变电站直流系统短路电流计算书

某省500kV变电站直流系统短路电流计算书

1.系统描述

蓄电池容量：700Ah110V52节，2电3充，带分屏

各级保护电器使用状况：

蓄电池出口保护电器：NT系列熔断器，400A

主馈电屏出口保护电器：至就地500kV继保室分屏：C63A断路器

至就地主变及35kV小室：C63A断路器

分馈电屏出口保护电器：至就地500kV继保室测保屏：C25A断路器

至就地主变及35kV小室：C25A断路器

测保屏出口保护电器：至就地500kV继保室负载：C3A断路器

至就地主变及35kV小室：C3A断路器

导线截面和长度使用状况：

蓄电池出口电缆:S=70mm2,L=25m

主馈电屏至分馈电屏电缆：至就地500kV继保室分屏：S=35min?,L=115m

至就地主变及35kV小室:S=35mm2,L=150m

分馈电屏至测保屏电缆：至就地500kV继保室测保屏：S=4nmr,L=30m

至就地主变及35kV小室：S=4mm2,L=30m

测保屏到负载导线:S=2.5mm2,L=lm

2.现实状况分析

如下分析使用直流系统分析软件，本直流系统分析软件是直流系统辅助计算工具，可

以迅速、精确的计算出直流系统中各处短路电流值大小，进而为设备H勺合理选型提供根据。

本软件以DL/T5004-2023为基础，以完善於J、精确的校验准则库及产品数据库为支撑，不

仅能对已经有的直流系统进行分析、校核，也能对新的直流系统U勺设计起到辅助设计的作

用。

软件中的校验准则包括：导线/电缆压降校核、开关敏捷度校核、额定电流校核、工作

也压校核及上下级开关选择性校核。

图1所示为对此500kV变电站分析成果

蓄电池U・112法⑶；Ah-M0[ARI”充电装置

单体U0«217[V]；rl«0.335[mQ]

单体n,52『闾：Hh-325(A]/中

铜芯电会i1

11.充电回路新路第1]试/回礴路器

S=70[mm2]；L=20M、入I

SR-29974(mn]；1-3765(A)X

NH3；Jn-4M[A]

t=6O[u]rbfl^6250X»2[A]

[ISR-30144(mQ]；1-3743[A]

OM5-63.C；】E3⑶OM5-63.C；IE3⑶

Ic$=10[kA]；t=0[ms]Ic$=10[kA]；t=0[ms]

£R-32344tmQ]；I-3489(A]ZR-32344(ntQ]；l-3489(A]

铜芯电裳洞芯电爆

S=35的m2]；K15风S=35[mm2)；350㈤

£R-153259[mfl)；I-736[A]ZR-190059[ir^)：I-594(A]

GM5-63C；ln=25[A]GM5-63C；In=25[A]

lcs-10[kA]；Ics-10[kA]；E0[ms]

ER=160059[mQ]；]=70*[A]ER=l96859[»n)；I»5?3[A]

朝:J?导线舸E导欣

S-4[mm2]；80询S-4(mm2]；L-30M

ER=436059[mQ]:I=25$[A]ER=472859[»Q]；I=239[A]

GQ63J；；ln=31AJUM〉4>3_C；ln=3lAJ

ks-10[kA]；t-0[ms]lcs-lO[kA)；1-0遍

ZR=756059[»n]；I=149[A]SR=792.859[raQ]；I=142[A]

啊忑导线粥芯与锣

S-25[mm2J；LHMS-2.5[mm2]：L-IW

；

▲ZR=770779[mn]I=146[A]/kSR=g07.579[mQ]；I=140[A]

&R1=1[A]0原I-1W

至就地500kV继保室至就地主变及35kV小室

图1500kV变电站现实状况分析

图中蓝色部分表达设备选型合理，红色部分表达设备选型存在问题，计算书如下:

(1)蓄电池出口电缆压降校验

实际压降=4.05[VJ；许可压降=L1[VJ；不合格

（2）蓄电池出口保护电器敏捷度校验

熔断器额定电流400［A］；负载电流385.0［A］；合格

负载短路电流:3743.33［A］；动作上限:6250.09［A］；不合格

⑶馈电屏断路器敏捷度校验以及与上级蓄电池出口熔断器选择性校验

第一支路（至就地500kV维保室分屏）

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流:736.27［A］：动作上限:945［A］；不合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流:3488.［A］；本级动作上限:945,0［A］；合格

