【文章內容簡介】 型短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況計算。在本設計的電氣主系統(tǒng)中，由于發(fā)電機出口采用分相封閉母線，故障幾率小，所以運行可靠性高 ,及不可能出現(xiàn)比三相短路更為嚴重的短路類型，所以只需計算三相短路電流。 短路計算點 在計算電路圖中，同電位各短路點的短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點的位置不同而不同。校驗電器和載流導體時，必須確定電氣設備和載流導體處于最嚴重情況的短路點，使通過的短路電流校驗值為最大。例如：兩側均有電源的斷路器，如發(fā)電廠與系統(tǒng)相聯(lián)系的出線斷路器和發(fā)電機、變壓器回路的斷路器，應比較斷路器前、后短路時通過斷路器的電流值，擇其大者為計算短路點；母聯(lián)斷路器應考慮當采用該斷路器向備用母線充電時，備用母線故障流過該備用母線的全部短路電流；帶電抗器的出線回路由于干式電抗器工作可 靠性較高，且斷路器與電抗器間的連線很短，故障幾率小，電器一般可選電抗器后為計算短路點，這樣出線可選用輕型斷路器，以節(jié)約投資。 綜上述分析，計算電路圖中的短路點可設置為四點，即母線、發(fā)電機出口、廠高變分裂繞組一側和高備變分裂繞組一側。 短路電流計算方法 在工程設計中，短路電流計算均采用實用計算法，即在一定假設的條件下，計算出短路電流的各個分量。 短路電流計算步驟 實用計算中，用運算曲線法計算短路電流的具體步驟： (1) 選擇短路計算點； (2) 系統(tǒng)元件參數計算 (標么制 )，取基準容 量 BS ，基準電壓 navB UU ?? (各級平均額定電壓 )，按平均額定電壓之比計算元件電抗的標么值； 風江水電站工程設計說明書 14 (3) 對電動勢、負荷的簡化，取各發(fā)電機次暫態(tài)電動勢 ? ? 139。39。0 ??E ，電抗用次暫時態(tài)電抗 39。dX 表示，略去非短路點的負荷，只計短路點附近大容量電動機的反饋電流； (4) 繪出等值網絡，并將各元件電抗統(tǒng)一編號； (5) 網絡化簡，在離短路點的電氣距離很近時，可將同一類型的發(fā)電機 進行合并，但無限大容量電源應單獨考慮； (6) 求轉移電抗 sknk XX 、 (分別是等值電源和無限大容量電源對短路點的轉移電抗 )； (7) 求計算電抗 jsX ，即將前面求出各等值電源的轉移電抗按各相應等值電源的容量進行歸算； (8) 由計算電抗分別查出 0、 4s 時各等值電源供出的三相短路電流周期分量有效值的標么值 tnI? ，由無限大容量電源供給的三相短路電流不衰減，其周期分量有效值的標么值 sks XI /1?? ； (9) 計算短路電流周期分量有值 39。I 、 ??2I 、 ??4I ； (10) 計算短路的沖擊電流 shI 。 計算公式 元件參數計算 GNBdG SSXX ?? 式中 GX? —— 發(fā)電機電抗標么值； dX —— 發(fā)電機次暫態(tài)電抗； BS —— 基準容量 (一般取 100 或 1000)， AMV? ； NGS —— 發(fā)電機的額定容量， AMV? 。 ? ?NBkT SSUX 100%?? 風江水電站工程設計說明書 15 式中 TX? —— 變壓器電抗標么值 ； ? ?%kU —— 變壓器短路電壓百分數或阻抗電壓百分數， %； NS —— 變壓器額定容量， MV A。 ? ? ? ?? ? NBT SSUX 100 %2121 ??? ? 式中 ? ?21??TX —— 分裂變壓器高壓繞組與一個低壓繞組間的電抗標么值； ? ?? ?%21?U —— 分裂變壓器半穿越電抗百分數， %； NS —— 分裂分壓器的額定容量。 網絡變換 211221 XX XEXEE ???? 2121 XX XXX ??? 式中 ?E —— 合并后的等值電源 ?X —— 合并后的等值電抗 (a) 變換 前的網絡 (b)變換后的網絡 圖 網絡變換圖 Y/Δ網絡變換如圖所示： 1?E 2?E ??E 1?X 2?X ??X 風江水電站工程設計說明書 16 (a) Y 形網絡 (b) Δ形網絡 網絡變換圖 Y Y/Δ變換 3212112 XXXXXX ??? 1323223 XXXXXX ??? 2131331 X XXXXX ??? Δ / Y 變換 31231231121 XXX XXX ??? 31231223122 XXX XXX ??? 31231231233 XXX XXX ??? 計算電抗 )/( 111 BNkjs SSXX ?? )/( 222 BNkjs SSXX ?? ? ? 式中 kX1 、 kX2 ? —— 等值電源 2? 短路點的轉移電抗 1?NX 、 2?NX ? —— 等值電源 2? 的額定容量， AMV? 。 1 13 2 3 21X 3X 31X 12X 風江水電站工程設計說明書 17 短路點短路電流周期分量有效值的計算 BsNtNtt IIIIIII ????? ??? 