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1、某省 500kV 变电站直流系统短路电流计算书1. 系统描述蓄电池容量： 700Ah 110V 52 节，2 电 3 充，带分屏各级保护电器使用情况：蓄电池出口保护电器： NT 系列熔断器， 400A 主馈电屏出口保护电器：至就地500kV 继保室分屏： C63A 断路器至就地主变及 35kV 小室： C63A 断路器分馈电屏出口保护电器：至就地500kV 继保室测保屏： C25A 断路器至就地主变及 35kV 小室： C25A 断路器测保屏出口保护电器：至就地500kV 继保室负载： C3A 断路器至就地主变及 35kV 小室： C3A 断路器导线截面和长度使用情况：蓄电池出口电缆： S=7
2、0mm2，L=25m 主馈电屏至分馈电屏电缆：至就地500kV继保室分屏： S=35mm2，L=115m 至就地主变及 35kV小室： S=35mm2，L=150m 分馈电屏至测保屏电缆：至就地500kV继保室测保屏： S=4mm2，L=30m 至就地主变及 35kV小室： S=4mm2，L=30m 测保屏到负载导线： S=2.5 mm2，L=1m 2. 现状分析以下分析使用直流系统分析软件，本直流系统分析软件是直流系统辅助计算工具，能够快速、准确的计算出直流系统中各处短路电流值大小，进而为设备的合理选型提供依据。本软件以 DL/T5004-2004 为基础，以完善的、准确的校验准则库及产品数
3、据库为支撑，不仅能对已有的直流系统进行分析、校核，也能对新的直流系统的设计起到辅助设计的作用。软件中的校验准则包括：导线/电缆压降校核、开关灵敏度校核、额定电流校核、工作电压校核及上下级开关选择性校核。图 1 所示为对此 500kV 变电站分析结果至就地 500kV 继保室至就地主变及 35kV 小室图 1 500kV 变电站现状分析图中蓝色部分表示设备选型合理，红色部分表示设备选型存在问题，计算书如下：(1) 蓄电池出口电缆压降校验实际压降 =4.05V ；许可压降 =1.1V ；不合格(2) 蓄电池出口保护电器灵敏度校验熔断器额定电流 400A ；负载电流 385.0A；合格负载短路电流：
4、 3743.33A；动作上限 :6250.09A ；不合格(3) 馈电屏断路器灵敏度校验以及与上级蓄电池出口熔断器选择性校验第一支路（至就地500kV 继保室分屏）本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 736.27 A；动作上限 :945A ；不合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 3488.A；本级动作上限： 945.0A ；合格上级实际短路电流：3488.72A ；上级瞬动下限：6250.09A ；本级断路器短延时t1=0.0ms；上级熔断器短延时t2=60.0ms；合格第二支路（至就地主变及35kV 小室）本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 593.71 A；动作上限 :945A
5、；不合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 3488.72 A；本级动作上限： 945.0A ；合格上级实际短路电流：3488.72A ；上级瞬动下限：6250.09A ；本级断路器短延时t1=0.0ms；上级熔断器短延时t2=60.0ms；合格(4) 分馈电屏断路器灵敏度校验以及与上级主馈电屏断路器选择性校验：第一支路（至就地500kV 继保室测保屏） ：本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 258.77A；动作上限 :375 A ；不合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 704.99A；本级动作上限： 375.0A ；合格上级实际短路电流： 704.99A； 上级瞬动下限：.441.
6、0 A； 本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；不合格第二支路（至就地主变及35kV 小室） ：本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 238.63A；动作上限 :375A ；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 573.2A；本级动作上限： 375.0A ；合格上级实际短路电流： 573.2A ；上级瞬动下限： 441.0A ；本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；不合格(5) 负载断路器灵敏度校验以及与上级分馈电屏断路器选择性校验第一支路（至就地500kV 继保室负载） ：本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 146.4A；动作
7、上限 :45 A ；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 149.25A；本级动作上限： 45.0A ；合格上级实际短路电流： 149.25A； 上级瞬动下限：.175.0 A； 本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms；合格第二支路（至就地主变及35kV 小室） ：本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 139.73A；动作上限 :45A ；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 142.32A；本级动作上限： 45.0A ；合格上级实际短路电流： 142.32A；上级瞬动下限： 175.0A ；本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=0.0ms
