【文章內(nèi)容簡介】 所以短路交流電流初始值的計(jì)算實(shí)際上是一個(gè)穩(wěn)態(tài)交流電路的計(jì)算問題，只是需要注意：各臺發(fā)電機(jī)均采用 作為其等值電抗；xd太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 21 頁忽略線路對地電容和變壓器的勵磁回路，另外在計(jì)算高壓電網(wǎng)時(shí)可以忽略電阻：不計(jì)算負(fù)荷，即短路前按空載情況決定談暫態(tài)電動勢，短路后電網(wǎng)上亦不接負(fù)荷(由于負(fù)荷電流比短路電流小得多)。在計(jì)算 時(shí)，( 即異步電動機(jī)的啟動電抗 )，可用啟動電流求得：xstI1?x00jIUE??其中 為正常時(shí)電動機(jī)的端電壓， 為正常時(shí)吸收的電流。0 0事實(shí)上，負(fù)荷是綜合性的，很難準(zhǔn)確計(jì)及電動機(jī)對短路電流的影響，而且一般電動機(jī)距短路點(diǎn)都較遠(yuǎn)，提供的短路電流不大，因此在實(shí)際計(jì)算中只對于短路點(diǎn)附近，顯著供給短路電流的大容量電動機(jī)，才按上述方法以作為電動機(jī)的等值參數(shù)計(jì)算 ，一般計(jì)算 方法如下：x0、EII一、簡單系統(tǒng) 的計(jì)算：I計(jì)算 有兩種方法：一是采用近似計(jì)算，即 和忽略負(fù)荷。另一種I 10?E是運(yùn)用疊加原理，其中 ，其中 為電網(wǎng)對短路點(diǎn)的等值電抗，這種??Xf1I?方法具有一般的意義，即電網(wǎng)中任一點(diǎn)的短路電流交流分量初始值等于該點(diǎn)短路前的電壓( 開路電壓) 除以電網(wǎng)對該點(diǎn)的等值電抗(該點(diǎn)向電網(wǎng)看進(jìn)去的等值電抗) ，這時(shí)所有發(fā)電機(jī)的電抗為 。dx二、復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算方法的原則與簡單系統(tǒng)相同，只是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜必須簡化。一般運(yùn)用疊加原理，從已知的正常運(yùn)行情況求得短路點(diǎn)開路電壓，然后將所有電源短路接地，化簡合并電網(wǎng)求得網(wǎng)絡(luò)對短路點(diǎn)的等值電抗 ，則可求得?X短路點(diǎn)電流，計(jì)算步驟：l、作出系統(tǒng)在短路前的等值電路；分析計(jì)算短路前的運(yùn)行狀況及確定短路點(diǎn)的開路電壓和各待求量的正太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 22 頁常分量；計(jì)算短路后各待求量的故障分量。將 3 的計(jì)算結(jié)果疊加，得到各待求矢量的值。以上方法在計(jì)算各時(shí)刻的短路電流時(shí)仍是比較復(fù)雜的，這對工程上的實(shí)用計(jì)算是不大合適的，為此，我們可以運(yùn)用曲線來計(jì)算任意時(shí)刻的短路電流，其計(jì)算步驟如下：l、網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗；求各電源的計(jì)算電抗 。( 將各轉(zhuǎn)移阻抗按各發(fā)電機(jī)額定功率歸算)；jsX查運(yùn)算曲線，得到以發(fā)電機(jī)額定功率為基準(zhǔn)值的各電源送至短路點(diǎn)電流的標(biāo)么值；求 3 中各電流的有名值之和，即為短路點(diǎn)的計(jì)算電流。注意：當(dāng)電流的計(jì)算電抗值 ≥3 時(shí)，可以按無窮大電源系統(tǒng)供給短路jsX電流進(jìn)行計(jì)算， 3 時(shí)，按有限電源供給計(jì)算。jsX無窮大電源供給的短路電流計(jì)算：I*Z=I*″ =I*∞ =I/Xr∑IZ= Is/Xjs =UpX∑ =Ij/I*=I*″.I jS″=S s/Xjs=Sj/X*∑ =I*″S j其中：S j—短路容量 Xjs= X*∑ . Ss /Sj有限電源供給的電流計(jì)算：將電源對短路點(diǎn)的等值電抗，歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗Xjs， 按 Xjs 值查 《暫態(tài)》上運(yùn)算曲線表，可得短路電流標(biāo)幺值，求出各短路電流有效值之和，即為短路電流。第二節(jié) 短路點(diǎn)的選擇及各元件標(biāo)幺值的計(jì)算一、畫出所選方案的連接圖及有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)(見圖 2—1)太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 23 頁 圖 21 短路電流計(jì)算接線圖三繞組變壓器的阻抗電壓：= = =%1KU2KU%3KU二、等值電路圖(見 22)己知 220KV 系統(tǒng)容量為 2022MVA，系統(tǒng)歸算至變電所 220KV 母線總電抗標(biāo)幺值 =；110KV 系統(tǒng)容量為 1000MVA：系統(tǒng)歸算至變電所20*CX110KV 母線總電抗標(biāo)么值 =，且均以 1000MVA 為基準(zhǔn)，則計(jì)算電抗10*CX標(biāo)幺值時(shí)，取 =2022MVA，U j=UpBS ??1=????220(????????)=20222022= ??39。2=??＂ 2=(????1%100)(????????)=202290= ??39。3=??＂ 3=(????2%100)(????????)=?202290=?(舍去 ) ??39。4=??