35kV总降压变电所和高压配电系统初步设计.doc

1、1 前言11.1 毕业设计背景11.2 毕业设计意义11.3 设计要求12 35kV变电所一次系统负荷计算 22.1 变电所电力负荷分组与计算 22.2 需要系数法的计算22.2.1 设备负荷计算举例 32.2.2 总配电所和车间变电所数量的确定 42.2.3 各车间变电所负荷计算及无功功率补偿 52.3 低压变压器的选择与损耗计算 82.3.1 低压变压器的选择 82.3.2 各低压变压器的损耗计算 92.4 主变压器的选择 112.4.2主变压器损耗计算123系统主接线设计133.1 主接线设计的基本要求 133.1.1 供电电源的确定133.2 电气主接线方案的确定133.2.1 确定3

2、5kV、10kV电气主接线 133.2.2 供电系统简图144短路电流的计算154.1 短路电流154.1.1 短路的原因154.1.2 短路的危害154.1.3 短路电流计算的目的 154.1.4 短路电流计算的标幺值法 154.2 计算各元件的电抗标幺值 164.2.1 选取基准值 164.2.2 供配电系统中各主要元件电抗标么值 164.2.3 短路电流具体计算短路电路中各主要元件的电抗标么值.174.2.4 在最大运彳亍方式下184.2.5 在最小运行方式下195变电所高压电气设备的选择与校验 215.1.35KV高压开关柜的选择 215.1.1 短路校验的原则215.2 高压设备选择

3、及校验215.2.1 35KV 断路器的选择 225.2.2 35KV 隔离开关的选择 235.2.3 35KV电流互感器的选择235.2.4 35KV电压互感器的选择245.2.5 35KV熔断器的选择 245.2.6 35KV避雷器的选择245.3 10KV电气设备的选择 245.3.1 10KV开关柜的选择 245.3.2 10KV断路器的选择245.3.3 隔离开关的选择255.3.4 电流互感器的选择265.3.5 电压互感器的选择 266高压配电线路的设计265.3.6 配电线路接线方式的选择 266.2高压配电线路截面的选择与校验 276.2.1 35KV 高压进线的选择 276

4、.2.2 截面积白向校验276.2.3 10KV高压出线线路的选择与校验 287防雷与接地设计297.1 防雷保护297.1.1 电力线路的防雷措施 297.1.2 变配电所的防雷措施307.1.3 雷电侵入波的防护307.2 接地设计308 继电保护的整定计算 318.1 继电保护的基本任务及要求 318.1.1 继电保护的基本任务 318.1.2 继电保护的基本要求 318.2 变压器的继电保护设置 328.3 变电所主变压器继电保护的计算 328.3.1 装设瓦斯保护 328.3.2 装设定时限过电流保护 328.3.3 装设电流速断保护 338.3.4 装设过负荷保护348.3.5 1

5、0kV 母线断路器的保护 348.3.6 10kV 出线各支路的保护 35结论35致谢36参考文献37本设计是为某矿山起重机有限公司设计一座35kV变电所及其配电系统。其内容包括有:1、总降压变电所一次部分的初步设计变电所主接线方案的确定；负荷计算及无功补偿容量和补偿方案的确定；主变压器的选择计算；短路电流计算；总降压变电所各种高压电气设备的选择； 防雷接地的设计。2、高压配电线路的设计高压配电线路接线方式的确定；高压配电线路的类型和结构的确定； 导线 或电缆截面的选择。关键字：负荷计算；电气主接线；短路计算；电气设备选择；继电保护ABSTRACTThis design for a certa

6、in mine crane co., LTD. Is a 35 kv substation and power distribution system design.Its contents include:1, the general voltage substation for preliminary design of a partThe determine of substation main wiring scheme;(2) the load calculation and the scheme of reactive power compensation capacity and

