220kV短路电流计算书解读

1、东北电力学院毕业设计论文 设计计算书 短路电流计算 1、计算电路图和等值电路图 U%?14，U%?23，U%?8，设S?100MVA则， B3）kk（1-）k（1-23）（2-11U?（U%?U%-U%）?（14?23-8）?14.5 ）k（2-3（k1-1S3）1k（-2）22 11U?（U%?U%-U%）?（14?8-23）?-0.5 ）3S2k（k1-2）1-k（2-3）22 11U?（U%?U%-U%）?（23?8-14）?8.5 ）k（221k3k（1-）-3）3S（-22 *?0.0x42S %U1005S14.*S1B121?0?x.? 1120S100100 N%U100S?0

2、.53*?S2B104?x?.17* 2120S100100 N%U1008.5S*S3B?x?0.07? 3120S100100 N1-1、d短路时等值阻抗图 1 东北电力学院毕业设计论文 11* 1.?I?238?S 11d-d-*042.X0S 短路容量有名值折算到220kV* 2381MVAS?23.81?*100?SS*j-1-1dd 折算到220kV短路电流有名值S100*j kA23.81*?II?5.97?1d-d-1230?33UB，当不计周K根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数.8?1ch 期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值22kA.015.97?9）1

3、-）?I?1?（21.8-1?I1?（2K 1chdch- 冲击电流kA.22?5.97?15?i2K?I?2?1.81dchch- 、d点短路时的等值阻抗图，1-22 *004170.X0.121X?*2110.042?/(?X?(X?XX)X?X)?X?0 S112d-S222211* 10?I?S? 22-d-d*10.X2-d 110kV短路容量有名值折算到* MVA000?*SS?10*1001?Sjd-d22 110kV短路电流有名值折算到S100*j kA.02?II10?*5?2-d2d3?3U115B根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数K，当不计周.81?ch

4、期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值 东北电力学院毕业设计论文 22kA581）?5.02?7.?1I?（2K-1）?I?1（21.8- 2-chchd 冲击电流kA8011.8?5.02?12.?i?2K?I2?2-chchd 、点短路时的等值阻抗图，1-3d3 *XX?07.0.121?0*311375.0)/(XX?X)?X?.042?0X?(X?X S33S3d-112211* 27?S?I.?7 2-dd-2*1375.0X2d- 短路容量有名值折算到35kV* MVA*SS?7.27*100?727S?jd3-d-3 35kV折算到短路电流有名值S100*j kA.?7.27*

5、34?II?113-3dd-373?U3B，当不计周根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数K.81?ch 期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值22kA1234.?17.1?（2.8-1）?111?12?I1?（K-）?I 3dchch-i?2K?I?2?1.8?11.34?28.917kA 冲击电流3-chchd 基准短路电短路全短路短路短路短路点流冲击电压容量电流电流电流最 的编号 值Ui大有效有名标么 ShBc东北电力学院毕业设计论文 （Kv） *值IkA（ ）值IKA（ ）(KA) 值Ich(KA) ( MVA) 表 达式平均 值1?X? *?IIN I2.55 I1.5

6、1 IU3Bd1 230 23.81 5.97 15.22 9.01 2381 d2 115 10 5.02 12.801 7.58 1000 d3 37 7.27 11.34 28.917 17.12 727 电气设备的选择与校验 一、1、220kV侧GIS组合电器选择 选择ZF11-252型GIS组合电器。 ZF11型GIS共用的技术参数如下表。 表5.1 GIS通用部分的技术参数 项 目 单位 参数值 额定电压 kV 252 额定电流 A 1250 额定频率Hz 50 额定峰值耐受电流kA 63 ） 额定短时耐受电流（3skA 31.5 局部放电 pC 35 工频耐受电压 1 minkV

7、 相对地断口间 相间 230 275 345 s额定雷电冲击耐受 1.2/50 电压kV 550 650 550 表力体SF6额 定气压（压 20）MPa 断路器（含CT）气室 其它气室 0.6 0.4 20最低功能压力（表压 ）0.50.015 0.330.015 20补气压力（表压 ）0.015 0.520.350.015 东北电力学院毕业设计论文 气体年漏气率 SF6 1% SF6气体水分含量ppm 断路器（含快速隔离开）、CT关、快速接地开 关气室 其余气室出厂前150 250 出厂前运行中300 500 运行中 断路器11 内部断路器参数如下：ZF11-2521250A 额定电流 2

