短路计算和设备

1、5.2.2短路电流的计算进行短路电流计算时，首先应收集相关的资料，如电力系统接线图、运行方式和各元件的技术参数等。然后绘制计算电路图。然后再根据对短路点做出等值电路图，利用网络变化规则，将其逐步简化，求出短路回路总电抗。最后根据总电抗即可求出短路电流值。以下分别讨论计算电路图、等值电路图和短路回路总电抗的确定。系统CL2=0.08kmT1L1=4kmk3k1k2 图5.1 计算电路图本设计中的计算电路图，如图5.1所示。图中L2取6KV出线的最短距离，即线路阻抗为最小值，则经过短路电流计算所得结果为线路中可能的最大短路电流，并且在短路电流计算的基础上选得的电气设备和线路能满足其他线路短路的要求

2、。另外在继电保护的计算中，也根据此最大运行方式下的电流进行整定，再配合其他保护方式，使得灵敏度达到要求。（1）取基准值选取基准容量=100MVA取 则取 则（2）计算系统各元件阻抗的标么值，绘制等效电路图。系统C在最大运行方式和最小运行方式下的阻抗和：线路一阻抗：变压器阻抗：线路二阻抗：（3）最大运行方式下的短路电流最大运行方式下等效电路图如下所示： K1 短路时 K2 短路时K3 短路时 （4）最小运行方式下的短路电流最小运行方式下等效电路图如下所示： K1 短路时 K2 短路时K3 短路时 （5）由上可知道最大短路电流是最大运行方式下 K2 短路时 的短路电流5.28KA。短路电流计算结果

3、如下表5.1所示，次暂态电流有效值=稳态电流有效值，短路功率表5.1短路电流计算结果(最大运行方式)短路地点短路点编号短路点平均电压（KV）短路次暂态电流有效值I(KA)短路稳态电流有效值I(KA)短路冲击电流Ish(KA)短路点容量S”(MVA)35KV母线K1376.456.4516.445413.410KV母线K210.55.285.2813.4599610KV出线K310.55.1355.13513.193.4表5.1短路电流计算结果(最小运行方式)短路地点短路点编号短路点平均电压（KV）短路次暂态电流有效值I(KA)短路稳态电流有效值I(KA)短路冲击电流Ish(KA)短路点容量S”

4、(MVA)35KV母线K1375.55.514.012352510KV母线K210.550735073129491610KV出线K310.5494494126898第6章电气设备选择和校验6.1 高压电器选择的一般原则为保证高压电器的安全可靠运行，选择高压电器的一般要求见表6.1。表6.1序号选择项目一般要求1正常工作条件应满足电压、电流、频率、机械荷载等方面的要求；对一些开断电流，如熔断器、断路器和负荷开关等，则还有开断能力的要求。2短路条件按最大可能的电路故障条件校验高压电器的动稳定性和热稳定性（对熔断器，器灭弧能力强，所带设备不需要校验）。对断路器还需校验额定关合电流。对熔断器、电路器，

5、校验开断短路电流的能力。3环境条件选择高压电器结构类型时应考虑电器的使用场所（户内或户外）、环境温度、海拔、防尘、防腐、防火、防爆等要求，以及湿热或干热地区的特点。另外，还需要考虑高压电器工作时产生的噪声和电磁干扰等。4承受过电压能力及绝缘水平应满足额定短时工频过电压及雷电冲击过电压下的绝缘配合要求5其他条件按所选高压电器的不同特点进行选择，包括开关电器的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负荷及准确度等级等选择6.2各种电气设备的选择6.2.1支柱绝缘子绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地。绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则

6、绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。目前种类很多，主要有悬式绝缘子，针式绝缘子，蝴蝶型绝缘子，拉紧绝缘子，支柱绝缘子，钢化玻璃绝缘子，陶瓷横担，钢化玻璃横担，各类电气设备进出线套管，以及穿墙套管等。其表示为：产品类型设计顺序号额定电压KV弯曲破坏负荷KN数。其中 户外支柱：ZS 实心棒型支柱 ZSX 悬挂式棒式支柱ZSW耐污型棒式支柱 户内支柱：ZN户内内胶装支柱瓷绝缘子ZL户内联合胶装Z 户内外胶装A，B，C，D机械破坏等级 Y圆柱底座 T椭圆形底座 F方形 支柱绝缘子的动稳定性校验原则是：式中 Fde支柱绝缘子弯曲破坏力 l同一导体相邻两支持点间距离，即档距（m）

