35kv變電站電氣部分設(shè)計[共68頁]

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）2013 屆電氣工程及自動化專業(yè)班級題 目 35kv 變電站電氣部分設(shè)計姓 名 學(xué)號指導(dǎo)教師 職稱二一三 年 五月 十二日1內(nèi) 容 摘 要變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分, 它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行,是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié), 起著變換和分配電能的作用。 電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié), 電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、 繼電保護和自動裝置的確定, 是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。變電站是把一些設(shè)備組裝起來,用來切斷、接通、改變或者調(diào)整電壓的。在系統(tǒng)中,變電站成了輸電和配電的集節(jié)點。本次設(shè)計首先

2、根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù), 分析負(fù)荷發(fā)展趨勢。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性, 然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮,并通過對負(fù)荷資料的分析,安全,經(jīng)濟及可靠性方面考慮,確定了 35kV,10kV以及站用電的主接線,然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù), 容量及型號, 同時也確定了站用變壓器的容量及型號, 并進行了短路電流計算等內(nèi)容,從而完成了 35kV電氣一次部分的設(shè)計。關(guān)鍵詞主變壓器；電氣主接線；短路電流；電氣設(shè)備2AbstractA substation is the electrical power system important constit

3、uent, itaffects the entire electrical power system directly the security and theeconomical movement, is relates the power plant and users middle link,is playing the transformation and the assignment electrical energyrole.The electrical host wiring is the power plant transformer substationkey link, t

4、he electrical host wiring draws up is relating the entire factorydirectly the electrical equipment choice, the power distribution equipmentarrangement, the relay protection and the automatic device determination,is the transformer substation electricity part investment size determiningfactor.The tra

5、nsformer substation is assembles some equipment, uses forto shut off, the connection, the change or the regulation voltage.In thesystem, the transformer substation has becomethe electric transmissionand the power distribution collection node.This design first acts according to in the project descrip

6、tion to givethe system logical circuit and all load parameter, the analysis load trendof development.Had expounded from the load growth aspect the stationconstruction necessity, then through to plans to construct the transformersubstation the summary as well as the going beyond a line directionconsi

7、dered, and through to shoulders the material the analysis, safe, theeconomy and the reliable aspect considered, had determined 35kV,10kVas well as the station use electricity the main wiring, then calculatedthrough the load and supplies power the scope to determine the maintransformer Taiwan number,

8、 the capacity and the model, simultaneouslyalso had determined stood with contents and so on transformer capacityand model, thus has completed 35kV electricity partial designs.KeywordsMain transformer,Single bus bar segment wiring,Short out in the-electric current ,Electric equipment3目 錄第 1 章 概 述. .

9、 6第 2 章 設(shè)計任務(wù)及要求 . 82.1 設(shè)計任務(wù) . 82.2 設(shè)計要求 . 82.2.1 技術(shù)要求 . . 82.2.2 設(shè)計內(nèi)容 . . 8第 3 章 變電站的總體設(shè)計分析 . 103.1 變電站的主要設(shè)備組成 . 103.2 負(fù)荷分析 . 103.3 變電站主接線方案的確定 . 113.4 主變壓器選擇 . 123.4.1 主變臺數(shù)的考慮原則 . 123.4.2 變壓器容量的確定 . 123.4.3 調(diào)壓方式的確定 . 133.4.4 容量比 . 133.4.5 主變壓器的參數(shù)計算 . 13第 4 章 短路電流計算 . 154.1 短路電流的目的及其假定 . 154.1.1 短路電

10、流計算的目的 . . 154.1.2 基本假定 . . 154.2 基準(zhǔn)值計算 . 154.2.1 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 . . 164.2.2 計算三相短路電流和短路容量 . . 17第 5 章 電氣設(shè)備的選擇 . 205.1 電氣設(shè)備選擇的基本原則 . 205.2 斷路器 . 205.2.1 35KV 側(cè)斷路器的選擇 . 205.2.2 選擇校驗 . 205.2.3 10KV 側(cè)出線斷路器及分段斷路器的選擇 . 215.2.4 選擇校驗 . 215.3 隔離開關(guān) . 225.3.1 35KV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇 . 225.3.2 10KV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇 . 235.4 電

11、流互感器的選擇 . 245.4.1 電流互感器的初選 . 245.4.2 電流互感器的校驗 . 255.4.3 電壓互感器的選擇 . . 265.5 母線的選擇 . 275.5.1 35KV 母線的選擇 . 2745.5.2 10KV 母線的選擇 . 295.6 避雷器的選擇 . 305.6.1 避雷器參數(shù) . 305.6.2 參數(shù)校驗 . 315.6.3 避雷針的高度 . . 315.7 熔斷器的選擇 . 335.7.1 型號選擇 . 335.7.2 熔斷器的選擇校驗 . 335.7.3 10KV 熔斷器型號選擇 . 34第 6 章 變電站主變壓器的繼電器保護設(shè)計 . 356.1 變壓器保護

12、裝置的一般原則 . 356.2 縱聯(lián)差動保護整定 . 366.2.1 縱差動保護的整定計算 . 376.2.2 確定差動繼電器的動作工作電流和基本側(cè)差動線圈匝數(shù) . . 386.3 變壓器過負(fù)荷保護整定 . 406.4 變壓器零序過電流過電壓保護整定 . 40致 謝. . 41參考資料 . . 42附錄 . . 435第 1 章 概 述科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展, 使得電力工業(yè)以現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先行官的形式也得到了很大的發(fā)展。廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)的電能具有便于輸送、分配、使用、控制等優(yōu)點。由于大電網(wǎng)的出現(xiàn), 世界各國電力工業(yè)發(fā)展和運行的經(jīng)驗告訴我們：電力系統(tǒng)愈大, 調(diào)度運行就愈能合理和優(yōu)化, 經(jīng)濟效

13、益就愈好, 應(yīng)變事故的能力就愈強。這可以說是現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。 而變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分, 它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行, 是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié),起著變換和分配電能的作用。 電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié),電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、 配電裝置的布置、 繼電保護和自動裝置的確定, 是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。 變電站是把一些設(shè)備組裝起來,用來切斷、接通、改變或者調(diào)整電壓的。在系統(tǒng)中,變電站成了輸電和配電的集節(jié)點。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展, 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜, 各級調(diào)度中心需要獲得更多的信息,以準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)和變電站的運行狀況。同時,

14、提高電力系統(tǒng)的可控性,要求更多地采用遠(yuǎn)方集中監(jiān)視和控制, 并逐步采用無人值班管理模式。 顯然, 傳統(tǒng)變電站已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。 變電站綜合自動化是一門多專業(yè)的綜合技術(shù),它以微型計算機為基礎(chǔ),實現(xiàn)了對變電站傳統(tǒng)的繼電保護、控制方式、 測量手段、 通信和管理模式的全面技術(shù)改造, 實現(xiàn)了電網(wǎng)運行管理的一次變革。 變電站匯集了電源、 升降電壓和分配電力場所, 是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。 變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。 升壓變電站通常是發(fā)電廠升壓站部分, 緊靠發(fā)電廠。 將壓變電站通常遠(yuǎn)離發(fā)電廠而靠近負(fù)荷中心。 這里所設(shè)計得就是總降壓變電站。 它通常有高壓配電室、 變壓器

15、室、 低壓配電室等組成。供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù),切實保證工廠生產(chǎn)和生活的用電需求,并做好節(jié)能工作,就需達(dá)到下列的基本要求：（1）安全 在電能的提供、分配和使用中,不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。（3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等電能質(zhì)量的要求。（4）經(jīng)濟 供電的投資要省, 運行費用要低, 并盡可能地節(jié)約電能和減少對有色金屬的消耗。6在設(shè)計過程中,所針對的首要問題是要通過對該廠的用電負(fù)荷的實際情況進行負(fù)荷計算分析來確定總設(shè)計的方案, 通過參閱有關(guān)資料找一個貼切的解決方案來進行負(fù)荷計算分析。 再次遇到的主要問題就是短路電流的計算,

