短路电流计算

目录一、绪论 (2)（一）、原始资料 (2)（二）、设计内容 (2)（三）、原始资料分析 (3)二、电气主接线方案的拟定 (4)（一）电气主接线的基本要求和设计原则 (4)（二）主变压器的选择 (4)（三）确定各侧接线方式 (4)三、短路电流计算 (4)（一）短路电流计算的目的 (4)（二）短路电流计算的一般规定 (5)（三）计算步骤 (5)四、主要设备的选择 (5)五、主要设备的配置 (7)（一）、PT的配置 (7)（二）CT的配置 (8)（三）避雷器的配置 (8)六、所用电设计 (8)（一）用电电源数量及容量 (9)（二）所用电源引接方式 (9)（三）变压器低压侧接线 (9)七、配电装置设计 (9)八、主变保护的配置 (10)九、无功补偿装置 (10)一、绪论（一）、原始资料1、根据电力系统规划需新建一座220kv区域变电站，该站建成后与110kv 和220kv电网相连，并供给近区用户，按规划该站装设两台容量为120MVA主变压器。

2、按规划要求，该站有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv出线6回（其中备用2回），110kv出线8回（其中备用2回），10kv出线12回（其中备用2回）。

变电站还安装4组5Mvar(共20Mvar)无功补偿电容器以满足系统调压要求。

3、110kv侧有两回出线供给远方大型冶炼厂（如：驻马店市南方钢铁公司），其容量为60000KVA，其它作为一些地区变电站进线，最大负荷与最小负荷之比0.6，10kv侧总负荷为30000KVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60％，最大一回负荷为2500KVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。

4、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：220kv侧 cosφ=0.9 Tmax=3800小时/年110kv侧 cosφ=0.85 Tmax=4200小时/年10kv侧 cosφ=0.8 Tmax=4500小时/年5、220kv和110kv侧出线主保护为瞬时动作,后备保护时间为0.15秒,10kv 出线过流保护时间为2秒,断路器燃弧时间按0.05秒考虑。

6、系统阻抗：220kv侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kv母线侧为0.16(SJ=100MVA)，110kv侧电源容量为1000MVA，归算至本所110kv母线侧阻抗为0.32(SJ=100MVA)。

（二）、设计内容1、拟定主接线方案在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑，拟定各级电压母线的接线方式，选择变压器型号、各级电压接线方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案。

2、计算短路电流根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流，并列表表示出短路电流的计算结果。

3、主要电器设备选择包括主母线型号、断路器、隔离开关、限流电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、绝缘子及穿墙套管。

4、电气设备配置①、各级电压等级电压互感器②、各回路电流互感器③、各电压等级避雷器配置5、配电装置设计①、各电压等级配电装置选型与布置②、220kv(110kv)平面图6、所用电设计①、根据要求计算所用电负荷②、选择所用变压器型式、台数及容量。

③、设计所用电接线7、主变保护配置8、绘制工程设计图纸。

9、编写设计说明书（三）、原始资料分析1、变电所的规模①、变电所类型：地区变电所②、工程最终容量：240MVA，机组的型式降压变压器，台数2台。

利用小时数8000小时/年。

③、第一期工程装机容量240MVA，台数2台。

2、电力系统与本所连接情况①、变电所在电力系统中的地位和作用：地位为地区变电所，作用是联系发电厂和用户的中间环节，起着交换和分配电能的作用。

②、变电所联入系统的电压等级220kv，出线路数6回(备用2回)。

③、电力系统总装机容量240MVA，归算后的标幺电抗0.16(SJ=100MVA)。

3、电力负荷水平①、高压侧负荷220kv：出线6回(2回备用)，最大输送容量240MVAcosφ=0.9 Tmax=3800小时/年②、中压侧负荷110kv：出线8回(2回备用)，最大输送容量240MVAcosφ=0.85 Tmax=4200小时/年③、低压侧负荷10kv：出线12回(备用2回)，最大输送容量120MVAcosφ=0.8 Tmax=4500小时/年二、电气主接线方案的拟定（一）电气主接线的基本要求和设计原则（略）（二）主变压器的选择（略）…三相三绕组普通变电压器（三）确定各侧接线方式1.确定220kv侧接线（略）…双母线带旁路的接线方式。

2.确定110kv侧接线（同上）3.确定10kv侧接线（略）…单母线分段接线。

4.限制短路电流的方法本设计在10kv侧加装限流电抗器，有计算书可知限制了10kv侧的短路电流，便于选择10kv侧断路器。

三、短路电流计算（一）短路电流计算的目的（略）（二）短路电流计算的一般规定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、短路发生在短路电流为最大值的瞬间。

③、所有电源的电动势相位角相同。

④、应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。

2、接线方式计算短路电流时所用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），而不能仅用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5－10年）。

4、短路种类一般按三相短路计算，若中性点直接接地系统回路的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行校验。

