【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)的常見故障之一，短路電流是系統(tǒng)重要的技術(shù)參數(shù)，它與多方面的技術(shù)措施有關(guān)，歸納起來，主要有以下用途：校驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備能否承受可能發(fā)生的最嚴(yán)重短路；作為設(shè)置短路保護(hù)的依據(jù)；可通過短路電流大小判斷系統(tǒng)電氣聯(lián)系的緊密程度，作為評價(jià)各種接線方案的依據(jù)之一。四、一般規(guī)定：計(jì)算的基本情況1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下進(jìn)行。2）所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)勵(lì)裝置）。3）短路發(fā)生在短路電流最大值的瞬間。4）應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電流。接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不能用在僅切換過程中可能并聯(lián)運(yùn)行的接線方式。計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。短路的種類 對中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，可能發(fā)生的短路類型有：三相短路K（3）、兩相短路K（2）、單相短路K（1）和兩相接地短路K（1+1）。對中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，短路類型有：三相短路K（3）和兩相短路K（2）。具統(tǒng)計(jì)，從短路類型來看，單相短路或接地短路發(fā)生率最高；從短路發(fā)生的部位來看，線路（尤其是架空線路）上發(fā)生短路或接地比例最大。我國的中壓系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，主要就是為了避免單相接地造成的停電事故。 第二節(jié)、短路電流計(jì)算方法一、 短路回路中各元件阻抗計(jì)算 1. 線路阻抗計(jì)算（1） 架空線路阻抗計(jì)算。架空線路的阻抗中，電抗成分遠(yuǎn)大于電阻成分，可近似認(rèn)為其阻抗為純電抗。 已知線路的長度為，每公里電抗值為，則架空線路的電抗有名值為（單位：）： 以（MVA）、（KV）為基值，則其標(biāo)幺值為： （2） 電纜線路阻抗的計(jì)算。電纜線路中，電阻和電抗成分大致相當(dāng)，因此不能忽略電阻。 已知電纜線路的長度為，每公里電阻和電抗分別為、則電纜線路的阻抗有名值為（單位：）： 以（MVA）、（KV）為基值時(shí)的阻抗標(biāo)幺值為（單位：）： 2. 變壓器阻抗計(jì)算變壓器短路阻抗在基值（MVA）、（KV）下的標(biāo)幺值為（單位：）：式中 ——變壓器短路阻抗在、基值下的標(biāo)幺值； ——變壓器額定電壓，單位為KV； ——變壓器額定容量，單位為MVA； ——變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)。 這里有一個(gè)問題，即變壓器一次側(cè)、二次側(cè)各有一個(gè)額定電壓，一般說來，電壓基值 的選取與電壓等級有關(guān)，由變壓器聯(lián)系的不同電壓等級，其電壓基值的選取是不一樣的。如果為變壓器一次側(cè)所在電壓等級電壓基值，則應(yīng)選等于變壓器一次側(cè)額定電壓，否則應(yīng)選擇為二次側(cè)額定電壓。在中、高壓系統(tǒng)中，因短路阻抗以電抗為主，故可認(rèn)為變壓器短路阻抗就是短路電抗，即，但對于低壓系統(tǒng)，或電纜線路的中壓系統(tǒng)，當(dāng)電阻不能忽略時(shí)，就要分別計(jì)算短路阻抗中的短路電阻和短路電抗，這時(shí)計(jì)算方法如下：以、為基值的標(biāo)幺值為： 因?yàn)?，? 3．串聯(lián)電抗器阻抗計(jì)算 串聯(lián)電抗器的主要作用是限制短路電流的大小，一般用混凝土澆灌固定，故又稱為水泥電抗，其名牌上給出的參數(shù)為額定電壓、額定電流、電抗百分?jǐn)?shù)。其中是以、為基值的標(biāo)幺值，以百分?jǐn)?shù)表示，當(dāng)以（MVA）、（KV）為基值時(shí)，電抗標(biāo)幺值為： 二、用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流短路電流的計(jì)算步驟如下：（1） 選基值，一般按如下方式選擇 式中 ——電壓等級電網(wǎng)的電壓基值，單位為KV； ——電壓等級平均電壓，單位為KV；（2） 繪出取消了變壓器的標(biāo)幺值阻抗網(wǎng)絡(luò)圖。（3） 計(jì)算各元件阻抗標(biāo)幺值。（4） 簡化網(wǎng)絡(luò)，求出從無限大容量電源點(diǎn)到短路點(diǎn)間的短路總阻抗。（5） 電源電壓標(biāo)幺值≈1，則短路電流標(biāo)幺值≈1/（6） 將短路電流標(biāo)幺值轉(zhuǎn)換為有名值。第三節(jié) 短路電流計(jì)算一、短路點(diǎn)位置的選擇原則（1）短路電流的計(jì)算，是為了選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過的最大短路電流。