变电站附录计算过程.docx

附录 设计计算说明书1. 1系统等效图：短路电流的计算过程中系统等效图如下：图5-1 系统等效图1.2 参数计算 （=1500MVA,=0.7，=1000MVA，=0.6.所选基准值为：=1000MVA ）1.2.1 系统电抗 1.2.2 线路电抗： 1.2.3 变压器阻抗 110KV侧：35KV侧： 10KV侧： 1.3 d1点110KV侧短路时的等效电路图：（ 求 ） 图1-3 d点短路时的等效电路图 由图1-3转换为下图：图1-4由图1-4化简后如下图：图1-5将1-5忽略次要因素后如下图：图1-6 所以转移阻抗为：查运算曲线得各系统对短路点d的短路电流标幺值： t=0S t=4S t= t= 所以，当 t=0S 时， 。 t=4S t=2S t= 冲击电流：1.4 点35KV侧短路时的等效电路图 （ 求 ）图1-7点短路时的等效电路图由图1-7转换为下图： 图1-8 所以取 则： 因为 所以 1.5 点10KV侧短路时的等效电路图 （ 求 ）图1-9d3点短路时的等效电路由图1-9转换为下图： 图1-10 所以系统的计算阻抗为：因为： 所以： 二 电气设备的选择计算2.1 变压器型号的选择35KV中压侧计算容量 因为出线回路数为5回，所以可取Kt=0.92 10KV低压侧计算容量 因为其出线回路数为11回，所以可取Kt=0.85则三绕组变压器的计算容量： 则三绕组变压器的计算容量： 因此，选择两台SFSZL7-25000/110的变压器。对所选变压器进行校验校验：（1） 成立，满足一台停运时另一台不小于全部容量的60。校验：（2）（2-1）也满足一台停运时另一台满足全部一、二类负荷。为了保障供电的可靠性，选择两台型号为：SFSZL7-25000/110的变压器。2.2 母线的选择2.2.1 110KV母线选择 按导体长期发热允许电流选择截面式中 导体所在回路中最大持续工作电流在额定环境温度时导体允许电流与实际环境温度和海拔有关的综合修正系数。 = = =0.92 = =136A故选择型号为LGJ-240的钢芯铝绞线。对于110KV母线进行稳定性校验（1）热稳定性校验 短路电流周期分量的热效应=因,故不计算非周期分量的热效应故 （周期分量的热效应） 正常导体运行时导体温度 根据发电厂电气部分查表6-12，C=89，=65时满足短路时发热的最小导体截面为 = =满足热稳定要求。由于所选是软母线，故不进行动稳定校验。2.2.2 35KV母线选择 按导体长期发热允许电流选择截面 =查附表1选用单条矩形铝导体，当环境温度为+32C时，平放允许电流为586A428A对于35KV母线进行稳定性校验 （1） 热稳定性校验 短路电流周期分量的热效应 = =57因故不计算非周期分量的热效应=57正常运行时导体温度 根据发电厂电气部分查表4-6，C =87,，=70时满足短路时发热的最小导体截面为：= =102mm200 满足热稳定要求。 （2） 动稳定校验母线相间应力= = =28(N/m)截面系数W = =则导体最大相间计算应力= 1537A对于10KV母线进行稳定性校验（1）热稳定校验 短路电流周期分量的热效应 = =1.09=276因，故不计算非周期分量的热效应故 = =276正常运行时导体温度 根据发电厂电气部分查表4-6，C=89满足短路时的最小导体截面为=mm800 mm 满足热稳定要求。（2）动稳定校验 母线相间应力 =533（N/m） 导体截面系数W= = =410（m），则= = =2.110（）428A对35KV主变引下线进行稳定性校验 （1） 热稳定校验 周期分量的热效应为 = =57 因,不计算非周期分量的热效应故=57正常运行时导体温度 根据发电厂电气部分查表4-6，C =99 =40满足短路时发热的最小导体截面为 = =90mm630 mm。 满足热稳定性要求。（2） 动稳定校验=11.05KA母线相间应力 = = =28.2(N/m) 截面系数W = = m，则 = = =（） 5000h，长度超过20m，故按经济电流密度选择截面根据发电厂电气部分由图4-26曲线2查得当T=5500h时，铝导体的J=0.74A/ mm。