7、 compensation;(3) the choice of main transformer calculation;(4) short circuit current calculation;(5) general voltage substation high-voltage electrical equipment choice;6. The design of lightning protection grounding.2, the design of high pressure distribution line(1) the determination of high pre

8、ssure distribution line connection mode;(2) the type of high pressure distribution line and the determination of structure;(3) the choice of wire or cable.Key words: load calculation;The main electrical wiring;Short circuit calculation.Electrical equipment choice;Relay protection1 前言1.1 毕业设计背景供电工程，就

9、是指工厂所电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是 现代工业生产的主要能源和动力电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；而电能的 输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因而，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中必不可少。1.2 毕业设计意义通过此次对变电所的设计，不仅使我加深了对专业的理解和应用，还培养了我树 立工程的观点。初步地掌握生产工厂、变电站电气主系统的设计方法，且在分析、 计算和解决实际工程能力等方便得到训练， 熟悉了 CAD0图软件的应用，为我今后 从事电力工程设计、建设

10、、运行及管理工作打下了必要基础。1.3 设计要求供电工程要很好地为工业生产服务， 切实保证工厂生产和生活用电的需要， 并做 好的供应工作，就必须达到以下基本要求：1、安全性：在供应、分配和使用电能中，不应发生人身事故和设备事故。2、可靠性：应满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质性：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济性：必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括 节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2 35kV变电所一次系统负荷计算2.1 变电所电力负荷分组与计算我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式 法。需要系数法简单方便，计算

11、结果基本符合实际，用电设备台数较多，各台设备容 量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线、配变电所的负荷计算。下面 介绍需要系数法的计算。2.2 需要系数法的计算(1)用电设备组计算负荷的确定用电设备组是由工艺性质相同、需用系数相近的一些设备合并成的一组用电设 备。在一个车间中，可以根据具体情况将用电设备分为若干组，再分别计算各用电 设备组的计算负荷。其计算公式为：有功计算负荷(kWPc KdPe(2-12)无功计算负荷(kvar)Qc Pc tan(2-13)视在计算负荷(kV.A) Sc Jr2 Q2 P=(2-14)cos计算电流(A)Ic(2-15)3Un式中Pc、Qc、Sc 该

12、用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷;Pe 该用电设备组的设备总额定容量,kW Un额定电压，Vtan 功率因数角的正切值I ca 该用电设备组白计算负荷电流，AKd 需用系数(2)多个用电设备组的计算负荷在配电干线上或矿山变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，但是各个用电设备组的最大负荷也非同时出现，因此在求配电干线或矿山变电所低的计算符合时，应再计入一个同时系数 K#具体计算公式如下： mPcaKsi(KdiPn i) i=1 , 2, 3.m(2-16)i mQcaKsi(KdiPn i tan i)(2-17)i 1Sca %/Pa QCa(2-18)式中Pca、Qca、S

13、ca为配电干线或变电站低压母线有功、无功、视在功率计算负荷；Ksi 同时系数m为配电干线或变电站低压母线上所接用电设备总数；U n 该干线或低压母线上的额定电压，VIca 该干线变电站低压母线上的计算负荷电流，AKd 需用系数Kd、tan i、Pni分别对应于某一用电设备组的需用系数、功率因数角的正切值、总设备容量。2.2.1设备负荷计算举例计算举例：（1）机械加工车间1已知：Pe=1150kw, Kx =0.25, CO =0.65则 tan（|）=tan（art COS （|）=1.17r= Kx - Pe=0.25X1150=287.5kWQi = Pi tan 小=287.5 X1.1

14、7=336.4kvarS=R/COa =/P2 Qi2 = 287.5/0.65=442.3kV - AIi = S/而 Un =442.3/0.38 乂 <3 =672A（2）机械加工车间2已知：Pe=850kw, Kx =0.25, CO& =0.65则 tan（|）=tan（art COS （|）=1.17F2= Kx - Pe=0.25X850=212.5kWQ2 = P2 - tan 小=212.5 X 1.17=248.6kvarS2 = P2/CO& ="'P2 Q12 =212.5/0.65=326.9kV - AI2 = S2/百 Un

