变电所计算

一、 系统与变电所的概况及电气参数 1、 变电所与系统连接情况图

2、 系统各电源参数情况

2.1 火发电厂A参数

单台发电机的功率：PGA1PGA2PGA3PGA450(MW) 功率因数：cos0.8

发电机次暂态电抗： xd0.124

单台变压器容量：STA1STA2STA3STA463MVA 阻抗电压：Uk10% 2.2 火发电厂B参数

单台发电机的功率：PGB1PGB2200(MW) 功率因数：cos0.85

发电机次暂态电抗：xd0.1423 单台变压器容量：STB1STB2240MVA 阻抗电压：Uk14%

''''

2.3 系统C（220kV）参数 系统容量：SC1200MVA 系统额定电压：UCN230kV 系统暂态电抗：x0.18 2.4 线路L1参数 线路 参数 电压等级 导线型号 线路长度 回路数量

3、 负载情况参数 110kV负荷统计表 用户名称 炼钢厂 10kV负荷统计表 序号 1 2 3 4 5 6 其它参数 最大负荷利用小时数：Tmax5256h 10kV最大负荷同时率：0.9

线路损耗率：6%

二、 变电所负荷分析计算 1、 当前负荷

1.1 当前10kV负荷

从设计资料看，变电所10kV最大负荷同时率达到0.9，功率因数为0.95计算： 现有10kV总负荷： 用户名称 矿机厂 机械厂 汽车厂 电机厂 炼油厂 饲料厂 最大负荷（kw） cos 1700 1000 2000 1400 1100 1600 0.9 回路数 2 2 2 2 2 2 重要负荷比例(%) 34 78 35 79 32 72 最大负荷（kW） 65000 cos 线路L1 线路L2 线路L3 线路L4 线路L5 220kv LGJ-400 48 2 220kv LGJ-400 45 2 220kv LGJ-400 28 2 220kv LGJ-400 22 2 110kv LGJ-120 25 2 回路数 2 重要负荷比例（%） 23 0.95 P101700100020001400110016008800(KW)

现有10kV总负载容量：



S10P10COS1088000.99777.78(KVA)

现有10kV最大负荷： P10maxPKP10maxCOS1088000.97920(KW)

现有10kV最大负载容量： S10max792000.98800(KVA)

1.2 当前110kV负荷

从设计资料看，变电所110kV仅有炼钢厂负荷，功率因数为0.95，可计算： 变电所110kV侧总负荷及最大负荷：

P110P110max65000(KW)

变电所110kV侧最大负载容量： S110maxP110COS110650000.9568421.05(KVA)

Smax880068421.0577221.05(KVA)

1.3 重要负荷

P110i6500023%14950(KW) P101i170034%578(KW) P102i100078%780(KW) P103i200035%700(KW) P104i140079%1106(KW) P105i110032%352(KW) P106i160072%1152(KW)

1.3.7 总重要负荷及需用容量

Pi149505787807001106352115219618(KW)

149500.95578780700110635211520.920923.51(KVA)

Si三、 系统及变电所阻抗参数

1. 变电站主接线简图

变电所D系统C220kV21121221321410kV210201202101110102701110kV711710

2. 基准值的确定

基准容量：SB100(MVA)

702712220KV侧基准电压：UB230(KV) 110KV侧基准电压：UB115(KV) 10KV侧基准电压：UB10.5(KV) 3. 网络各基本参数标幺值

3.1发电厂A

3.1.1发电机次暂态电抗 xd0.124

xGA1xGA2xGA3xGA40.124''''''''''SBSGAN0.1241000.8500.1984

3.1.2变压器短路电抗 UK%10

xGTA1xGTA2xGTA3xGTA40.1100630.15873

3.2发电厂B

3.2.1发电机次暂态电抗 xd0.1423

xGB1xGB20.1423''''''SBSGBN0.14231000.852000.0605

3.2.2变压器短路阻抗 UK%14

xGTB1xGTB20.141002400.0583

3.3系统C(220KV) SC1200(MVA)xC0.1810012000.015

3.4拟定220KV变电所E 3.4.1变压器的容量

Se0.777221.050.74(KVA)Se20923.51(KVA)