导体截面 =1445/0.74 =1950 mm查附表1，故选择截面为125mm10mm，S=1250 mm，导体平放允许电流=2063A，得 =0.922063A1939A1443A对10KV主变引下线进行稳定性校验（1） 热稳定校验 周期分量的热效应 =276因，故不计算非周期分量的热效应=276正常运行时导体温度 根据发电厂电气部分查表4-6，C=99 =40满足短路时发热的最小导体截面为 216mm1250mm 满足热稳定要求。（2）动稳定校验 =27.75KA 母线相间应力 = = =1139(N/m)导体截面系数W= = （m） = = =（）=7010（）（导体应力不应超过导体材料允许应力）满足动稳定要求。2.2.7 35KV负荷出线选择=（1+5）=（1+5）=43.8A1. 截面选择 =5500h长度超过20m，故按经济电流密度选择截面。根据发电厂电气部分由图6-17曲线查得当T=5500h时，铝导体的J=0.74A/mm。导体的截面=43.8/0.74 =59mm故选用单根35KV 普通粘性浸渍纸绝缘三（铝）芯电缆，S=150mm, 导体平放允许电流 =110A =43.8A对35KV负荷出线进行稳定性校验（1） 热稳定校验短路时的周期分量的热效应= 57正常运行时导体温度查表得，C =106满足短路时发热的最小导体截面为 = =84.3mm150mm满足热稳定故单根35KV 普通粘性浸渍纸绝缘三（铝）芯电缆，S=3*150mm满足要求。 2.2.8 10KV负荷出线选择（1+5）=181A1. 截面选择 =5500h5000h,长度超过20m，故按经济电流密度选择截面。根据发电厂电气部分由图6-17曲线2查得当=5500h时，铝导体的J=0.74A/mm。导体的截面/J=181/0.74 =245故选用单根10KV普通粘性浸渍纸绝缘三（铝）芯电缆，S=185 mm， =245A， =181A 对10KV负荷出线线进行稳定性校验 （ 1）热稳定校验短路时的周期分量的热效应= 276因故不计算非周期分量的热效应故 =276短路前电缆最高运行温度根据发电厂电气部分查表4-6，得C=95，=50热稳定的最小截面为 = =表明选用单根普通粘性浸渍纸绝缘三（铝）芯电缆3185电缆满足要求。2.3 断路器与隔离开关选择2.3.1 110KV出线断路器隔离开关的选择 （1） 110KV出线断路器的选择 根据110KV出线断路器的，的要求，查电力工程电器设备手册表4-4-6，可选SFMT-110/3150型六氟化硫断路器把计算数据和断路器的有关参数进行列表计算数据SFMT-110/3150110KV110KV125A3150A5.63KA31.5KA14.33KA80KA2122560014.33KA80KA 表2-1 110KV出线断路器的选择由选择结果表可见各项条件均能满足，故选SFMT-110/3150断路器合格。（2）110KV 隔离开关的选择 由计算结果查附表7可选用GW4-110D/600-50型号的隔离开关。 把计算数据和隔离开关的有关参数进行列表计算数据GW4-110D/600-50110KV110KV125A600A21298014.33KA50KA 表2-2 110KV出线隔离开关的选择由上表可见所选隔离开关GW4-110D/600-50合格。2.3.2 110KV分段断路器隔离开关的选择(1) 断路器的选择 =（）125=（）根据断路器的，的要求，查电力工程电器设备手册表4-4-6，可选SFMT-110/3150型六氟化流断路器。把计算数据和断路器的有关参数进行列表计算数据SFMT-110/3150110KV110KV100A3150A5.63KA31.5KA14.33KA80KA2122560014.33KA80KA 表2-3 110KV分段断路器的选择由选择结果表可见各项条件均能满足，故选短路器SFMT-110/3150合格。(2) 隔离开关的选择 由计算结果查附表7可选用GW4-110D/600-50型号的隔离开关。把计算数据和隔离开关的有关参数进行列表计算数据GW4-110D/600-50110KV110KV100A600A21298014.33KA50KA 表2-4 110KV分段隔离开关的选择由上表可见所选隔离开关GW4-110D/600-50合格。2.3.3 110KV主变引下线断路器隔离开关的选择(1) 断路器的选择根据断路器的，的要求，查电力工程电器设备手册表4-4-6，可选SFMT-110/3150型六氟化流断路器。