110KV变电站设计负荷及短路电流计算部分

1、第二章负荷及短路电流计算一、负荷计算同时系数，出线回路较少的时候，可取 0.9-0.95，出线回路数较多时，取0.85-0.9;针对课题实际情况可知同时系数取0.9。在不计同时系数时计算得：1、主变负荷计算由所给原始资料可知:110KV侧负荷量为:(7000 2 6300 2 3000 2000 4000 2)0.9 35640KW (7000 0.4358 2 6300 0.4749 2 3000 0.4358 2000 0.4358 4000 0.4749 2)0.9 16256<varJp20 Q2 039172KVA35KV侧负荷量为:(8000 2 5000 2 900 990

2、 700 2)0.9 26361KW(8000 0.43582 5000 0.4559 2 900 0.4749 990 0.4358700 0.4358 2)0.9 1170(KvarJp21 Q2128840KVA变电站站用负荷量:2 0.5% (S 0S 1)0.5% (39172 28840)340.06KVA2 S 2Cos340.060.88 299.2528KW2 S 2Sin340.060.47 159.8282Kvar35KV出线考虑5%因为选用一因为变电站站用负荷是从35KV侧通过站用降压变压器得到, 5%勺损耗；考虑站用电的损耗和站用变压器的效率，取损耗为 台220KV到

3、35KV的三绕组主变，故主变35KV侧的容量为：27275KVA在计及同时系数0.9时:足绕主 35kv( S 1 S 2)j。50-9如果再考虑该变电站510年的10滋展,则:1.1 30332KVA足绕主 35kv( S 1 S 2)j。5 O.9考虑110KV出线5%勺损耗，主变220KV到110KV则容量为:足绕主110kvS01.05 0.9 37017KVA如果再考虑该变电站5-10年勺 10%发展则 :足绕主110kvS01.050.9 1.1 40719KVA因为变电站最大负荷为 :Smax (40719 30332340.06) 0.9 64251KVA则主变压器容量为：S主

4、 0.9 (70% 80%)Smax40478 46260KVA所以主变三绕变选择OSFPS3-63000/220型:64251 63000 2 50.99% 15%这样选择变压器三绕变满足每个绕组勺通过容量可超过额定容量勺 15%，一 台主变退出运行时，另一台主变容量可满足所有负荷 70%-80%勺需要，且三绕组 变压器的中低压侧容量分别为 63000/31500KVA的额定容量也可以满足110KV与 35KV两个电压等级之间有功与无功的相互交换要求，故变压器的选择满足要求。2、站用变负荷计算由: S0.5% (S0 S 1)0.5% (39172 28840) 340.06KVAS 2Co

5、s340.060.88 299.2528KwS 2Sin340.060.47 159.8282Kvar5%勺站0.9 ，所以:S站用变0.5S2 1.05 1.10.9 176.75KVA考虑该变电站5-10年站用负荷10%勺发展有:S站用变0.5S2 1.05 1.11.1 0.9 194.42KVASmax 340.060.9 306.05KVA知:由于选用两台站用变压器，并且需要留有 10%的裕度以及考虑其 用电损耗，同时系数取每台 其站用站用变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率， 工作变压器在不满载状态下运行， 当任意一台变压器因为故障被断开后， 负荷由完好的站用变

6、压器承担。故站用变压器选用两台 SC(B)10-160/20(10) 型变压器能够满足设计要求。二、短路电流计算1、短路计算的目的、规定与步骤1.1 短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中， 短路电流计算是其中的一个重要环节。 其 计算的目的主要有以下几方面：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情况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。例如：计算某一时刻的短路电流有效值用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗 值

7、；计算短路后较长时间短路电流有效值， 用以校验设备的热稳定； 计算短路电 流冲击值，用以校验设备动稳定。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按照短路条件校验软导线的相间和相相对 地的安全距离。1.2 短路计算的一般规定1）计算的基本情况1 ）电力系统中所有电源均在额定负载下运行；2 ）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；3 ）短路发生在短路电流为最大值时的瞬间；4 ）所有电源的电动势相位角相等；5 ）应考虑对短路电流值有影响的所有原件，但是不考虑短路点的电弧电阻。 对异步电动机的作用， 仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考 虑。2）接线方式计算短路电流时所用的接线方

