220KV降压变电所电气部分初步设计(4)

沈阳工程学院毕业设计（论文） I?I??''?1?''X????或?1? ?Xjs???2、有限容量电源

当供电电源为有限容量时，其周期性分量是随时间衰减的。这时工程上常采用运算曲线法来求得任意时刻短路电流的周期分量。

3、总的短路电流周期分量的有名值

最后将得到的各电源在某同一时刻供出的短路电流的标幺值换算成有名值，然后相加，便得到短路点某一时刻的三相短路电流周期分量，即

nSSBIt??Iti?Ni?I??

3UB3UBi?1式中 Iti? ----有限容量供给的短路电流周期分量标幺值； I??----无限大容量电源供给的短路电流的标幺值； It ----短路点t秒短路电流周期性分量的有效值，kA 。 四、三相短路电流冲击值的计算

三相短路电流的最大峰值出现在短路后半个周期，当f=50Hz时，发生在短路后0.01s，此峰值被称为冲击电流ish。其计算式为 ish?2KsI'' 式中 Ks----冲击系数。（发电机出口1.9；其他地点1.8）

本次设计所选的短路点取为变电所两台主变高压侧的d1点和低压侧并列运行时的d2。计算结果如下：

d1、d2点短路电流值：短路电流周期分量有效值：

短路点 0/S 6.38KA 7.99KA 2/S 6.64KA 8.02KA 4/S 6.84KA 8.02KA d1 d2 d1点冲击电流： ish?1.8?2I\?2.55?6.38?16.27KA

d2点冲击电流： ish?1.8?2I\?2.55?7.99?20.4KA

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第四章 变电所电气设备选择

电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时，都必须安全可靠的运行。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确地选择电气设备和载流导体。各种电气设备选择的一般条件程序是：先按正常工作条件选择出设备，然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。

4.1 电气设备的选择原则

电气设备和载流导体的选择设计，必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和为今后的发展扩建留有一定的余地。

一、电气设备选择的一般要求

（1）应满足各种运行、检修、短路和过电压情况的运行要求，并考虑远景发展。

（2）应按当地气候环境校验。 （3）应力求技术先进和经济合理。

（4）与整个工程的建设标准应协调一致。

（5）同类设备应尽量减少品种，以减少备品条件，方便运行管理。 （6）选用的新产品均应有可靠的技术数据，并经正式签定合格。 二、电气设备选择的一般原则 1、按正常工作条件选择

（1）类型和形式的选择。根据设备的安装地点、使用条件等因素，确定是选用户内型还是户外行；选用普通型还是防污性；选用装配式还是成套式；选用适合有人值班的还是满足无人值班要求等。

（2）额定电压。按电气设备和载流导体的额定电压UN不小于装设地点的电网额定电压UNS选择，即 UN?UNS

但是，限流式熔断器只能用在与其额定电压相同的电网中，若降压使用的话，熔断时产生的过电压将对电网和设备的绝缘造成损坏。

（3）额定电流。所选择电气设备的额定电流IN，或载流导体的长期允许电流Iy（经温度和其他条件修正后得到的电流值），不得小于装设回路的最大持续工作电流，即 IN?或Iy??Imax

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按《交流高压电器的长期工作时的发热》的规定，断路器、隔离开关、电抗器等电器设备在环境最高温度为+40℃时，允许按额定电流持续工作。当安装地点的环境温度高于+40℃而低于+60℃时，每增高1℃，建议额定电流减少1.8%；当低于+40℃时，每降低1℃，建议额定电流增加0.5%,但总的增加值不得超过额定电流的20%。

2、按短路状态进行校验

当电气设备和载流导体通过短路电流时，会同时产生电动力和发热两种效应，一方面使电气设备和载流导体受到很大的电动力作用，同时又使它们的温度急剧升高，这可能使电气设备和载流导体的绝缘受到损坏。为此，在进行电气设备和载流导体的选择时，必须对短路电流电动力和发热计算，以验算动稳定和热稳定。

为使所选电气设备和载流导体具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定。

（1）容量和接线。按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（工程建成后5～10年）；其接线应采取可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。

（2）短路种类。一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。

（3）计算短路点。选择通过电器设备的短路电流为最大的那些点为短路点。先考虑分别在电气设备前后短路时的短路电流，同时要强调的是流过所要校验设备内部的短路电流，而非流到短路点的总电流。

（4）短路时间。校验电器是热稳定和开断能力时，还必须合理地确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间tK为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tab之和，即

tk?tpr?tab

式中 tab----断路器全开断时间； tpr----后备保护时间。

验算电气设备的热稳定和动稳定的方法如下：

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

It2t?Qy?Qk 式中 Qk----短路电流的热效应；

It----设备给定的ts内允许的热稳定电流有效值。

当被选择的电气设备和载流导体通过可能最大的短路电流值时，电动力效应不会造成其变形或损坏。即应满足条件

ish?ies

式中 ish----短路冲击电流的幅值；

ies----设备允许通过的动稳定电流的峰值。

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3、按环境条件校验

选择电气设备和载流导体时，应按当地环境条件校验。当气温湿度污秽海拔地震覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时，应通过技术经济比较后采取相应措施进行处理解决。

4.2 电气设备的选择

4.2.1 高压断路器的选择

220KV侧断路器选择结果如表4.2.1：

表4.2.1 计算数据 LW?220/1250 220 kV UNs Imax UN IN 220 kV 1250A 31.5kA 80kA 31.52?4=3969（kA2?s） 80kA 237.216A 6.38kA 16.27kA 176.13（kA2?s） 16.27kA I\ ish Qk ish INbr iNc1 It2?t ies 表4.2.2 60KV侧断路器选择结果如表4.2.2： 计算数据 LW—63 60kV UNs Imax UN IN 60kV 2500A 31.5kA 80kA 31.5?4=3969（kA2?s） 80kA 2866.05A 7.99kA 20.4kA 257.1（kA2?s） 20.4kA I\ ish Qk ish INbr iNc1 It2?t ies

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（1）型式。除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑安装调试和运行维护的方便。一般6～35kv选用真空断路器，35～500kv选用SF6断路器。

（2）额定电压的选择为UN?UNS。 （3）额定电流的选择为In?Imax

（4）额定开断电流的检验为INbr?It(或I'')

式中 It----断路器实际开断时间ts的短路电流周期分量。 实际开断时间tk，为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之后。 （5）热稳定校验应满足It2?t?QK （6）动稳定校验应满足ies?ish 4.2.2 隔离开关的选择

隔离开关的型式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后确定。其他选择的具体项目方法与断路器的选择方法基本相同。

根据对隔离开关操作控制的要求，还应选择其配用的操动机构。屋内8000以下隔离开关一般采用手动操作机构；220kv及以上高位布置的隔离开关，宜采用电动机构和液压机构。（220kV侧隔离开关选择结果如表8.2.3，60kv侧隔离开关选择结果如表8.2.4）。

表4.2.3 计算数据 GW6?220/1250 220kV UNs Imax UN IN It2?t 220kV 1250A 31.52?4=3969（kA2?s） 80kA 237.216A 176.13（kA2?s） 16.27kA 表4.2.4 计算数据 Qk ish ies GW5?63/1250 60kv UNs Imax UN IN It2?t 63kv 1250A 31.52?4=3969（kA2?s） 80kA 866.05A 257.1（kA2?s） 20.4kA Qk ish ies

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