选择两台 SN50000(KVA)无励磁调压三绕组自耦变压器。 3.4.2变压器短路阻抗

UUUUUUK12%10，U'K13'K13%28，U'K23%24%UK13%UK23%K1%K2%K3121212%%SNSN3SNSN3UUU2825624248%UK13%UK23%UK23100501005010050%K23%K13%K12121212'K13UK12%UK12%UK13%SBSNSBSNSBSN1010565648948561481047X1UXU%K1%K2%0.090.010.470.180.020.942X3U

K33.5线路参数

线路 参数 单位长度电抗km线路L1 0.416 19.968 0.03775 线路L2 0.416 线路L3 0.416 线路L4 0.416 线路L5 0.421 单回路电抗18.72 11.8 9.152 10.525 电抗标幺值 0.035388 0.02202 0.0173 0.071 x1x1SBUB219.968100230210023020.03775x218.720.0353880.022020.01730.071x311.8x49.15210023010022

230x510.5251001212

3.6网络等值电路

系统C线路L1线路L3线路L4线路L2火电厂A线路L5火电厂B炼钢厂

四、 变电所220KV侧短路分析 1. 全接线运行方式下等值电路

系统C火电厂A0.0280.0018870.022020.015火电厂B线路L30.05940.0176940.01730.02202变电所D拟建变电所E

2. 全运行方式下220KV母线短路情况 2.1进一步简化网络

火电厂A0.0911670.01101火电厂B0.077094f1发电厂A到故障点的转移阻抗：

XAf0.02365系统C

0.0911670.011010.0911670.011010.0770940.0770940.011010.0911670.115197

发电厂B到故障点的转移阻抗：

XBf0.0770940.011010.097414

系统C到故障点的转移阻抗：

XCf0.02365

2.2各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs0.1151974501000.822000.2879925

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs0.0974141000.850.4584188

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.0236512001000.2838

2.3各电源短路周期起始值 I发电厂AI发电厂BI系统C''''''10.287992510.4584188145032300.822002.1791(KA)2.7379(KA)

32300.85120032300.283810.614(KA)2.4各开关流过短路电流 2.4.1母联及变压器出口开关

I2012.17912.737910.61415.531(KA)

''2.4.2全接线运行时，连接变电所D侧开关（L3出线侧）

I211I212''''2.17912.7379210.61413.0725(KA)

2.4.3全接线运行时，连接变电所C侧开关

I''''213I2142.17912.737910.614210.224(KA)

3. 线路L3单线运行时220KV短路计算 系统等值阻抗图

火电厂A0.0911670.022020.02365火电厂B0.077094f23.1发电厂到故障点的转移电抗 发电厂A到故障点的转移阻抗：

X0.0911670.02202Af0.0911670.022020.0770940.13923

发电厂B到故障点的转移阻抗：

X0.0770940.02202Bf0.0770940.022020.0911670.117735

系统C到故障点的转移阻抗：

XCf0.02365

3.2各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs0.139234501000.80.3481

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs0.11773522001000.850.505

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.0236512001000.2838

3.3各电源短路周期起始值 I''1发电厂A0.348145032300.81.803(KA)I''1发电厂B0.505220032300.852.132(KA)

I''1系统C12000.2838323010.614(KA)3.4各开关流过短路电流 3.4.1开关流过的短路电流

I''2011.8032.13210.61414.9(KA) I''211I''2121.8032.1323.935(KA)

系统C

I213I214''''10.61425.307(KA)

4. 线路L4线运行时220KV短路计算 系统等值阻抗图

火电厂A0.0911670.022020.0323火电厂B0.077094f24.1发电厂到故障点的转移电抗 发电厂A到故障点的转移阻抗：

XAf0.0911670.022020.0911670.022020.0770940.13923

发电厂B到故障点的转移阻抗：

X0.0770940.022020.0770940.02202Bf0.0911670.117735

系统C到故障点的转移阻抗：

XCf0.0323

4.2各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs0.139234501000.80.3481

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs0.11773522001000.850.505

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.032312001000.3876

4.3各电源短路周期起始值 I''1450发电厂A0.348132300.81.803(KA)I''1发电厂B0.50522002.132(KA)

32300.85I''1系统C12000.387632307.772(KA)4.4各开关流过短路电流

I''2011.8032.1327.77211.707(KA)

I''''211I2121.8032.13221.9675(KA)

系统C

I213I2147.772(KA)

