220kV短路電流計(jì)算書(shū)解讀

1、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)短路電流計(jì)算1、 計(jì)算電路圖和等值電路圖1-1、d短路時(shí)等值阻抗圖折算到220kV短路容量有名值折算到220kV短路電流有名值根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定，取電流沖擊系數(shù)K，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值沖擊電流1-2、d點(diǎn)短路時(shí)的等值阻抗圖，折算到110kV短路容量有名值折算到110kV短路電流有名值根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定，取電流沖擊系數(shù)K，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值沖擊電流1-3、點(diǎn)短路時(shí)的等值阻抗圖，折算到35kV短路容量有名值折算到35kV短路電流有名值根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定，取電流沖擊系數(shù)K，當(dāng)不計(jì)周期分

2、量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值沖擊電流短路點(diǎn)的編號(hào)基準(zhǔn)電壓（Kv）短路電流標(biāo)么值（kA）短路電流有名值（KA）短路電流沖擊值 (KA)短路全電流最大有效值 (KA)短路容量 ( MVA)表達(dá)式平均值d123023.815.9715.229.012381d2115105.0212.8017.581000d3377.2711.3428.91717.12727電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)一、1、220kV側(cè)GIS組合電器選擇選擇ZF11-252型GIS組合電器。ZF11型GIS共用的技術(shù)參數(shù)如下表。表5.1 GIS通用部分的技術(shù)參數(shù) 項(xiàng) 目單位參數(shù)值 額定電壓kV252 額定電流A1250 額定頻率H

3、z50 額定峰值耐受電流kA63 額定短時(shí)耐受電流（3s）kA31.5 局部放電pC35 1 min工頻耐受電壓kV相對(duì)地?cái)嗫陂g相間230275345 1.2/50s額定雷電沖擊耐受電壓kV550650550 額定SF6氣體壓力（表壓 20）MPa斷路器（含CT）氣室其它氣室0.60.4 最低功能壓力（表壓 20）0.50.0150.330.015 補(bǔ)氣壓力（表壓 20） 0.520.0150.350.015 SF6氣體年漏氣率1% SF6氣體水分含量ppm斷路器（含CT）、快速隔離開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)氣室其余氣室出廠(chǎng)前150出廠(chǎng)前250運(yùn)行中300運(yùn)行中50011 斷路器ZF11-252內(nèi)部斷

4、路器參數(shù)如下：額定電壓 220kV 最高工作電壓252kV 額定電流 1250A額定開(kāi)斷電流 31.5kA 額定短路關(guān)合電流 63kA 3s熱穩(wěn)定電流 31.5kA額定閉合時(shí)間 0.09s 固有分閘時(shí)間 0.028s 燃弧時(shí)間 0.05s（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：（3）開(kāi)斷電流選擇：（4）短路關(guān)合電流選擇：（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)，取短路電流持續(xù)時(shí)間：（6） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：故此斷路器符合要求。由于每回出線(xiàn)的各項(xiàng)指標(biāo)都比220kV側(cè)總負(fù)荷低，因此選擇此斷路器也合適。1.2、隔離開(kāi)關(guān)及接地開(kāi)關(guān)ZF11-252內(nèi)部隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)如下：額定電壓 220kV 最高工作電壓252kV 額定電流 1250

5、A額定短路關(guān)合電流 63kA 3s熱穩(wěn)定電流 31.5kA（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)，取短路電流持續(xù)時(shí)間：（4） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：故此隔離開(kāi)關(guān)符合要求。由于每回出線(xiàn)的各項(xiàng)指標(biāo)都比220kV側(cè)總負(fù)荷低，因此選擇此隔離開(kāi)關(guān)也合適。接地開(kāi)關(guān)盒隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)一致也滿(mǎn)足要求。1.3、電流互感器該電流互感器在線(xiàn)路正常運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)載狀態(tài)以及短路故障時(shí)，測(cè)量電流，給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置提供電流參量。該CT為穿心式結(jié)構(gòu)，即原邊僅有主回路導(dǎo)體一匝，二次線(xiàn)圈繞制完成后把它們放置在金屬殼體內(nèi)，內(nèi)充0.45MPaSF6氣體作為絕緣介質(zhì)，一般一個(gè)筒體內(nèi)可裝14只二次線(xiàn)圈，一般一只線(xiàn)圈配一個(gè)接線(xiàn)座

