【文章內(nèi)容簡介】 V 側(cè)采用單母分段第三章 短路電流計算 短路電流計算概述 、短路電流計算的目的意義在發(fā)生短路時，由于電源供電回路的阻抗減小及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路電流值大大增加，短路點的電弧有可能燒壞電器設(shè)備。另外，導(dǎo)線也會受到很大的電動力的沖擊，致使導(dǎo)體變形，甚至損壞。短路還會引起電網(wǎng)中電壓降低，使用戶的供電受到破壞。短路還會引起系統(tǒng)功率分布的變化，影響發(fā)電機輸出功率的變化。短路種類有：三相短路；兩相短路；單相短路接地；兩相短路接地。為使所選電器設(shè)備和導(dǎo)體有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要， 而進行短路電流計算。、短路電流計算的基本假定和計算方法基本假定：(1)正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。(2)所有電源的電動勢相位角相同。(3)電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行。(4)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。(5)系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50%接在高壓母線上，50%接在系統(tǒng)側(cè)。（6）短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間。 （7）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都忽略不計。計算方法常采用短路電流運算曲線法計算參數(shù)，一般按三相短路計算。在網(wǎng)絡(luò)簡化中，對短路點具有局部對稱或全部對稱的網(wǎng)絡(luò)，同電位點可以短接，其間的電抗可以略去。、短路點的選擇一般選擇最大運行方式下通過電器設(shè)備的短路電流最大的那些為短路計算點。 短路電流計算過程在本設(shè)計中短路電流計算采取實用計算曲線法，其具體步驟如下：（1）計算系統(tǒng)，線路，發(fā)電機在基準(zhǔn)容量下的標(biāo)幺值并繪制等值網(wǎng)絡(luò)： (2)本設(shè)計選擇基準(zhǔn)容量 =100MVA ， =BSBUav(3)發(fā)電機電抗， 略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻輸電線路電容和變壓器的勵磁支路，X只用其標(biāo)幺值。(4)無限大功率電源內(nèi)阻抗等于零，系統(tǒng) = /dXBS系 統(tǒng)(5)略去負荷選擇基準(zhǔn)容量：S =100MW U =115KV U =則基準(zhǔn)電流： I = = =I = = =基準(zhǔn)電抗： X = = =?X = = =.2圖 31 系統(tǒng)等效圖1. 查電力系統(tǒng)阻抗表可知： 一般取單位線路阻抗為： X= /KM?①計算各條線路阻抗：= X=80=321lX= X=50=202l= X=25=103l ?= X=30=124lX?= X=20=85l則： = + =401Ll5l = + =302X2l3l = =83L4l?它們所對應(yīng)標(biāo)幺值為：= + = + =*= + = + =*= = =*3LX14ld25.②計算系統(tǒng)電源電抗標(biāo)幺值： *1 ???NS *2SX2．計算短路點 d1 的短路電流參數(shù)110KV 側(cè)短路電流計算：則圖 31 可以轉(zhuǎn)化為：圖 32 110KV 系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)化圖 將圖 32 網(wǎng)絡(luò)中的三角形接線轉(zhuǎn)化為星形接線： X1*= = =*32*LLX??.?? X2*= = =*321LL ... X3*= = =*321*LLX??.??電源相對于 d1 的轉(zhuǎn)移電抗： +=?*1*XSM +=?32N星形接線轉(zhuǎn)化為三角形接線：= + + =++ = *IXM*3*?= + + =++ =*?N*3*3.分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗： = = =*1jsXdSI1062.? = = =*2jsd?43.按上述計算結(jié)果查汽輪機的計算表可知：當(dāng) s 時0?kt *js1I?*js2I?短路電流周期分量標(biāo)幺值為：KAf(0)???當(dāng) =4s 時：kt = =*1jsI*2jsIKAf(tk)?????當(dāng) Tk/2=2s 時?)0(f)2tk(fI因 t=∞ 時和 t=4s 時，隨著計算電抗的減小，它們所對應(yīng)的曲線逐漸重合，所以 ??)tk(f)(fIKA39。??( 表示短路沖擊電流為周期分量幅值的倍數(shù)，其大小取決于 ，取值范mK aT圍為 ，在高電壓電路中一般取 )1?計算短路點 d3 的短路電流參數(shù)10KV 側(cè)短路電流計算：系統(tǒng)等效圖可轉(zhuǎn)換為： 圖 33 10KV 側(cè)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)化圖 ??*11232110().35BTSSNU??????????*21231(...).BTSS??*32312 10().23BTSSNU?????????? **??????+ =+= *M*N星形接線轉(zhuǎn)化為三角形接線=++ =?*IX*0*0NMX??=++ =?**0*0M.分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗: = = =*1jsXdSI1063.? = = =*2jsd?29.因兩個計算電抗 、 均大于 ，所以得：*1jsX2js?*?)0(1fI)(f)t(1kfI)2tk(1f?)(1fI .??KA?*?)0(2fI)0(2f)t(2kfI)2tk(f?)