【正文】 共 50 頁 第二部分 設(shè)計計算書 6. 短路電流計算 參數(shù)的計算 （取 BS =100MVA， BU = avU ） 主變壓器的容量為 1NS = 2NS =150000kVA， 3NS =75000kVA； 阻抗電壓百分比為)21(?KU %=， )31(?KU %=24， )32( ?KU %=； 220kV電壓等級短路時，系統(tǒng)提供的短路電流為 ；則 1KU %=21 [ )21(?KU %+ )31(?KU %— )32( ?KU %]=21 （ +24— ） = 2KU %=21 [ )21(?KU %+ )32( ?KU %— )31(?KU %]=21 （ +— 24） =0 3KU %=21 [ )31(?KU %+ )32( ?KU %— )21(?KU %]=21 （ 24+— 24） = kS = BkUI3 = )( M V A??? 系統(tǒng)的等值電路圖如下： 系統(tǒng)22011010 各元件的參數(shù)如下：（元件的參數(shù)均采用標(biāo)幺值，為方便省去 *） ??? kBSSX 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 50 頁 100%12 KUX ? NBSS?= ?? 100%23 KUX ? NBSS?=0 100%34 KUX ? NBSS?= ?? 短路點(diǎn)的選定和計算 1K 點(diǎn)短路 原始資料中已給出 I =，則 2 1 .8 2 1 .8 5 .3 9 1 3 .7 2shi I k A? ? ? ? ? ? ? 2K 點(diǎn)短路 由于變壓器低壓側(cè)全部為負(fù)荷， 2K 點(diǎn)短路時不提供短路電流，所以變壓器低壓繞組4X 與 2K 點(diǎn)短路電流計算無關(guān)，故可略去，等值電路圖如下： 系統(tǒng)系統(tǒng)220 110 5 2 3 0 X X? ? ? ? ? 516 ?????? XXX 由系統(tǒng)提供的短路電流 11 6* ??? XI 電流基準(zhǔn)值 100 0 .5 0 ( )3 3 1 1 5BB BSI k AU? ? ?? 2K 點(diǎn)的短路電流為 I =I? = * 1 0 .3 1 0 .5 5 .1 7 ( )BI I kA? ? ? ? 短路沖擊電流為 2 1. 8 2 1. 8 5. 17 13 .1 6( )shi I k A? ? ? ? ? ? ? 3K 點(diǎn)短路 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 共 50 頁 等值電路圖如下： 110220 系統(tǒng)系統(tǒng)10 4217 ????????? XXXX 由系統(tǒng)提供的短路電流 8 11 7* ??? XI 電流基準(zhǔn)值 100 5 . 5 ( )3 3 1 0 . 5BB BSI k AU? ? ?? 2K 點(diǎn)的短路電流為 I =I? = * 8 5. 5 44 ( )BI I kA? ? ? ? 短路沖擊電流為 2 1. 8 2 1. 8 44 11 2( )shi I k A? ? ? ? ? ? ? 短路電流計算結(jié)果 ( ),100 avBB UUM V AS ?? 表 61 短路編號 短路位置 短路電流 I =I? （ kA） 沖擊電流 shi （ kA） 基準(zhǔn)電壓 BU （ kV） 1K 220kV母線 230 2K 110kV母線 115 3K 10kV母線 44 112 7. 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 220kV 側(cè)電氣設(shè)備 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 50 頁 斷路器 ① 選型 流過斷路器的最大長期工作電流m a x 1501 . 0 5 1 . 0 5 4 1 3 ( )3 3 2 2 0N NSIAU? ? ? ? ??? 根據(jù) 220SNNU U kV?? ， AII N 413m ax ?? 初選斷路器型號為 LW― 220，具體參數(shù)如下： 表 71 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 額定開斷電流（ kA，有效值 額定動穩(wěn)定電流（ kA，有效值） 4s 熱穩(wěn)定電流（ kA，有效值） 分閘時間（ ms） LW― 220 220 1600 40 80 40 40? ② 校核切斷能力 短路切斷時間 )( sttt inp rlbr ????? ，所以不計非周期分量的影響 5 .3 9 4 0kt brI I KA I kA? ? ? ?，滿足條件 ③ 校驗(yàn) 動穩(wěn)定 m a 80shi kA i kA? ? ?，滿足動穩(wěn)定 ④ 校驗(yàn) 熱穩(wěn)定 短路熱穩(wěn)定時間 sttt abprk ??????? ，所以不計非周期分量產(chǎn)生的熱效應(yīng) 2 2 2 2 2 21 ( 1 0 ) 5 . 3 9 1 . 0 8 3 1 . 3 8 ( )12K n p k kQ Q I I I t I t k A s? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 240 4 6400( )tI t kA s? ? ? ? ? tIQ tk ?? 2 ，滿足熱穩(wěn)定 隔離開關(guān) 需選用 3 種型號的隔離開關(guān)，分別是母線側(cè)隔離開關(guān)不帶接地刀閘和帶 1 個接地刀閘，線路側(cè)以及變壓器側(cè)隔離開關(guān)帶 2 個接地刀閘。用于反應(yīng)變壓器各側(cè)繞組的過負(fù)荷。 本變電站的主變相間故障后備保護(hù)裝于低壓側(cè)和電源側(cè)。重瓦斯動作于跳閘，輕瓦斯只動作于信號。經(jīng)放電間隙接地時，應(yīng)增設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序電流電壓保護(hù)。配置兩段式零序過電流保護(hù)，每段各帶兩個時限。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 共 50 頁 接地 故障后備保護(hù) 110kV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)連接的 降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器應(yīng)裝設(shè)接地短路后備保護(hù)。