邹庄35kv变电所短路计算.docx
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邹庄35kv变电所短路计算
邹庄矿井35/10kV变电所短路计算20101102
一、基准容量与资料
Sj
=100MVA
K0
=Ubj0=115kV
I
J0=Sj/
√3·U=100/1.732
·115=0.5kA
K1
=Ubj1=37kV
I
J1=Sj/
√3·U=100/1.732
·37=1.56kA
K2=Ubj2=10.5kVI
J2=Sj/
√3·U=100/1.732
·10.5=5.5kA
2010年11月1日邹庄矿提供资料：
南坪220/110/35kV
变电站35kV
母线最大运行方式短路容量800MVA。
南坪220/110/35kV
变电站35kV
母线最小运行方式短路容量524MVA。
南坪220/110/35kV
变电站至邹庄矿35/10kV变电所输电线路长7km（7.06km）
，
LGJ-240mm2导线。
邹庄矿35/10kV
变电所安装两台35/10kV、20000kVA主变
二、邹庄矿35/10kV
变电所的短路整定
系统各电抗标么值：
1）、南坪220kV
变电站35kV
母线前系统：
X1大=1/8=0.125
X
1小=1/5.24
=0.1908
2）、南坪220kV
变电站至邹庄矿35/10kV变电所输电线路：
X2大=XOLSj/
Ub
2
=0.4X7kmX100/37
2
=0.2045
2小
Oj/
b
2
=
0.4X7.06kmX100/37
2
=
0.2063
X
=XLS
U
3）、邹庄矿35/10kV
变电所20000kVA
主变：
X=Uk%Ss
n=
0.08X100/20
=
0.4
3
j/
三、计算各点短路电流
邹庄矿主变35kV
侧：
大方式:
I
×
X
1/0.125+0.2045=3.0349
d1
=1/X
1+
2=
“
=Id1
（3）
=
×
I1
Id1×Ij1=3.0349X1.56=4.734kA
ich1=2.55X4.734=12.073kA
Ich1=1.52X4.734=7.196
kA
sd1
=sb×I
d1
×
=100X3.0349=303.49MVA
sd1
=
√3×I1
“×U=√3×4.734×37=303.37MVA
小方式:
I
×
X
1/0.1908+0.2063=2.518
d1
=1/X
1+
2=
“
=Id1
（3）
=
I
×
j1=2.518X1.56=3.928kA
I1
d1×I
i
I
ch1=2.55X3.928=10.017kA
ch1=1.52X3.928=5.97kA
sd1
=sb×Id1
×
=100X2.518=251.8MVA
s
=√3×I
“
×U√3×3.928×37=251.7MVA
d1
1
=
邹庄矿主变10kV
侧：
大方式:
Id2
×
=1/X1+X2+X3=1/0.125+0.2045+0.4=1.3708
I2
“
=Id2
（3）=I∞（3））=Id2
××Ij2=1.3708×5.5=7.539kA
i
I
ch2=2.55
×I
2
“=2.55
×
7.539=19.225
kA
ch2=1.52
×I
2
“=1.52
×
7.539=11.46
kA
S
=
s
j
×
Id2
×=100×1.3708=137.08MVA
d2
Sd2
=
√3×I
2
“
×U=√3×7.539×10.5=137.1MVA
小方式:
I
×
X
X
1/0.1908+0.2063+0.4=1.2545
d2
=1/X
1+
3=
2+
I2
“
=I
d2
（3）
=
I∞（3））=Id2
××Ij2=1.2545×5.5=6.9kA
i
I
ch2=2.55
×I
2
“=2.55
×6.9=17.595
kA
ch2=1.52
×I
2
“=1.52
×6.9=10.488
kA
d2
=s
j
×
I
d2
×=
100
×1.2545=125.45MVA
S
d2
√3×I
2“
=
×10.5=125.48MVA
S=
×U√3×6.9
四、工广10kV系统电力电缆截面的选择与校验
S
=I
（3）
×√
tj/c
∞
min
10kV铜芯交联聚乙稀电力电缆250C
0C=137
S
I
（3）
×√tj/c=7.539
2
2
min
=
∞
×√0.25/137=27mm
取35mm
10kV铝芯交联聚乙稀电力电缆200C
0C=77
S
I
（3）
×√tj/c=7.539
2
2
min
=
∞
×√0.25/77=48mm
取70mm
10kV铜芯油浸纸绝缘电力电缆250C
0C=153
S
I
