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1、 . 理工学院毕业设计(论文)某110KV变电所一次部分设计学 生: 五 名学 号:专 业:电气工程与其自动化 班 级:2008.3指导教师:唐 玲理工学院自动化与电子信息学院二O一二年六月51 / 60摘 要本次设计建设一座110KV降压变电站。首先,根据原始资料对变电所的实际情况进行分析,选择适合的变压器。根据主接线的选择要求选择各个电压等级的接线方式,在技术和经济方面进行比较,选取最优接线方式。其次进行短路电流计算。根据各短路点可以计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流,根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流来选择断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、熔断器、母线等电气设备,然后进
2、行校验。最后对变电所的实际情况,根据防雷和配电装置设计的要求进行防雷设计和配电装置设计。关键词:变电所;主接线;断路器;短路电流计算;电气设备选择ABSTRACTThis design is a construction of a 110KV step-down substation.First, according to the raw data we should analyze the actual situation of the substation, and select the appropriate transformer.We need to select the optio
3、n of the main wiring for each voltage levels.After compered all from technical and economic aspects then select the optimal wiring.Secondly,do the short-circuit current calculation. Short-circuit steady-state current and short-circuit impulse current can be calculated according to the short circuit
4、point.The selection of circuit breakers ,isolating switches, current transformers, voltage transformers, fuses, bus and other electrical equipment based on the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current . And then we do the calibration.Finally ,according to the actua
5、l situation of the substation,and the mine design and electrical installations according to the requirements of the design of lightning protection and power distribution equipmentKeywords: Substation;Lord wiring;Circuit breakers;Short-circuit current calculation;Electrical equipment selection目录摘要IAB
6、STRACTII第1章引言11.1 变电站发展的历史与现状11.1.1 概况11.1.2 变电站综合自动化系统的设计原则11.2 设计题目21.3 设计的原始资料21.3.1 电力系统接线图21.3.2 系统情况21.3.3 负荷数据21.3.4 设计条件3第2章变压器选择42.1 负荷计算42.2 主变压器的选择52.2.1 变压器容量的确定52.2.2 主变压器台数的确定52.2.3 主变压器型式的确定5第3章电气主接线设计63.1 主接线的设计要求63.1.1 可靠性63.1.2 灵活性63.1.3 经济性73.2 电气主接线的选择7第4章短路电流计算104.1 短路故障产生的原因104
7、.2 短路故障的危害104.3 路电流计算的容114.4 路电流计算方法114.4.1 短路计算标幺值法114.4.2 短路计算有名值法124.5 短路电流的计算124.5.1 短路阻抗的计算124.5.2 10KV母线K1点短路计算144.5.3 35KV母线K2点短路154.5.4 10KV母线K3点短路17第5章电气设备选择与校验195.1 电选择的一般条件195.1.1 正常工作条件选择电器195.1.2 按短路情况校验195.2 高压断路器的选择215.2.1 110KV断路器的选择与校验215.2.2 35KV断路器的选择与校验225.2.3 10KV断路器的选择与校验245.3