5、短路计算点对于带电抗器的6－10kv出线与厂用分支线回路，在选择母线至隔离开关之间的引线、套管时短路计算点应该取在电抗器前，选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。

（三）计算步骤（略）四、主要设备的选择……（三）母线的选择……（四）断路器选择表4各回路持续工作电流I g.max（五）隔离开关的选择（六）限流电抗器的选择为了选择轻型、合适的断路器，10kv 侧需要装一电抗器，所选型号为NKL －10－1500－10。

（七）电压互感器(PT)的选择 （八）电流互感器(CT)的选择（九）穿墙套管、支柱绝缘子及10kv 最大负荷出线电缆的选择1、穿墙套管的选择：220kv 、110kv 均为户外配电装置，10kv 采用屋内型，（型号：CLC －10D ）2、绝缘子的选择方法与穿墙套管，10kv 支柱绝缘子选择： （型号ZA-1和ZB-10两种）3、由于10kv 出线最大负荷为2500KVA ，Imax ＝151.6A ，所以选： （YJLV22－3×185电力电缆）五、主要设备的配置（一）、PT 的配置1、母线除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一套PT ，用于同期、测量仪表和保护装置。

2、线路①、35kv 及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压，进行同期和设置重合闸，装一台单相电压互感器。

②、对于高压出线，110kv 以上装设有同期装置及自动重合闸、装电容式PT 。

3、变压器变压器低压侧为满足同期或保护的要求，装一套不完全星形接线的互感器。

①、220kv 侧选用YDR －220 电压比：（V V KV 100/)3100/()3220 准确级和容量：0.5级：150VA 1级：220VA 3级：440VA 最大容量：1200VA ②、110kv 侧选用YDR －110 电压比：V V KV 100/)3100/()3110（ 准确级和容量：0.5级：150VA 1级：220VA 3级：440VA最大容量：1200VA ③、10kv 侧选用JSJW －10（三相五柱式） 电压比：10KV/100V/（100/3）V准确级和容量：0.5级：150VA 1级：220VA 3级：440VA 最大容量：960VA （辅助绕组接成开口三角形）（二）CT的配置1、对于保护用CT应尽量消除保护的死区。

2、为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线母线分段及母联断路器，旁路断路器等回路中均设有电流互感器，对于大接地短路电流系统，按三相配置，小接地短路电流系统按两相配置。

①、220kv侧电源进线选用 LCLWD2－220/2×600/5其他选用 LCLWD2－220/2×300/5②、110KV侧根据Ⅰ号、Ⅱ号主变、110kv母线及母联及各出线CT最大负荷电流，选用： LCWD－110/600/5③、10KV侧根据I号、II号主变、10kv母线及母联及各出线CT最大负荷电流，选用LMZD1－10/2000/5各出线的最大负荷电流为151.6A，选用LA－10/200/5（三）避雷器的配置六、所用电设计该所容量为两台120MVA，并有4台补偿电容器共20Mvar，故必须装设两台所用变，直接由10kv母线供给电源，并设计备用电源自投装置。

（一）用电电源数量及容量本所设计两台10kv干式变压器，两台变压器380v电源自动投入装置，保证低压母线的可靠供电，变压器型号：S9－100/10，容量为100KVA，全所事故照明电源由直流电源供给。

（二）所用电源引接方式两回电源均有10kv母线引接，并要加装限流电抗器。

因此，网络故障较多，从所外电源引接所用电源可靠性较低。

（三）变压器低压侧接线所用电系统采用380/220v中性点直接接地的三相四线制，动力与照明共用一个电源。

1、所用变压器低压侧采用单母线接线方式，本所并采用单母分段接线方式，平时分列运行，以限制故障范围，提高供电可靠性。

2、专用负荷采用所用变压器低压侧直接供给方式。

七、配电装置设计（一）设计原则……（二）各级电压配电装置选择和布置1、10kv配电装置该级电压均为屋内布置，由于该级出线带有电抗器，故采用单层装置与成套混合式布置，电抗器及出线单独设置配电房，成套选型为KYN180金属铠装式柜。

站用电源直接用10kv开关柜和下层干式变压器成套混合而成。

①、土建工作量较小，费用较少，建设周期短。

②、扩建方便。

③、相邻设备之间的间隔较大，便于带电作业。

2、110kv配电装置本设计选用屋外全封闭SF6断路器，手册上无断面图，暂以半高型配电装置代替全封闭SF6的布置。

半高型配电装置是将母线及母线隔离开关升高，将断路器、电流互感器等电气设备布置在母线的下面。

该布置方式在工程中运用较多，并具有一定的运行检修经验。

3、220kv配电装置220kv半高型配电装置的特点同110kv电压级，现采用田字型布置，该布置占地面积为普通中型的60.6％，耗钢量为78.4％，且比较适应该所所处的地理位置。

八、主变保护的配置（一）电力变压器的故障类型、不正常运行状态……（二）主变保护配置针对故障类型和不正常运行状态，对变压器配置下列保护，其中瓦斯保护和差动保护为变压器的主保护。