上级实际短路电流：3488.721AI；上级瞬动下限：6250.091A］：本级断路器短延时

tl=0.0［ms］；上级熔断器短延时t2=60.0［ms］；合格

第二支路（至就地主变及35kV小室）

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：593.71|A|；动作上限:945［A］：不合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：3488.72［A］；本级动作上限：945.0|A］；合格

上级实际短路电流：3488,72［A］：上级瞬动下限：6250.09［A］；本级断路器短延时

tl=0.0［ms］；上级熔断器短延时t2=60.0|ms|；合格

（4）分馈电屏断路器敏捷度校验以及与上级主馈电屏断路器选择性校验：

第一支路（至就地500kV继保室测保屏）：

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：258.77IA1；动作上限:375|A］；不合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：704.99IAJ：本级动作上限：375.01A1：合格

上级实际短路电流：704.99M；上级瞬动下限：.441.0［A］；本级断路器短延时t1=0.0［ms］；

上级断路器短延时t2=0.0［ms］；不合格

第二支路（至就地主变及35kV小室）:

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流:238.63［A］；动作上限:375［A］；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流:573.2［A］；本级动作上限:375,0［A］；合格

上级实际短路电流:573.2IAI；上级瞬动下限:44I.0IAI；本级断路器短延时tl=0.0［ms］；

上级断路器短延时t2=0.（）［ms］；不合格

（5）负载断路器敏捷度校验以及与上级分馈电屏断路器选择性校验

第一支路（至就地500kV维保室负载）：

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：146.4［A］；动作上限:45［A］；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：149.25［A］；本级动作上限：45.0［A］；合格

上级实际短路电流：149.25［川；上级瞬动下限：.175.0|A1；本级断路器短延时tl=0.0［ms］；

上级断路器短延时t2=0.0［ms］；合格

第二支路（至就地主变及35kV小室）：

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：I39.73IA］；动作上限:45［A］；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：142.32[A]；本级动作上限：45.0[AJ；合格

上级实际短路电流:142.32M；上级瞬动下限：175QA]；本级断路器短延时tl=0.0[ms]；

上级断路器短延时l2=0.0[ms]：合格

3.系统提议

方案一：时间选择性方案

根据直流系统分析，为了使直流系统满足级差配合和其他各项规定，实现全选择性保

护，我们提出了如下提议方案：

蓄电池出口保护电器使用GMB-400M/2400R400A三段保护断路器，短延时时间为

为60ms。这有效的处理了熔断器的离散性大的问题，同步，又能可靠与下级三段保炉断路

器（短延时时间为30ms）实现选择性保护。

主馈电屏中使用GMBIO0M/24OOR63A三段保护断路器，短延时时间为30ms,可与

下级断路器运用时间差可靠实现选择性保护。

分馈电屏中使用GM5B-32/25A三段保护断路器，短廷时时间为7ms,可与下级两段

保护断路器自然实现选择性保护。

方案二：限流方案

蓄电池出口保护电器使用GM5FB-800400A全选择性保护断路器，与下级GM5FB系

列断路器电流相差1.6倍，即可实现选择性保护。

主馈电屏中使用GM5FB-250/63A全选择性断路器，当下级断路器负载端短路电流不

不小于本级断路器瞬动下限时，且上级动作时间不小于上级动作时间时，具有选择性保护。

分馈电屏中使用GM5-63H/2C25A延迟动作型二段保护断路器，经下级L型断路器限

流并分断后的短路电流峰值不不小于上级断路器额定电流的20倍时，可靠实现选择性。

4.系统分级分析图和计算书

对提议方案一进行分析，成果如“图2”：

菜电油U=U2邓]；A}FTOO[ANin充钙

单体UO-217M；r-0335[w^]

4»ttn-52(Pc«]；Ilb-3$5(A)

铜芯电我11充电目前财路器11.试我叵路班路器

S»3OO[mm21；320如

XR-21.9l3[mn)；1-5149[A]

,,GMMKM；lrr<0[A]3

、入kf-20(kA)；t-«0(w)

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1215遍：t«30M

ZR・25763耐；l-4380[A]IR-257(53(^]；l-4380[A]

擀芯电疑陶芯电疑

S-35[mjn2]:LT]牺S-50(»m2]：L-15OM

ZR=1缠6笈即；I»W(A]M136.16处Q；I=S29[A]

GM5B-32；In-35[A]GM5B--2；In-25[A]

lc5-43[kA]:t-7[ms)Ics-45[1A):