6、。接線(xiàn)座上的端子編號(hào)與二次線(xiàn)圈的出線(xiàn)頭編號(hào)完全一致。金屬殼體外有明顯的極性標(biāo)牌。表 5.2 電流互感器元件額定技術(shù)參數(shù)參 數(shù) 名 稱(chēng)單位數(shù) 值系統(tǒng)額定電壓kV220額定一次電流A1200 額定二次電流 A 5 測(cè)量用 儀表保安系數(shù) 5,10 標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí) 0.2 ,0.5額定輸出VA30 保護(hù)用 準(zhǔn)確限值系數(shù) 20，30 標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí) 5P 額定輸出 VA 30 1s熱穩(wěn)定倍數(shù)60動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)60（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：故此電流互感器也滿(mǎn)足要求。1.4、電壓互感器電壓互感器也是GIS標(biāo)準(zhǔn)之一，采用的是JDQX型SF6絕緣的電磁式電壓互感器，獨(dú)立氣室

7、，內(nèi)充0.45MPaSF6氣體，殼體上裝有密度繼電器、吸附劑、充放氣接頭等附件，可為用戶(hù)提供三線(xiàn)圈和四線(xiàn)圈兩種規(guī)格的品種。具有變比及精度可按用戶(hù)主接線(xiàn)要求確定。其參數(shù)如下表。表 5.3 電壓互感器元件額定技術(shù)參數(shù)項(xiàng) 目技 術(shù) 參 數(shù)額定一次電壓 （kV）220/額定二次電壓 （kV）0.1/剩余電壓繞組額定電壓（kV）0.1額定輸出 （VA）75/120/300標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)0.2/3P/3P額定SF6氣壓 （表壓 20）0.45 MPa1.5、避雷器避雷器是一種過(guò)電壓限制器，它實(shí)質(zhì)上是過(guò)電壓能量的接受器，它與別保護(hù)設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)作用電壓超過(guò)一定的幅值以后避雷器總是先動(dòng)作，泄放大量能量,限制過(guò)電

8、壓，保護(hù)電氣設(shè)備。本GIS組合電器內(nèi)帶氧化鋅避雷器，主要安裝在變電站的進(jìn)線(xiàn)側(cè)，用于保護(hù)GIS的電氣設(shè)備絕緣免受雷電和操作過(guò)電壓的損害，為獨(dú)立氣室，內(nèi)充0.4MPaSF6氣體。其標(biāo)準(zhǔn)放電流分5KA、10KA兩種。該產(chǎn)品系無(wú)間隙氧化鋅避雷器，芯體是氧化鋅閥片，其非線(xiàn)性電阻特性比碳化硅優(yōu)異，在運(yùn)行電壓下阻性泄露電流約0.1 mA以下，無(wú)串聯(lián)火花放電間隙，不存在續(xù)流和放電遲延問(wèn)題。表 5.4 避雷器參數(shù)額定電壓kV滅弧電壓kV工頻放電電壓kV沖擊放電電壓kV滅弧電壓選擇kV2202525035807102200.81761.6、出線(xiàn)套管出線(xiàn)套管是GIS的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件，供架空線(xiàn)與GIS連接使用，該套管為

9、穿心式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流桿從中央通過(guò)，上部接接線(xiàn)板，下部裝電聯(lián)接和GIS主回路連通，內(nèi)充0.45MPaSF6氣體。該瓷套為防污型：海拔高度分1000、2000m兩種；爬電比距分25mm/kV，31mm/kV兩種，以滿(mǎn)足、級(jí)污穢地區(qū)的要求，其余技術(shù)參數(shù)如下：工頻耐壓：395KV雷電沖擊： 950KV無(wú)線(xiàn)電干擾電壓：500V瓷套彎曲負(fù)荷：4000N主回路電阻：80安全系數(shù)：3.5倍2、220kV側(cè)母線(xiàn)和連接線(xiàn)選擇2.1 220kV側(cè)母線(xiàn)回路最大持續(xù)工作電流為：修正系數(shù)K為 按最大持續(xù)工作電流選擇查設(shè)備手冊(cè)選型鋁錳合金管形導(dǎo)體。其標(biāo)稱(chēng)截面積為，+70允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為1900A。電流校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)

