选择的主变压器技术数据如下: 型号 容量 容量比 高—压 阻抗电压 联结组标号 损耗 空载电流 高-中 阻抗电压 高-低 中-低 空载 负载 中—压 低—压 SFSZ7—63000/110 63MVA 63/63/63 110±8×1.25% 38.5±2×2.5% 10.5 YN,yn0,d11 84.7KW 300KW 1.2% 17% 10.5% 6.5% 4短路电流的计算
4.1短路电流计算的目的及规定
4.1.1短路电流计算的目的
在变电所的电气设计中,短路电流计算是其中的一个重要环节。在选择电气设备时,为保证在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作,需要进行全面的短路电流计算。例如:计算某一时刻的短路电流有效值,用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值;计算短路后较长时间短路电流有效值,用以校验设备的热稳定值;计算短路电流冲击值,用以校验设备动稳定 4.1.2短路电流计算的一般规定
错误!未找到引用源。电力系统中所有电源均在额定负荷下运行; 错误!未找到引用源。短路种类:一般以三相短路计算;
错误!未找到引用源。接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式(即最大运行方式),而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
错误!未找到引用源。短路电流计算点:在正常接线方式时,通过电气设备的短路电流为最大的地点。
错误!未找到引用源。计算容量:应按工程设计规划容量计算,并考虑系统发展规
110KV降压变电所电气一次部分及防雷保护设计
划。
4.2短路电流的计算
取基准容量为:SB=100MVA,基准电压为UB=Uav又依公式: IB=SB/UB;XB=UB2/SB,计算出基准值如下表所示:
(SB=100MVA) UB(KV) IB(KA) XB(Ω) 4.2.1计算变压器电抗
UK1%=1/2[UK(1-2)%+UK(3-1)%-UK(2-3)%]
=1/2[17+10.5-6.5]=10.5 UK2%=1/2[UK(1-2)%+UK(2-3)%-UK(3-1)%]
=1/2[17+6.5-10.5]=6.5 UK3%=1/2[UK(3-1)%+UK(2-3)%-UK(1-2)%]
=1/2[10.5+6.5-17]=0
XT1*=(UK1%/100)×(SB/SN)=(10.5/100)×(110/63)=0.183 XT2*=(UK2%/100)×(SB/SN)=(6.5/100)×(110/63)=0.113 XT3*=(UK3%/100)×(SB/SN)=0 4.2.2系统电抗(根据原始资料)
远期:Xmax110*=0.0765;Xmax110*=0.162; 4.2.3系统等值网络图如下图 4.2.4短路计算点的选择
选择如图2-2中的d1、d2、d3、d4、d5、d6各点。 4.2.5短路电流计算
错误!未找到引用源。d1点短路时:Up=115KV
次暂态短路电流标么值的计算: I”*=I*∝=1/X1*=1.0/0.0765=13.07
次暂态(0s)和4s时的短路电流相等,三相短路电流有名值为:
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115 0.552 120.23 37 1.716 12.45 10.5 6.048 1.00 I”=I”*SB/(Uav)=13.07×110/(×115)=7.22KA 两相短路电流为:0.866×7.22=6.25KA
冲击电流为:ish=2.55I”=2.55×7.22=18.41(KA)
短路容量为:S=UBI”=1.732×115×7.22=1438.1(MVA) Ish=1.51×I”=1.51×7022=10.90(KA) 错误!未找到引用源。d2点短路时Up=37KV
次暂态短路电流标么值的计算:
I”*=I*∝=1/X2*=1.0/(0.0765+0.0915+0.0565)=4.45
次暂态(0s)和4s时的短路电流相等,三相短路电流有名值为: I”=I”*×SB/(Uav)=4.45×110/(×37)=7.64KA 两相短路电流分别为:0.866×7.64=6.62KA
冲击电流为:ish=2.55×I”=2.55×7.64=19.48(KA) 短路容量为:S=UBI”=1.732×37×7.64=489.6(MVA) Ish=1.51×I”=1.51×7.64=11.54(KA) 错误!未找到引用源。d3点短路时Up=10.5KV
次暂态短路电流标么值的计算:
I”*=I*∝=1/X3*=1.0/(0.0765+0.0915)=5.95
次暂态(0s)和4s时的短路电流相等,三相短路电流有名值为: I”=I”*×SB/(Uav)=5.95×110/(×10.5)=35.99KA 两相短路电流分别为:0.866×35.99=31.17KA 冲击电流为:ish=2.55×I”=2.55×35.99=91.77(KA) 短路容量为:S=UBI”=1.732×10.5×35.99=654.5(MVA) Ish=1.51×I”=1.51×35.99=54.34(KA) 错误!未找到引用源。d4点短路时Up=110KV,与d1短路时的情况相同。 错误!未找到引用源。d5点短路时Up=35KV