（2）為了保證選擇的合理性及經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。二、短路點(diǎn)選?。? 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是6kv變電所設(shè)計(jì)，須對高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜及其內(nèi)部各種設(shè)備進(jìn)行選取和校驗(yàn)，須對變電所進(jìn)行各種保護(hù)設(shè)計(jì)?？紤]到以上因素，在各個(gè)變壓器高壓側(cè)、低壓側(cè)分別設(shè)置一個(gè)短路點(diǎn)。具體見短路電流計(jì)算等值電路圖中所示。三、短路電流計(jì)算分析：本設(shè)計(jì)一次側(cè)采用標(biāo)幺值法。1000V以下低壓配電系統(tǒng)一般只有一個(gè)電壓等級，故二次側(cè)采用有名值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。其短路電流計(jì)算有以下一些特點(diǎn)：（1）配電變壓器高壓側(cè)可以看成是無限大容量電源。（2）短路回路阻抗中，電阻所占比重大，電抗所占比重小，只有當(dāng)時(shí)，才考慮電抗的影響。（3）低壓母線、開關(guān)觸頭、電流互感器一次繞組等的阻抗不能忽略，其大小取值分別如表4表42所示；變壓器短路阻抗中，應(yīng)分別計(jì)算出電阻和電抗。 表41 觸頭的接觸電阻參考值 （mV）開關(guān)類型 額定電流/A 50 100 200 400 600 1000 2000 3000低壓短路器 刀開關(guān) 隔離開關(guān) 表42 低壓短路器過電流線圈的阻抗參考值 （mV）線圈定額電流/A 50 100 200 400 600 電抗 電阻 四、系統(tǒng)短路電流計(jì)算：高壓部分（6kv）采用標(biāo)幺值法 選基值：先選定功率基值SB=100MVA和電壓等級Ⅱ的電壓基值Ⅱ=，再按使標(biāo)幺值變比嚴(yán)格等于1來確定電壓等級Ⅰ的基值。為取消T，應(yīng)有，故=110KV畫出短路回路的阻抗圖如下所示。 各元件阻抗標(biāo)幺值分別為：變壓器T：電抗器R：電纜C： 短路回路總阻抗，短路回路總阻抗，因《，故忽略電阻成分。一般情況下，當(dāng)短路回路總阻抗與總電抗的餓關(guān)系滿足〈/3時(shí)，就可忽略電阻成分，%。電源電壓標(biāo)幺值為： 于是有： 各電壓等級短路電流有名值為： 低壓部分()采用有名值法計(jì)算（1）計(jì)算短路電路各元件的阻抗，單位mV根據(jù)公式計(jì)算得：高壓系統(tǒng)的電抗X===，電阻忽略不計(jì)變壓器阻抗Z===變壓器電阻R==變壓器電抗X=從附表一和附表二查的如下參數(shù)（單位為m）刀開關(guān)接觸電阻R=斷路器接觸電阻R=斷路器線圈電阻斷路器線圈電抗 X=（1） 計(jì)算短路電路的總阻抗，單位為m K點(diǎn)短路電路的總阻抗 K點(diǎn)短路電路的總阻抗 =0++++= =++0+0+= （2） 按無限容量系統(tǒng)計(jì)算短路電流 K點(diǎn)的三相短路電流 根據(jù)，查表得=，則：點(diǎn)的三相短路電流根據(jù)，查表得=，則：第六章 變電所電氣設(shè)備選擇第一節(jié) 概述電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)必須符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。技術(shù)要先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)要合理，安全要可靠，運(yùn)行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自然條件要求。所選設(shè)備正常時(shí)應(yīng)能可靠工作，短路時(shí)應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：；。一、按正常工作狀態(tài)選擇的具體條件（1）.額定電壓：電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓。所以一般可以按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)的額定電壓Ue: UN≥Ue（2）.額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IN不得低于裝設(shè)回路最大持續(xù)工作電流Imax: IN≥Imax。計(jì)算回路的Imax應(yīng)該考慮回路中各種運(yùn)行方式下的在持續(xù)工作電流：變壓器回路考慮在電壓降低5％時(shí)出力保持不變，所以Imax＝ Ie。母聯(lián)斷路器回路一般可取變壓器回路總的Imax；出線回路應(yīng)該考慮出線最大負(fù)荷情況下的Imax。按短路狀態(tài)校驗(yàn)的具體條件：（1）.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過所選的電氣設(shè)備時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)該超過允許值：Qy≥Qd（2）.