10、： +70時(shí)，=87 代入計(jì)算的 滿(mǎn)足要求。2.1變壓器220kV側(cè)引接線(xiàn)的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線(xiàn)，當(dāng)時(shí)，經(jīng)濟(jì)電流密度，則： 查閱資料選取LGJ-800/100鋼芯鋁絞線(xiàn)，其標(biāo)稱(chēng)截面積為，+70允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為2400A。電流校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=87 滿(mǎn)足要求。3、110kV側(cè)GIS組合電器的選擇由條件初步選擇ZF12-126型組合電器。表5.5 GIS通用部分的技術(shù)參數(shù) 項(xiàng) 目單位參數(shù)值 額定電壓kV126 額定電流A1250 額定頻率Hz50 額定峰值耐受電流kA63 額定短時(shí)耐受電流（3s）kA31.5 局部放電pC35 1 min工頻耐受電壓kV

11、相對(duì)地?cái)嗫陂g相間2302753451.2/50s額定雷電沖擊耐受電壓kV550650550額定SF6氣體壓力（表壓 20）MPa斷路器（含CT）氣室其它氣室0.60.4 最低功能壓力（表壓 20）0.50.0150.330.015 補(bǔ)氣壓力（表壓 20） 0.520.0150.350.015 SF6氣體年漏氣率1% SF6氣體水分含量ppm斷路器（含CT）、快速隔離開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)氣室其余氣室出廠(chǎng)前150出廠(chǎng)前250運(yùn)行中300運(yùn)行中5003.1斷路器ZF12-126內(nèi)部斷路器參數(shù)如下：額定電壓 110kV 最高工作電壓126kV 額定電流 1250A額定開(kāi)斷電流 31.5kA 額定短路關(guān)合

12、電流 63kA 3s熱穩(wěn)定電流 31.5kA額定閉合時(shí)間 0.09s 固有分閘時(shí)間 0.028s 燃弧時(shí)間 0.05s 額定電壓選擇： 額定電流選擇： 開(kāi)斷電流選擇： 短路關(guān)合電流選擇： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)，取后備保護(hù)時(shí)間： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：故此斷路器符合要求。由于每回出線(xiàn)的各項(xiàng)指標(biāo)都比110kV側(cè)總負(fù)荷低，因此選擇此斷路器也合適。而對(duì)于母線(xiàn)斷路器，由于只有在一臺(tái)主變故障時(shí)才會(huì)閉合，而故障容量也不會(huì)超過(guò)進(jìn)線(xiàn)容量，因此選擇此斷路器也符合要求。3.2隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)ZF12-126內(nèi)部隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)如下： 額定電壓選擇： 額定電流選擇： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)，取后備保護(hù)時(shí)間： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：故此隔離開(kāi)關(guān)符合要求。由于每回

13、出線(xiàn)的各項(xiàng)指標(biāo)都比110kV側(cè)總負(fù)荷低，因此選擇此隔離開(kāi)關(guān)也合適。而對(duì)于母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，由于只有在一臺(tái)主變故障時(shí)才會(huì)閉合，而故障容量也不會(huì)超過(guò)進(jìn)線(xiàn)容量，因此選擇此隔離開(kāi)關(guān)也符合要求。接地開(kāi)關(guān)和隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)一致，也滿(mǎn)足要求。3.3電流互感器ZF12-126型三相共箱SF6氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備采用一次穿心式電流互感器。這種電流互感器在線(xiàn)路正常運(yùn)行或過(guò)載狀態(tài)或短路故障時(shí)測(cè)量電流，給測(cè)量?jī)x表和繼電器保護(hù)提供電流參量。每只電流互感器內(nèi)可裝2-3只二次線(xiàn)圈。二次線(xiàn)圈分為測(cè)量和保護(hù)兩種。其主要參數(shù)如表5.6所示。表 5.6 電流互感器元件額定技術(shù)參數(shù) 參 數(shù) 名 稱(chēng) 單位 數(shù) 值 系統(tǒng)額定電壓 kV 11