＂ 4=(????3%100)(????????)=202290=SC220=2022MVAXC220=230KVD1（3） D2（3）SC110=1000MVAXC110=115KVSFPSZ990000 KVA37KVD3（3）太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 24 頁 ??5=????110(????????)=20221000=220KVX1 D1（3）X2＇ X2＂X4＇ X4＂X3＇X3＂D3（3） 110KV X5 D2（3）35KV 圖 22三、選短路點(diǎn)選擇通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路電流計(jì)算點(diǎn)，一般220KV、110KV、35KV 每一等級的配電裝置的電氣設(shè)備，例如斷路器和隔離開關(guān)都選用同一型號，以便于維護(hù)、修理和備件。其中母聯(lián)斷路器的短路點(diǎn)選在利用母聯(lián)斷路器向備用母線充電時(shí)的備用母線故障，即母線短路，全部短路電流 220KV 系統(tǒng)電源和 110KV 系統(tǒng)電源送來流過母聯(lián)斷路器及備母，故選擇 220KV、110KV、35KV 母線上發(fā)生三相短路，即選取 D1（3） 、D 2（3） 、D3（3） 作為短路點(diǎn)。第三節(jié) 短路電流計(jì)算過程及結(jié)果在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，計(jì)算短路電流時(shí)所采用的接線方式，應(yīng)是盡可能發(fā)生最大短路電流的正常接線，太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 25 頁一般按三相短路計(jì)算：一、D 1(3)點(diǎn)短路時(shí)等值網(wǎng)絡(luò)圖化簡(見圖 2—3)220KV 110KVX1 D1(3) X5X2＇ X2＂X4＇ X4＂X3＂X3＇35KVX1 D1(3) X5X2X1 D1(3) X6 X7 D1(3)圖 39。12??????計(jì)算電抗： ???SXjs總計(jì)算： chI、由于計(jì)算電抗 3，因此按有限電源供給的短路電流進(jìn)線計(jì)算：js查運(yùn)算曲線： I*?得：短路點(diǎn)總電流：太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 26 頁Ip* ???US總沖擊電流： 二、D 2(3)點(diǎn)短路時(shí)等值網(wǎng)絡(luò)圖化簡(圖 2—4).39。22??????計(jì)算電抗： ???SXjs總220KV 110KVX1 X5 D2X2＇ X2＂X3＂X4 ＇ X4＂ X3＇35KVX1 X5 D2 X2X6 X5 D2 X7 D2圖 24計(jì)算： chI、太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 27 頁由于計(jì)算電抗 3，因此按有限電源供給短路電流進(jìn)行計(jì)算：jsX查運(yùn)算曲線： I*?短路點(diǎn)總電流：Ip*??US總沖擊電流：??ch三、D 3(3)點(diǎn)短路時(shí)等值網(wǎng)絡(luò)圖化簡(見圖 2—5)X2＇ X2＂ X3＂X3＇ X4＇ X4＂ D335KVX1 X5 X2X4 D3X6 X5 X4D3X7X4 D3X8D3220KVX1110KVX5圖 39。12???9239。..216?????太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 28 頁 ???X計(jì)算電抗： .?Sjs總計(jì)算： chI、由于計(jì)算電抗 3，I*??js短路點(diǎn)總電流； Ip* ???US總沖擊電流： KA0...ch四、短路電流計(jì)算結(jié)果匯總表(表 21)短路點(diǎn)編號短路點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)平均電（KV）短路點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)電流 (KA) BIpUS3102?計(jì)算電抗 jsX短路電流周期分量起始標(biāo)幺值 I*（IKA）沖擊電流（KAchI）D1(3) 230 D2(3) 115 D3(3) 37 表 21太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 29 頁第三章 主要電氣設(shè)備的選擇第一節(jié) 概述電器選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。正確的選擇電器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)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電器。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。一、一般原則應(yīng)滿足正常工作、運(yùn)行、檢修、短路和過電壓的要求，并考慮發(fā)展遠(yuǎn)景。應(yīng)考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件。力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。整個(gè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 30 頁同類設(shè)備盡量減少品種。