220kV短路电流计算书

1、设计计算书短路电流计算1、计算电路图和等值电路图Uk(1-2)%=14, Uk(1-3)% =23, Uk(2一3)%= 8,设 Sb =100MVA 贝 V,11U si -( U k(1-2)%U k(1-3)% - U k(2-3)%) = (14 23- 8) = 14.52211U S2 二(U k (1-2) %U k (2-3) % - U k (1-3) %) = -(14 8-23) = -0. 52211U S3 =二(U k (1-3) % U k (2-3) % - U k (1-2)%) =：(23 8-14) 8522x； =0.042X1U；1%14.5100Sn

2、迦 7121100 120*X2Us2 % Sb100sn-0.5 100100 120-4.17*10；*X3u；3% Sb =竺 100100Sn100 120-0.071-1、d1短路时等值阻抗图Sd-1d-1xS - 0.042= 23.81折算到220kV短路容量有名值Sd-1 二 Sd-1*Sj = 23.81*100 = 2381MVA折算到220kV短路电流有名值* Sj100ld-1 =ld-1 j=23.81* : 5.97kA,3Ub3 230根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich = 1 2(Kch -12 ld

3、-1 = 1 2(1.8-1)2 5.97 =9.01kA冲击电流 ich = V2Kch Ud-1 =寸汇 1.8汉5.97=15.22kA1-2、d2点短路时的等值阻抗图,Xd-2* 二 xS （X； X；）/（X； X；） =X； Xz =0.0420.121 -0.00417 二 0.12 2Sd-2=Id-21*Xd-210.1-10折算到110kV短路容量有名值Sd-2 =Sd-2*Sj =10*100 =1000MVA折算到110kV短路电流有名值d-2=Id-2* 7 =10* ,00=5.02kA3Ub3 115根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数Kch二1.8

4、，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich1 2( Kch-1)2 Id一2 =1 2(1.8-1)5.02 = 7.58kA冲击电流 ich =j2Kch dd-2 =寸汉 1.8汉5.02 = 12.801kA1-3、da点短路时的等值阻抗图，弋 ULL3-Xd-3* =x； (Xi* X；)(X； X；) =x；兀-0.0420.121 0.07 =0.13752 2Sd-2- 1 d-21*Xd-210.1375= 7.27折算到35kV短路容量有名值Sd-3 = Sd-3 * Sj = 7.27* 100 二 727MVA折算到35kV短路电流有名值d-3* Sid-3

5、 3Ub 27*1003 37-11.34kA根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数 心严1.8，当不计周 期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值lch = 1 2(Kch-1)ld-31 2(1.8-1)2 11.34 = 17.12kA冲击电流 ich =Q2Kchd-3=V2d.8F1.34 = 28.917kA短路点的编号基准电压Ub短路 电流 标么短路 电流 有名短路电流冲击值i ch短路全 电流最 大有效短路容量S（Kv）值I*（kA）值1（KA）(KA)值I ch(KA)(MVA)表达式平均 值1x1* 迸 In2. 55I1. 51IV3LBIdi23023.81

6、5.9715.229.012381d2115105.0212.8017.581000d3377.2711.3428.91717.12727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kV252额定电流A1250额定频率Hz50额定峰值耐受电流kA63额定短时耐受电流（3s）kA31.5局部放电PC351 min工频耐受电压kV相对地断口间相间2302753451.2/50卩s额定雷电冲击耐受 电压kV550650550额定SF6气体压力（表压20C）

7、MPa断路器（含 CT气 室其它气室0.60.4最低功能压力（表压20 C）0.5 0.0150.33 0.015补气压力（表压20 C）0.52 0.0150.35 0.015SF6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w150出厂前w 250运行中w300运行中w 5001. 1断路器ZF11-252内部断路器参数如下：额定电压220kV最高工作电压252kV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(1)