14、0 額定一次電流A 2000 額定二次電流 A 5 測(cè)量用 儀表保安系數(shù) 5,10 標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí) 0.2 ,0.5 額定輸出 VA 30 保護(hù)用 準(zhǔn)確限值系數(shù) 20，30 標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí) 10P 額定輸出 VA 30 1s熱穩(wěn)定倍數(shù)75動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)135 額定電壓選擇： 額定電流選擇： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：故此電流互感器也滿(mǎn)足要求。3.4電壓互感器ZF12-126型SF6氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備用電壓互感器。采用電磁式電壓互感器（PT），供額定頻率為50Hz的額定電壓為110kV電力系統(tǒng)作為電氣測(cè)量和保護(hù)用。其參數(shù)如下：表 5.7 電壓互感器元件額定技術(shù)參數(shù)項(xiàng) 目技 術(shù) 參 數(shù)額定一次電壓 （k

15、V）110/額定二次電壓 （kV）0.1/剩余電壓繞組額定電壓（kV）0.1額定輸出 （VA）75/120/300標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)0.2/0.5/3P額定SF6氣壓 （表壓 20）0.40 MPaSF6氣體最低功能壓力（表壓 20）0.33 MPa3.5避雷器ZF12-72.5/126（L）型三相共箱SF6氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備采用Y10WF-100/260型無(wú)間隙金屬氧化物避雷器作為該GIS的保護(hù)元件，它用于保護(hù)GIS的電氣設(shè)備絕緣免受雷電和部分操作過(guò)電壓的損害。該避雷器主絕緣為六氟化硫氣體，芯體是氧化鋅閥片，其非線(xiàn)性電阻特性比碳化硅優(yōu)異。在運(yùn)行電壓下阻性泄漏電流小，沒(méi)有串聯(lián)火花放電間隙，不存在

16、續(xù)流和放電遲延問(wèn)題。其接地端子經(jīng)放電記錄器和短路片（供測(cè)量泄漏電流用）再接地。避雷器在正常運(yùn)行電壓下，基本上處于絕緣狀態(tài)，僅流過(guò)數(shù)百微安的泄漏電流，其中大部分是容性電流。當(dāng)過(guò)電壓侵入時(shí)，避雷器工作在伏安特性的低阻區(qū)域，放電電流經(jīng)過(guò)避雷器泄入大地。過(guò)電壓過(guò)后，避雷器又恢復(fù)到正常運(yùn)行電壓下的工作狀態(tài)。其參數(shù)如下表所示。表5.8 避雷器參數(shù)名 稱(chēng)單位技術(shù)參數(shù)避雷器額定電壓（有效值）kV100標(biāo)稱(chēng)放電電流（8/20s） （峰值）kA101/5s陡波沖擊電流殘壓（峰值）kV291避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓（有效值）kV788/20s雷電沖擊電流殘壓（峰值）kV26030/60s操作沖擊電流殘壓（峰值）kV221

17、直流1mA參考電壓kV1452ms方波電流沖擊18次A6004/10s大電流沖擊2次kA65內(nèi)絕緣額定耐受電壓(0.33 MPa )額定雷電沖擊耐受電壓（峰值）kV550額定工頻1min耐受電壓（有效值）kV230（對(duì)地）345（相間）SF6氣體水分含量10-6（體積分?jǐn)?shù)）250SF6氣體額定壓力 （表壓 20）MPa 0.40SF6氣體報(bào)警壓力 （表壓 20）MPa0.35SF6氣體最低功能壓力 （表壓 20）MPa 0.333.6 出線(xiàn)套管本GIS帶的出線(xiàn)套管參數(shù)如下：表5.9 出線(xiàn)套管參數(shù)額定電壓 （kV）72.5/1261min 工頻耐壓（kV） (干試、濕試)2301.2/50s雷電

18、沖擊耐受電壓（kV）（峰值）550爬電比距 （mm/ kV）31主回路電阻 （）80SF6額定氣壓（MPa）20表壓0.4額定電流（A）2000/3150SF6年漏氣率（）1SF6氣體水分含量（ppm）250無(wú)線(xiàn)電干擾電壓 （V）2500瓷套彎曲耐受負(fù)荷 （N）25004、110kV側(cè)母線(xiàn)及連接線(xiàn)選擇4.1 110kV側(cè)母線(xiàn)選擇回路最大持續(xù)工作電流為：修正系數(shù)為：按最大持續(xù)工作電流選擇查設(shè)備手冊(cè)選型鋁錳合金管形導(dǎo)體。其標(biāo)稱(chēng)截面積為，+70允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為1200A。電流校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)： +70時(shí)，=87 代入計(jì)算的 滿(mǎn)足要求。42變壓器110kV側(cè)引接線(xiàn)選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截