8、高压隔离开关的选择255.3.1 隔离开关的主要用途255.3.2 110 kV隔离开关的选择和校验265.3.3 35KV隔离开关的选择与校验265.3.4 10KV隔离开关的选择与校验275.4 电流互感器的选择与校验285.4.1 110KV侧电流互感器的选择与校验:295.4.2 35KV母线电流互感器的选择与校验305.4.3 10KV侧母线电流互感器选择与校验325.5 母线的选择335.5.1 110KV母线的选择与校验335.5.235KV母线选择与校验345.5.310KV母线的选择与校验375.6 电压互感器的选择与校验385.7 熔断器的选择405.7.1 35KV侧电压
9、互感器熔断器的选择405.7.2 10KV侧电压互感器熔断器的选择40第6章防雷保护设计416.1 直击雷保护416.2 侵入波保护416.3 接地装置的设计416.4 避雷器的选择426.4.1 110kV母线避雷器426.4.2 35KV侧避雷器的选择436.4.3 10KV侧避雷器的选择45第7章配电装置设计477.1 配电装置的基本要求477.2配电装置的类型与特点477.2.1 屋配电装置的特点477.2.2 屋外配电装置的特点477.2.3 成套配电装置的特点487.3 配电装置的设计原则487.4 配电装置设计的基本步骤487.5 配电装置的选用48第8章结束语50致51参考文献
10、52附录53第1章 引 言1.1 变电站发展的历史与现状1.1.1 概况变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用,如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主,将无法满足现代电力系统管理模式的需求;同时用于变电站的监视、控制、保护,包括故障录波、紧急控制装置,不能充分利用微机数据处理的大功能和速度,经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展,依赖高质量和高可靠性的电能供应,建国以来,我国的电力事业已经获得了长足的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高,电网自动化就显得极为重要;近年来我国计算机和通信技术的发展与
11、自动化技术的成熟,发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此,变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一,也是满足现代化供用电的实时,可靠,安全,经济运行管理的需要,更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备(包括控制、信号、测量、保护、自动装置与远动装置等)利用计算机技术和现代通信技术,经过功能组合和优化设计,对变电站执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它是变电站的一种现代化技术装备,是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的
12、综合应用,它可以收集较齐全的数据和信息。它具有功能综合化、,设备、操作、监视微机化,结构分布分层化,通信网络光缆化与运输管理智能化等特征。变电站的综合自动化为变电站小型化、智能化、扩大监视围与变电站的安全、可靠、优质、经济地运行提供了现代化手段和基础保证。 1.1.2 变电站综合自动化系统的设计原则1.在保证可靠性的前提下,合理和设置网络和功能终端。采用分布式分层结构,不须人工干预的尽量下放,有合理的冗余但尽量避免硬件不必要的重复18。2.采用开放式系统,保证可用性(Interoperability)和可扩充性(Expandability)。要求不同制造厂生产的设备能通过网络互连和互操作,同时
13、还要求以后扩建时,现有系统的硬件和软件能较方便的与新增设备实现互操作。1.2 设计题目某110KV变电所电气一次部分1.3 设计的原始资料1.3.1 电力系统接线图图1-1 电力系统接线图1.3.2 系统情况待设计变电所与系统连接的110KV单回线路的最大输出最大功率不大于50MW,与水电厂连接的110KV单回路的最大输出最大功率不大于40MW. COS=0.8,。系统为无限大容量电源。1.3.3 负荷数据35KV和10KV各侧的负荷:(1)35kV侧负荷如下表:表1-1 35KV负荷表负荷名称最大负荷(KW)回路数供电方式线路长度功率因数变电所A100002架空12千米0.851#煤矿120
14、002架空25千米0.8535kV负荷同时系数为0.85,最小负荷是最大负荷的75%,最大负荷利用时间。(2)10kV侧负荷如下表:表1-2 10KV负荷表负荷名称最大负荷(KW)回路数供电方式线路长度功率因数煤气厂10001架空千米0.9煤焦厂30002架空千米0.9化肥厂40002架空千米0.9碳素厂10002架空千米0.9起重机厂15001架空千米0.85水厂20001架空千米0.85机车厂20002架空千米0.85重机厂15002架空千米0.851#配电站20002架空千米0.8510kV负荷同时系数为0.85,最小负荷是最大负荷的75%,最大负荷利用时间。注:线路长度是每回路之长1.
