【文章內容簡介】 8000 769 18 6kV 母線 6 8000 769 井下總負荷 6 2584 368 主提升機 6 859 副提升機 6 630 主扇風機 6 921 壓風機 6 444 礦綜合廠 225 地面低壓 653 機修廠 381 選煤廠 625 工人村 377 支農 310 471 第四節(jié) 短路電流計算 短路電流計算系統(tǒng)如圖 45 所示，短路點選取 35kV 母線側、 6kV 母線側及 6kV 各出線回路末端，各元件參數可由表 11 中獲得。 輸電線路、主變壓器和下井電纜均為一臺（路）工作，一臺（路）備用。該電源為無限大容量，其電抗標么值 0*?X ,最大運行方式下，系 統(tǒng)阻抗為*minsX =，最小運行方式下，系統(tǒng)阻抗為 *maxsX =，離上一級變電所距離為 6km。主變壓器為兩臺，每臺容量為 8000kVA， %kU =。線路電抗：對于電纜 01x = /km，架空線 02x = /km。此外，當同步電動機在同一地點總裝機容量大于 1000kW 時，高壓異步電動機在同一地點 的同時運行的總裝機容量大于 800kW 且短路點就在異步電動機端頭時，要考慮其作為附加電源對短路電流的影響。 1． 選取基準容量 jS =100MVA 19 計算 1k 點時，選取 1jU =37kV， 3731003 11 ???? jjj USI kA 計算 132 ~kk 點時，選取 2jU =， 03 22 ???? jjj USI kA 2． 計算各元件的電抗標幺值 （ 1）系統(tǒng)電抗： 最大運行方式下， *minsX = 最小運行方式下， *maxsX = （ 2） 35kV 進線（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、副提升機 (電纜 ): 22201* 3 ?????jjL USLxX （ 5）主扇風機（架空線）： 22202* 4 ?????jjL USLxX （ 6）壓風機（電纜）： 22201* 5 ?????jjL USLxX （ 7）礦綜合廠（架空線）： 20 22202* 6 ?????jjL USLxX （ 8）機修廠（電纜）： 22201* 7 ?????jjL USLxX （ 9）選煤廠（電纜）： 22201* 8 ?????jjL USLxX （ 10）地面低壓（兩臺分列運行）： 由于變壓器在所內，只計算變壓器阻抗，不計線路 % 3* 4* 3 ?????? NT jkTT S SUXX （ 11）工人村（架空線）： 22202* 9 ?????jjL USLxX （ 12）支農（架空線）： 22202* 10 ?????jjL USLxX （ 13）下井電纜： 22201* 11 ?????jjL USLxX （ 14）主提升機（異步電動機）： ** 1 ?? stM IX 21 式中 *stI — 異步電動機啟動電流標么值，一般取 *stI =5。 （ 15）主扇風機（同步電動機）： os39。39。 2* 2 ????? NNMM PSXX ? 其中 39。2MX 為同步電動機次暫態(tài)的額定容量標么值。 等值電路圖如圖 51 所示，圖中元件所標的分數，分子表示元件編號，分母表示元件電抗標么值。 1 0. 36 圖 51 等值電路圖 3． 各短路點短路計算 （ 1） 1k 點短路（ 35kV） ①最大運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 1* m in* ?????? Ls XXX 22 短路電流標么值： 11 ** ??? ?XI 則：最大運行方 式下 1k 點短路時的短路參數為： 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最小運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 1* m a x* ?????? Ls XXX 短路電流標么值： 11 ** ??? ?XI 則：最小運行方式下 1k 點短路時的短路參數為： 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 點短路（ 6kV 母線） 因主扇風機（同步電動機） 、主提升機（異步電動機）均構成附加電源，因此要考慮電動機反饋的影響，但異步電動機僅對短路沖擊電流有影響。 S1 支路提供的短路參數： ①最大運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 1* 1* m i n*1 ???????? TLs XXXX 短路電流標么值： 11*1*1 ??? ?XI 則：最大運行方式下 2k 點短路時， S1 支路提供的短路參數為： 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最小運行方式下 短路回路電抗標么值為： 24 * 1* 1* m a x*1 ???????? TLs XXXX 短路電流標么值： 11*1*1 ????XI 則：最小運行方式下 2k 點短路時， S1 支路提供的短路參數為： 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： S2 支路為異步電動機構成的附加電源，故只考慮其對短路沖擊電流的影響。 