【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 勢(shì)，且同相位。認(rèn)為在短路瞬間不變，即。(7) 短路點(diǎn)以外的負(fù)荷可以去掉，當(dāng)短路點(diǎn)附近有大容量電動(dòng)機(jī)時(shí)，則要計(jì)及電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。(8) 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗。(9) 忽略線(xiàn)路對(duì)地電容和變壓器的勵(lì)磁支路，計(jì)算110kV及以上高壓電網(wǎng)時(shí)，忽略線(xiàn)路電阻的影響，只計(jì)電抗。 接線(xiàn)方式計(jì)算短路電流所用的接線(xiàn)方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式，即最大運(yùn)行方式。但不考慮在切換過(guò)程中可能短時(shí)并列運(yùn)行的接線(xiàn)方式(如切換廠(chǎng)用變壓器時(shí)的短時(shí)并列)。對(duì)3/2接線(xiàn)主系統(tǒng)，最大運(yùn)行方式應(yīng)是將每一串中的3臺(tái)斷路器都投入工作。 短路類(lèi)型一般按三相短路計(jì)算。通常三相短路時(shí)的短路電流最大，若其他類(lèi)型短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計(jì)算。在本設(shè)計(jì)的電氣主系統(tǒng)中，由于發(fā)電機(jī)出口采用分相封閉母線(xiàn)，故障幾率小，所以運(yùn)行可靠性高,及不可能出現(xiàn)比三相短路更為嚴(yán)重的短路類(lèi)型，所以只需計(jì)算三相短路電流。 短路計(jì)算點(diǎn)在計(jì)算電路圖中，同電位各短路點(diǎn)的短路電流值均相等，但通過(guò)各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的位置不同而不同。校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點(diǎn)，使通過(guò)的短路電流校驗(yàn)值為最大。例如：兩側(cè)均有電源的斷路器，如發(fā)電廠(chǎng)與系統(tǒng)相聯(lián)系的出線(xiàn)斷路器和發(fā)電機(jī)、變壓器回路的斷路器，應(yīng)比較斷路器前、后短路時(shí)通過(guò)斷路器的電流值，擇其大者為計(jì)算短路點(diǎn)；母聯(lián)斷路器應(yīng)考慮當(dāng)采用該斷路器向備用母線(xiàn)充電時(shí)，備用母線(xiàn)故障流過(guò)該備用母線(xiàn)的全部短路電流；帶電抗器的出線(xiàn)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(xiàn)很短，故障幾率小，電器一般可選電抗器后為計(jì)算短路點(diǎn)，這樣出線(xiàn)可選用輕型斷路器，以節(jié)約投資。當(dāng)6KV廠(chǎng)用母線(xiàn)短路時(shí)，如果高備變代替其中一臺(tái)廠(chǎng)高變工作，流經(jīng)廠(chǎng)高變和高備變的短路電流，要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能比較大小。綜上述分析，計(jì)算電路圖中的短路點(diǎn)可設(shè)置為四點(diǎn)，即母線(xiàn)、發(fā)電機(jī)出口、廠(chǎng)高變分裂繞組一側(cè)和高備變分裂繞組一側(cè)。 短路電流計(jì)算方法在工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算均采用實(shí)用計(jì)算法，即在一定假設(shè)的條件下，計(jì)算出短路電流的各個(gè)分量。 短路電流計(jì)算步驟 實(shí)用計(jì)算中，用運(yùn)算曲線(xiàn)法計(jì)算短路電流的具體步驟：(1) 選擇短路計(jì)算點(diǎn)；(2) 系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算(標(biāo)么制)，取基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓(各級(jí)平均額定電壓)，按平均額定電壓之比計(jì)算元件電抗的標(biāo)么值；(3) 對(duì)電動(dòng)勢(shì)、負(fù)荷的簡(jiǎn)化，取各發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)，電抗用次暫時(shí)態(tài)電抗表示，略去非短路點(diǎn)的負(fù)荷，只計(jì)短路點(diǎn)附近大容量電動(dòng)機(jī)的反饋電流；(4) 繪出等值網(wǎng)絡(luò)，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)；(5) 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，在離短路點(diǎn)的電氣距離很近時(shí)，可將同一類(lèi)型的發(fā)電機(jī)進(jìn)行合并，但無(wú)限大容量電源應(yīng)單獨(dú)考慮；(6) 求轉(zhuǎn)移電抗(分別是等值電源和無(wú)限大容量電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗)；(7) 求計(jì)算電抗，即將前面求出各等值電源的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)等值電源的容量進(jìn)行歸算；(8) 由計(jì)算電抗分別查出0、4s時(shí)各等值電源供出的三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值，由無(wú)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(biāo)么值；(9) 計(jì)算短路電流周期分量有值；(10) 計(jì)算短路的沖擊電流。 計(jì)算公式 元件參數(shù)計(jì)算 ()式中 ——發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)么值； ——發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗；——基準(zhǔn)容量(一般取100或1000)，；——發(fā)電機(jī)的額定容量。 ()式中 ——變壓器電抗標(biāo)么值；——變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)或阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，%；——變壓器額定容量，MVA。 ()式中 ——分裂變壓器高壓繞組與一個(gè)低壓繞組間的電抗標(biāo)么值；——分裂變壓器半穿越電抗百分?jǐn)?shù)，%；——分裂分壓器的額定容量。 網(wǎng)絡(luò)變換 () 式中 ——合并后的等值電源 ——合并后的等值電抗(a) 變換前的網(wǎng)絡(luò) (b)變換后的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)變換圖 Y/：(a) Y形網(wǎng)絡(luò) (b) Δ形網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)變換圖Y/Δ變換 ()Δ/ Y變換 () 計(jì)算電抗 () … …式中 、…——等值電源2…短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗 、…——等值電源2…的額定容量。 短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算 ()其中 … …式中 ——短路點(diǎn)k所在電壓級(jí)的平均額定電壓，kV； 、——?dú)w算至短路點(diǎn)電壓級(jí)各等值電源的額定電流，kA。 短路的沖擊電流 ()式中 ——起始次暫態(tài)電流；——沖擊系數(shù)。 電流分布系數(shù)及轉(zhuǎn)移電抗用單位電流法可以比較方便地求得開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)各支路的電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移抗。(a)的網(wǎng)絡(luò),令,在短路點(diǎn)加電動(dòng)勢(shì),(a)(b)等值網(wǎng)絡(luò)。在此網(wǎng)絡(luò)中可使為單位電流，則有，根據(jù)電流分布系數(shù)的定義，各支路的電流分布系數(shù)為(a) 網(wǎng)絡(luò)圖 (b)等值網(wǎng)絡(luò) 用單位電流法求電流分布系數(shù)從而得各支路的轉(zhuǎn)移電抗為式中 為短路回路總等值電抗。第5章 電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般原則盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)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(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)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(yùn)行電壓。通常，～，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即≥ () 電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即≥ ()由于發(fā)電機(jī)和變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，；若變壓器有可能過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)按過(guò)負(fù)荷確定(～2倍變壓器額定電流)。 (1) 海拔高度的影響當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔超過(guò)制造廠(chǎng)家的規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和溫度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。一般非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過(guò)1000m，當(dāng)海拔在1000～3500m范圍內(nèi)，若海拔比制造廠(chǎng)家規(guī)定值每升高100m，則電氣設(shè)備允許最高工作電壓要下降1%。(2) 溫度的影響電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，允許長(zhǎng)期通過(guò)的是最大工作電流。我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度，如周?chē)h(huán)境溫度高于（但 ≤）時(shí)，其允許電流一般可按每增高，%，但其最大電流不得超過(guò)額定電流的20%。 按短路狀態(tài)校驗(yàn) 短路電流通過(guò)電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值，即滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的條件≥ ()式中 ——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，；、——電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)電流和時(shí)間，kA、s。其中 () () ()式中 ——短路的計(jì)算時(shí)間，s——繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，；——斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間，s；——斷路器固有分閘時(shí)間，；——斷路器開(kāi)斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間，～；可見(jiàn)，所以進(jìn)行短路的熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，一般取均會(huì)滿(mǎn)足要求。 電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的條件為≥或≥ ()下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：(1) 用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，固可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。(2) 采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。(3) 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。 500kV高壓設(shè)備的選擇 高壓斷路器的選擇本次采用的3/2接線(xiàn)，兩組母線(xiàn)通過(guò)4串?dāng)嗦菲飨噙B，而進(jìn)出線(xiàn)不設(shè)斷路器，所以高壓側(cè)共需12臺(tái)斷路器。