15、3.4 设计条件(1)待设计变电所的负荷年增长率为9%(2)在建所条件方面,本所地势平坦,年最高气温+40,最热月平均最高温度+30,,最低气温-15,年平均温度+18。第2章 变压器选择在发电厂和变电站中,用来向电力系统或用户输送功率的变压器,称为主变压器;用于两种电压等级之间交换功率的变压器,称为联络变压器;只供本厂用电的变压器,称为厂用变压器或称自用变压器。42.1 负荷计算(1)某电压级 (2-1)式中 计算负荷负荷同时率(对85kV与以下负荷可取为0.85-0.9),各负荷的最大负荷(有功),功率因数%该电压级电网的线损率(暂取5%)(2) 计算负荷的计算过程10kV侧的为:=0.8
16、5(1+3+4+1)/0.9(1+5%)+0.85(1.5+2+2+1.5+2)/0.85=18.4 MVA35kV侧的为:Sjs2=0.85 (10+12)/0.85(1+5%)=23.1 MVASjs3=js1 + Sjs2=41.5 MVA(3)变电所当年负荷计算= Sjs3 (2-2)=68.4 MVA m:表示年负荷增长率为9% n:表示年限为10年2.2 主变压器的选择2.2.1 变压器容量的确定根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所,应考虑到一台主变压器停运时,其余变压器容量在过负荷能力后的允许时间,应保证用户的一级和二级负荷;对一般性变电所
17、,当一台主变停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%,即:Se同级电压的单台降压变电器容量级别不宜太多。应从全网出发 ,推行系列化、标准化。综上所述,本变电所本期容量为41.5MVA,考虑十年规划为47.88MVA故可选择容量为50MVA。2.2.2 主变压器台数的确定考虑到本所的负荷情况,重要性以与经济合理性,应选定上两台主变的设计原则。2.2.3 主变压器型式的确定变压器采用三相或是单相,主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求与运输可能性,当不受运输条件限制时,在330 kV与以下的发电厂和变电所均应选用三相变压器。当能满足供电规划要求时宜选用双绕组变压器。经济技术比较合理时,
18、可采用三绕组变压器。当不能满足用户电力系统和用户电压质量指标时,宜采用有载调压变压器。 本电站高压侧为110kV,中压侧为35KV,低压侧为10kV,故可选择2台型号为SFSZ10-50000/110的变压器。主变压器参数如表2.1所示表2-1主变压器技术参数型号额定容量空载电流(%)空载损耗阻抗电压(%)额定电压(KV)高|中高 |底中|底11038.510.5SFSZ7-50000/1105000021.371.210.517-186.511081.25%38.522.5%10.511第3章 电气主接线设计3.1 主接线的设计要求主接线代表了变电所电气部分主体结构,是电力系统接线的主要组成
19、部分,是变电所电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式与可能的运行方式,从而完成变电、输配电的任务。它的设计,直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此,主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下,正确处理好各方面的关系,全面分析有关影响因素,力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。10在设计电气主接线时,应使其满足供电可靠,运行灵活和经济等项基本要求。3.1.1 可靠性供电可靠是电力生产和分配的首要要求,电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时,应全面
20、地看待以下几个问题:1.可靠性的客观衡量标准是运行实践,估价一个主接线的可靠性时,应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定,就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。2.主接线的可靠性,是由其各组成元件(包括一次设备和二次设备)的可靠性的综合。因此主接线设计,要同时考虑一次设备和二次设备的故障率与其对供电的影响。3.可靠性并不是绝对的,同样的主接线对某所是可靠的,而对另一些所则可能还不够可靠。因此,评价可靠性时,不能脱离变电所在系统中的地位和作用。3.1.2 灵活性主接线的灵活性要求有以下几方面:1.调度灵活,操作简便:应能灵活的投入(或切除)某些变压器或线路,调配电源和
21、负荷,能满足系统在事故、检修与特殊运行方式下的调度要求。2.检修安全:应能方便的停运断路器、母线与其继电保护设备,进行安全检修而不影响电力网的正常运行与对用户的供电。3.扩建方便:应能容易的从初期过渡到最终接线,使在扩建过渡时,在不影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入新装变压器或线路而不互相干扰,且一次和二次设备等所需的改造最少。3.1.3 经济性在满足技术要求的前提下,做到经济合理。1.投资省:主接线应简单清晰,以节约断路器、隔离开关等一次设备投资;要使控制、保护方式不过于复杂,以利于运行并节约二次设备和电缆投资;要适当限制短路电流,以选择价格合理的电器设备;在终端或分支变电所中,应推广
22、采用直降式变压器,以质量可靠的简易电器代替高压断路器。2.占地面积小:电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件,以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子与安装费用。在运输条件许可的地方,都应采用三相变压器。3.电能损耗少:在变电所中,正常运行时,电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器,尽量避免两次变压而增加电能损耗2。3.2 电气主接线的选择本变电所可采用单母接线或单母分段接线两种方案,方案一如图3-1所示: 图3-1 双母线接线优点:供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线面不致使供电中断;一组母线故障后,能迅速恢复供电;检修任一回路的母线隔离开关,只停该回路。
