(完整word版)110kv变电所课程设计计算书

1、110/10kV 变电所电气部分设计计算书一、回路数变电所 CP3=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：55%P3 255%1423.85 （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：45%P3 245%1423.15 （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Sm KSKPm12831.11MVAcos0.9每台变压器容量 S

2、N0.6 Sm0.631.1118.67MVA变电所重要负荷 Simp0.55 Smax0.552817.11MVA0.9SNSimp17.1117.11MVAn -1 2 -1选择 SN 中较大者作为 Sm， ，即 Sm,18.67 MVA ， SN=16000kVA过负荷校验： SN/S m=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： K 10.7260.826186700.87716616000过负荷系数： K 20.928124186701.09058416000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

3、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） 10.5115基准电流： Id（ kA ）54.995.02系统归算额定电流：110kV 侧： I NSSd10003U35.02kAd115第1页共9页Sd100010kV 侧： I ' NS54.99kA3U ' d3 10.5发电机归算额定电流：110kV 侧： I NGPNG1003Ud cos31150.810kV 侧： I ' NGPNG1003U 

4、9; d cos310.50.8电抗标么值计算（归算至110kV 侧）：发电机： X * G1X *G2X dSdX dSd0.1241000uSNGPNG / cos50 / 0.8*%S10.51000变压器： XT1X T 2kd2.625100SNT10040X*T 3X*uk%Sd10.510008.4T 4100S10012.5N线路： X*L0XL0Sd0.42210000.665U 2d1152X*L1XL1Sd0.41910000.575U 2d1152X*X L 2Sd0.4 271000L 2U220.817d1 1 5*S1000X L 3X L 3d0.4 260.7

5、86U22d1 1 5X*X L 4Sd0.4 181000L 4U220.544d1 1 52、短路点选择及Ik 计算等值电路图如下：0.628kA6.873kA1.984短路点的选择表格见设计说明书表6.2。第2页共9页（ 1）求 k1 点的 I k 。图中， X*1X *L 00.665X*2X *G1X *T11.9842.6252.304522X *3X *L1/(X*L2X * L3)X*L40.4230.5440.967X*X*X*X *1X *30.6650.6650.9671.911413X *0.96722.3045X*X*X*X *2X *32.3045 0.967523

6、X *12.3045 0.9670.6656.623系统分支计算电抗：X * sjX *41.911系统供给短路电流标么值：Is*' 'Is * tk / 2Is* tk110.52329X * sj1.911系统供给短路电流有名值：I sI s*' 'INS0.523295.02 2.6269kAIStk / 2 IStk电厂分支计算电抗标么值：X * GjX *5PNG /cos6.623100 / 0.80.8279S1000d电厂供给短路电流标么值：由tk=3+0.1=3.1s 及 X * Gj0.8 查汽轮发电机运算曲线得tk0s3.13.1ss2IG

7、*' '1.31.2951.415有名值： I GIG*''ING1.30.6280.8164kAI Gtk/ 2I * G tk / 2ING1.2950.628 0.8133kAI GtkI G * tkING1.4150.6280.8886kA总的短路电流：IIG''I s''0.81642.6269 3.4433kAItk / 2IG tk / 2IStk/20.81332.62693.4402kA第3页共9页ItkI GtkIStk0.8886 2.62693.5155kA热效应：( I 210I 2I 2tk )3.1

8、(3.4433210 3.440223.5155 2 ) 36.8292 kA2 s 短 路 冲 击 电Qktktk / 21212流： ish2.55I2.553.4433 8.7804kA（ 2）求 k 2点的 I k 。图中， X*1X *L 00.665*X *G1X *T11.9842.6252.3045X222X *3X *L1/( X *L2X *L3)X*L4/ 20.4230.2720.695X *4X *1X *3X*X*0.6650.6950.6650.6951.56113X *22.3045X *5X *2X *3X*X*2.3045 0.6952.3045 0.695

