110KV變電站設(shè)計(jì)負(fù)荷及短路電流計(jì)算部分

1、第二章負(fù)荷及短路電流計(jì)算一、負(fù)荷計(jì)算同時(shí)系數(shù)，出線回路較少的時(shí)候，可取，出線回路數(shù)較多時(shí)，取；針對(duì)課題實(shí)際情況可知同時(shí)系數(shù)取。在不計(jì)同時(shí)系數(shù)時(shí)計(jì)算得：1、主變負(fù)荷計(jì)算由所給原始資料可知：110KV側(cè)負(fù)荷量為：P0(70002630023000200040002)0.935640KWQ0(70000.4358263000.4749230000.435820000.435840000.47492)0.916256<varS0P20Q2039172KVA35KV側(cè)負(fù)荷量為：P1(80002500029009907002)0.926361KWQ1(80000.4358250000.4559290

2、00.47499900.43587000.43582)0.91170(KvarS1P21Q2128840KVA變電站站用負(fù)荷量：S20.5%(S0S1)0.5%(3917228840)340.06KVAP2S2cos340.060.88299.2528KwQ2S2Sin340.060.47159.8282Kvar因?yàn)樽冸娬菊居秘?fù)荷是從35KV側(cè)通過站用降壓變壓器得到，35KV出線考慮5%的損耗；考慮站用電的損耗和站用變壓器的效率，取損耗為5%;因?yàn)檫x用一臺(tái)220KV至ij35KV的三繞組主變，故主變35KV側(cè)的容量為：在計(jì)及同時(shí)系數(shù)時(shí):邑繞主35kv(SS2)1.050.927275KVA如果

3、再考慮該變電站510年的10%發(fā)展，則：S三繞主35kv(S1S2)1.050.91.130332KVA考慮110KV出線5%的損耗，主變220KV到110KV側(cè)容量為：S"主11。八Sn1.050.937017KVA三繞110kv0如果再考慮該變電站5-10年的10%發(fā)展則:Sf主11。八Sn1.050.91.140719KVA三繞110kv0因?yàn)樽冸娬咀畲筘?fù)荷為:S(4071930332340.06)0.964251KVAmax則主變壓器容量為：S主0.9(70%80%)Smax4047846260KVA所以主變?nèi)@變選擇OSFPS3-63000/22M:642516300025

4、0.99%15%這樣選擇變壓器三繞變滿足每個(gè)繞組的通過容量可超過額定容量的15%，一臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變?nèi)萘靠蓾M足所有負(fù)荷70%-80%的需要，且三繞組變壓器的中低壓側(cè)容量分別為63000/31500KVA的額定容量也可以滿足110KV與35KV兩個(gè)電壓等級(jí)之間有功與無功的相互交換要求，故變壓器的選擇滿足要求。站用變負(fù)荷計(jì)算由：S20.5%(S0S1)0.5%(3917228840)340.06KVAP2S2Cos340.060.88299.2528KwQ2S2Sin340.060.47159.8282Kvar知：由于選用兩臺(tái)站用變壓器，并且需要留有10%的裕度以及考慮其5%的站用電損

5、耗，同時(shí)系數(shù)取，所以：國(guó)用變0.5S1.05 1.1 0.9 176.75KVA考慮該變電站5-10年站用負(fù)荷10%的發(fā)展有：S?用變0.5S21.051.11.10.9194.42KVAS340.060.9306.05KVAmax站用變壓器的容量必須保證站用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率，每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器因?yàn)楣收媳粩嚅_后，其站用負(fù)荷由完好的站用變壓器承擔(dān)。故站用變壓器選用兩臺(tái)SC(B)10-160/20(10)型變壓器能夠滿足設(shè)計(jì)要求。二、短路電流計(jì)算1、短路計(jì)算的目的、規(guī)定與步驟短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要

6、環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：在選擇電氣主接線時(shí)，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(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按照短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。短路計(jì)算的一般規(guī)定計(jì)算的基本情況1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載