ER=15"7sM；I«716[A]2R=147163[w^]；1«76?[A]

铜芯导较1芯寻找

EQnM；33DMS-6[m»3；L-30[»g

/、ZR-34167S[ra^：l-330(A)IR-33U63(n^J；i-341(A)

GM5.63C；h»3(A]GM>63.C；Ia»3[A]

l«-IO[kA]；t-O[m>]Jcs-.O[kA]；1-O[ms]

E751.ig【”G)；l-i?0£A)

铜芯与钱

>2.5[»xn2]；L«l[ml

尔56398即]；1-167闻IRF65融附；1-169[A]

&ftI-lw9.I-l[A]

至就地500kV继保室至就地主变及35kV小室

图25()OkV变电站直流系统提议方案一

计算书如下：

(1)蓄电池出口电缆压降校验

原系统中采用H勺70mm2导线经压降校核，为4.05V,远高于原则中规定值1.IV,经反

复验算，成果为提议选用300mm2导线,压降为0.94[V]；许可压降=L1[V]；合格(提

议方案二中导线截面选用原因同上)。

(2)蓄电池出口保护电器敏捷度校验

断路器额定电流400[A]；负载电流385.0[A]；合格

负载短路电流:5063.87[A]：动作上限:4800[A]；合格

⑶馈电屏断路器敏捷度校验以及与上级蓄电池出口断路器选择性校验

第一支路（至就地500kV继保室分屏）

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流:769.31[A]；动作上限:756[A]；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：4379.87[A]；本级动作上限：756.0[A]；合格

上级实际短路电流：4379.871A]；上级瞬动下限：12023O[A]；本级断路器短延时

tl=30.0[ms]；上级断路器短延时t2=60.0[ms]；合格

第二支路（至就地主变及35kV小室）

本级断路器敏捷度校验：

原方案中直流屏内选用的为C63A断路器，经校核分析，敏捷度不满足规定，即当本级

末端（含断路器负载端至下一级断路器之间的连接导线）发生短路时，本级断路器将不

能有效分断此短路电流，因此，提议将本级断路器负载端导线截面由本来的35mm2变为

50mm2,此时负载短路电流:828.71[A]；本级断路器动作上限:756[A]；合格。

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：4379.87[A]；本级动作上限：756.0[A];合格

上级实际短路电流：4379.87IA1；上级瞬动下限：12023&A]；木级断路器短延时

tl=30.0[ms]；上级断路器短延时t2=60.0[ms]；合格

（4）分馈电屏断路器敏捷度校验以及与上级主馈电屏断路器选择性校验：

第一支路（至就地500kV继保室测保屏）：

本级断路器敏捷度校验：

原方案中直流屏内选用口勺为C25A断路器，经校核分析，敏捷度不满足规定，即当本级

末端（含断路器负载端至下一级断路器之间的连接导线）发生短路时，本级断路器将不

能有效分断此短路电流，因此，提议将本级断路器负载端导线截面由本来H勺4mm2变为

6mm2,此时负载短路电流:330.251A］；本级断路器动作上限:300［A］；合格（第二支路

中导线提议截面原因同上）。

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：715.64|A］；本级动作上限：300［A］；合格

上级实际短路电流:715.64瞬动下限:4800.0|A］；本级断路器短延时tl=7Qms］；上级

断路器短延时t2=30.0［ms］；合格

第二支路（至就地主变及35kV小室）：

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：340.74上限:300；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：766.77动作上限：300.0［A］;合格

上级实际短路电流：766.77瞬动下限:4800.0［A］；本级断路器短延时tl=7.0［ms］；上级

断路器短延时t2=30.0［ms］；合格

（5）负载断路器敏捷度校验以及与上级分馈电屏断路器选择性校验

第一支路（至就地500kV继保室负载）：

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：166.82［A］；动作上限:45|A］；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：I7O.54［A］；本级动作上限：45.0IA］；合格

上级实际短路电流：170.54A］；上级瞬动下限:1200.0闻；本级断路器短延时tl=0.0［ms］；

上级断路器短延时12=7.0［ms］；合格

第二支路(至就地主变及35kV小室):

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：169.46［A］；动作上限:45［A］：合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：173.29［A］；本级动作上限：45.01A］；合格

上级实际短路电流：I73.29［A］；上级瞬动下限：1200.0|A|；本级断路器短延时tl=O.O［ms］；

上级断路器短延时t2=7.0［ms］：合格

对提议方案二进行分析，成果如“图3”：

蓄电池U-1I284[V]；Ah-70O[Ah)111充电装置

隼体UO-217[V]:jl-0335[mC)

