110kV变电站设计(9)

青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 短路时间： tk?tpr?tbr=0.15+0.05=0.2s＜1s 所以要考虑短路电流非周期分量的影响。

因为 I(3)>I(2) 所以 按三相短路校验热稳定性。 周期电流分量的热效应为：

由于供电系统为无限大功率电源，故其短路电流周期分量不衰减所以：

Itk=Itk/2?2.08?1500500?0.2??15.60+0.50=16.10（kA）

3?115.53?115.5其中Itk/2—短路电流在t/2秒内的周期分量有效值

I''?10Itk/2?ItkQp?tk

12(18.02)2?10?(16.10)2?(16.10)2?0.2 =

12222 =52.93[KA2·S] 非周期电流热效应为：

S] Qnp?TI''=0.05×18.022=16.24[kA2·

其中，T—非周期分量热效应时间，查表得，T=0.05S

2Qk=Qp?Qnp?52.93+16.24=69.17[(kA)2.S]

Szx=

11×Qk?Kj=×69170000?1=84.86mm2<539 mm2 （公式5-9）

98C 其中Kj—集肤系数，查的Kj取1

圆管形铝锰合金导体（截面积539 mm2）满足热稳定性的要求 （3）动稳定校验：

母线自重产生的垂直弯矩Mcz由手册差得均布荷载最大弯矩系数为0.125，则弯矩为：

9.8=0.125×0.802×82×9.8=62.88(NM) （公式5-10） Mcz=0.125×qlljs×

2集中荷载产生的垂直弯矩Mcj由手册查得集中荷载最大玩具系数为0.188，则弯矩为：

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 Pljs×9.8=0.188×15×8×9.8=221.01(NM) （公式5-11） Mcj=0.188×

短路状态时母线所受的最大弯矩Md和应力?d的计算 短路电动力产生的水平弯矩Msd和短路电动力fd：

18.022ich?0.58=2.54kg/m （公式5-12） fd =1.76???=1.76?2a130Msd=0.125?fd?l2js?9.8=0.125?2.54?82?9.8=199.1NM 在内过电压情况下的风速产生的水平弯矩M'sj和风压f'v：

f'?Dv2152v=dv?kv1?16=1?1.2?0.1?16=1.69kg/m M'sj=0.125?fv'?l2js?9.8=0.125?1.69?82?9.8=132.5NM 短路状态时母线所受的最大弯矩Md和应力?d

Md=(Msd?M'sj)2?(Mcz?Mcj)2 =(199.1?132.5)2?(62.88?221.01)2 =436.5N

?Mdd=100?W=100?436.57.29=5987N/cm2 此值小于铝锰合金的最大允许应力8820 N/cm2，满足要求。

5.4.2 35KV侧母线选择与校验

1.按导体发热长期允许电流选择母线截面，根据公式5-6有：

Imax?KIal

35KV侧回路最大工作持续电流：

I.05Se1.05?31500max=

13U=

e3?37=516.10 A

Imaxal≥

IK =516.100.789=654.12A

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公式5-13） 公式5-14） 5-15）

5-16） 5-17）

（ （ （公式（公式 （公式 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 2.按照导体最大持续工作电流,依照《电力工程电气设计手册》选择50×6.3矩形铝导线平放，额定载流量约为740A。

3.校验所选的母线

（1）由母线数据知：在母线载流量系按最高允许温度为+70℃时的载流量Ial=740A 在最高环境温度+42℃时，母线的允许电流为:IS=KIal=0.789×740=583.86A 且IS=KIal≥Imax=516.60A所以满足要求。

（2）热稳定校验：

正常运行时导线最高温度为：

(516.60)2I2max=63.92℃<70℃ ????(?al??)2? 42+（70-42）2(583.86)Is''由?＝63.92℃，查表[1]得C＝89A/ mm2

主保护位瞬时动作，所以动作时间tpr=0.15s，有已选断路器知br=0.06s

短路时间tk?tpr?tbr=0.15+0.05=0.21s＜1s，所以要考虑短路电流非周期分量的影响。 因为 I(3)>I(2) ，所以 按三相短路校验热稳定性

周期电流分量的热效应为：

Itk?Itk/2=0.32×1500=7.48（kA） 3?37其中Itk/2—短路电流在t/2秒内的周期分量有效值

I''?10Itk/2?ItkQp?tk

12(7.6)2?10?(7.48)2?(7.48)2?0.21 =

12222 =11.78[kA2·S] 非周期电流热效应为：

S] Qnp?TI'' =0.05×7.62=2.89[kA2·

其中T—非周期分量热效应时间，查表得，T=0.05S

2Qk=Qp?Qnp?11.78+2.89=14.57[(kA)2.S]

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计 Szx=

11×Qk?Kj= ×14570000?1=42.89mm2<50×6.3=315 mm2

89C其中Kj—集肤系数，查的Kj取1，满足热稳定要求。

（3）动稳定校验：

跨距L=1.2m，相间距a=0.3m 单位长度上的相间电动力:

212?719380?1.73?10ish?1.73?10?216.59N/M （公式5-18） a0.3?7fphbh20.005?0.0502??2.08?10?6 m3 （公式5-19） W?66?ph?fph?L210W226.59?1.226??14.99?10pa （公式5-20） ?610?2.08?10所以?ph≤?al=70?106pa，动稳定满足要求 5.4.3 10KV侧母线选择与校验

1.按导体发热长期允许电流选择母线截面，根据公式5-6有：

Imax?KIal

10KV侧回路最大工作持续电流：

Imax=

1.05Se3Ue=

1.05?31500=1818.65（A）

3?10.5Ial≥

Imax1818.65 = =2305（A） K0.7892.按照导体最大持续工作电流,依照《电力工程电气设计手册》选择125×8双条矩形铝导线平放，额定载流量约为2670A。

3. 校验所选的母线

根据35kV侧母线校验方法进行校验，满足要求。

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计

1、按最大工作电流选择导线截面S

Imax=1.05×

SN3UN

=1.05×

315003?110=173.60 (A)

年最高平均温度为+30℃，而导线长期允许温度为+70℃，海拔高度为1000m，查表得环境修正系数K0＝0.94

IYj= Imax/K0=173.6/0.94=184.68(A)

选择110KV母线型号为：LGJ—50，LGJ—50在基准温度25℃时载流量IY 为220A。

Imax=173.60A＜K0IY=0.94×220=206.8A 满足要求

2、热稳定校验：

I(3)S=50mm＞Smin=?C2

tima=

2600×2=42mm2 87满足热稳定要求。 S——为导线截面积，mm2 ；

tima——短路电流假象时间，s；

(3)——三相短路电流，A； I?C——导线材料的热稳定系数。

二. 35KV母线的选择与校验：

1、按最大工作电流选择导线截面S

Imax=1.05×

SN3UN

=1.05×

3150003?35（1?100）=496.0 (A)

环境修正系数K0＝0.94，

IYj= Imax/K0=496.0/0.94=527.66(A)

选择110KV母线型号为：LGJ—240，LGJ—240在基准温度25℃时载流量IY 为610A。

Imax=527.66A＜K0IY=0.94×610=573.4A 满足要求

2、热稳定校验：

I(3)S=240mm＞Smin=?C2

tima=

7140×3.55=154.6mm2 87tima取3.55，满足热稳定要求。

三. 10KV母线的选择与校验：

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