4.2.4 各短路点的短路电流计算
本设计仅有两个电源,且它们距本所的电气距离差别较大,故采用个别法来计算各短路点的短路电流。各短路点的短路电流计算步骤如下:
(1) 网络化简,得到各电源对短路点的转移电抗X?;
(2) 求各电源的计算电抗Xjs(将各转移电抗按各电源容量S?归算):
X
(3) 查运算曲线,得到以各电源容量为基准值的各电源至短路点电流标幺值; (4) 求(3)中各电流的有名值之和,即为短路点的短路电流,并计算短路电流冲击值ish。
在本设计计算中,考虑了远期发展中三台主变低压侧是并列运行还是分列运行,将两种运行情况均考虑在内。
4.2.5 短路电流的计算结果
短路电流的计算结果见表4.2
表4.2短路电流计算的结果(kA)
电压等级 110kV母线 10kV母线 10kV母线 (分列运行) IB ''js?X?S?SB (4.6)
I Itk 3.74 21.596 11.761 Itk/2 3.74 21.596 11.761 9.44 ish 9.79 107.22 107.22 3.7 21.596 11.761 55.07 29.99
短路电流计算过程见附录计算书。
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5 电气设备选择
5.1 电气设备选择的一般原则与技术条件
5.1.1 电气设备选择的一般原则
(1) 力求技术先进、安全适用、经济合理;
(2) 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; (3) 应按当地环境条件校核;
(4) 应与整个工程的建设标准协调一致; (5) 选择的导体品种不宜太多;
(6) 选用新产品应积极慎重。新产品应有可靠的试验数据,并经主管单位鉴定合格。
5.1.2 电气设备选择的技术条件
参考《导体和电器选择设计技术规定》SDGJ 14-86的有关规程: (1) 按长期工作条件选择
选择的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压(规程第1.1.3条);即:UN?UNs
选用的导体长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流(规程第1.1.4条);即:KIN?Imax或KIal?Imax
以下列出主要回路的最大持续工作电流的计算公式: 汇流母线: 110kV主母线:
Igmax?(nSN?S穿越??S110)/3UN (5.1)
10kV主母线:
SN Igmax?1.05
/U3N (5.2)
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110kV系统联络线:
I?(nS?S??)/3U
(5.3)
gmaxN穿越S110N
分段回路: 110kV分段:
Imax?(SN?S 穿越??S110)/3UN 10kV分段:
Igmax?(0.5~0?.8)1SN.05UN/ 3
负荷出线回路: 单回线:
Imax?(1??%?)Pmax/(UN3?co s )
双回线:
Imax?(0.8~?1)p/U(N3?c?o?s)( 1 % )
10kV并联电容器补偿回路:
Igmax?1.3?Qc/U3N
所用变(或接地变)回路:
Igmax?1.3?SN/U3N - 24 -
(5.4)
(5.5)
(5.6) (5.7)
(5.8)
(5.9)
(2) 按经济电流密度选择导体
除配电装置的汇流母线外,对于全年负荷利用小时数较大、母线较长,传输容量较大的回路,均应按经济电流密度选择导体截面。即:S?(3) 按当地环境条件校验
海拔条件:海拔在1000m以下时,可不考虑海拔条件;海拔在1000m及以上时,需考虑海拔对电气设备选择的影响。
温度条件:我国电气设备使用的额定环境温度为+40℃。
Ial??Ial?al???al??0?Imax (5.10)
ImaxJ
式中 K——修正系数;
?al——导体或电器长期发热允许最高温度; ?——安装地点周围环境温度;
?0——定环境温度
其中周围环境温度?的确定:
裸导体(屋外:最热月平均最高温度;屋内:最热月平均最高温度+5度) 电器(屋外:年最高温度;屋内:最热月平均最高温度+5度) (4) 按短路情况校验 1) 动稳定校验 电器:
ies?ish (5.11)
式中 ies—— 动稳定电流峰值(有效值),kA;
ish—— 短路冲击电流峰值(有效值),kA;
导体:
?al??max (5.12)
式中 ?al、?max—— 导体允许应力、最大应力,Pa;
2) 热稳定校验
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电器:
It?t?QK (5.13)
2
式中 It—— t秒时的短路电流,kA;
导体:
式中 S、Smin—— 导体的实际截面、允许最小截面,mm2:
2Qk—— 短路热效应,(kA)?s;
KS——
10.87C S?Smin?QKKS/C(或
Qk--钢芯铝绞线采用) (5.14)
导体集肤效应系数;
C—— 热稳定系数
(5) 短路计算时间
计算短路电流热效应时所用的短路切除时间tk等于继电保护动作时间tpr与相应断路器的全开断时间tab之和,即tk?tpr?tab。
断路器的全开断时间tab等于断路器的固有分闸时间tin与燃弧时间ta之和,即
tab?tin?ta。
验算裸导体的短路热稳定时,tpr宜采用主保护动作时间;验算电器的短路热稳定时,tpr宜采用后备保护动作时间。
(6) 电晕电压校验
1) 导体的电晕放电会产生电能损耗、噪声、无线电干扰和金属腐蚀等不良影响。
2) 为了防止发生全面电晕,要求110kV及以上裸导体的电晕临界电压Ucr应大于其最高工作电压Umax,即Ucr?Umax。
在海拔不超过1000m的地区,下列情况可不进行电晕电压校验:
110kV采用了不小于LGJ-70型钢心铝绞线和外径不小于φ20型管形导体时。 220kV采用了不小于LGJ-300型钢心铝绞线和外径不小于φ30型的管形导体时。
5.2 导体的选择
导体分为裸导体和电力电缆两种。裸导体一般可分为硬导体和软导体。硬导体主要有矩形、槽形、管形等形状;软导线有钢芯铝绞线、组合导线、分裂导线
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