把计算数据和断路器的有关参数进行列表计算数据SFMT-110/3150110KV110KV125A3150A5.63KA31.5KA14.33KA80KA2122560014.33KA80KA 表2-5 110KV主变引下线断路器的选择 由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器SFMT-110/3150合格(2) 隔离开关的选择由计算结果查附表7可选隔离开关GW-110D/600-50把计算数据和短路器的有关参数进行列表计算数据GW4-110D/600-50110KV110KV125A600A21298014.33KA50KA 表2-6 110KV主变引下线隔离开关的选择 由上表可见所选隔离开关GW4-110D/600-50合格。2.3.4 35KV出线断路器的选择由于 =394A，根据断路器U，的要求，。查电力工程电器设备手册表4-4-2，可选LW8-35/1600型六氟化硫断路器。计算数据LW8-35/160035KV35KV394A1600A4.34KA25KA11.05KA185KA57187511.05KA185KA 表2-7 35KV出线断路器的选择由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器LW8-35/1600合格。2.3.5 35KV主变引下线断路器的选择 由于 =394A 根据断路器，的要求，查电力工程电器设备手册表4-4-3，可选SN10-35/1600型断路器。把计算数据和断路器的有关参数进行列表表2-8 35KV主变引下线断路器的选择计算数据SN10-35/1600-1635KV35KV394KA1600A4.34KA25KA11.05KA63KA57187511.05KA63KA由选择结果表可见各项条件均能满足，故断路器SN10-35/1250-16合格2.3.6 35KV分段断路器的选择由于=（）394 =，根据断路器的，的要求，查电力工程电器设备手册表4-4-3，可选LW8-35/1600型六氟化硫断路器。把计算数据和断路器的有关参数进行列表计算数据LW8-35/160035KV35KV315.2A1600A4.34KA25KA11.05KA63KA57187511.05KA63KA 表2-9 35KV分段断路器的选择由选择结果表可见各项条件均能满足，故断路器SN10-35/1250-16合格。2.3.7 10KV出线断路器的选择由于=1443A，根据断路器的，的要求，查电力工程电器设备手册表4-3-1,可选ZN-10/1600-31.5真空断路器。把计算数据和断路器的有关参数进行列表计算数据 ZN10/160031.510KV10KV1443A1600A15.94KA31.5KA40.58KA80KA276108240.58KA80KA 表2-10 10KV出线断路器的选择由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器合格。2.3.8 10KV分段断路器的选择由于=（）1443 =，根据断路器的，的要求，查电力工程电器设备手册表4-3-1,可选ZN10/160031.5真空断路器。把计算数据和断路器的有关参数进行列表计算数据ZN10/160031.510KV10KV1154A1600A15.94KA31.5KA40.58KA80KA276108240.58KA80KA 表2-11 10KV分段断路器的选择 由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器ZN10/160031.5合格。2.3.9 10KV主变引下线断路器的选择由于=1443A，根据断路器的，的要求，查电力工程电器设备手册表4-3-1,可选ZN10/160031.5型断路路.把计算数据和断路器的有关参数进行列表计算数据ZN10/160031.510KV10KV1443A1600A15.94KA31.5KA40.58KA80KA275108240.58KA80KA 表2-12 10KV主变引下线断路器的选择由选择结果表可见各项条件均能满足，故选断路器ZN10/160031.5合格。2.4 110KV电压互感器电流互感器的选择(1) 110KV电压互感器的选择a：一次回路的电压选择 b: 一次回路的电压选择 根据发电厂电气部分附表9可选二次回路的电压为100/。 C: 种类和型式选择根据装设地点使用条件可选JCC2-110型式的电压互感器。