论文 10kv变电所设计

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1、原始资料1）待设计的变电站为一发电厂升压站（2）计划安装两台200MW汽轮发电机机组发电机型号：QFSN-200-2Cos =0.85U =15750VeX =14.13%gP =200MWe（3）220KV,出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量200MVA, T =200MWmax（4）当地最高温度41.7C，最热月平均最高温度32.5C，最低温度-18.6C,最热月地面 下0.8米处土壤平均温度25.3C。（5）厂用电率为8%,厂用电电压为6KV，发电机出口电压为15.75KV。6）本变电站地处8度地震区。7）在系统最大运行方式下，系统阻抗值为 0.054。（8）设计电厂为一中

2、型电厂，其容量为2X200 MW=400 MW,最大机组容量200 MW,向 系统送电。（9）变电站220KV与系统有5回馈线，呈强联系方式。说明书主变压器的选择对于200MW及以上的的发电机组，一般与双绕组变压器组成单元接线，主变压器的容 量和台数与发电机容量配套选用。对于中、小型发电厂应按下列原则选择：（1）为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。（2）为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不 少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑 5 年内负荷的发展 需要，并要求；在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电 力系统；发电机电压母线上的最

3、大一台发电机停运时，能满足发电机电压的 最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机 电压的最大负荷用电。发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择： （1）按发电机的额定容量和扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。（2）相数的选择：主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求 及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应选用三相变压器。（3）绕组数量和连接方式的选择对于200MW及以上的机组，其升压变压器一般不采用三绕组变压器。因为在发电机回 路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，供电可

4、靠性很高，而大电流的隔离开关发热问题比 较突出，特别是设置在封闭母线中的隔离开关问题更过多；同时发电机回路断路器的价格极 为昂贵，故在封闭母线回路里一般不设置断路器和隔离开关，以提高供电的可靠性和经济性。 此外，三绕组变压器的中压侧，由于制造上的原因一般不希望出现分接头，往往只制造死接 头，从而对高、中压侧调压及负荷分配不利。这样采用三绕组变压器就不如用双绕组变压器 加联络变压器灵活方便。（4）主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷 却，强迫导向油循环冷却。在发电厂水源充足的情况下，为了压缩占地面积，大容量变压器也可采用强迫油循环水 冷却。强迫油循环水冷却方

5、式散热效率高，节约材料，减少变压器本身尺寸。根据以上条件，所选变压器型号为：SSP-26000型号及容量（KVA）低压侧电压（KV）连接组损耗阻抗电 压（）空载电 流（）空载短路SSP-2600015.75YQT12321460140.963电气主接线选择发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和 断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任 务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的 确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。设计原则1合理的确定发电机的运行方式确定运行方式总的

6、原则是安全、经济地发、供电。承担基荷的发电机，要求设备利用率高，年利用小时数在5000h以上；承担腰荷的发 电机、设备利用小时数为30005000h；承担峰荷的发电机，设备利用小时数在3000h 以下。对具体的发电厂来说， 200MW 及以上的大型汽轮发电机热效率高，供热式发电机按热负荷曲线工作。2接线方式大型发电厂（总容量1000MW及以上，单机容量200MW以上），一般距负荷中 心较远，电能需要用较高电压输送，故宜采用简单可靠的单元接线方式，如发电机 - 变压器单元接线，或发电机-变压器-线路单元接线，直接接入高压或超高压系统。中型发电厂（总容量2001000MW、单机50200MW）和小

7、型发电厂（总容量 200MW以下、单机50MW以下），一般靠近负荷中心，常带有610KV电压级的近 区负荷，同时升压送往较远用户或与系统连接。发电机电压超过10KV时，一般不设 机压母线而以升高电压直接供电。全厂电压等级不宜超过三级（即发电机电压为1级， 设置升高电压12级）。采用扩大单元接线时，组合容量一般不超过系统容量的810%。对于 6220KV 电压配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类，包括单 母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类， 包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。应视电压等级和出线回数，酌情选用。单母线接线： 优点：接线简单清晰，设备

8、少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置 缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）故障或检修 ，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全 部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的 供电。适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器单母线分段接线：优点：1 用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电2 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致 使重要用户停电缺点：1 当一段母线或母线隔离开关故障时或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电2 当出线为双