斷路器的選擇應(yīng)在各種合理的運(yùn)行方式下，按流過(guò)斷路器的長(zhǎng)期工作電流和短路電流最大的一臺(tái)進(jìn)行選擇。 高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)不同，可分為少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器和六氟化硫SF6斷路器四種。其中SF6斷路器有斷口耐壓高、滅弧能力強(qiáng)、開(kāi)斷性能好、無(wú)噪聲和干擾、制作精度高和密封性能好、體積和面積小等特點(diǎn)，而且維護(hù)工作量小、檢修周期長(zhǎng)和壽命長(zhǎng)，目前SF6斷路器已被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。所以為滿(mǎn)足可靠性的要求，本設(shè)計(jì)選用戶(hù)外瓷柱式SF6斷路器。 ≥，≥ （）式中 、——分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV； 、——分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。 高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流，不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量。但當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，可簡(jiǎn)化計(jì)算，即≥ ()由于僅計(jì)入了20%的非周期分量，一般中、慢速斷路器，開(kāi)斷時(shí)間較長(zhǎng)(≥)，短路電流非周期分量衰減較多，能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。但對(duì)SF6斷路器，()，為高速斷路器，其開(kāi)斷電流的最短時(shí)間應(yīng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(～）與固有分閘時(shí)間之和，()。當(dāng)在電源附近短路時(shí)，短路電流的非周期分量可能超過(guò)周期分量的20%，需要用短路全電流進(jìn)行校驗(yàn)。但如果在500KV側(cè)，由于離電源的電氣距離較遠(yuǎn)，同樣非周期分量衰減較多，固可不計(jì)非周期熱分量效應(yīng)。 為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值，即≥ ()校驗(yàn)式為≥、≥ ()斷路器的額定短路關(guān)合電流等于其額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值。 隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配套使用，對(duì)3/2接線(xiàn)，進(jìn)出線(xiàn)不設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。但在500KV系統(tǒng)中，電壓互感器與電網(wǎng)之間需裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。隔離開(kāi)關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。但由于隔離開(kāi)關(guān)不用來(lái)接通和切除短路電流，故無(wú)需進(jìn)行開(kāi)斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。隔離開(kāi)關(guān)型式的選擇。按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式各三柱式。型式對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響，由于組合電器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，有利于配電裝置的布置。而GW7系列戶(hù)外、三柱式隔離開(kāi)關(guān)便于發(fā)展成組合電器，所以可選用此形式的隔離開(kāi)關(guān)。 電流互感器的選擇 按用途分測(cè)量用和保護(hù)用(B)兩種，而保護(hù)用電流互感器又可分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用(P)和暫時(shí)態(tài)保護(hù)用(TP)兩種；按安裝地點(diǎn)可分為戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式。在強(qiáng)電系統(tǒng)中，二次額定電流選用5A。一次回路額定電壓和電流應(yīng)滿(mǎn)足≥、≥ ()為確保所供儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。為了保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。；而穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)常用的有5P和10P，暫態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)分別有TPX、TPY、TPZ三個(gè)級(jí)別。(1) 熱穩(wěn)定考驗(yàn)，一般以時(shí)允許通過(guò)的穩(wěn)定電流或一次額定電流的倍數(shù)來(lái)校驗(yàn)，即≥或≥ ()(2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)包括內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定和外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，這里只進(jìn)行內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)的校驗(yàn)，通常以額定動(dòng)穩(wěn)定電流或動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)表示，即≥或≥ () 電壓互感器的選擇對(duì)500KV采用的3/2接線(xiàn)，應(yīng)在每條母線(xiàn)上裝設(shè)一組單相電壓互感器，每回出線(xiàn)上裝設(shè)一組三相電壓互感器；由于500kV配電裝置中，通常配有雙套主保護(hù)，并考慮到后備保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量的要求，電壓互感器應(yīng)具有三個(gè)二次繞組，即兩個(gè)主二次繞組和