8、20kV 最高工作电压252kV 额定电压 31.5kA 热稳定电流额定短路关合电流 63kA 额定开断电流 31.5kA 3s0.09s 固有分闸时间 0.028s 额定闭合时间 燃弧时间 0.05s （1）额定电压选择： kV2535?220?1.1U?U?NsN1.05?S1.05?120?2B?0.6I?61kA ）额定电流选择：（2max3U3?220BSP60150cySS .kA0.437157kA I?，?I?0.sscy3?2203UU30.93*220*0.9BB 因为I 、I、I中I最大，所以额定电流按I选择。maxcymaxssmaxI?I?0.661kA maxN（3

9、）开断电流选择： 7kA95.I?I?dBrN1i?i?15.22kA （4）短路关合电流选择：chNclt?3s： 5）热稳定校验，取短路电流持续时间（ds s78.028?0?0.05?0.0?tt?tgbkd s280.2?780.15?t?tt?0.0hkdds222 skA106.92?t5.973?QI?dsd222 s75kA2976?3?.5?QIt?31.rr QQ?dri?15.22kA?i?63kA 6（）动稳定校验：clNch 东北电力学院毕业设计论文 故此断路器符合要求。 侧总负荷低，因此选择此断路器也合适。由于每回出线的各项指标都比220kV 、隔离开关及接地开关1

10、.2 内部隔离开关参数如下：ZF11-2521250A 额定电流 最高工作电压252kV 额定电压 220kV 31.5kA 3s热稳定电流 额定短路关合电流 63kA （1）额定电压选择：kV?253U?U?220?1.15NsN1.05?S1.05?120?2B ）额定电流选择：（2kA610.6I?max3U3?220BSP60150cySS .kA?0.437.1I?57kA ，?I?0sscy3?2203U0.93U3*220*0.9BB 因为I 、I、I中I最大，所以额定电流按I选择。maxmaxssmaxcy kA61?0.6I?ImaxN（3）热稳定校验，取短路电流持续时间：

11、st?3ds s780.0?0.028?tt?t?0.05gkdb s.228?0.150?t?t?0.078?thkdds222 skA106.95.792?3?QI?t?dsd222 skA2976.7531.5?3?QI?t?rr Q?Qdr（4） 动稳定校验： kA?6322kA?i?i15.clNch故此隔离开关符合要求。 由于每回出线的各项指标都比220kV侧总负荷低，因此选择此隔离开关也合适。接地开关盒隔离开关参数一致也满足要求。 1.3、电流互感器 该电流互感器在线路正常运行状态和过载状态以及短路故障时，测量电流，给测量仪表和继电保护装置提供电流参量。该CT为穿心式结构，即原边

12、仅有主回路导体一匝，二次线圈绕制完成后把它们放置在金属壳体内，内充0.45MPaSF6气体作为绝缘介质，一般一个筒体内可装14只二次线圈，一般一只线圈配一个接线座。接线座上的端子编号与二次线圈的出线头编号完全一致。金属壳体外有明显的极性标牌。 表 5.2 电流互感器元件额定技术参数 参 数 名 称 单位 数 值 系统额定电压 kV 220 1200 A 额定一次电流 东北电力学院毕业设计论文 额定二次电流 A 5 测量用 仪表保安系数 5,10 标准准确级 0.2 ,0.5 额定输出 VA 30 保护用 准确限值系数 20，30 标准准确级 5P 额定输出 VA 30 热稳定倍数 1s 60

13、动稳定倍数 60 1）额定电压选择：（kV2531.15?U?U?220?NsN1.05?S1.05?120?2B?I?0.661kA （2）额定电流选择：max3U3?220BSP60150cySS .A.437k，I?I?00?.157kA sscy3?U32203U0.93*220*0.9BB 因为I 、I、I中I最大，所以额定电流按I选择。maxmaxmaxsscyI?I?0.661kA maxN2222s92kA?1065184）?kA.s?Q）（IK?（1200?60 ）热稳定校验：（3ktm2IK?2?1200?60?101.81kA?i?15.22kA 4）动稳定校验：（shm