9、回路时，常使架空线出现交叉跨越。3 扩建时需向两个方向均衡扩建适用范围：1 610KV 配电装置出线回路数为6 回及以上2 3563KV 配电装置出线回路数为48 回3 110220KV 配电装置出线回路为34 回 双母线接线优点：1 供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断； 一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各 种运行方式调度和潮流变化的需要。3 扩建方便。像双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和符合均匀分配， 不会引起

10、原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时， 不会如单母分段那样导致出线交叉跨越。4 便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。 缺点：1 增加一组母线，每回路就需要增加一组母线隔离开关。2 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操 作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：（1）610KV 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时（2）3563KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多，负荷较大时（3）110220KV 配电装置出线回路数为 5 回及以上时，或当 1

11、10220KV 配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上。双母线分段接线：分段原则：1 当进出线回路数为1014回时，在一组母线上用断路器分段2 当进出线回路数为15 回及以上时，两组母线均用断路器分段3 在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器4 为了限制 220KV 母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段单断路器双母线接线的主要缺点：1 在倒换母线操作过程中，须使用隔离开关按等电位原则进行切换操作，因此，在事故情况 下，当操作人员情绪紧张时，很容易造成误操作。2 工作母线发生故障时，必须倒换母线，此时，整个配电装置要短时停电3 这种接线使用的母线隔离开关数目

12、较多，使整个配电装置结构复杂，占地面积和投资费用 也相应增大为克服上述缺点，采取如下补救措施：1 为了避免在倒闸操作过程中隔离开关误操作，要求隔离开关和对应的断路器间装设闭锁装 置，（机械闭锁或电气闭锁），同时要求运行人员必须严格执行操作规程，以防止带负荷开、 合隔离开关，避免事故的发生。2 为了避免工作母线故障时造成整个装置全部停电，可采用两组母线同时投入工作的运行方 式。3 为了避免在检修线路断路器时造成该回路短时停电，可采用双母线带旁路母线的接线。 采用上述措施后，单断路器双母线接线具有较高的的供电可靠性和运行灵活性。双断路器双母线接线： 优点：任何一组运行母线或断路器发生故障或进行检修

13、时，都不会造成装置停电，各回路均 用断路器进行操作，隔离开关仅作检修时隔离电压之用。因此，这种接线工作是非常可靠与 灵活，检修也很方便。缺点：这种接线要用较多的断路器和隔离开关，设备投资和配电装置的占地面积也都相应增 加，维修工作量也较大。一台半断路器双母线接线： 优点：这种接线具有环形接线和双母线接线的优点，供电可靠性高，运行灵活，操作、检修 方便，当一组母线停电检修时，不需要切换回路，任意一台断路器检修时，各回路仍按原接 线方式进行，也不需要切换；隔离开关不做操作电器使用，只在检修电气设备时作为隔离电 源用。缺点：所配用的断路器数目较单断路器双母线要多，维修工作量增大，设备投资及变电所的

14、占地面积相应增大。其次。这种接线继电保护也较其他接线复杂，且接线本身的特点要求电 源数和出线数最好相等。当出线数目较多时，不可避免会出现引出线路方向不同，将造成设 备布置上的困难。选择一台半断路器双母线接线与单断路器双母线接线进行详细比较一台半断路器双母线单断路器双母线可靠性在检修和故障相重合的情况下，停运的回 路不超过两回可以轮流检修一组母线而不致使供电中 断，一组母线故障后能迅速恢复供电；检 修任意一回路的母线隔离开关，只停该回 路。灵活性1多为环形供电，调度灵活。但是停运一 个回路需要两台断路器，母线故障时，接 线内潮流变化大。2隔离开关只作为检修电器，不作为操作 电器，处理事故时，用断

15、路器操作，消除 事故迅速。检修断路器时，不需要带旁路 操作1工作母线发生故障时，可将全部回路切 换到备用母线上，从而迅速恢复正常工 作，但需短暂停电2检修任意工作回路的断路器时，可以利 用母联断路器来替代，而不致使该回路供 电长期中断3需要对任意回路单独进行电气试验时， 可以将该回路切换到备用母线上可扩建性不如单断路器双母线接线扩建容易便于扩建。可以任意向两侧延伸扩建，不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，扩 建施工时不会引起原有回路停电经济性设备投资：8个回路时，两种接线相等。7回及以下，单断路器双母线接线较贵9回及以下，一台半断路器双母线接线较贵占地面积：1当一台半断路器接线为常规三列式顺序