16、因為它是電力技術(shù)方面的基本問題之一, 在發(fā)電廠、 變電所及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計、 運行中均以短路計算結(jié)果的結(jié)果為依據(jù)。 除此之外, 它還是選擇電氣設(shè)備、 電力繼電保護設(shè)計、選擇電力系統(tǒng)接線圖和確定限制短路電流措施的依據(jù)。 為更好的設(shè)計能少出錯誤,在遇到那些不解之處時 , 我就請教我的指導(dǎo)老師和學(xué)友們,然后參照校圖書館里的相關(guān)文獻(xiàn)進行反復(fù)計算與思考, 并參閱工程實際的設(shè)計計算過程, 通過比較與簡化省略掉對本設(shè)計無關(guān)緊要的部分計算,之后再進行整理。本次設(shè)計主要包括變電站總體分析、電力系統(tǒng)分析、主接線選擇、主變選擇、無功補償設(shè)備選擇、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選擇、防雷設(shè)計、配電裝置和平面設(shè)置等。 在

17、主接線設(shè)計中, 在 35kV側(cè)我們把兩種接線方式在經(jīng)濟性、 靈活性、可靠性三個方面進行比較,最后選擇 35kV 采用單母線分段接線方式。在 10kV側(cè)采用單母分段接線方式。變電站內(nèi)的高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等都裝設(shè)有各種保護裝置,這些保護裝置是根據(jù)下級負(fù)荷地短路、 最大負(fù)荷等情況來整定配置的, 因此,在發(fā)生類似故障是可根據(jù)具體情況由系統(tǒng)自動做出判斷應(yīng)跳閘保護, 并且,現(xiàn)在的跳閘保護整定時間已經(jīng)很短, 在故障解除后, 系統(tǒng)內(nèi)的自動重合閘裝置會迅速和閘恢復(fù)供電。 這對于保護下級各負(fù)荷是十分有利的。 這樣不僅保護了各負(fù)荷設(shè)備的安全利于延長是使用壽命, 降低設(shè)備投資, 而且提高了供電的可靠性,

18、 這對于提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是十分有效的。7第 2 章 設(shè)計任務(wù)及要求2.1 設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計任務(wù)內(nèi)容是本次設(shè)計的主要任務(wù)是電氣部分的設(shè)計和計算。 此過程中,首先要對電力系統(tǒng)和變電站基本概況做總體分析, 再進行負(fù)荷計算。 依據(jù)負(fù)荷出線的多少及用戶的負(fù)荷級別, 初步設(shè)計電氣主接線的形式, 經(jīng)過對比后擇取最佳的主接線方案。 依據(jù)負(fù)荷分析的數(shù)據(jù), 選擇合適主變壓器容量及主變壓器型式。為使得變電站安全可靠運行, 就必需進行防雷設(shè)計, 以保證變電站的運行不受雷電的襲擊。此次設(shè)計的變電站為終端變電站 . 該變壓器采用雙繞組連接方式。2.2 設(shè)計要求2 回 35kv 架空進線,線路長度 5Km。35kv 側(cè)功

19、率因數(shù) cos 0 .85 , 年最大負(fù)荷利用小時數(shù) T=3500h,年最大負(fù)荷數(shù) P 45MVAmax , 其中重要負(fù)荷占 60%,最大一回負(fù)荷為 6MVA,采用中性點不接地的運行方式。主要向附近的大型企業(yè)供電（一類負(fù)荷）8回 10kv 架空線路側(cè)功率因數(shù) cos 0.8,T=3000h 主要供鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和農(nóng)業(yè)用電（二類負(fù)荷） 。8 回 10KV出線,主要給部分工廠和民用（主要為二、三類負(fù)荷）,最大負(fù)荷為 16MVA.電壓等級： 35KV/10KV；出線路回數(shù)： 35KV出線共 2 回；10KV出線共 8 回,四回備用；該變電所主要以 35KV和10KV電壓對公司內(nèi)各分廠供電, 用電負(fù)荷比較集

