35kv變電所主要電氣設備選擇計算書

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1、35kv 變電所設計 1 第二篇 主要電氣設備選擇計算書 第一章 主變壓器容量的選擇 一、變壓器容量的選擇 根據(jù)已知條件： P =8 800=6400 KW 功率因數(shù)為 cos =0.9 滿足最大負荷的變壓器的容量為： S= PM /cos =6400/0.9=7111 KVA 變壓器額定容量為： Se=0.6S=0.6 111=4266.6 KVA 能夠滿 足一、二級重要負荷。 本變電所所選變壓器容量為 5000 KVA4266 KVA,所以滿足設計要求。 按主變壓器容量的 (0.5-1.0)%，選擇所用變壓器 5000 1.0%=50 KVA 故主變壓器選擇如下： 型號： SL7-5000

2、/35 額定容量： 5000 KVA 額定電壓高壓： 35 2 2.5% 額定電壓低壓： 10.5 KV 連接 組 別 ： YN,d11 35kv 變電所設計 2 空載損耗： 6750 KW 短路損耗： 36700 KW 空載電流： 0.9 阻抗電壓： 7 所用變壓器選擇如下： 型號： S9-50/35 額定容量： 50KVA 額定電壓高壓： 35kv 額定電壓低壓： 0.4kv 連接 組 別 ： Y, yn0 空載損耗： 250kw 短路損耗： 1180kw 空載電流： 2.0 阻抗電壓： 6.5 第二章 短路電流計算 一、系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖 取 SB=100MVA， UB=Uav b ，求得等

3、值電路圖中各阻抗標幺值如下： 電源 G: XC=0 110KV 線路： 2 條 XL(110)=XL2UBSB =21 40 0.42115100 =0.061 35kv 變電所設計 3 35KV線路： XL(35)=XL2UBSB =15 0.4237100 =0.438 20MVA 變壓器： 2 臺 XT(A)=100%dU)(NTBSS=211005.102010=0.2625 所選變壓器： 2臺 XT=100%dU)(NTBSS=21107510=0.7 得等值網(wǎng)絡圖： 二、 35KV 高壓側(cè) 1d 三相短路時，電源 G 對短路點的 等值 轉(zhuǎn)移電抗為： XS1=XC+XL(110)+

4、XT(A)+ XL(35)=0.061+0.2625+0.438=0.7615 電源 G 按無限大容量電源來計算，短路電流周期分量的標么值和有效值為： ISG* =1/XSG=1/0.7615=1.313 ISG = ISG* UpSB3= IS1* 373100=2.049 KA 因為電源 G 按無限大 容量 電源計算，所以短路周期電流幅值不隨 時間改變。 短路沖擊電流有效值： I1ch=1.52 I1 =1.52 2.049=3.114 KA 短路沖擊電流瞬時值： i1ch=2.55 I1 =2.55 2.049=5.225 KA 三、 10KV 高壓側(cè) 35kv 變電所設計 4 2d 三

5、相短路時，電源 G 對短路點的 等值 轉(zhuǎn)移電抗為： XS1=XC+XL(110)+ XT(A)+ XL(35)=0.061+0.2625+0.438+0.7=1.4615 電源 G 按無限大容量電源來計算，短路電流周期分量的標么值和有效值為： ISG* =1/XSG=1/1.4615=0.684 ISG = ISG* UpSB3= IS1* 5.103100=3.761 KA 因為電源 G 按無限大 容量 電源計算，所以短路周期電流幅值不隨 時間改變。 短路沖擊電流有效值： I1ch=1.52 I1 =1.52 3.761=5.717 KA 短路沖擊電流瞬時值： i1ch=2.55 I1 =2

6、.55 3.761=9.951 KA 第三章 電氣設備的選擇 第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 1. 35KV側(cè)斷路器的選擇與校驗： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點斷路器的工作電壓 Ug =35 KV，所以所選斷路器的最高工作電壓 Ue=40.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : 35kv 變電所設計 5 Ig.max=1.05eeUS3=1.053535=0.087 KA 所選斷路器的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3）按額定開斷電流選擇 : 由于系統(tǒng)為無限大容量電源，故 Idt可取為相應短路點的I” ，即不計非周期電流。 通過斷路器的短路

