtkIStk1.03623.21784.254kA熱效應(yīng)：tk( I210 I2tk / 2I2tk )2.6(4.16612104

11、.156724.2542)45.1175kA2s 短 路 沖 擊 電Qk1212流： ish2.55I2.554.1661 10.6236kA（ 3）求 k3點(diǎn)的 I k 。圖中， X*1XX*2X*0.665L 0* G1X*T 11.984 2.62522.30452X *3X *L1/( X *L2X *L3)X*L4/ X*L4X*T 40.4230.2728.49.095X*X*X*X *1X *30.6659.0950.665 9.095413X *22.304512.3845X *5X *2X *3X*2X*32.30459.0952.30459.09542.9174X *10.

12、665系統(tǒng)分支計(jì)算電抗：X * sjX *412.3845系統(tǒng)供給短路電流標(biāo)么值：Is*' 'Is* tk /2Is* tk110.0807X * sj12.3845系統(tǒng)供給短路電流有名值：I sI s*' 'I NS0.0807 54.99 4.4373kAIStk /2IStk電廠分支計(jì)算電抗標(biāo)么值：X * GjX*5PNG/cos42.9174100 / 0.85.3647Sd1000電廠供給短路電流標(biāo)么值：由X * Gj5.36473可得：第5頁共9頁IG*''IG * tk / 2 I G* tk110.1864X * Gj5.3647

13、有名值： I GI Gtk / 2IGtk0.18646.8731.2812kA總的短路電流：II tk / 2I tk 1.2812 4.4373 5.7185kA短路沖擊電流：ish2.55I2.555.718514.5822kA（ 4）求 k 4點(diǎn)的 I k 。圖中， X*1XX*2X*0.665L 0* G1X *T 1 1.984 2.62522.30452X *3X*L1/( X*L2X *L3)X *L4/ X *L4X *T3/ X *T40.4230.2724.2 4.895X *4X *1X *3X*X*0.6654.8950.665 4.8956.972513X *22.

14、3045X *5X *2X *3X*X*2.30454.8952.30454.89524.162723X *10.665系統(tǒng)分支計(jì)算電抗：X * sjX *46.9725系統(tǒng)供給短路電流標(biāo)么值：I*' 'I*I*110.1434ss tk / 2s tkX * sj6.9725系統(tǒng)供給短路電流有名值：I sI s*' 'I NS0.1434 54.99 7.8856kAIStk/ 2IStk電廠分支計(jì)算電抗標(biāo)么值：X * GjX *5PNG/cos24.1627100 / 0.83.0203Sd1000電廠供給短路電流標(biāo)么值：由X * Gj3.02033 可得：

15、IG*''IG * tk / 2I G* tk110.3311X * Gj3.0203有名值： I GI Gtk / 2IGtk0.33116.873 2.2756kA總的短路電流：II tk/ 2I tk7.8856 2.2756 10.1612kA短路沖擊電流：ish2.55I2.5510.161225.9111kA第6頁共9頁3、短路電流計(jì)算結(jié)果表（詳見設(shè)計(jì)說明書）四、斷路器的選擇1、各回路的最大持續(xù)工作電流Im ax 的計(jì)算（ 1） 110kV 進(jìn)線上的 QF、 QS 應(yīng)考慮當(dāng) L2斷開時(shí)L1 線路運(yùn)行時(shí)通過的最大功率SA SBSC281814Im ax1030.90.

16、90.9103349.91A3UN3 110（ 2）變電所 C高壓側(cè)，即主變110kV 側(cè)，考慮變壓器過負(fù)荷1.3 倍Im ax1.3S1031.316103109.17 ANT 33U N3110（ 3）變電所 C主變低壓側(cè)10kV ，考慮變壓器過負(fù)荷1.3 倍Im ax1.3SNT 31031.3161031200.89 A3U N310（ 4） 10kV 主母線、分段，按1.05 倍變壓器額定電流考慮Im ax1.05SNT 310 31.0516 103969.95A3U N3 10（ 5） 10kV 出線電器（計(jì)算雙回路供電的重要用戶，每回按2MW 考慮）考慮2 倍一回線的正常最大負(fù)

17、荷電流Im ax2P220003U N cos310256.6A0.92、修正系數(shù) k 的計(jì)算對(duì)于電器：40 60時(shí)， k=1 ( 40)× 0.0180 40時(shí)， k=1+(40 )× 0.005 0時(shí)， k=1.2所以屋外： k1=1 (4040)× 0.018=1屋內(nèi)： k2=1+(40 37)× 0.005=1.0153、 110kV 進(jìn)線上的斷路器選擇（屋外，k=1）額定電壓的選擇UN UNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV額定電流的選擇 I N I max=349.91A ，所以 I N =2000A>349.91A