7、。 a相邻两相轴线间距离（m）。由计算得：35KV侧选FZSW35/10（复合耐污型棒式支柱，额定电压35KV，机械弯曲破坏负荷4KN）。取l=1m，a=0.7m。校验：，满足条件。6.2.2穿墙套管穿墙套管适用于工频率35KV 及以下的变电所配电装置和高压电器中作导电部分穿墙壁的绝缘和支持用套管，按使用场所分为户内普通型，户外户内耐污型，户外户内高原型，户外户内高原耐污型。其型号表示为：类型设计顺序号额定电压/额定电流污秽等级附加特征。其中，类型有：CL 户内铝导体，C 户内钢导体，CWL户外户内铝导体，CW 户外户内钢导体，CWWL户外户内耐污铝，CWW户外户内耐污铜，CM户内母线，CMW

8、W户内耐污母线。选户外户内铝导体 CWWL35/400校验动稳定：35KV侧最大持续工作电流，穿墙套管的额定电流IN=400AIgmax，满足要求。校验热稳定： 可以看出 ，所以满足要求。6.2.3断路器高压断路器不仅能通断正常的负荷电流，而且能接通和承担一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压断路器的型式可按使用场合分为户内和户外两种，也可以按断路器采用的灭弧介质分为压缩空气断路器、油断路器、真空断路器、SF6断路器等多种型式。目前，35KV及以下变配电所中广泛采用户内型真空断路器，配用弹簧操动机构或永磁操动机构。其型号表示为：型号设计序号额定电压/额定电流额定短

9、路开断电流。高压断路器的选择条件见表6.2。表6.2高压断路器的选择条件序号选择项目具体条件1额定电压允许最高工作电压不应低于所在线路的最高运行电压2额定电流应大于该回路的最大持续工作电流3额定频率等于电网工频50HZ4额定短路开断电流应大于安装地点的最大短路电流的有效值5额定峰值耐受电流不应小于安装地点的最大短路冲击电流6额定短时耐受电流应满足条件，短路电流热效应为，式中，It、t为断路器额定短时耐受电流（KA）（与额定短路开断电流值相同）、时间（4s）；为安装地点的最大短路电流的有效值；tk短路持续时间，tk=tp+tb，tp宜取后备保护动作时间（s），tb为断路器全分段时间（s），对一般

10、断路器取0.2s；tk1s时，35KV侧断路器选择SN10-35II最大持续工作电流校验如表6.3。表6.3 35KV侧断路器校验序号选择项目安装地点数据断路器数据结论1额定电压Um=35KVUN=35KVUN=Um ，合格2额定电流Igmax=173.21AIN=1250AIN Igmax ，合格3额定频率50HZ50HZ合格4额定短路开断电流Ioc=20KA,合格5额定峰值耐受电流imax=50KA,合格6额定短时耐受电流,即热稳定校验,合格10KV侧断路器选择SN10-10II最大持续工作电流校验如表6.4。表6.4 6KV侧断路器校验序号选择项目安装地点数据断路器数据结论1额定电压Um

11、=10KVUN=10KVUNUm ，合格2额定电流Igmax=606.24AIN=2000AIN Igmax ，合格3额定频率50HZ50HZ合格4额定短路开断电流Ioc=43.3KA,合格5额定峰值耐受电流imax=130KA,合格6额定短时耐受电流,即热稳定校验,合格6.2.4电流互感器电流互感器把大电流变换为小电流，便于连接测量仪表和继电器，使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘，并且扩大仪表、继电器等二次设备应用的电流范围，使仪表、继电器等二次设备的规格统一，利于批量生产。电流互感器的准确度级别有0.2，0.5,1.0，3.0，10等级。测量和计量仪表使用的电流互感器为0.2级，电流、电

12、压测量用的电流互感器允许使用1.0级，对非重要的测量允许使用3.0级。电流互感器的型号由字母符号及数字组成，通常表示电流互感器绕组类型、绝缘种类、使用场所及电压等级等。字母符号含义如下：第一位字母：L电流互感器。第二位字母：M母线式(穿心式)；Q线圈式；Y低压式；D单匝式；F多匝式；A穿墙式；R装入式；C瓷箱式。第三位字母：K塑料外壳式；Z浇注式；W户外式；G改进型；C瓷绝缘；P中频。第四位字母：B过流保护；D差动保护；J接地保护或加大容量；S速饱和；Q加强型。字母后面的数字一般表示使用电压等级。电流互感器的选择条件如下表6.5所示。表6.5电流互感器的选择条件序号选择项目具体条件1额定电压与

13、所在线路的额定电压相符2额定一次电流不小于线路最大持续工作电流3额定动稳定电流不小于使用地点的最大短路冲击电流4额定短时热稳定电流应满足条件，短路电流热效应为，tk的选取同断路器根据上述条件和短路电流计算结果35KV侧选LCW35（油浸式户外型电流互感器，L:电流互感器，C: 瓷箱式，w:户外，35：额定工作电压（KV）；10KV侧选LZZQB-10（以环氧树脂作主绝缘并加强外绝缘的电流互感器）。其技术数据如表6.6所示。表6.6型号额定电流比(KA)级次组合热稳定电流KA动稳定电流KA35kV侧LCW35300/50.2/320(1S)3010kV侧LZZQB-101500/50.2/540

