电容式电压互感器的电容量

电容式电压互感器的电容量一、短路电流计算1、原始数据：⑴基准容量（MVA）Sj=100MVA⑵基准电压（kV）110kV侧： Uj110=115kV10kV侧： Uj10=10.5kV⑶基准电流（kA）110kV侧： Ij110=0.5020 kA10kV侧： Ij10=5.4986 kA⑷归算至110kV母线阻抗标幺值：110kV系统最大短路电流系统最大阻抗标幺值           Xxmax=0.02按25kA设定⑸主变压器参数：型号：SZ9-63000kVA/110±8×1.25％/10.5kV 额定容量（MVA）：SB=63MVA短路阻抗：Ud%=17⑹主变压器阻抗标幺值： 0.27 2、短路计算阻抗图3、计算结果：⑴110kV母线三相短路电流(d1)：系统最大值 50.0000 25.1022 kA⑵10kV母线三相短路电流(d2)：系统最大值 3.4502 18.9710 kA二、110kV设备选择校验：1、计算数据⑴主变110kV侧额定电流(A)：Ie110=316.3 A⑵主变110kV侧持续工作电流(A)：Ig110=332.1 A⑶110kV线路侧额定电流(A)：2×Ie110=632.6 A⑶110kV线路侧持续工作电流(A)：2×Ig110=664.2 A⑷110kV母线短路电流(kA)：Id1 =25.1022 kA⑸母线短路冲击电流(kA)：ich110=2.55*Id1=64.0106 kA母线短路热稳定电流(kA2·s)：t=1s时： Qdt110=Id12×t=630.1197 kA2·st=2s时： Qdt110=Id12×t=1260.2394 kA2·st=3s时： Qdt220=Id12×t=1890.3592 kA2·st=4s时： Qdt110=Id12×t=2520.4789 kA2·s2、110kVGIS设备（开关设备）：设备参数计算值额定电压（kV）：110 最高工作电压（kV）：126 额定电流（A）：1600A664.2 A额定短路开断电流（kA）：31.525.1022 kA额定热稳定电流（kA）：31.5 额定热稳定时间（S）：4 热稳定校验值（kA2·s)：Qt=31.52×42520.4789 kA2·s额定动稳定电流（峰值）（kA）：8064.0106 kA结论：满足要求3、110kV电流互感器：⑴主变110kV套管电流互感器(型号：LR-110、LRD-110)：a、一次额定电流选择：按比正常工作电流大1/3左右选择： 421.7 A故选择主变110kV套管电流互感器变比为：400～800/1A⑵110kV主变进线电流互感器(GIS)：a、一次额定电流选择：按比正常工作电流大1/3左右选择： 421.7 A故选择110kV主变进线电流互感器变比为：2*400/1A⑶110kV出线电流互感器(GIS)：a、一次额定电流选择：按比正常工作电流大1/3左右选择： 843.4 A故选择110kV出线电流互感器变比为：2*400/1A结论：满足要求4、110kV氧化锌避雷器（型号：108/268）⑴、设备参数：a、持续运行电压有效值(kV)：84.2kVb、避雷器额定电压有效值(kV)：108kVc、最大雷电冲击残压峰值(kV)：≤268kVd、最大陡坡冲击残压峰值(kV)：≤308kVe、最大操作冲击残压峰值(kV)：≤228kV⑵、设备校验：a、避雷器的持续运行电压Uby：应满足Uby≥Uxg (系统最高相电压) 72.75 kVb、避雷器额定电压Ube：应满足Ube≥Ug (系统出现的最高工频过电压) 94.50 kVUm—系统最高电压c、避雷器最大雷电冲击残压UbLC：其中，BIL—内绝缘全波额定雷电冲击耐压110kV的BIL=450kV KLP—雷电冲击绝缘配合系数，取1.4 321.4 kVd、陡坡冲击电流下的残压U'bLC：369.6 kVe、避雷器操作冲击残压Ubcc：其中，Ugs—内绝缘1min工频实验电压110kV的Ugs=200kV KCP—操作冲击绝缘配合系数，取1.15 1.35—为内绝缘的冲击系数234.8 kV结论：满足要求三、10kV设备选择校验：1、计算数据⑴主变10kV侧额定电流(A)：Ie10=3464.1 A⑵主变10kV侧持续工作电流(A)：Ig10=3637.3 A⑶10kV母线短路电流(kA)：Id2 =18.9710 kA⑷母线短路冲击电流(kA)：ich10=48.3760 kA⑸母线短路热稳定电流(kA2·s)：t=1s时： Qdt10=Id22×t=359.8982 kA2·st=2s时： Qdt10=Id22×t=719.7964 kA2·st=3s时： Qdt10=Id22×t=1079.6947 kA2·st=4s时： Qdt10=Id22×t=1439.5929 kA2·s2、断路器手车（主变进线及分段）：设备参数计算值额定电压（kV）：10 最高工作电压（kV）：12 额定电流（A）：40003637.3 A额定短路开断电流（kA）：4018.9710 kA3S短时耐受电流（kA）：40 热稳定校验值（kA2·s)：Qt=402×31079.6947 kA2·s额定短路关合电流（峰值）（kA）：10048.3760 kA结论：满足要求3、断路器手车（馈线、电容、接地变、站用变）：设备参数计算值额定电压（kV）：10 最高工作电压（kV）：12 额定电流（A）：1250439.9 A（每回馈线最大负荷按8MVA考虑）额定短路开断电流（kA）：31.518.9710 kA4S短时耐受电流（kA）：31.5 