【文章內容簡介】 所以短路交流電流初始值的計算實際上是一個穩(wěn)態(tài)交流電路的計算問題，只是需要注意：各臺發(fā)電機均采用 作為其等值電抗；xd太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 21 頁忽略線路對地電容和變壓器的勵磁回路，另外在計算高壓電網(wǎng)時可以忽略電阻：不計算負荷，即短路前按空載情況決定談暫態(tài)電動勢，短路后電網(wǎng)上亦不接負荷(由于負荷電流比短路電流小得多)。在計算 時，( 即異步電動機的啟動電抗 )，可用啟動電流求得：xstI1?x00jIUE??其中 為正常時電動機的端電壓， 為正常時吸收的電流。0 0事實上，負荷是綜合性的，很難準確計及電動機對短路電流的影響，而且一般電動機距短路點都較遠，提供的短路電流不大，因此在實際計算中只對于短路點附近，顯著供給短路電流的大容量電動機，才按上述方法以作為電動機的等值參數(shù)計算 ，一般計算 方法如下：x0、EII一、簡單系統(tǒng) 的計算：I計算 有兩種方法：一是采用近似計算，即 和忽略負荷。另一種I 10?E是運用疊加原理，其中 ，其中 為電網(wǎng)對短路點的等值電抗，這種??Xf1I?方法具有一般的意義，即電網(wǎng)中任一點的短路電流交流分量初始值等于該點短路前的電壓( 開路電壓) 除以電網(wǎng)對該點的等值電抗(該點向電網(wǎng)看進去的等值電抗) ，這時所有發(fā)電機的電抗為 。dx二、復雜系統(tǒng)的計算復雜系統(tǒng)計算方法的原則與簡單系統(tǒng)相同，只是電網(wǎng)結構復雜必須簡化。一般運用疊加原理，從已知的正常運行情況求得短路點開路電壓，然后將所有電源短路接地，化簡合并電網(wǎng)求得網(wǎng)絡對短路點的等值電抗 ，則可求得?X短路點電流，計算步驟：l、作出系統(tǒng)在短路前的等值電路；分析計算短路前的運行狀況及確定短路點的開路電壓和各待求量的正太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 22 頁常分量；計算短路后各待求量的故障分量。將 3 的計算結果疊加，得到各待求矢量的值。以上方法在計算各時刻的短路電流時仍是比較復雜的，這對工程上的實用計算是不大合適的，為此，我們可以運用曲線來計算任意時刻的短路電流，其計算步驟如下：l、網(wǎng)絡化簡，得到各電源對短路點的轉移阻抗；求各電源的計算電抗 。( 將各轉移阻抗按各發(fā)電機額定功率歸算)；jsX查運算曲線，得到以發(fā)電機額定功率為基準值的各電源送至短路點電流的標么值；求 3 中各電流的有名值之和，即為短路點的計算電流。注意：當電流的計算電抗值 ≥3 時，可以按無窮大電源系統(tǒng)供給短路jsX電流進行計算， 3 時，按有限電源供給計算。jsX無窮大電源供給的短路電流計算：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算：將電源對短路點的等值電抗，歸算到以電源容量為基準的計算電抗Xjs， 按 Xjs 值查 《暫態(tài)》上運算曲線表，可得短路電流標幺值，求出各短路電流有效值之和，即為短路電流。第二節(jié) 短路點的選擇及各元件標幺值的計算一、畫出所選方案的連接圖及有關的技術數(shù)據(jù)(見圖 2—1)太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 23 頁 圖 21 短路電流計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 母線總電抗標么值 =，且均以 1000MVA 為基準，則計算電抗10*CX標幺值時，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 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（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、選短路點選擇通過電氣設備的短路電流為最大的那些點為短路電流計算點，一般220KV、110KV、35KV 每一等級的配電裝置的電氣設備，例如斷路器和隔離開關都選用同一型號，以便于維護、修理和備件。其中母聯(lián)斷路器的短路點選在利用母聯(lián)斷路器向備用母線充電時的備用母線故障，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。第三節(jié) 短路電流計算過程及結果在發(fā)電廠和變電所的電氣設計中，短路電流計算是一個重要環(huán)節(jié)，計算短路電流時所采用的接線方式，應是盡可能發(fā)生最大短路電流的正常接線，太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 25 頁一般按三相短路計算：一、D 1(3)點短路時等值網(wǎng)絡圖化簡(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??????計算電抗： ???SXjs總計算： chI、由于計算電抗 3，因此按有限電源供給的短路電流進線計算：js查運算曲線： I*?得：短路點總電流：太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 26 頁Ip* ???US總沖擊電流： 二、D 2(3)點短路時等值網(wǎng)絡圖化簡(圖 2—4).39。22??????計算電抗： ???SXjs總220KV 110KVX1 X5 D2X2＇ X2＂X3＂X4 ＇ X4＂ X3＇35KVX1 X5 D2 X2X6 X5 D2 X7 D2圖 24計算： chI、太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 27 頁由于計算電抗 3，因此按有限電源供給短路電流進行計算：jsX查運算曲線： I*?