【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8000 769 18 6kV 母線 6 8000 769 井下總負(fù)荷 6 2584 368 主提升機(jī) 6 859 副提升機(jī) 6 630 主扇風(fēng)機(jī) 6 921 壓風(fēng)機(jī) 6 444 礦綜合廠 225 地面低壓 653 機(jī)修廠 381 選煤廠 625 工人村 377 支農(nóng) 310 471 第四節(jié) 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算系統(tǒng)如圖 45 所示，短路點(diǎn)選取 35kV 母線側(cè)、 6kV 母線側(cè)及 6kV 各出線回路末端，各元件參數(shù)可由表 11 中獲得。 輸電線路、主變壓器和下井電纜均為一臺(tái)（路）工作，一臺(tái)（路）備用。該電源為無限大容量，其電抗標(biāo)么值 0*?X ,最大運(yùn)行方式下，系 統(tǒng)阻抗為*minsX =，最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗為 *maxsX =，離上一級(jí)變電所距離為 6km。主變壓器為兩臺(tái)，每臺(tái)容量為 8000kVA， %kU =。線路電抗：對(duì)于電纜 01x = /km，架空線 02x = /km。此外，當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)在同一地點(diǎn)總裝機(jī)容量大于 1000kW 時(shí)，高壓異步電動(dòng)機(jī)在同一地點(diǎn) 的同時(shí)運(yùn)行的總裝機(jī)容量大于 800kW 且短路點(diǎn)就在異步電動(dòng)機(jī)端頭時(shí)，要考慮其作為附加電源對(duì)短路電流的影響。 1． 選取基準(zhǔn)容量 jS =100MVA 19 計(jì)算 1k 點(diǎn)時(shí)，選取 1jU =37kV， 3731003 11 ???? jjj USI kA 計(jì)算 132 ~kk 點(diǎn)時(shí)，選取 2jU =， 03 22 ???? jjj USI kA 2． 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值 （ 1）系統(tǒng)電抗： 最大運(yùn)行方式下， *minsX = 最小運(yùn)行方式下， *maxsX = （ 2） 35kV 進(jìn)線（架空線） : 22 102* 2* 1 ?????? jjLL USLxXX （ 3）主變壓器 : % 1* 2* 1 ?????? NT jkTT S SUXX （ 4）主提升機(jī)、副提升機(jī) (電纜 ): 22201* 3 ?????jjL USLxX （ 5）主扇風(fēng)機(jī)（架空線）： 22202* 4 ?????jjL USLxX （ 6）壓風(fēng)機(jī)（電纜）： 22201* 5 ?????jjL USLxX （ 7）礦綜合廠（架空線）： 20 22202* 6 ?????jjL USLxX （ 8）機(jī)修廠（電纜）： 22201* 7 ?????jjL USLxX （ 9）選煤廠（電纜）： 22201* 8 ?????jjL USLxX （ 10）地面低壓（兩臺(tái)分列運(yùn)行）： 由于變壓器在所內(nèi)，只計(jì)算變壓器阻抗，不計(jì)線路 % 3* 4* 3 ?????? NT jkTT S SUXX （ 11）工人村（架空線）： 22202* 9 ?????jjL USLxX （ 12）支農(nóng)（架空線）： 22202* 10 ?????jjL USLxX （ 13）下井電纜： 22201* 11 ?????jjL USLxX （ 14）主提升機(jī)（異步電動(dòng)機(jī)）： ** 1 ?? stM IX 21 式中 *stI — 異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流標(biāo)么值，一般取 *stI =5。 （ 15）主扇風(fēng)機(jī)（同步電動(dòng)機(jī)）： os39。39。 2* 2 ????? NNMM PSXX ? 其中 39。2MX 為同步電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)的額定容量標(biāo)么值。 等值電路圖如圖 51 所示，圖中元件所標(biāo)的分?jǐn)?shù)，分子表示元件編號(hào)，分母表示元件電抗標(biāo)么值。 1 0. 36 圖 51 等值電路圖 3． 各短路點(diǎn)短路計(jì)算 （ 1） 1k 點(diǎn)短路（ 35kV） ①最大運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： * 1* m in* ?????? Ls XXX 22 短路電流標(biāo)么值： 11 ** ??? ?XI 則：最大運(yùn)行方 式下 1k 點(diǎn)短路時(shí)的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *39。39。 ?????? ? jIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。 ???? II sh kA 次暫態(tài)三相短路容量 ： 1 8 51 0 *39。39。 ????? jSIS MVA ②最小運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： * 1* m a x* ?????? Ls XXX 短路電流標(biāo)么值： 11 ** ??? ?XI 則：最小運(yùn)行方式下 1k 點(diǎn)短路時(shí)的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *39。