7、電流有效值Idt=2.049 KA。 所選斷路器的額定開斷電流 Idn=16 KA Idn Idt 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗動穩(wěn)定 : 通過斷路器的最大短路沖擊電流 Ich=5.225 KA 所選斷路器的 極限通過電流 Igf=40 KA Igf Ich 滿足要求 （ 5） 按短路情況 校驗熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 斷路器的 4 秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=16 KA。 I 通過斷路器的穩(wěn)態(tài)短路電流， I =3.114 KA。 tj 短路電流的假想時間 (秒 )。 假想時間包括周期電流假想時間 tjz 和非周期電流時間 tjf, 即 tj=tjz+tjf。 由于系統(tǒng)為無限大容量電

8、源，故 tjz 即為短路電流的持續(xù)時間t，而 t=tb+tf。 tb即為保護動作時間 (tb=0.2S), tf為斷路器的分閘時間。 Tf又有兩部分組成，既 tf=tg+th,其中 tg即為前述的斷路器固有分35kv 變電所設計 6 閘時間，而 th為電弧持續(xù)時間。取 tg為 0.06S， th為 0.05S。 非周期分量假想時間可用公式 tjf=0.05 ” 2計算，其中 ” =I” /I 。本設計中 ” = 1， tjf=0.05。 tj=tjz+tjf=0.31+0.05=0.36 當 t=4S 1S時，可不計非周期電流的發(fā)熱。 It2t=162 4=1024 I 2tj=3.1142

9、0.36=3.49 It2t I 2tj 滿足要求 2. 10KV側(cè)斷路器的選擇與校驗： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點斷路器的工作電壓 Ug=10 KV，所以所選斷 路器的最高工作電壓 Ue=11.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 所選斷路器的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3）按額定開斷電流選擇 : 由于系統(tǒng)為無限大容量電源，故 Idt可取為相應短路點的I” ，即不計非周期電流。 通過斷路器的短路電流有效值Idt=3.761 KA。 所選斷路器的額定開斷電流

10、 Idn=25 KA 35kv 變電所設計 7 Idn Idt 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗動穩(wěn)定 : 通過斷路器的最大短路沖擊電流 Ich=9.951 KA 所選斷路器的 極限通過電流 Igf=63 KA Igf Ich 滿足要求 （ 5） 按短路情況校驗熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 斷路器的 4 秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=25 KA。 I 通過斷路器的穩(wěn)態(tài)短路電流， I =5.717 KA。 。 tj 短路電流的假想時間 (秒 )。 假想時間包括周期電流假想時間 tjz 和非周期電流時間 tjf, 即 tj=tjz+tjf。 由于系統(tǒng)為無限大容量電源，故 tjz 即為短路電流的持續(xù)

11、時間t，而 t=tb+tf。 tb即為保護動作時間 (tb=0.2S), tf為斷路器的分閘時間。 Tf又有兩部分組成，既 tf=tg+th,其中 tg即為前述的斷路器固有分閘時間，而 th為電弧持續(xù)時間。取 tg為 0.06S， th為 0.05S。 非周期分量假想時間可用公式 tjf=0.05 ” 2 計算，其中 ” =I” /I 。本設計中 ” = 1， tjf=0.05。 tj=tjz+tjf=0.31+0.05=0.36 當 t=4S 1S時，可不計非周期電流的發(fā)熱。 It2t=252 4=2500 I 2tj =5.7172 0.36=11.766 35kv 變電所設計 8 It2

12、t I 2tj 滿足要求 第二節(jié) 高壓隔離開關(guān)的選擇 1. 35KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與 校驗： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點隔離開關(guān)的工作電壓 Ug=35 KV，所以所選隔離開關(guān)的最高工作電壓 Ue=40.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.053535=0.087 KA 所選隔離開關(guān)的額定電流 Ie=630 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗動穩(wěn)定 : 通過 隔離開關(guān) 的最大短路沖擊電流 Ich=5.225 KA 所選隔離開關(guān)的 極限通過電流 Igf=50 KA Igf Ich 滿足要求 （ 4）