14、dw故此电流互感器也满足要求。 1.4、电压互感器 电压互感器也是GIS标准之一，采用的是JDQX型SF6绝缘的电磁式电压互感器，独立气室，内充0.45MPaSF6气体，壳体上装有密度继电器、吸附剂、充放气接头等附件，可为用户提供三线圈和四线圈两种规格的品种。具有变比及精度可按用户主接线要求确定。 其参数如下表。 表 5.3 电压互感器元件额定技术参数 项 目 技 术 参 数 ）额定一次电压 （kV3 220/ （额定二次电压 kV）3 0.1/ ）剩余电压绕组额定电压（kV0.1 （ 额定输出VA ）75/120/300 标准准确级0.2/3P/3P 东北电力学院毕业设计论文 20）0.45

15、 MPa 额定SF气压 （表压6 、避雷器1.5避雷器是一种过电压限制器，它实质上是过电压能量的接受器，它与别保护设备并联运行，当 限制过电压，保护电气设备。作用电压超过一定的幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量,的电气设备绝GIS本GIS组合电器内带氧化锌避雷器，主要安装在变电站的进线侧，用于保护10KA、缘免受雷电和操作过电压的损害，为独立气室，内充0.4MPaSF6气体。其标准放电流分5KA两种。该产品系无间隙氧化锌避雷器，芯体是氧化锌阀片，其非线性电阻特性比碳化硅优异，在运 以下，无串联火花放电间隙，不存在续流和放电迟延问题。行电压下阻性泄露电流约0.1 mA 避雷器参数表 5.4

16、额定 电kV 压灭弧 电kV 压kV 工频放电电压冲击k放电电压V 灭弧电压选kV 择 220 252 503 580 710 176 0.8220 、出线套管1.6连接使用，该套管为穿心式结构，导流杆从GISGIS的一个标准元件，供架空线与出线套管是气体。该瓷套为防0.45MPaSF6GIS主回路连通，内充中央通过，上部接接线板，下部装电联接和两种，以满足、级污31mm/kV25mm/kV，污型：海拔高度分1000、2000m两种；爬电比距分 秽地区的要求，其余技术参数如下：395KV 工频耐压：雷电冲击： 950KV 无线电干扰电压：500V 瓷套弯曲负荷：4000N 主回路电阻：80 安

17、全系数：3.5倍 2、220kV侧母线和连接线选择 2.1 220kV侧母线 回路最大持续工作电流为： S2?120N?1.05?0?I?1.05I1.05.661kA emax3U3?220B?70?401a 修正系数K为 820.?K?70?2501aI?KI 1amaxLF?21?8072型铝锰合金管形导体。按最大持续工作电流选择查设备手册选2mm954，+70允许的最大热稳定工作电流为1900A其标称截面积为。 I?KI?0.82?1900?1558A 电流校验：1amax 东北电力学院毕业设计论文 KQ1fdK?QS? 热稳定校验： fdminCAA?wh +70时，=87 1K?C

18、f1262Smmmm代入计算的满足要求。 ?.39?10?1?130.24?954?128 min87 变压器220kV侧引接线的选择2.1 按经济电流密度选择导体截面积：A11.J 查经济电流密度曲线，当时，经济电流密度，则：hT?5000?max2mmI6612mmSmax1?.9?600 j1.1J2钢芯铝绞线，其标称截面积为查阅资料选取LGJ-800/100，+70允08mm0 2400A。许的最大热稳定工作电流为 电流校验：A1968?2400?I?KI?0.821maxa?1K =87 热稳定校验：Cf1622Smmmm?80024?9?128.3?10.?1?130 min87满

19、足要求。 3、110kV侧GIS组合电器的选择 由条件初步选择ZF12-126型组合电器。 表5.5 GIS通用部分的技术参数 项 目 单位 参数值 额定电压 kV 126 额定电流 A 1250 额定频率 Hz 50 额定峰值耐受电流kA 63 ）额定短时耐受电流（ 3skA 31.5 局部放电 pC 35 东北电力学院毕业设计论文 1 min工频耐受电压 kV 相对地断口间 相间230 275 345 额定雷电冲击耐受电压 1.2/50skV 550 650 550 20额定SF6）气体压力（表压MPa ）气室断路器（含CT其它气室 0.6 0.4 最低功能压力（表压 20） 0.50.0