(fI .??KA所以： )0(fI)t(kfI?)2t(f?)(fI?)0(1f)(?由上述能夠得到： chi )0(??fmI KA故短路電流計算結(jié)果如下表所示：表 34短路點 (KA))0(fI (KA))(ftkI(KA))2tk(fI(KA)chI110KV 母線 10KV 母線 主變壓器的選擇 主變選擇變壓器是變電所中最重要的和最貴重的是設(shè)備，變壓器的選擇在變電所中是比較重要的。主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)考慮：(1)主變?nèi)萘窟x擇一般應(yīng)按變電所建成后 5~10 年的規(guī)劃負荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠期幾年發(fā)展，對城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。(2)根據(jù)變電所帶負荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變?nèi)萘?，對有重要負荷的變電站?yīng)考慮一臺主變壓器停運時，其余主變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級負荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變停運時，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負荷的 60％。(3)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。主變臺數(shù)的考慮原則：(1)對大城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，裝兩臺主變?yōu)橐恕?2)對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電所，設(shè)計時應(yīng)考慮裝三臺的可能性。(3)對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所，其主變基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的 12 級設(shè)計，以便負荷發(fā)展時更換主變。3．主變?nèi)萘亢团_數(shù)選擇計算由以上分析可知應(yīng)選兩臺主變額定容量 Se 的選擇計算：(1)10KV 低壓側(cè)： 其出線回路數(shù)為 11 回，取 =, = 結(jié)合負荷情況分析知：Kt39。t1max2()(%cosijsriPS????? ( )(15%)??????? =（MVA） 則三繞組變壓器的計算容量為： 2i=()jsjs MVA???、總(3)由選擇條件： 得：總jse?0.=?總 （ ）故可選用主變的容量為 。MVA4．校核條件： (1).6ejsnS??總 ????21)Sne（ 則： 成立，滿足條件要求。235()(e VA??? 12 %3)(1%30).90.(50)(4). 2.(0)(540).%()()SMVA????????????顯然滿足條件： ???2Sne綜上所述，選用主變的容量為 合格。VA5．近期與遠景容量問題(分期建設(shè)計劃)上述計算結(jié)果是 5~10 年規(guī)劃的最終變電所的臺數(shù)和容量，近期容量問題實際上是考慮第一期上一臺主變還是兩臺。根據(jù)負荷分析資料給出的近期負荷計算近期的 。 = =39。Kt10KV 側(cè) 1max2()(% )(15%)700716ijstPSK?????? ??2i=????、 （ ）由以上計算結(jié)果看出，顯然 ，但考慮變壓器都具有過負荷能力，Sjse?故第一期工程考慮上一臺主變。 變壓器型式的選擇相數(shù)的選擇由相應(yīng)規(guī)程規(guī)定，若站址地勢開闊，交通運輸方便，也不是由于容量過大而無法解決制造問題，在 330KV 及其以下的發(fā)電廠和變電所中，宜采用三相變壓器，結(jié)合以上分析，本市市郊變電所應(yīng)采用三相變壓器。 繞組數(shù)和繞組連接方式的選擇《電力工程電氣設(shè)計手冊》和相應(yīng)的規(guī)程中指出：在具有三種電壓的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達到該變壓器容量的 15％以上，或在低壓側(cè)雖沒有負荷，但是在變電所的實際情況中，由主變?nèi)萘窟x擇部分的計算數(shù)據(jù)，明顯滿足上述情況。故 Y 市郊變電所主變選擇三繞組變壓器?！峨娏こ屉姎庠O(shè)計手冊》和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有 Y 和△型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個繞組是△型的，我國 110KV 及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中型點，所以都需要選擇 的連接方式。對于 110KV 變電所的 35KV 側(cè)也采用 的連接方式，而0 0Y6~10KV 側(cè)采用△型的連接方式。故本市市郊變電所主變應(yīng)采用的繞組連接方式為 ： 1dN 主變阻抗和調(diào)壓方式的選擇《電力系統(tǒng)電氣設(shè)計手冊》和相應(yīng)規(guī)程中指出：變壓器各側(cè)阻抗值的選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定，潮流方向，無功分配，繼電保護，短路電流，系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并列運行等的方面進行綜合考慮，并應(yīng)由對工程起決定性作用的因素來確定。變壓器的阻抗選擇實際上是指三個繞組在變壓器鐵心中纏繞的位置，由此變壓器可以分為升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型。由于絕緣因素，高壓繞組總放在最外側(cè)，而中、低壓繞組可以分別纏繞在變壓器的鐵心的中間或者最里面。由于變壓器的阻抗實際上就是繞組之間的