23、调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。便于试验。当个别回路需要单独进行试验时,可将该回路分开,单独接至一组母线上。缺点:增加一组母线使每回路就需要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器,容易误操作。为了避免隔离开关误操作,需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用围:当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用,各级电压采用的具体条件如下:610kV配电装置,当短路电流较大、出
24、线需要带电抗器时。3563kV配电装置,当出线回路数超过6回时;或连接的电源较多、负荷较大时。110220kV配电装置的出线回路数为5回与以上时;或当110220kV配电装置,在系统中居重要地位,出线回路数为4回与以上时。方案二单母线分段接线如图3-2:图3-2 单母线分段接线优点:用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个问题,有两个电源供电。当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修期间停电。当出线为双回路是,常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建
25、。 适用围:610kV配电装置的出线回路数为6回与以上时。3563kV配电装置的出线回路数为48回时。110220kV配电装置的出线回路数为34回时。方案一供电可靠、调度灵活,但是倒闸操作复杂,容易误操作,占地面积大,设备多,配电装置复杂,投资大。方案二接线简单清晰,设备少,操作方便,投资少;当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,能够保证故障母线断开,正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。方案二最具有良好的经济性,供电可靠性也能满足要求,故35kV侧接线采用方案二单母线分段接线。本变电站10kV侧线路为15回。方案一一般用于出线较多,输送和穿越功率较大,供电可靠性和灵活性要求较高
26、的场合,设备多,投资和占地面积大,配电装置复杂,易误操作。方案二简单清晰,调度灵活,不会造成全站停电,能保证对重要用户的供电,设备少,投资和占地小。为了防止因电源断开而引起的停电,可在分段断路器上装设备用电源自动投入装置,在任一分段的电源断开时,将分段断路器自动接通。经过综合比较,方案二经济性好,且调度灵活也可保证供电的可靠性,所以选用方案二单母线分段接线。第4章 短路电流计算计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求;评价确定网络方案,研究限制短路电流措施;为继电保护设计与调试提供依据;分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。在电力系统设计中,短路电流的计算应按
27、远景规划水平年来考虑,远景规划水平年一般取工程建成后510年中的某一年。计算容为系统在最大运行方式时,短路点的三相短路电流。4.1 短路故障产生的原因短路是系统常见的严重故障。所谓短路,就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多,主要有:(1)设备原因电气设备、元件的损坏。如:设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷,正常运行时被击穿短路;以与设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路的功能。(2)自然原因气候恶劣,由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线;因遭受直击雷或雷电感应,设备过电压,绝缘被击穿等。(3)人为原因工作人员违反操作规程带负荷拉闸,
28、造成相间弧光短路;违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸,造成金属性短路;人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物带电设备形成短路事故等。4.2 短路故障的危害供电系统发生短路后,电路阻抗比正常运行时阻抗小很多,短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上,它会带来以下严重后果:(1).短路电流的热效应巨大的短路电流通过导体,短时间产生很大热量,形成很高温度,极易造成设备过热而损坏。(2)短路电流的电动力效应由于短路电流的电动力效应,导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设备结构强度不够,则可能引起电气设备机械变形甚至损坏,使事故进一步扩大。(3)短路系统电压下降短路造成系统电压突然
29、下降,对用户带来很大影响。例如,异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗与一些气体放电灯的熄灭等,影响正常的工作、生活和学习。(4)不对称短路的磁效应当系统发生不对称短路时,不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路能感应出很大的电动势。(5)短路时的停电事故短路时会造成停电事故,给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源,停电波与围越大。(6)破坏系统稳定造成系统瓦解短路可能造成的最严重的后果就是使并列运行的各发电厂之间失去同步,破坏系统稳定,最终造成系统瓦解,形成地区性或区域性大面积停电。4.3 路电流计算的容(1)短路点的选取:各级电压母线
