【正文】 短路計算等效電路如下圖所示： 圖 32 短路等效圖 4）計算 k1 點（ 110kV 側）的短路電路總阻抗及三相短路電流和算路容量 ① 總電抗標幺值 0 2 9 *1* )1( ???? XX K ② 三相短路電流周期分量有效值 KAKAX II kdk * )1( 1)3( 1 ??? ??? ③ 其他短路電流 KAIIKAIiKAIIIshshk)3(39。39。)3()3(39。39。)3()3( 1)3()3(39。39。??????????? ?? ④ 三相短路容量 MV AX SS kdk 100* )1()3( 1 ??? ??? 5）計算 k2 點（ 10kV 側）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量 ① 總電抗標幺值： 2 9 4 *2*1* )2( ????? XXX K ② 三相短路電流周期分量有效值： KAKAX II kdk * )2( 2)3( 2 ??? ??? ③ 其他短路電流： 安徽理工大學畢業(yè)設計 15 KAIIKAIiKAIIIshshk)3(39。39。)3()3(39。39。)3()3(2)3()3(39。39。??????????? ?? ④ 三相短路容量： MV AX SS kdk 100* )2()3( 2 ??? ??? 表 34 母線三相短路電流列表 短路計算點 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MVA (3)I 39。(3)I (3)I? )3(shi )3(shI (3)S K1 K2 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設備的安全運行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。 1．高壓斷路器的主要參數： 額定電壓：是指斷路器正常工作時的線電壓；額定電流：是指環(huán)境溫度在 40 度時， 斷路器允許長期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標志，其 大小與滅弧室的結構和介質有關；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示， brNNN IUS ?? ? 3br ；熱穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應的能力； 動穩(wěn)定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產生的電動力的能力；斷路器的分、 合閘時間：表示斷路器的動作速度。 2. 高壓斷路器的選型原則 （ 1）選擇型式 斷路器型式的選擇，應在全面了解其使用環(huán)境的基礎上，結合產品的價格和已運行設備的使用情況加以確定。在我國不同電壓等級的系統(tǒng)中，選擇斷路器型式的大致情況是：電壓等級在 35kV 及以下的可選用戶內式少油斷路器、真空斷路器或 6SF 斷路器； 35kV 的也可選用戶外式多油斷路器、真空斷路器或 6SF 斷路器；電壓等級在110~330kV 范圍，可選用戶外式少油斷路器或 6SF 斷路器； 550kV 電壓等級則一般選用戶外式 6SF 斷路器。 110kV 側斷路器可選用戶外式少油型斷路器。 （ 2）額定電壓 安徽理工大學畢業(yè)設計 16 所選斷路器的額定電壓應大于或等于安裝處電網的額定 電壓。 即 KVUN 110? 。 （ 3）額定電流 電網 110KV 側的最大負荷電流： AU PN Nax os3 3m ??? ???? ? axNI mI? 。 根據以上要求，查表選擇型號為 LW126/T400040 型斷路器 。其參數如表 51 所示。 表 35 LW126/T400040 型斷路器技術器參數 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） 合閘時間（ S） 126 4000 40 （ 4S） 資料來源：熊信銀，朱永利 .發(fā)電廠電氣部分 [M].第四版 .北京：中國電力出版社， 2021. （ 4） 校驗開斷能力 為使斷路器安全可靠的切斷短路電流，應滿足下列條件： ktbr II ? 