【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 地 否第3章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 （1）計(jì)算的基本情況短路過(guò)程是一種暫態(tài)過(guò)程。影響電力系統(tǒng)的因素很多，若在實(shí)際計(jì)算中把所有的因素都考慮進(jìn)來(lái)，將是復(fù)雜而沒(méi)有必要的。因此，在滿足工程要求的前提下，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可采用一些合理的假設(shè)，以便對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算： ①認(rèn)為在短路過(guò)程中，所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)的相位及大小均相同，亦即在發(fā)電機(jī)之間沒(méi)有電流交換，發(fā)電機(jī)供出的電流全部是流向短路點(diǎn)的，而所有負(fù)荷之路則認(rèn)為已斷開(kāi)。 ②不計(jì)及磁路飽和及磁滯損失忽略不計(jì)。這樣，系統(tǒng)中各元件的感抗便都是恒定的，可以運(yùn)用疊加原理。 ③不計(jì)及變壓器勵(lì)磁電流。 ④系統(tǒng)中所有元件只計(jì)入電抗。但在計(jì)算短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，或者計(jì)算電壓為1 KV以下低壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，則必須計(jì)及元件的電阻。 ⑤短路為金屬性短路，即不計(jì)短路點(diǎn)過(guò)度電阻的影響。 ⑥認(rèn)為三相系統(tǒng)是對(duì)稱的。對(duì)于不對(duì)稱短路，可應(yīng)用對(duì)稱分量法，將每序?qū)ΨQ網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化成單相短路進(jìn)行計(jì)算。以上的六點(diǎn)假設(shè)使短路電流計(jì)算結(jié)果稍微偏大一些，但最大誤差一般不超過(guò)10%~15%，這對(duì)工程準(zhǔn)確度來(lái)說(shuō)是允許的。 （2）接線方式計(jì)算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式(即最大運(yùn)行方式)，而不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 （3）計(jì)算容量 應(yīng)按工程設(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，一般取工程建成后的5一10年。 （4）短路種類一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自藕變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。 （5）短路計(jì)算點(diǎn) 在正常接線方式時(shí)，通過(guò)設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。[7] 短路電流計(jì)算 電力系統(tǒng)原始網(wǎng)絡(luò)圖 短路計(jì)算點(diǎn)的選擇 結(jié)合所選電氣主接線的最優(yōu)方案與石泉水電廠的實(shí)際情況，此次短路計(jì)算你選定六個(gè)短路點(diǎn)（如圖1所示），分別為110 KV 母線 K220 KV 母線K4號(hào)主變低壓側(cè)（即4和5機(jī)組擴(kuò)大單元接線的發(fā)電機(jī)母線）K3發(fā)電機(jī)出口K1主變低壓側(cè)K5，4或5發(fā)電機(jī)出口K6。進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，按照電站最大運(yùn)行方式進(jìn)行（即電站所有的的機(jī)組均在額定出力下運(yùn)行，所有變壓器均投入并列運(yùn)行），所有的斷路器均處于閉合狀態(tài)。 各個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)選擇的依據(jù)分別是： KK2點(diǎn)：為選擇110 KV 及220 KV母線時(shí)進(jìn)行前期準(zhǔn)備，并為所選母線的動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定校驗(yàn)提供依據(jù)，同時(shí)為與母線相連的斷路器的選擇提供依據(jù)。 K3點(diǎn)：由于采用了擴(kuò)大單元接線，該處顯得比較重要，有必要進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，以便與其他短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流比較，同時(shí)為4和5發(fā)電機(jī)出口斷路器的選擇提供依據(jù)。 K4點(diǎn)：由于該該處與自耦變壓器相連，自耦變壓器高壓的一、二次側(cè)有電與磁的聯(lián)系，在運(yùn)行時(shí)，兩種升高電壓均系中性點(diǎn)直接接地，短路電流較大，有必要進(jìn)行計(jì)算。 K5點(diǎn)：該點(diǎn)取在1或2機(jī)組的出口效果是一樣的（因?yàn)?與2機(jī)組及主變的配置完全一樣），所以只選取一個(gè)，選取的目的主要是為了與其他4處的短路電流進(jìn)行比較，分析其短路影響情況。 K6點(diǎn)：該點(diǎn)取在4或5機(jī)組的出口效果也是一樣的，同K5點(diǎn)，所以也只取一個(gè)，選取的目的主要是為了選擇4與5發(fā)電機(jī)出口斷路器。其計(jì)算過(guò)程可借用K3點(diǎn)的。 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值并繪制等值電路圖在標(biāo)么值計(jì)算中，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，電抗標(biāo)么值的下角標(biāo)省去符號(hào)“*” 。同時(shí)考慮到輸電線路較短，可能導(dǎo)致直連電抗較小，所以擬將系統(tǒng)的阻抗計(jì)算在內(nèi)，方法為：將系統(tǒng)側(cè)視為由變壓器供電，器短路阻抗統(tǒng)一暫取為10％. 等值電路圖 基準(zhǔn)值取=100MVA，= 則網(wǎng)絡(luò)中各元件的電抗標(biāo)么值計(jì)算如下:（石茶線） （31）==100/10=1 （32）（石漢線）=100/30=（石堰線）==100/20=（石洋線）==100/210=（1與2變壓器） （33） 對(duì)于3自耦變壓器計(jì)算較麻煩，參照馮金光的《發(fā)電廠電氣部分》求得各個(gè)繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù): （34） 進(jìn)而求得3變壓器的高中低各惻的電抗標(biāo)幺值：（高壓側(cè)） （35）（12—中壓側(cè)；13—低壓側(cè)） （4主變） （1~3發(fā)電機(jī)） （36） （4~5發(fā)電機(jī)） 短路計(jì)算點(diǎn)K1 （1）K1 點(diǎn)等值電路圖的化簡(jiǎn) K1點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（一） 可以將電源G1和G2進(jìn)行合并，繼續(xù)進(jìn)行化簡(jiǎn),其中： K1點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（二） = （37） = K1點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（三）= = 。 =首先視所有電源均為有限容量系統(tǒng)，計(jì)算各個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的直連電抗（又稱“轉(zhuǎn)移電抗”）分別換算為以各自的電源容量為基準(zhǔn)容量的新標(biāo)幺值，即“計(jì)算電抗” 。 （38） （39） 由計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，七個(gè)電源均可按有限容量算。另外，根據(jù)石泉水電站出線的實(shí)際現(xiàn)狀，可將SSSS4視為火電系統(tǒng)。 （2）計(jì)算各電源供給短路點(diǎn)K1的短路電流有限容量系統(tǒng)電源根據(jù)計(jì)算電抗查運(yùn)算曲線，可求出各個(gè)時(shí)刻的短路電流標(biāo)幺值，進(jìn)而求得其有名值；無(wú)窮大電源系統(tǒng)直接根據(jù)其轉(zhuǎn)移電抗直接計(jì)算。