发布时间 : 星期三 文章110kV变电站电气一次系统设计专科毕业论文更新完毕开始阅读537ca1b6fbb069dc5022aaea998fcc22bcd1430e
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2）短路电流的计算条件
为使所选设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定的时期内适应电力系统发展的需要，做验算用的短路电流应按下列条件确定：
(1) 容量与接线。按设计的最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为建成后5~10年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式。
(2) 短路种类。一般按三相短路计算，或其他种类较三相短路严重时，则按最严重的情况计算。
(3) 计算短路点。在计算电路图中，同电位的各短路点的短路电流值均相等，但通过各支路的短路电流将随着短路点的位置不同而不同。在校验电器和载流导体时，必须确定电气设备和载流导体处于最严重的短路点，使通过的短路电流校验值为最大。
2.3.2 短路时间的计算
效验热稳定的短路计算时间tk为急电保护动作时间tpr和相应短路器的全开断时间tbr
之和，即 tk?tpr?tbr
tpr一般取保护装备的后备保护动作时间，这是考虑到主保护有死区或拒动；而tbr指对
短路器的分闸脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各相触头分离后的电弧完全熄灭为止的时间段。显然，tbr包括两个部分，即
tbr?tin?ta
式中，tin为断路器的分闸时间，它是由断路器接到分闸命令起，到灭弧触头刚分离的一段时间，此值可在相应手册中查出；ta为断路器开断时电弧持续时间，它是指由第一个灭弧触头分离瞬间起，到最后一级电弧熄灭为止的时间，对少油断路器为0.04~0.06s，对SF6断路器压缩空气断路器约为0.02~0.04s，真空断路器约为0.015s。
断路器不仅在电路中作为操作开关，而且在短路时要迅速可靠的切断短路电流，作为
't保护电器。为此，这种断路器应能在最严重的情况下开断短路电流，故短路计算的时间k应为主保护动作时间tpr1和断路器固有分闸时间tin之和，即
'tk?tpr1?tin
对于无延时保护，tpr1为主保护启动和执行机构动作时间之和，一般0.05~0.06s。
为方便设计，此处规定各电源在不同短路点的短路计算时间为tk=4s。
2.3.3 等效电路阻抗及短路电流的计算
用于设备选择的短路电流是按照变电所最终规模：两台40MVA主变压器及110kV远景
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系统阻抗，考虑两台主变并列运行的方式进行计算的。计算结果如下：
表一 等效电路阻抗计算结果表
阻抗名称 短路阻抗标幺值 系统X 发电机XG 变压器XT1 主变XT2 线路1XL1 0.045 0.06 0.075
表二 短路电流计算结果表
短路电流最大有效值（kA） 0.262 0.18 线路2XL2 0.12 短路短路点类型 编号 短路点位置 短路点平均电压（kV） 基准电流（kA） 短路电流周期分量起始有效值 短路电流冲击值（kA） 三相短路 f1 f2 110kV母线 10kV 母线 115 10.5 7.89 86.36 14.19 32.82 36.18 83.68 15.15 32.82 2.4、设备的选择与校验
2.4.1 导体和电气设备选择的一般条件
正确的选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳定的采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。
1）一般原则
(1) 应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要； (2) 应按当地环境条件校核； (3) 应力求技术先进和经济合理； (4) 选择导体时应尽量减少品种；
(5) 扩建工程应尽量使新老电器型号一致；
(6) 选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。 2）短路状态热稳定和动稳定的校验 1 短路热稳定校验
短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值，满足热稳定的条件为
It2t?Qk
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式中 Qk?短路电流产生的热效应
It、t?电气设备允许通过的热稳定电流和时间 2电动力稳定校验
电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的呢公里。亦称动稳定，满足动稳定的条件：
ies?ish,Ies?Ish
式中 ish、Ish?短路冲击电流幅值及其有效值
ies、Ies?电气设备允许通过的动稳定电流及其有效值
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
(1) 用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断器时间保证，故可不验算热稳定 (2) 采用有限电流电阻熔断器保护的设备，可不校验动稳定
(3) 装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定 3）环境条件
环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔和地震。由于设计条件有限，所以在设计中没有考虑温度因素。
按照工程上的规定，普通高压电器在环境温度为四十度时，允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境高于四十度时，每增加一度建议额定电流减少1.8%；当低于四十度时，每降低一度建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。
2.4.2设备选择
结合以往110kV变电所设计及运行情况，本次选用110kV及10kV开关开断电流采用31.5kA。并依次对设备进行了选择和校验。主要设备参数如下：
表三 主变：（双绕组无励磁调压电力变压器）
型号 SFL-40000/110 额定容量 （kVA） 40000 额定高压 （kV） 110 ±2×2.5% 121 额定低压 空载电流 空载损耗 (kVA) (kVA) (kW) 10.5 0.7 45 负载损耗 (kV） 174 阻抗电压 （%） 10.5 110kV侧高压断路器：
高压断路器的功能是，不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切断短路故障。
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表四 选用SW4-110Ⅲ型断路器
型号 SW4-110Ⅲ 4s稳定电流(KA) 31.5 额定电压(kV) 110 自动重合闸无电流间隔时间(s) 0.3 最高工作电压(kV) 126 固有分闸时间(s) 0.05 额定电流(A) 1250 合闸时间(s) 0.4 额定开断电流(kA) 31.5 断路器本体质量 (三相)(kg) 3360 动稳定电流（kA) 80 油重(kg) 120
110kV侧高压隔离开关：
高压隔离开关的功能是，隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修，其特点是不允许带负荷操作。
表五 选用GW4-110DW型隔离开关
额定电压 (kV) 额定电流 (A) 动稳定电流峰值 (kA) 热稳定电流(kA) 2s 4s 5s 操动机构型号 接地刀闸 CS17G 单相质量(kg) 型号 主刀闸 CS17G、CJ2-G GW4-110DW 110 16000 100 31.5 255
110kV侧电流互感器：
电流互感器的功能是：(1) 将一次回路的大电流变为二次回路的小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化，小型化，价格便宜和便于屏内安装；(2) 使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身的安全。
表六 选用LCWB4-110型号的电流互感器
二次负荷(Ω) 型号 额定电流比(A) 级次组合 准确级次 0.5级 0.5 LCWB4-110 (2×500) 2 9 10%倍数 倍数(倍) 30 20 20 9 13二次负级 级 荷(Ω) 2.4 2.4 2 1s热稳定倍数(倍数) 质量(kg) 油质量 总质量 0.5/B B2/B3B1 B2 B3 75 145 580