8、额定电压选择：Un _ Uns = 220 15= 253kV(2)额定电流选择:1.05 Sb1.05 120 2.3 220= 0.661kAcyScy _603Ub 一 3 220= 0.157kAIssRs、3Ub0.9:0.437kA 3*220*0.9因为Imax、Icy、Iss中I max最大，所以额定电流按gax选择。In Imax =0.661kA(3) 开断电流选择：INBr -Id5.97kA(4) 短路关合电流选择：iNci _ich =15.22kA(5) 热稳定校验，取短路电流持续时间tds =3s :t kd = t b tg 0.0 50.0 28 = 0.0

9、78st ds = t kd th 0.0 780.1 5 工 0.2 28sQd =l2tds =5.972 3 =106.92kA2s2 2 2Qr =lt =31.53 =2976.75kA sQr - Q(6) 动稳定校验：ich =15.22kA GNc|=63kA故此断路器符合要求。由于每回出线的各项指标都比220kV侧总负荷低，因此选择此断路器也合适1.2、隔离开关及接地开关ZF11-252内部隔离开关参数如下：额定电压220kV最高工作电压252kV 额定电流1250A额定短路关合电流 63kA 3s热稳定电流31.5kA(1)额定电压选择：Un _ Uns = 220 1.1

10、 5 二 253kV(2)额定电流选择:1.05 SB1.05 120 2、3 220= 0.661kAcyScy一3UB .3 22060=0.157kA，1 ssRs150-=0.437kA3UB0.93*220*0.9因为Imax、Icy、I ss中I max最大，所以额定电流按Imax选择。I N - Imax 二 0.661kA(3) 热稳定校验，取短路电流持续时间tds =3s :t kd = t b t g = 0.0 50.0 28 = 0.0 78st ds = t kd th 0.0 78 0.1 5 = 0.2 28sQd =l2tds =5.972 3 =106.92k

11、A2s2 2 2Qr =lt =31.53 =2976.75kA sQr - Qd(4) 动稳定校验：ich =15.22kA 乞iNci=63kA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

12、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kV220额定一次电流A1200额定二次电流A5测量用仪表保安系数5,10标准准确级0.2 ,0.5额定输出VA30保护用准确限值系数20，30标准准确级5P额定输出VA301s热稳定倍数60动稳定倍数60（1）额定电压选择：Un _ Uns = 220 1.1 5 二 253kV额定电流选择:1 max1.05 SB1.05 120 2 =0.661kA60cy 二3UB0.157kA3UB 3 220,Iss 二Pss1500.437kA 3UB0.9

13、3*220*0.9因为Imax、Icy、Iss中I max最大，所以额定电流按Imax选择。I N - I max - 0.661kA(3) 热稳定校验：(lmK)(1200 60)2 =5184kA2s_Qk =106.92kA2s(4) 动稳定校验：.2lmKdw 二、2 1200 60 =101.81kA _isri =15.22kA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

14、。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（kV）220/ V3额定二次电压（kV）0.1/ J3剩余电压绕组额定电压(kV)0.1额定输出（VA）75/120/300标准准确级0.2/3P/3P额定SE气压（表压20 C）0.45 MPa1.5、避雷器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 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，限制过电压，保护电气设备。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GIS的电气设备绝缘免受雷电和操作过电压

15、的损害，为独立气室，内充0.4MPaSF6气体。其标准放电流分5KA 10KA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 行电压下阻性泄露电流约0.1 mA以下，无串联火花放电间隙，不存在续流和放电迟延问题。表5.4避雷器参数1.6、出线套管出线套管是GIS的一个标准元件，供架空线与GIS连接使用，该套管为穿心式结构，导流杆从中央通过，上部接接线板，下部装电联接和GIS主回路连通，内充 0.45MPaSF6气体。该瓷套为防污型：海拔高度分 1000、2000m两种；爬电比距分 25mm/kV , 31mm/kV两种，以满足级污 秽地区的要求，其余技术

16、参数如下：工频耐压：395KV雷电冲击：950KV无线电干扰电压：w 500 V瓷套弯曲负荷：4000N主回路电阻：w 80安全系数：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：S2120I max h.05le =1.05N=1.050.661kA3UB3 220修正系数K为；0：0曲a1max按最大持续工作电流选择查设备手册选LF - 21：80 72型铝锰合金管形导体其标称截面积为954mm2 , +70C允许的最大热稳定工作电流为1900A。电流校验：I max 乞 KI a1 = 0.82 1900 二 1558A热稳定校验:Smin+70