[4] ①電源S1供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA （310）根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表31 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 10有名值It/KA ②電源S2供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA 根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表32 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ③ 電源S3供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA （311）根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表33 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 10有名值It/KA ④電源S4供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在汽輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t= s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表34 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑤電源G6供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在水輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t=，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表35 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑥電源G3供給的短路電流處理方法同電源G8，電流基準(zhǔn)值： KA計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表33 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑦電源G7供給的短路電流 處理方法同電源G8，電流基準(zhǔn)值： KA計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表36 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA （3）求各個(gè)時(shí)刻短路點(diǎn)的三相短路電流 ++++++= KA ++++++= KA ++++++= KA （4）求短路點(diǎn)的短路容量110=2177 MVA （312） （5）三相短路電流沖擊電流 由于短路點(diǎn)取在了發(fā)電廠升壓變壓器高壓側(cè)，所以參照馮金光的《發(fā)電廠電氣部分》選取短路電流沖擊系數(shù)，= 。計(jì)算得短路沖擊電流： = KA （313） 短路計(jì)算點(diǎn) K2 （1）K2 點(diǎn)等值電路圖的化簡(jiǎn) K2點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（一） 可以將電源 SSS3合并為電源S4S5=10+30+20=60 MVA= K2點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（二） （）= （）= K2點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（三）1/+1/+1/+1/= = = =首先視所有電源均為有限容量系統(tǒng)，計(jì)算各個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的直連電抗（又稱“轉(zhuǎn)移電抗”）分別換算為以各自的電源容量為基準(zhǔn)容量的新標(biāo)幺值，即“計(jì)算電抗” 。==60/100==210/100==90/=45/=90/由計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有的電源均可視為有限容量系統(tǒng)。 （2）計(jì)算各電源供給短路點(diǎn)K2的短路電流有限容量系統(tǒng)電源根據(jù)計(jì)算電抗查運(yùn)算曲線，可求出各個(gè)時(shí)刻的短路電流標(biāo)幺值，進(jìn)而求得其有名值；無(wú)窮大電源系統(tǒng)直接根據(jù)其轉(zhuǎn)移電抗直接計(jì)算。 ①電源S5供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： ==根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在火電站汽發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t=2 s，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表37 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ②電源S4供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）：==對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表38 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ③電源G6供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均 電壓為基準(zhǔn)電壓）： KA根據(jù)《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)—一次分冊(cè)》，在水輪發(fā)電機(jī)短路電流運(yùn)算曲線上分別查得t=0s, t=，t= s 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 。則對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表39 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ④電源G3供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： ==45/ 對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表310 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA ⑤電源G7供給的短路電流 電流基準(zhǔn)值（以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點(diǎn)的平均電壓為基準(zhǔn)電壓）： ==90/對(duì)應(yīng)時(shí)刻的短路電流周期分量的有名值 。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表311 時(shí)刻t/s0標(biāo)幺值 有名值It/KA （3）求各個(gè)時(shí)刻短路點(diǎn)的三相短路電流 ＋＋＋＋= KA＋＋＋＋= KA＋＋＋＋= （4）短路點(diǎn)短路容量 220=1900 MVA （5）三相短路電流沖擊電流由于短路點(diǎn)取在了發(fā)電廠升壓變壓器高壓側(cè)，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取短路電流沖擊系數(shù)，= 。計(jì)算得短路沖擊電流： = KA （1）K3 點(diǎn)等值電路圖的化簡(jiǎn) K3點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（一）= K3點(diǎn)等值電路圖化簡(jiǎn)（二） == == == == ==首先視所有電源均為有限容量系統(tǒng)，計(jì)算各個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的直連電抗（又稱“轉(zhuǎn)移電抗”）分別換算為以各自的電源容量為基準(zhǔn)容量的新標(biāo)幺值，即“計(jì)算電抗” 。=60/100==210/100==90/=45/=90/ 根據(jù)計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有的電源均應(yīng)當(dāng)作有限容量系統(tǒng)看待。 （2）計(jì)算各電源供給短路點(diǎn)K3的短路電流有限容量系統(tǒng)電源根據(jù)計(jì)算電抗查運(yùn)算曲線，可求出各個(gè)時(shí)刻的短路電流標(biāo)幺值，進(jìn)而求得其有名值；無(wú)窮大電源系統(tǒng)直接根據(jù)其轉(zhuǎn)移電抗直接計(jì)算。 ①電源S5供給的短