（3）
×√tj/c=7.539
2
2
min
=
∞
×√0.25/153=25mm
取35mm
10kV铝芯油浸纸绝缘电力电缆200C
0C=88
Smin=I
（3）
×√tj/c=7.539
2
取70
2
∞
×√0.25/88=43mm
mm
I
∞（3）----三相短路电流稳定时周期分量的有效值
tj
----
短路电流的假想时间
0
C----短路时导体允许最高温度
c
----
电缆的热稳定常数
邹庄矿35/10kV变电所保护整定计算
一
、20000kVA
主变二次谐波比率差动保护
已知35kV侧母线三相短路电流：
大I
（3）
小
（3）
=3.928
kA
d1
=4.734kA
Id1
已知10kV侧母线三相短路电流：
大I
（3）
=I∞
（3）
小
（3）
=6.9kA
d2
=7.539kA
Id2
10kV
侧三相短路电流归算到35kV
侧:
大I
（3）
=7.539
×10.5
÷37=2139A
d2
小I
（3）
=6.9×10.5÷37=1958A
d2
10kV
侧最小两相短路电流归算到35kV侧:
小I
d2
（2）=√3/2X6.9×10.5÷37=1696A
1、计算变压器各侧一次电流、选择CT变比、确定各侧二次额定电流
35/10kV、20000kVA主变二次谐波比率差动保护
额定电压
35kV
10.5kV
20000KVA
20000KVA÷√3÷35
20000KVA÷√3÷
主变额定电流
=330A=Ied
10.5=1100A=Ied
电流互感器接线方式
星型
星型
20000KVA主变
330/5A
2000/5A
电流互感器计算变比
取500A/5A=100
取2000/5=400
电流互感器二次回路
330A/100=3.3A
1100÷400=2.75A
额定电流
由于35kV侧电流互感器的二次回路额定电流3.3A大于10kV侧的2.75
A，
所以整定计算以35kV侧为基本侧。
2、计算保护装置35kV侧的一次动作电流：
（1）躲过变压器励磁涌流条件
Idz=Kk×Ied=1.3×330A=429A
（2）躲过外部故障最大不平衡电流条件
Idz=Kk（Kfz·fj＋△U＋△f）Id（3）max
=1.3（1×0.1＋0.05＋0.05）×2139A=556.14A（3）躲过电流互感器二次回路断线条件
I
dz=1.3
×
I
ed=1.3
×330A=429A
取以上三者中的最大者。
按躲过外部故障最大不平衡电流条件，选用35kV侧一次动作电流为
Idz=556.14A
3、确定差动速断动作电流
按躲过外部故障最大不平衡电流条件，选用35kV侧一次动作电流为
Idz=556.14A
计算基本侧（35kV）侧的二次动作电流
I
dzj
=
K
I
dz/K=556.14/100=5.56A
jx
·
K=500/5=100
变比
4、
差电流
Id=【Ii－Ih】=【2.75
－3.3】=0.55
和电流
Is=【Ii＋Ih】=【2.75
＋3.3】=6.05
I
I
h----
i----
35kV侧I
10kV侧I
e
e
5、
a、速断差动动作判剧为
Idzj
＞I
dset1
Idset1----
速断差动定值。
应能躲过外部故障最大不平衡电流，一般取
6
～
8
倍额定电流
I
=K
I
K=
dzj
jx·
dz/
556.14/100=5.56A
速断差动定值取：
Idset1
取5.5A
b、比率差动动作判剧为
Id＞Idset2
、Id＞Kx·Is
Idset2----
差动门滥定值。
应能躲过变压器最大负荷情况下的不平衡电流，
一般取0.2
～1.6
倍额定电流0.7×3.3=2.31A
取2.4A
K
制动系数K
x
=0.25～0.8
、
取0.5较好
x----
c、制动门滥定值。
Izd0=1.1
～2×Ie=1.1
×3.3=3.63A
取3.8A
二、主变35kV
侧带时限过电流保护（互感器为星型接线500/5）
保护装置的动作电流应避开可能出现的最大过负荷电流：
I
dzj
=K
jx·
K
k
·K
I
ed÷
K
n
i
gh·
f÷
=1×1.2×1.3×330A÷0.85÷100=6.06A
取6.2A
Kjx-----
接线系数1
K-----
可靠系数1.2
k
Kgh-----
过负荷系数1.3
Ied-----
主变高压侧额定电流
K
-----
继电器返回系数，取0.85
f
ni
-----
电流互感器变比500/5=100
灵敏系数：
K
I
d2
（2）/
n
i
I
dzj=1696
÷100÷6.2A=2.735
＞1.5
m=
·
10kV
侧最小两相短路电流归算到35kV
侧:
小Id2
（2）=√3/2X6.9×10.5÷37=1696A