20、中,公司所處位置比較集中, 同時該變電所還聯(lián)結(jié)著電力系統(tǒng)各個部分, 將系統(tǒng)電壓降低后分配給各地區(qū)用戶,因此該變電所為降壓變電所。2.2.1 技術(shù)要求o自然條件地勢平坦,海拔 600 米,交通方便；常年最高氣溫 C 38 ,最低 o ,年平均溫度 +l5 oC ；最大風(fēng)速 25m / s ；地震強度低于 6 級；土壤氣溫-25 C電阻率：小于 400 m ；周圍環(huán)境好,不受污染影響2.2.2 設(shè)計內(nèi)容（1）變電站電氣部分總體分析；（2）電氣主接線設(shè)計 ；（3）短路電流計算；8（4）電氣設(shè)備選擇；（5）主變壓器保護整定計算；（6）10KV線路保護整定計算 .9第 3 章 變電站的總體設(shè)計分析3.1

21、 變電站的主要設(shè)備組成變壓器 ：變壓器是變換電壓的主要設(shè)備, 一般在變電站用于降低電壓。 變壓器由單相變壓器和三相變壓器。 一般使用經(jīng)濟上有利的三相變壓器, 單相變壓器僅在高電壓、大容量的 500kV變電站等由于受到搬運上的限制而被采用。輸電線和開關(guān)設(shè)備 ：在變電站內(nèi)匯集著許多集中和分配電力的輸配電線, 與主變壓器一起接在母線上, 在每一條線路的引出口除裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。 斷路器通常用于電路的送出、 停止或切換, 當(dāng)輸、配電設(shè)備發(fā)生事故時則用來自動切斷。隔離開關(guān)用于輸、 配電線路,在檢修斷路器等電氣設(shè)備時斷開它們以隔離電源,有時用來切換母線環(huán)?？刂蒲b置與互感器 ：控制裝置是變電站的中樞神經(jīng)

22、、 值班員監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài),根據(jù)需要進行設(shè)備的操作以及聯(lián)合互感器進行電壓、電流和功率的測量。互感器的主要作用是將高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流進行測量或保護。避雷器 ：避雷器是把系統(tǒng)中如雷電和操作過電壓之類的異常電壓抑制在規(guī)定值以內(nèi),從而保護以變壓器為主的主要設(shè)備。調(diào)相設(shè)備 ： 調(diào)相設(shè)備,因為在重負(fù)荷是使電流超前,輕負(fù)荷時使電流滯后,所以用來進行電壓的調(diào)整。3.2 負(fù)荷分析一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身的傷亡, 能造成重大的經(jīng)濟損失的如重大的交通樞紐、 通訊樞紐, 經(jīng)常于國際活動的大量人員集中的大眾場所還使用設(shè)備損壞,產(chǎn)品報廢重要負(fù)荷中斷將發(fā)生爆炸,火災(zāi)和中毒等給人民的生活帶來影響。一級負(fù)

23、荷必須有兩個獨立電源供電, 且當(dāng)任何一個電源失去后, 能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。二級負(fù)荷：中斷供電將造成較大損失使連續(xù)的生產(chǎn)過程被打亂, 需要長時間才能夠恢復(fù)的稱之為二級負(fù)荷。 二級負(fù)荷一般要有兩個獨立電源供電, 且當(dāng)任何一個電源失去后,能保證全部或大部分二級負(fù)荷的供電。三級負(fù)荷：中斷供電后無重大的影響 , 三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。103.3 變電站主接線方案的確定35kv 的變電站只有兩臺變壓器和兩條線路因此應(yīng)該采用橋形連接。根據(jù)橋斷路器 QF3 的安裝位置,可分為內(nèi)橋接線和外橋接線,如上圖所示（ a）（b）,內(nèi)橋接線在線路故障或切除、投入時,不影響其余回路工作,并且操作簡單；而

