光伏项目35KV母线系统短路电流计算及保护CT参数选型.docx

邳城镇龙凤鸭河一期 10MW 渔 光互补光伏发电项目初步设计阶段35kV 母 线 三 相短路 电流计算书2018 年 1 月目录1 光伏变 电站资 料 31.1 电 力系统与本 站的 连 接方式 31.2 负荷及出线情况 32 短路电流计算 32.1 基 本假定 32.2 基 准值的选择 42.3 各 元件参数标 么值 的 计算 52.4 短路电流的计算 62.5 短 路电流计算 结果 9三 保护级 CT 选 型 校验： 101 光伏变电站资料1.1 电力系统与本站的连接方式本35kV光伏变电站，采用35kV电压等级，其35kV外 线接入220kV艾山变电站35kV间隔，采用35kV架空导线+ 铜缆，系统示意图如图1所示图1：1.2 负荷及出线情况35kV进线1回，采用LGJ-240架空导线，L=0.57km ；ZRC-YJV22-3X400mm2 铜缆，L=0.6km2 短路电流计算2.1 基本假定2.1.1 系统运行方式为最大运行方式2.1.2 磁路饱和、磁滞忽略不计即系统中各元件呈线性，参 数恒定，可以运用叠加原理2.1.3 在系统中三相除不对称故障 处以外，都认为是三相对称 的。

2.1.4 忽略对计算结果影响较小的 参数，如元件的电阻、线路 的电容以及网内的电容器、感性调和及光伏单元向主 电网的电能反馈等2.1.5 短路性质为金属性短路，过 渡电阻忽略不计2.1.6 系统中的电源均为理想电源 2.2基准值的选择为了计算方便，通常取基准容量S = 100MVA ；j基准电压U取各级电压的平均电压，即U =U =1.05U ；j j p e基准电流I =-S^ ；j v'3Uj基准电抗x =上」=匕！j j3i sj j常用基准值如表 1所示表1 常用基准值表(S.= 100MVA )j额定电压ue(kV)10.538.5115230基准电压U.j(kV)11.02540.425120.75241.5基准电流(kA )j5.241.430.480.24基准电抗工(Q)j1.2216.3145.8583.22.3各元件参数标么值的计算电路元件的标么值为有名值与基准值之比，计算公式如下：j<3u采用标么值后，相电压和线电压的标么值是相同的，单 相功率和三相功率的标么值也是相同的，某些物理量还可以 用标么值相等的另一些物理量来 代替，如 I =S 电抗标么值和有名值的变换公式 如表 2 所示。

表 2 中各元件的 标么值可由表 1 中查得表 2 各电气元件电抗 标么值计算公式元件名称标 么 值备 注发电机调相机“ X''% SX '' — ―d— X j d* 100 P . cos 申N 'Xd%为发电机次暂态电抗的百分值电动机变压器U % SX 二一k X —jT * 100 SNUk %为变压器短路电压 百分值，Sn为最大容量 线圈额定容量电抗器“ X % U SX — ―k——X X —jk* 100 <31 U2N jX %为电抗器的百分电k抗值线路SX — X l—j l* 0 U 2jl线路长度系统阻抗v S SX — —a — -b- C* S SkdSkd为与系统连接的断 路器的开断容量；S为 已知系统短路容量其中 线 路电 抗值 的 计算中 ， X 为 ：035kV 架空导线 JL/G1A-240 取 0.358 Q /kMZRC-YJV22-26/35-3X400 铜缆 取 0.103 Q /kM表 2 中 S 、S 单位为 MVA，U 、U 单位为 kV，I 、I 单N b N b N b位为 kAX°*2S.=X O = 0.358x0.57%0 U210040.4252= 0.012本 35kV 开关站各元件参数标么值 计算如下：2.3.135kV 外线铜缆：S. 100X = X 1 J = 0.103x0.6% = 0.0040*1 0 "2 40.4252j2.3.235KV 架空线路：2.4短路电流的计算2.4.1 网 络 变 换 计 算 公 式串联阻抗合成：X二X + X +……+ X工 1 2 n并联阻抗合成：X = —工 1 1 1+ + + XX X1 2 n当只有两支时X二X 1X 2工 X + X122.4.2 短 路 电 流 计 算 公 式短路电流周期分量有效值：I 亠 d X短路冲击电流峰值：i =迈K Ich ch d短路全电流最大有效值：I = I 丫 1 + 2(K -1》ch d ch式中 K 为冲击系统，可按表 3 选用。

ch表 3 不同短路点的冲击系数短路点K推荐值ch逅Kch发电机端1.902.69发电厂高压侧母线及发电机电抗器后1.852.62远离发电厂的地点1.802.55注： 表中推荐的数值已考虑了周 期分量的衰减2.4.3 最大运行方式下短路电流的计算最大运行方式下等值电路标么阻抗图见图 2图 2 ：出了 1 的 阻 抗 ， 其 它 阻 抗 均 未 列 出 ，简 化计 算d1 为艾山变 35kV 母线，根据接 入系统报告一次部分计算得知此处短路电流Id1 = 8.324/ = h = 1.43 = 8.324,d1 x1 x1根据计算得出X] = 0.172 （由图2所示）然后我们再根据标准算法计算 光伏开关站 35kV 母线 d2 处电网系统提供的短路电流，如下：d2 : X2 = 0.016I. 1.43°2 = = 0.172 + 0.016 = 7・6（以）12(二)光伏侧提供的短路电流值根据《光伏电站接入电网技术规定》(Q/GDW617-2011 ) 文中规定 ：光伏 电 站 需具备一定 的过流能力，在 1 2 0 %倍额 定 电 流以下，光 伏 电 站 连续可靠工作时间应不小于 1 分钟； 在 1 2 0 %~1 50 %额定 电 流内，光 伏电 站 连续可靠工作时间应 不小于 1 0 秒。

当监测到电 网 侧发生短路时，光伏 电 站 向电 网 输出的短路电 流应不大于额定 电 流的 1 50 %即：光伏 短 路电 流最大不超过额定 电 流的 1 50 %所以，光伏侧提供的短路电 流按照额定 电 流的 1.5 倍计 算如下： 本期： d2：1.5S 1.5x10000I = e = = 225A = 0.225kAd2 T3T "3x38.5e远景：d2：1.5S 1.5x30000I = e = = 675A = 0.675kAd2 T3T "3x38.5e2.5短路电流计算结果110kV 变电 站 三相短路电 流计算结果见下表 4表 4 短路电 流计 算结果表短路点系统侧Id(kA)光伏侧Id(kA)最终值Id(kA)最大运行方式下本期d27.60.2257.825远景d27.60.675& 275根据以上计算结 果， 邳州光伏项 目 35kV 配电装置额定 开断电流按照25KA选择，35kV配电装置额定开断电流按 照 25kA 选择满足计算结果的要求三 保护 级 CT 选 型校验 ：35kV 并网出线柜 CT ： 600/5 ， 5P30/5P30/5P30其他 35kV 进 线 柜 CT ：300/5 ， 5P30/5P30并网出线柜 CT：600x30=18000A=18kA > 8.275kA其他进线柜 CT：300x30=9000A=9kA > 8.275kA根据上述计算结果，保护 CT 的精确测量范围(30 倍额定电 流)均比光伏开关站 35kV 母线处短路电流大， 在发生系统 短路故障时均能保证精确测量， 实现保护切断功能。