110KV变电所电气部分设计计算书

110KV变电所电气部分设计计算书第一章短路电流计算一、110KV水电站等值电抗的计算：二、35KV火电厂等值电抗的计算三、110KV变电所等值电抗由于110KV上级变电所高压母线上的短路容量为500MVA，所以设其为无穷大电网，其内部电抗为：上级变电所到本所70公里长线路的电抗为：总电抗为：四、35KV变电所等值电抗35KV上级变电所高压母线的短路容为250MVA，设其为无穷大系统，其内部电抗为：上级主电所到本所距离为15公里线路电抗为：总电抗为：五、变电所短路点的选择短路点选择为各级电压母线，且均为并联状态，此仍短路电流最大的一种运行方式。作系统正序等值电路图。由前面的计算可知：110KV上级变电所至本所的电抗为：水电站至本所的电抗为：35KV上级变电所至本所的电抗为：火电厂至本所的电抗为：其中主变电抗为：用分布系数法将转移到35KV侧电源中去。110KV电源侧提供的短路电流：35KV电源侧提供的短路电流水电厂：火电厂：K1点短路时各电源提供的短路电流结果表电源名称支路电抗kAkAkAkAkAkA1100.410.51.231.231.233.142451.87水电0.60.430.930.840.822.371851.41351.050.50.480.480.481.22960.73火电1.340.150.390.360.351780.59合计3.032.912.887.716024.6135KV侧母线短路时的等值电路图：用分布系数法将转移到110KV电源侧：无穷大电源各去路电抗kAkAkA1100.621.611.56kA2.516.41613.8350.841.21.56kA1.874.771202.84各有限容量电源所提供的短路电流有限电源支路电抗短路电流的标么值基准电流kA短路电流的有名值水0.890.751.451.41.351.321.911.821.78火1.070.323.33.12.90.471.551.461.36K2点短路时各电源向短路点注入的短路电流：电源名称支路电抗kAkAkAkAkAkA1100.621.562.512.512.516.41613.8水电0.891.321.911.821.784.871222.9350.841.561.871.871.874.771202.84火电1.070.471.551.461.363.95992.36合计7.847.667.52205021210KV侧母线短路电流计算用分布系数法化简电路无穷大电源各支路电抗kAkAkA1100.851.185.56.4916.551189.68351.120.895.54.8912.47897.43各有限容量电源所提供的短路电流有限电源支路电抗短路电流的标么值基准电流kA短路电流的有名值水1.170.991.051.01.04.664.894.664.66火1.40.422.62.42.21.654.293.963.63K2点短路时各电源向短路点注入的短路电流：电源名称支路电抗kAkAkAkAkAkA1100.855.56.496.496.4916.551189.68水电1.174.664.894.664.6612.5897.43351.125.54.94.94.912.5897.43火电1.41.654.293.963.6310.94786.52合计20.562019.6752.537428.5第二章导体的选择和校验一、各级电压母线的选择 选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑以下内容：1、选择母线的材料、结构和排列方式；2、选择母线的截面的大小；3、校验母线短路时的热稳定和动稳定；4、35KV以上的母线应校验它在当地晴天气象条件下是否发生电晕；5、对于重要母线和大电流母线，校验共振；（一）110KV角形联络线及进线因为本所有四个独立电源，所以供电可靠性较高，很少有机会出现所有负荷由一个电源供电的情况，因此，四角形联络线都按一台变压器容量来考虑。根据查经济电流密度J=1.15则其经济截面应为：校验：1、机械强度：240>35满足要求；2、电晕：240>50满足不发生全面电晕的要求。3、热稳定：导体在最极端环境温度下运行时的表面温度：满足热稳定要求。（二）35KV母线，因采用屋内成套高压开关柜，所以应选硬母线：按一台变压器容量来计算母线最大工作电流。可选63×10矩形导线平放安全电流1129A极端环境温度38.7°C，允许载流量为0.81×1129=915A>866A满足要求。集肤效应系数为： 导线运行的温度：查表可知C=88热稳定校验：假设周期分量不衰减，主保护拒动、后备保护时间为4秒。动稳定校验：根据35KV开关柜尺寸：L=1.8m a=0.47m；质量：m=0.063×0.01×2700=1.7kg/m导体自振频率： （三）、10KV母线按一台变压器检修，另一台变压器承担全部负荷时：选择矩形导线125×10mm2允许载流量为2242A，集肤效应系数为1.12极端最高温度38.7°C时，温度修正系数为0.83，允许载流量为1861A满足负荷要求。此时导线表面温度为70°C，则C=87，设后备保护等效时间为4s，短路电流不衰减。热稳定校验：动稳定校验：查开关柜宽度为1m，则L=1m, a=0.25m截面系数：m=0.01×0.125×2700=3.375kg/m自振频率：不会发生共振，=1不满足动稳定要求。