18、額定開斷電流的選擇 I Nbr I =3.44kA ，所以 I Nbr=31.5kA>3.44kA 額定關(guān)合電流的選擇 I Ncl i sh =8.78kA ，所以 I Ncl =80kA>8.78kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：i esi sh =8.78kA ，所以 i es =80kA>8.78kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It 2· t Qk =36.83kA2 s，所以 It 2·t=2977 kA2 s>36.83 kA 2 s綜上所述：選擇SFM 110/20004、變電所C 主變高壓側(cè)的斷路器選擇（屋外，k=1 ）額定電壓的選擇 UN UNs=110kV，所以 U

19、N =110kV 110kV 額定電流的選擇 I N I max=109.17A ，所以 I N =2000A>109.17A 額定開斷電流的選擇 I Nbr I =4.1661kA ，所以 I Nbr=31.5kA>4.1661kA第7頁共9頁額定關(guān)合電流的選擇I Ncl i sh =10.62kA ，所以 I Ncl =80kA>10.62kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： i esi sh =10.62kA ，所以 i es=80kA>10.62kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2· t Qk =45.1175kA2s，所以 It 2· t=2977kA2 s >45

20、.1175 kA2 s綜上所述：選擇 SFM 110/20005、變電所 C 主變低壓側(cè)的斷路器選擇（屋內(nèi)，k=1.015 ）額定電壓的選擇NNsN 10kVU U =10kV，所以U =10kV額定電流的選擇I N I max/k= 1200.89/1.015=1183.14A，所以 I N =1250A>1183.14A額定開斷電流的選擇I Nbr I=5.72kA ，所以 I Nbr=31.5kA>5.72kA額定關(guān)合電流的選擇I Ncl i sh =14.58kA ，所以 I Ncl =80kA>14.58kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： i esi sh =14.58kA ，所以

21、i es=80kA>14.58kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2· t Qk =110kA2s ，所以 It 2· t=2977 kA2s >110 kA 2 s綜上所述：選擇 ZN12 10/12506、 10kV 主母線、分段的斷路器選擇（屋內(nèi)，k=1.015）額定電壓的選擇NNsN 10kVU U =10kV，所以U =10kV額定電流的選擇Nmax，所以IN=1250A>955.62AI I/k= 969.95/1.015=955.62A額定開斷電流的選擇I Nbr I=5.72kA ，所以 I Nbr=31.5kA>5.72kA額定關(guān)合電流的選擇I

22、Ncl i sh =14.58kA ，所以 I Ncl =80kA>14.58kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： iesish=14.58kA ，所以 ies=80kA>14.58kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2· t Qk =88kA2s ，所以 It2· t=2977 kA2s >88 kA2s綜上所述：選擇 ZN12 10/12507、 10kV 出線的斷路器選擇（屋內(nèi)，k=1.015 ）額定電壓的選擇NNsN 10kVU U =10kV，所以U =10kV額定電流的選擇NmaxI I/k= 256.6/1.015=252.8A額定開斷電流的選擇I Nbr I=5.72kA

23、，所以 I Nbr=31.5kA>5.72kA額定關(guān)合電流的選擇I Ncl i sh =14.58kA ，所以 I Ncl =80kA>14.58kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： iesish=14.58kA ，所以 ies=80kA>14.58kA2k2222熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ItkAs ，所以 It· t=2977 kAs >88 kAs· t Q =88綜上所述：選擇ZN12 10/1250五、隔離開關(guān)的選擇1、 110kV 進(jìn)線上的隔離開關(guān)選擇（屋外，k=1）額定電壓的選擇UN UNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV額定電流的選擇NmaxIN=

24、630A>349.91AI I=349.91A ，所以動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： iesi sh =8.78kA ，所以 i es =50kA>8.78kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2· t Qk =36.83 kA2 s，所以 It 2·t=1600 kA2 s>36.83 kA 2 s綜上所述：選擇 GW5 110/6302、變電所 C 主變高壓側(cè)的隔離開關(guān)選擇（屋外，k=1 ）額定電壓的選擇UN UNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV額定電流的選擇I N I max=109.17A ，所以 I N =630A>109.17A動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： i esi sh =10.62kA ，所以 i es=50kA>10.62kA熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2· t Qk =45.1175