''''5. 分析比较

5.1母联及变压器出口断路器（201，202，210开关）

全接线运行时，母联及变压器出口断路器可能承受最大运行方式下母线短路的全部短路电流。

5.2线路L3的出线断路器（211，212开关）

当全接线运行时，线路L3的出线断路器（211或212开关）出口短路，那么流过该断路器的短路电流： I211''I212''13.0725(KA)

当线路L3单线运行（211、212只运行一台开关）时，母线短路，那么流过该开关的电流为变电所D提供的全部短路电流：I211''I212''3.935(KA)

因为I211''I212''13.07253.935(KA)，所以校验线路L3的出线断路器（211、212开关）时，按当全接线运行时，线路L3的出线断路器（211或212开关）出口短路流过该开关的短路电流校验；

5.3线路L4出线断路器（213，214开关）

当全接线运行时，线路L4的出线断路器（213或214开关）出口短路，那么流过该断路

''''器的短路电流：I213I21410.244(KA)

当线路L4单线运行（213、214只运行一台开关）时，母线短路，那么流过该开关的电流

''''为系统C提供的全部短路电流：I213I2147.772(KA)

''''因为I213I21410.2447.772(KA)，所以校验线路L4的出线断路器（213或214开

关）时，按当全接线运行时，线路L4的出线断路器（213或214开关）出口短路流过该开关的短路电流校验；

五、 变电站110KV侧短路分析 1. 两台主变并列运行短路情况 X1UK1%X2UK2%X3UK3%SBSNSBSNSBSN0.090.010.471005010050100500.180.02 0.94

火电厂A0.115970.02365火电厂B0.097414系统C0.13f41.2发电厂到故障点的转移电抗 发电厂A到故障点转移电抗:

xAf0.11520.13(10.115210.115210.142910.097410.097410.100410.0236510.0236510.0236510.1310.1310.13)1.072

发电厂B到故障点转移电抗:

xBf0.09740.13()0.873

系统C到故障点转移电抗：

xCf0.023650.13()0.212

1.3各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs1.0724501000.822002.68

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs0.8731000.8512001004.11

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.2122.4

1.4各电源短路周期起始值

I发电厂I发电厂''A12.6814.11145031150.8220031150.85120031150.468(KA)0.575(KA)

''BI系统C''2.42.368(KA)1.5流过开关短路电流

1.5.1 出线断路器（711、712）出口短路，流过该开关是短路全电流； I7110.4680.5752.3683.411(KA)

''

1.5.2 变压器110kV出口断路器（701、702）以及分段断路器（710）流过的为全短路电流的一半。

I7011.706(KA)

''2. 单台主变运行短路情况 2.1变压器等值阻抗

火电厂A0.11151970.02365火电厂B0.0974140.26系统Cf4

2.2发电厂到故障点的转移电抗

发电厂A到故障点转移电抗:

xAf0.11520.26(10.115210.1157210.1157210.097410.097410.097410.0236510.0236510.0236510.2610.2610.26)1.957

发电厂B到故障点转移电抗:

xBf0.09740.26()1.6

系统C到故障点转移电抗：

xCf0.023650.26()0.402

2.3各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs1.9574501000.822001000.8512001004.25

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs1.65.624

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.4024.824

2.4各电源短路周期起始值

''1450I发电厂A4.982531150.80.252(KA)I''1发电厂B5.624220031150.850.42（KA)

I''1C4.8241200系统31151.249(KA)2.5流过开关短路电流

单台主变运行时，110kV母线短路，流过变压器110kV出口断路器（701、702）为全部短路电流：

I''7010.2520.421.2491.92(KA)

3. 分析比较

3.1出线及母联断路器

线路出线断路器（711、712）按两台变压器并列时短路全电流校验； 3.2变压器110KV出口断路器

变压器并列运行时，母线短路流过110kV出口断路器（701，702）以及分段断路器（710）的短路电流：I''7011.702(KA)