7、下運(yùn)行；2)所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置(包括強(qiáng)行勵(lì)磁)；3）短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間；4）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等；5）應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有原件，但是不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。計(jì)算步驟選擇計(jì)算短路點(diǎn)畫等值網(wǎng)絡(luò)圖首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻選取基準(zhǔn)容量SB和基準(zhǔn)電壓UB（一般取各級(jí)的平均電壓）將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺電

8、抗繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路值，需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗（即轉(zhuǎn)移電抗Xad）求計(jì)算電抗Xjsjs由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運(yùn)算曲線僅做到Xjs=）計(jì)算無限大容量（或XjsW）的電源供給的短路電流周期分量計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量2、變壓器的參數(shù)計(jì)算及短路點(diǎn)的確定變壓器參數(shù)的計(jì)算基準(zhǔn)值的選擇：SB100MVA,UB220KV主變壓器三繞變參數(shù)的計(jì)算由主變參數(shù)可知：U1 2% 9.1;U13% 33.5;U23% 22 ,則c, 1c,c,C,U1% (U

9、12% U13% u23%)21-(9.1 33.5 22) 10.32U2%11，(U12% U23% U1 3%) -(9.1 22 33.5)221.2c, 1c,c,c,U3% (U13% U23% u12%) 21-(33.5 22 9.1)23.2* U1% Sb10.3 100X1 0. 163100 SN1100 63*X2U2% Sb100 Sn21.2 100100630.019U3%SbX3 _ 100 SN 346.4 100100630.368站用變壓器參數(shù)的計(jì)算查站用變壓器參數(shù)知uk % 6ta站用變壓器繞組電抗標(biāo)幺值為*XtUk% (U)2100 UbSbU1 2

10、SB (UT)2Snu 3為(第)2WO 產(chǎn))2 17.641002200.3438.5系統(tǒng)等值電抗的計(jì)算:S1100Xli0.4L1B0.4800.0221U232202短路點(diǎn)的確定此變電站設(shè)計(jì)中，電壓等級(jí)有四個(gè)，在選擇的短路點(diǎn)中，由于線路首端短路時(shí)其短路最為嚴(yán)重，因此短路計(jì)算電壓按照線路首端電壓考慮，即短路計(jì)算電壓取比線路額定電壓高5%。依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點(diǎn)選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下:圖系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖各短路點(diǎn)的短路計(jì)算短路點(diǎn)d-1短路計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)圖如右：SB100d-1 3U d i 3 1.05 220Xli0.022j45.45三相短路電流I，1I:1*1dl0.2

11、545.4511.36KA三相短路容量S1.3Ucld3)131.0522011.364545.17MVA短路沖擊電流ish2.55ld3)12.5511.3628.968KA1sh1.51ld3)11.5111.3617.15KA短路點(diǎn)d-2短路計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：Id-2SB100Xd2*(3)Id2*3Ud23j0.022Xd2*三相短路電流三相短路容量短路沖擊電流0.094短路點(diǎn)d-3短路計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：0.50KA1.05110(0.1630.019)j0.09410.64I2ishIshId3)2*Id、3UcI,0.5010.645.32KA1.051105.321064MV

12、A2.55Id3)21.51Id(3)22.555.3213.56KA1.515.328.03KAId-3SB3Ud310031.05351.57KA1Xd3*j0.022(0.1630.368)j0.28752.(3)1Id3*丫Xd3*13.480.2875三相短路電流(3)Id3Id3)3*Id31.573.485.46KA三相短路容量q(3)Sd3a/；231.05355.46短路沖擊電流ish2.55Id3)32.555.4613.92KAIsh1.51Id(3)31.515.468.24KA347.5MVA短路點(diǎn)d-4短路計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：高壓進(jìn)線Id-4SB100144.34KA0.4Xd4*1j0.0222(0.1630.368)117.64j9.112Ifl1Xd4*19.110.109三相短路電流(3)(3)d4Id4*Id40.109144.3415.73KA三相短路容量q(3)Sd4-.3UcId3430.415.7310.89MVA短路沖擊電流ish2.55Id3)42.5515.7340.11KAIsh1.51Id(3)31.5115.