2211 其中 )3/(11 kavNN USI ??? ? )3/(22 kavNN USI ??? ? ? ? )3/( kavBB USI ?? 式中 kavU? —— 短路點 k 所在電壓級的平均額定電壓， kV； 1?NI 、 2?NI —— 歸算至短路點電壓級各等值電源的額定電流， kA。 短路的沖擊電流 39。39。impIk?shi 式中 39。I —— 起始次暫態(tài)電流； impk —— 沖擊系數，一般取 。 電流分布系數及轉移電抗 用單位電流法可以比較方便地求得開式網絡各支路的電流分布系數和轉移抗。如圖 (a)的網絡 ,令 0321 ??? ??? EEE ,在短路點 ??3k 加電動勢 kE? ,使之將圖 (a)網絡等效變?yōu)閳D (b)等值網絡。在此網絡中可使 11??I 為單位電流，則有 212112 // XXXXII ?? ， 24 III ?? ? ? 344113 / XXIXII ?? ， 34 IIIk ?? 根據電流分布系數的定義，各支路的電流分布系數為 kk IIIC /1/11 ?? kIIC /22 ? 風江水電站工程設計說明書 18 kIIC /33 ? (a) 網絡圖 (b)等值網絡 圖 用單位電流法求電流分布系數 從而得各支路的轉移電抗為 11 /CXX kk ?? 22 /CXX kk ?? 33 /CXX kk ?? 式中 ? ? 53421 //// XXXXXX k ???? 為短路回路總等值電抗。 短路電流參數計算 視系統(tǒng)為無限大容量電源，即 ??S ，已經 220kV 母線與系統(tǒng)聯(lián)系的電抗標么值 ?lX 。取 MVASB 100? ， navB UU ?? ，計算各元件電抗的標么值 21 ????? ?? NBdGG SSXXX ? ? %21 ????? ??NBkTT SSUXX ????TX ????TX 1?E 2?E 3?E 1X 2X 3X 4X 5X 1X 2X 3X 4X 5X kE 1?I 2?I 3?I kI? 風江水電站工程設計說明書 19 取 1??E ，并將各元件電抗編號，做出等值網絡如圖 所示。這是純電抗等值網絡，圖中電抗值前的 j 均已略去，并將電抗下標“ *”也略去，相應的運算以實數運算。 圖 短路電流計算等值網絡 220kV 母線短路 (k1) 等值網絡化簡及進一步化簡分別如圖 (a)和 (b)所示。發(fā)電機 G1與 G2合并，合并后的等值機 G對短路點的等值電抗為 ? ? ? ? 0 2 3 1 428 ?????? XXX (a)網絡化簡 (b)進一步化簡 圖 等值網絡化簡 K 1sK 1G 2G 1 G 2s K 1K 4K 2K 3G 1 G 2s 7 風江水電站工程設計說明書 20 系統(tǒng)供給的短路電流不衰減，其周期分量有效值 標么值 50 11 1 ???? XI s 有效值 ? ?kAUSII kavBss ????? ?? 等值機 G對短路點 K1的計算電抗為 ????? BGNjs SSXX 查附圖的運算曲線，可得 ? ? ??I ， ? ? ??I ， ? ? ??I 歸算至短路點處電壓級等值機 G的額定電流為 ? ?kAUSIkavGNG 66723 ????? 于是短路點 K1的不同時刻三相短路電流周期分量有效值分別為 ? ? ? ?kAIIII SNG 0 ?????? ? ? ?kAI ???? ? ?kAI ???? ? ?kAIi sh ???? 300MW 發(fā)電機出口短路 (k2) 將圖 (a)和 (b)所示。 等值電抗 8X 為 1 3 ????? XXX 系統(tǒng) S和發(fā)電機 G2對短路點 K2的轉移 (利用星 — 三角變換 )分別為 風江水電站工程設計說明書 21 (a)網絡化簡 (b)進一步化簡 圖 等值網絡化簡 0 4 0 1 1 4141 ???????? X XXXXX Sk 84842 ???????? X XXXXX k 發(fā)電機 G1和 G2對短路點 K2的計算電抗分別為 2 006 670 ???? BNGjs SSXX 066 711 ???? BNGkjs SSXX 根據運算曲線，分別查 t 為 0、 4s時，發(fā)電機 G1和 G2供給的短路電流周期分量有效值的標么值 ? ? * ?I , ? ? * ?I , ? ? * ?I ? ? * ?I , ? ? * ?I , ? ? * ?I 由系統(tǒng)供給的短路電流周期分量不衰減，其有效值的標么值為 11* ??? sks XI 固有效值 ss II *? , ? ?kAUSII kavBsB ????? ?? 歸算至短路點處電壓級 G1 和 G2的額定電流為 ? ?kAUSIIkavNGNGNG 112 ?????? sG 2G 1G 2K 2 K 2sG 1 風江水電站工程設計說明書 22 于是短路點 K2不同時刻短路電流周期分量的有 效值分別為 ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?kAIIIIIIIIII