13、按短路情況校驗熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 隔離開關(guān)的 2秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=20 KA。 I 通過 隔離開關(guān)的穩(wěn)態(tài)短路電流， I =3.114 KA。 tj 短路電流的假想時間 (秒 )。 假想時間包括周期電流假想時間 tjz 和非周期電流時間 tjf, 即 tj=tjz+tjf=0.36。 計算方法與斷路器相同。 35kv 變電所設計 9 當 t=2S 1S時，可不計非周期電流的發(fā)熱。 It2t=202 2=800 I 2tj=3.1142 0.36=3.49 It2t I 2tj 滿足要求 2. 10KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝地點隔離開關(guān)的工作電

14、壓 Ug =10 KV，所以所選隔離開關(guān)的最高工作電壓 Ue =11.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 所選隔離開關(guān)的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗動穩(wěn)定 : 通過 隔離開關(guān) 的最大短路沖擊電流 Ich=9.951 KA 所選隔離開關(guān)的 極限通過電流 Igf=100 KA Igf Ich 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗熱穩(wěn)定 : 下列式中： It 隔離開關(guān)的 2秒熱穩(wěn)定電流有效值， It=40 KA。 I 通過隔離開關(guān)的穩(wěn)態(tài)短路電流， I

15、=5.717 KA。 tj 短路電流的假想時間 (秒 )。 假想時 間包括周期電流假想時間 tjz 和非周期電流時間 tjf, 35kv 變電所設計 10 即 tj=tjz+tjf=0.36。 計算方法與斷路器相同。 當 t=2S 1S時，可不計非周期電流的發(fā)熱。 It2t=402 2=3200 I 2tj=5.7172 0.36=11.766 It2t I 2tj 滿足要求 第三節(jié) 電壓互感器的選擇 短路電流不通過電壓互感器，故不需校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 1. 35KV側(cè) 電壓互感器 的選擇： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝電壓互感器電網(wǎng)的額定電壓 Ug =35 KV，所以所選 電壓互感器一次

16、繞組的額定 電壓 Ule =40.5 KV。 Ule Ug 滿足要求 2. 10KV側(cè) 電壓互感器 的選擇： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝電壓互感器電網(wǎng)的額定電壓 Ug=10 KV，所以所選 電壓互感器一次繞組的額定電壓 Ule =11.5 KV。 Ule Ug 滿足要求 第四節(jié) 電流互感器的選擇 1. 35KV側(cè)電流互感器的選擇與校驗： （ 1）按額定電壓選擇： 35kv 變電所設計 11 安裝電流互感器的工作電壓 Ug=35 KV，所以所選電流互感器的最高工作電壓 Ue=40.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.053535

17、=0.087 KA 所選電流互感器的額定電流 Ie=600 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗動穩(wěn)定 : 式中： Kd 互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)，等于其極限通過電流 igh與一次額定電流峰值之比，即 Kd =igh/ 2 Ile，可從目錄中查到。 ich 通過電流互感器的最大短路沖擊電流 (千安 )。 通過 電流互感器 的最大短路沖擊電流 Ich=5.225 KA 查設備選型表得：互感器的動穩(wěn)定倍數(shù) Kd=141 2 I1eKd = 2 0.6 141=119.62 KA 2 I1eKd ich 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗熱穩(wěn)定 : 式中： Kt 互感器 1秒熱穩(wěn)定電

18、流與一次額定電流之比值，稱為熱穩(wěn)定倍數(shù)，可從目錄中查到。 tj 短路電流的假象時間 (秒 ),其確定方法見斷路器的熱穩(wěn)定校驗。 假想時間包括周期電流假想時間 tjz 和非周期電流時間 tjf, 即tj=tjz+tjf=0.36。 計算方法與斷路器相同。 35kv 變電所設計 12 I 2tj=3.1142 0.36=3.49 KA 查設備選型表得：互感器的動穩(wěn)定倍數(shù) Kt=65 (I1eKt)2=（ 0.6 65） 2=1521 KA (I1eKt)2 I 2tj 滿足要求 2. 10KV側(cè)電流互感器的選擇與校驗： （ 1）按額定電壓選擇： 安裝電流互感器的工作電壓 Ug=10 KV，所以所選

