【文章內(nèi)容簡介】 通常用于 1KV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計算。 三相短路電流周期分量起始值的計算 短路電流計算的基準值 短路電流的計算通常采用近似標幺值計算。取 BS =100MW，各級基準電壓為平均額定電壓。 網(wǎng)絡(luò)模型 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 計算短路電流對所用的網(wǎng)絡(luò)模型為 簡化模型，即：忽略負荷電流；不計各元件的電阻，也不計送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示，并認為發(fā)電機電勢模值標幺制為 1，相角為 0176。 三相短路電流周期分量起始值的計算步驟 1） 計算各元件參數(shù)標幺值，作出等值電路 前已選出了主變壓器（三繞組），其阻抗電壓百分比，如下表： 繞組 高 — 中 高 — 低 中 — 低 阻抗電壓 % 12— 14 22— 24 7— 9 計算每個繞組的短路電壓百分數(shù)： %1SV ＝ 21 （ %)21( ?SV ＋ %)13( ?SV － %)32( ?SV ）＝ 21 （ 13＋ 23－ 8）＝ 14 %2SV ＝ 21 （ %)21( ?SV ＋ %)32( ?SV － %)13( ?SV ）＝ 21 （ 13＋ 8－ 23）＝ 1 %3SV ＝ 21 （ %)32( ?SV ＋ %)13( ?SV － %)21( ?SV ）＝ 21 （ 8＋ 23－ 13）＝ 9 取 BS =100MVA， BU = avU 計算變壓器各繞組的標 幺值 11?TX ＝ 100%1SV 240100 ＝ 1014 240100 ＝ 21?TX ＝ 100%2SV 240100 ＝ 101? 240100 ＝ 31?TX ＝ 100%3SV 240100 ＝ 109 240100 ＝ 由于一期工程，只有兩臺主變運行。所以，只需考慮 2 臺變壓器。 2 變的參數(shù)與 1 變的參數(shù)一致。 做出等值電路圖： 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 EX T1 1T2 1X(f1)XXXXT1 2T1 3T2 2T2 3(f2)(f3)X 2） 當 （ f1） 點（ 220kV母線）發(fā)生短路時的計算 39。fI ＝ XE39。＝ ＝ 有名值： 39。fI ＝ avBUS3＝ 310 2301 ＝ 14（ KA） 沖擊電流： imi ＝ 2 imK 39。fI ＝ 14＝ （ KA） If(f 1)EX 3） 當 （ f2） 點 （ 110KV母線）發(fā)生短路時的計算 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 (f2)EXXXXXXXT21T22T11T12TE 1TX ＝ 2TX ＝ 11?TX ＋ 21?TX ＝ － ＝ TX ＝ 1TX // 2TX ＝ 1X ＝ X ＋ TX ＝ ＋ 39。fI ＝ 139。XE ＝ 有名值： 39。fI ＝ avBUS3＝ 1153100? ＝ （KA） 沖擊電流： imi ＝ 2 imK 39。fI ＝ ＝ （KA） 4） 當 （ f3） 點 （ 35KV母線）短路計算 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 EXXXXXXXT21T23T11T13TE(f 3) 1TX ＝ 2TX ＝ 11?TX ＋ 31?TX ＝ ＋ ＝ TX ＝ 1TX // 2TX ＝ 1X ＝ X ＋ TX ＝ ＋ 39。fI ＝ 139。XE ＝ 有名值： 39。fI ＝ avBUS3＝ 373100? ＝ （ KA） 沖擊電流： imi ＝ 2 imK 39。fI ＝ ＝ （ KA） 短路電流表 計算參數(shù) 短路點 短 路 電 流 有 名 值(KA) 沖 擊 電 流 (KA) 220KV 14 110KV 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 35KV 本章小結(jié) 本章 對變電站系統(tǒng)中的各個電壓等級下的母線發(fā)生三相短路時，所流過的短路電流進行了分別計算。這為下步設(shè)備選擇奠定了基礎(chǔ)。 第 4 章 設(shè)備的選擇及動、熱穩(wěn)定校驗 盡管電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的工作和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè) 備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗人穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 1） 電器選擇的一般原則 （ 1） 應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 23 （ 2） 應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。 （ 3） 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。 （ 4） 與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 （ 5） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 （ 6） 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 2） 額定電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，有時會高于電網(wǎng)的額定電壓 ，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。因此，在電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 NU 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件選擇。即 NU ≥ NSU 3） 額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 是在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流 。 NI 應(yīng)不小于該賄賂在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即： NI ≥ maxI 4） 環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響 當電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境條件如溫度、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆水度等超過一般電氣設(shè)備使用條件時，應(yīng)采取措施。 5） 機械荷載 所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。 校驗 1） 校驗的一般原則 （ 1） 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱校驗。校驗的短路電安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 24 流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況校驗。 （ 2） 用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定。用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。 2） 短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定條件。 tIt2 ≥ kQ 式中： kQ — 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) tI 、 t— 電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定的電流和時間 3） 電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為： esi ≥ shi 式中： shi — 短 路沖擊電流幅值 esi — 電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值 4） 短路計算時間 驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間 kt 為繼電保護動作時間 prt 和相應(yīng)斷路器的全開斷時間brt 之和，即： kt ＝ prt ＋ brt 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 25 prt 一般取保護裝置的后備保護動作時間 5） 絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定。