8、式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式 （即最大运行方式） ，不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线 方式。1.3 计算步骤1）选择计算短路点2）画等值网络图1)首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻2)3)将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗4)绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号选取基准容量Sb和基准电压Ub( 般取各级的平均电压)(3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需要将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络， 并求出各电源与短路点之间的电抗(即转移 电抗Xad)(4)求计算电抗Xjs(5) 由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值

9、(运算曲线仅做到Xjs=3.5)(6) 计算无限大容量(或Xjs >3)的电源供给的短路电流周期分量(7) 计算短路电流周期分量有名值和短路容量 2、变压器的参数计算及短路点的确定2.1变压器参数的计算基准值的选择：SB 100MVAUb220KV(1) 主变压器三绕变参数的计算U1 2%9.1；U13% 33.5；U2 3%22，则U1%2(U12%U1 3%U2 3'U2%1(U12%U23%U1 3U3%3%U23%U1 2*X1U1%SB10.3100100Sn110063X2*U2%Sb1.2100100SN210063X3*U3%Sb46.4100100Sn31006

10、3由主变参数可知:%)%)%)1-(9.1 33.5 22)丄(9.1 22 33.5)1-(33.5 22 9.1)0.1630.0190.36810.31.223.2(2) 站用变压器参数的计算查站用变压器参数知Uk%6.0，故站用变压器绕组电抗标幺值为XtUk% (纠2100 (u7)SbSN(訝需雪2詈(議2 17.64(3) 系统等值电抗的计算:Xl10.4 1_1SbuB0.480竺 0.02222022.2短路点的确定此变电站设计中,电压等级有四个,在选择的短路点中，由于线路首端短路时其短路最为严重，因此短路计算电压按照线路首端电压考虑，即短路计算电压取比线路 额定电压高5%j0

11、j022依据本变电站选定的主接线方式、设备参数和短路点选择，网络等值图如下:11DKV2Z0KVjO.163 >JOJ63n艸9_jO.3680.36835KV I '|17.64图2.1系统等值网络图2.3各短路点的短路计算(1)短路点d-1短路计算等值网络图如右:ISb1 d-1100I (3)I d 1*®d1 靠 1.05 2201 1Xl1*0.022j45.450.25KAd-1三相短路容量S(3)1血cld3)173 1.05 220 11.36 4545.17MVA短路冲击电流ish2.55ld3)12.5511.3628.968 KAIsh1.511

12、d3)11.5111.3617.15KA三相短路电流0.25 45.4511.36KAI (3)Id 1Id3)1* Id1(2)短路点d-2短路计算等值网络图如下：三相短路容量q(3)Sd 2V3UcId3)2731.05 110 5.32 1064MVA短路冲击电流ish2.55ld3)22.555.3213.56 KAI sh1.51ld21.515.328.03KA三相短路电流0.50 10.645.32KAI1 d 2Id3)2*Id 2I d-2Sb®d2 府禹 0.50KAXd 2*j 0.022 1 (0.163 0.019)j0.094I d3)2*1Xd 2*10

13、.09410.64(3)短路点d-3短路计算等值网络图如下：Sb三相短路容量q(3)Sd 3血 cId3)3昭 1.05 35 5.46 347.5MVA短路冲击电流ish2.55Id3)32.555.4613.92 KAI sh1.51ld31.515.468.24KA三相短路电流1.57 3.485.46KAIId 3Id3)3*Id 3I d-373Ud 3怎4 1.57KAXd 3*j 0.022 -2(0.163 0.368)jO.2875I (3)I d 3*1Xd 3*3.480.2875(4)短路点d-4短路计算等值网络图如下：高压进线220KVjO J63 >iO.36

14、8jO.3682 35KVj17.640.4KVj 17.641 d-410073Ud 443144.34KA0.4Xd 4*j 0.022 12(0.163 0.368)1 17.64j9.112I (3)I d 4*0.109Xd 4*9.11三相短路电流Id 4Id(3)4*Id 40.109 144.3415.73KA三相短路容量Sd3)4V3UcldV3 0.4 15.73 10.89MVA短路冲击电流ish2.551 d3)42.55 15.7340.11KA1 sh1.51ld31.51 15.7323.75KA2.4短路计算表短路点编号短路计算电压Uc（Kv）基值电流Ib（KA）支路名称总电抗标幺值Xd短路电 流周期 分量有 效值标 幺值1 （3）*I K短路电 流周期 分量有 效值|K3）（KA）短路电 流冲击 值 sh（KA）全电流有效值I sh （KA）短路容量sK3)(MVA)公式SB u3