8、；合格3. 系统建议方案一：时间选择性方案根据直流系统分析，为了使直流系统满足级差配合和其他各项要求，实现全选择性保护，我们提出了以下建议方案：蓄电池出口保护电器使用GMB-400M/2400R 400A 三段保护断路器，短延时时间为为 60ms。这有效的解决了熔断器的离散性大的问题，同时，又能可靠与下级三段保护断路器（短延时时间为30ms）实现选择性保护。主馈电屏中使用GMB100M/2400R 63A 三段保护断路器，短延时时间为30ms，可与下级断路器利用时间差可靠实现选择性保护。分馈电屏中使用GM5B-32/25A 三段保护断路器，短延时时间为7ms，可与下级两段保护断路器自然实现选择
9、性保护。方案二：限流方案蓄电池出口保护电器使用GM5FB-800400A 全选择性保护断路器，与下级GM5FB 系列断路器电流相差1.6 倍，即可实现选择性保护。主馈电屏中使用GM5FB-250/63A 全选择性断路器，当下级断路器负载端短路电流小于本级断路器瞬动下限时，且上级动作时间大于上级动作时间时，具有选择性保护。分馈电屏中使用 GM5-63H/2C25A 延迟动作型二段保护断路器，经下级L 型断路器限流并分断后的短路电流峰值小于上级断路器额定电流的20 倍时，可靠实现选择性。4. 系统分级分析图和计算书对建议方案一进行分析，结果如“图2” ：至就地 500kV 继保室至就地主变及 35
10、kV 小室图 2 500kV 变电站直流系统建议方案一计算书如下：(1) 蓄电池出口电缆压降校验原系统中采用的70mm2导线经压降校核，为4.05V，远高于标准中规定值1.1V，经反复验算，结果为建议选用300mm2导线，压降为 0.94V ；许可压降 =1.1V ；合格（建议方案二中导线截面选取原因同上） 。(2) 蓄电池出口保护电器灵敏度校验断路器额定电流 400A ；负载电流 385.0A；合格负载短路电流： 5063.87 A；动作上限 : 4800A；合格(3) 馈电屏断路器灵敏度校验以及与上级蓄电池出口断路器选择性校验第一支路（至就地500kV 继保室分屏）本级断路器灵敏度校验：负
11、载短路电流： 769.31A；动作上限 :756A ；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 4379.87A；本级动作上限： 756.0A ；合格上级实际短路电流：4379.87A ；上级瞬动下限：12000.0A ；本级断路器短延时t1=30.0ms；上级断路器短延时t2=60.0ms；合格第二支路（至就地主变及35kV 小室）本级断路器灵敏度校验：原方案中直流屏内选用的为C63A 断路器，经校核分析，灵敏度不满足要求，即当本级末端（含断路器负载端至下一级断路器之间的连接导线）发生短路时，本级断路器将不能有效分断此短路电流，因此，建议将本级断路器负载端导线截面由原来的35mm2变为50m
12、m2，此时负载短路电流： 828.71A ；本级断路器动作上限 :756A ；合格。断路器选择性校验：本级实际短路电流： 4379.87A；本级动作上限： 756.0A ；合格上级实际短路电流：4379.87A ；上级瞬动下限：12000.0A ；本级断路器短延时t1=30.0ms；上级断路器短延时t2=60.0ms；合格(4) 分馈电屏断路器灵敏度校验以及与上级主馈电屏断路器选择性校验：第一支路（至就地500kV 继保室测保屏） ：本级断路器灵敏度校验：原方案中直流屏内选用的为C25A 断路器，经校核分析，灵敏度不满足要求，即当本级末端（含断路器负载端至下一级断路器之间的连接导线）发生短路时
13、，本级断路器将不能有效分断此短路电流，因此，建议将本级断路器负载端导线截面由原来的4mm2变为6mm2，此时负载短路电流：330.25A；本级断路器动作上限:300A ；合格（第二支路中导线建议截面原因同上） 。断路器选择性校验：本级实际短路电流： 715.64A；本级动作上限： 300A ；合格上级实际短路电流： 715.64瞬动下限： 4800.0 A；本级断路器短延时t1=7.0ms；上级断路器短延时 t2=30.0ms；合格第二支路（至就地主变及35kV 小室） ：本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 340.74上限:300；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 766.77动作
14、上限： 300.0A；合格上级实际短路电流： 766.77 瞬动下限： 4800.0A；本级断路器短延时t1=7.0ms；上级断路器短延时 t2=30.0ms；合格(5) 负载断路器灵敏度校验以及与上级分馈电屏断路器选择性校验第一支路（至就地500kV 继保室负载） ：本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 166.82A；动作上限 :45 A ；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 170.54A；本级动作上限： 45.0A ；合格上级实际短路电流： 170.54A； 上级瞬动下限：1200.0 A； 本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=7.0ms；合格第二支路（至就地
15、主变及35kV 小室） ：本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 169.46A；动作上限 :45A ；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 173.29A；本级动作上限： 45.0A ；合格上级实际短路电流： 173.29A； 上级瞬动下限：1200.0A； 本级断路器短延时t1=0.0ms；上级断路器短延时t2=7.0ms；合格对建议方案二进行分析，结果如“图3” ：至就地 500kV 继保室至就地主变及 35kV 小室图 3 500kV 变电站直流系统建议方案二计算书如下：(1) 蓄电池出口电缆压降校验实际压降 =0.94V ；许可压降 =1.1V ；合格(2) 蓄电池出口保护电器灵敏度校验断路器额定电流 400A ；负载电流 385.0A；合格负载短路电流： 4882.03 A；动作上限 : 2500A；合格(3) 馈电屏断路器灵敏度校验以及与上级蓄电池出口断路器选择性校验第一支路（至就地500kV 继保室分屏）本级断路器灵敏度校验：负载短路电流： 770.091A；动作上限 :393.75A ；合格断路器选择性校验：本级实际短路电流： 4405.52A；本级动作上限： 393.75A；合格上级实际短路电 流： 4405.52A ；上级 瞬 动下限：8000.0A ； 本级断路器短延时t1=15.0ms；上级