次暂态短路电流标么值的计算:
I”*=I*∝=1/X5*=1.0/(0.0765+0.0915+0.113)=3.56
次暂态(0s)和4s时的短路电流相等,三相短路电流有名值为: I”=I”*×SB/(Uav)=3.56×110/(×35)=6.12KA 两相短路电流分别为:0.866×6.12=5.3KA
冲击电流为:ish=2.55×I”=2.55×6.12=15.61(KA) 短路容量为:S=UBI”=1.732×10.5×6.12=392.2(MVA)
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Ish=1.51×I”=1.51×6.12=9.24(KA) 错误!未找到引用源。d6点短路时Up=10.5KV
次暂态短路电流标么值的计算:
X6*=0.0765+0.183//(0.183+0.113+0.113)+0=0.0765+0.183//0.409=0.203
I”*=I*∝=1/X6*=1.0/0.203=4.93
次暂态(0s)和4s时的短路电流相等,三相短路电流有名值为: I”=I”*×SB/(Uav)=3.56×110/(×10.5)=29.82KA 两相短路电流分别为:0.866×29.82=25.82KA 冲击电流为:ish=2.55×I”=2.55×29.82=76.04(KA) 短路容量为:S=UBI”=1.732×10.5×29.82=542.3(MVA) Ish=1.51×I”=1.51×29.82=45.03(KA)
4.3将所计算最大方式下短路电流值列成下表
名称 短路点 d1 d2 d3 d4 d5 d6 基准电压 I”(KA) I”(KA) (KV) 115 37 10.5 115 37 10.5 三相 7.22 7.64 35.99 7.22 6.12 29.82 两相 6.25 6.62 31.17 6.25 5.3 25.82 ish (KA) 18.41 19.48 91.77 18.41 15.61 76.04 Ish (KA) 10.90 11.54 54.34 10.90 9.24 45.03 S(MVA) 1438.1 498.6 654.5 1438.1 392.2 542.3 5主要电气设备的选择
5.1电气设备选择概述
5.1.1选择的原则
错误!未找到引用源。应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求,并考虑远景发展。
错误!未找到引用源。应按当地环境条件校核。 错误!未找到引用源。应力求技术先进和经济合理 错误!未找到引用源。与整个工程的建设标准应协调一致。
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错误!未找到引用源。同类设备应尽量减少种类。
错误!未找到引用源。选用的新产品均应具有可靠的实验数据。 错误!未找到引用源。设备的选择和校验。 5.1.2电气设备和载流导体选择的一般条件 错误!未找到引用源。按正常工作条件选择
错误!未找到引用源。额定电压:所选电气设备和电缆的最高允许工作电压,不得低于装设回路的最高运行电压UN≥UNs
错误!未找到引用源。额定电流:所选电气设备的额定电流IN,或载流导体的长期允许电流Iy,不得低于装设回路的最大持续工作电流Imax。计算回路的最大持续工作电流Imax时,应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流,选用最大者。 错误!未找到引用源。按短路状态校验 错误!未找到引用源。热稳定校验:
当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时,其热效应不应超过允许值,It2t>Qk,tk=tin+ta,校验电气设备及电缆(3~6KV厂用馈线电缆除外)热稳定时,短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。 错误!未找到引用源。动稳定校验:
ies>ish,用熔断器保护的电气设备和载流导体,可不校验热稳定;电缆不校验动稳定;
错误!未找到引用源。短路校验时短路电流的计算条件:
所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算,并应考虑电力系统的远景发展规划;计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式;短路的种类一般按三相短路校验;对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时,应按严重情况校验。
5.2110KV侧断路器隔离开关的选择
5.2.1进线侧断路器、母联断路器的选择
流过断路器的最大持续工作电流
Imax=(2×SN)/(×UN)=(2×63000)/(×110)=661.33(A) 额定电压选择:UN≥UNs=110KV 额定电流选择:IN>Imax=661.33A
开断电流选择:INbr>I”=7.22KA(d1点短路电流)
在本设计中110KV侧断路器采用SF6高压断路器,因为与传统的断路器相
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