15、 =326.9/0.38 X <3 =496.7A(3)金属结构车间已知：R=1345kw, Kx =0.40, COS =0.65则 tan（|）=tan（art COS （|）=1.17P1= Kx - Pe=0.40 义 1345=538kWQ1 = P1 tan（|）=538x 1.17=629.5kvarS=R/COa =，P2 Q12 =538/0.65=827.7kV AI1 = §/V3 UN =827.7/0.38 xJ3=1257.6A其它车间负荷计算过程不再一一列举同理可得，计算结果列表如下表2-1全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表序号车间名称Pe/

16、kWKdCos。补偿前计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kV- AIc/A1机械加工车间111500.250.65287.5336.4442.36722机械加工车间28500.250.65212.5248.6326.9496.73金属结构车间13450.400.65538629.5827.71257.64装配车间16800.400.65272318.2418.5635.85装配车间24580.400.65183.2214.3281.8428.26热处理车间6200.600.70372379.5531.4807.47喷漆车间5700.400.70228232.6325.7494.98试验车间

17、2600.400.8010478130197.59起重电器分厂18600.500.70930948.81328.62018.610办公楼2200.500.8511068.2129.4196.611仓库880.350.9030.814.934.252.02.2.2 总配电所和车间变电所数量的确定（一）高压配电所的确定该厂属于大中型用户，设一个高压配电所（二）车间变电所的确定般情况每个车间均单独设立变电所，根据负荷容量大小分六个车间变电所表2-2车间变电所分配车间变电所车间名称NO1机械加工车间1D1机械加工车间2D2NO2装配车间1D3装配车间2D4NO3金属结构车间D5NO4热处理车间D6喷漆

18、车间D7试验车间D8NO5起重电器分厂D9NO6办公楼D10仓库D112.2.3 各车间变电所负荷计算及无功功率补偿以第一车间变电所来计算求解，确定D1、D2点的计算负荷，见表2-3.表2-3计算点D1、D2的负荷计算点Pe/kWKdCos。计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AD111500.250.65287.5336.4442.3672.0D28500.250.65212.5248.6326.9496.7(1)确定C1点的计算负荷由于本设计中要求功率因数应不低于0.90,所以先需要求各车间变电所自然功率因数：cos ，如果cos 0.90就需要进行无功补偿。本设计中取cos

19、 ' 0.95, 在低压母线上设置无功自动补偿装置进行补偿。取k P 0.90 , M k q 0.95。补偿前计算负荷Pc 287.5 212.5 500 kWQc 336.4 248.6 585kvarPcKwpPc.i0.90 500 450 kWQcK . Qc0.95 585 555.75kvarcqcSc. Pc2 Q2715.1kV AIcSc /( . 3U N ) 715.1/(,3 0.38) 1086.5AcosPc/Sc 450/715.1 0.63 <0.95补偿容量计算： - ，. '、 ,一 一_ QN C Pc (tan tan ) 450

20、 1.23 0.33 405kvar因此选用方案号为RC450F的大容量无功补偿柜进行补偿，其补偿容量为 450 kvar。补偿后计算负荷：Sc. Pc2 (Qc-QNC)2462.3kV AcosPc/Sc' 0.97 0.95,满足要求。同理可以算出其余车变计算负荷表2-4计算点C1-C6的负荷计算点汇 Pc/kWE Qc/kv ar同时系数Pc/kWQc/kva rSc/kVAIc/Acos补偿前C1500585kEP=0.9 0kEQ=0.95450555.75715.11086.50.63补偿量-450补偿后C1450105.75462.3702.30.97补偿前C2455.

