35kV變電所短路電流計算與電氣設(shè)備選擇分析案例

目錄TOC\o"1-3"\h\u172035kV變電所短路電流計算與電氣設(shè)備選擇分析案例 1172931.1短路電流的概述 180951.2短路電流計算 2297991.2.1基準值 264041.2.2變壓器參數(shù)計算 2267541.3最大運行方式下的短路電流計算 339611.3.1最大運行方式下的等值電路圖 3127821.3.235kV側(cè)K1點短路電流的計算 3157301.3.310kV側(cè)K2點短路電流的計算 4223811.3.46kV側(cè)K3點短路電流的計算 5215951.4最小運行方式下的短路電流計算 5152661.4.1最小運行方式下的等值電路圖 5285541.4.235kV側(cè)K1點短路電流的計算 6191421.4.310kV側(cè)K2點短路電流的計算 7306361.4.46kV側(cè)K3點短路電流的計算 727791.5電氣設(shè)備的選擇 8170461.6高壓斷路器及隔離開關(guān)的選擇 8191361.6.135kV側(cè) 9232021.6.210kV側(cè) 11201101.6.36kV側(cè) 12291881.7電壓互感器與電流互感器的選擇 1431041.7.135kV側(cè) 15270691.7.210kV側(cè) 15247711.7.36kV側(cè) 16短路電流的概述短路電流主要是由于系統(tǒng)中的線路發(fā)生了短路故障，導(dǎo)線與導(dǎo)線中發(fā)生了短路，導(dǎo)線中的導(dǎo)體電阻變得極小以至于電流的變大。電力系統(tǒng)的運行，有時候也會發(fā)生各種各樣的故障。短路電流的形式主要有4種，1是兩相對地短路，2是單相對地短路，3是三相短路，4是兩相短路。其中，單相短路發(fā)生頻率最高，三相短路危害最大。短路電流產(chǎn)生的后果主要有：短路點由于電流大、發(fā)熱大，所以可能將設(shè)備燒毀。短路電流值比較大，可能造成附近的電壓突然降低。如果人在附近，可能會被電流灼燒。短路電流值比較大，可能造成附近的電壓突然降低。產(chǎn)生電動力、發(fā)熱。在本設(shè)計中，在設(shè)備選擇的時候一般都會對設(shè)備的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性進行校驗，就是為了防止上述的兩個危害。短路電流的基本計算步驟如下：根據(jù)電壓等級，在合適的位置選擇短路點。換算標幺值、計算出結(jié)果。利用Visio軟件畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖。計算短路電流的具體數(shù)值。短路電流計算基準值一般情況下，為了方便計算，只需要計算各個元件的阻抗?；鶞手担夯鶞孰妷海海?，基準電流計算如下:QUOTE變壓器參數(shù)計算計算變壓器各繞組電抗:系統(tǒng)阻抗：線路阻抗：最大運行方式下的短路電流計算最大運行方式下的等值電路圖為了使計算更為直觀，把系統(tǒng)的等值阻抗電路圖作出來，如圖3-1所示。圖3-1最大運行方式下等值電路圖35kV側(cè)K1點短路電流的計算計算短路回路總阻抗標幺值：計算K1點三相短路電流值：計算K1點兩相短路電流值：三相短路容量計算：10kV側(cè)K2點短路電流的計算計算短路回路總阻抗標幺值：計算K2點三相短路電流值：計算K2點兩相短路電流值：三相短路容量計算：6kV側(cè)K3點短路電流的計算計算短路回路總阻抗標幺值：計算K3點三相短路電流值：計算K2點兩相短路電流值：三相短路容量計算：最小運行方式下的短路電流計算最小運行方式下的等值電路圖最小運行方式和最大運行方式相差無幾，為使計算過程清晰，畫出等值阻抗電路如圖3-2所示。圖3-2最小運行方式下的等值電路35kV側(cè)K1點短路電流的計算計算短路回路總阻抗標幺值：計算K1點三相短路電流值：計算K1點兩相短路電流值：三相短路容量計算：10kV側(cè)K2點短路電流的計算計算短路回路總阻抗標幺值：計算K2點三相短路電流值：計算K2點兩相短路電流值：三相短路容量計算：6kV側(cè)K3點短路電流的計算計算短路回路總阻抗標幺值：計算K3點三相短路電流值：計算K2點兩相短路電流值：三相短路容量計算：電氣設(shè)備的選擇高壓電氣設(shè)備和導(dǎo)體的挑選是電氣設(shè)計所研究的主要對象，挑選并使用合適的器件是主配線設(shè)備安全運行的非常重要的因素。在挑選高壓用電設(shè)備的時候，必須要按照工程項目的具體運行情況，同時執(zhí)行國家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟政策，即先進技術(shù)、安全可靠、合理經(jīng)濟、操作方便、發(fā)展適宜，使其可以在很長一段時間內(nèi)安全有效的運作，在過電壓和過電流的情況下正常工作。