二、技術(shù)條件長期工作條件：A：額定電壓 (電氣額定電壓 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓NSU?NU)NSUB：額定電流： ( 應(yīng)不小于回路在各種合理運(yùn)行方式下的最NMAXINI大持續(xù)工作電流 )AXC：機(jī)械負(fù)載：符合安全系數(shù)。短路穩(wěn)定條件：A：校驗(yàn)的一般原則：電氣設(shè)備按最大不可能通過的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。B：短路的動穩(wěn)定檢驗(yàn)： chesI?C：短路的熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ktQ2絕緣水平：在工作電壓和過電壓作用下電器的內(nèi)外絕緣必須保證可靠性。三、環(huán)境條件 溫度：環(huán)境溫度—35～40 C?風(fēng)速：一般風(fēng)速不大于 35m／s冰雪：在積雪和覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)采用防止冰雪引起的絕緣污閃。濕度：一般電氣設(shè)備可使用在 20?C 時(shí)溫度為 90％的環(huán)境中。污穢：在污穢嚴(yán)重的地區(qū)考慮增大絕緣水平或采用采用室內(nèi)配電。第二節(jié) 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇由于 SF6 斷路器結(jié)構(gòu)簡單，滅弧能力強(qiáng)，絕緣水平高，維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用 SF6 斷路器。太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 31 頁選擇準(zhǔn)則：按正常工作條件選擇，按短路條件校驗(yàn)斷路器應(yīng)按額定電壓、額定電流及當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件選擇。斷路器的校驗(yàn)應(yīng)校驗(yàn)熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定、開斷電流及短路關(guān)合電流。隔離開關(guān)應(yīng)按種類和型式、額定電壓、額定電流選擇，隔離開關(guān)應(yīng)校驗(yàn)動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。一、220KV 側(cè)高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇正常運(yùn)行方式下，最大持續(xù)工作電流： ????????=900003 220=248??根據(jù) ≤ ， ≤ ,查電力工程手冊可初步選出：gUNmaxIn斷路器 LW15—220／2500隔離開關(guān) GW4—220D／600校驗(yàn)：∵固有分閘時(shí)間： = 后備保護(hù)時(shí)間： = prt滅弧時(shí)間： s（ 一般取 ~）02.?at6SF開斷計(jì)算時(shí)問： =++=根據(jù) D2(3)點(diǎn)計(jì)算電抗查短路電流計(jì)算曲線并換算成有名值= ==*= ==由于 =1s，故不計(jì)非周期熱效應(yīng)：Kt 12)861..()( ???????IIQ= ])[(2sA將計(jì)算數(shù)據(jù)與斷路器和隔離開關(guān)的有關(guān)數(shù)據(jù)列于表 31，并比較表 31計(jì)算參數(shù) LWl5—220/2500 GW4—220D/600太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 32 頁（ KV）NU220 （KVNU）220 （KVNU）220（A）maxI248 (A)nI2500 (A)nI600 (KA) (KA)Nbr 40 (KA) (KA)esI100 (A)esI80 (KA) (KA)Nbr 100KQ])[(2sA 6402??tI ??tI所選斷路器和隔離開關(guān)合格因?yàn)椋海?滿足關(guān)合電流要求esIch＞ 滿足開斷電流要求Nbr＞ 滿足動穩(wěn)定要求rIch＞ 滿足熱穩(wěn)定要求t2KQ二、110KV 側(cè)高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇最大持續(xù)工作電流：..3max ???NUSI根據(jù) ≤ ， ≤ ，可以進(jìn)行初選gmaxIn斷路器：LW 11—110/2022；隔離開關(guān)：GW 4—110D/1000校驗(yàn)：∵固有分閘時(shí)間： = 后備保護(hù)時(shí)間： = prt滅弧時(shí)間： s（ 一般取 ~）04.?at6SF太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 33 頁開斷計(jì)算時(shí)問： =++=根據(jù) 點(diǎn)計(jì)算電抗查短路電流計(jì)算曲線并換算成有名值2d= ==(KA）61.*= ==(KA)805. 805.由于 =1s，故不計(jì)非周期熱效應(yīng)：Kt 12)()(. ???????IIQ= ])[(2sA將計(jì)算數(shù)據(jù)與斷路器和隔離開關(guān)的有關(guān)數(shù)據(jù)列于表 3 2表 3 2計(jì)算參數(shù) LWl5—110/2022 GW4—110D/1000（KV ） NU110 （KVNU） 110 （KVNU）110（A） (A)nI20