9、5.40823X *10.665系统分支计算电抗：X * sjX *41.561系统供给短路电流标么值：I*' 'I*I*110.641ss tk / 2s tkX * sj1.561系统供给短路电流有名值：IsI s*' 'I NS0.641 5.02 3.2178kAIStk / 2I Stk电厂分支计算电抗标么值：X * GjX*5PNG/cos5.408100 / 0.80.676Sd1000电厂供给短路电流标么值：由tk=2.5+0.1=2.6s及 X * Gj0.68 查汽轮发电机运算曲线得tk0s2.62.6ss2IG*''1.51

10、1.4951.65有名值： I GIG*''ING1.510.6280.9483kA第4页共9页I Gtk / 2I * G tk / 2ING1.4950.6280.9389kAI GtkI G * tkING1.650.6281.0362kA总的短路电流：II G''Is''0.94833.21784.1661kAItk / 2IG tk / 2IStk / 20.93893.21784.1567kAItkI GtkIStk1.03623.21784.254kA热效应：tk( I210 I2tk / 2I2tk )2.6(4.16612104

11、.156724.2542)45.1175kA2s 短 路 冲 击 电Qk1212流： ish2.55I2.554.1661 10.6236kA（ 3）求 k3点的 I k 。图中， X*1XX*2X*0.665L 0* G1X*T 11.984 2.62522.30452X *3X *L1/( X *L2X *L3)X*L4/ X*L4X*T 40.4230.2728.49.095X*X*X*X *1X *30.6659.0950.665 9.095413X *22.304512.3845X *5X *2X *3X*2X*32.30459.0952.30459.09542.9174X *10.

12、665系统分支计算电抗：X * sjX *412.3845系统供给短路电流标么值：Is*' 'Is* tk /2Is* tk110.0807X * sj12.3845系统供给短路电流有名值：I sI s*' 'I NS0.0807 54.99 4.4373kAIStk /2IStk电厂分支计算电抗标么值：X * GjX*5PNG/cos42.9174100 / 0.85.3647Sd1000电厂供给短路电流标么值：由X * Gj5.36473可得：第5页共9页IG*''IG * tk / 2 I G* tk110.1864X * Gj5.3647

13、有名值： I GI Gtk / 2IGtk0.18646.8731.2812kA总的短路电流：II tk / 2I tk 1.2812 4.4373 5.7185kA短路冲击电流：ish2.55I2.555.718514.5822kA（ 4）求 k 4点的 I k 。图中， X*1XX*2X*0.665L 0* G1X *T 1 1.984 2.62522.30452X *3X*L1/( X*L2X *L3)X *L4/ X *L4X *T3/ X *T40.4230.2724.2 4.895X *4X *1X *3X*X*0.6654.8950.665 4.8956.972513X *22.

14、3045X *5X *2X *3X*X*2.30454.8952.30454.89524.162723X *10.665系统分支计算电抗：X * sjX *46.9725系统供给短路电流标么值：I*' 'I*I*110.1434ss tk / 2s tkX * sj6.9725系统供给短路电流有名值：I sI s*' 'I NS0.1434 54.99 7.8856kAIStk/ 2IStk电厂分支计算电抗标么值：X * GjX *5PNG/cos24.1627100 / 0.83.0203Sd1000电厂供给短路电流标么值：由X * Gj3.02033 可得：

15、IG*''IG * tk / 2I G* tk110.3311X * Gj3.0203有名值： I GI Gtk / 2IGtk0.33116.873 2.2756kA总的短路电流：II tk/ 2I tk7.8856 2.2756 10.1612kA短路冲击电流：ish2.55I2.5510.161225.9111kA第6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Im ax 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SA SBSC281814Im ax1030.90.