24、在變壓器故障切除或投入時, 要使用相應(yīng)線路短時停電且操作復(fù)雜。 因而該線路一般適用于線路較長 （相對來說線路的故障幾率較大） 和變壓器不需要經(jīng)常切換（如火電廠） 的情況； 而外橋接線在運行中的特點相反, 適用于線路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。 當(dāng)系統(tǒng)中有穿越功率通過主接線為橋形連線的發(fā)電廠或變電站高壓側(cè), 或者橋形的 2 條線路接入環(huán)形電網(wǎng)時, 通常宜采用外橋連接。 如果采用內(nèi)橋接線, 穿越功率將通過 3 臺斷路器, 繼電保護配置復(fù)雜, 并且其中臺短路器斷開時都將是穿越功率無法通過, 或是使環(huán)形電網(wǎng)開環(huán)運行。 為減少開環(huán)及滿足一回進線或出線停運時,橋斷路器需退出運行,可加“跨條”聯(lián)絡(luò)兩臂。

25、橋形接線只用 3 臺斷路器, 比具有 4 條回路的單母線接線節(jié)省了一臺斷路器, 并且沒有母線,投資省,看可靠性不高,只適用于小容量發(fā)電廠或變電站,或作為最終將發(fā)展為單母線分段或雙母線的工程初期接線方式, 也可用于大型發(fā)電機組的啟動/ 備用變壓器的高壓側(cè)接線方式。而該設(shè)計系統(tǒng)以火電為主, 變壓器不需經(jīng)常切換, 再者從經(jīng)濟考慮橋形接線的造價都很低,并且容易發(fā)展或單母分段接線應(yīng)該采用橋內(nèi)接線的方式。10KV側(cè)主接線的接線方式有： 單母及分段單母線, 雙母線。 考慮到 10KV側(cè)有 10回出線且主要為二三類負(fù)荷,宜采用單母線分段接線方式。圖 3-1 橋形接線11（a）內(nèi)橋接線 （b）外橋接線3.4 主

26、變壓器選擇3.4.1. 主變臺數(shù)的考慮原則(1) 對大城市郊區(qū)的一次變,在中、低壓側(cè)組成環(huán)網(wǎng)情況下,裝兩臺主變?yōu)橐恕?2) 為滿足運行的靈敏性和可靠性,如有重要負(fù)荷的變電所,應(yīng)選擇兩臺繞組變壓器, 選用三繞組變壓器占的面積小, 運行及維護工作量少, 價格低于四臺雙繞組變壓器, 因此三繞組變壓器的選擇大大優(yōu)于四臺雙繞組變壓器； 對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電站,設(shè)計時應(yīng)考慮裝三臺的可能性。(3) 對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電站,其變壓基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1-2 級設(shè)計,以便負(fù)荷發(fā)展時更換變壓器的容量按上述分析我設(shè)計的主電站應(yīng)裝設(shè)兩臺同型號的三繞組變壓器。3.4.2 變壓器容量

27、的確定（1）主變?nèi)萘窟x擇一般應(yīng)按變電站建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇,并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期幾年發(fā)展,對城郊變電站,主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（2）根據(jù)變電站的負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變?nèi)萘?對有重要負(fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺主變壓器停運時, 其余主變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi),應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電站,當(dāng)一臺主變停運時,其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 60。（3）同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多 , 為了保證供電可靠性,變電所一般裝設(shè)兩臺主變, 有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性。 對于使用兩臺變壓器的變電所,其額定容量可按下式確定變壓器的額定容量：Sn( 0

