【文章內(nèi)容簡介】 額定電壓 /kV 損耗 /kW 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 聯(lián)結(jié)組別 總體質(zhì)量 /t 備注 高壓 低壓 空載 短路 5000 35， 38177。 2 % 7 Y d11 沈變 上變 福變 武變 《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)》 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 五、 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對(duì)用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。然而由于各種原因（如工作人員誤操作、鳥獸跨越在裸露的相線之間）也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路（ short circuit）。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。 短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流（ shortcircuit current）比正常負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。如此大的電流可產(chǎn)生很大的點(diǎn)動(dòng)力和很高的溫度，而使線路中的原件受到損害。由于短路時(shí)電路的電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和降低產(chǎn)品質(zhì)量。繼電保護(hù)裝置在發(fā)現(xiàn)短路電流后動(dòng)作，切除故障線路，可造成不同范 圍的停電。 由此可見，短路的危害是很大的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。 為了斷則切除短路故障的開關(guān)電源、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的原件等，也必須計(jì)算短路電流。 短路電流計(jì)算的方法和步驟 進(jìn)行 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱相對(duì)單位制法），工程上常用標(biāo)幺制法。故本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計(jì)算。 繪制 計(jì)算電路圖、選擇短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個(gè)元件依次編號(hào)。短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇得使需要進(jìn)行短路效驗(yàn)的電器元件有最大可能的短路電流通過。 設(shè)定基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA 和基準(zhǔn)電壓 Ud=Uc（短路計(jì)算電壓，即 ），并計(jì)算基準(zhǔn)電流 Id。 （ ） 計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值（一般只計(jì)算電抗標(biāo)幺值） （ 1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 （ ） 式 中， SOC— 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，單位為 MVA。 （ 2）電力線路的電抗標(biāo)幺值 （ ） 式中， UC— 線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓，單位為 kV， UC=. Cdd UM V AUS 31003I d ??OCOCdS SM V A10 0SSX ???2C02C0*WL UM V A10 0lXUSdlXX ??《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)》 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 采用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，無論短路計(jì)算點(diǎn)在哪里，線路的電抗標(biāo)幺值不需換算。 （ 3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 （ ） 式中， Uk%— 變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值； SN — 變壓器的額定容量。 繪制短路回路等效電路，并計(jì)算總阻 抗（總電抗標(biāo)幺值）。 計(jì)算短路電流，分別對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算各短路電流 ）（ 3Ik 、 )3(I 、 ）（ 3I? 、 ）（ 3shI 等。 （ ） 在無窮大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系： )3(I = ）（ 3I? = ）（ 3Ik （ ） 高壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計(jì)算： ）（）（ 33sh ? （ ） ）（）（ 33sh ? （ ） 低壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計(jì)算： ）（）（ 33sh ? （ ） ）（）（ 33sh ? （ ） 計(jì)算短路容量，三相短路容量按下式計(jì) 算： ）（）（ 3kc3k IU3S ? （ ） 該廠供電系統(tǒng)電路及短路等效電路 該廠電源從位于距該廠東側(cè) 8km處的 220/35kV變電站以 35kV雙回路架空線引入工廠，其中一路做為工作電源，另一路作為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行。其供電系統(tǒng)電路圖如圖 所示。