19、電流互感器的最高工作電壓 Ue=11.5 KV。 Ue Ug 滿足要求 （ 2）按額定電流選擇 : Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 所選電流互感器的額定電流 Ie=1250 A。 Ie Ig.max滿足要求 （ 3） 按短路情況校驗動穩(wěn)定 : 式中： Kd 互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)，等于其極限通過電流 igh與 一次額定電流峰值之比，即 Kd =igh/ 2 Ile，可從目錄中查到。 ich 通過電流互感器的最大短路沖擊電流 (千安 )。 通過 電流互感器 的最大短路沖擊電流 Ich=9.951 KA 查設備選型表得：互感器的動穩(wěn)定倍數(shù) Kd=130 2 I1e

20、Kd = 1.25 130=229.78 KA 2 I1eKd ich 滿足要求 （ 4） 按短路情況校驗熱穩(wěn)定 : 35kv 變電所設計 13 式中： Kt 互感器 1秒熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比值，稱為熱穩(wěn)定倍數(shù)，可從目錄中查到。 tj 短路電流的假象時間 (秒 ),其確定方法見斷路器的熱穩(wěn)定校驗。 假想時間包括周期電流假想時間 tjz 和非周期電流時間 tjf, 即tj=tjz+tjf=0.36。 計算方法與斷路器相同。 I 2tj=5.7172 0.36=11.77 KA 查設備選型表得：互感器的動穩(wěn)定倍數(shù) Kt=80 (I1eKt)2=（ 1.25 80） 2=10000 KA (

21、I1eKt)2 I 2tj 滿足要求 第五節(jié) 母線的選擇 1. 10KV母線的選擇與校驗： （ 1） 按最大持續(xù)工作電流 選擇母線截面： Ig.max=1.05eeUS3=1.051035=0.303 KA 選擇 10KV 母線型號為 h80 b6（單條矩形 硬鋁母線 ）。 母線的 Ixu 是在周圍介質(zhì)溫度為 25 度是 確定的，當實際介質(zhì)溫度高于 25 度時， Ixu 應乘修正系數(shù) K。 K 由下式計算： K=0.15 j700.15 4070 =0.82 式中： 周圍介質(zhì)實際溫度，本設計取 =40 度 Ixu 對應于規(guī)定的周圍介質(zhì)溫度及設置方式的母線允許電流(安 )，可從目錄中查到。 Ix

22、u=947 A 35kv 變電所設計 14 母線的 Ixu是按豎放時確定的，如平放則 Ixu應降低 5 8%。 Ixu=947 0.82=776.54 A Ixu Imax.g 滿足要求 （ 2） 動穩(wěn)定校驗 選擇： 要求滿足如下條件： xu 式中： xu 母線材料的允許應力 (硬鋁母線的 xu =700千克力/厘 米 2) 母線的最大計算應力 (千克力 /厘 米 2)。 母線材料的允許應力 xu=700 4.8=3360 (千克力 /厘 米 2) 母線的截面系數(shù) W 與其尺寸及布置方式有關(guān)。當母線垂直布置時， W= 62hb ；若水平布置則 W= 62bh 。其中 b 為母線的厚度 ， h為

23、母線的寬度，均以厘米表示。 母線采取垂直排列豎放： W= 62hb =802 6/6=6400mm3=6.4 10-3cm3 最大允許跨距 Lmax= awi xuch 8.23= 3104.6153360951.9 8.23 =42.8cm 母線兩相鄰絕緣子間的跨距取 e =35 cm， 母線的相間中心距離取 a =15 cm。 =1.77 322 10 chiawe =1.7732104.615 35 9.9512 10-3 =2236(千克力 /厘 米 2) xu 滿足要求 （ 3） 熱穩(wěn)定校驗 選擇： 要求滿足如下條件： Smin S 35kv 變電所設計 15 熱穩(wěn)定要求的最小截面，即 Smin=jf tkCL式中： tj 短路電流的假想時間 (計算方法同前 ) (秒 ) 假想時間包括周期電流假想時間 tjz 和非周期電流時間 tjf,即tj=tjz+tjf=0.36。 計算方法與斷路器相同。 Kf 母線的集膚效應系數(shù)，可從母線目錄中查到，本設計中可取 Kf=1 C 與長期和短期發(fā)熱允許溫度有關(guān)的裸導體的系數(shù) c值 ，鋁母線的 C值可取為 88。 Smin=jf tkCL= 36.0188951.9 =0.0678 cm2=6.78 mm2 選擇 10KV母線型號為 h80 b6, 選擇母線截面 S=480 mm2 Smin S 滿足要求