2022年110kv变电所课程设计计算书 .pdf

第 1 页 共 9 页110/10kV 变电所电气部分设计计算书一、回路数变电所 C P3=14MW 有 55% 的重要负荷负荷采用双回路供电，45% 非重要负荷采用单回路供电。由最大负荷Pmax=P3=14MW, 每回 10kV馈线功率为2MW ，则重要负荷回路数：85.3214%552P3%55（回）根据对称性，重要负荷回路数为4。因为双回路供电，则为8 回。非重要负荷回路数：15.3214%452P3%45（回）根据对称性，非重要负荷回路数选为4 所以回路数目：8+4=12（回）根据对称性，选择N=12回。二、主变的选择变电所 C最大负荷MVAPKSKSm11.319.0281cosm每台变压器容量MVASSmN67.1811.316.06.0变电所重要负荷MVASS11.179 .02855.055.0maximpMVASSN11.171-211.171-nimp选择 SN中较大者作为，mS，即MVAS67.18,m，SN=16000kVA 过负荷校验：SN/Sm=16000/18670=0.857 ，故在负荷曲线高于此值时均为过负荷，即欠负荷系数：8771. 016000186706668. 067. 0221K过负荷系数：0905.11600018670484189.0222K查图可知，对应于K1允许的 K2的值比实际算出的K2=1.0905 大，所以SN=16000kVA满足正常负荷，所以选择 SFZ7-16000/110 型号。三、短路电流计算1、电抗标么值的计算为了计算方便选取如下基准值：基准容量： Sd= 1000MVA 基准电压： Ud（kV） 10.5 115 基准电流： Id（ kA）54.99 5.02 系统归算额定电流：110kV 侧：kAUSIddNS02.5115310003名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 2 页 共 9 页10kV 侧：kAUSIddNS99.545 .10310003发电机归算额定电流：110kV 侧：kAUPIdNGNG628.08 .01153100cos310kV 侧：kAUPIdNGNG873.68.05.103100cos3电抗标么值计算（归算至110kV 侧） ：发电机：984.18.0/501000124.0cos/2*1*NGddNGddGGPSXSSXXX变压器：625.24010001005 .10100%2*1*NTdkTTSSXXu4.85 .1210001005 .10100%4*3*NdkTTSSXXu线路：665.01151000224.0220*0ddLUSLXX575.01151000194.0221*1ddLUSLXX8 1 7.01 1 51 0 0 0274 .0222*2ddLUSLXX7 8 6.01 1 51 0 0 0264 .0223*3ddLUSLXX5 4 4.01 1 51 0 0 0184 .0224*4ddLUSLXX2、短路点选择及kI计算等值电路图如下：短路点的选择表格见设计说明书表6.2。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 3 页 共 9 页（1）求1k点的kI。图中，665.00*1*LXX3045.22625.2984.1211*2*TGXXX967.0544.0423.0)/(4321*3*LLLLXXXXX911.13045.2967.0665.0967.0665.02*3*1*3*1*4*XXXXXX623.6665.0967.03045.2967.03045.21*3*2*3*2*5*XXXXXX系统分支计算电抗：911.14*XXsj系统供给短路电流标么值：52329.0911.111*2/*sjtstssXIIIkk系统供给短路电流有名值：tktkSSNSssIIkAIII2/6269.202.552329.0*电厂分支计算电抗标么值：8279.010008. 0/100623.6/cos5*dNGGjSPXX电厂供给短路电流标么值：由tk=3+0.1=3.1s 及8.0*GjX查汽轮发电机运算曲线得tk 0s 21 .3s 3.1s *GI1.3 1.295 1.415 有名值：kAIIINGGG8164.0628.03.1*kAIIINGGGtktk8133.0628.0295.12/2/*kAIIINGGGtktk8886.0628.0415.1*总的短路电流：kAIIIsG4433.36269.28164.0 kAIIItktktkSG4402. 36269. 28133.02/2/2/名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 4 页 共 9 页kAIIItktktkSG5155.36269.28886.0热效应：skAIIItQtktkkk222222/228292.36)5155.34402.3104433.3(121.3)10(12短 路 冲 击 电流：kAIish7804.84433.355.255.2（2）求2k点的kI。图中，665.00*1*LXX3045.22625.2984.1211*2*TGXXX695.0272.0423.0)/(2/4321*3*LLLLXXXXX561.13045.2695.0665.0695.0665.02*3*1*3*1*4*XXXXXX408.5665.0695.03045.2695.03045.21*3*2*3*2*5*XXXXXX系统分支计算电抗：561.14*XXsj系统供给短路电流标么值：641.0561.111*2/*sjtstssXIIIkk系统供给短路电流有名值：tktkSSNSssIIkAIII2/2178.302.5641.0*电厂分支计算电抗标么值：676.010008.0/100408.5/cos5*dNGGjSPXX电厂供给短路电流标么值：由tk=2.5+0.1=2.6s 及68.0*GjX查汽轮发电机运算曲线得tk 0s 26.2s 2.6s *GI1.51 1.495 1.65 有名值：kAIIINGGG9483.0628.051.1*名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 5 页 共 9 页kAIIINGGGtktk9389.0628.0495.12/2/*kAIIINGGGtktk0362.1628.065.1*总的短路电流：kAIIIsG1661.42178.39483.0 kAIIItktktkSG1567. 