变压器单台运行时，母线短路流过110kV出口断路器（701，702）以及分段断路器（710）的短路电流：I''7011.92(KA) 由

于

I''7011.7021.92，那么110kV出口断路器（701，702）以及分段断路器（710）应按单台运行时母线短路校验。

六、 变电所10KV侧短路分析

1. 两台主变并列运行短路情况 1.1变压器等值阻抗

火电厂A0.1151970.02365系统C火电厂B0.097414f6

满足LbLbmaxLcr，满足要求。

K(

xAf0.142940.56(10.14294110.1004110.033875110.561)3.86

发电厂B到故障点转移电抗:

xBf0.10040.56(0.1429410.142940.100410.10040.03387510.0338750.56)2.714

系统C到故障点转移电抗：

xCf0.0338750.56(10.56)0.916

1.3各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs3.864501000.822009.65

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs2.7141000.85120010012.77

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.91610.992

1.4各电源短路周期起始值

I发电厂I发电厂''A19.651450310.50.822001.425(KA)2.026(KA)

''B12.771310.50.851200310.5I系统C''10.9926(KA)1.5流过开关短路电流

1.5.1出线断路器（111~121）出口短路，流过该开关是短路全电流；

I1111.4252.02669.451(KA)

''1.5.2变压器10kV出口断路器（101、102）及分段断路器（110）流过的为全短路电流的一半。

I101I110''''1.4252.026624.7255(KA)

2. 单台主变运行短路情况 2.1等值电路图

火电厂A0.142940.033875系统C火电厂B0.10041.12f6

2.2发电厂到故障点的转移电抗 发电厂A到故障点转移电抗:

xAf0.142941.12(10.1429410.142910.142910.100410.100410.100410.03387510.03387510.03387511.12)7.6

发电厂B到故障点转移电抗:

xBf0.10041.12(11.12)5.33

系统C到故障点转移电抗：

xCf0.0338751.12(11.12)1.8

2.3各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs7.64501000.8220019

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs5.331000.8525.1

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs1.8120010021.6

2.4各电源短路周期起始值

I发电厂I发电厂''A1191450310.50.822000.7235(KA)1.031(KA)

''B25.11310.50.851200310.5I系统C''21.63.055(KA)2.5流过开关短路电流

单台主变运行时，10kV母线短路，流过变压器10kV出口断路器（101、102）或母联断路器

（110）为全部短路电流：

I101I1100.72351.0313.0554.8185(KA)

''''3. 分析比较

3.1 出线断路器

10kV线路出线断路器（111~121）按两台变压器并列时短路全电流校验； 3.2 变压器10kV出口及分段断路器

变压器并列运行时，母线短路流过10kV出口及分段断路器（102、102、110）的短路电流I101I1104.7255(KA)

''''变压器单台运行时，母线短路流过10kV出口及分段断路器（102、102、110）的短路电流I101I1104.8185(KA)

''''由于I101I1104.72554.8185(KA)，那么10kV出口及分段断路器（102、102、110）应按单台主变运行时母线短路校验。

''''

七、 变电所各回路工作电流

1. 变电所220KV侧

1.1线路L3进线间隔工作电流

如果线路L3单线运行（211、212单间隔运行），发电厂A、发电厂B的电能全部通

过该开关上网。也是该开关和刀闸的最大负荷电流。

I211SGASGB23032000.840030.851.81(KA)230

I212I2111.81(KA)1.2线路L4进线间隔工作电流

如果线路L4单线运行（213、214单间隔运行），发电厂A、发电厂B的电能全部通

过该开关上网。也是该开关和刀闸的最大负荷电流。

I213SC2303120023033.01(KA)

I214I2133.01(KA)1.3母联间隔工作电流

I2103.01(KA)

I2101.5ST23031.55023030.1883(KA)

1.4主变进线间隔工作电流

I201I2021.5ST23031.55023030.1883(KA)

2. 变电所110KV侧

2.1线路L5出线间隔工作电流

线路L5出线间隔（711、712）按炼钢厂最大负荷时，单线运行计算。

I701I702S1101153520001150.953274.8(A)

2.2主变出线间隔工作电流

主变出线间隔（701、702）按主变容量50MVA计算

I701I7021.5ST11531.55011530.3765(KA)

2.3母联（分段）间隔工作电流

I7100.3765(KA)

3. 变电所10KV侧

3.1线路间隔工作电流

每条出线按最大负荷按2000KW，电压按10kV计算

I111S10max1032000100.93128.3(A)

3.2主变出线间隔工作电流

I101I1021.05SN310.531.055010.532.887(KA)

3.3母线分段间隔工作电流

I1102.887(KA)