21、2532.5kEP=0.9 0kEQ=0.95409.7505.9651989.10.63补偿量-360补偿后C2409.7145.9434.9660.80.94补偿前C3538629.5kEP=1.0kEQ=1.0538629.5827.71257.50.65补偿量-450补偿后C3538179.5567.2861.70.95补偿前C4704690.1kEP=0.90kEQ=0.95633.6655.6911.71385.20.69补偿量-450补偿后C4633.6205.6666.11012.10.95补偿前C5930948.8kEP=1.0kEQ=1.0930948.81328.6201

22、8.60.70补偿量-640补偿后C5930308.8979.91488.80.95补偿前C6140.883.1kEP=0.90kEQ=0.95126.778.9149.3226.80.85补偿量-40补偿后C6126.738.9132.5201.40.96表2-5各车间变电所无功补偿柜选择情况车间变电所无功功率补偿柜方案号补偿容量1RC450F450kvar2RC360F360kvar3RC450F450kvar4RC450F450kvar5WZ0.4-160/8-J X4640kvar6BSMJ0.4-4040 kvar2.3低压变压器的选择与损耗计算2.3.1 低压变压器的选择车间变电所

23、变压器的选择根据附录表可知其计算容量为 462.3kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-630/10型的变压器，变压器额定容量SN.T630 kV A ,查表得P0 0.81kW, Pk 6.2kW I0% 09 Uk% 4.5 o车间变电所变压器的选择根据附录表可知其计算容量为 434.9kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-630/10型的变压器，变压器额定容量 Sn.t 630kV.A,查表得P00.81kW, Pk 6.2kW I0% 0.9 U k%4.5o车间变电所的选择根据附录表可知其计算容量为 567.2kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-800/10

24、型的变压器，变压器额定容量Sn.t 800kV A ,查表得P00.98kW, Pk 7.5kW I。 0.7 Uk% 4.5。车间变电所变压器的选择根据附录表可知其计算容量为 666.1kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-800/10型的变压器，变压器额定容量Sn.t 800kV A ,查表得P00.98kW, Pk 7.5kW I0% 0.7 Uk% 4.5。车间变电所变压器的选择根据表附录可知其计算容量为979.9kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-1250/10型的变压器，变压器额定容量SN.T 1250kV A ,查表得P0 1.36kW, Pk 12kW 10%

25、 0.5 Uk% 4.5。车间变电所变压器的选择根据附录表2可知其计算容量为132.5kVA,工作电压为380V,故选择S11-M-200/10型的变压器，变压器额定容量SN；T 200kV A ,查表得P0 0.34kW, Pk 2.6kW I0% 1.3 U k% 4.0。表2-6各车间变压器选择情况如下车间变电所型号额定电压/kV连接组别损耗/kW空载电流（%阻抗电压（衿高压低压空载短路NO1S11-M-630/10100.4Dyn110.816.20.94.5NO2S11-M-630/10100.4Dyn110.816.20.94.5NO3S11-M-800/10100.4Dyn110

26、.987.50.74.5NO4S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.74.5NO5S11-M-1250/10100.4Dyn111.36120.54.5NO6S11-M-200/10100.4Dyn110.342.61.34.02.3.2 各低压变压器的损耗计算变压器的损耗可按以下公式进行计算:空载无功损耗：QoIO%QSN100额定短路无功损耗:Uk%QkN -7- Sn100变压器负荷率:Sca （两台同时运行时Sn1Sca2Sn变压器的有功功率损耗：PTPo 2 Pk变压器的无功功率损耗：Qt Qo 2 QkN计算举例(车间变电所1)1变压器功率损耗：PTPoPk

27、(Sc/SN.T)2 0.81 6.2 462.3/63024.15kW2Qt Q 2 Qk5.67 15.26 20.9k var2 B1点的负荷计算：PcB1PcC1PT1 450 4.15 454.15kWc.c.Qc.B1Qc.C1QT1 105.75 20.9 126.65kvar22Sc.B1 R.B1Qc.B1 471.5kV AcosPc.b"Sc.bi0.96同理可计算出其它车间变电所负荷则表3-7计算点B1-B6的负荷十变压器功率损耗 h高压侧(10kV)cos算点APO/kWAPk/kWI0%Uk%APT/kWAQT/kvarPc/kWQc/kva rSc/kV