16、布置时，因一个间隔可以双侧出 线，占地面积比较少。2当一台半断路器接线的常规布置应用于发电厂时，为避免纵向布置的大机组出线偏 角过大，常需改变配电装置布置形式，扩大占地面积30%50%选择：单断路器双母线接线 短路电流计算一、短路电流计算的目的在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要 有以下几个方面：（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制 短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作， 同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算

17、。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。（5）接地装置的设计，也需用短路电流。二、短路电流计算的一般规定 验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定。1 计算的基本情况（1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；（2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；（3）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；（4）所有电源的电动势相位角相同；（5）应考虑对短路电流值有影响的所有的元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电 动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大安全电流有效值时才

18、予以考虑。2 接线方式 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大 运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3 计算容量 应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后 510 年）。4 短路种类 一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压 器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情况的进行校 验。5 短路计算点 在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。三、计算步骤 在工程设计中，短路电流的计算通常采用使用曲线法。步骤如

19、下：（1）选择计算短路点（2）画等值网络（次暂态网络）图1）首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂 态电抗Xd。2）选取基准容量Sb和基准电压Ub （一般取各级的平均电压）。bb4）绘出等值网络图，并将各元件电抗统一编号。3）化简等值网络：为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路 点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗xd。nd（4）求计算电抗X.。js（5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期份量标幺值（运算曲线只做到X. =3.5）.s（6）计算无限大容量（或X三3）的电源供给的短路电流周期分量。.s7）计算

20、短路电流周期分量有名值和短路容量8）计算短路电流冲击值9）计算异步电动机供给的短路电流10）绘制短路电流计算结果表电气设备的选择一般原则（1）应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需 要；（ 2 ） 应按当地环境条件校核；（ 3） 应力求技术先进和经济合理；（ 4） 选择导体时应尽量减少品种；（5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致；（6）选用新的产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格.电气设备和载流导体选择的一般条件：1按正常工作条件选择（ 1 ） 额定电压。所选电气设备和电缆的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般电气设备和电缆的最高允许工作电

21、压：当额定电压在220KV及以下时，为1.15Ue（2）额定电流。所选电气设备的额定电流I,或载流导体的长期允许电流I不得小于装设回路的最ey大持续工作电流I ，即应满足条件I （或I ）三1maxe y max2 按短路状态校验（ 1）热稳定校验当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，即应满足下列 条件：QdWQy 或 Qtd yd r式中 Q：短路电流的热效应dQ :电气设备和载流导体的yI :设备给定的在ts内允许的热稳定电流(有效值)r短路电流持续时间t,应为继电保护动作时间t与断路器全分闸时间t之和。即：t=t+tb df b df( 2)动稳定校验 被选

22、择的电气设备和载流导体,通过可能最大的短路电流值时,不应因短路电流的电动力效 应而造成变形或损坏,即应该满足条件：ichidw 或 IchIdw式中：i I :三相短路冲击电流的幅值和有效值ch chId ：设备允许通过的动稳定电流(极限电流)峰值和有效值dw dw用断路器保护的电气设备和载流导体,可不校验热稳定,除用有限流作用的熔断器保护 者外,它们仍应校验动稳定；电缆不校验动稳定；用熔断器保护的电压互感器回路,可不校 验动热稳定。断路器的选择：断路器型式的选择,除需满足各项技术条件和环境条件外,还应考虑便于安装调试和运行维 护,并经技术经济比较后才能确定。断路器选择的具体技术条件简述如下：

23、(1) 电压：U (电网工作电压)WU。gn(2) 电流：I(最大持续工作电流)WI。g.max n 由于高压开断电器没有连续过载能力,在选择其额定电流时,应满足各种可能的运 行方式下回路持续工作电流的要求，即最大持续工作电流I 。g.max(3) 开断电流(或开断容量)：5% (或 SdtWSkd)式中Id：断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量；dtSdt:断路器t秒的开断容量；dtIb：断路器的额定开断电流；brSkd :断路器额定开断容量。kd断路器的实际开断时间t,为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。 ( 4)动稳定：i Wich max式中：i :断路器极限通过电流

