220kv张场短路计算及设备选择Word文件下载.docx

1、 U j =230kV2. 主变压器三侧阻抗标幺值分别为: UdI%=1/2 （UdI-II% + UdI-III% - UdII-III%） =1/2 （14+23-8） = 14.5 UdII%= 1/2（UdI-II% + UdII-III% - UdI-III%） = 1/2 （14+8-23） = -0.5 UdIII% = 1/2 （UdI-III% + UdII-III% -UdI-II% ） = 1/2 （23+8-14） = 8.5于是标幺值为:XI* = 14.5% 100/180 = 0.081 XII* = -0.5% 100/180 0 XIII* = 8.5% 10

2、0/180 = 0.0473.系统接线图4.等值阻抗图基准容量为:采用Y/变换简化等值阻抗图，简化后的等值阻抗图为：5.短路电流计算:（1） K1点短路:X K1* =0.0092538 S K1 =100 （1/0.0092538）=10806.4 （MVA） IK1 =IJ/ X K1*= （ S J / 3 U JX1 ） /XK1* = 100/ （3 230 ） /0.0092538=27.127（kA） Ich1 =2KchI K1=2.55 IK1 =2.5527.127 =69.17（kA）（2） K2 点短路:X K2* = 0.0092538+0.081/3 = 0.036

3、3 S K2 =100 （1/ 0.0363）=2724.8 （MVA） IK2 = IJ/ X K2*= （ S J / 3 U JX2 ） /XK2*115 ） / 0.0367=13.68（kA） Ich2 =2.55 IK2 =2.5513.68= 34.88 （kA） （3） K3点短路 （三台主变分裂运行） X K3* =0.0092538+（0.081/3+0.047） = 0.0832 S K3 =100 （1/ 0.0832） = 1201.15（MVA） IK3 = IJ/ X K3*= （ S J / 3 U JX3 ） /XK3*37） / 0.0832=18.755（

4、kA） Ich3 =2.55 IK3 =2.5518.755=47.83 （kA） （4） K3点短路 （两台主变并列运行） X K3* =0.0092538+（0.081/3+0.047/2） = 0.06（1/ 0.06） = 1666.6 （MVA） IK3 = IJ/ X K3*= （ S J / 3 U JX3 ） /XK3* 37） /0.06=26.01（kA）26.01=66.32（kA）（5）. K3点短路 （三台主变并列运行） X K3* =0.0092538+（0.081/3+0.047/3） = 0.0524（1/ 0.0524） = 1908.4 （MVA） IK3

5、= IJ/ X K3*= （ S J / 3 U JX3 ） /XK3* ）37） /0.0524=29.78（kA）29.78 =75.94（kA） 6.短路容量,短路电流,冲击电流一览表短路点短路容量（MVA）短路电流（kA）冲击电流（kA）K110806.427.12769.17K22724.813.6834.88K3（三台主变分列）1201.1518.75547.83K3（两台主变并列）1666.626.0166.32K3（三台主变并列）1908.429.7875.94本计算书按照选用普通阻抗变压器，35kV侧两台并列运行考虑进行设备选择。二. 设备选择中短路电流假想时间t j s 的

6、确定：1. 选择电器时计算时间t j s的确定：（1）.热稳定持续时间tjs：（见：导体和电器选择设计技术规定第5.0.13条规定“对电器宜采用后备保护动作时间加相应断路器的开断时间”） tjs= tb+tfd 注：tjs 热稳定持续时间（s） tb 后备保护动作时间（s）（后备保护全部按照有延时整定计算） tfd 断路器开断时间（s） t b 220 kV：3s 110kV：3.6s 35kV：2.4s t f d 220kV GIS：0.05s（见通用设备2009年版P150） 110kV GIS：0.06s（见通用设备2009年版P164） VD4，HD4：0.06s所以：220kV：t

7、js=3+0.03=3.05s110kV：tjs=3.6+0.04=3.66s35kV：tjs=2.4+0.06=2.46s2、计算导体时t js的确定：根据 导体和电器选择设计技术规定第5.0.13条规定“对导体（不包括电缆），宜采用主保护动作时间加相应断路器开断时间”及电力工程电气设计手册 电气一次部分P233表6-5得： 220kV： tjs=0.1s 110kV： 35kV： tjs=0.15s三 . 高压电器设备选择：1. 高压断路器 （1）.220kV侧： S K1 =10321.5 （MVA）； IK1 =25.91 （kA）； Ich1 = 66.07 （kA）；t js =