通常遵循以下兩個原則：（1）額定電壓因為電壓的調(diào)節(jié)或者負荷的變化。電氣的設(shè)備其所在的網(wǎng)絡(luò)工作電壓，有的時候超過了網(wǎng)絡(luò)所設(shè)定的電壓數(shù)值，因此所選擇的電氣機器設(shè)備在正常工作的電壓要高于這一數(shù)值，而所聯(lián)網(wǎng)的正常工作的最大數(shù)值的電壓，一般是高于了網(wǎng)絡(luò)上最大的工作電壓的1.1倍或1.5倍。（2）額定電流，高壓用電設(shè)備所預(yù)先設(shè)定的電流用來表示，主要是指在低于所預(yù)先設(shè)定的環(huán)境溫度時，高壓用電設(shè)備在較長的時間內(nèi)所使用的允許電流。理論上講，要高于這一回路中，在各種正常運行情況下的最大數(shù)值的持續(xù)工作電流，以公式來表示即為。高壓斷路器及隔離開關(guān)的選擇斷路器的控制功能使電網(wǎng)在安全高效的運行中轉(zhuǎn)換其所運行的途徑，把機器設(shè)備或者相關(guān)線路與電網(wǎng)結(jié)合起來，使之在電網(wǎng)中運轉(zhuǎn)。高壓斷路器的類型必須要嚴格按照其所將要安裝的位置、所處的環(huán)境以及技術(shù)水平等來選擇，在所挑選的斷路器中，真空斷路器如SF6，這種斷路器和少油斷路器相比較來看，前者的各項性能都比較優(yōu)越，可以盡可能的減少對其維護的時間，滅弧性能也比較強，故35kV～220kV一般采用SF6斷路器。在斷路器選擇完之后，需要校驗以下幾方面來判斷斷路器是否符合要求：（1）額定電壓和額定電流校驗。，其中，為電氣設(shè)備在電網(wǎng)中預(yù)先所設(shè)定的電壓，單位為kV;,則各自代表了電氣機器設(shè)備所設(shè)定的額定電流與電網(wǎng)中所能承受的電流的最大數(shù)值。（2）開斷電流。電網(wǎng)中所使用的高壓斷路器中所設(shè)定的開斷電流應(yīng)當大于或等于實際運行中的開斷瞬間短路電流周期分量，表示如下：。當斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算可用，為短路電流值。（3）關(guān)合電流。在斷路器尚未關(guān)閉之前，假如斷路器上面此時存在短路的情況，那么在斷路器在將要關(guān)閉的時候，那些非接觸觸點間往往會出現(xiàn)非常強大的由短路而形成的電流，即所謂的“預(yù)擊穿”，此時最可能出現(xiàn)接觸焊接和電動力損傷。即。隔離開關(guān)與斷路器相比，由于隔離開關(guān)不能直接接通和關(guān)斷電流，所以不用校驗開斷電流和關(guān)合電流，其它校驗與斷路器相同。35kV側(cè)斷路器的選擇：額定電壓選擇：額定電流選擇：根據(jù)上述計算初選型號為ZN85-40.5/1600，其參數(shù)如表3-1所示。表3-135kV斷路器主要技術(shù)參數(shù)型號額定電流（A）額定電壓（kV）動穩(wěn)定電流（kA）短路開斷電流（kA）額定短路關(guān)合電流（kA）額定短時耐受電流（kA)4SZN85-40.5/160016003520.8256325熱穩(wěn)定性校驗：，繼電保護時間。故而熱穩(wěn)定性符合要求動穩(wěn)定性校驗：，動穩(wěn)定性符合要求開斷電流校驗：，開斷電流符合要求關(guān)合電流校驗，關(guān)合電流符合要求隔離開關(guān)的選擇：額定電壓選擇額定電流選擇根據(jù)上述計算初選型號為GN27-40.5/1600，其參數(shù)如表3-2所示。表3-235kV隔離開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)型號額定電流（A）額定電壓（kV）最高電壓（kV）4s熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）GN27-40.5/160016003540.52048熱穩(wěn)定性校驗，繼電保護時間。故而熱穩(wěn)定性符合要求。動穩(wěn)定性校驗，動穩(wěn)定性符合要求。10kV側(cè)斷路器的選擇：額定電壓選擇額定電流選擇根據(jù)上述計算初選型號為ZN12-10/5000，其參數(shù)如表3-3所示。表3-310kV斷路器主要技術(shù)參數(shù)型號額定電流（A）額定電壓（kV）動穩(wěn)定電流峰值（kA）短路開斷電流（kA）短路關(guān)合電流（kA）額定短時耐受電流（kA)4SZN12-10/500050001025.64010040熱穩(wěn)定性校驗，繼電保護時間。故而熱穩(wěn)定性符合要求。動穩(wěn)定性校驗，動穩(wěn)定性符合要求。開斷電流校驗，開斷電流符合要求。關(guān)合電流校驗，關(guān)合電流符合要求。隔離開關(guān)的選擇：額定電壓選擇額定電流選擇根據(jù)上述計算初選型號為GN22-10/2500，其參數(shù)如表3-4所示。