28、AIc/AB10.816.20.94.54.1520.9454.15126.65471.5 :720.96B20.816.20.94.53.7619.2413.46165.1445.2 :!5.70.93B30.987.50.74.54.7523.7542.75203.2579.533.50.94B40.987.50.74.56.1830.56639.78236.16 6>82.09.40.94B51.36120.54.58.7340.8938.73349.61001.757.80.94B60.342.61.34.01.486.1128.1845135.87.80.942.4主变压器的选

29、择1 .变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：(1) 一般情况下应首先考虑选择一台变压器。(2)下列情况可考虑选择两台或两台以上变压器：供有大量一、二级负荷的变电所。季节性负荷变化较大。集中负荷容量较大 虽为三级负荷，但一台变压器供电容量不够，也应装设 两台及以上变压器。2 .变电所主变压器容量的选择(1)只装设一台主变的变电所。变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷 的需要，即SN.T(2)装设两台主变压器的变电所。每台变压器的容量应同时满足以下两个条 件：任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S3。的60%70%的需要，即Sn.t0.6 0.7 S30任一台变压器单独

30、运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即Sn T So (I + n)(3)车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于 1000kVA(或1250 kVA)。 如车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理时，也可以选用单台容量为12502000kVA的配电变压器。必须指出，变电所主变压器台数和容量的最后确定，应结合变电所主接线方 案的选择，通过对几个较合理的方案进行技术经济比较后择优确定。工厂总负荷计算Pc KwpPB.i 0.90 3117.05 2805.3kWQc K q QB.i 0.95 1125.711069.4kvarSc. Pc2变压器有功功率损耗：Pt 2( PoPk) 2 4.8

31、0.38 3018.26kW变压器无功功率损耗：Qt 2( Qo2 QkN) 2 48 0.382 280 176.9kW全厂总负荷 P= Pc + A PT =2805.3+18.26=2823.56kW Q = Qc+AQT =1069.4+176.9=1246.3kvar P2 Q 2,2823.562 1246.323086.38kV A Qo3002.2kV AIc Sc /( , 3U N ) 173.3AcosPc/Sc 0.93则COS c 0.93 >0.90满足要求。考虑到矿区的发展情况，负荷可能增加，变压器容量可选为 4000 kV A.根据主变压器的选择条件，主变

32、压器应选用一主一备，在一台主变压器故障或者 检修时，另一台变压器必须保证矿山起重机公司的安全生产用电 ，两台变压器并联 运行。由以上计算，再考虑到以后的发展，故 35/10kV选择两台SZ9-4000/35/10 35kV ± 3X 2.5%/10kV型三相油浸式有载调压铜线电力变压器，其技术参数如下表。表3-8 SZ9 - 4000/35型电力变压器技术数据容量kVA定值kV低压额定值kV1压%：流kW负载损耗kW40003510.57.01.24.830.02.4.2主变压器损耗计算变压器负荷率：工2 -3002 0.382 SN240003系统主接线设计3.1主接线设计的基本要

33、求(1)安全性为保障设备安全及人身安全，主接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施.(2)可靠性主接线应符合电力负荷特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求。一级负荷要求 由两个电源供电，二级负荷，要求由两回路供电或一回路 6kV及以上的专用架空线 路或电缆供电。(3)灵活性主接线应能适应供配电系统各种不同的运行方式(如变压器经济运行方式、电源 线路备用方式等)，倒闸切换操作简便；检修操作，也应保证供电可靠性的条件。变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线。35kV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线或双线路变压器组接线。需带