28、.6 0.7) Smax(n 1)式中S - 變電所最大負(fù)荷maxn- 為變壓器臺數(shù) ; 本設(shè)計中取 0.6則其最大容量 S MVAMAX 45 6 51平均容量 SN 0.6 51 30.6 MVA ,取 31.5MVA12查電力工程電氣設(shè)計手冊（ 1）（見附錄 1）可知數(shù)據(jù)如下 :表 3-2額定容量 額定電壓 阻抗電壓 空載電流 負(fù)載損耗 空載損耗 備SNU UN% Is0%PsP0注31.5MVA 高壓 低壓 8 0.6 132kW 31.6kW38.5 113.4.3 調(diào)壓方式的確定調(diào)壓方式是指采用有載（帶負(fù)荷）調(diào)壓還是手動（不帶負(fù)荷）調(diào)壓方式。根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定, 在滿足電壓正常波動情

29、況下可以采用手動 （不帶負(fù)荷） 調(diào)壓方式,手動調(diào)壓方式的變壓器便宜維修方便。對于 35kV站的設(shè)計,可采用手動調(diào)壓方式。但是,近年隨著對變壓器質(zhì)量的要求的提高和有載調(diào)壓變壓器質(zhì)量的提高,作為城市變電站一般選擇有載調(diào)壓方法。3.4.4 容量比變壓器的繞組容量有 :100/100/100 、100/100/50 、100/50/50 等幾種。對于本次設(shè)計 35kV 變壓器總?cè)萘坎淮?其繞組容量對于造價影響不大,所以采用100/100/100 的容量比。3.4.5 主變壓器的參數(shù)計算（1）繞組的等值電抗計算,變壓器的等值電路如圖 3-2根據(jù)電力系統(tǒng)分析上冊 P28頁XTU % U U%s Ns100

30、 1003INUS 100NN2823531 .53.11（2）選取基準(zhǔn)值2 2U 35BS =100MVA,U B U N , X 12.25 ,繞組BB S100B的等值電抗標(biāo)幺值如下：XXXB3 .11/12.250.254（3）變壓器繞組的等效電阻13PUsRT S2NN23102132352315003100.163（4）繞組的電抗GTP 31.60 10 3 2. 580 10310 S2 2U 35N5S（5）繞組的等效電納變壓器空載電流I 包含有功分量和無功分量, 由于有功分量相對很小, 可以0近似認(rèn)為空載電流等于無功分量,即 I0 Ib ,于是就有I I U B0 b N T

31、I % 100 100 100 從而有0I IN 3INNBTI % S0 10N 2100 UN3S0.6100315003 2 10 S 1.543 10354S該變壓器的等值電路如圖所示圖 3-2 變壓器的等值電路14第 4 章 短路電流計算4.1 短路電流的目的及其假定4.1.1 短路電流計算的目的（1）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用限制短路電流的措施,均需進行必要的短路電流計算。（2）在選擇電氣設(shè)備時, 為了保證設(shè)備在正常運行和故障狀況下都能安全、可靠的工作；同時又力求節(jié)約資金,這就需要按短路情況進行全面校驗。（3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時,需按

32、短路條件校驗軟導(dǎo)線相間和相對地安全距離。（4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算,需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計,也需用短路電流。4.1.2 基本假定（1）正常工作時,三相系統(tǒng)對稱運行。（2）所有電源的電動勢相位角相同。（3）系統(tǒng)中電機均為理想電機。（4）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運行。（5）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。短路電流的計算有兩種方法：歐姆法和標(biāo)幺值法。本次設(shè)計采用歐姆法。4.2 基準(zhǔn)值計算高壓短路電流計算一般只計及各元件的電抗, 采用標(biāo)幺值計算, 取基準(zhǔn)容量 SB=100MVA,基準(zhǔn)電壓U 0 U , 基準(zhǔn)電流avISBB ,基準(zhǔn)電抗3Vav2U0X