(2) 110KV主变引下线电流互感器的选择 按和可初步选择LCWD-110-700/5型电流互感器。，额定电流比700/5，热稳固倍数为75，动稳固倍数为130。校验热稳定 =212=（70075） =27561021210 校验动稳定 =14.33KA =700130 =128.68KA14.33KA由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求故LCWD-110-700/5型电流互感器符合要求(3)110KV分段回路电流互感器的选择按电压等级和可选择LCWD-110电流互感器，额定电流比500/5，热稳固倍数为75，动稳固倍数为130。 校验热稳定 =212=（50075） 校验动稳定 =500130 =91KA14.33KA由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求故LCWD-110-500/5型电流互感器符合要求(4)出线电流互感器的选择 按电压等级和可选择LCWD-110电流互感器，额定电流比700/5，热稳固倍数为75，动稳固倍数为130。 校验热稳定 =（120075） =81001021210 校验动稳定 =1200130 =220.58KA14.33KA由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求故LCWD-110-700/5型电流互感器符合要求2.5 35KV电压互感器电流互感器的选择(1)35KV主变引下线电流互感器的选择 按电压等级和可选择LCW-35-600/5型电流互感器，变比选择600/5，热稳定倍数为65，动稳定倍数为100。 校验热稳定 =57=（65600）=1.5105710校验动稳定 =11.05KA=600100=84KA11.05KA 由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求故LCW-35-600/5型电流互感器符合要求。（2） 35KV分段回路电流互感器的选择按电压等级和可选择LCW-35型电流互感器，变比选择500/5，热稳定倍数为65，动稳定倍数为100校验热稳定 =（65500）=1.05105710校验动稳定 =500100=70KA11.05KA由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求故LCWD-35-500/5型电流互感器符合要求(3) 35KV出线电流互感器的选择按电压等级和可选择LCWD-35型电流互感器，变比为100/5，热稳定倍数为65，动稳定倍数为100。校验热稳定 =（65400）=0.67105710校验动稳定 =400100=56KA11.05KA 由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求故LCWD-35-100/5型电流互感器符合要求(4)电压互感器的选择 (1)35KV配电装置宜用电磁式电压互感器， 中性点非直接接地系统中的电压互感器为了防止此铁磁谐振电压，应采取消谐措施。按以上原则和实际安装要求选择JDJ-35型电压互感器三台单相组三绕组电压互感器构成YN，yn，d0接线。2.6 10KV侧电压、电流互感器的选择 (1)10KV主变引下线电流互感器选择选用LBJ-10型电流互感器，变比为2000/5，热稳固倍数50，动稳固倍数90。校验热稳定 =276=（502000）=101027610校验动稳定 =37KA=200090=254KA40.58KA由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求故LBJ-10-2000/5型电流互感器符合要求。(2)10KV分段回路的电流互感器选择=（）1444 =722A1155.2A选用LBJ-10型电流互感器，变比为1500/5，热稳固倍数50，动稳固倍数90。校验热稳定 =（501500）=5.61027610校验动稳定 =40.58KA=150090=190KA40.58KA由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求。故LBJ-10-1500/5型电流互感器符合要求。(3)10KV出线电流互感器的选择选用LAJ-10型电流互感器，变比为300/5，热稳固倍数100，动稳固倍数180。