选两条矩形导线平放2×100×8mm，允许载流量为2259A，温度修正后为2259×083=1875A>1861A。集肤效应系数为K=1.3。设此时导线表面温度为70°C，则C=87，设后备保护等效时间为4s，短路电流不衰减。热稳定校验：满足热稳定要求。动稳定校验；查开关柜宽度为1m，则L=1m, a=0.25m截面系数：m=2×0.01×0.1×2700=5.4kg/m自振频率：不会发生共振，=1 因L=1m，所以取Lb=0.25m，满足动稳定要求。二、各级电压引线和输电线路导线的选择（一）110KV进线电源进线按一台变压器容量来考虑。根据查经济电流密度J=1.15则其经济截面应为：校验：1、机械强度：240>35满足要求；2、电晕：240>50满足不发生全面电晕的要求。3、热稳定：导体在最极端环境温度下运行时的表面温度：满足热稳定要求。4、电压损耗校验（电源进线）LGJ-240查表可知：r=0.132/km x=0.4/km水电厂70公里：110KV变电站60公里，输送容量相同，距离比70公里短，也应满足要求。（一）35KV出线负荷最大负荷电流(A)经济截面mm2203铝厂南郊根据经济截面选择导线及校验负荷导线型号安全电流A38.7°C时K=0.81机械强度203LGJ-185515417A>233A>35 mm2铝厂LGJ-240610494A>311A>35 mm2南郊LGJ-150445360A>194A>35 mm2火电厂输电线路假设火电厂全部容量输送到本所： 按允许发热来选择导线：选择LGJ-240安全电流为610A当环境温度为极端最热38.7°C时K=0.83安全电流为506.3A>495A满足负荷要求校验：1、机械强度：240>35；满足要求；2、热稳定：240>180；满足热稳定要求；设导线运行时温度为70°C则其C=87假设主保护不动作，后备保护动作等效时间为4s。短路电流不衰减。3、电压损耗：r=0.132 x=0.335KV变电所到本所线路：可参考火电厂的导线选择方法来选。LGJ-240（二）10KV负荷出线负荷最大负荷电流A经济截面mm27501厂电台印染厂自行车厂机械厂肉联厂木材加工厂建材厂根据经济截面选择导线、按允许发热和机械强度负荷导线型号允许载流量A38.7°C时K=0.81机械强度7501厂LGJ-150445360>177>35电台LGJ-70275223>68>35印染厂LGJ-240610494>285>35自行车厂LGJ-120380308>149>35机械厂LGJ-185515417>245>35肉联厂LGJ-120380308>163>35木材加工厂LGJ-120380308>136>35建材厂LGJ-150445360>204>35以负荷最重的印染厂为例，P=4200KW 10KV电压侧用户距本所距离412公里，设距离为12公里。由电抗引起的电压损耗为：这表明仅电抗引起的电压损耗就超过规定，所以无论采用多大截面均不能满足电压损耗的要求，必须通过改善功率因素来减小电压损耗。第三章电气设备的选择和校验一、110KV侧电气设备（一）断路器110KV母线短路电流结果：电源名称支路电抗kAkAkAkAkAkA1100.410.51.231.231.233.142451.87水电0.60.430.930.840.822.371851.41351.050.50.480.480.481.22960.73火电1.340.150.390.360.351780.59合计3.032.912.887.716024.61选SF6断路器：型号最高工作电压kV额定电流A额定开断电流kA动稳定电流kA热稳定电流kA(3s)关合电流kA固有分闸时间LW11-110126160031.58031.5800.04s校验：额定电流A设备安装处275.63.037.711.48LW11-110160031.5802977（二）隔离开关型号额定电压KV额定电流A动稳定电流kA热稳定kA2sGW4-11011063050202×4安装处110275.67.711.48（三）电压互感器选电容式电压互感器型号额定电压KV二次负荷VA初级次级剩余0.20.51.0100200400选择0.5级200VA供测量计量电能用。校验电压互感器的二次负荷：由于110KV两电源间可能有功率穿越，所以每回进线都应该接两块电能表，一块正接、一块反接。可以分别计量流入或流出的电能。无功电能表也一样。一块线电压表、三块相电压表、有功功率表、无功功率表，频率表。（四）电流互感器型号额定电流比（A）二次负荷（）1s热稳定倍数动稳定电流倍数0.51LCW-110300/51.22.4(75×0.3)2=506 kA2·s150×0.3=45kA安装处275.61.48kA2·s7.07kA选择0.5级供计量、测量电能用。二、35KV侧选择GBC-35型手车式高压开关柜名称参数名称参数额定电压kV35最大关合电流kA42最高工作电压kV40.5极限通过电流kA42最大额定电流A10002s热稳定电流kA16额定断开电流kA16外形尺寸mm180020002500额定断流容量MVA1000三、10KV侧选择KYN8-10（F）型金属铠装移开式高压开关柜名称参数名称参数额定电压kV10最大关合电流kA40最高工作电压kV12极限通过电流kA40最大额定电流A25004s热稳定电流kA25额定断开电流kA25外形尺寸mm84015002300额定断流容量MVA455