20、15 0.330.015 补气压力（表压 20） 0.520.015 0.350.015 SF6气体年漏气率 1% SF6气体水分含量 ppm 断路器（含CT）、快速隔离开关、快速接 地开关气室其余气室 出厂前150 出厂前250 运行中300 运行中500 断路器 3.1ZF12-126内部断路器参数如下： 额定电压 110kV 最高工作电压126kV 额定电流 1250A 额定开断电流 31.5kA 额定短路关合电流 63kA 3s热稳定电流 31.5kA 额定闭合时间 0.09s 固有分闸时间 0.028s 燃弧时间 0.05s U?U?110?1.15?126.5kV 额定电压选择：

21、NsN1.05?S1.05?120B?0.6?I?61kAI 额定电流选择： maxN3U3?110BI?I?5.02kA 开断电流选择： 2?BrdNi?i?12.801kA 短路关合电流选择： chclNt?0.15s：热稳定校验，取后备保护时间 ht?t?t?0.05?0.03?0.08s gkdbt?t?t?0.08?0.15?0.23s hdskd222skA3?.53.?QIt?3920?.23 dsd222t?40?3I?Q?4800kAs rr 东北电力学院毕业设计论文 Q?Q drkA100kA?i?i?9.97 动稳定校验：Nclch 故此断路器符合要求。而对于母线断路因此

22、选择此断路器也合适。由于每回出线的各项指标都比110kV侧总负荷低，器，由于只有在一台主变故障时才会闭合，而故障容量也不会超过进线容量，因此选择此断路器也 符合要求。 隔离开关与接地开关3.2 内部隔离开关参数如下：ZF12-126.5kV126.15?U?110?1U 额定电压选择： NsN1.05?S1.05?120j?I?I?0.661kA 额定电流选择：maxN110U?33jt?0.15s： 热稳定校验，取后备保护时间 ht?t?t?0.05?0.03?0.08s gbkdt?t?t?0.08?0.15?0.23s hdskd222skA3.53?0.23?Q?It?3.92 dsd

23、222t?40?3?4800kA?QIs rrQ?Q dri?12.801kA?i?100kA 动稳定校验： clchN故此隔离开关符合要求。 由于每回出线的各项指标都比110kV侧总负荷低，因此选择此隔离开关也合适。而对于母线隔离开关，由于只有在一台主变故障时才会闭合，而故障容量也不会超过进线容量，因此选择此隔离开关也符合要求。 接地开关和隔离开关参数一致，也满足要求。 3.3电流互感器 ZF12-126型三相共箱SF气体绝缘金属封闭开关设备采用一次穿心式电流互感器。这种电流互6感器在线路正常运行或过载状态或短路故障时测量电流，给测量仪表和继电器保护提供电流参量。每只电流互感器内可装2-3只

24、二次线圈。二次线圈分为测量和保护两种。 其主要参数如表5.6所示。 表 5.6 电流互感器元件额定技术参数 东北电力学院毕业设计论文 名 称 参 数 单 位 数 值系统额定电压 kV 110 额定一次电流 A 2000 额定二次电流 A 5 测量用 仪表保安系数 5,10 标准准确级 0.2 ,0.5 额定输出 VA 30 保护用 准确限值系数 30 ， 20 标准准确级 10P 额定输出 VA 30 1s热稳定倍数 75 动稳定倍数 135 U?U?110kV 额定电压选择： NSN1.05S1.05?120j?0.661?kAI?I? 额定电流选择： maxN1103U?3j2222skA

