【文章內(nèi)容簡介】 2321211 ?????????????????????????????????avavlavavavavavavll UUXUUUUUUXX ＝’2avUX2avUX??2??? ????短 路 點 平 均 電 壓折 算 后 電 抗 ＝ 折 算 前 電 抗折 算 前 平 均 電 壓即： 57 (1) 繪出計算電路圖 將短路計算中各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元 件依次編號；確定短路計算點 ,短路計算點應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生 最大短路電流的地方。一般來說，高壓側(cè)選在高壓母線位 置，低壓側(cè)選在低壓母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時， 應(yīng)選在電抗器之后。 (2) 按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，在圖上將短路電 流所流經(jīng)的主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號。 歐姆法短路計算步驟 58 (3) 計算電路中各主要元件的阻抗，并將計算結(jié)果標(biāo) 于等效電路元件序號下面分母的位置。 (4) 將等效電路化簡，求系統(tǒng)總阻抗。 對于供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做無限大容量 電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻 抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。 (5) 計算短路電流 I（ 3） k， (6)分別求出其他短路電流參數(shù)， (7) 求出短路容量 S(3)k。 【 例 】 某供電系統(tǒng) 如圖示 。已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量為 500MVA，試計算變電所 10kV母線上 k1 點短路和變壓器低壓母線上 k2點短路的三相短路電流和短路容量。 解： 繪出等效電路圖 60 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 電力系統(tǒng)電抗為 : X1=U2av1/Sk=(Ω) 架空線路電抗為 : X2=X0l= 5=(Ω) 繪 k1點的等效電路圖如上所示。 其總電抗為： X∑1=X1+X2=+=(Ω) 求 k1點的三相短路電流和短路容量 (Uav1=105%UN=105% 10= kV) 61 ② 計算 k1點的三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量的有效值為 : I(3)k1=Uav1/(√ 3X∑1 )=(√ 3 )=(kA) 三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流為 : I″ (3)=I(3)∞ =I(3)k1=(kA) 三相短路沖擊電流為 : i(3)sh=″ (3)= =(kA) 三相短路容量為 : S(3)k1= √ 3Uav1I(3)k1= =√ 3 =(MVA) （ 2） 求 k2點的短路電流和短路容量（ Uc2= kV） ① 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 電力系統(tǒng)電抗為 X1′=U 2ac2/Sk= 104 (Ω) 架空線路電抗為 : X2=X0l(Uac2/Uac1)2= 5 ()2= 103(Ω) 電纜線路電抗為 : X3′=X 0l(Uac2/Uac1)2= ()2= 105(Ω) 電力變壓器電抗為： X4≈U k% U2ac2/SN= 103(Ω) 注： SN=1000kVA=1MVA 繪 k2點的等效電路圖如上所示。 其總電抗為 : X∑2=X1′+X2′+X3′+X4′ = 104+ 103+ 105+ 103 =(Ω) ② 計算 k2點的三相短路電流和短路容量 三相短路電流周期分量的有效值為 : I(3)k2=Uac2/(√3X∑2)=(kA) 三相短路沖擊電流為： i(3)sh=″ (3)= =(kA) 三相短路容量為： S(3)k2=√ 3UaC2 I(3)k2= √ 3 =(MVA) 64 例 31 供電系統(tǒng)示意圖， A是電源母線，通過兩路架空線向設(shè)有兩臺主變壓器 T的工礦企業(yè)變電所 35kV母線 B供電。 6kV側(cè)母線 C通過串有電抗器 L的兩條電纜向車間變電所 D供電。整個系統(tǒng)并聯(lián)運行，有關(guān)參數(shù)如下： 電源 ； 線路 變壓器 ； 電抗器 560kS MVA?1 20l km? 01 0 .4 /X k m??NT 2 560 0 kV A??SNL 200 A?I %3% ?LX2 km? 02 0 .0 8 /X k m??% %ku ?65 作業(yè)：某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為 SNl0— 10 II型。 試用歐姆制法計算系統(tǒng)中 k1點和 k2點的三相短路電流和短路容量。 查得 SNl010Ⅱ 型斷路器的斷流容量 %5u??500OCS MVA?%5u??66 標(biāo)幺值計算法 標(biāo)幺值 進行運算的物理量，不是用具體單位的值，而是用 相對值表示，這種計算方法叫做標(biāo)么值法。 標(biāo)么值的概念是： 基準(zhǔn)值是衡量某個物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。基準(zhǔn) 值不同，得到的標(biāo)么值就不同。 值同單位）該量的基準(zhǔn)值（與實際位）該量的實際值（任意單＝某量的標(biāo)幺值 *67 用標(biāo)幺值參數(shù)時，首先要選擇基準(zhǔn)值 短路計算，參與計算的實際值有容量 S、電壓 U、 電流 I和電抗 X。 選擇相應(yīng)的基準(zhǔn)值 , 基準(zhǔn)容量 Sre、基準(zhǔn)電壓 Ure、 基準(zhǔn)電流 Ire 、基準(zhǔn)電抗 Xre。 則標(biāo)幺值可由下式表示： * * * *r e r e r e r er e r e r e r eS U I XS U I XS U I X? ? ? ?