24、峰值；maxic ：三相短路电流峰值。ch( 5)热稳定：I 2t W I 2t8 dzt式中：I :稳态二相短路电流；cot ：短路电流发热等值时间(又称假象时间)；dzI ：断路器 t 秒热稳定电流。t(6)过电压：当断路器用于切、合架空输电线时，若220kv线路超过200km, 330kv 线路长度超过 250km 时，应交验其过电压倍数。根据以上条件，所选断路器的型号为： LW-220型号电(kA压定流A 额 电 额定开断能力极限 通过 电流(峰 值 kA)关合电流峰值(kA)热稳 定电 流(3s) (kA)合闸 时间(s)固有 分闸 时间(s)全开 断时 间(s)自动 重合 闸无 电

25、流 间隔 时间(s)额定最大流Ak 电 容量(MVA)LW-2202202523150401500010010040WW0.060.030.150.04隔离开关的选择 隔离开关型式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术 经济比较然后确定。选择的技术条件：(1) 电压：U (电网工作电压)WU。gn(2) 电流：I(最大持续工作电流)WI。g.maxn由于高压开断电器没有连续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能的运 行方式下回路持续工作电流的要求，即最大持续工作电流I。g.max( 3)动稳定：i Wich max式中：i :断路器极限通过电流峰值；maxic

26、：三相短路电流峰值。ch( 4)热稳定：I 2t W I 2t8 dzt式中：I :稳态三相短路电流；cot ：短路电流发热等值时间(又称假象时间)；dzI ：断路器 t 秒热稳定电流。t根据以上条件，所选隔离开关型号为： GW6-220GD型号额定电压(kV)额定电流(A)动稳定电流热稳定电流(s)(kA)(kA)GW6-220GD22010005021(5)母线选择：(1)型式：载流导体一般采用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发 电机、变压器出线端部，或采用硬铝导体穿墙套管有困难时，以及对铝有较严重腐蚀场 所，可选用铜质材料的硬裸导体。回路正常工作电流在4000A及以下时，一

27、般选用矩形导体。在40008000A时， 一般选用槽形导体。对于容量为200MW及以上的发电机引出线和厂用电源、电压互感 器等分支线，应采用全连式分相封闭母线。容量200225MW发电机的封闭母线，一般 采用定型产品，如选用非定型产品时，应进行导体和外壳发热、应力、以及绝缘子抗弯 的计算，并校验固有振动频率。110kV及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金 管形导体。(2) 按最大持续工作电流选择导线截面S,即I S 二” (mm2)min C dz式中：S .:根据热稳定决定的导体最小允许截面(mm2)minC：热稳定系数I :稳态短路电流(kA)gtd :短路电流

28、等值时间(s)dz(5) 动稳定校验：max耳式中：b :母线材料的允许应力；b :作用在母线上的最大计算应力。 max根据以上条件，所选母线型号为： LGJ-300。电流互感器的选择：(1) 型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620kv屋内 配电装置。可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35kv及以上配 电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套 管式电流互感器。(2) 一次回路电压：U WUgn式中：U：为电流互感器安装处一次回路工作电压，gU :为电流互感器额定电压。n(3) 一次回路电流：I 1,g.max 1

29、n式中：I :为电流互感器安装处的一次回路最大工作电流；g.maxI,:电流互感器原边电流。1n(4) 准确等级：需先知电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求 并按准确等级要求最高的表计来选择。( 5)动稳定：(6)热稳定： I2t (I K )2g dz1n t式中：Kt：电流互感器的1秒钟热稳定倍数。 根据以上条件，所选电流互感器的型号为： LCW-220避雷器的配置与选择( 1) 配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外。(2) 220kv 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设 一组避雷器。(3) 三绕组变压器低压侧的一相上

30、宜设置一台避雷器。(4) 下列三种情况的变压器中性点应装设避雷器1) 直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时；2) 直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且单台变压 器运行时；3) 不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。(5) 单元连接的发电机出线宜装一组避雷器(6) 容量为25MW及以上的直配线发电机( 7) 发电厂变电所 35KV 及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷 器。(8) 110220KV 线路侧一般不装设避雷器(9) SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。阀型避雷器的选择：应按以下条件选择：(1) 型式：选