8、3.05 （s ） ;故：选用GIS 组合电器，220kV GIS最高电压为252kV。 断路器技术参数为： 额定电流：3150A 额定开断电流：50kA 额定短时耐受电流：50kA（3s） 额定峰值耐受电流：125 kA 制造厂保证的最高工作电压为 U z d = 252 kV 回路的工作电压为：U g =220 kV 所以：U z d U g 设备的额定电流 ：e = 3150A 回路的持续工作电流： 主变:bg1.05180000（3230）474.4 （A） 母线电流考虑母线穿越功率900MVA: 母联:mg900000（3230）2259.2（A）线路采用2 LGJ-400 导线，持

9、续极限输送电流为：Ixg = 2845A 1690A e g 设备额定断流容量 S d n32205019052.56 （MVA） 短路容量 k110321.5MVA d nk1 动稳定校验 : 设备极限通过电流 （峰值） g f 125 kA 回路中可能发生的三相短路电流最大冲击值c h 166.07 kA g fc h 1 热稳定校验 : 由短路的热稳定条件，及短路电流引起的热效应，得 25.9126.13（kA） It=50 kA 注 : - 回路中可能通过的最大稳态短路电流 （kA） ; t - t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA） - 热稳定电流允许的作用时间 （s） ; *

10、 以上校验均满足要求（2）.110kV侧： S K2 =2724.8 MVA； IK2 =13.68 （kA）； Ich2 =34.88 （kA）； t j s = 3.66 s；选用 GIS 组合电器，110kV GIS最高电压为126 kV。2000 A40kA40kA（3s）100kA 制造厂保证的最高工作电压 z d 126 kV 回路工作电压 g 110 kV z dg 设备额定电流 e 2000A 回路持续工作电流b g 1.05121）901.8 （A） 所以: e b g 设备额定断流容量 d n3110407621 （MVA） 短路容量 k 2 2724.8MVA dnk2

11、动稳定校验 : 设备极限通过电流 （峰值） g f 100 kA 回路中可能发生的三相短路电流最大冲击值 c h 2 34.88 kA g fch2 热稳定校验 :13.6815.11（kA） 40 kA - 热稳定电流允许的作用时间 （s） ; * 以上校验均满足要求 . （3） 35 kV 主变进线: 中置式开关柜（两台主变并列） k3 1666.6MVA ; k326.01 kA ; ch366.32kA ;js 2.46 s 故: 选 VD4 型断路器 : 2500 A ;31.5kA ; 31.5kA （4s） ;80kA 制造厂保证的最高工作电压 zd 40.5 kV 回路工作电压

12、 g 38.5 kV zd g 设备额定电流 e 2500 A 回路持续工作电流g： 主变: bg 1.051800000.5（338.5） 1417.17 （A） g e 设备额定断流容量 dn 33531.5 = 1909.6 MVA 短路容量 k31666.6MVA dn k3 设备极限通过电流 （峰值） gf 80 kA 回路中可能发生的三相短路电流最大冲击值 ch66.32 kA gf ch26.01 20.99（kA） 31.5kA（4） 35 kV电容器、站用变及出线柜：中置式开关柜 k326.01kA ; ch368.32kA ; 母联侧选 HD4 型SF6断路器 : 线路侧选

13、VD4型真空断路器： 1250 A ; 31.5kA ; 31.5 kA （4s） ;80kA 回路工作电压 g 38.5kV zd g 设备额定电流 e 1250 A 35kV出线最大负荷应不会超过1250A；站用变，Izybg=（A） 3根据系统提供，变电站内规划安装无功补偿电容器910Mvar，本期安装610Mvar；于是35kV电容器回路工作电流为 e g 31.5= 1909.6 MVA 短路容量 k31666.6 MVA dn k3 设备极限通过电流 （峰值） gf 80kA ch368.32 kA gfch20.4（kA） 31.5 kA - 热稳定电流允许的作用时间 （s） ;

14、2. 高压隔离开关 :（1）.220kV侧：采用GIS组合电器， 选其参数为 :3150 A ; 50 kA（3s）;125kA 校验同断路器满足要求采用 GIS 组合电器，选其参数为 :2000 A ; 40kA（3s）;100kA （4） 220 kV 主变中性点隔离开关选 GW 13 126W 型 其参数为 : 额定电流 630 A 额定动稳定电流 （峰值） 50 kA 4s 额定热稳定电流 （有效值） 20 kA （5） 110 kV 主变中性点隔离开关选 GW 13 72.5W 型、 其参数为 :3. 电流互感器 : （1） 220 kV 侧 : 由前计算知：主变回路：bg = 47

15、4.4A；母联：230）2259.2（A）；线路： 采用GIS 线路间隔CT选择： 160032005A 0.2s0.2s，5P305P30;主变间隔CT选择：0.2s0.2s0.2s，5P305P30 保护级和计量级均选用：8001600/5A母联间隔CT选择：160032005 A 5P305P30，0.2s0.2s （2） 110 kV 侧 :由前计算知 : 主变回路 bg901.8 A；线路回路：Ixg=845A主变进线间隔CT选择：0.2S / 0.2S ;5P30 / 5P30 保护级选 12002000 5 A 计量级选 12002000 5 A ; 出线间隔CT选择： 0.2S

