220kv变电所设计

正常运行时得导体温度：???0?(?al??0)Imax/Ial=40+(70-40)4132/4692=63.3℃ 查表得：C=90

Smin =QkK满足热稳定 (3)动稳定校验：

查表得频率系数Nf =3.56(发电厂电气部分表3-5)

f22/C=30.959?10?1/90<(mm)<61.8mm

622

f1?NfEJ/m/L =3.567?1010?2.06?10?8/4.08/1.52=29.7Hz<35Hz

2可见到该母线可不计共振影响

Ich=20.9749 (kA)

2母线相间应力：

fph=1.73×10-7 ?Ich/a=1.73×10-7×20.97492/0.75=101N/m

?ph?fph?L/(10W)=101×1.52/(10×1.37×10-6)=1.66×107Pa<8×107Pa

满足动稳定

24.2.3主变低压侧母线桥的选择

设备名称 母线桥 S(mm) 2（63×10）矩形铝排 2放置方式 平放 Ial (A)(32℃) 1458 ?70 (×10Pa) 64.3支柱绝缘子及穿墙套管

支柱绝缘子按额定电压和类型选择，进行短路时动稳定校验。穿墙套管按额定电压，额定电流和类型选择，按短路条件校验动、热稳定。

（1）按额定电压选择支柱绝缘子和穿墙大管。支柱绝缘子和穿墙套管的额定电压大于等于电网的额定电压，即：UN?UNS

发电厂与变电所的3~20kV屋外支柱和套管，当有冰雪和污秽时，宜选择高一级的产品。

（2）按额定电流选择穿墙套管。穿墙套管的额定电流IN大于或等于回路最大持续电流Imax,即： k?IN≥Imax 式中k——温度修正系数。

对母线型穿墙套管，因本身无导体，不必按此项选择和校验热稳定，在需保证套管的型 式和穿过母线的尺寸相配合。

（3）支柱绝缘子和套管的种类和型式的选择。根据装置地点，环境现在屋内，屋外或防污式及满足使用要求的产品型式。

（4）穿墙套管的热稳定校验。套管耐受短路电流的热效应Itt，大于或等于短路电流通过

21

2套管所产生的热效应Qk，即：Itt?Qk

（5）支柱绝缘子和套管的动稳定校验。在绝缘子和套管的机械应力计算中应注意，发生短路时，支柱绝缘子（或套管）所受的力为该绝缘子相邻跨导体上电动力的平均值。另外，由于导体电动力Fmax是作用在导体截面中心线上的，而支柱绝缘子的抗弯破坏强度是按作用在绝缘子高度H处给定的，可将绝缘子的力折算为：Fmax?FmaxH1/H(N) 式中 H1——绝缘子底部到导体水平中心线的高度，mm。

对于屋内35kV及以上水平安放的支柱绝缘子，在进行机械计算时，应考虑导体和绝缘子的自重以及短路电动力的复合作用。屋外支柱绝缘子尚应计及风和冰雪的附加作用。 220kV母线的支柱绝缘子及穿墙套管的选择

表4-7 ZC-220 支柱绝缘子

型号 ZC-220 表4-8 CR-220 穿墙套管

热稳定电流(kA)不型号 压（kV） 流(A) 度（mm） 铜导体（10s） CR-220 220 600 5500 12 铝导体(5s) 12 额定电 额定电 套管长 少于 额定电压（kV） 220 绝缘子高度(mm) 210 机械破坏负荷(kg) 250

'2

4.4限流电抗器

为了选择10kV侧各配电装置，因短路电流过大，很难选择轻型设备，往往需要加大设备型号，这不仅增强投资，甚至会因断流容量不足而选不到合乎要求的电器，选择应采取限制短路电流，即在10kV侧需加装设电抗器。一般按照额定电压、额定电流、电抗百分数、动稳定和热稳定来进行选择和检验。 1、额定电压和额定电流的选择应满足 UN?U NS IN?Igm axUN、