33、 ,U OC 11KV0 S015圖 4-1 變電所的主接線圖4.2.1 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗（1）電力系統(tǒng)的電抗： 有附錄 8（工廠供電第 5 版374 頁）查得 SN10-10II型斷流容量 SOC 5000MV A, 因此2Uc1X1 Soc2115000.242（2）架空線路的電抗：有表 4-1 可知 X 0.40 / km ,因此0X2 X L 0. 40 502表 4-1 電力線路每相的單位長度電抗平均值線路結(jié)構(gòu) 線 路 電 壓35kv 及以上 610kv 220/380v架空線路 0.40 0.35 0.32電纜線路 0.12 0.08 0.066（3）繪k-1 點

34、短路的等效電路,如圖所示,圖上標(biāo)出各元件的序號（分子）和電抗值（分母）,并計算其總電抗為X( X XK 1)2 0.2421 22.242圖 4-2 k-1 點短路時的等值網(wǎng)絡(luò)圖164.2.2 計算三相短路電流和短路容量（1）三相短路電流周期分量有效值U 11 ( 3) c1I 3. 18kAk -13X 3 2(k-1)（2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 (3) (3) ( 3)I I IK 3.18KA1（3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值i(3)sh2. 553.188.11KA( 3) (3 )Ish 1.51I 1.51 3.18 4.80kA（4）三相短路容量(3)

35、(3)S 3U c I k 3 11 3. 18 60.6 MVk-1 1 1A4.2.3 求 k-2 點的短路電流和短路容量 （U 0.4kv）c2（1）計算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)的電抗：2 2U 0.4 c2X1 3.2 10S 500oc4（2）架空線路的電抗：X22U 0.4 c22 X L 0. 40 5 2 .64 100U 11c13（3）電力變壓器的電抗：查電力工程電氣設(shè)計手冊（ 1）得U % 8k2 2U % U 8 0.4k c2X3 X 1.28 104100 S 100 1000N2（4）繪k-2 點短路的等效電路,如圖所示,圖上標(biāo)出各元件的序號（分子）

36、和電抗值（分母）,并計算其總電抗為17圖 4-3 k-2 處短路時的等值網(wǎng)絡(luò)圖X/ / 4 3 3( X X X / X 3.2 10 2 .64 10 6.4 10 9. 36 10K 2)1 2 3 434.2.2 計算三相短路電流和短路容量（1）三相短路電流周期分量有效值U 0.4 (3) c2I 24.7kAk-2 33X 3 9.36 10(k -2)（2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流(3) ( 3) (3)I I I K 24.7KA1（3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值i(3)sh1.8424.745. 5KA(3) (3)I sh 1.09 I 1.09 24.7

37、 27. 0kA（4）三相短路容量(3) ( 3)S 3U c I k 3 0.4 24.7 17.1MVk- 2 2 2A在工程設(shè)計說明說中,往往只列短路計算表,如表 4-2 所示。18表 4-2三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MVA短路計算點I(3)k(3)I I ( 3) ( 3)shiI(3)sh(3)Skk-1 3.18 3.18 3.18 8.11 4.80 60.6k-2 24.7 24.7 24.7 45.5 27.0 17.119第 5 章 電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇的基本原則（1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求,并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)厥?/p>

38、用環(huán)境條件校驗。（3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。（4）與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。（5）同類設(shè)備用盡量減少品種。（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。5.2 斷路器5.2.1 35KV 側(cè)斷路器的選擇（1）35KV側(cè)最大的工作電流Ig max31.05P 1.05 45 0.8 6 0.8N 779A35 cos 3 35 0.8根據(jù) 110KV出線的 UNS ,I max 的要求,查發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備附表,把計算數(shù)據(jù)和斷路器的有關(guān)參數(shù)進行列表可選 SW2-35/1000,而隔離開關(guān)應(yīng)選用GW5-35G/1000-83。

39、表 5-1型號 額定電壓 額定電流 額定斷流量 動穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流 (4s)SW2-35/1000 35 1000A 24.8kA 63.4kA 24.8kA5.2.2 選擇校驗（1）額定開斷電流校驗INbr 24.7 Ik 24.8kA IN b r I K(滿足條件 )kA（2）額定電壓校驗20VN 35kv VNs 35kv VN VNs (滿足條件)（3）額定電流校驗I e 1000A I gm a x 7 7 A9 I e Ig m a (x滿足條件)（4）動穩(wěn)定校驗I es 63.4 Ish 45.5kA Ies Ish(滿足條件)kA（5）熱穩(wěn)定校驗II45.524.71.

