嘉兴平湖智能网联汽车工业园35-10KV降压变电所电气设计(三)

嘉兴平湖智能网联汽车工业园35-10KV降压变电所电气设计(三) 嘉兴平湖智能网联汽车工业园35-10KV降压变电所电气设计

图3-4 单母线分段连接

四、短路电流计算

4.1绘制短路计算电路

由于变电所属于企业工厂供电所，供电输送距离（7KM）不算太远，因此10kV 母线与10kV配电线路末端的短路电流差别较小。故只计算主变压器高压侧和低压侧两边的短路电流，即短路点确定在主变压器的高低压两侧母线。如下图4-1

图4-1 接线图

4.1.1本变电站共选两个短路点，分别为:

① 35kv 母线上为 d1点 ② 10kv 母线为 d2 点

下图4-2 为等效电路图

图4-2等效电路图

4.2各短路点短路电流的计算

由项目^^文档得以下条件：

① 已知工厂电源从某变压所用 35KV2回架空线到本厂，线路长7公里。

②已知变电所 35KV 母线短路数据在最大运行方式下 Sdmax＝ 1000MVA。

③已知前面已选定总降压变电所的主变压器为 2×SZ9-6300/35。 ④已设系统为无限大容量，Sc=∞，并选Sj=100MVA，Uj1 =37kv, Uj2 =10.5kv

⑤架空线路Xo＝0.4Ω/km；3~10KV 以下的电缆线路Xo＝ 0.08Ω/km。

各元件电抗标么值计算：

X=Xo= Sj/Sd =100/1000=0.1

X1=X2=0.4L*Sj/Up2=0.4*7*100/372=0.205

X3=X4=7/100*100/5=1.4

4.2.1由上可得下图4-3 等效图

图4-3 等效图

4.2.2对各点短路电流进行计算

最大运行方式下：

① d1 点：I d1* =1/(X * +X1* )=1/(0. 1+0. 205)=3. 279

I d1 =I d1* Ij=3. 279× (100/ 3 × 37)=5. 117(KA)

i ch1 =2. 55I d1=2. 55× 5. 117=13. 05(KA)

S d1 =1/X d1* Sj=3. 279× 100=327. 9 (MVA)

② d2 点：I d2* =1/( X * +X1* +X2* )＝ 1/（ 0. 1+0. 205+1. 4）＝ 0. 59

I d2 =I d2* Ij=0. 59× (100/ 3 × 10)=3. 406 (KA)i ch2 =2. 55I d2

=2. 55× 3. 406=8. 686 (KA)

S d2 =1/X d2* Sj=0. 59× 100=59 (MVA)

表4-1短路电流计算结果

运行方式最大运行方式

短路点 d1 d2

三相短路电流 I d (KA) 5. 117 3. 406

冲击电流 i ch (KA) 13. 05 8. 686

短路容量（ MVA） 327. 9 59

五、电气设备的选择

5.1 35kV 侧主电气设备的选择

5.1.1根据 35kV 短路容量和计算所得的短路电流，主变压侧开关选择 LW8-35 六氟化硫断路器，额定电流 1000A；额定开断电流 25KA；灭弧室额定气压 pcb 0. 5Mpa。断路器 CT6-XGI 弹簧操动机构：操作电源：直流 220V 5A。

5.1.2隔离开关：根据 I1N=SN/√3U1N=6300/1.732X35=104A，应选择 GW5-35G型隔离开关：额定电流 600A 。

5.2 10kV 侧主电气设备的选择

5.2.1据 10kV短路容量和计算所得的短路电流, 1、2 号主变 10kV侧开关和分段开关采用 ZN40-10/1000 型真空断路器，线路及电容器均采用10ZN40-10/630 真空断路器。

5.2.2 10kV侧隔离开关的选择根据 I2N=SN/√ 3U2N=6300/1. 732X10. 5=346A，主变 10kV 侧开关和分段采用 GN19-10C/1250 型屋内隔离开关， 10kV 线路及电容器采用 GN19-10C/630 型屋内隔离开关。

5.2.3电容器的选择：根据无功补偿容量为主变容量的 20％－30％原则，每段10kV 母线上装设两组 TBB11/√ 3-3000var 容量的补偿电容器装置，电容器电流互感器采用 LFZ-10 型 100/5 电流互感器。

六、继电保护设计

6.1主变压器保护选择

变压器的故障可以分为内外部故障。

内部故障包括各相绕组之间的相间短路、单相绕组线匝之间的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。

外部故障，主要是外部绝缘套管和引出线发生单相接地（通过外壳）短路，引出线之间发生的相间故障短路。

变压器差动保护作为变压器的主保护反映内部绕组，绝缘套管及各引出线相间短路，瞬时动作于跳闸。瓦斯保护作为变压器的主保护能反映油浸式变压器油箱内部故障和油面降低，瞬时动作于信号或直接跳闸。

过流保护作为变压器的后备保护,当变压器发生内部故障，瓦斯和差动快速动作的保护拒动时，过电流保护经过整定时限后，动作于变压器各侧的断路器，

使其跳闸。

本项目35KV 降压变电站的变压器外部故障主保护为：差动保护。内部故障主保护为：瓦斯保护。后备保护为：过电流保护。

①差动保护

根据规定 6300KVA 及以上并列运行的变压器，应装设差动保护。本设计由两台 6300KVA 变压器并列运行，故需装设差动保护。

变压器差动保护是按基尔霍夫电流原理构成的，当变压器内部、外部故障时，

能快速、灵敏地切除保护区内的故障设备。

变压器差动保护原理图如图 6-1 所示，变压器两侧分别装设电流互感器 TA1和电流互感器 TA2，极性关系按图中所示连接。

外部故障内部故障

图6-1 变压器差动保护原理图

外部故障（如图a中d1点）时，差动继电器KD中的电流等于变压器两侧电流互感器二次电流之差，恰当选择两侧电流互感器的变比，使流过差动继电器的电流为零。二次系统回路额定电流一般为 5A所以电流互感器的变比为： In/5 。

变压器内部故障（如图b中d2点) 时，流入差动继电器的电流为变压器两侧流向短路点的电流互感器二次短路电流之和。

②瓦斯保护

根据规程规定，对于800kVA及以上容量的油浸式变压器应装设瓦斯保护。

本设计是两台6300kV的变压器，需装设瓦斯保护。瓦斯保护主要由安装在油箱和油枕之间的连接管道上气体继电器，对油箱内产生的气体或油流反应动作，反应变压器油箱内各种故障。发出警告信号或切除变压器，防止事故扩大。

变压器瓦斯保护原理图如图 6-2 所示：

图6-2 变压器瓦斯保护原理图

瓦斯继电器KG的上触点连接至信号，为轻瓦斯保护；下触点连接至信号为

重瓦斯保护，经信号继电器KS、连接片XE起动出口中间继电器KC，KC的两对触点闭合后，分别使断路器QF1、QF2、跳闸线圈励磁，断开变压器两侧断路器。

③过电流保护

过电流保护通常作为1500kVA及以上的变压器的后备保护，与主保护配合作为各引出线之间发生的相间故障短路和引出线发生单相接地（通过外壳）路的后备保护，同时保护变压器10kV负荷侧母线短路引起的变压器过电流。过电流保护安装在变压器电源侧即35kV侧，使整个变压器处于保护范围内。当变压器发生内部故障，瓦斯和差动快速动作的保护拒动时，经过过电流保护整定时限后，对变压器各侧的断路器动作于跳闸。

6.2主变压器继电保护图

图 6-3 继电保护系统图

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