25、3.5322500kAQs?75K（I）?（2000?）? 热稳定校验：kmt2IK?2?2000?135?381.8kA?i?15.07kA 动稳定校验：shmdw 故此电流互感器也满足要求。3.4电压互感器 ZF12-126型SF6气体绝缘金属封闭开关设备用电压互感器。采用电磁式电压互感器（PT），供额定频率为50Hz的额定电压为110kV电力系统作为电气测量和保护用。 其参数如下： 表 5.7 电压互感器元件额定技术参数 项 目 技 术 参 数 ）（额定一次电压 kV3 110/ 额定二次电压 ）（kV3 0.1/0.1 ）kV剩余电压绕组额定电压（东北电力学院毕业设计论文 额定输出 （

26、VA） 75/120/300 标准准确级 0.2/0.5/3P 额定SF气压 （表压 20） 60.40 MPa SF气体最低功能压力（表压 20） 60.33 MPa 3.5避雷器 ZF12-72.5/126（L）型三相共箱SF6气体绝缘金属封闭开关设备采用Y10WF-100/260型无间隙金属氧化物避雷器作为该GIS的保护元件，它用于保护GIS的电气设备绝缘免受雷电和部分操作过电压的损害。 该避雷器主绝缘为六氟化硫气体，芯体是氧化锌阀片，其非线性电阻特性比碳化硅优异。在运行电压下阻性泄漏电流小，没有串联火花放电间隙，不存在续流和放电迟延问题。其接地端子经放电记录器和短路片（供测量泄漏电流用

27、）再接地。 避雷器在正常运行电压下，基本上处于绝缘状态，仅流过数百微安的泄漏电流，其中大部分是容性电流。当过电压侵入时，避雷器工作在伏安特性的低阻区域，放电电流经过避雷器泄入大地。过电压过后，避雷器又恢复到正常运行电压下的工作状态。其参数如下表所示。 表5.8 避雷器参数 名 称 单位 技术参数 避雷器额定电压（有效值） kV 100 标称放电电流（8/20s） （峰值）kA 10 1/5s 陡波冲击电流残压（峰值）kV 291 避雷器持续运行电压（有效值） kV 78 8/20s雷电冲击电流残压（峰值）kV 260 s操作冲击电流残压（峰值） 30/60kV 221 参考电压直流1mA kV

28、 145 18方波电流冲击次 2msA 600 次4/10s大电流冲击2 kA 65 内绝缘额定耐受电压(0.33 MPa ) （峰值）额定雷电冲击耐受电压kV 550 额定工频1min耐受电压（有效值） kV 230 （对地） 345 （相间） -6 （体积分数）SF气体水分含量106 250 20）（表压SF气体额定压力 6MPa 0.40 ）（表压气体报警压力 20SF6MPa 0.35 20）（表压SF气体最低功能压力 6MPa 0.33 3.6 出线套管 本GIS带的出线套管参数如下： 出线套管参数5.9 表 东北电力学院毕业设计论文 kV）额定电压 （72.5/126 ) 干试、湿

29、试kV） (1min 工频耐压（230 （峰值）雷电冲击耐受电压（kV）1.2/50s550 ）（mm/ kV爬电比距 31 主回路电阻 （）80 MPa）20表压SF额定气压（60.4 额定电流（A）2000/3150 年漏气率（）SF61 SF气体水分含量（ppm）6250 （V）无线电干扰电压2500 （）N瓷套弯曲耐受负荷2500 侧母线及连接线选择4、110kV 侧母线选择4.1 110kV 回路最大持续工作电流为：S5?1.01205?1.0jkA?I.661?0 max1103U3?j 修正系数为：?40?70a1.82?K?0 ?70?25a01I?KI 1maxaLF?21?

30、7064型铝锰合设备手册选金管形导选最按大持续工作电流择查2mm，+70允许的最大热稳定工作电流为体。其标称截面积为1200A。 631电流校验： A?102082?12000I?KI?.a1maxQK1fk?QS?K 热稳定校验： fkminCA?Awh+70时，=87 C1?Kf1622mmmmS?631?10?1?21.5963?3.5代入计算的 满足要求。 min8742变压器110kV侧引接线选择 按经济电流密度选择导体截面积： 1.3?Jyh/?T3600，则： 查经济电流密度曲线，当时，经济电流密度2maxmmI6612mmSmax6508.4? j3.1J 东北电力学院毕业设计