式中 brI ——斷路器的額定開斷電流， kA； ktI ——剛分電流（斷路器觸頭剛分瞬間的短路全電流有效值）， kA。 故 brI =40KA= ktI 滿足要求。 （ 5）校驗動穩(wěn)定 shmax ii ? 式中 shi ——所在回路的沖擊短路電流， kA； maxi ——設備允許的動穩(wěn)態(tài)電流（峰值）， kA。 故 maxi = shi = 滿足要求。 （ 6）校驗熱穩(wěn)定 k2t t QI ? 式中 t2tI ——設備允許承受的熱效應， sk2?A ； 安徽理工大學畢業(yè)設計 17 kQ ——所在回路的短電流熱效應， sk2?A 。 故 ? ? skAtIIIQktt kk ??????????????? ??? 2222222239。39。121K skAtISKAQ K ???????? 2222 滿足要求。 其它設備的選擇 高壓隔離開關的選擇 ：高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電 設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備。 ： 高壓隔離開關一般有底座、支柱絕緣子、導電刀閘、動觸頭、靜觸頭、 傳動機構等組成。一般配有獨立的電動或手動操動機構，單相或三相操動。高壓隔離開關 主刀閘與接地刀閘間一般都 設有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。各類高壓隔 離開關、接地開關根據不同的安裝場所有各種不同的安裝方式。 ：海拔高度不大于 1000 米為普通型，海拔高度大于 1000 米為高原型； 地震烈度不超過 8 度；環(huán)境溫度不高于 +400C，戶內產品環(huán)境溫度不低于 100C，戶外產品 環(huán)境溫度不低于 300C；戶內產品空氣相對濕度在 +250C 時其日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90%（有些產品要求空氣相對濕度不大于 85%） ；戶外產品的覆冰厚度分為 5 毫米和 10 毫米；戶內產品周圍空氣不 受腐蝕性或可燃氣體、水蒸氣的顯著污穢的污染，無經常性的劇烈震動。 戶外產品的使用環(huán)境為普通型，用于Ⅰ 級污穢區(qū)， 防污型用于 Ⅱ 級 （中 污型）、 Ⅲ 級（重污型）污穢區(qū)。 根據設計條件，選擇戶外型高壓隔離開關，它可用于戶外有電壓無負載時切斷或閉合 6～ 500kV 電壓等級的電氣線路。戶外型高壓隔離開關一般由底座、支柱絕緣子、主刀閘、接地刀閘、動觸頭和操動機構等組成，單相或三相連聯動進行操作。戶外隔離開關可安裝 在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶內。 （ 1）額定電壓 所選隔離開關的額定電壓應大于或等于安裝處電 網的額定電壓。 即 KVUN 110? 。 （ 2）額定電流 電網 110kV 側的最大負荷電流： AU PN Nax os3 3m ??? ???? ? 則 axNI mI? 。 安徽理工大學畢業(yè)設計 18 根據以上要求 110KV 側選 GW4－ 110D 型戶外式帶有接地快分閘型隔離開關 ,其參數如表表 所示。 表 36 GW4－ 110D 型隔離開關參數 型號 額定電壓（ kV） 額定電流 （ A） 極限通過電流峰值（ kA） 熱穩(wěn)定電流(kA) GW4－ 110D 110 1250 80 (5S) 1)動穩(wěn)定校驗 maxi ? (3)ish = 滿足動穩(wěn)定要求。 2)熱穩(wěn)定校驗 2tI t= 2 ?? 2I?（ 3） imat = 滿足熱穩(wěn)定要求 避雷器的選擇 根據額定電壓選擇，且校驗避雷器最大允許電壓。 避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設備，避雷器的類型主要有保護間隙，管形避雷器和氧化鋅避雷器等幾種，保護間隙和管形避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)，線路和變電所進線段的保護。