34、负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。主接线方案应考虑到今后可能的扩展。(4)经济性结线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下，应力求简单，以减少设备投资和运行费用，一次接线应尽量做到投资省、占地少、电损小。3.1.1 供电电源的确定由设计原始资料可知，工厂电源拟从电业部门某200/35千伏变压所，用35千伏 双回架空线引入本厂，其中一个作为工作电源，一台作为备用电源 ，该变电站距厂 8公里。3.2电气主接线方案的确定3.2.1 确定35kV、10kV电气主接线内桥接线方式可提高供电可靠性，适于电源线路较长、变压器不需经常

35、切换操作的情况外桥接线方式电源线路投入和切除时操作较复杂,变压器故障时操作简便，适用于电源线路较短、变压器需经常切换操作的情况随着对供电可靠性、运行灵活性要求的提高，现代工厂35kV侧多采用内桥，所以35kV侧采用内桥接线。两路电源进线，单母线分段可提高供电可靠性和灵活性， 所以10kV主接线确定为单母线分段（分两段）接线。3.2.2 供电系统简图根据以上分析，可绘制出变电所供电系统简图，如图所示XKXIVxlQF1Y1vxGF4短路电流的计算4.1 短路电流4.1.1 短路的原因短路是指两个或多个导电部分之间形成的导电通路，此通路迫使导电部分之间的电位差等于或接近于零。引起短路发生的主要原因

36、是电气设备载流部分的绝缘损 坏，其次是人员误操作、鸟兽的危害等。电气设备载流部分的绝缘损坏可能是有雨 设备长期运行绝缘自然老化或设备本身绝缘缺陷而被工频电压击穿，或设备绝缘正常呗过电压击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。4.1.2 短路的危害(1)短路电流通过电气设备时，温度急剧上升，会使绝缘老化或损坏；同时产 生很大的电动力，会使设备载流部分发生机械变形甚至损坏。(2)短路会使系统电压骤降，影响系统其它设备的正常运行。(3)短路可造成停电事故，而且越靠近电源，停电范围越大，给国民经济造成 的损失也越大。(4)严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去 同步，造成

37、电力系统解列。(5)电力系统发生不对称短路时，其电流会产生较强的不平衡交变磁场，对附 近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰。4.1.3 短路电流计算的目的(1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要 采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流计算。(2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障下都能安全、可靠地 工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。(3)在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依 据。4.1.4 短路电流计算的标幺值法标么对较复杂的高压供电系统，计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便制属于相对

38、电位制的一种，在用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。在短路计算中所遇到的电气量有功率、电压、电流和电抗等四个量。某一电气量 的标么值就是它的实际值(有名值)与一个预先选定的同单位的基准值的比值。以 下就是用标么值法进行短路电流的计算。4.2计算各元件的电抗标幺值4.2.1 选取基准值由设计对象中已知，本变电所主要有35kV、10kV两种电压等级的线路段，主变压 器连接了 35kV、10kV电压等级的线路段，为简化分析，采用近似计算法计算标幺 值，在近似计算中不管变压器电压比如何，选择各级的基准功率是统一的，通常选 择各级网络的平均额定电压为基准电压，即Ud =1.05UN。选取基准

39、容量：Sd = 100MVA选取短路点所在母线的平土§电压为基准电压，取 Uci=36.75kV, Uc2=10.5kV,1d =8/( 3 Ud)则Idi100,3 36.751.57kAkA, Id2100. 3 10.5550kA,工一 4 n -1 -4.2.2供配通系统中各主要元件电抗标么值短路计算电路图(1)电力系统的电抗标么值。电力系统电抗 Xs ,可由系统的短路容量Sk求最大运行方式下：XS.min Xs最小运行方式下： XSminXss .min s(2)电力变压器的电抗标么值。 似的计算，即电力变压器的电抗值xTq由其短路电压Uk%近*Xt X"ZdUk