14、(4S)100注：级次组合就是指两个精度不同的绕组的组合，一个测量级和一个保护组的组合。例如0.5/3表示其中一个绕组的精度等级是0.5级，另一个绕组的精度等级是3级。35KV侧电流互感器选LCW35最大持续工作电流：校验如下表6.7所示。表6.7 35KV侧电流互感器校验序号选择项目装置地点数据互感器数据结论1额定电压Um=35KVUN=35KVUNUm ，合格2额定一次电流Igmax=173.21AI1N=300AI1N Igmax ，合格3额定动稳定电流imax=30KA,合格4额定短时（1S）热稳定电流,合格10KV侧电流互感器选LZZQB-10最大持续工作电流校验如表6.8所示。表6

15、.8 10KV侧电流互感器校验序号选择项目装置地点数据互感器数据结论1额定电压Um=10KVUN=10KVUNUm ，合格2额定一次电流Igmax=606.24AI1N=1500AI1N Igmax ，合格3额定动稳定电流imax=100KA,合格4额定短时（1S）热稳定电流,合格6.2.5电压互感器电压互感器把大电压变换为低电压，作用同电流互感器。由于电压互感器两侧均装有熔断器，故不需要进行短路的力稳定和热稳定校验。电压互感器型号表示：J电压互感器，D单相，J油浸式/Z-浇注式。本设计的电压互感器型号选择如表6.9所示。表6.9 电压互感器型号选择电压等级型 号额定电压35KV侧JDJ235

16、35000/10010KV侧JDZ1010000/1006.2.6熔断器根据电网电压的要求， 35KV、10KV电压互感器都用高压熔断器进行保护，保护电压互感器的熔断器只需按额定电压和开断容量来选择，查阅有关设计资料得：35KV侧电压互感器使用RN235/0.5型高压限流熔断器，10KV侧电压互感器选用RN210/0.5型高压熔断器。高压熔断器选择结果如表6.10所示。表6.10 高压熔断器选择结果安装地型号电压电流断流容量数量备 注35KV 电压互感器RN235/0.535KV0.5A1000MVA2 组保护室外电压互感器10KV 电压互感器RN210/0.510KV0.5A1000MVA2

17、组保护室内电压互感器6.2.7隔离开关隔离开关主要用来隔离高压电源，保证安全检修，并能通断一定的小电流（如2A以下的空载变压器励磁电流、电压互感器回路电流、5A以下的空载线路的充电电流）。因隔离开关具有明显的断开间隙，因此它通常与断路器配合使用。其型号表示为：G（隔离开关）N（户内）/W（户外）设计序号额定电压/额定电流。隔离开关的选择条件如表6.11所示。表6.11 隔离开关的选择条件序号选择项目具体条件1额定电压与所在线路的额定电压相符2额定一次电流不小于线路最大持续工作电流3额定动稳定电流不小于使用地点的最大短路冲击电流4额定短时热稳定电流应满足条件，短路电流热效应为，tk的选取同断路器

18、35KV侧隔离开关选GW435最大持续工作电流35KV侧隔离开关校验如下表6.12所示。表6.12 35KV侧隔离开关校验序号选择项目装置地点数据隔离开关数据结论1额定电压Um=35KVUN=35KVUNUm ，合格2额定热电流Igmax=173.21AI1N=600AI1N Igmax ，合格3额定动稳定电流imax=20KA,合格4额定短时热稳定电流,合格6KV侧隔离开关选GN2-10最大持续工作电流6KV侧隔离开关校验如下表6.13所示。表6.13 10KV侧隔离开关校验序号选择项目装置地点数据隔离开关数据结论1额定电压Um=10KVUN=10KVUNUm ，合格2额定电流Igmax=6

19、06.24AI1N=4000AI1N Igmax ，合格3额定动稳定电流imax=85KA,合格4额定短时热稳定电流,合格6.2.8接地开关根据短路电流计算结果, 35KV侧选JN35 型(J:接地开关,N:户内用,35:额定工作电压(KV)。10KV侧选JN10 型(J:接地开关,N:户内用，10:额定工作电压(KV)。 6.2.9所用变为保证所用电的可靠性，采用两台所用变互为备用，分别接于两台主变的两组10kV母线上。一般选主变容量的（0.10.5）为其容量，考虑到用电负荷不大，本设计以0.1来选择，采用Y/Yn0接线组别。单台所用变容量S=0.1SN0.1(100002)20KVA故选SL50/10型，S:三相，L:铝芯，50：其额定容量为50KVA，10：额定电压10KV。6.2.10开关柜高压开关柜是