該供電系統(tǒng)中，需計(jì)算圖中的四處短路點(diǎn)的短路電流、短路容量等，以用于確定一次設(shè)備，其短路等效電路圖如圖 所示。 NkNdk*T S %US100 S%UX ??XI *d)3( I ??K《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)》 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 圖 工廠供電系統(tǒng)電路圖 短路計(jì)算 取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA； 計(jì)算基準(zhǔn)電流 )( 1003I11 Cdd ???? U S 1003U SI22dd ???? ）（C 1003U SIIIII3108753 Cdddddd ???????? ）（ 1003U SIII 4 dddd 964 ?????? ）（C 電力系統(tǒng)的電抗： V A1000 M V A100SSX ocd1 ???? G架 空 線 l= 8 k m備 用 架 空 線 路3 5 /1 0 k V3 5 /1 0 k V1 0 /0 .4 k V1 0 /0 .4 k V1 0 /0 .4 k V1 0 /0 .4 k V1 0 /0 .4 k V1 0 /0 .4 k V1 0 /0 .4 k V1 0 /6 k V1 0 /6 k V1 0 /6 k V1 0 /0 .4 k V3 5 k V1 0 k V∞ 系 統(tǒng)k 1k 2k 3k 4k 5k 6k 7k 8k 9k 1 0S N 1 0 3 5S N 1 0 3 5《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)》 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 架空線路電抗：本設(shè)計(jì)采用表 表 電力線路每相的單位長度電抗平均值 線路結(jié)構(gòu) 線 路 電 壓 35kV 及以上 6～ 10kV 220/380V 架空線路 電纜線路 因此 變壓器電抗： .415000100 101007100 %XX 343 ?? ????? ??Ndk SSU 故可得出短路等效電路圖 ，根據(jù)短路圖可算出各短路點(diǎn) 的總阻抗如下： ????? ?? 211k ）（ ?????? ?? ∥XXXX 43212k ）（ ??????? ?? ∥XX∥XXXX 6543213k ）（ 0 0km8km/ 22c2d02 ??????? ）（）（2. 81600100 %XX 365 ?? ????? ??Ndk SSU5. 6800100 %XX 398 ?? ????? ??Ndk SSU2. 22500100 101005. 5100 %X 37 ?? ?????Ndk SSU7. 1630100 101004. 5100 %XX 31410 ?? ????? ??Ndk SSU4. 51000100 %XX 31211 ?? ????? ??Ndk SSU5. 6800100 101004. 5100 %X 313 ?? ?????Ndk SSU10400100 101004100 %X 315 ?? ?????Ndk SSU 0 0km8km/ 22c2d02 ??????? ）（）（《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)》 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 ??????? ?? ∥XXXX 743214k ）（ ??????? ?? ∥XX∥XXXX 9843215k ）（ ??????? ??? ?? ∥XXXXX 1043219k6k ）（）（ ??????? ?? ∥XX∥XXXX 121143217k ）（ ??????? ?? ∥XXXX 1343218k ）（ ??????? ?? ∥XXXX 15432110k ）（ 計(jì)算三相短路電流和短路容量 （ 1） k1 點(diǎn)短路 三相短路電流周期分量有效值 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 4 .8 6 k AIII 3 1k3)3( ??? ? ）（）（ 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路 33sh ???? ）（）（ 33sh ???? ）（）（ 三相短路容量 M V V 0 0X SS1kd3 1k ??? ??? ）（）（4. 86 II1kd13 1k ??? ??? ）（）（《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)》 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 圖 短路等效電路圖 （ 2） k2 點(diǎn)短路 三相短路電流周期分量有效值 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 5 .1 9 k AIII 3 2k3)3( ??? ? ）（）（ 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路 33sh ???? ）（）（ 33sh ???? ）（）（ 三相短路容量 C3Uk 1k 21CU2CU126.414k 3k 4k 5k 6k 7k 8k 9k 1 0C4U5789101112131015.4135. 19k II2kd23 2k ??? ??? ）（）（M V V SS1kd3 1k ??? ??? ）（）（《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)》 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 （ 3） k3 點(diǎn)短路 三相短路電流周期分量有效值 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 5 4 . 5 6 k AIII 3 3k3)3( ??? ? ）（）（ 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路 4 . 5 6 k 33sh ???? ）（）（ 4 . 5 6 k 33sh ???? ）（）（ 三相短路容量 （ 4） k4 點(diǎn)短路 三相短路電流周期分量有效值 三相短路次暫 態(tài)電流和