30、、各级线路末端。(2)短路时间的确定:根据电气设备选择和继电保护整定的需要,确定计算短路电流的时间。(3)短路电流的计算:最大运行方式下最大短路电流;最小运行方式下最小短路电流;各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目与其计算条件,取决于计算短路电流的目的。4.4 路电流计算方法供配电系统某处发生短路时,要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法:标幺值法和有名值法19。4.4.1 短路计算标幺值法标幺制是一种相对单位制,标幺值是一个无单位的量,为任一参数对其基准值的比值。标幺值法,就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多
31、个电压等级的网络组成,采用标幺值法,可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。4.4.2 短路计算有名值法有名值法就是以实际有位给出电路元件参数。这种方法通常用于1KV以下低压供电系统短路电流的计算。4.5 短路电流的计算4.5.1 短路阻抗的计算查资料,阻抗取0.4/km,取=100 MVA ,= 115KV。计算各元件标幺值:发电机电抗标幺值 : (4-1)变压器电抗标幺值 : (4-2)电力线路L电抗标幺值: (4-3)各绕组短路电压的百分数: U (4-5)U (4-6) U (4-7)UUU由短路电流的系统化简图可知图4-1短路电流的系统化简图
32、SX变压器T4、T5:变压器T6、T7:线路L1、L2:线路L3、L4:系统S 对的转移电抗为X水轮发电机对的转移电抗为X4.5.2 10KV母线K1点短路计算图4-2 K1点短路等值图系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式:,有名值:,无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s一样。水轮发电机侧计算电抗:(1) t=0s时,查表得=2.3短路电流周期分量有效值:取冲击系数K,则冲击电流为: 短路电流的最大有效值: 短路容量计算: 短路功率: (2)t=2s时,查表得=2.32短路电流周期分量有效值: 取冲击系数K,则冲击电流为: 短路电流的最大有效值: 短路容量计算: 短路功率: (3)t=
33、4s时,查表得=2.5短路电流周期分量有效值: 取冲击系数K,则冲击电流为: 短路电流的最大有效值:短路容量计算:短路功率:4.5.3 35KV母线K2点短路图4-3 K2点短路等值图由星型变三角形得转移阻抗:系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式:,有名值:,无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s一样。水轮发电机侧计算电抗: 所以有名值:(1)t=0s时,查表得=0.92短路电流周期分量有效值: 取冲击系数K,则冲击电流为: 短路电流的最大有效值: 短路容量计算: 短路功率:(2)t=2s 时,查表得=0.9短路电流周期分量有效值: 取冲击系数K,则冲击电流为: 短路电流的最大有效值:
34、短路容量计算: 短路功率:(2)t=4s与t=2s时的短路电流一样。4.5.4 10KV母线K3点短路图4-4 K3点短路等值图由星型变三角形得:系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式:,有名值:,无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s一样。水轮发电机侧计算电抗:所以有名值:(1)t=0s时,查表得=0.69短路电流周期分量有效值:取冲击系数 K,则冲击电流为: 短路电流的最大有效值: 短路容量计算: 短路功率: (2)t=2s 时,查表得=0.65短路电流周期分量有效值:取冲击系数K则冲击电流为:短路电流的最大有效值:短路容量计算: 短路功率:(3)t=4s时与t=2s是短路电流一样计算
35、可得短路电流表4-1各短路点短路电流计算结果 电流短路点(KA)(KA)K1 (110KV)14.57.318.8K2 (35KV)5.8923K3 (10KV)4.1622.458.4第5章 电气设备选择与校验5.1 电选择的一般条件电气选择是发电厂和变电所电气设计的主要容之一。正确的选择电器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。在进行电器选择时,应根据工程实际情况,在保证安全、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技术,并注意节省投资,选择合适的电器。11尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全一样,但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作,必
36、须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验热稳定和动稳定。5.1.1 正常工作条件选择电器(1)额定电压和最高工作电压在选择电器时,一般可按照电器的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择,即(5-1)(2)额定电流电器的额定电流是指在额定周围环境温度下,电器的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流,即 (5-2)(3)按当地环境条件校核在选择电器时,还应考虑电器安装地点的环境(尤其是小环境)条件当气温、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件是,应采取措施。5.1.2 按短路情况校验1、短路热稳定校验短路电流通过电器时,电器