校验热稳定 =（100300）=0.91027610 校验动稳定 =300180=76KA40.58KA由上计算可知热稳定，动稳定校验均满足要求。故LAJ-10-300/5型电流互感器符合要求。(4)10KV侧电压互感器的选择一次回路的电压选择 由电压互感器的种类和型式选择根据装设地点使用条件可选JDZJ1-10型式的电压互感器。 三 继电保护的配置 3.1 线路的整定计算35kV线路将以水泥厂供电线路进行电流三段进行整定。由负荷资料可知，该厂的最大远景负荷为2MW，线路长为30KM，。3.1.1 35kV在最大和最小运行方式下的短路电流在最大运行方式下，因两台变压器并列运行，故等值系统图中变压器的参数去各侧绕组电抗标幺值的一半。(1)选择基准容量 =1000MVA (2)线路的标幺值:为简化计算线路阻抗采用0.4/KM(注：短路电流的计算过程中忽略了甲变与乙变对短路计算的影响) (3)系统的电抗的标幺值 (4)变压器参数的标幺值 110KV侧：35KV侧： 在最大运行方式下，因两台变压器并列运行，故等值系统图中变压器的参数去各侧绕组电抗标幺值的一半。水泥厂线路末段短路,将系统等效简化图为 图7-1 35kV最大运行方式下系统简化等效图计算电源相对于d2点的转移电抗：（Y网络变换） 求系统和系统对d2点的计算电抗，利用公式:来计算系统：系统：因系统的计算电抗大于3.5，故当点短路电流周期分量的有名值为：最小运行方式下两台变压器分列运行，将系统图依次简化如图7-2所示：图7-2 35kV最小运行方式下系统简化等效图 求系统和系统对d2点的计算电抗，利用公式:来计算 其中， 和即是系统1和系统2分别对d2点的转移阻抗系统：系统：因系统的计算电抗大于3.5，故当d2点短路电流周期分量的有名值为： 3.2 35kV线路电流三段的整定35kV采用电流速断保护和定时限电流保护构成阶段保护。第一段无时限电流速断保护(1)保护的一次起动电流按躲过本线路末端三相短路时，流过保护装置的最大短路电流整定： 继电器的动作电流：（CT变比取400/5） (2)灵敏度校验 由 所以满足灵敏度要求。(3)动作时限：t1=0s第三段过电流保护(1)水泥厂线路的最大负荷电流为：保护的一次起动电流按躲过线路最大负荷电流整定:可靠系数，取1.2：自起动系数，取1.3：返回系数，取0.85：继电器的动作电流为：(2)灵敏度校验,按最小运行方式下本线路末端两相短路电流校验，其灵敏度系数为：故满足要求。(3) 动作时限,按阶梯原则,应大于下一级过电流时限一个t，若下级过流保护电流时限为0.5s,则本所电流段的时限为:t=0.5+0.5=1s3.3 变压器保护3.3.1 变压器最大运行方式下10kv侧的短路电流在最大运行方式下，因两台变压器并列运行，故等值系统图中变压器的参数去各侧绕组电抗标幺值的一半。水泥厂线路末段短路,将系统等效简化图为7-1所表示：图7-1 10kV最大运行方式下系统简化等效图计算电源相对于d2点的转移电抗：（Y网络变换） 求系统和系统对d2点的计算电抗，利用公式:来计算系统：系统：因系统的计算电抗大于3.5，故当点短路电流周期分量的有名值为：最小运行方式下两台变压器分列运行，将系统图依次简化如图7-2所示：-图7-2 10kV最小运行方式下系统简化等效图 其中，和即是系统1和系统2分别对d2点的转移阻抗求系统和系统对d2点的计算电抗，利用公式:来计算系统：系统：因系统的计算电抗大于3.5，故当d2点短路电流周期分量的有名值为： 3.4 纵差保护的整定计算（1）躲过变压器励磁涌流：-可靠系数，取1.3；-励磁涌流最大倍数，取48。在采用加强速饱和变流器差动保护取1。-基本侧的变压器额定电流。（2）躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流： -变压器基本侧的最大负荷电流，当无法确定时，可用基本侧的额定电流。（3）躲开外部短路时的最大不平衡电流： 最大外部短路电流； Ktx为电流互感器同型系数，型号相同时取0.5，型号不同时取1这里取1 为非周期分量引起的误差，取1； 继电器整定匝数与计算匝数不等产生的误差。采用中间值0.05； 变压器调压产生的相对误差，本设计取0.1； 为变压器外部最大运行方式下的短路电流，比较（1），（2），（3）式的动作电流，取最大值为计算值，即=1787A（