KV變電站負(fù)荷及短路電流計算及電氣設(shè)備的選擇及校驗

1、1、短路計算的目的、規(guī)定與步驟在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)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(shè)備時，為了保證設(shè)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(guān)設(shè)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(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相

2、間和相相對地的安全距離。(1)計算的基本情況 1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運行。 2）所有同步電機都具有自動調(diào)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(yīng)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(yīng)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)畫等值網(wǎng)絡(luò)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

3、。 2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)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(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺電抗。 4）繪制等值網(wǎng)絡(luò)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(luò)：為計算不同短路點的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的總電抗的標(biāo)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(biāo)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(zhǔn)值的選?。?1)主變壓器參數(shù)計算由表查明可知：186.5 0.5*（18+-6.5）=110.5*（18）=0.5*（18）=

4、7電抗標(biāo)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(shè)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(cè)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(shè)備參數(shù)和短路點選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下：圖3 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖2.3、各短路點短路電流計算(1) 短路點d-1的短路計算(110KV母線)網(wǎng)絡(luò)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(luò)如圖所示：圖5 d-2點短路等

5、值圖(3) 短路點d-3的短路電流計算(10KV母線)網(wǎng)絡(luò)簡化如圖所示：圖6d-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(luò)簡化如圖所示：圖7 d-4點短路等值圖計算結(jié)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(biāo)幺值短路電流周期分量有效值的標(biāo)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-11152110kv0.10944.588811.701446.92919d-23760435kv0.1794d-398510kv0.22944.3591d-40.4144.33750.38kv8.22940.121517.

6、539212.15第二章 設(shè)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(cè)斷路器的選擇及校驗110KV母線側(cè)斷路器中包括110KV主變側(cè)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) 電流：查表26可得知110KV母線側(cè)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(cè)斷路器的選擇及校驗110KV進線側(cè)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(cè)回路持續(xù)工作電流，

7、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(cè)斷路器型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。1.3、110KV出線側(cè)斷路器的選擇及校驗110KV出線側(cè)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) 電流：查表可知110KV出線側(cè)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(cè)斷路器型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。1.4、35KV母線側(cè)斷路器的選擇及校驗35KV母線側(cè)斷路器包括35KV主變側(cè)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(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的斷路器，

8、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(cè)斷路器的選擇及校驗35KV出線側(cè)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)電壓：，所以。2)電流：查表26可得知35KV出線側(cè)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(cè)斷路器型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。1.6、10KV母線側(cè)斷路器的選擇及校驗10KV母線側(cè)斷路器包括10KV主變側(cè)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(cè)回路持續(xù)工作電流，

9、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(cè)斷路器的選擇及校驗10KV出線側(cè)斷路器是指本變經(jīng)10KV母線到醫(yī)院、化工廠等各負(fù)荷出線回路的斷路器。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知10KV出線側(cè)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(guān)的選擇和校驗2.1、110KV母線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗110KV母線側(cè)隔離開關(guān)中包括110KV主變側(cè)隔離開關(guān)，1

10、10KV母聯(lián)隔離開關(guān)和110KV雙母分段隔離開關(guān)。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知110KV母線側(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關(guān)，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(guān)符合要求。2.2、110KV進線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗110KV進線側(cè)隔離開關(guān)是指本變到系統(tǒng)兩回路的隔離開關(guān)。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知110KV進線側(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關(guān)，參數(shù)見表。校驗：此隔離開關(guān)型號與110KV母線側(cè)隔離開關(guān)型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。2.3、110KV出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗110KV出線側(cè)隔

11、離開關(guān)是指本變到清溪、玉塘、灘巖出線回路的隔離開關(guān)。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知110KV出線側(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關(guān)，參數(shù)見表。校驗：此隔離開關(guān)型號與110KV母線側(cè)隔離開關(guān)型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。2.4、35KV母線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗35KV母線側(cè)隔離開關(guān)包括35KV主變側(cè)隔離開關(guān)和35KV單母分段隔離開關(guān)。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知35KV母線側(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關(guān)，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(guān)符合要求。2.5、35KV出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗

12、35KV出線側(cè)隔離開關(guān)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(guān)。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知35KV出線側(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關(guān)，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(guān)符合要求。2.6、10KV母線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗10KV母線側(cè)隔離開關(guān)包括10KV主變側(cè)隔離開關(guān)和10KV單母分段隔離開關(guān)。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知10KV母線側(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關(guān)，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(guān)符合要求。2.7、1

13、0KV出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗10KV出線側(cè)隔離開關(guān)是指本變經(jīng)10KV母線到醫(yī)院、化工廠等各負(fù)荷出線回路的隔離開關(guān)。 1)電壓：，所以。 2)電流：查表26可得知10KV母線側(cè)回路持續(xù)工作電流，因此選擇型號為的隔離開關(guān)，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(guān)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：I=0.3705KA370.5A，I1n=2×600=1200A，所以Ig.max < I1n動穩(wěn)

14、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=192.05 (I1nKt)2=(2×0.6)×752=8100所以Qk<(I1nKt)2 （2）110kV出線側(cè)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：I < I1n此互感器型號與110KV進線側(cè)互感器型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。（3) 110kV母

15、線側(cè)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：I < I1n此互感器型號與110KV進線側(cè)互感器型號一樣，故這里不做重復(fù)檢驗。（4) 35kV出線側(cè)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：I=0.3105 KA310.5A，而I1n=400A，所以I < I1n動穩(wěn)定：因為I1nKes=×400××75=106066A=106.066kA，ish=kA,所以ish<I1nKes熱

16、穩(wěn)定：Qk(ImKt)2由斷路器校驗時已算出Qk=(I1nKt)2×75)2=900所以Qk<(I1nKt)2 （5）35kV變壓器側(cè)及母線側(cè)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：I=0.693 KA693A，而I1n=800A，所以I < I1n動穩(wěn)定：因為I1nKes=×800××56=158392A=158.392kA，ish=kA,所以ish<I1nKes熱穩(wěn)定：Qk(ImKt)2由斷路器校驗時已算出Qk=(I1nKt)2×56)2

17、所以Qk<(I1nKt)2（6）10kV出線側(cè)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：I=0.34KA340A，而I1n=400A，所以I < I1n動穩(wěn)定：I1nKes=×400×135=763675A=76.3675kA,ish=kA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)2×75)2=900Qk>(ImKt)2 ，不滿足熱穩(wěn)定要求，另選擇LA-10/800/5動穩(wěn)定：I1nKes=

18、×800×>ish=42.7kA，滿足要求；熱穩(wěn)定：(ImKt)2×75)2=3600>Qk，滿足熱穩(wěn)定要求。（7）變壓器10kV側(cè)及母線側(cè)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：I=2.423KA2423A，而I1n=3000A，所以I < I1n動穩(wěn)定：I1nKes =×3000×90=381.838kAish所以ies<I1nKes熱穩(wěn)定：Qk(ImKt)2由斷路器校驗時已算出Qk=(I1nKt)2=(3×5

19、0)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U1n>U1nU1=110kVUn=110kV 2）二次電壓U2n：U2n=100 3）準(zhǔn)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U1n>U1nU1=35kVUn=110kV2）二次電壓U2n：U2n=1003）準(zhǔn)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>U1nU1=10kVUn=10kV 2）二次電壓U2n：U2n=100 3）準(zhǔn)確等級：1級 選擇JDZ10型5

20、、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SMVASD2000MVA 開斷電流INbr=85kA>Ish=kA 滿足要求；（2)10KV選熔斷器RN2-10型校驗 :10KV母線短路容量SMVASD1000MVA 開斷電流INbr=50kA>Ish=kA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(dǎo)線。按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面：查表5得，I=0.2204kA=220.4A。取Tmax=5000h/a則母線經(jīng)濟截面為Sj= I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×所以I< 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(dǎo)體溫度：查表得，C=99,由校驗斷路器可知，短路電流熱效應(yīng)則母線最小截面為：滿足熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定校驗：軟導(dǎo)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，I=0.693 KA=693A選用(