39。 ?????? ? jIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 23 39。39。 ???? II sh kA 次暫態(tài)三相短路容量 ： 1 1 51 0 *39。39。 ????? jSIS MVA （ 2） 2k 點(diǎn)短路（ 6kV 母線） 因主扇風(fēng)機(jī)（同步電動(dòng)機(jī)） 、主提升機(jī)（異步電動(dòng)機(jī)）均構(gòu)成附加電源，因此要考慮電動(dòng)機(jī)反饋的影響，但異步電動(dòng)機(jī)僅對(duì)短路沖擊電流有影響。 S1 支路提供的短路參數(shù)： ①最大運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： * 1* 1* m i n*1 ???????? TLs XXXX 短路電流標(biāo)么值： 11*1*1 ??? ?XI 則：最大運(yùn)行方式下 2k 點(diǎn)短路時(shí)， S1 支路提供的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *1)(139。39。1 ?????? ? jIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。11 ???? Ii sh kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。11 ???? II sh kA 次暫態(tài)三相短路容量 ： 681 0 *139。39。1 ????? jSIS MVA ②最小運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： 24 * 1* 1* m a x*1 ???????? TLs XXXX 短路電流標(biāo)么值： 11*1*1 ????XI 則：最小運(yùn)行方式下 2k 點(diǎn)短路時(shí)， S1 支路提供的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *139。39。1 ????? jIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。11 ???? Ii sh kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。11 ???? II sh kA 次暫態(tài)三相短路容量 ： 551 0 *139。39。1 ????? jSIS MVA S2 支路提供的短路參數(shù)： S2 支路為異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的附加電源，故只考慮其對(duì)短路沖擊電流的影響。 異步電動(dòng)機(jī)提供的沖擊電流 shMi 可由公式 53 計(jì)算： NMshNMshshM IXEkIIki *39。*39。39。*39。 22??? （ 53） 式中 NMI — 電動(dòng)機(jī)的額定電流； shk — 電動(dòng)機(jī)反饋電流沖擊系數(shù)，對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)取 shk =～ ，對(duì)于低壓電動(dòng)機(jī)取 shk =1 39。*39。E — 異步電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)平均值 39。*39。E =， 則， S2 支路的 額定電流為 （取 ?=） ： 25 os3 ?????? ??NMNMNMNM U PI kA S2 支路電抗為： * 1* 3* ?????? ML XXX 由公式 53 可得， S2 支路提供的短路沖擊電流為： *39。*39。39。*39。 ??????? ? NMshNMshs hM IXEkIIki kA S3 支路提供的短路參數(shù)： 取 ? =， ?cos =，則該支路的額定電流為： 1c os3 ?????? ??NMNMNMNM U PI kA 考慮到同步電動(dòng)機(jī)一般 裝有低壓保護(hù)裝置，當(dāng) t 秒后，開關(guān)跳閘，故它對(duì)穩(wěn)態(tài)短路電流無影響，利用 *MZX +=（ 是考慮查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線時(shí)，計(jì)算電抗需增加的數(shù)值）查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線，得： *0?I , 則：次暫態(tài)電流周期分量： *039。39。3 ????? NMIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。33 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。33 ???? II sh kA 次暫態(tài)三相短路容量： 26 *039。39。 ???? NMSIS MVA 故：①最大運(yùn)行方式下 2k 點(diǎn)短路時(shí)的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： 39。39。339。39。139。39。 ????? III kA 短路電流沖擊值： ??????? shs h Mshsh iiii kA 短路全電流最大有效值 ： ????? shshsh III kA 次暫態(tài)三相短路容量： 39。39。339。39。139。39。 ????? SSS MVA ②最小運(yùn) 行方式下 2k 點(diǎn)短路時(shí)的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： 39。