31、论文 2mm800允许的最大热稳定钢芯铝绞线，其标称截面积为，+70查阅资料选取LGJ-800/100 2400A。工作电流为KIIA1968?2400?0.82 电流校验：a1max?1KC 热稳定校验：=87 f1622mmmm800?21.596S?3.53?10?1 min87满足要求。 5、35kV高压器件及母线选择 5.1 35kV高压开关柜选择 本次设计选择KYN61-40.5型铠装一开始交流金属封闭开关设备。本产品特点： 1、 采用热缩绝缘材料及环氧涂覆绝缘工艺，优化电极形状，柜体结构紧凑，缩小占地面积； 2、 开关柜柜体选用优质冷轧钢板经数控钣金加工成型后，通过高强度螺栓螺母

32、和铆螺母连接而成，构件表面采用喷塑或镀锌工艺； 3、 可配用国产ZN85-40.5(3AV3)真空断路器和法国施耐德SF1、SF2型及阿尔斯通FP系列六氟化硫断路器，以满足不同用户的需求； 4、 开关柜各功能小室均采用金属隔板封隔，并设有独立的压力释放通道； 5、 断路器、接地开关等操作均可在开关柜门关闭情况下进行，即可实现关门操作； 6、 开关柜的结构适应性强，主接线方案可达到198种以上，能满足不同用户的需要； 7、 手车、断路器、接地开关和后柜门之间设有防止误操作的机械连锁装置，“五防”功能齐全，安全可靠。 其技术参数如下表： 表5.10 开关柜技术参数 项目 单 位参数 额定电压kV

33、40.5 额定频率 Hz 50 主母线额定电流 A 1250 分支母线额定电流 A 630 额定绝缘 水平1min贡品耐受电压（有效值） kV 相间、相对地 一次隔离端口 95 115 雷电冲击耐受电压185 215 工频耐受电压 1min辅助控制回路V 2000 额定短路开断电流 kA 25,31.5 额定短路关合电流（峰值）kA 80 ，63 ）4s额定短时耐受电流（kA 31.5 ，25 东北电力学院毕业设计论文 参数 项目 单位 40.5 kV 额定电压 50 Hz 额定频率 95 额定绝缘水工频耐受电压（有效值）kV 平185 雷电冲击耐受电压（峰值） 额定峰值耐受电流 kA 63，

34、80 辅助控制回路额定电压 V -220 220，110，-110，防护等级 断路器室门IP4X隔室间，外壳IP2X 打开时?深高） 外形尺寸（宽mm ?2800 14002800 5.2断路器 V3）真空断路器，其技术参数如下：本开关柜采用ZN85-40.5（3A ）真空断路器技术参数5.11 ZN85-40.5表（3AV3 1250 A 额定电流 25 kA 额定短路开断电流63 额定短路关合电流（峰值） kA 25 kA 额定短时耐受电流（4s）40 分闸时间 ms 60 合闸时间ms U?U?35?1.15?40.25kV 额定电压选择：1. NsN1.05S1.05?60B?I?I?

35、1.04kA 额定电流选择：2.maxN3U3?35BI?I?11.34kA 开断电流选择：3. dNbr3i?i?28.917kA 4. 短路关合电流选择：chNclt=3s。 5. 热稳定校验，设短路电流持续时间为dst?t?t?0.05?0.04?0.09s gbkdt?t?t?0.09?0.15?0.24s hdskd222skA385?.?t11.3479?IQ?3 dsd222t?25?4?2500kAIQ?s rrQ?Q dri?28.917kA?i?63kA 6.动稳定校验：clNch 东北电力学院毕业设计论文 故此断路器满足要求。 5.3电流互感器 本开关柜选择LZZB9-35型电流互感器，其参数如下： 表5.12 LZZB9-35型电流互感器技术参数额定一次电流A） （准确及组合 ） VA相应准确级下的额定输出（额定短时耐受1s有效电流（值）（kA） 额定峰值耐受电流（峰 值）（kA0.2 0.5 10P10 10P15 10P20 1500 0.5/10P20 30 30 30 30 20 54.5 80 kV35U?U? 1.额定电压选择： NsN60?1.051.05SB4kA0?1.?II? 2.额定电流选择：maxN35?3U3B2222297054.5.79kA?sI.25kA?s?Q?385 热