【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 線 線 線 線 線 線 1 2 3 4 5 6 7 8 9 主接線圖4 短路電流計(jì)算 短路計(jì)算的意義短路時(shí)電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問(wèn)題所不可缺少的基本計(jì)算，這些問(wèn)題主要是：l 選擇有足夠動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、母線、電纜等，必須以短路計(jì)算作為依據(jù)。這里包括計(jì)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度；計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計(jì)算制定時(shí)刻的短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器的斷流能力等。l 為了合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)，必須對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算與分析。在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中的電流值，還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況。有時(shí)還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓值。l 在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。l 進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶工作的影響等，也包含有一部分短路計(jì)算的內(nèi)容。要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算，必須先要求出變壓器和輸電線路的電抗值，所以先要選擇線路的材料[5]。 短路計(jì)算短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則[5]：l 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。l 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。l 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。l 不考錄短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。l 元件的計(jì)算數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。l 輸電線路的電容略去不計(jì)。繪制計(jì)算電路 ： 系統(tǒng)等值電路根據(jù)原始資料，我們應(yīng)該分別計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行方式即和最小運(yùn)行方式時(shí)的短路電流。而對(duì)于短路點(diǎn)d3，由于系統(tǒng)中的變壓器不相同，所以下面的計(jì)算中6kV變壓器短路點(diǎn)會(huì)分兩種情況d3和d3’。所有短路點(diǎn)的計(jì)算過(guò)程在附錄A的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)中。而我們可得得到的短路電流歸納在下面2個(gè)表中。 200MVA短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kAIk(3)I”(3)I∞(3)Ish(3)d—1d—2d—3d—3’ 175MVA 短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kAIk(3)I”(3)I∞(3)Ish(3)d—1d—2d—3d—3’205 電氣設(shè)備選擇 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件與項(xiàng)目為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)[2]：1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開(kāi)斷電流等選擇。2)按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。3)考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求。4)按各類(lèi)設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如短路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確度級(jí)等進(jìn)行選擇。 設(shè)備選擇 斷路器的選擇斷路器形式的選擇，除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)制造情況，電壓6～200kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器；電壓110～330kV的電網(wǎng)，當(dāng)少油短路器技術(shù)條件不能滿足要求時(shí)，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機(jī)組采用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專(zhuān)用斷路器[6]。斷路器選擇的具體技術(shù)要求如下：（1）電壓： ()（2）電流： ()（3）開(kāi)斷電流： ()—斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量?！獢嗦菲鱰秒的開(kāi)斷容量。—斷路器的額定開(kāi)斷電流?！獢嗦菲黝~定開(kāi)斷容量。（4）動(dòng)穩(wěn)定： ()—斷路器極限通過(guò)電流峰值?！喽搪冯娏鳑_擊值。（5）熱穩(wěn)定： ()—穩(wěn)態(tài)三相短路電流。—短路電流發(fā)熱等值時(shí)間?！獢嗦菲鱰秒而穩(wěn)定電流。各電壓等級(jí)斷路器的選擇：35kV等級(jí)變壓器高壓側(cè)選擇少油斷路器SW335[6]。電壓： 電流： 斷流能力： 動(dòng)穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求6kV等級(jí)變壓器低壓側(cè)與出線選擇少油短路器SN10—10Ⅱ[6]。電壓： 電流： 斷流能力： 動(dòng)穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求380V等級(jí)選擇低壓斷路器DW15—1500/3D[4]。電壓： 電流： 斷流能力： 380V低壓短路器不需要考慮動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足。 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 負(fù)荷開(kāi)關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相同，但由于其主要是用來(lái)接通和斷開(kāi)正常工作電流，而不能斷開(kāi)短路電流，所以不校驗(yàn)短路開(kāi)斷能力。 