【文章內(nèi)容簡介】 需要進行全面110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 11 頁 共 57 頁 的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確 定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定值；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn) 定。 短路電流計算的一般規(guī)定 （ 1） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行； （ 2） 短路種類：一般以三相短路計算； （ 3） 接線方式應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式； （ 4） 短路電流計算點：在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。 短路電流的計算結(jié)果 在本設(shè)計中，選取 5 個短路點，分別為 35KV、 10KV 的母線，各個電壓等級的主變壓側(cè)。將所計算最大方式下短路電流值列成表 41 所示。 表 41 最大方式 下各個短路點的短路電流值 名 稱 短路點 基準(zhǔn)電壓（ KV） 39。I (KA) 三相 39。I （ KA）兩相 shi (KA) shI (KA) S(MVA) 1d 37 2d 3d 115 4d 37 5d 110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 12 頁 共 57 頁 第 5 章 主要電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇概述 選擇的原則 （ 1） 應(yīng)滿足正常運行、檢修、短 路、和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。 （ 2） 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 （ 3） 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理 （ 4） 與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 （ 5） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少種類。 （ 6） 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)。 （ 7） 設(shè)備的選擇和校驗。 電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件 （ 1） 按正常工作條件選擇 110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 13 頁 共 57 頁 ① 額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓 UN≥UNs ② 額定電流：所 選電氣設(shè)備的額定電流 IN，或載流導(dǎo)體的長期允許電流Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流 I max 。計算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時，應(yīng)考慮回路在各種運行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。 （ 2） 按短路狀態(tài)校驗 。 ① 熱穩(wěn)定效驗： 當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值， It2t Qk， tk=tin+ta，校驗電氣設(shè)備及電纜（ 3～ 6KV 廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時，短路持續(xù)時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。 ② 動穩(wěn)定校 驗： ies＞ ish，用熔斷器保護的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗熱穩(wěn)定；電纜不校驗動穩(wěn)定； （ 3） 短路校驗時短路電流的計算條件： 所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃；計算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗；對于發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴重時，應(yīng)按嚴重情況校驗。 高壓斷路器及隔離開關(guān)的選擇 斷 路器及隔離開關(guān)的選擇方法 （ 1） 選擇形式 電壓等級在 35kV 及以下的可選用戶內(nèi)式少油斷路器、真空斷路器或 SF6 斷路器 ； 35kV 的也可選用戶外式多油斷路器、真空斷路器或 SF6 斷路器 ；電壓等級在 110～ 330kV 范圍，可選用戶外式少油斷路器或 SF6 斷路器。 （ 2） 選擇電壓 所選斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于安裝處電網(wǎng)的額定電壓。 （ 3） 選擇額定電流 按 maxNII? 選擇斷路器的額定電流。 （ 4） 校驗額定開斷能力 110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 14 頁 共 57 頁 為使斷路器安全可靠地切斷短路電流，應(yīng)滿足下列條件： Nbr kII? （ 51） 式中 NbrI —— 斷路器的額定開端電流， kA； kI —— 剛分電流， kA。 （ 5） 校驗動穩(wěn)定 按 es shii? 進行校驗。 （ 6） 校驗熱穩(wěn)定 按 2tkI t Q? 進行校驗。 隔離開關(guān)的選擇與斷路器選擇相比，不用進行額定開斷能力校驗。其他與斷路器均相同，且與其成為配套裝置。 斷路器和隔離開關(guān)的選擇結(jié)果 依據(jù)上述原則，斷路器 ]5[ 選擇結(jié)果如下表 51 所示： 表 51 斷路器選擇的結(jié)果 安裝 地點 型號 額定電壓（ KV） 額定電流（ A） 額定開斷電流（ KA） 極限通過電流（ KA） 熱穩(wěn)定電流（ KA） 固有分閘時間（ S） 110KV主變壓器側(cè) 1106 ?LW 110 3150 125 50（ 3S） 35KV 出線側(cè) 352?SW 35 20xx 17 (4S) 35KV 主變壓器側(cè) 352?SW 35 20xx 17 (4S) 10KV 出線側(cè) 1010?SN 10 12500 71 (1S) 10KV 主變壓器側(cè) 1010?SN 10 12500 71 (1S) 110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 15 頁 共 57 頁 隔離開關(guān) ]5[ 的選擇結(jié)果如下表 52 所示： 表 52 隔離開關(guān)的選擇結(jié)果 安裝地點 型號 額定電壓（ KV） 額定電流（ A） 極限通過電流（ KA） 熱穩(wěn)定電流（ KA） 110KV 主變壓器側(cè) 630/1105 Ⅰ?GW 110 630 80 (4S) 35KV 出線側(cè) Ⅱ355 ?GW DW 35 20xx 100 (4S) 35KV 主變壓器側(cè) Ⅱ355 ?GW DW 35 20xx 100 (4S) 10KV 出線側(cè) TGN 1010 ? 