37、各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为 (5-3)式中短路电流产生的热效应;、电器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能力,亦称动稳定。满足动稳定的条件为或 (5-4)式中 ,短路冲击电流幅值与其有效值;,电器允许通过的动稳定电流的幅值与其有效值。下列几种情况可不校验热稳定或动稳定:(1)熔断器保护的电器,其热稳定由熔断时间保证,故可不验算热稳定。(2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备,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器可不验算动、热稳定。3、短路电流计算的条件为使电器具有足够的可靠性、经济性和合理性,并在一定时期适
38、应电力系统发展的需要,作验算用的短路电流应按下列条件确定4。(1) 容量和接线按本工程设计最终容量计算,并考虑电力系统远景发展规划(一般为本工程建成后510年);其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式,但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。(2) 短路种类一般按三相短路验算,若其它种类短路较三相短路严重时,则应按最严重的情况验算。(3) 计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。4、短路计算时间校验电器的热稳定和开断能力时,还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间t为继电保护动作时间t和相应断路器的全开断时间之和,即 (5-5) (5-6)式中断路器全
39、开断时间;t后备保护动作时间;断路器固有分闸时间。断路器开断时电弧持续时间。开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流,故电器的开断计算时间应为主保护时间和断路器固有分闸时间之和,即 (5-7)5.2 高压断路器的选择高压断路器的主要功能是:正常运行时,用它来倒换运行方式,把设备或线路接入电路或退出运行,起着控制作用;当设备或线路发生故障时,能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行,能起保护作用。5.2.1 110KV断路器的选择与校验(1)110KV进线断路器的选择与校验流过断路器的最大持续: 按额定电流选择: 按额定电流选择: 按开断电流选择: 按短路关合电流选择:选SW-110G/120
40、0表5-1 断路器SW-110G/1200型号额定电压(KV)额定电流(A)开断容量(MVA)额定开断电流(KA)极限通过电流(KA)热稳定电(KA)固有分闸时间(S)合闸时间(S)峰值4SSW3-110G/12001101200300015.84115.80.070.4断路器全开断时间: t=4St为断路器固有分闸时间,为断路器开断时电弧持续时间,少油断路器为0.040.06s短路时间t , 所以不记非周期热效应,短路电流的热效应Q等于周期分量热效应Q。 =137.4(KA), t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间=15.8KA t=4St=998.6(KA)t Q动稳定性校验所以,符
41、合要求。(2)110KV侧连接线断路器的选择与校验流过断路器的最大持续: 按额定电压择: 按额定电流选择: 按开断电流选择: 按短路关合电流选择: 所以选择断路器型号与校验与110KV一样5.2.2 35KV断路器的选择与校验(1)35KV侧断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流为:根据前面的选择原则,选择断路器SW-35/1000表5-2 断路器SW2-35/1000型号额定电压(KV)额定电流(A)开断容量(MVA)额定开断电流(KA)极限通过电流(KA)热稳定电流(KA)固有分闸时间(S)合闸时间(S)峰值有效值4SSW2-35/1000351000150024.863.439.
42、224.80.060.4断路器全开断时间tt为断路器固有分闸时间,为断路器开断时电弧持续时间,少油断路器为0.040.06s短路时间t 所以不记非周期热效应,短路电流的热效应Q等于周期分量热效应Q。 =211(KA)I, t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间I=24.8KA t=4SIt=2460.16(KA)It Q动稳定性校验 ,所以 ,符合要求(2)35KV侧连接线的断路器的选择与校验与35KV侧一样(3)35KV侧出线断路器的选择与校验断路器的最大持续工作电流为:根据前面选择原则可知,选SW-35/1000。表5-4 断路器SW2-35/1000型号额定电压(KV)额定电流(A)
43、开断容量(MVA)额定开断电流(KA)极限通过电流(KA)热稳定电流(KA)固有分闸时间(S)合闸时间(S)峰值有效值4SSW2-35/1000351000150024.863.439.224.80.060.45.2.3 10KV断路器的选择与校验(1)10KV侧断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流为:根据前面的选择原则可知,选ZN510/1250。表5-5 断路器ZN510/1250型号额定电压(KV)额定电流(A)额定开断电流(KA)极限通过电流(KA)热稳定电流(KA)固有分闸时间(S)合闸时间(S)峰值有效值2ZN510/1250101250256339.2250.050.10断路器全开断时间tt为断路器固有分闸时间,为断路器开断时电弧持续时间,少油断路器为0.040.06s。短路时间t ,所以不记非周期热效应,短路电流的热效应Q等于周期分量热效应Q。 =1856.25(KA)I, t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间I=24.8KA t=4SIt=2500(KA)It Q动稳定性校验所以,符合要求。(2)10KV侧连接线断路器与10KV侧断路器的选择和校验一样(3)10KV侧出线断路器的选择和校验流过断路器的
限制150内