42178. 39389.02/2/2/kAIIItktktkSG254.42178.30362.1热效应：skAIIItQtktkkk222222/221175.45)254.41567.4101661.4(126 .2)10(12短 路 冲 击 电流：kAIish6236.101661. 455.255.2（3）求3k点的kI。图中，665.00*1*LXX3045.22625.2984.1211*2*TGXXX095.94 .8272.0423.0/)/(444321*3*TLLLLLXXXXXXX3845.123045.2095.9665.0095.9665.02*3*1*3*1*4*XXXXXX9174.42665.0095.93045.2095.93045.21*3*2*3*2*5*XXXXXX系统分支计算电抗：3845.124*XXsj系统供给短路电流标么值：0807.03845.1211*2/*sjtstssXIIIkk系统供给短路电流有名值：tktkSSNSssIIkAIII2/4373.499.540807.0*电厂分支计算电抗标么值：3647.510008.0/1009174.42/cos5*dNGGjSPXX电厂供给短路电流标么值：由33647.5*GjX可得：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 6 页 共 9 页1864.03647.511*2/GjGGGXIIItktk有名值：kAIIItktkGGG2812.1873.61864. 02/总的短路电流：kAIIItktk7185.54373.42812. 12/短路冲击电流：kAIish5822.147185.555.255.2（4）求4k点的kI。图中，665.00*1*LXX3045.22625.2984.1211*2*TGXXX895.42.4272.0423.0/)/(4344321*3*TTLLLLLXXXXXXXX9725.63045.2895.4665.0895.4665.02*3*1*3*1*4*XXXXXX1627.24665.0895.43045.2895.43045.21*3*2*3*2*5*XXXXXX系统分支计算电抗：9725.64*XXsj系统供给短路电流标么值：1434.09725.611*2/*sjtstssXIIIkk系统供给短路电流有名值：tktkSSNSssIIkAIII2/8856.799.541434.0*电厂分支计算电抗标么值：0203.310008.0/1001627.24/cos5*dNGGjSPXX电厂供给短路电流标么值：由30203.3*GjX可得：3311.00203.311*2/GjGGGXIIItktk有名值：kAIIItktkGGG2756. 2873.63311. 02/总的短路电流：kAIIItktk1612.102756.28856. 72/短路冲击电流：kAIish9111.251612.1055.255.2名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 7 页 共 9 页3、短路电流计算结果表（详见设计说明书）四、断路器的选择1、各回路的最大持续工作电流axmI的计算（1） 110kV 进线上的QF、QS 应考虑当L2 断开时 L1 线路运行时通过的最大功率AUSSSNCBAax91.3491011039. 0149. 0189. 028103I33m（2）变电所C 高压侧，即主变110kV 侧，考虑变压器过负荷1.3 倍AUSNNTax17.109101103163.11033.1I333m（3）变电所C 主变低压侧10kV ，考虑变压器过负荷1.3 倍AUSNNTax89.120010103163 .11033.1I333m（4） 10kV 主母线、分段，按1.05 倍变压器额定电流考虑AUSNNTax95.969101031605.110305.1I333m（5） 10kV 出线电器（计算双回路供电的重要用户，每回按2MW 考虑）考虑2 倍一回线的正常最大负荷电流AUPNax6.2569.010320002cos32Im2、修正系数k 的计算对于电器： 40 60时， k=1(40) 0.018 040时， k=1+(40 )0.005 0时， k=1.2 所以屋外： k1=1(4040)0.018=1 屋内： k2=1+(40 37)0.005=1.015 3、110kV 进线上的断路器选择（屋外，k=1）额定电压的选择UNUNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV 额定电流的选择INImax=349.91A，所以 IN =2000A349.91A 额定开断电流的选择INbrI=3.44kA ，所以 INbr=31.5kA3.44kA额定关合电流的选择INclish=8.78kA ，所以 INcl=80kA8.78kA 动稳定校验：iesish =8.78kA ，所以 ies=80kA8.78kA 热稳定校验：It2 t Qk =36.83skA2，所以 It2t=2977skA236.83skA2综上所述：选择SFM 110/2000 4、变电所C 