热稳定校验值（kA2·s)：Qt=31.52×41439.5929 kA2·s额定短路关合电流（峰值）（kA）：8048.3760 kA结论：满足要求4、电流互感器⑴、设备参数：型号：LZZB9-10Q1S热稳定倍数：45倍动稳定倍数：90倍⑵、一次额定电流选择：a、主变10kV侧电流互感器： 3637.3 A按主变10kV侧持续工作电流故选择电流互感器变比为：4000/1Ab、10kV馈线电流互感器：每回馈线最大负荷按8MVA考虑： 439.9 586.5 A故选择电流互感器变比为：600/1Ac、10kV电容器出线电流互感器：电容器额定容量：Sre=6012kVar回路额定电流   Ire=330.6 A440.8 A故选择10kV电容器出线电流互感器变比为：500/1A结论：满足要求⑶、短路稳定校验：a、内部动稳定校验：其中Kd为动稳定倍数；I1e为CT一次绕组额定电流，取最小值ICT10-R 77.6081 b、热稳定校验：其中：Kr为1S热稳定倍数；I1e为CT一次绕组额定电流，取最小值ICT10-R Qd短路电流引起的热效应（kA2·S）=Id102×t'=359.9 S上式中，t'取1S；t=1.0 S43.0410 结论：满足要求5、10kV熔断器(电压互感器用）（型号：RN1-10）⑴、熔断器最大开断容量：SRkd = 30~400MVA ⑵、10kV母线短路容量： 345.02 MVA结论：满足要求6、10kV氧化锌避雷器（型号：HY5W-17/45）⑴、设备参数：a、持续运行电压有效值(kV)：13.6kVb、避雷器额定电压有效值(kV)：17kVc、最大雷电冲击残压峰值(kV)：≤45kVd、最大陡坡冲击残压峰值(kV)：≤51.5kVe、最大操作冲击残压峰值(kV)：≤38.3kV⑵、设备校验：a、避雷器的持续运行电压Uby：应满足Uby≥1.1Um (系统最高电压) 13.20 kVb、避雷器额定电压Ube：应满足Ube≥Ug (系统出现的最高工频过电压) 16.56 kVUm—系统最高电压c、避雷器最大雷电冲击残压UbLC：其中，BIL—内绝缘全波额定雷电冲击耐压10kV的BIL=75kV KLP—雷电冲击绝缘配合系数，取1.4 53.6 kVd、陡坡冲击电流下的残压U'bLC：61.6 kVe、避雷器操作冲击残压Ubcc：其中，Ugs—内绝缘1min工频实验电压10kV的Ugs=42kV KCP—操作冲击绝缘配合系数，取1.15 49.3 kV结论：满足要求四、接地体截面选择：1、原始数据：接地材料的热稳定系数（铜）C=210短路的等效持续时间te=3s流过接地线的短路电流稳定值4000A2、计算结果：接地线的最小截面 33.0 mm2选接地线为TJ-150的铜绞线，S=150mm2选接地极为φ18的铜棒，S=3.14×92=254.34mm2铜接地材料不考虑腐蚀结论：满足要求五、变电所主接地网接地电阻计算：1、原始数据：土壤电阻率ρ=390Ω.m水平接地极的等效直径d=0.014m垂直接地极的等效直径d=0.018m水平接地极的埋深h=0.9m接地网的总面积S=79×42=3318m2垂直接地极长度l=2.5m垂直接地极个数N=60个水平接地极的总长度L=79×842×14=1220m接地网的外缘边线总长度L0=79×242×2=242m深井接地极长度L1=20m深井接地极的等效直径d1=0.1m深井接地极个数N‘=10个2、计算结果：0.9329 等值方形接地网的接地电阻 3.0735 Ω0.9774 Ω任意形状边缘闭合接地网的接地电阻 3.0039 Ω单根垂直接地极的接地电阻 149.2947 Ω单个深井接地极的接地电阻 19.7935 Ω垂直接地极的总接地电阻R∑=Rv/N=2.4882 Ω深井接地极的总接地电阻R'∑=R'v/N=1.9794 Ω增加深井接地极后的总接地电阻R总=R∑‖Rn‖R'V∑=0.8064 Ω施放降阻剂后的接地电阻R降=R总/1.8=0.4480 Ω考虑0.9的系数后的总接地电阻R‘总=R降/0.9=0.4978 Ω结论：满足要求六、接触电位差和跨步电位差校验：1、原始数据：人站立地表土壤电阻率ρf=800Ω.m接地装置的接地电阻R=0.5Ω入地短路电流Ig=4000A接地装置的电位Ug＝Ig×R=2000V均压带的等效直径d=0.014m均压带根数N=22根接地网的外缘边线总长度L0=79×242×2=242m水平接地极的总长度L=79×842×14=1220m接地网的总面积S=79×42=3318m2水平接地极的埋深h=0.9m跨步距离T=0.8m2、计算结果：⑴、接触电位差和跨步电位差允许值接地短路电流持续时间t取1.2 s接触电位差允许值Ut=(1740.17ρf)/√t＝282.9900 V跨步电位差允许值Us=(1740.7ρf)/√t＝670.0473 V⑵、接地网表面最大接触电位差计算Kd=0.841-0.225lgd＝1.2581 KL＝1.0 Kn=0.0760.776/N＝0.1113 Ks=0.2340.414lg√S=0.9628 Ktmax=KdKLKnKs=0.1348 Utmax=KtmaxUg=269.5796 V结论：满足要求⑶、接地网表面最大跨步电位差计算n=2(L/L0)(L0/4√S)1/2＝10.3332 β=0.1√n=0.3215 α2=0.35〔(n-2)/n〕1.14（√S/30）β=0.3378 Ksmax=(1.5-α2)ln｛〔h2(hT/2)2〕/〔h2(h-T/2)2〕｝/ln(20.4S/dh)= 0.0643 Usmax=KsmaxUg=128.6992 V结论：满足要求