閥型避雷器主要用于變電所和發(fā)電廠的保護，在 220kV 及以下系統(tǒng)中主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制 內過電壓或做內過電壓的后備保護。保護間隙的熄弧能力差，往往不能自行熄滅，引起斷路器的跳閘。這樣，雖然保護間隙限制過電壓，保護了設備，但將造成跳閘事故，這是保護間隙的主要缺點。管型避雷器雖然具有較高的熄弧能力，但其主要缺點是： 1）伏秒特性較陡且放電分散值較大，而一般變壓器和其他設備絕緣的沖擊放電伏秒特性較平， 二者不能較好的配合。 2）管型避雷器動作后工作母線直接接地形成載波，對變壓器絕緣不利；此外，管形避雷器其放電特性受大氣影響較大，因此，管型避雷器目前只用了線路保護。 氧化鋅避雷器除了有理想的非線性特性外， 其主要優(yōu)點還有： 1）無間隙，故大大改善了陡波下的響應特性。 2）無續(xù)流，故只需要吸過電壓能量即可，這樣，對氧化鋅熱容量的要求比碳化硅低很多。 3）電氣設備所受過電壓可以降低，因此降低了作用在變電站電氣設備上的過電壓。 4）通流容量大，可以用安徽理工大學畢業(yè)設計 19 來限制內部過電壓，此外，由于無間隙和通流容量大，故氧化鋅避雷器體積小，重量輕，結構簡單，運行維護方便，使用壽命長 ,并且造價低，從而逐漸取代了其他種類的避雷器而被廣泛推廣運用，所以本所設計的所用避雷器均選用氧化鋅避雷器。 110kV 避雷器選用： FZ110J 型避雷 器； 10kV 避雷器選用： FZ10 型避雷器。 安徽理工大學畢業(yè)設計 20 4 變電所二次側設備的選型 10kV 母線的選型與校驗 1).按經濟電流密度選擇導線截面積 配電裝置中的母線截面按經濟電流密度選擇。線路在工作時的最大工作電流：AUSI nj )103/()3/(g ????? 該變電所所帶負荷為一級負荷，全年不間斷供電，其最大負荷年利用小時maxT =8760h5000h，查表得其經濟電流密度 J=，所以導線的經濟截面面積 ： S = gI / J = 查電力工程設計手冊，選用型號為 TMY2（ 808）其截面積為 2（ 808） =1280 2mm的矩形母線。 按導線平放，其 alI =1946A,計及溫度修正 : )2570/()70(70/()70 0 ????????? ????? ）（K = K? alI =1946= 顯然 , gI =，滿足母線正常發(fā)熱要求。 2).動穩(wěn)定校驗 由于選擇的是硬銅母線所以最大允許應力 al? =140MPa。母線通過 (3)ish 時所受的的最大計算應力 c? =M/W=74 MPa。 由上可知 al? c? 滿足動穩(wěn)定要求。 3).熱穩(wěn)定校驗 minA = (3)I? imat /C = 832mm 可知選取導線的截面積 A minA 綜上選取型號為 TMY2（ 808）的矩形銅母線。 10KV 電纜的選擇 1).按經濟電流密度選擇導線截面積 配電裝置中的導線截面按經濟電流密度選擇。線路在工作時的最大工作電流：AUSI nj )103/()3/(g ????? 該變電所所帶負荷為一級負荷，其最大負荷年利用小時 maxT =8760h5000h，查表得其經濟電流密度 J=，所以導線的經濟截面面積： S = gI / J = 根據表 選擇 LG185 型號的鋼芯絞鋁線。 按導線平放，其 alI =1946A,計及溫度修正 : 安徽理工大學畢業(yè)設計 21 )2570/()70(70/()70 0 ????????? ????? ）（K = K? alI =1946= 顯然 , gI =，滿足導線正常發(fā)熱要求。 高壓開關柜的選擇 1） 10kV 高壓開關柜選擇原則 10kV 配電裝置采用戶內式，因此考慮用高壓開關柜。 10kV 高壓開關柜的選用要求具備有 ―五防 ‖功能（即防止誤合、誤分斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止帶電掛地線；防止帶地線合閘；防止誤入帶電間隔。此外，還應能夠從電氣上實現防誤操作的功能。結合當前不同廠家不同型號的開關柜的性能、經濟性、可靠性、安全性等多方面的因素，決定選用在世界范圍內具有很高知名度的 ABB 公司的新型手車式開關柜 UniGear 550。該類型的開關柜具有柜體結構緊湊、合理、占地面積小、安全可靠等特點。 2） 10kV 開關柜的型號 主變 10kV 出線柜： UniGear 55IF /2