17、C时，C =87 Kf =11 .代入计算的 Smin128.3 9 106 1 二 130.24mm :： 954mm 满足要求。872.1变压器220kV侧引接线的选择按经济电流密度选择导体截面积：查经济电流密度曲线，当Tmax = 5000h时，经济电流密度 J =1Amn2，贝U：Sj 二丄=空=600.9 1mmJ J 1. 1查阅资料选取 LGJ-800/100钢芯铝绞线，其标称截面积为800mm2，+70 C允许的最大热稳定工作电流为2400A。电流校验：I max 乞 KI a1 = 0.822400 = 1968A热稳定校验：C=87 Kf =1Smin丄 128.3 9 1

18、061 = 130. 24mm : 800mrm87满足要求。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kV126额定电流A1250额定频率Hz50额定峰值耐受电流kA63额定短时耐受电流（3s）kA31.5局部放电PC351 min工频耐受电压kV相对地断口间相间2302753451.2/50卩s额定雷电冲击耐受电压kV550650550额定SF6气体压力（表压 20 C）MPa断路器（含CT）气室其它气室0.60.4最低功能压力（表压 20 C）0.5 0.0150.33 0.015补气压力（表压 2

19、0 C）0.52 0.0150.35 0.015SF6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w 150出厂前w250运行中w 300运行中w5003.1断路器ZF12-126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 额定电压选择：* _ UNs = 110 1.1 5 = 126.5kV额定电流选择:1max1.05 Sb“3Ub1.05 120、3

20、 110= 0.661kA 开断电流选择：iNBr _ld2 =5.02kA 短路关合电流选择：iNcl -ich =12.801kA 热稳定校验，取后备保护时间th = 0.1 5s :tkd 二 tb tg = 0.0 50.0 3 = 0.0 8st ds 二 t kd th = 0.0 80.1 5 = 0. 23sQ =l2tds = 3.9220.2 3 = 3.5 3kA2sQr = I 2t = 4023 二 4800kA2s 动稳定校验：i ch = 9.9 7kA乞i Ncl = 100kA故此断路器符合要求。由于每回出线的各项指标都比110kV侧总负荷低，因此选择此断路器

21、也合适。而对于母线断路器，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。3.2隔离开关与接地开关ZF12-126内部隔离开关参数如下： 额定电压选择：UN _ Uns = 110 1.1 5 = 126.5kV1.0 5 x S 1 0 5 x 120 额定电流选择：lN 一 I max ： j0.6 61kAj3UjJ3 汇 110 热稳定校验，取后备保护时间th = 0.1 5s :t kd 二 tb tg 二 0.0 50.0 3 二 0.0 8st ds = t kd 亠 th =0.08 亠 0.15=0. 23sQ =l2tds =

22、3.9220.2 3 = 3.5 3kA2s2 2 2QrI rt 403 = 4800kA sQr - Q 动稳定校验：ich =12.801k 1452ms方波电流冲击 18次A6004/10卩s大电流冲击2次kA65内绝缘额定耐受电压（0.33 MPa ）额定雷电冲击耐受电压 （峰值）kV550额定工频1min耐受电压 （有效值）kV230345（对地）（相间）SFs气体水分含量10-6 （体积分数）w 250SR气体额定压力（表压20 C）MPa0.40SR气体报警压力（表压20 C）MPa0.35SR气体最低功能压力（表压20 C）MPa0.333.6出线套管本GIS带的出线套管参数

23、如下：表5.9出线套管参数额定电压（kV）72.5/1261min工频耐压（kV）（干试、湿试）2301.2/50卩s雷电冲击耐受电压（kV）（峰值）550爬电比距（mm/ kV）31主回路电阻（卩。）V 80SF6额定气压（MPa 20 C表压0.4额定电流（A）2000/3150SF年漏气率（）1SF6气体水分含量（ppm） 250无线电干扰电压（卩V 2500瓷套弯曲耐受负何（N25004、110kV侧母线及连接线选择4.1 110kV侧母线选择max1.0 5 Sj1.0 5120:0.6 61kA31103Uj修正系数为:max70 - 40 .0.8 2.70-25 KI a1回路