39。339。39。139。39。 ????? III kA 短路電流沖擊值： ??????? shs h Mshsh iiii kA 短路全電流最大有效值 ： ????? shshsh III kA 次暫態(tài)三相短路容量： 39。39。339。39。139。39。 ????? SSS MVA （ 3） 6k 點(diǎn)短路（下井電纜） ①最大運(yùn)行方式下 短路回路電抗標(biāo)么值為： * 11* 1* 1* m i n* ?????????? LTLs XXXXX 短路電流標(biāo)么值： 27 11 ** ??? ?XI 則：最大運(yùn)行方式下 6k 點(diǎn)短路時(shí)的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *39。39。 ?????? ? jIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。 ???? II sh kA 次暫態(tài)三相短路容量 ： *39。39。 ?????? ? jSISS MVA ②最小運(yùn)行方式下 短路 回路電抗標(biāo)么值為： * 11* 1* 1* m a x* ?????????? LTLs XXXXX 短路電流標(biāo)么值： 11 ** ??? ?XI 則：最小運(yùn)行方式下 6k 點(diǎn)短路時(shí)的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *39。39。 ??????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。 ???? II sh kA 28 次暫態(tài)三相短路容量 ： 541 0 *39。39。 ?????? ? jSISS MVA 第五節(jié) 大容量的電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā) 展和人民生活水平的不斷提高，低壓大功率異步電動(dòng)機(jī)使用越來越廣泛 ， 對(duì)建筑配電設(shè)計(jì)計(jì)算提出了一些特殊的要求 例如在對(duì)有低壓大功率異步電動(dòng)機(jī)的配電回路進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí) ， 應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)向短路點(diǎn)反饋短路電流的影響?！度嘟涣飨到y(tǒng)短路電流計(jì)算》 (GB／ T 15544— 1995)第 12． 2條指出 ， 高壓電動(dòng)機(jī)和低壓電動(dòng)機(jī)對(duì)對(duì)稱短路電流初始值， 短路電流峰值 i 和開斷電流， 6都有影響。 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50054— 95)第 2． 1． 2條規(guī)定 ， 驗(yàn)算電器在短路條件下的通斷能力 ， 應(yīng)采用安裝處預(yù)期短路電流周期分量的有效值 。 當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)額定電流之和超過短路電流的 1％時(shí)，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。下面借 助計(jì)算機(jī)仿真軟件 ， 對(duì)電動(dòng)機(jī)向短路點(diǎn)反饋電流對(duì)短路電流有哪些影響 、 影響的程度有多大 ， 在計(jì)算短路電流時(shí)應(yīng)如何考慮等問題做一分析 。 1． 異步電動(dòng)機(jī)的等值電路與仿真模型 目前 ， 通常采用經(jīng)驗(yàn)公式確定電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流值的影響 ， 此法只能給出在某種條件下電動(dòng)機(jī)向短路點(diǎn)反饋電流的計(jì)算值 ， 不能分析電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響。近年來，在電氣工程領(lǐng)域中越來越廣泛地使 用 Matlab 這種集數(shù)學(xué)計(jì)算、分析、算法開發(fā)與發(fā)布于一體的軟件平臺(tái) 嗎， 對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析 ， 為配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考 ， 本文也使用這一軟件分析低壓大功率異步電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響 。 異步電動(dòng)機(jī)的等值電路 ： 異步電動(dòng)機(jī)等值電路見圖 41，其電路方程如下： 式 (1)及圖 1中的 E．為定子繞組的感應(yīng)電勢(shì)， s 為轉(zhuǎn)差率。為定子電流，：為轉(zhuǎn)子電流， 為勵(lì)磁電流， 為電源電壓， r，為定子電阻， 。為定子電抗， rm 為勵(lì)磁電阻， 為勵(lì)磁電抗， r 為轉(zhuǎn)子電阻歸算值， 為轉(zhuǎn)子電抗歸算值。 由等值電路圖可以看出．電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，為電源電壓．轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率 s 很小，接近于零；若此時(shí)電動(dòng)機(jī)機(jī)端短路，等值電路中 為零．且電動(dòng)機(jī)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下減