31、择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点。(2) 额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。(3) 灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压是 否等于或小于避雷器的最大允许电压。(灭弧电压)。在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。在中性点直接接地的电网 中应不低于设备最高运行线电压的 80%。(4) 工频放电电压：在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般应大于最 大运行电压的 3.5 倍。在中性点直接接地的电网，工频放电电压应大于最大运行相 电压的 3 倍。工频放电电压应大于灭弧电压的 1.8 倍。(5) 冲击放电电压和

32、残压：一般国产阀型避雷器的保护特性与各种电器的绝缘均可配合，故此项校验从略。根据以上条件，选择FZ-220J型避雷器。型号组合方式定压 、kv 额 电 灭弧电压(kv,有效值)工频放电电压(kv,有效值)预放电时 间1.520卩s的冲击放 电电压(kv)不大 于5、10kA冲击电流 (波形10/20卩s)下 的残压(kv，幅值)不小于不大于5千安 下不大 于10千安下不大于FCZ-220J8XFZ-30J220200448536630664(728)主设备继电保护变压器保护配置原则变压器一般装设下列继电保护装置1反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护容量为 800kv 及以上的油浸式变压器

33、，均应装设瓦斯保护。对于高压侧 为装设断路器的线路变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障 的技术措施时，瓦斯保护可仅动作于信号。2相间短路保护反应变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护或电流速断保护， 对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能引起 保护作用。3后备保护复合电压(包括负序电压及线电压)起动的过电流保护，可用于 63000kvA 及以上的升压变电器。4中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护110kv 及以上中性点直接接地电网中，如果变压器中性点可能接地运行，对 于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护，作为变压

34、 器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。短路电流计算绘制等值网络。计算书O)X1X2X4(1) 进行网络的化简和各元件参数计算, O)(D QzzzX5X6设SB=1000MVA，选取基准电压UB=Up,线路长200km,线路电压为：2000MVA I系统阻抗为：X1=0054P=4 x 0.4仪200x 1000 = 0.3782302km系统容量电抗为X 2 = 0-302X 二 X34U%d100SB 二 0.145 xSe1000二 0.6X 二 X56S二 X ” - B = 0.145 xdS二 0.616X7X80sI 二 1.48I 二 7.43kAt-00.03sI

35、二 1.38I =1.38 x2000*0.03t-0.033 x 230=6.93kA0.06sI =1.32I =1.32x2000*0.06t -0.063 x 230= 6.63kAt = 2 - 5sI = 3.1*2*5I”= 3.1 x 3000 = 15.56kAt - 2*53 x 230t = 5sI = 1.6*5I t-5=1.6 x 2000= 8.03kAJ3 x 230X + X = 0.054 + 0.302 = 0.35612(X + X)-二 0.608S计算电抗：X = X x = 0.712 js 7 SB短路点在母线侧时：系统侧： 查表得：系统侧冲击电

36、流：ichach=、迈 x 1.85 x 7.43 = 19.44kA发电机侧：S = 2xeX计算电抗： Xjs =SX x8SB=0.608 x 4206 = 0.2561000查表得：t = 0s I ” = 4.2 I ” = I e = 4.2 x _ = 4.43*0t-0*0 J3U3 x 230Bt = 0.03s I ”= 4.1I ”= 4.1 xI20.6= 4.33kA*0.03t-0.033 x 230t = 0.06s I”= 3.9I”= 3.9 xI20.6= 4.12kA*0.06t-0.063 x 230t = 2.5 sI *2.53 I”= 3 x 乎

37、= 3.17kAt - 2.5v3 x 230t = 5 s I = 2.4*5I” = 2.4 x 420.6 = 2.53kAt-53 x 230发电机侧冲击电流：ichb短路点 d1 的冲击电流=42 - K -1” =J2 x 1.85 x 4.43 = 11.59(kA)cht -0i = i + i = 19.44 +11.59ch cha chb二 31.03(kA)t = 0s的短路电流：It-0二 7.43 + 4.43 二 11.86(kA)t = 5S的短路电流：It-5二 8.03 + 2.53 二 10.56(kA)短路点d1在变压器和断路器之间,系统侧：I ”二 7