八、 变电所220kV间隔设备参数校验分析计算

1. 根据《说明书》和以上章节，本变电所流过各220kV开关的最大短路电流均发生

在全接线运方下，所以本计算只考虑全接线运方下，母线（或短路器出口）短路时的各时刻短路电流。

设220kV侧发生短路，在最不利的情况下，保护动作和断路器全开断时间小于3.6s；根据需要，计算0s、1.8s和3.6s时刻的短路电流。

因为短路电流切除时间超过1s，故计算热效应时，不考虑非周期分量。 2. 各电源的计算电抗

2.1发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs0.142944501000.822000.35735

2.2发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs0.10041000.8512001000.472471

2.3系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.0338750.4065

3. 各时刻短路电流标幺值

3.1发电厂A各时刻短路电流标幺值：

IA0s3，IA1.8s2.15，IA3.6s2.2

3.2发电厂B各时刻短路电流标幺值：

IB0s2.3，IB1.8s1.9，IB3.6s2.1

3.3系统C各时刻短路电流标幺值

IC0s2.6，IC1.8s2.05，IC3.6s2.15

4. 各时刻短路电流

4.1发电厂A各各时刻短路电流

200IA0s30.81.883(KA)

3230200IA1.8s2.150.832302000.81.35(KA)

IA3.6s2.232301.381(KA)

4.2发电厂B各时刻短路电流

400IB0s2.30.852.72(KA)

32304000.85IB1.8s1.932304000.852.25(KA)

IB3.6s2,132302.481(KA)

4.3系统C各时刻短路电流 IC0s2.61200323012003230120032307.832(KA)

IC1.8s2.056.175(KA)

IC3.6s2.156.48(KA)

4.4短路电流表

电源点 发电厂A 发电厂B

短路电流（kA） 0s 1.883 2.72 1.8 1.35 2.25 3.6 1.381 2.481

系统C 7.832 6.175 6.48 5. 各开关流过的短路电流

根据《说明书》和上章节分析，在最不利的情况下：

主变出口（201、202）和母联（210）流过全部的短路电流；

线路L3出线断路器（211、212）流过系统C全部短路电流和变电所D短路电流的一

半；

线路L4出线断路器（213、214）流过变电所D全部短路电流和系统C短路电流的一

半；

各开关短路电流如下表：

间隔名称 201、202、210 211、212 213、214 短路电流（kA） 0s 12.435 10.1335 8.519 1.8s 9.775 7.975 6.6875 3.6s 10.342 8.411 7.102 6. 各开关的短路冲击电流 利用公式ish这里I''取0s短路电流，因为远离发电厂，所以冲击系数KM2KMI''，

短路冲击电流 （kA） 31.65 25.8 21.68 取1.8；经计算，各开关冲击电流如下表：

间隔名称 短路电流起始值 （kA） 201、202、210 211、212 213、214 7. 各开关流过短路电流的热效应 因为时间大于1s，不计短路电流非周期分量的热效应。 利用公式：QkQptk222I''10IItktk 122k12.435 10.1335 8.519 这里，tk取3.6s，I''取0s时短路电流，It取1.8s时短路电流，It取3.6s时短路

k2电流。

各开关短路电流热效应如下表：

短路电流（kA） 间隔名称 0s 201、202、210 211、212 213、214 12.435 10.1335 8.519 1.8s 9.775 7.975 6.6875 3.6s 10.342 8.411 7.102 热效应 （kAs） 365.13 234.32 171.1 2

九、 变电站110KV间隔设备参数校验

1. 计算条件

根据《说明书》和以上章节，在最不利的情况下发生短路，220kV侧为全接线运行。 110kV出线断路器（711，712）和母线分段断路器（710）的最大短路电流均发生在

变压器并列运行时；

变压器110kV出口断路器（701、702）最大短路电流发生在单台主变运行时；

设110kV侧发生短路，在最不利的情况下，保护动作和断路器全开断时间小于3.1s； 根据需要，计算0s、1.55s和3.1s时刻的短路电流。

因为短路电流切除时间超过1s，故计算热效应时，不考虑非周期分量。 2. 主变并列运行时路电流 2.1各电源的计算电抗

发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs0.814501000.822002.025

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs0.5671000.8512001002.668

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.19132.3

2.2短路电流标幺值

2.2.1发电厂A各时刻短路电流标幺值：

IA0s0.5，IA1.55s0.5，IA3.1s0.5

2.2.2发电厂B各时刻短路电流标幺值：

IB0s0.4，IB1.55s0.4，IB3.1s0.4

2.2.3系统C各时刻短路电流标幺值：

IC0s0.45，IC1.55s0.45，IC3.1s0.45

2.3各时刻短路电流

2.3.1发电厂A各时刻短路电流

200IA0sIA1.55sIA3.1s0.50.81.5(KA)