19、面積：查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線(xiàn)，當(dāng)時(shí)，經(jīng)濟(jì)電流密度，則：查閱資料選取LGJ-800/100鋼芯鋁絞線(xiàn)，其標(biāo)稱(chēng)截面積為，+70允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為2400A。電流校驗(yàn)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=87 滿(mǎn)足要求。5、35kV高壓器件及母線(xiàn)選擇5.1 35kV高壓開(kāi)關(guān)柜選擇本次設(shè)計(jì)選擇KYN61-40.5型鎧裝一開(kāi)始交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。本產(chǎn)品特點(diǎn)：1、 采用熱縮絕緣材料及環(huán)氧涂覆絕緣工藝，優(yōu)化電極形狀，柜體結(jié)構(gòu)緊湊，縮小占地面積；2、 開(kāi)關(guān)柜柜體選用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板經(jīng)數(shù)控鈑金加工成型后，通過(guò)高強(qiáng)度螺栓螺母和鉚螺母連接而成，構(gòu)件表面采用噴塑或鍍鋅工藝；3、 可配用國(guó)產(chǎn)ZN85-40.5(3AV3)真空斷路器和法國(guó)施

20、耐德SF1、SF2型及阿爾斯通FP系列六氟化硫斷路器，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求；4、 開(kāi)關(guān)柜各功能小室均采用金屬隔板封隔，并設(shè)有獨(dú)立的壓力釋放通道；5、 斷路器、接地開(kāi)關(guān)等操作均可在開(kāi)關(guān)柜門(mén)關(guān)閉情況下進(jìn)行，即可實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)操作；6、 開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，主接線(xiàn)方案可達(dá)到198種以上，能滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要；7、 手車(chē)、斷路器、接地開(kāi)關(guān)和后柜門(mén)之間設(shè)有防止誤操作的機(jī)械連鎖裝置，“五防”功能齊全，安全可靠。其技術(shù)參數(shù)如下表：表5.10 開(kāi)關(guān)柜技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位參數(shù)額定電壓kV40.5額定頻率Hz50主母線(xiàn)額定電流A1250分支母線(xiàn)額定電流A630額定絕緣水平1min貢品耐受電壓（有效值）kV相間、相對(duì)地一次

21、隔離端口95115雷電沖擊耐受電壓185215輔助控制回路1min工頻耐受電壓V2000額定短路開(kāi)斷電流kA25,31.5額定短路關(guān)合電流（峰值）kA63，80額定短時(shí)耐受電流（4s）kA25，31.5額定峰值耐受電流kA63，80輔助控制回路額定電壓V110，-110，220，-220防護(hù)等級(jí)外殼IP4X隔室間，斷路器室門(mén)打開(kāi)時(shí)IP2X外形尺寸（寬深高）mm1400280028005.2斷路器本開(kāi)關(guān)柜采用ZN85-40.5（3AV3）真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：表5.11 ZN85-40.5（3AV3）真空斷路器技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位參數(shù)額定電壓kV40.5額定頻率Hz50額定絕緣水平工頻耐受電壓

22、（有效值）kV95雷電沖擊耐受電壓（峰值）185額定電流A1250額定短路開(kāi)斷電流kA25額定短路關(guān)合電流（峰值）kA63額定短時(shí)耐受電流（4s）kA25分閘時(shí)間ms40合閘時(shí)間ms601. 額定電壓選擇：2. 額定電流選擇：3. 開(kāi)斷電流選擇：4. 短路關(guān)合電流選擇：5. 熱穩(wěn)定校驗(yàn)，設(shè)短路電流持續(xù)時(shí)間為=3s。6. 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：故此斷路器滿(mǎn)足要求。5.3電流互感器本開(kāi)關(guān)柜選擇LZZB9-35型電流互感器，其參數(shù)如下：表5.12 LZZB9-35型電流互感器技術(shù)參數(shù)額定一次電流（A）準(zhǔn)確及組合相應(yīng)準(zhǔn)確級(jí)下的額定輸出（VA）額定短時(shí)耐受電流（1s有效值）（kA）額定峰值耐受電流（峰值）（kA）0.20.510P1010P1510P2015000.5/10P20303030302054.5801. 額定電壓選擇：2.