10kV开闭所电气部分初步设计 第4页

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3小区箱式变电站的选择

箱式变电站有称预装式变电站是集高压受电部分、配电变压器、低压配电部分于一体的组合装置，该技术是从欧洲引进的，俗称欧式箱变也是日常生活中常用的箱变之一。以ZBW(XBW)系列箱式变电站为例：

它具有成套性强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、文护方便、以及可移动等特点，与常规土建式变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通常仅为常规变电站的1/10～1/5，大大减少了设计工作量及施工量，减少了建设费用。

（1）型号及其含义:

图3-1

（2）ZBW(XBW)系列箱式变电站的主要技术参数简介，见下表 3-1

表3-1 ZBW(XBW)系列箱式变电站主要技术参数

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表3-2

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    该住宅区10kV开闭所设计出线8回。其中4回送电给200kVA变电所，2回送电给315kVA变电所，2回送电给250kVA变电所。变电所采用箱式变电所（站）。故选择8个ZBW系列的箱式变电站,其高压侧额定电压均为10kv,变压器的容量分别为4个200kVA,2个315kVA,2个250kVA。因为是为生活小区供电，而且容量均在50-400kvA内，故由表2选择三相品字型排列。

4 负荷计算及短路电流计算

4.1供电系统的总计算负荷

计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

其中由设计要求所给出的数据可知,该开闭所出线所供给的8个变电站的变压器功率因素都按已达到0.9处理,参照设计任务书所给条件可知,开闭所8回出线中4回送电给200kVA变电所，2回送电给315kVA变电所，2回送电给250kVA变电所。所以,可以确定总的计算负荷，确定这一级的计算负荷的目的是为了选择高压母线及其开关电器和高压进线电力电缆。  

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具体计算如下表4-1所示:

表4-1  计算总的负荷

由以上计算可知，分别由两个地区变电所引入的10 电源干线的总的计算电流 =106.81A。

4.2短路电流的计算

    短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。   

    短路电流计算的方法：常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。绘制短路电路图如图4-1：

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图4-1 短路计算电路

4.2.1 在最小运行方式下短路电流的计算(以甲站中200kVA为例）

（1）确定基准值

设S _d =100MVA，U_d=U_c，即高压侧U_d1=10.5kV，低压侧U_d2=0.4kV，则

　　　　I _d1=S _d/ U _d1=100MVA/（ ×10.5kV）=5.50kA

　　　　I _d2 =S _d/  U _d2=100MVA/( ×0.4kV）=144.34kA

（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值

1）电力系统（S_0C = 200MV·A）

X₁^* = 100kVA/200= 0.50

2）电缆线路

  由110/10kV甲站采用电缆引入，故对10kV电力电缆可取X₀=0.10Ω/km,而线路长5km，故

 X₂^*=（0.10×5）Ω×100MVA/（10.5kV）²=0.45

绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。

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图4-2 等效电路

（3）求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量

1）总电抗标幺值

X^*_∑（k-1）=X^*₁+X^*₂= 0.50+0.45= 0.95

2）三相短路电流周期分量有效值

　I^（3）_k-1=I_d1/X^*_∑（k-1）=5.50kA/0.95= 5.79 kA

3）其他三相短路电流

　I"⁽³⁾=I⁽³⁾_∞=I⁽³⁾ _k-1=5.79kA

　i⁽³⁾_sh=2.55 I"⁽³⁾=2.55×5.79kA=14.76kA

I⁽³⁾ _sh =1.51 I"⁽³⁾=1.51×5.79kA=8.74kA

4）三相短路容量

S⁽³⁾ _k-1=S _d/ X^*_∑（k-1）=100MVA/0.95=105.26MVA

4.2.2 在最大运行方式下短路电流的计算

同理:（1）确定基准值

设S _d =100MVA，U_d=U_c，即高压侧U_d1=10.5kV，低压侧U_d2=0.4kV，则

I _d1=S _d/ U _d1=100MVA/（ ×10.5kV）=5.50kA

I _d2 =S _d/ U _d2=100MVA/（ ×0.4kV）=144.34kA

（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统（S_oc= 300MV·A）
          X₁^*= 100/300= 0.33
2）电缆线路

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