16、 / 5P30；或者0.2S/0.2S/5P30保护级选 12002000 5 A 计量级选 8002000 5 A ; 母联间隔CT选择：0.2s/5P30；12002000/5A 校验同断路器满足要求。 （3） 35 kV 侧 : 1） 主变进线选 :25005 A；5P20/ 5P20/5P20/0.2s/0.2s分段选： 2500/ 5A 5P20/5P20/0.5s2） 出线及电容器 : 选/5P20/5P20/0.5s/0.2s保护级8005 A，1500/5A；计量级400800/5 A，400800/5 A （4） 主变三侧 CT 选择 : 差动保护 CT 的计算 :220 k

17、V 侧110 kV 侧35kV 侧额定电流1.05230）121）0.538.5）结线方式CT结线方式YCT一次电流180000/（3230） 474.4 （A）121） 901.8 （A）38.5） 1417.17（A）CT 的变比120020005 A2500 / 5 ACT二次电流474.4（8005） 2.97（A）901.8（12005） 3.76 （A）1417.17（25005）2.834 （A）4. 35 kV 侧屋内配电装置穿墙套管 : （1） 主变进线间隔穿墙套管 : 选 CG3-40.52000 A 设备额定电流 e 2500 A 回路持续工作电流: bg1417.17A

18、 动稳定校验 : 按短路动稳定校验 , 要求 : P 0.6Pxu Pxu - 穿墙套管的抗弯破坏负荷 （N） ; P - 在短路时作用于穿墙套管的力 （N） ; 计算跨中的力 : F1.7610-1ch2 pa （N） ; 式中 : lp（l1l2）2 ; a - 相间距 （mm） 其中 : l1 - 支柱绝缘子与穿墙套管的距离 （mm） , 取 l 1500 mm ; L2 - 穿墙套管的总长 （mm） , 取 l 1370 mm ; F1.76ch2 （1 2 ）2a （N） 1.7668.2532 （15001370）2500 2353.09（N） 于是水平布置 : P KfF 123

19、53.092353.09 （N） Kf 1 （ 参见新版电力工程电气设计手册电气一次部分 P256 表 6 - 41 ） 而 : 0.6Pxu0.68 4.8 （kN） P 0.6Pxu ; 满足要求 热稳定校验 :20.4（kA） 30 kA 5. 电压互感器 : 不再计算 , 参考典型设计或其他工程可选为 : 220 kV 侧 : 选GIS ，其参数为 : 220/0.1/0.1 kV 110 kV 侧 : 选GIS , 其参数为 : 110/ 35 kV 侧 : 选中置式开关柜 , 其参数为 : 35/0.1/3 kV6. 避雷器 : 不再计算 , 依据（新版）电力工程电气设计手册电气一

20、次部分P251表6-36及参考典型设计或其他工程可选为 ： 220 kV 侧 : 选 Y10W 204532W 型 , 其参数为 : 避雷器额定电压 （有效值） : 204kV ; 系统的额定电压 （有效值） : 220 kV ; 避雷器持续运行电压 （有效值） : 159 kV ; 主变中性点 : 选 YH1.5WN1-144/320 型 , 其参数为 : 144 kV ; 选与110kV GIS配套的避雷器 , 其参数为 : 102kV ; 110 kV ; 79.6 kV ; 选YH1.5WN1 -72/186型 , 其参数为 : 72 kV ; 35kV 侧 : 选51/134kV 5

21、kA , 其参数为 : 51 kV ; 35 kV ; 44 kV ;四.导体选择 :1. 220 kV 侧 : （1） 主母线 : 由前计算知 : bg 474.4 A ; mg 2259.2（A） 按220kV配电装置进出线布置, 母线按最大穿越功率计算. 采用GIS 额定电流选择 3150A（2） 主变进线 : 1） 按经济电流密度选择 : bg 474.4A ; 取最大年负荷利用小时 Tzd 4000 （h）；, 取 j 1.26（Amm ） （ 见 （新版）电力工程电气设计手册电气一次部分 P377 图8-30 ） 于是 : SjIgj474.41.26376.5（mm2 ） 故选 LGJ 400/50 型 2） 按短路热稳定校验 : 导体短路前的导体温度（即在额定负荷下的工作温度）：（下式同电缆的短路热稳定校验中计算导体短路前的导体温度相同，见（新版）电力工程电气设计手册电气一次部分P936937式17-5） = 0 + （Y 0）（I gmax