40、%U2k c100 SnUC2SdU%通式中，Sn为变压器的额定容量。100Sn(3)电力线路的电抗标么值*x3 x /Zd x0lUc2 .SdSd x0底4.2.3短路电流具体计算短路电路中各主要元件的电抗标么值1电力系统电抗标么值最大运行方式 x最小运行方式 x*1. min*1. max100MVA/500MVA 0.2100MVA/200MVA 0.52架空线路标么值*x2 0.4( /km) 8km100MVA 2 0.24 (36.75kV)23电力变压器(由附录表查得SZ9-4000型油浸式变压器Uk%=70*X3 Xt/ZdUk%U： U：100 SnSdUk%Sd7 100

41、MV.A100SN 100 4000 10-3MV.A1.75短路等效电路图如图所示(系统最大运行方式下)4.2.4 在最大运行方式下k-1点的短路电路总电抗标么值及短路电流和短路容量总电抗标么值*X k l.minX1.minX 20.2 0,24 0.44三相对称短路电流初始值E.max Idl/X*(k ”所1.57kA/0.44 3.57kAE.max 0.866lk31,max0.866 3.57 3.09kA其他三相短路电流I 3 lk313.57kAiSh 2.55 3.57kA 9.10kAI： 1.51 3.57kA 5.39kA三相短路容量S31 Sd.X*(k1)100M

42、VA/0.44 227.3MVAk-2点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值* * * * 一X k 2,min X1 X2 X30.2 0.24 1.75/2 1,315三相短路电流周期分量有效值I13)2.maxId2/X*(k 2" 5.50kA/1.315 4.18kAIk22.max 0.866lk3)2.max 0.866 4.18 3.62kA其他三相短路电流I 3 I k314.18kAiSh 2.26 4.18kA 9.45kAIs： 1.31 4.18kA 5.48kA三相短路容量sk3)2Sd X *(k 2)100MVA/1.315 76

43、.05MVA4.2.5 在最小运行方式下k-1点的短路电路总电抗标么值及短路电流和短路容量总电抗标么值*X k 1 .max X1.max X20.5 0.240.74三相对称短路电流初始值I k3)1.minId1/X*(k 1).max 1.57kA/0.74 2.12kAI k21.min0.866lk31.min 0.866 2.12 1.84kA其他三相短路电流I 3 I k312.12kAi；h 2.55 2.12kA 5.41kA 31sh 1.51 2.12kA 3.20kA三相短路容量sk31SdX*(k1)100MVA/0.74 135.14MVAk-2点的短路电路总电抗标

44、么值及三相短路电流和短路容量 总电抗标么值_ _ * _ *_ *_ *_ _ _X k2.max X1X2X30.50.241.75 2.49三相短路电流周期分量有效值I【3)2.minId2/X*(k 2).max 5.50kA/2.49 2.21kAIk(22.min0.866Ik3)2.min 0.866 2.21 1.91kA其他三相短路电流I 3 I k312.21kAiSh 2.26 2.21kA 4.99kAIs： 1.31 2.21kA 2.90kA三相短路容量s13)2 SdX*(k2)100MVA/2.49 40.16MVA表4-1短路计算结果短路计算点总电抗标么值三相短

45、路电流/kA两相短路电流/kA三相短路容量/MVA*X| (3)I kI (3)0i sh1I shI (2)I kSk3)在最大运行方式下k-1点0.443.573.839.105.393.09227.3k-2点1.3154.184.189.455.483.6276.05在最小运行方式下k-1点0.742.122.125.413.201.84135.14k-2点2.492.212.214.992.901.9140.165变电所高压电气设备的选择与校验5.1 . 35KV高压开关柜的选择选用XGN-40.5型固定式金属封闭开关柜。该柜内配有 ZN12-40.5型真空断路器， 作为40.5kV交