短路點總電流：Ip*??US總沖擊電流：??ch三、D 3(3)點短路時等值網(wǎng)絡圖化簡(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 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 28 頁 ???X計算電抗： .?Sjs總計算： chI、由于計算電抗 3，I*??js短路點總電流； Ip* ???US總沖擊電流： KA0...ch四、短路電流計算結果匯總表(表 21)短路點編號短路點所在網(wǎng)絡平均電（KV）短路點所在網(wǎng)絡基準電流 (KA) BIpUS3102?計算電抗 jsX短路電流周期分量起始標幺值 I*（IKA）沖擊電流（KAchI）D1(3) 230 D2(3) 115 D3(3) 37 表 21太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 29 頁第三章 主要電氣設備的選擇第一節(jié) 概述電器選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設計的主要內容。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術，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行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。一、一般原則應滿足正常工作、運行、檢修、短路和過電壓的要求，并考慮發(fā)展遠景。應考慮當?shù)丨h(huán)境條件。力求技術先進和經(jīng)濟合理。整個工程建設標準協(xié)調一致。太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 30 頁同類設備盡量減少品種。二、技術條件長期工作條件：A：額定電壓 (電氣額定電壓 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓NSU?NU)NSUB：額定電流： ( 應不小于回路在各種合理運行方式下的最NMAXINI大持續(xù)工作電流 )AXC：機械負載：符合安全系數(shù)。短路穩(wěn)定條件：A：校驗的一般原則：電氣設備按最大不可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。B：短路的動穩(wěn)定檢驗： chesI?C：短路的熱穩(wěn)定校驗： ktQ2絕緣水平：在工作電壓和過電壓作用下電器的內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?風速：一般風速不大于 35m／s冰雪：在積雪和覆冰嚴重的地區(qū)，應采用防止冰雪引起的絕緣污閃。濕度：一般電氣設備可使用在 20?C 時溫度為 90％的環(huán)境中。污穢：在污穢嚴重的地區(qū)考慮增大絕緣水平或采用采用室內配電。第二節(jié) 高壓斷路器和隔離開關的選擇由于 SF6 斷路器結構簡單，滅弧能力強，絕緣水平高，維護工作量小等優(yōu)點，本設計選用 SF6 斷路器。太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 31 頁選擇準則：按正常工作條件選擇，按短路條件校驗斷路器應按額定電壓、額定電流及當?shù)丨h(huán)境條件選擇。斷路器的校驗應校驗熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定、開斷電流及短路關合電流。隔離開關應按種類和型式、額定電壓、額定電流選擇，隔離開關應校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。一、220KV 側高壓斷路器和隔離開關的選擇正常運行方式下，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 GW4—220D／600校驗：∵固有分閘時間： = 后備保護時間： = prt滅弧時間： s（ 一般取 ~）02.?at6SF開斷計算時問： =++=根據(jù) D2(3)點計算電抗查短路電流計算曲線并換算成有名值= ==*= ==由于 =1s，故不計非周期熱效應：Kt 12)861..()( ???????IIQ= ])[(2sA將計算數(shù)據(jù)與斷路器和隔離開關的有關數(shù)據(jù)列于表 31，并比較表 31計算參數(shù) LWl5—220/2500 GW4—220D/600太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（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合格因為：＞ 滿足關合電流要求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 側高壓斷路器和隔離開關的選擇最大持續(xù)工作電流：..3max ???NUSI根據(jù) ≤ ， ≤ ，可以進行初選gmaxIn斷路器：LW 11—110/2022；隔離開關：GW 4—110D/1000校驗：∵固有分閘時間： = 后備保護時間： = prt滅弧時間： s（ 一般取 ~）04.?at6SF太原理工大學 繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）紙第 33 頁開斷計算時問： =++=根據(jù) 點計算電抗查短路電流計算曲線并換算成有名值2d= ==(KA）61.*= ==(KA)805. 805.由于 =1s，故不計非周期熱效應：Kt 12)()(. ???????IIQ= ])[(2sA將計算數(shù)據(jù)與斷路器和隔離開關的有關數(shù)據(jù)列于表 3 2表 3 2計算參數(shù) LWl5—110/2022 GW4—110D/1000（KV ） NU110 （KVNU） 110 （KVNU）110（A） (A)nI20