； ； ；68 基準(zhǔn)值之間 滿足歐姆定律 上述公式中給定任意 2個基準(zhǔn)值，其他基準(zhǔn)值也就確定了。 原則上基準(zhǔn)值是可以任意選定，但為了便于計算， 通常是選擇基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。 選線路各級平均電壓為基準(zhǔn)電壓各級 ； 選 基準(zhǔn)容量為 100MVA或 1000MVA。 有時也取某電廠裝機總?cè)萘孔鳛榛鶞?zhǔn)容量 。 r e r e r er e r e r e33S U IU I X?? ??? ??rerere2r e r ererere33SIUUUXSI?? ????????選擇容量和電壓 求電流和阻抗 69 注意：用標(biāo)幺值計算時必須用同一的基準(zhǔn) 發(fā)電機、變壓器、電抗器等設(shè)備的電抗，產(chǎn)品目錄 給出 以 額定值為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，稱為額定標(biāo)幺值，表示為： * NNN 2NN3??ISX X XUU2* * *N r e r e Nr e N N 2N r e N r eU I S UX X XI U S U??* * *r e r er e N NNNISX X XIS??r e N a vUUU??額定標(biāo)幺值換算為基準(zhǔn) 標(biāo)幺值 的 換算公式： 因為在近似計算時，通常取 所以 70 2. 各元件標(biāo)幺值的計算 ? 已知以發(fā)動機額定值為基準(zhǔn)的標(biāo)幺電抗 ，又已知發(fā)電 機的額定容量 ，則換算到基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值為 ： G??XNGS* reG r e GNGSXXS???? 已知電力系統(tǒng)電抗有名值 系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值為： （ 1) 系統(tǒng)（電源）電抗標(biāo)幺值 sX* s r es r e s 2r e r eX XXUSX ??2rerereUXS?71 ? 已知系統(tǒng)母線的短路容量 ，則系統(tǒng)電抗的基準(zhǔn)標(biāo)幺 值為： kS2* s a v r es r e 2r e a v r e//kkX U S SXX U S S? ? ?（ 1) 系統(tǒng)（電源）電抗標(biāo)幺值 ? 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量 Soc 2* s a v r es r e 2r e a v r e//ococX U S SXX U S S? ? ?72 （ 2) 變壓器電抗標(biāo)幺值（雙繞組） 已知變壓器的電壓百分值 ，由其定義可知： k%uNT TkTN T N T3% 1 0 0 % 1 0 0 %I ZuZUZ? ? ? ?*Tk N TNT% 1 0 0 % 1 0 0 %XuXX? ? ? ?忽略變壓器電阻 R，得： 變壓器的電抗 基準(zhǔn)標(biāo)幺值為： ** r e r eTr e N T kN T N T%SSX X uSS??73 （ 2) 變壓器電抗（三繞組） 三繞組變壓器的短路電壓百分值是 ： k 1 2k 2 3k 3 1u%u%u%????????k 1 k 1 2 k 3 1 k 2 3k 2 k 1 2 k 2 3 k 3 1k 3 k 3 1 k 2 3 k 1 21% ( % % %)21% ( % % %)21% ( % % %)2u u u uu u u uu u u u? ? ?? ? ?? ? ??? ? ????? ? ? ???? ? ???74 （ 2) 變壓器電抗（三繞組） * reT r e kNT%SXuS?三繞組變壓器各繞組的基準(zhǔn)標(biāo)幺值： 75 （ 3) 電抗器電抗標(biāo)幺值 已知電抗器的額定百分電抗 ，額定電壓 及額定電流 電抗器的基準(zhǔn)標(biāo)幺電抗可由下式求得： LX%* r e N Lrer e N L%LL IUXXUI?NLU NLI76 （ 4) 輸電線路電抗標(biāo)幺值 已知輸電線路的長度 、每公里電抗 、 線路所在區(qū)段的平均電壓 可求出線路基準(zhǔn)標(biāo)幺電抗 lre0 2re* llr ereXSX = X lXU?0XavU77 3. 變壓器耦合電路的標(biāo)幺值計算 在短路電流的有名值計算方法中，當(dāng)短路回路 中有變壓器時，必須把不同電壓等級各元件電抗 歸算到短路點所在的同一電壓下。 標(biāo)幺值計算短路電流時，又如何處理這一問題 ? * re1 0 1 2a v 1lSX X lU?78 標(biāo)幺值下不同電壓等級的各元件電抗如何計算？ 設(shè)短路發(fā)生在第三段線路的 k點。 選本系統(tǒng)的基準(zhǔn)容量 ，基準(zhǔn)電壓為短路點處的平均 電壓 。 reSre av 3UU＝2a v 311a v 1llUXXU??? ?????2* r e a v 3 r e r e r e1 1 1 1 0 12 2 2 2r e a v 1 r e a v 1 a v 1l l l lS U S S SX X X X X lU U U U U???? ? ? ?????其標(biāo)幺值為： ? 第 1段線路電抗歸算至短路點為： 79 標(biāo)幺值下不同電壓等級的各元件電抗如何計算？ ? 同理，第 2段線路電抗歸算至短路點為： 2a v 3a v 2l2 l2UXXU??? ?????2* r e a v 3 r e r e r e022 2 2 2r e a v 2 r e a v 2 a v 2l 2 l 2 l 2 l 2S U S S SX X X X X lU U U U U???? ? ? ?????其標(biāo)幺值為： 80 標(biāo)幺值下不同電壓等級的各元件電抗計算的 結(jié)論： 在標(biāo)么值計算中，不論短路點發(fā)生在哪個電壓等級段，求 某一線段元件的電抗標(biāo)么值： ① 取同一個基準(zhǔn)容量（系統(tǒng)為基準(zhǔn)容量）； ② 取元件所在線段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓； ③ 電抗標(biāo)么值＝該線路電抗乘以基準(zhǔn)容量，除于該線路段的 平均電壓的平方值。 即： 0 2relavSX X lU? ?結(jié)論： 標(biāo)幺值下不同電壓等