但所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的 標準數(shù)值時，應(yīng)通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設(shè)備。 斷路器、隔離開關(guān)的選擇 項目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 電壓﹑電流﹑頻率﹑機械荷載 電路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定電流﹑熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時間 承受過電壓能力 對地和斷口間的絕緣水平﹑泄漏 比距 操作性能 開斷電流﹑短路關(guān)合電流﹑操作循環(huán)﹑操作次數(shù)﹑操作相數(shù)﹑分合時間及周期性﹑對過電壓的限制﹑某些的開斷電流﹑操作機構(gòu) 環(huán)境條件 環(huán)境 環(huán)境溫度﹑日溫差﹑最大風速﹑相對濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震強度 環(huán)境保護 噪聲﹑電磁干擾 1） 種類 采用的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器（多油、少油）、壓縮空氣斷路器、 6SF 斷路器、真空斷路器等。選用 少 油斷路器，其特點運行經(jīng)驗豐富，易于維護，噪聲低。 2） 額定電壓和額定電流 NU ≥ NSU ， NI ≥ maxI maxI 由下式確定 : 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 26 maxI ＝ NMAXUS3 ＝ ?COSUPNMAX3 各母線的最大電流如下表： 母線 110KV 35KV 220KV maxI KA 200??＝ 70?? ＝ 220210 ＋22035 ＝ 式中： NU ， NSU — 分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓 KV NI ， maxI — 分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最 大負荷電流 A 3） 開斷電流選擇 校驗斷路器的斷流能力 ,宜取斷路器實際開斷時間的短路電流 ,所為校驗條件 。 因此 ,高壓斷路器的額定開斷電流 nbrI ，不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量 ptI ，即： nbrI ≥ ptI 4） 短路關(guān)合電流的選擇 為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時的安全斷路器的額定關(guān)合電流 ncli 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值 shi ，即： ncli ≥ shi 5） 短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 在短路電流過斷路器時 ， 產(chǎn)生大量熱量 ,由于來不及向外散發(fā) ， 全部用來加熱斷路器 ，使其溫度迅速上升 ， 嚴重時會使斷路器觸頭焊住 ， 損壞斷路器 。 因此產(chǎn)品標準規(guī)定了斷路器的熱穩(wěn)定電流 ， 例如 1s、 4s 的熱穩(wěn)定電流， 其物理意義為 ： 當熱穩(wěn)定電流通過斷路安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 27 器時 ， 在規(guī)定的時間內(nèi) ， 斷路器各部分溫度不會超過國 家規(guī)定的允許發(fā)熱溫度 ， 保證斷路器不被損壞 。 校驗： tIt2 ≥ kQ ， esi ≥ shi 當 kt ＞ 1S 時，可不考慮非周期分量的熱效應(yīng)，只計周期分量。 kQ ＝ 2ptI pt 式中： ptI — 短路電流周期分量 pt — 短路電流周期分量發(fā)熱的等值時間 6） 動穩(wěn)定校驗 斷路器在閉合狀態(tài)能承受通過的最大電流峰值 ， 不會因電動力的作用而發(fā)生任何機械損壞 。 該最大電流峰值稱為穩(wěn)定電流 。 esi ≥ shi 7） 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。它需與斷路器配套使用，但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短 路電流。 隔離開關(guān)與斷路器相比，項目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器，互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（ 100， 100/ 3 ）和小電流（ 5， 1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護等。 互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類。 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 28 互感器 電流互感器 電壓互感器 特 點 一次繞組串在電路中，且匝 數(shù)少，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運行 容量小 ，近似于一臺小容量變壓器，電壓互感器在近于空載狀態(tài)下運行 電流互感器的選擇 電流互感器的作用是將一次回路中的大電流轉(zhuǎn)換為 1A或 5A的小電流以滿足繼電保護﹑自動裝置和測量儀表的要求 。 1） 種類和型式的選擇 電流互感器根據(jù)使用環(huán)境可分為室內(nèi)和 室外式 ， 根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注式結(jié)構(gòu)，根據(jù)一次線圈的型式又可分為線圈式和母線式﹑單匝貫穿式﹑復(fù)匝貫穿式 。 選擇電流互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點和安裝方式選擇其型式。 項目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作 條件 一次回路電壓﹑一次回路電流﹑二次回路電流﹑二次回路負荷﹑準確度等級﹑暫態(tài)特性﹑二次線圈數(shù)量﹑機械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定倍數(shù)﹑熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過電壓能力 絕緣水平﹑泄漏比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度﹑最大風速﹑相對濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度 2） 一次回路額定電壓的選擇 一次回路額定電壓 NU 和 NI1 應(yīng)滿足： NU ≥ NSU 3） 一次 額定電流的選擇 安徽電 氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 29 當電流互感器用于測量時 ， 其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量選擇比實際正常工作電流大 1/3左右 ， 以保證測量儀表的最佳工作，并在負荷時有適當?shù)闹甘?。 電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇 。 一般情況下可按變壓器額定電流的 1/3 進行選擇 。 NI1 ≥ maxI 4） 動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定校驗是對產(chǎn)品本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進行校驗 ， 對于母線從窗口穿過且無固定板的電流互感器