選擇的順序是：過電流保護(hù)、復(fù)合電壓 （負(fù)序電壓和線間電壓）啟動的過電流保護(hù)、復(fù)合電流保護(hù)（負(fù)序電流和單相式電壓啟動的過電流保護(hù)）。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 50 頁 縱差動 保護(hù) 220kV變壓器的縱差動保護(hù)應(yīng)滿足以下要求： ? 縱差動保護(hù)應(yīng)反應(yīng)保護(hù)區(qū)內(nèi)各種短路故障，動作速度快，一般動作時間不應(yīng)大于30ms。 ? 變壓器應(yīng)裝設(shè)下列輔助保護(hù)： ① 冷卻系統(tǒng)故障、油溫升高超過允許值時，應(yīng)動作于信號或跳閘。縱聯(lián)差動保護(hù)應(yīng)瞬時動作并跳開變壓器的各側(cè)斷路器。對外部故障引起的過電流應(yīng)裝設(shè)保護(hù)，延時切除變壓器。 ? 變壓器油質(zhì)不正常，主要 表現(xiàn)在含水量超過規(guī)定值，可燃性氣體超過規(guī)定值以及其他化學(xué)成分的比例超過規(guī)定值等。 ? 中性點(diǎn)直接接地繞組的單相短路。 ② 校驗(yàn)熱穩(wěn)定 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 50 頁 滿足熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)體最小截面積 ? ?2m in 1 mmQKCS Kf?，只需實(shí)際選用的導(dǎo)體截面積 minSS? ，導(dǎo)體便是熱穩(wěn)定的。 硬導(dǎo)體截面常用的有矩形、槽形和管形 。無功功率補(bǔ)償裝置一般都接在降壓變壓器的低壓側(cè)。 為了減少 輸送無功功率造成的電能損失，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對電力系統(tǒng)的無功功率盡可能做到就地平衡。 ? 變壓器的中性點(diǎn)為分級絕緣，且裝有隔離開關(guān)，可接地或不接地運(yùn)行，裝設(shè)避雷器。 熔斷器 保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器，一般選用 2RN 型，其額定電壓應(yīng)高于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓（但限流式只能電網(wǎng)電壓），額定電流通常均為 ，其開斷電流 brI 應(yīng)滿足 brII? 。 10kV 側(cè)每段母線上裝設(shè)一組電磁式電壓互感器，分別有 2 個二次繞組， 1 個二次繞組接成星形，為保護(hù)、測量表計和同期提供二次電壓，剩余繞組接成開口三角形，供接地保護(hù)用。 110kV 出線的電流互感器要帶有 5 個二次繞組，其中 2 個供線路或變壓器保護(hù)用， 1 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 50 頁 個供母線保護(hù)用， 1 個供失靈和故障錄波用， 1 個供測量用。 具體設(shè)備的選擇 各高壓電器的一般技術(shù)條件如下 表所示： 表 41 設(shè)備名稱 額定電壓 額定電流 額定開斷電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 斷路器 √ √ √ √ √ 隔離開關(guān) √ √ √ √ 電流互感器 √ √ √ √ 電壓互感器 √ 熔斷器 √ √ √ 絕緣子 √ √ 避雷器 √ √ 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 50 頁 本設(shè)計要求選擇的設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、互感器、熔斷器、絕緣子、避雷器等。而在實(shí)際運(yùn)行中，周圍環(huán)境溫度直接影響電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度，所以電氣設(shè)備的額定電流必須經(jīng)過溫度修正。 NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即 maxIIN ? 由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的maxI 應(yīng) 為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器的額定電流 的 倍；若變壓器有 可能過負(fù)荷運(yùn)行時， maxI 應(yīng)按過負(fù)荷確定（ ～ 2 倍變壓器額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機(jī)或變壓器的 maxI ；母線分段電抗器 maxI 應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機(jī)跳閘時，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機(jī)額定電流的 50%～ 80%；出線回路的 maxI 除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時有其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷 。繼電保護(hù)裝置的整定和斷路器的選擇，也需要準(zhǔn)確的短路電流數(shù)據(jù)。 110kV 雙母線接線 可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線的隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)相連的該組母線，其它線路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行 。 ? 在確定變 電所主接線時要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。對大容量發(fā)電廠和變電站，在可能和允許條件下，應(yīng)采用一次設(shè)計，分期投