动作时限应与上下级保护动作时限配合，本设计取1秒。
上级变电站过流保护时限按1.5秒。
三、主变35kV侧电流速断保护
保护装置的动作电流应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路
电流：
Idzj
=Kjx
·Kk·Id2
（3）÷ni=1.2×2139÷100=25.67取13A
10kV
侧三相短路电流归算到35kV
侧:
（3）
大Id2=7.539×10.5÷37=2139A
灵敏系数：
Km=0.866
Id1
（3）/ni·Idzj
=0.866
×3928÷100÷13A=2.616＞2
已知35kV
侧母线三相短路电流：
大I
（3）
=4.734
kA
小Id1
（3）
d1
=3.928kA
四、
主变35kV
侧过负荷保护
应躲过变压器额定电流：
Idzj=Kk·Ied÷Kf÷ni=1.1×330A÷100=3.63A
取3.7A
动作时限应躲过允许的短时工作过负荷时间，一般取9～15秒，本设计
取9秒。
35kV母联断路器速断保护
I
dzj
=
I
d1
（2）÷
K÷n
=
√3/2X3.928
÷2÷120=14.17A
取10A
m
i
K
I
d1
（2）÷
I
dzj
÷
n
i=√3/2X
3928÷10÷120=2.834
≥2
m=
K----
灵敏系数2.834
≥2
m
ni----
母联电流互感器变比600/5A
35kV
母线最小两相短路电流:
（2）
Id1=√3/2·3.928A
断路器合闸后保护自动退出。
10kV系统保护整定
一、10kV母联断路器速断保护
Idzj
=I
d2
（2）
÷Km÷ni=√3/2X6900÷2÷400=7.47A
取5A
K
=
I
d2
（2）÷
I
dzj÷
n
i=√3/2X6900
÷5÷400=2.99
≥2
m
K----
灵敏系数2.99
≥2
m
ni----
电流互感器变比2000/5A
10kV
母线最小两相短路电流:
（2）
Id2=√3/2X6900A
断路器合闸后保护自动退出。
二、35/10kV变电所附设动力变压器Sb=800kVAL=40m
X=X0
·
L
·
Sj/Ub
2
=0.08X0.04kmX100/10.5
2
=0.0029
7
大方式:
Id2
×=1/（X1+X2+X3+X7）=1/（0.125+0.2045+0.4+0.0029）=
1.3654
I
2
“=I
d2
（3）=
I∞（3）
）=I
d2
××Ij2=1.3654
×5.5=7.51kA
小方式:
I
d2
=1/（
X
X
X
X
1/（0.1908+0.2063+0.4+0.0029）=1.25
×
1+
2+
3+
7）=
I
2
“
=I
d2
（3）=
I∞（3）
=I
d2
××Ij2=1.25×5.5=6.875kA
已知K3最大短路容量为136.54MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123
可得出800kVA变压器低压侧短路电流为20.43kA。
折到10kV
侧为：
Ik4maxk3
=20.43kA
×0.4kV
÷10.5kV=778A
1）、电流速断保护
Idzj
=Kjx·Kk·Ik4maxk3/
ni=
1×1.2×778÷15=62.24A取40A
K
接线系数
相上为1
；相差为√3
jx----
Kk----
可靠系数
DL
取1.2
；GL
取1.4
ni----
电流互感器变比75/5A
灵敏系数：
m=
I
k3min
（2）/
n
i·
I
dzj=√3÷2×6875÷15÷40A=9.9＞2
K
2）、带时限过电流保护
S=0.5
秒
保护装置的动作电流应避开可能出现的最大过负荷电流：
Idzj=Kjx·Kk·Kgh
·Ied÷Kf÷ni
=1×1.2×1.3×46.2A
÷0.85
÷15=5.65A
取5.8A
Kk----
可靠系数
1.2
K
过负荷系数
1.3
gh----
Ied----
变压器一次额定电流=46.2A
K----
继电器返回系数，取0.85
f
ni----电流互感器变比75/5A
已知K3最小短路容量为125MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得出800kVA变压器低压侧短路电流为20.26kA。
折到10kV侧为：
Ik4mink3=20.26kA×0.4kV÷10.5kV=772A
灵敏系数：
K=I
k4mink3
（2）
/n
i
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