【文章內容簡介】 路電流有著密切的關系，其最大允許通過電流、安全凈距的滿足都是建立在短路電流計算的結果上的。 （ 3）選擇繼電保護裝置和進行整定計算。 繼電保護裝置的選型和整定，主要依據(jù)短路計算的結果，所以短路計算是必不可少的。 （ 4） 選擇有效的限流措施。 進行短路電流計算的 基本條件 （ 1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 （ 2）所有電源電動勢相位角相同。 （ 3）短路瞬間短路電流最大。 （ 4）母線電抗忽略不計。 短路點的選擇 （ 1） 110kV和 35kV 高壓母線上發(fā)生短路： D D2。 （ 2） 10kV 母線側發(fā)生短路： D3。 系統(tǒng)各元件電抗標幺值的計算： 表 51 110kV各線路的阻值 長度 （ kM） 正序阻抗 )1(r（ Mk/? ） 正序電抗 )1(x（ Mk/? ） 零序阻抗 )0(r（ Mk/? ） 零序電抗 )0(x（ Mk/? ） 靜碩線 山靜線 老 靜 巴線 新 靜 巴 新疆大學畢業(yè)論文（設計） 110 千伏變電站設計 １５ 線 基準容量選 取 30MVA，基準電壓為各級 Uav。 發(fā)電機的正序電抗： XG（ 1） *=Xd＂ SBcosф /P= 30 247。 50= 發(fā)電機的負序電抗為： XG（ 2） *=（ 1） = = 110kV 側線路末端系統(tǒng)的短路容量為：Ⅰ段 47160kVA，Ⅱ段 143008kVA，所以， X1=SB/S=30/=， X2=SB/S=30/143=。 110kV 線路的電抗標幺值： 04 4 2239。)110(1*?????BBl U SlxX 靜 2239。)110(1*????BBL U SlxX 山 04 3 2239。)110(1*?????BBl U SlxX 老 0 4 23 2239。)110(1*?????BBl U SlxX 新 35kV 側線路電抗標幺值： 35kV 側線路末端的短路容量為 ，系統(tǒng)短路容量的標幺值等于等值電抗標幺值的倒數(shù)。 所以 X=SB/S=。 10kV 側線路電抗標幺值： Ⅰ段線路末端的短路容量為： ，Ⅱ段線路末端的短路容量為：33581kVA。所以 X3=SB/S=， X4 =SB/S=。 2主變的電抗標幺值： Us（ 12） %=%， Us（ 13） %=18%， Us（ 23） %=% Us1%=1/2（ Us（ 12） + Us（ 13） Us（ 23） ） =（ +） %=11%； Us2%=1/2（ Us（ 12） + Us（ 23） Us（ 13） ） =（ +） %=%； Us3%=1/2（ Us（ 13） + Us（ 23） Us（ 12） ） =（ 18+） %=7%； 又由NBs SSUX %? ，所以， XS1*=11% 30/20=， XS2* =， XS3* =% 30/20=。 根據(jù)網(wǎng)絡，最大運行方式下，計算 110kV 母線、 35kV 母線、 10kV 母線短路時的電流，計算如下： ① D1 點短路， 新疆大學畢業(yè)論文（設計） 110 千伏變電站設計 １６ X17=X7||X8= （ +） =； X18=（ X11+X14） ||（ X12+X15） ||（ X13+X16） =； X19=X2||X5=； X20=X3||X6=； X21=X9||X10=； X22=X1+X19=； X23=X4||X20=； X24=X22||（ X23+X17） =； X∑ =X18||（ X21+X24） =； I*=1/ X∑ =； 所以，短路電流有名值為： (a) (b) (c) (d) (e) X ∑ (f) I＇ =I*Sj/ 3 Uav= 沖擊電流： ich= 2 = 最大電流有效值： Ich= = 短路容量： S＇ = 3 115= ② D2 點短路， X17=X7||X8= （ +） =； 新疆大學畢業(yè)論文（設計） 110 千伏變電站設計 １７ X18=（ X11+X14） ||（ X12+X15） ||（ X13+X16） =； X19=X2||X5=； X20=X3||X6=； X21=X9||X10=； X22=X4||X20+X17=； X∑ =X19+X22||（ X18+X21） =； I*=1/ X∑ = (a) (b) X ∑ (c) (d) (e) 所以，短路電流有名值為： I＇ =I*Sj/ 3 Uav= 沖擊電流： ich= 2 = 最大電流有效值： Ich= = 短路容量： S＇ = 3 37= ③ D3 電短路， X17=X7||X8= （ +） =； X18=（ X11+X14） ||（ X12+X15） ||（ X13+X16） =； X19=X2||X5=； X20=X3||X6=； X21=X9||X10=； X22=（ X1+X19） ||（ X18+X21） = X∑ =X4||（ X22+X20） = I*=1/ X∑ = 新疆大學畢業(yè)論文（設計） 110 千伏變電站設計 １８ (a) (b) (c) (d) X ∑ (e) 所以，短路電流有名值為： I＇ =I*Sj/ 3 Uav= 沖擊電流： ich= 2 = 最大電流有效值： Ich= = 短路容量： S＇ = 3 11= 新疆大學畢業(yè)論文（設計） 110 千伏變電站設計 １９ 6 主要電氣設備選擇 導體和電氣設備的選擇是電氣設計的主要內容之一。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用個工作條件不一樣，具體的選擇方法也不完全相同。但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設備要能可靠地工作， 必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 （ 1）按正常工作條件選擇電氣設備： ① 額定電壓 電氣設備所在電網(wǎng)的運行電壓因調壓或負荷的變化，有時會高于電網(wǎng)額定電壓，故所選電氣設備允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。按規(guī)定，一般電氣允許的最高工作電壓為設備額定電壓的 倍，而電氣設備所在電網(wǎng)的運行電壓波動，不能超過電網(wǎng)額定電壓的 倍。因此，在選擇過程中，電氣設備的額定電壓 UN不得低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 UNs，即 ： UN?UNs。 ② 額定電流 電氣設備的額定電 流 IN 是指在額定環(huán)境溫度 ? 0下，電氣設備的長期允許電流。