IN

— 电抗器的额定电压和额定电流

UNS、Igmax— 电网额定电压和电抗器最大持续工作电流

22

2、电抗器百分数的选择

(1)电抗器的电报百分数按短路电流限制到一定数值的要求来选择，设要求短路电流限制到I′z，则电源至短路点的总电抗标公值U为

X?Ij/I''*''

Ij— 基准电流

电抗器在其额定参数下的百分电抗

Xk%?(Ij/I1?X)INUd/UNId?100%

(2)电压损失检验：普通电抗器在运行时，电抗器的电压损失不大于额定电压的5%，即：

*?V%?Xk%Imaxsin?/IN≤5%,sin?— 负荷功率因数一般0.6

(3)母线残压检验，为减轻短路对其他用户的影响，当线路电抗器后短路时，母线残压不能于电网额定值的60～70%

即：?Vre?Xk%I/IN≥60~70% 3、热稳定和动稳定检验应满足下式

'Itt?Qk

2Ies?Ic h10kV侧限流电抗器的选择和校验

10kV侧采用单母分段的接线方式，一、二级负荷可以从两段母线上取电，在没有安装限流电抗器10kV侧发生短路时，流经主变低压侧断路器的短路电流和冲击电流分别为28.8665kA和72.9699kA，母线短路和负荷出线短路时短路电流和冲击电流分别为57.3308kA和145.9405（由前面的短路计算得出）,为了提高经济性在主变低压侧安装限流电抗器，这样主变低压侧和负荷就可以选用轻型设备。

UN?UNS=10kV

IN?Igmax=1.05×(4×10/2)/(3×10.5)=1.15kA

根据额定UNS和Igmax可以选择型号为CkS(Q)-1300/10的限流电抗器

表4-9 CkS(Q)-1300/10 限流电抗器的参数 型号 额定 容量 （kVar） CkS(Q)-1300/10 短路电流的校验：

1300 线路 电压 （kV） 10.5 端子 电流 (A) 1190 6 7400 电抗 （%） 损耗 （w） 动稳 定流 （kA） 38.25 1S热稳定电流（kA） 34 Xk%?(Ij/I1?X)INUd/UNId?100%

Ij=100/(3×10.5)=5.5kA

''*X?Ij/I=5.5/28.8665=0.19

23

*''6%=（5.58/ I1-0.19）×1190×10.5/（10.5×5500）

安装电流限抗器后在10kV侧发生短路流经主变低压侧短路电流周期分量最大值和冲击电流分别为：I1''''=12kA ， 1.8×

2×I1''=30.55kA<38.25 kA

''安装电流限抗器母线短路或负荷出线短路时短路电流周期分量为：I1×2=24kA

安装电流限抗器母线短路或负荷出线短路时冲击电流为：1.8×2×24=61.1kA

表4-10 安装电流限抗器母线短路或负荷出线短路的短路电流结果对比

安装前 安装后 由上表可知可以选用轻型设备

电压损失检验：

短路电流的周期分量（kA） 57.3308 24 短路冲击电流(kA) 145.9405 61.1 ?V%?Xk%Imaxsin?/IN=6%×1.15×0.6/1.19=3.48%≤5%

故满足要求 热稳定检验:

Qk?Iq?tk?(1.51?I1)?(tpr?tbr)取过流保护的动作时间tpr=2s

2''2= (1.51×12)2×(2+0.05)=673.08 [(kA)2 ·s]

It?t222

=34×1=1156 [(kA) ·s] > Qk

满足热稳定要求 动稳定检验:

Ies=38.25kA>Ich满足动稳定校验

=30.55kA

4.5电缆

电缆应按下列选择及校验

1、型式：应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式。

（1）明敷（包括架空、隧道、沟道内等）的电缆，一般选用裸钢带铠装或塑料外护层电缆。 在易受腐蚀地区应选用塑料外护电缆。在需要使用钢带铠装电缆时，宜选用二级外护层型式。 （2）直埋敷设时，一般选用钢带铠装电缆。在潮湿或腐蚀性土壤的地区，应带有塑料外护层。

（3） 三相交流系统的单芯电力电缆，要求金属护外层采用一端接地时，在潮湿地区，外护

24