10 6000 200 105(5S) 10KV 主變壓器側(cè) TGN 1010 ? 10 6000 200 105(5S) 母線的選擇 導(dǎo)體選擇的一般要求 裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進行選擇和校驗； 工作電流； 電暈（對 110KV 級以上電壓的母線）； 動 穩(wěn)定性和機械強度； 熱穩(wěn)定性； 同時也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。 導(dǎo)體截面可以按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在 20M 以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。 一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導(dǎo)體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必效驗其機械強度。 母線選擇的方法 （ 1） 選擇母線的材料、截面形狀： 載流導(dǎo)體一般采用鋁 質(zhì)材料，對于持續(xù)工作電流在 4000A 及以下時，一般采110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 16 頁 共 57 頁 用矩形導(dǎo)體；在 110KV 及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)體。 軟母線（鋼芯鋁絞線）適用于各個電壓等級。 （ 2） 選擇母線的截面積：對于匯流母線須按照其最大長期工作電流選擇截面積。 （ 3） 校驗?zāi)妇€的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定：如果選用軟母線，則此項校驗可以省略。 （ 4） 電暈校驗：對于 110kV 及以上的母線，還應(yīng)校驗?zāi)芊癜l(fā)生電暈。但是如果截面積大于最小電暈校驗截面積，則不需電暈校驗。 母線選擇結(jié)果 按照上述過程，母線選擇結(jié)果如下： 35KV：選用 63 10（ mm mm）雙條矩形鋁導(dǎo)體，平放，長期允許載流量AIal 1800? ,集膚效應(yīng)系數(shù) ?sK 。 10KV：選用槽形鋁導(dǎo)體，其中 h=225mm,b=105mm,e=,r=16mm,雙槽導(dǎo)體截面 S=9760 2mm ,集膚效應(yīng)系數(shù) ?sK ，雙槽導(dǎo)體長期允許載流量AIal 10150? ，平放，截面系數(shù) cmWY ? ，慣性矩 4490cmIY ? ,慣性半徑cmrY ? 。 絕緣子和穿墻套管的選擇 絕緣子的選擇方法 在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo) 電體、絕緣子和金具來實現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強度和機械強度，耐熱、耐潮濕。 絕緣子型式的選擇：對于軟導(dǎo)體，由懸式絕緣子懸掛于構(gòu)架上，所以要選用懸式絕緣子。對于硬母線，則需要支柱絕緣子支撐，所以采用支柱式絕緣子。 如果采用懸式絕緣子，則根據(jù)相應(yīng)規(guī)定，選擇正確的型號和該型號在不同電壓等級時所需要的片數(shù)即可。 如果采用支柱式絕緣子，則按照下面的步驟選擇： （ 1） 按安裝地點選擇支柱絕緣子 一般用于屋內(nèi)配電裝置的選用戶內(nèi)式的，用于屋外配電裝置的選用屋外式的。當(dāng)戶外污穢嚴重時，應(yīng)選用防污式的。 （ 2） 按 電壓條件選擇支柱絕緣子 應(yīng)滿足下式 ： N NSUU? （ 52） 110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 17 頁 共 57 頁 式中 NSU —— 所在電網(wǎng)的額定電壓， kV ； NU —— 支柱絕緣子的額定電壓， kV。 （ 3） 按短路條件校驗支柱絕緣子 由于三相母線是通過支柱絕緣子支持和固定的，因此，短路時作用在母線上的相間電動力 也會傳到支柱絕緣子上，為保證它們在這種情況下不受損壞，應(yīng)滿足下列條件： PFF? （ 53） 式中 PF —— 支柱絕緣子的抗彎破壞負荷， N，可從設(shè)計手冊中查得； F —— 作用在支柱絕緣子上的相間電動力， N。 本設(shè)計中 35KV、 10KV 均采用硬母線，故這兩個電壓等級選用支柱絕緣 子。 穿墻套管的選擇方法 （ 1） 根據(jù)裝設(shè)地點可選擇屋內(nèi)型和屋外型，根據(jù)用途可選擇帶導(dǎo)體的穿墻套管和不帶導(dǎo)體的母線型穿墻套管。屋內(nèi)配電裝置一般選用鋁導(dǎo)體穿墻套管。 （ 2） 額定電壓的選擇： 按穿墻套管的額定電壓 NU 不得低于其所在電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件來選擇。當(dāng)有冰雪時，應(yīng)選用高一級電壓的產(chǎn)品。 （ 3） 額定電流的選擇： 帶導(dǎo)體的穿墻套管，其額定電流 NI 不得小于所在回路最 大持續(xù)工作電流 axIm 。母線型穿墻套管本身不帶導(dǎo)體，沒有額定電流選擇問題，但應(yīng)校核窗口允許穿過的母線尺寸。 （ 4） 熱穩(wěn)定效驗： 滿足熱穩(wěn)定的條件為 tIQ tk 2? （ 54） 式中 kQ — 短路電流熱效應(yīng) ? ?? ?SKA ?2 。 tI — 制造廠家給出的 t 秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流（ KA） 母線型穿墻套管不需進行熱穩(wěn)定效驗。 110KV 降壓變電站電氣一次部分 第 18 頁 共 57 頁 （ 5） 動穩(wěn)定效驗： 當(dāng)三相導(dǎo)體水平布置時，穿墻套管端部所受電動力 maxF （單位為 N）為 221721m a x shia LLFFF ????? ? （ 55） 式中 1L — 套管端部至最近一個支柱絕緣子間的距離（ m） 。 2L — 套管本身長度 caL （ m）。 動穩(wěn)定效驗的條件為 deFF ? （ 56） 式中 deF — 抗彎破壞負荷（ N）， 為安全系數(shù)。 絕緣子和穿墻套管選擇結(jié)果 按照以上方法，本設(shè)計中絕緣子 ]5[ 選擇結(jié)果如下表 53 所示： 表 53 絕緣子的選擇結(jié)果 安裝地點 型式 型號 高度（ mm） 機械破壞負荷（ KN） 35KV 支柱式 ZS35/8 400 8 10KV 支柱式 ZL10/8 170 8 穿墻套管 ]5[ 選擇結(jié)果如下表 54 所示： 表 54 穿墻套管的選擇結(jié)果 型號 額定電壓（ KV） 額定電流（ A） 套管長度（ mm） 機械破壞負荷（ KN）