38、.43(kA)i =19.44(kA)cha1 2 丿1=x 10.78 = 5.39( kA)发生短路时,流过断路器最大的短路电流：发电机侧 a：1 =2 x 412 = 2-06(kA)ich(2)=I+1 ” = 7.05 + 2.06 = 9.11(kA)g(1)(2)ich=i + i = 18.44 + 5.39 = 23.83(kA)ch(1)ch( 2)a不对称短路电流计算： 短路点发生在母线上时： 零序电抗：变压器零序电抗与正序电抗相等，为0.6 每条线路的零序电抗：X =1.2x 200x1Sb = 1.2 x 200 xU2B1000 = 4.542302线路总的零序电抗

39、：4.54 x (4.54 x 丄)4 = 0.9084.54 + 4.54 x -41) 两相短路附加电抗：0.356 x 0.6080.356 + 0.608二 0.22附加电抗串连于正序网络末端：80.60870.356X = X + X1079Y-A变换:X - X+ 79-X80.356 x 0.22=0.356 + 0.22 += 0.7050.608X = X + X + X 8 X 91189 X70.608x0.22=0.608 + 0.22 += 1.2040.356系统侧:计算电抗: Xjs=X10SeXSB=0.705 x 2000 = 1.411000查表得：I(2)

40、二 0.73*I (2) = I (2)*S=rBv3 UB込二 0.73 x 丄000 x 打二 3.17羽 x 230发电厂侧:计算电抗: Xjs2 2002 x=1.204 x 085 = 0.571000查表得: I (2)*二 1.82I (2)二 I (2)-*S一 B3 - UB1.82x400 二4.573 x 230短路点短路电流：I=3.17 + 4.57 = 7.74(kA)总2) 单相短路附加电抗：70.356X =X + XA2X0X(0.908 + 0.054) x (1 x 0.6)=0.22 +120.908 + 0.054 + 1 x 0.6280.608=0

41、.22 + 0.23 = 0.45将附加电抗串连于零序网络末端Y-A变化：X - X+79X80.356 x 0.45=0.356 + 0.45 += 1.070.608X = X + X10 7 9X = X + X + X 8 X 91189 X70.608 + 0.45 “=0.608 + 0.45 += 1.83系统侧：计算电抗： Xjs0.356=X10S2000科=1.07 x = 2.14S1000B查表得：I（1）二 0.48*I(1)= 3 x 0.48ax 丄000= 3.61(kA)v3 x 230发电厂侧计算电抗2002 xx 085 二 1.83 x 0.47 二 0

42、.86 js 11 1000查表得：I=1.2*I(1)= 3 x 1.2 x 丄000= 3.6 x 2.51 = 9.04(kA)b、: 3 x 230总的短路电流：I(1) = 3.61 + 9.04 = 12.65(kA)3） 两相接地短路附加电抗：0.356V X - XX (1,1)= 2X0XA X +X 2X =0.22 X 0.23 0.22 + 0.23=0.110.608A-Y变化:X - X+ 79-X80.356X0.11=0.356 + 0.11 += 0.530.608X = X + X10 7 9X - XX = X +X +T 9 1189 X7=0.608

43、+ 0.11 + 0.608 X 1 = 0.91系统侧:0.356S2000计算电抗：X = X -于=0.53 X帀看=1.06js 10 S1000B查表得： I (1,1) = 0.98*I (1,1)a*X20003 x 230= 0.98 X2000398.37= 4.92(kA)m(1,1)X X2X0 X(X + X )22X0X=打 X 1 O.22 X 023(0.22 + 0.23)21.51I (1,1) =4.92X1.51=7.43(kA) a发电厂侧：S2000计算电抗：X = X ex= 0.91 X = 1.82 js 11 S1000B查表得： I (1,1

44、) = 0.58*I (1,1)b2002 x _ 0.85 爲 x 230= 0.58 X470.6398.37= 0.69(kA)m(1,1) = 1.51I (1,1) =0.69X1.51=1.04(kA) b总的短路电流：I(1)二 7.43 +1.04 二 8.47(kA)电气设备选择计算主变压器：容量：S -黑-235.294(MVA)0.85除去 8%的厂用电率：S二 235.294 x (1 - 8%) = 216.47(MVA)留 10%的裕度：S”二 216.47 x (1 +10%)二 238.117(MVA)二 238117(KVA)所选变压器型号为： SSP-260

45、00型号及容量(KVA)低压侧电压(KV)连接组损耗阻抗电 压()空载电 流()空载短路SSP-2600015.75Y“T12321460140.963断路器和隔离开关：主保护动作时间：t二0s后备保护时间：t = 4sb21.05 x 200v3 x 242 x 0.85x 103 = 590(kA)发电机回路的最大持续工作电流型号电(kA压定流A 额 电 额定开断能力极限 通过 电流(峰 值 kA)关合电流峰值(kA)热稳 定电 流(3s) (kA)合闸 时间(s)固有 分闸 时间(s)全开 断时 间(s)自动 重合 闸无 电流 间隔 时间(s)额定最大流Ak 电 5s后的短路电流周期分量

46、稳定不变，把It-5看作稳态短 路电流，1 2+1仁 + 仁 x5 = HE +10X險732 +1。2 x5 = 1566.8(kA2 s)12 12非周期分量热效应不计。短路电流热效应为Q 二 Q 二 1566.8(kA2 - s)dS母线：(1) 按长期允许电流选择母线截面。母线最大持续工作电流不超过一台主变压器的最大 持续工作电流，故母线最大持续工作电流为：max1.05 x 260 571.08 x 106(A2 S) r e1所以能满足热稳定要求。3动稳定校验三相短路冲击电流：i二 2.55 x 11.86 二 30.243(kA)chK 1 = 60 x 迈 x 1.2 = 10

47、1.8(kA) 30.243(kA)de1能满足动稳定要求。故选用LCW-220型电流互感器。电压互感器：1YDR-220 型电压互感器参数：2母线电压互感器所供测量仪表：有功功率表8只(主变侧2只、220kV出线5只、高厂备用变1只)无功功率表8只(主变侧2只、220kV出线5只、高厂备用变1只)有功电能表8只(主变侧2只、220kV出线5只、高厂备用变1只)无功电能表8只(主变侧2只、220kV出线5只、高厂备用变1只) 电压表 2 只频率表 2 只各相负荷统计 (不完全星型负荷部分)仪表名称及 型号每个线 圈消耗 功率 (VA)仪表电压线圈仪表 数目UV相VW相cos esin ePUV

48、QUVPVWQVW有功功率表(46D1-W)0.61/84.8/4.8/无功功率表 (46D1-VAR)0.51/84/4/有功电度表 (DS)11.50.380. 92584.5611.14.5611.1无功电度表 (DX)11.50.380.92584.5611.14.5611.1频率表(16L -H)1.21/22.4/电压表(46L -V)10.31/2/0.6/总计20.3222.218. 5222.2由上表求出不完全星型负荷：S= .Jp2 + Q2 二20.322 + 22.22 二 30.1(VA)UVUVUVS = JP 2 + Q 2 =、:18.522 + 22.22 =

49、 28.91(VA)VWVWVWCos申UV20.32UV30.1= 0.67UV申=47.93。UVCos申VWVWQVW18.5228.91= 0.64P =丄S Cos (9V J3 UVUV1=丄S Sin(9f 3 UVUV+30 ) + SVWSin(9VW-30。)V1X30.1X Sin(47.93。 +30。) + 28.91X Sin(50.3。 -30。) = 22.78(Var)申=50.3。VWU 相负荷为：=-L S Cos(9- 30。)=丄 X 30.1 X Cos(47.93 - 30。) = 16.53(W)3 UV UVv3QV=丄 S Sin&- 30。) = -L x 30.1 x Sin(47.93。- 30。) = 5.35(Var)3 UV UV3V 相负荷为：+30。)+ S Cos(9-30。)VWVWX 30.1 X Cos(47.93。+ 30。) + 28.9 x Cos(50.3。- 30。) = 19.28(W)由此得V相负荷最大，只用V相负荷校验即可。S = P2 + Q2 = 19.282 + 22.782 = 29.84(VA) V150 (VA) VVV所以YDR-220型电压互感器满足要求。