110kV变电站电气一次部分初步设计说明

是10KV侧接线形式分析可按照110KV侧分析，草拟方案I同上比较分析同上。鉴于10KV侧负荷性质对供电可靠性要求，宜采用方案II采用单母分段，手车式高压开关柜屋内配电装置。

第4章 短路电流计算及电气设备选择

4.1 短路电流的危害

在供电系统中发生短路故障时，在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍至几十倍，通常可达数千安。短路电流通过电气设备和导线必然要产生很大的电动力，并且使设备温度急剧上升有可能损坏设备；在短路点附近电压显著下降，造成这些地方供电中断或影响电动机正常工作；发生接地短路时所出现的不对称短路电流，将对通信线路产生干扰；当短路点离发电厂很近时，将造成发电机失去同步，而使整个电力系统的运行解列。 4.1.1 短路电流实用计算的基本假设条件

1．系统在正常工作时三相是对称的；

2．电力系统中各元件的磁路不饱和，即各元件的电抗值与电流大小无关； 3．电力系统各元件电阻，一般在高压电路中都略去不计，但在计算短路电流的衰减时间常数应计及元件电阻。此外，在计算低压网络的短路电流时，应计及元件电阻，但可以不计算复阻抗，而是用阻抗的绝对值进行计算；

4．输电线路的电容忽略不计；

5．变压器的励磁电流忽略不计，相当于励磁阻抗回路开路，这样可以简化变压器的等值电路。

短路电流计算结果如表4-1

表4-1 短路电流计算结果 单位（KA）

短路点 110K母线 35KV母线 10KV母线 I\8.68 5.742 12.21 Itk/2 8.17 5.742 12.21 Itk 10 5.742 12.21 I? 9.43 5.742 12.21 ish 22.16 14.6 31.14 具体计算过程附录Ⅰ。 4.2电气设备选择

电气设备选择概述：由于电气设备和载流导体的用途及工作条件各异，因此

它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载流导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则。 4.2.1选择的原则

1. 应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。 2. 应按当地环境条件校核。 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种类。

6. 选用的新产品均应具有可靠的实验数据。 4.2.2电气设备和载流导体选择的一般条件

1. 按正常工作条件选择

（1） 额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压UN≥UNs。

（2） 额定电流：所选电气设备的额定电流IN，或载流导体的长期允许电流Iy，不得低于装设回路的最大持续工作电流I max 。计算回路的最大持续工作电流I

max

时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。 2. 按短路状态校验 （1）热稳定校验

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，

It2t> Qk，tk=tin+ta，校验电气设备及电缆（3～6KV厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。

（2）动稳定校验

ies＞ish，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定。

（3）短路校验时短路电流的计算条件

所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于

发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。

（4）绝缘水平

在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。

由于变压器短路时过载能力很大，双回路出现的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要来确定。

高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路保持工作电流的要求。 4.3高压断路器的选择

高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电器中最重要的电气设备。 型式选择：

本次在选择断路器中，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号的断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。

选择断路器时应满足以下基本要求：

1. 在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。

2. 在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 3. 应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。

4. 应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。

考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无油化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使 用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV 及以下的电压等级中。所以，35KV 侧和 10KV 侧采用SF6断路器。