主变高压侧的断路器选择（屋外，k=1）额定电压的选择UNUNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV 额定电流的选择INImax=109.17A，所以 IN =2000A109.17A 额定开断电流的选择INbrI=4.1661kA ，所以 INbr=31.5kA4.1661kA名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 8 页 共 9 页额定关合电流的选择INclish=10.62kA ，所以 INcl=80kA10.62kA 动稳定校验：iesish =10.62kA ，所以 ies=80kA10.62kA 热稳定校验：It2 t Qk =45.1175skA2，所以 It2t=2977skA245.1175skA2综上所述：选择SFM 110/2000 5、变电所C 主变低压侧的断路器选择（屋内，k=1.015）额定电压的选择UNUNs=10kV，所以 UN =10kV 10kV 额定电流的选择INImax/k= 1200.89/1.015=1183.14A，所以 IN =1250A1183.14A 额定开断电流的选择INbrI=5.72kA ，所以 INbr=31.5kA5.72kA额定关合电流的选择INclish=14.58kA ，所以 INcl=80kA14.58kA 动稳定校验：iesish =14.58kA ，所以 ies=80kA14.58kA 热稳定校验：It2 t Qk =110skA2，所以 It2t=2977skA2110skA2综上所述：选择ZN12 10/1250 6、10kV 主母线、分段的断路器选择（屋内，k=1.015）额定电压的选择UNUNs=10kV，所以 UN =10kV 10kV 额定电流的选择INImax/k= 969.95/1.015=955.62A，所以 IN =1250A955.62A 额定开断电流的选择INbrI=5.72kA ，所以 INbr=31.5kA5.72kA额定关合电流的选择INclish=14.58kA ，所以 INcl=80kA14.58kA 动稳定校验：iesish =14.58kA ，所以 ies=80kA14.58kA 热稳定校验：It2 t Qk =88skA2，所以 It2t=2977skA288skA2综上所述：选择ZN12 10/1250 7、10kV 出线的断路器选择（屋内，k=1.015）额定电压的选择UNUNs=10kV，所以 UN =10kV 10kV 额定电流的选择INImax/k= 256.6/1.015=252.8A 额定开断电流的选择INbrI=5.72kA ，所以 INbr=31.5kA5.72kA额定关合电流的选择INclish=14.58kA ，所以 INcl=80kA14.58kA 动稳定校验：iesish =14.58kA ，所以 ies=80kA14.58kA 热稳定校验：It2 t Qk =88skA2，所以 It2t=2977skA288skA2综上所述：选择ZN12 10/1250 五、隔离开关的选择1、110kV 进线上的隔离开关选择（屋外，k=1）额定电压的选择UNUNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV 额定电流的选择INImax=349.91A，所以 IN =630A349.91A 动稳定校验：iesish =8.78kA ，所以 ies=50kA8.78kA 热稳定校验：It2 t Qk =36.83skA2，所以 It2t=1600skA236.83skA2综上所述：选择GW5110/630 2、变电所C 主变高压侧的隔离开关选择（屋外，k=1）额定电压的选择UNUNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV 额定电流的选择INImax=109.17A，所以 IN =630A109.17A 动稳定校验：iesish =10.62kA ，所以 ies=50kA10.62kA 热稳定校验：It2 t Qk =45.1175skA2综上所述：选择GW5110/630 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 9 页 共 9 页3、结论由于主变低压侧10kV 和 10kV 出现均采用开关柜，所以无需选择隔离开关。六、 10kV 母线的选择1、截面积选择=3786.073-700.149-700.149kAUSNNTax95.969101031605.110305.1I333maxNkImIAIN85.112786.0/95.969因此选择LMY 1080 导体尺寸（ hb）=8010（mmmm） 。AIKNs1249,05.12、热稳定校验22min67.11691/05. 11036.107/mmCKQSsk又因为min28001080SmmS所以满足热稳定校验。3、共振校验mkgbhm/16.201.008.0270056.31027.412/01.008.012/f4723NmbhJ取所以不满足共振条件，即14、动稳定校验导体所受最大弯矩导体的抗弯矩导体所受的最大应力因为PaPaal661037.11070，所以满足动稳定校验。综上所述：硬母线选LYM 8010. 914.61245200245149InInkCf4.6138.1396/89.120037-7037)(22almax）（）（）（IIaltHzHzmEJLNff16034.65416.21027. 41078 .056.3710221NaLifshph37.18325.08 .0)102.18(1073.11073.123727mNLfMph67.14108 .037.183102235221007.1608.001.06mbhWPaWM65max1037.11007.167.14名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -