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：P.0=(70002630023000200040002)0.9=35640KWQ0=(70000.4358263000.4749230000.435820000.435840000.47492)0.9=16256Kvar°=P：°Q20=39172KVA35KV侧负荷量为：P1=(80002500029009907002)0.9=

2、26361KWQ(80000.4358250000.455929000.47499900.43587000.435820.9=11700Kvar1=P-二Q21=28840KVA变电站站用负荷量：S、2=0.5%(S、0S)=0.5%(3917228840)=340.06KVAP2=S<2Cos峪=340.060.88=299.2528KwQ2=S2Sin=340.060.47=159.8282Kvar因为变电站站用负荷是从35KV侧通过站用降压变压器得到，35KV出线考虑5%的损耗；考虑站用电的损耗和站用变压器的效率，取损耗为5%;因为选用一台220KV到35KV的三绕组主变，故主变3

3、5KV侧的容量为：在计及同时系数0.9时:S三绕主35kvHS、.S.2)1.050.9=27275KVA如果再考虑该变电站510年的10%发展，贝U:S三绕主35kv以S+去2)乂1.05><0.9><1.1=303必人考虑110KV出线5%的损耗，主变220KV到110KV侧容量为:S三绕主g-S、p1.050.9=3701K7VA如果再考虑该变电站5-10年的10%发展则:S二绕主110&-S'。1.050.91.1=4071K9VA.rTUL110kV:0因为变电站最大负荷为：Smax=(4071930332340.06)0.9=64251KVA

4、则主变压器容量为：S主=0.9乂(70%80%)Smax=40474626KVA所以主变三绕变选择OSFPS3-63000/220型：64251630002=50.99%15%这样选择变压器三绕变满足每个绕组的通过容量可超过额定容量的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%的需要，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：Sw2=0.5%(S0-10.5%(3917228840)=340.06KVAP2=S、2Cos乎

5、=340.060.88=299.2528KwQ2=S2Sin=340.060.47=159.8282Kvar知：由丁选用两台站用变压器，并且需要留有10%的裕度以及考虑其5%的站用电损耗，同时系数取0.9,所以:翥用变0.5Sw21.051.10.9=176.75KVA考虑该变电站5-10年站用负荷10%的发展有:&用变0.5S21.051.11.10.9=194.K2VASmax=340.060.9=306.05KVAmax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，每台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，其站用负荷由完好的站用变压器承担

6、。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。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，同时乂力求节约资金，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；计算短路后较长时间短

7、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。(2) 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问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式，应是可能发生最大短路电流

8、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1) 画等值网络图首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻选取基准容量Sb和基准电压Ub(一般取各级的平均电压)将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号化简等值网络：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)(2) 求计算电抗Xjs由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值(运算曲线仅做到Xjs=3.5)(3) 计算无限大容量(或Xj

9、s弟)的电源供给的短路电流周期分量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=100MVA,Ub=220KV1 (1)主变压器三绕变参数的计算由主变参数可知：Uh%=9.1;Ui=33.5;U2_%=22,WJ11一一一一U1%(Uj%Uz%-U2<%)(9.133.5-22)=10.3221U2%(Uj%Um%-Ui%)(9.122-33.5)=-1.22c,1c,c,c,1U3%=5(U1g%U2；%-U1/%)=§(33.522-9.1)=23.2*Xi蛙x里=心乂竺=0163100Sni10063Sn1

10、X2U2%Sb-1.2100=-0.019100Sn210063X3U3%Sb46.4100CM=0.368100Sn310063(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*Xt厦(四)2鱼*)100UbSnU36.038.521002202()()=17.641002200.3438.5(3)系统等值电抗的计算:Xli=0.4L13U2i1000.4802=0.02232202.2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，由丁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

11、%。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：110KV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:100.31.05220(3)d4*1XL1*=0.25KA220KV10.022=j45.45三相短路电流1隽=1兽*Id_i=0.2545.45=11.36KA三相短路容量5(%,='；'3Ucld3=：'31.0522011.36=4545.17MVA短路冲击电流ish=2.551；*=2.5511.36=28.968KAISh=1.51曲=1.5111.36=17.15KA(2)短路点d-2短路

12、计算等值网络图如下:XdU*(3)IdHId-21=j0.0225(0.163-0.019)=j0.094110.64Xd20.094三相短路电流If、=IdB*Idq=0.5010.64=5.32KA三相短路容量Sd%=.3UcI：%=31.051105.32=1064MVA短路冲击电流ish=2.55Id3=2.555.32F3.56KAIsh=1.51I挡=1.515.32=8.03KA(3) 短路点d-3短路计算等值网络图如下:高压进线/j0.022_B100Id-3=1.57KA.3Ud侦31.0535XdJ3*1=j0.022项(0.1630.368)=j0.2875113.48X

13、d刃0.2875三相短路电流I：2=ld%Idw=1.573.48=5.46KA三相短路容量Sd3、=.3UcI；%=31.05355.46=347.5MVA(4) 短路冲击电流ish=2.55IdM=2.555.46=13.92KAIsh=1.51Id%=1.515.46=8.24KA短路点d-4短路计算等值网络图如下:高压进线220KVjO.163jO.36835KVj0.368j17.640.4KVj17.64d-4W=Sb=100144.34KA3Ud30.4Xd4*11=j0.022(0.1630.368)17.64=j9.11IL22(3)11I*'=0.109Xd&9.11三相短路电流曲=I巳*Id=0.109144.34=15.73KA三相短路容量Sd3L=.3UcI?L=30.415.73=10.89MVA短路冲击电流ish=2.551；%=2.5515.73=40.11KAIsh=1.51Id(%=1.5115.73=23.75KA2.4短路计算表短路点编亏短路计算电压L(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(3)*1K短路电流周期分量有效值iK3)(ka)短路电流冲击值ish(KA)全电流有效值Lh(KA)短路容量sK3)(MVA)公式Sb1Xd*iJd2.55lK3)1.51lK3)sK3)=e