隔離開(kāi)關(guān)型式的選擇，應(yīng)該根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定[6]。（1）電壓： ()（2）電流： ()（3）動(dòng)穩(wěn)定： ()—斷路器極限通過(guò)電流峰值?！喽搪冯娏鳑_擊值。（4）熱穩(wěn)定： ()—穩(wěn)態(tài)三相短路電流?！搪冯娏靼l(fā)熱等值時(shí)間?！獢嗦菲鱰秒而穩(wěn)定電流。各電壓等級(jí)隔離開(kāi)關(guān)的選擇：35kV等級(jí)：變壓器高壓側(cè)選擇隔離開(kāi)關(guān)GW4—35T[6]。電壓： 電流： 動(dòng)穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。6kV等級(jí)：變壓器低壓側(cè)選擇隔離開(kāi)關(guān)GN19—10/1000[1]。電壓： 電流： 動(dòng)穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。380V等級(jí)隔離開(kāi)關(guān)選擇為HD13—1500/30[6]。電壓： 電流： 低壓隔離開(kāi)關(guān)不需要考慮動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足要求。 高壓熔斷器選擇 熔斷器的形式可根據(jù)安裝地點(diǎn)、使用要求選用。高壓熔斷器熔體在滿足可靠性和下一段保護(hù)選擇性的前提下，當(dāng)在本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)能在最短時(shí)間內(nèi)切斷故障，以防止熔斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而加劇被保護(hù)電器的損壞[4]。（1）電壓： () 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作低于其額定電網(wǎng)中，以免因過(guò)電壓使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)該。（2）電流： ()—熔體的額定電流。—熔斷器的額定電流。（3）斷流容量： ()—三相短路沖擊電流的有效值?！蹟嗥鞯拈_(kāi)斷電流。各電壓等級(jí)高壓熔斷器的選擇：35kV等級(jí)：變壓器高壓側(cè)選擇高壓熔斷器RW1035/[4]。電壓： 電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。6kV等級(jí)：變壓器低壓側(cè)選擇高壓熔斷器RN1—6[4]。電壓： 電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。 電壓互感器的選擇（1）電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按以下條件[6]：l 6—20kV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣接共的電壓互感器。l 35—110kV配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。l 220kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用容式電壓互感器。l 在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器組。（2）一次電壓： ()為電壓互感器額定一次線電壓，即為。（3）準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在那一準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表和繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定。各電壓等級(jí)電壓互感器的選擇：35kV等級(jí)：變壓器高壓側(cè)選擇油浸式電壓互感器JDJ2—35[2]。根據(jù)環(huán)境要求和上述條件應(yīng)選擇油浸式電壓互感器電壓：35kV滿足要求準(zhǔn)確等級(jí)：。6kV等級(jí)：變壓器低壓側(cè)選擇JDZX8—6環(huán)氧樹(shù)脂全封閉澆注電壓互感器根據(jù)環(huán)境要求和上述條件應(yīng)選擇油浸式電壓互感器：電壓：6kV滿足要求。準(zhǔn)確等級(jí)：。 電流互感器的選擇（1）型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于6—20kV屋內(nèi)配電裝置，可采用次絕緣技工或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于35kV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣接共的獨(dú)立式電流互感器。一般盡量采用套管式電流互感器[6]。（2）一次回路電壓： () 為電流互感器安裝處一次回路工作電壓，為電流互感器額定電壓。（3）一次回路電流： ()為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流，為電流互感器原邊額定電流。（4）準(zhǔn)確等級(jí)：電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)的確定與電壓互感器相同。（5）動(dòng)穩(wěn)定：內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定 ()式中電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，它等于電流互感器極限通過(guò)電流峰值與一次繞組額定電流峰值之比。（6）熱穩(wěn)定： ()為電流互感器的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)。各電壓等級(jí)電流互感器的選擇：35kV等級(jí)：變壓器高壓側(cè)選擇LZZB8—35（D）電流互感器[2]。電壓： 電流： 動(dòng)穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。6kV等級(jí)：變壓器低壓側(cè)與出線選擇LZZQB6—6/1000[2]。電壓： 電流： 動(dòng)穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。380等級(jí)：變壓器選擇LMZ1—[2]。電壓： 電流： 380V低壓電流互感器不需要?jiǎng)臃€(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。經(jīng)過(guò)以上的一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，我們可以歸納出以下表：、。所選設(shè)備均滿足要求。 35kV設(shè)備選型表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件(kV)I30（A）Ik(30)(kA)ish(30) (kA)I∞(30)2tima(kA)3588額定參數(shù)(kV)IN（A）Ioc(kA)imax(kA)It2t(kA)少油斷路器SW3353563017隔離開(kāi)關(guān)GW435T35600—50電壓互感器JDJ23535————電流互感器LZZB835(D)35200/5—40高壓熔斷器RW1035/3566k——避雷器Y5CZ4—42/11735———— 380V設(shè)備選擇選擇校驗(yàn)項(xiàng)目