16、90.9103349.91A3UN3 110（ 2）变电所 C高压侧，即主变110kV 侧，考虑变压器过负荷1.3 倍Im ax1.3S1031.316103109.17 ANT 33U N3110（ 3）变电所 C主变低压侧10kV ，考虑变压器过负荷1.3 倍Im ax1.3SNT 31031.3161031200.89 A3U N310（ 4） 10kV 主母线、分段，按1.05 倍变压器额定电流考虑Im ax1.05SNT 310 31.0516 103969.95A3U N3 10（ 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

17、荷电流Im ax2P220003U N cos310256.6A0.92、修正系数 k 的计算对于电器：40 60时， k=1 ( 40)× 0.0180 40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=1.0153、 110kV 进线上的断路器选择（屋外，k=1）额定电压的选择UN UNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV额定电流的选择 I N I max=349.91A ，所以 I N =2000A>349.91A

18、额定开断电流的选择 I Nbr I =3.44kA ，所以 I Nbr=31.5kA>3.44kA 额定关合电流的选择 I Ncl i sh =8.78kA ，所以 I Ncl =80kA>8.78kA动稳定校验：i esi sh =8.78kA ，所以 i es =80kA>8.78kA热稳定校验：It 2· t Qk =36.83kA2 s，所以 It 2·t=2977 kA2 s>36.83 kA 2 s综上所述：选择SFM 110/20004、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 UN UNs=110kV，所以 U

19、N =110kV 110kV 额定电流的选择 I N I max=109.17A ，所以 I N =2000A>109.17A 额定开断电流的选择 I Nbr I =4.1661kA ，所以 I Nbr=31.5kA>4.1661kA第7页共9页额定关合电流的选择I Ncl i sh =10.62kA ，所以 I Ncl =80kA>10.62kA动稳定校验： i esi sh =10.62kA ，所以 i es=80kA>10.62kA热稳定校验： It2· t Qk =45.1175kA2s，所以 It 2· t=2977kA2 s >45

20、.1175 kA2 s综上所述：选择 SFM 110/20005、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NNsN 10kVU U =10kV，所以U =10kV额定电流的选择I N I max/k= 1200.89/1.015=1183.14A，所以 I N =1250A>1183.14A额定开断电流的选择I Nbr I=5.72kA ，所以 I Nbr=31.5kA>5.72kA额定关合电流的选择I Ncl i sh =14.58kA ，所以 I Ncl =80kA>14.58kA动稳定校验： i esi sh =14.58kA ，所以

21、i es=80kA>14.58kA热稳定校验： It2· t Qk =110kA2s ，所以 It 2· t=2977 kA2s >110 kA 2 s综上所述：选择 ZN12 10/12506、 10kV 主母线、分段的断路器选择（屋内，k=1.015）额定电压的选择NNsN 10kVU U =10kV，所以U =10kV额定电流的选择Nmax，所以IN=1250A>955.62AI I/k= 969.95/1.015=955.62A额定开断电流的选择I Nbr I=5.72kA ，所以 I Nbr=31.5kA>5.72kA额定关合电流的选择I

22、Ncl i sh =14.58kA ，所以 I Ncl =80kA>14.58kA动稳定校验： iesish=14.58kA ，所以 ies=80kA>14.58kA热稳定校验： It2· t Qk =88kA2s ，所以 It2· t=2977 kA2s >88 kA2s综上所述：选择 ZN12 10/12507、 10kV 出线的断路器选择（屋内，k=1.015 ）额定电压的选择NNsN 10kVU U =10kV，所以U =10kV额定电流的选择NmaxI I/k= 256.6/1.015=252.8A额定开断电流的选择I Nbr I=5.72kA

23、，所以 I Nbr=31.5kA>5.72kA额定关合电流的选择I Ncl i sh =14.58kA ，所以 I Ncl =80kA>14.58kA动稳定校验： iesish=14.58kA ，所以 ies=80kA>14.58kA2k2222热稳定校验： ItkAs ，所以 It· t=2977 kAs >88 kAs· t Q =88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UN UNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV额定电流的选择NmaxIN=

24、630A>349.91AI I=349.91A ，所以动稳定校验： iesi sh =8.78kA ，所以 i es =50kA>8.78kA热稳定校验： It2· t Qk =36.83 kA2 s，所以 It 2·t=1600 kA2 s>36.83 kA 2 s综上所述：选择 GW5 110/6302、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UN UNs=110kV，所以 UN =110kV 110kV额定电流的选择I N I max=109.17A ，所以 I N =630A>109.17A动稳定校验： i esi sh =10.62kA ，所以 i es=50kA>10.62kA热稳定校验： It2· t Qk =45.1175