40、84取ts 4s,tz 4. 8sItdz 24. 7 4.8 4 39.856kAtdI r 63.4kAtdzI I (滿足條件)r td5.2.3 10KV 側(cè)出線斷路器及分段斷路器的選擇（1）10KV 側(cè)出線斷路器及分段斷路器的工作情況基本一致 ,故可選用同一型號斷路器10KV 側(cè)母線最大持續(xù)工作電流。Igmax31. 05P 1.05 6 0.8N 1039A110 cos 3 35 0.8根據(jù)該最大持續(xù)工作電流I ,查 P345 附表 5 知選gmaxSN10-10/2000 型戶內(nèi)少油式斷路器為宜 ,其具體參數(shù)如下表表 5-2型號 額定電壓 額定電流 額定斷流量 動穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)

41、定電流 (4s)SN10-10/200010kv 2000A 43.3kA 130kA 43.3kA5.2.4 選擇校驗（1）額定開斷電流校驗21I Nbr 43.3kA I k 24.7 kA IN b r I K(滿足條件 )（2）額定電壓校驗VN 10kv VNs 10kv VN VNs (滿足條件)（3）額定電流校驗I e 2000A I g max 1039A I e I g m a (x滿足條件)（4）動穩(wěn)定校驗I es 130 I sh 45.5kA Ies Ish (滿足條件 )kA（5）熱穩(wěn)定校驗II45. 524.721 83取t s,tz 4.8 s. s 4It4.8d

42、z 29.85624.8 kA4tdI r 43. 3kAtdzI r I (滿足條件)td經(jīng)校驗,計算結(jié)果滿足要求 ,可確定 10kv 側(cè)出線斷路器 ,分段斷路器選用型號為 SN10-10/2000。5.3 隔離開關(guān)5.3.1 35KV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇35KV 側(cè)隔離開關(guān)的工作情況基本一致,故可選用同一型號的隔離開關(guān)。35KV 側(cè)母線最大持續(xù)工作電流：Igmax31.05P 1.05 45 0.8 6 0.8N 882A110 cos 3 35 0.8根據(jù)該最大持續(xù)工作電流I ,查發(fā)電廠電氣部分 P345 附表 7 可知gmax選擇 GW5-35G/1000-83 為如表 4-4：表 5-

43、3型號 額定電壓 額定電流 動穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流GW5-35G/1000-83 35 1000A 83A 25A22（1）額定電壓校驗U N 35kv U Ns 35kv U N U Ns （滿足條件）（2）額定電流校驗I =1000A Igmax 882A Ie I g m a (x滿足條件)e（3）熱穩(wěn)定校驗8. 114.81 .83t 取 4.5szt 取 4sdtdz t 0.05 4.8zIt tdz I 25kA4.8 4.8 / 4 6.4(kA)rdtdzIr I (滿足條件 )td（4）動穩(wěn)定校驗Ies 83 Ish 8.11kA Ies Ish(滿足條件)kA經(jīng)校驗,計算結(jié)果滿足要求, 可確定 35 側(cè)隔離開關(guān)型號 為：GW4-110D/1000-80。5.3.2 10KV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）10 KV 側(cè)隔離開關(guān)的工作情況基本一致, 故可選用同一類型隔離開關(guān)。10KV 側(cè)母線最大持續(xù)工作電流為：Igmax31.05P 1.05 6 0.8N 1039A110 cos 3 35 0.8根據(jù)該最大持續(xù)工作電流 ,查發(fā)電廠電氣部分 p 附表 7346可知選擇 GN2-10/2000-85 型隔離開關(guān)為宜,其如表 5-4表