31152.3.2发电厂B各时刻短路电流

400IB0sIB1.55sIB3.1s0.40.852.24(KA)

31152.3.3系统C各时刻短路电流 IC0sIC1.55sIC3.1s0.45120031152.7(KA)

2.4主变并列时短路电流

电源点 发电厂A 发电厂B

短路电流（kA） 0s 1.5 2.24 1.55s 1.5 2.24 3.1s 1.5 2.24

系统C 2.7 2.7 2.7 3. 单台主变运行时短路电流 3.1各电源到故障点的计算电抗 发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs1.474501000.822003.675

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs1.0341000.854.87

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.3512001004.2

3.2各时刻短路电流

3.2.1发电厂A各时刻短路电流

IA0sIA1.55sIA3.1s13.6752000.80.342(KA)

31153.2.2发电厂B时刻短路电流

IB0sIB1.55sIB3.1s14.874000.850.485(KA)

31153.2.3系统C各时刻短路电流 IC0sIC1.55sIC3.1s14.2120031151.43(KA)

3.3单台主变运行时短路电流表

电源点 发电厂A 发电厂B 短路电流（kA） 0s 0.342 0.485 1.55s 0.342 0.485 1.43 3.1s 0.342 0.485 1.43 系统C 1.43 4. 各开关流过短路电流

根据《说明书》和上章节分析，在最不利的情况下：

110kV出线断路器（711，712）流过短路电流最大，为全部的短路电流；

变压器110kV出口断路器（701、702）和母线分段断路器（710）在主变并列时在单台主变运行时；流过短路电流最大，为全部的短路电流； 各开关短路电流如下表：

间隔名称 711、712 710、701、702 5. 各开关短路冲击电流 利用公式ish

0s 6.44 2.257 短路电流（kA） 1.55s 6.44 2.257 3.1s 6.44 2.257 2KMI''，这里I''取0s短路电流，因为远离发电厂，所以冲击系数KM取

1.8；经计算，各开关冲击电流如下表：

间隔名称 711、712 710、701、702 6. 各开关流过短路电流的热效应

因为时间大于1s，不计短路电流非周期分量的热效应。 利用公式：QkQptk222 I''10IItktk122kk短路电流起始值 （kA） 6.44 2.257 短路冲击电流 （kA） 16.4 5.75 这里，tk取3s，I''取0s时短路电流，It取1.55s时短路电流，It取3.1s时短路

2电流。

各开关短路电流热效应如下表：

短路电流（kA） 间隔名称 0s 711、712 710、701、702 6.44 2.257 1.55s 6.44 2.257 3.1s 6.44 2.257 热效应 （kAs） 128.6 15.8 2

十、 变电所10KV间隔设备参数校验分析计算

1. 计算条件

根据《说明书》和以上章节，在最不利的情况下发生短路，220kV侧为全接线运行。

10kV出线断路器（111~121）的最大短路电流均发生在变压器并列运行时；

变压器10kV出口断路器（101、102）及母线分段断路器（110）最大短路电流发生在

单台主变运行时；

设10kV侧发生短路，在最不利的情况下，保护动作和断路器全开断时间小于 2.1s；根据需要，计算0s、1.05s和2.1s的短路电流；

因为短路电流切除时间超过1s，故计算热效应时，不考虑非周期分量。

2. 主变并列运行时路电流 2.1各电源的计算电抗 发电厂A故障点的计算电抗：

XAjs3.864501000.822009.65

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs2.7141000.85120010012.77

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs0.91610.992

2.2各时刻短路电流

2.2.1发电厂A各时刻短路电流

IA0sIA1.05sIA2.1s19.652000.81.425(KA)

310.52.2.2发电厂B各时刻短路电流

IB0sIB1.05sIB2.1s112.774000.852.026(KA)

310.52.2.3系统C各时刻短路电流 IC0sIC1.05sIC2.1s110.9921200310.56(KA)