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：所選電氣設(shè)備通過最大短路電流值時(shí)，不應(yīng)因短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)而造成變形或損壞：ich≦idw二、選擇設(shè)備的基本原則設(shè)備按照主接線形式進(jìn)行配置按裝置位置及系統(tǒng)正常運(yùn)行情況進(jìn)行選擇，按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)所選擇設(shè)備在系統(tǒng)中最惡劣運(yùn)行方式下仍能可靠工作，動(dòng)作。同類設(shè)備盡量同一型號(hào)，便于設(shè)備的維護(hù)，訂貨和相互備用 考慮近期5年發(fā)展的要求第二節(jié) 斷路器的選擇斷路器是供配電系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。它的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備和線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。斷路器選擇和校驗(yàn)的原則就是：按正常工作狀態(tài)選擇，按短路狀態(tài)校驗(yàn)。6kV斷路器的選擇 (1)額定電壓：=6kV (2)額定電流：井上變電所最大長期工作電流Igmax （考慮變壓器事故過負(fù)荷的能力40%）(3)根據(jù)有關(guān)資料選擇LW25110/1250型斷路器型號(hào)數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流I（A）額定開斷電流（KA）動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA)熱穩(wěn)定電流(kA/s)ZN310/6302511630253025/4 (4)校驗(yàn)：①Ue=6kV=②I=630A173A① 額定開斷電流校驗(yàn)：6kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流= KA LW25110/1250斷路器的額定開斷電流＝25KA符合要求。④動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) ： 6kV母線短路三相沖擊電流：ish=(kA) ZN310/63025斷路器的極限通過電流 =30(kA) ish 符合動(dòng)穩(wěn)定要求⑤熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 6kV母線短路熱容量：Qdt=Ish2tim=(kA2S) ZN310/63025斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： It2t=2524=2500(kA2S)Ish2tim It2t 符合熱穩(wěn)定要求通過以上校驗(yàn)可知，6kV側(cè)所選ZN310/63025斷路器完全符合要求。（1） 額定電壓：=（2） 額定電流：按70％（3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下型號(hào)數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流I（A）額定開斷電流（KA）動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA)熱穩(wěn)定電流(kA/s)DW1563012630304025/4（4） 校驗(yàn)：①Ue== ②I=630AIgmax=611A③額定開斷電流校驗(yàn)：= DW15630斷路器的額定開斷電流＝30KA符合要求。④動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) ： ：ish=(kA) DW15630斷路器的極限通過電流=40(kA) ish 符合動(dòng)穩(wěn)定要求⑤熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ：Qdt=Ish2tim=188(kA2S) DW15630斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： It2t=2524=2500(kA2S)Ish2tim It2t 符合熱穩(wěn)定要求通過以上校驗(yàn)可知。注：DW15型低壓斷路器是上海人民電器廠產(chǎn)品第三節(jié) 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是變電所中常用的電器，它需與斷路器配套使用。因其無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流及短路電流。它的主要用途是隔離電壓、倒閘操作、分合小電流。6kV隔離開關(guān)的選擇 (1)額定電壓：Ue=6kV (2)額定電流：Ie6kv變電所最大長期工作電流Igmax （考慮變壓器事故過負(fù)荷的能力40%）(3)根據(jù)有關(guān)資料選擇GN610T/600型隔離開關(guān)型號(hào)數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流I（A）極限通過電流 (kA)熱穩(wěn)定電流(kA/s)GN610T/600226002520/4(4)校驗(yàn)：①Ue=6kV=UN②I=600A173A③動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) ： 6kV母線短路三相沖擊電流：ish=(kA)