110KV降压变电站电气一次部分初步设计

四、短路电流计算

短路的危害：（1）通过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起他们的损坏或 缩短他们的使用寿命；（3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；（4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至整个系统瓦解。

1.本变电站短路电流计算

用标幺值进行计算，基准容量SB=100MVA，线路每相每公里电抗值X0=0.4

Ω/km 基准电压UB 取各级的平均电压，平均电压为1.05 额定电压： 额定电压（KV） 平均电压（KV） 110 115 35 37 10 10.5 由于本变电站所用三绕组变压器为降压变压器，所以其各电压侧阻抗电压正好与变压器铭牌标示的相反，即： 阻抗电压% Ud1-2% 10.5 系统等值网络图如下：

Ud1-3% 17 Ud2-3% 6 W22XT2XL1XsW1XT21XTXZ223W3XL2XT12XT11XTXZ313

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其中，三绕组变压器电抗标幺值：

UT11%=UT21%=1/2（Ud1-2%﹢Ud1-3%﹣Ud2-3%）=0.5×（10.5﹢17﹣6）=10.75 UT12%=UT22%=1/2（Ud1-2%﹢Ud2-3%﹣Ud1-3%）=0.5×（10.5﹢6﹣17）=﹣0.25 UT13%=UT23%=1/2（Ud2-3%﹢Ud1-3%﹣Ud1-2%）=0.5×（6﹢17﹣10.5）=6.25

则：

XT11*=XT21*=UT11%/100·SB/SN=10.75÷100×100÷10＝1.075 XT12*=XT22*=0

XT13*=XT23*=UT13%/100·SB/SN=6.25÷100×100÷10＝0.625

线路的电抗标幺值：

XL1=XL2=X0·l·SB/UB=0.4×100×100÷1152=0.3025

系统电抗标幺值，由于要求三相短路电流，所以用最大运行方式下的系统电抗：

**2

XS*=XSmin·SB/SS=0.2×100÷1250=0.016

由此得到含短路点的等值网络简化图如下：

W2XTW122XT21XTK223XL1XsK1W3XL2XT121）110kV 侧（K1 点）发生三相短路时：

等值网络图如下：

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XT11XT13K3W1XsXLK1此时短路点总电抗标幺值为：

XΣ110*=XS*+XL*=0.016+0.3025÷2=0.16725

电源对短路点的计算阻抗为：

XBS110=XΣ110*?SS/SB=0.16725×1250÷100=2.09

通过查“水轮发电机运算曲线数字表”得：

I(0)“*=0.509 I(1)“*=0.525 I(2)“*=0.525 I(4)“*=0.525

110kV 侧的基准电流为：

IB110=SB/ UB110=100÷ ÷115=0.502（kA）

短路电流有名值为：

I(0)=I(0)·IB110=0.509×0.502=0.256（kA） ““*

I(1)=I(1)·IB110=0.525×0.502=0.264（kA） I(2)“=I(2)“*·IB110=0.525×0.502=0.264（kA） ““*

I(4)=I(4)·IB110=0.525×0.502=0.264（kA）

冲击电流为：

““*

icj=2.55?I(0)“=2.55×0.256=0.653（kA）

2）35kV 侧（K2 点）发生三相短路时：

等值网络图如下：

W1XsXLXT1XT2W2K2此时短路点总电抗标幺值为：

X

*Σ35

=X+X+X+XT2=0.016+0.3025÷2+（1.075+0）/2=0.70475

*

Σ35*

*S*L*T1

*

电源对短路点的计算阻抗为：

XBS35=X

“*

?SS/SB=0.70475×1250÷100=8.809>3.45

当XBS>3.45 时，求短路电流不用查表法，用倒数法：

I=I∞=1/XBS35=1÷0.70475=1.418943

35kV 侧的基准电流为：

IB35=SB/ UB35=100÷ ÷37=1.56（kA）

短路电流有名值为：

I=I·IB35=1.418943×1.56=2.213551（kA）

冲击电流为：

7

““*

icj=2.55?I“=2.55×2.213551=5.645（kA）

3）10kV 侧（K3 点）发生三相短路时：

等值网络图如下：

W1XsXLXT1XT3W3K3此时短路点总电抗标幺值为：

X

*Σ10

=X+X+X+XT3=0.016+0.3025÷2+（1.075+0.625）/2=1.017

*Σ10*

*S*L*T1

*

电源对短路点的计算阻抗为：

XBS10=X

“*

?SS/SB=1.017×1250÷100=12.716>3.45

当XBS>3.45 时，求短路电流不用查表法，用倒数法：

I=I∞=1/XBS35=1÷1.017=0.983284

10kV 侧的基准电流为：

IB10=SB/ UB10=100÷ ÷10.5=5.499（kA）

短路电流有名值为：

I=I·IB10=0.983284×5.499=5.40708（kA）

冲击电流为：

““*

icj=2.55?I=2.55×5.40708=13.78805（kA） “

系统最大运行方式下的三相短路电流 短路点 0s 短路电 1s 短路电 2s 短路电 4s 短路电 稳态短路 冲击电流流（kA） 流（kA） 流（kA） 流（kA） 电流（kA） （KA） K1（110KV） 0.256 0.264 0.264 0.264 0.653 K2（35KV） K3（10KV） 2.214 5.645 5.407 13.788 五、主要电气设备的选择 1. 断路器及校验

目前，使用得最多的是少油断路器，六氟化硫断路器和空气断路器。

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