異步電動機提供的沖擊電流 shMi 可由公式 53 計算： NMshNMshshM IXEkIIki *39。*39。39。*39。 22??? （ 53） 式中 NMI — 電動機的額定電流； shk — 電動機反饋電流沖擊系數，對于高壓電動機取 shk =～ ，對于低壓電動機取 shk =1 39。*39。E — 異步電動機的電勢平均值 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： 取 ? =， ?cos =，則該支路的額定電流為： 1c os3 ?????? ??NMNMNMNM U PI kA 考慮到同步電動機一般 裝有低壓保護裝置，當 t 秒后，開關跳閘，故它對穩(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)電機計算曲線時，計算電抗需增加的數值）查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機計算曲線，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最大運行方式下 2k 點短路時的短路參數為： 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 行方式下 2k 點短路時的短路參數為： 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 點短路（下井電纜） ①最大運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 11* 1* 1* m i n* ?????????? LTLs XXXXX 短路電流標么值： 27 11 ** ??? ?XI 則：最大運行方式下 6k 點短路時的短路參數為： 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最小運行方式下 短路 回路電抗標么值為： * 11* 1* 1* m a x* ?????????? LTLs XXXXX 短路電流標么值： 11 ** ??? ?XI 則：最小運行方式下 6k 點短路時的短路參數為： 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) 大容量的電動機對短路電流的影響 隨著我國經濟建設的不斷發(fā) 展和人民生活水平的不斷提高，低壓大功率異步電動機使用越來越廣泛 ， 對建筑配電設計計算提出了一些特殊的要求 例如在對有低壓大功率異步電動機的配電回路進行短路電流計算時 ， 應考慮電動機向短路點反饋短路電流的影響?！度嘟涣飨到y(tǒng)短路電流計算》 (GB／ T 15544— 1995)第 12． 2條指出 ， 高壓電動機和低壓電動機對對稱短路電流初始值， 短路電流峰值 i 和開斷電流， 6都有影響。 《低壓配電設計規(guī)范》 (GB 50054— 95)第 2． 1． 2條規(guī)定 ， 驗算電器在短路條件下的通斷能力 ， 應采用安裝處預期短路電流周期分量的有效值 。 當短路點附近所接電動機額定電流之和超過短路電流的 1％時，應計入電動機反饋電流的影響。下面借 助計算機仿真軟件 ， 對電動機向短路點反饋電流對短路電流有哪些影響 、 影響的程度有多大 ， 在計算短路電流時應如何考慮等問題做一分析 。 1． 異步電動機的等值電路與仿真模型 目前 ， 通常采用經驗公式確定電動機對短路電流值的影響 ， 此法只能給出在某種條件下電動機向短路點反饋電流的計算值 ， 不能分析電動機對短路電流的影響。近年來，在電氣工程領域中越來越廣泛地使 用 Matlab 這種集數學計算、分析、算法開發(fā)與發(fā)布于一體的軟件平臺 嗎， 對配電系統(tǒng)進行仿真分析 ， 為配電系統(tǒng)設計提供參考 ， 本文也使用這一軟件分析低壓大功率異步電動機對短路電流的影響 。 異步電動機的等值電路 ： 異步電動機等值電路見圖 41，其電路方程如下： 式 (1)及圖 1中的 E．為定子繞組的感應電勢， s 為轉差率。為定子電流，：為轉子電流， 為勵磁電流， 為電源電壓， r，為定子電阻， 。為定子電抗， rm 為勵磁電阻， 為勵磁電抗， r 為轉子電阻歸算值， 為轉子電抗歸算值。 由等值電路圖可以看出．電動機正常運行時，為電源電壓．轉速為額定轉速，轉差率 s 很小，接近于零；若此時電動機機端短路，等值電路中 為零．且電動機在負載轉矩的作用下減