且 IN 不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax，即 ： IN?Imax。 由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，所以其相應回路的 Imax 為發(fā)電機、調相機和變壓器的額定電流的 倍；若變壓器有可能過負荷運行， Imax 要按過負荷確定（ 倍變壓器額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的 Imax； 出線回路的 Imax 還必須在此基礎上另外考慮事故時由其他回路轉移過來的負荷。 ③ 設備選擇注意的環(huán)境條件 電氣設備安裝地點的環(huán)境（尤其是小環(huán)境）條件如溫度、風速、污染等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等，當其超過一般電氣設備的使用條件時，要在選擇時加以考慮或采取適當措施。 對于 110kV 及以下電氣設備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔 2020m 以下使用。我國生產(chǎn)的電氣設備一般使用的額定環(huán)境溫度 ? 0=+40℃。此外，還應按電氣設備裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電 器進行種類（屋內或屋外）和型式（防污型、防爆型、濕熱型等）選擇。 （ 2）校驗的一般原則： ① 電氣設備在選定后按最大可能通過的短路電流進行動熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。 ② 用熔斷器保護的電器、采用有限流電阻的熔斷器保護的、裝設在電壓互感器回路的裸導體和電氣設備可不校驗熱穩(wěn)定。 ③ 短路的熱穩(wěn)定校驗 drt QI ?2 （ 61） )10(12 222/239。39。 Dd Ttdd IIIt ???? （ 62） 新疆大學畢業(yè)論文（設計） 110 千伏變電站設計 ２０ Qdt—— 在計算時間 ts內，短路電流的熱效應（ kAS） It—— t秒內設備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ kA*S） T—— 設備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（ s） 校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間 Ts 按下式計算 t=td+tkd 式中 td —— 繼電保護裝置動 作時間 （ S） tkd—— 斷路的全分閘時間（ s） ④ 動穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是導體和電器承受短時電流機械效應的能力，稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是： esch ii ? 或 esch II ? 上式中 ich 、 Ich—— 短路沖擊電流幅值及其有效值 ies、 Ies—— 允許通過動穩(wěn)定電流的幅值和有效值 （ 3）絕緣 在電氣設備正常工作時，設備的內外絕緣應保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要 求。 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器的主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起著控制作用；當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起著保護作用。 本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。 選擇斷路器時應滿足以下基本要求： ① 在合閘運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 ② 在跳閘狀態(tài)下應具有良好的絕緣性。 ③ 應有足夠 的斷路能力和盡可能短的分段時間。 ④ 應有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。 （ 1）斷路器種類和型式的選擇 斷路器按照所采用的滅弧介質可分為：油斷路器（多油、少油）、壓縮空氣斷路器、 SF6斷路器、真空斷路器等。 在選擇中，考慮到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設備的無由化目標，且由于 SF6 斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在 110KV 側采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不 安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無新疆大學畢業(yè)論文（設計） 110 千伏變電站設計 ２１ 關，熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。因而被大量使用于 35kV及以下的電壓等級中。所以， 35kV 側和10kV 側采用真空斷路器。 （ 2）額定電壓和電流的選擇 UN?UNs, IN?Imax 式中 UN、 UNs—— 分別為電氣設備和電網(wǎng)的額定電壓， kV IN、 Imax—— 分別為電氣設備的額定電流和 電網(wǎng)的最大負荷電流， A。 （ 3） 開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 Inbr，不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量 Ipt,即 ： Inbr?Ipt。 （ 4）短路關合電流的選擇 在斷路器合閘前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中會有巨大的短路電流，容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞；且斷路器在關合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時，就要求斷路器能夠切斷短路電流。為了保證斷路器在關合短路電流時的安全，斷路器的額定關合電流 iNcl不應小于短路電流最大沖擊值 ish，即 iNcl?ish （ 5）