单体n-52(Pcjl；lli-385(A)

烟芯电煲H充电回路既塔器11时目其断路器

S-300[mm2]；L-20[m]A

SR-21P13(mQJ；!-5149[A)

GM5FK颂；3砌伍］

、人I«»5O[kA]

、SR-23113[mQ]；b^82[A]

GM5FB-250；In=63[A]GM5FB-250；Ih=63[A]

I«-5O[kA]l«-5O[kA]

HR・25613[mQ]；I-4406[A]ZR-25^B[mQ]；l-4406[A]

7r的芯电线ir嗣工电我

S=35(mm2]:b=H5MS=35[mm2]；>150M

/LZR=1'528M；I=770[A]，LER=lg3328[M；IW16囚

OM5.63_CH；!n»25(A)OM5.43_CH；hf25(A)

lcs=10[kA]；t=O[xw]I«=10(kA]；t=O[ms]

ER=1533WQ；1=631[A]ZR=19O128Ml；"05[A]

ira芯导线陶芯与进

S-l0(mm2):L-30[m)>10(sun2]；L-3O[mJ

ER=263.磔刖；1=428[A]SR»3C0528(mQ):I«375(A)

GM，63.CL：ln-3[A]GM5.63.CL：ln-3(A]

I«-10(kA)；t-O(ms)lci-10(kA):

ERH始磔；I=198[A]ZE=730522[*；I=185(A]

,r限导建

S-25[wm2]；L-I[m]S-25[iwn2]；L-IM

/L2R-70S442(^]；!-159[A]IRT45243[何：i-l51(A)

B;M[A]

至就地5OOkV继保室至就丸主变及35kV小室

图35OOkV变电站直流系统提议方案二

计算书如下：

(1)蓄电池出口电缆压降校验

实际压降=0.94［V］；许可压降=L1［V］；合格

(2)蓄电池出口保护电器敏捷度校验

断路器额定电流400［A］；负载电流385.0［A］；合格

负载短路电流:4882,03［A］：动作上限：2500［A］：合格

⑶馈电屏断路器敏捷度校验以及与上级蓄电池出口断路器选择性校验

第一支路(至就地500kV继保室分屏)

木级断路器敏捷度校验：

负载短路电流:770.091［A］；动作上限:393.75［A］；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流:4405.52(A］；本级动作上限:393.75［A］；合格

上级实际短路电流：4405.52(A］；上级瞬动下限：8000.01AI；本级断路器短延时

tl=15.0［ms］；上级断路器短延时t2=15.0［ms］；合格

第二支路(至就地主变及35kV小室)

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：615.51IA］；动作上限:393.75［A］；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流:4405,52［A］;本级动作上限：393.75IA］；合格

上级实际短路电流：4405.52［A］；上级瞬动下限：8000.0［A］；本级断路器短延时

tl=15.0［ms］；上级断路器短延时t2=15.0［ms］；合格

(4)分馈电屏断路器敏捷度校验以及与上级主馈电屏断路器选择性校验：

第一支路(至就地500kV继保室测保屏)：

本级断路器敏捷度校验：

原方案中直流屏内选用口勺为C25A断路器，经校核分析，敏捷度不满足规定，即当本级

末端（含断路器负战端至下i级断路器之间的在接导线）发生短路时，本级断路器将不

能有效分断此短路电流，因此，提议将本级断路器负载端导线截面由本来H勺4mm2变为

10mm2,此时负载短路电流：427.87[A]；本级断路器动作上限:375[A]；合格（第二支

路中导线提议截面原因同上）。

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：735.94|A|；本级动作上限：375.0IA1；合格

上级实际短路电流：631.25[A]；上级瞬动下限:3200.0[A]：本级断路器短延时t1=0.0[ms]；

上级断路器短延时l2=15.0[ms|；合格

第二支路（至就地主变及35kV小室）：

本级断路器敏捷度校验：

负载短路电流：375.47[A]；动作上限:375[A]；合格

断路器选择性校验：

本级实际短路电流：593.5[A]；本级动作上限:375.0[A]；合格

上级实际短路电流:504.85IA1；上级瞬动下限:3200.01A|；本级断路器短延时11=0.01ms]；

上级断路器短延时t2=15.0[ms]；合格

（5）负载断路器敏捷度校验以及与上级分馈电屏断路器选择性校验

第一支路（至就地500kV继保室负我）：

本