表3-410kV隔離開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)型號額定電流（A）額定電壓（kV）最高電壓（kV）4s熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）GN22-10/250025001010.540100熱穩(wěn)定性校驗，繼電保護時間。故而熱穩(wěn)定性符合要求。動穩(wěn)定性校驗，動穩(wěn)定性符合要求。6kV側(cè)斷路器的選擇：額定電壓選擇額定電流選擇根據(jù)上述計算初選型號為ZN8-10/5000，其參數(shù)如表3-5所示。表3-56kV斷路器主要技術(shù)參數(shù)型號額定電流（A）額定電壓（kV）動穩(wěn)定電流峰值（kA）短路開斷電流（kA）短路關(guān)合電流（kA）短時耐受電流（kA)4SZN8-6/200020006304010050熱穩(wěn)定性校驗，繼電保護動作時間。故而熱穩(wěn)定性符合要求。動穩(wěn)定性校驗，動穩(wěn)定性符合要求。開斷電流校驗，開斷電流符合要求。關(guān)合電流校驗，關(guān)合電流符合要求。隔離開關(guān)的選擇：額定電壓選擇額定電流選擇根據(jù)上述計算初選型號為GN8-6/5000，其參數(shù)如表3-6所示。表3-66kV隔離開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)型號額定電流（A）額定電壓（kV）最高電壓（kV）4s熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）GN8-6/5000500066.340100熱穩(wěn)定性校驗：，繼電保護動作時間。故而熱穩(wěn)定性符合要求。動穩(wěn)定性校驗：，動穩(wěn)定性符合要求。電壓互感器與電流互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、維電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流按比例變成低電壓(100

V、100/V)和小電流(5A、1A)。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電保護裝置時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有一可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。電流互感器的選擇大體步驟與斷路器和隔離開關(guān)類似，首先根據(jù)額定電壓和額定電流選擇型號，再進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗判斷是否符合要求。電壓互感器多采用限流型熔斷器進行保護，所以不再進行動、熱穩(wěn)定校驗。35kV側(cè)電壓互感器的選擇：根據(jù)額定電壓選擇JDJ-35，其參數(shù)如表3-7所示。表3-735kV側(cè)電壓互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）二次繞組額定容量（V·A）最大容量（V·A）一次繞組二次繞組0.513JDJ-35350.11502506001200電流互感器的選擇：額定電壓選擇：額定電流選擇：根據(jù)上述初選型號LCWB-35，其參數(shù)如表3-8所示。表3-835kV側(cè)電流互感器參數(shù)型號額定電流（A）熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）LCWB-3520~2000/51.3~16.53.4~42動穩(wěn)定校驗：，動穩(wěn)定性符合要求熱穩(wěn)定校驗：，熱穩(wěn)定性符合要求。10kV側(cè)電壓互感器的選擇：根據(jù)額定電壓選擇JSJW-10，其具體參數(shù)如表3-9所示。表3-910kV側(cè)電壓互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）二次繞組額定容量（V·A）最大容量（V·A）一次繞組二次繞組0.513JSJW-10100.1120200480960電流互感器的選擇：額定電壓選擇：額定電流選擇：根據(jù)上述選擇則型號為LFZJ1-10，其參數(shù)如表3-10所示。表3-1010kV側(cè)電流互感器參數(shù)型號額定電流（A）動穩(wěn)定倍數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)LFZJ1-1040013075動穩(wěn)定校驗：，動穩(wěn)定性符合要求。熱穩(wěn)定校驗：，熱穩(wěn)定性符合要求。6kV側(cè)電壓互感器的選