24、最大持续工作电流为:按最大持续工作电流选择查设备手册选LF 一2仲70 64型铝锰合金管形导体。其标称截面积为631mm , +70 C允许的最大热稳定工作电流为1200A。电流校验：I max 空 Kla1 = 0. 821200 二 1020A热稳定校验：Smin：Ah - Awc %+70C时，C =87 Kf =1代入计算的Smin87.3.5 31061 = 21.596mm ： 631mni 满足要求。4. 2变压器110kV侧引接线选择按经济电流密度选择导体截面积：查经济电流密度曲线，当 Jax = 3600h/ y时，经济电流密度J = 1.32，则:/ mmSj =竝=型=5

25、08.4 6mrfij J 1. 3查阅资料选取 LGJ-800/100钢芯铝绞线，其标称截面积为800mm2, +70C允许的最大热稳定工作电流为2400A。电流校验：I max 乞 Klai = 0. 822400 = 1968A热稳定校验：C=87 Kf =1Smin1、3.5 3 1061 = 21.596mm : 800mni87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

26、板经数控钣金加工成型后，通过高强度螺栓螺母和铆螺母连接而成，构件表面采用喷塑或镀锌工艺；3、 可配用国产ZN85-40.5（3A V3）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

27、位参数额定电压kV40.5额定频率Hz50主母线额定电流A1250分支母线额定电流A630额疋绝缘 水平1min贡品耐受电压（有效值）kV相间、相对地一次隔离端口95115雷电冲击耐受电压185215辅助控制回路1min工频耐受电压V2000额定短路开断电流kA25,31.5额定短路关合电流（峰值）kA63, 80额定短时耐受电流（4s）kA25, 31.5额定峰值耐受电流kA63，80辅助控制回路额定电压V110，-110，220，-220防护等级外壳IP4X隔室间，断路器室门打开时IP2X外形尺寸（宽X深X高）mmx x 28005.2断路器本开关柜采用ZN85-40.5 （ 3AV3 ）

28、真空断路器，其技术参数如下:表5.11 ZN85-40.5（ 3AV3真空断路器技术参数项目单位参数额定电压kV40.5额定频率Hz50额疋绝缘水 平工频耐受电压（有效值）kV95雷电冲击耐受电压（峰值）185额定电流A1250额定短路开断电流kA25额定短路关合电流（峰值）kA63额定短时耐受电流（4s）kA25分闸时间ms40合闸时间ms601.额定电压选择：Un - Uns 二 351.1 5 = 40.2 5kV1.05SB1.05 602.额定电流选择：I N I max=/=1.04kA3Ub.3 353.开断电流选择：I Nbr - I d3= 11.34kA4. 短路关合电流选

29、择：iNci -咕=28.917kA5. 热稳定校验，设短路电流持续时间为tds=3s。t kd = tb t 0.0 50.00.0 9stds fd th =0.09 0.15=0.24sQd =l2tds =11.342 3 = 385.79kA2sQr = I 2t = 2524 = 2500kA2sQr - Qd6. 动稳定校验：咕=28.917kA - i nc 63kA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）准确及组合相应准确级下的额定输出（VA)额定短时耐受 电流

30、（Is有效值）（kA）额定峰值耐 受电流（峰 值）（kA）0.20.510P1010P1510P2015000.5/10P20303030302054.5801.额定电压选择：UN = UNs = 35kV1.05Sb1.05 602.额定电流选择：丨N丨max1.04kA3Ub3 353.热稳定校验：l2 =54.52 =2970.25kA2s_Qd =385.79kA2s4.动稳定校验：ies = 80kA 丄 ich = 28.917kA 故此电流互感器满足要求。5.4 35kV侧母线电压互感器采用JDJJ-35型电压互感器，其参数如下：表5.18 JDJJ-35 型电压互感器参数型号额定电压（kV）二次绕组额定容量（VA最大容量（VA）一次绕组二次绕组辅助绕组0