46、流系统接受和分配电能之用。开关柜具有安全联锁装置、防误性能, 运行安全可靠。真空灭弧室免维护。该产品满足 GB3906-91 «3-35kV交流金属封 闭开关设备等标准。5.1.1 短路校验的原则对于相应高压开关柜内的设备进行短路校验，主要有断路器的额定电压、额定电流、 额定开断电流以及相应的额定动、热稳定电度校验。5.2 高压设备选择及校验高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应该工作安全可靠、运行方便，投资经济合理。一般要遵循以下 原则：1、按正常工作条件选择额定电压和额定电流；2、按短路情况来校验电气设 备的动稳定和热稳定；3、安装

47、地点的三相短路容量来校验高压断路器的速断容量。5.2.1 35KV断路器的选择(1)额定电压选择断路器的额定电压U r应大于或等于所在电网的工作电压 U n ,即U r Un。(2)额定电流选择断路器的额定电流Ir应大于或等于它的最大长期工作电流Ic,即IrIc。(3)开断电流选择在给定的电网电压下，断路器的开断电流1b不应小于实际瞬间的短路电流周期分里 I b3，即 I b I b3。(4)动稳定校验若断路器的极限通过电流峰值imax,大于三相短路时通过断路器的冲击电流ish,则其动稳定便满足要求，即imaxish ip3。 mi ax sp(5)热稳定校验断路器热稳定电流Q,即在短时允许发

48、热量应大于短路期间短路电流所发出的热量Qt ,则此断路器满足热稳定要求。可表示为 Q Qt。初步选用高压开关柜配有的ZN12-40.5型真空断路器校验： ZN12-40.5型真空断路器额定电压为 40.5kV, U NW =35kV, UN U NW 符合条件。ZN12-40.5型真空断路器额定电流为630A,最大长期工作电流为50 .9 AS 3086 .38c 、3 U N 、3 * 35又因为I r =630A即I r I c ,因此符合技术条件。断路器开断电流Ib=50kA, Ib3 = 3.9kA, ">“3符合技术条件imax = 63kA, ish=9.77kA

49、mi axs序号选择项目装置地点的技术参数断路器的技术参数结论1额定电压Un=35KV, Um=36.75KVUr=40.5KVUr>Un,2额定电流3086 .38。八Ic= 50 .9 AV3 * 35Ir=1000AIr>Ic , V3额定短路开断电流Ib3=3.57KA （最人运行方式）Ib=50KAIb>Ib3 ,V4额定峰值耐受电流（动稳定）ip3=9.10KA（ 运行E ）imax=63KAImax>ip3, V5额定短时（4s）耐受电流（热稳定）Qt=3.57 2X （ 0.1+0.8+0.05 ）KA2.s=12.11 KA 2.s_225KA.sQ&

50、gt; Qt,V6额定短路关合电流ip3=9.10KA （女运行 E）i m=50KAi m >ip3,V7环境条件某矿山起重机公司变电所高压开关正常使用划、境满足条件则Q Qt满足动稳定校验。表5-1 35kV高压断路器的校验2CC.一 一Qt Ib32 4 3.830.1 0.8 0.05 1394kA2S< 25 kA2S,满足热稳定校验。5.2.2 35KV隔离开关的选择选用GN27-35/630隔离开关，其技术参数为：额定电压35kV,额定电流630A,极限通过电流峰值50kA, 4s热稳定电流20kA。短路电流取I oo=I K3=3.57kA ,以步器通过短路电流的持续时间为tla= 0.2+2.0=2.2s。故I以3.57 22- 2.65kA 20kA,所以热稳定度符合要求。电抗器所在线路的短路电流冲击值Ish=1.51 X3.57=5.39kA <50kA,所以动稳定度符合要求。由此可知 GN27-35/630隔离开关符合要求。5.2.3 35KV电流互感器的选择电流互感器是一种专门用于变换测量电流的特殊电气器，选用LCZ-35Q电流互感器，,适用于额定频率50Hz或60H2S额定电压为35kV及以下的电力系统中，作为 电能计量、电流测量和继电保护用。选用额定电流变比为200/5 ,准确级次0.5校验数