2.3主变并列运行短路电流表

电源点 发电厂A 发电厂B 短路电流（kA） 0s 1.425 2.026 1.5s 1.425 2.026 6 3.0s 1.425 2.026 6 系统C 6 3. 单台主变运行时短路电流 3.1各电源到故障点的计算阻抗： 发电厂A到故障点的计算电抗：

XAjs7.64501000.8220019

发电厂B到故障点的计算电抗：

XBjs5.331000.8525.1

系统C到故障点的计算电抗：

XCjs1.8120010021.6

3.2各电源到故障点短路电流

IA0.7235(KA)，IB1.031(KA)''''，IC3.055(KA)

''IA0sIA1.05sIA2.1s0.7235(KA) IB0sIB1.05sIB2.1s1.031(KA) IC0sIC1.05sIC2.1s3.055(KA)

3.3单主变运行时短路电流表

电源点 发电厂A 发电厂B 系统C

短路电流（kA） 0s 0.7235 1.031 3.055 1.05s 0.7235 1.031 3.055 2.1s 0.7235 1.031 3.055

4. 各开关流过的短路电流

根据《说明书》和上章节分析，在最不利的情况下：

10kV出线断路器（111~121）在主变并列时，流过短路电流最大，为全部的短路电流； 变压器10kV出口断路器（101、102）及母线分段断路器（110）在单台主变运行时；流过短路电流最大，为全部的短路电流； 各开关短路电流如下表：

间隔名称 111~121 101、102、110 5. 各开关短路冲击电流 利用公式ish这里I''取0s短路电流，因为远离发电厂，所以冲击系数KM2KMI''，

短路电流起始值 （kA） 9.451 4.81 短路冲击电流 （kA） 24.1 12.25 短路电流（kA） 0s 9.451 4.81 1.5s 9.451 4.81 3.0s 9.451 4.81 取1.8；经计算，各开关冲击电流如下表：

间隔名称 111~121 101、102、110 6. 各开关流过短路电流的热效应

因为时间大于1s，不计短路电流非周期分量的热效应。 利用公式：QkQptk222I''10II tktk122kk这里，tk取3s，I''取0s时短路电流，It取1.5s时短路电流，It取3s时短路电流。

2各开关短路电流热效应如下表：

短路电流（kA） 间隔名称 0s 111~121 101、102、110

十一、 变电所10KV硬母线分析计算

1. 导体长期发热允许电流

按公式ImaxKIal，其中K为综合修正系数。 K热效应 3.0s 9.451 4.81 （kAs） 187.6 48.6 21.5s 9.451 4.81 9.451 4.81 alal25alal0

K703770250.86

长期工作电流最大值： Imax2.887(KA)

ImaxK2.8870.86Ial3.356(KA)

所以选择12510的矩形母线载流量为：Ial3426(A) 2. 热稳定校验 SminQKKSC

查表可知，硬铝在70℃时，热稳定系数C87

由上章节得，短路电流热效应QK187.6(KA)2S0.1876109A2S 查表，该导体集肤效应系数Ks1.45 Smin0.1876101.4587190(mm)

922S2125102500(mm)Smin满足要求。

3. 共振校验

当选择绝缘子实际跨距LLmax时，必有f1160(HZ)，1满足不共振的要求。 m2hbW212510J2bh12Nf3310106327006.75Kgm40.010.1256EJm33.2551071010(m)6

Lmaxf13.561603.255106.752.02(m)取L1.5(m)Lmax 4. 动稳定校验 相间应力：

fph1.7310Wphbh3271aish1.731022710.356(24.110)1287(N/m)33220.010.125352.081026(m)6

7010(Pa)6phfphL2871.510Wph101251052.08102bbbh1.2410(Pa)＜al由

bh0.08，

10101250.074，查表2-15，得K120.37

条间应力：

fb0.25107i2shbalK120.25107(24.110)0.01320.37537.25(Nm)6Lbmaxb2h(ph)fb0.0120.125701.2410537.25

0.32(m)LLbmax1.5/0.325，每跨内满足动稳定所必须的最少衬垫数为5个。实际衬垫

跨距为Lb0.3(m)Lbmax

临界跨距：Lcrb4h/fb10030.0140.125/537.251.24(m) 满足LbLbmaxLcr，满足要求。