【文章內容簡介】 短路點距發(fā)電機的電氣距離愈近（即阻抗愈?。?,短路電流愈大。短路點的電弧有可能燒壞電氣設備。短路電流通過電氣設備中的導體時 ,其熱效應會引起導體或其絕緣的損壞。令一方面 ,導體也會受到很大的電動力的沖擊 ,致使導體變形 ,甚至損壞。短路還會引起電網中電壓降低 ,特別是靠近短路點處的電壓下降得最多 ,結果可能使部分用戶的供電受到破壞。系統(tǒng)中發(fā)生短路相當于改變了電網的結構 ,必然引起系統(tǒng)中功率分布的變化 ,則發(fā)電機輸出也相應地變化。但是發(fā)電機的輸入功率是由原動機的進氣量或出水量決定的 ,不可能立即相應變化 ,因而發(fā)電機的輸入與輸出功率不平衡 ,發(fā)電機的轉速將變化 ,這就有可能引起并列運行的發(fā)電機失去同步 ,破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定 ,引起大片地區(qū)停電。這是短路造成的最嚴重的后果。 短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這 不僅會增加投資，甚至會因開斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設計時，應考濾限制 Id的措施，即而需要計算 Id。 短路電流計算的一般規(guī)定 為了所選電器具有足夠的可靠性、經濟性、靈活性并在一定的時期內滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應對不同點的短路電流進行校驗。短路電流計算應包括以下規(guī)定： 驗算導體的穩(wěn)定性和電器的動穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應按本設計的設計規(guī)劃容量來計算，并考慮到電力系統(tǒng)的 510發(fā)展規(guī)劃（一般應按本工程的建成之后的 510年）。在確定短路電流時應按 可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應按照僅在切換時過程中的可能的并列運行方式的接線方式。 選擇導體和電器時所用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 選擇導體和電器時，對不帶電抗的回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的地點，對帶電抗器 610kv出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器之前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 青海大學 本科 畢業(yè)（設計）論文 : 榆陽區(qū) 330kV 變電站初步設計 電氣一次部分 8 青海大學水利電力學院 導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流 ，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機的出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。 系統(tǒng)運行方式的確定 最大運行方式下：為了電氣設備校驗和保護的整定計算，還要考慮到系統(tǒng) 510 年的發(fā)展。 最小運行方式下：為了進行靈敏度的校驗。 短路形式的確定 短路分為：三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。 動穩(wěn)定校驗：按三相短路校驗（產生電動力最大的短路形式） 熱穩(wěn)定校驗：一般情況下，按三相短路，在發(fā)電廠附近，當計算電抗較小時 （〈 ）兩相短路發(fā)熱嚴重，用兩相短路計算。 短路電流計算點的確定 為了使所選電器具有足夠的可靠性、經濟性、靈活性并在一定的時期內滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應對不同點的短路電流進行校驗。短路電流計算應包括以下規(guī)定： (1)驗算導體的穩(wěn)定性和電器的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應按本設計的設計規(guī)劃容量來計算，并考慮到電力系統(tǒng)的 510發(fā)展規(guī)劃（一般應按本工程的建成之后的 510年）。在確定短路電流時應按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應按照僅在切換時過程中的可能的并列運行方式的接線方 式。 (2)選擇導體和電器時所用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 (3)選擇導體和電器時，對不帶電抗的回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的地點，對帶電抗器 610kv出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器之前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后 。 (4)導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算，若發(fā)電機的出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自 耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。 短路電流計算的方法 對電力系統(tǒng)網絡的短路電流，從 50年代以來，我國電力部門曾長期采用從前蘇聯引進的一種運算曲線來計算任意時刻的短路電流。所謂運算曲線，是按我國電力系統(tǒng)的統(tǒng)計得到汽輪發(fā)電機的參數，逐個計算在不同阻抗條件下，某時刻 t 的短路電流，然后取所有這些短路電流的平均值，作為運行曲線在某時刻 t 和計算電抗 Xjs 情況下的短路電流值。運算曲線包括兩種方法，即同一變化法和個別變化法。 （ 1） 基本假定 3 短路電流計算 青海大學水利電力學院 9 根據《電力工程電氣設計手冊 》第 4． 1節(jié) 1）正常工作時，系統(tǒng)三相對稱運行。 2）所有電源的電動勢相位角相等 。 3） 系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導體集膚效應等影響；轉子結構完全對稱；定子三相繞組空間位置相差 120176。電氣角度。 4） 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 5） 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50%負荷接在高壓母線上， 50%負荷接在系統(tǒng)側。 6） 同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。 7） 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 8） 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 9）除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計。 10）元件計算參數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。輸電線路的電容略去不計。 （ 2） 一般規(guī)定 1） 驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5~10年）。 確定短路電流時應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 2） 選擇導體和電器用的短路電 流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 3） 選擇導體和電器時對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式短路電流為最大的地點。 對待電抗器的 6～ 10kV 出線與廠用分支回路，除其母線與母線隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 4） 導體和電器的動穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較 三相短路嚴重 時，則應按嚴重情況計算。 短路電流計算結果 按三相短路進行短路電流計算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計算點有 3 個，即 330kV 母線短路（ K1點）， 110kV母線短路（ K2）點， 35kV廠用側 短路（ K3）點 。 電壓 短路點 I39。 （ kA） ish（ kA） 330kV K1 110kV K2 35kV K3 青海大學 本科 畢業(yè)（設計）論文 : 榆陽區(qū) 330kV 變電站初步設計 電氣一次部分 10 青海大學水利電力學院 短路電流計算書 對于變壓器而言，其等效電路圖如圖 31 圖 31 當 K1,K2點短路時，系統(tǒng)的等效 電路圖 如 圖 32 圖 32 簡化網絡如 圖 33 3 短路電流計算 青海大學水利電力學院 11 圖 33 （ 1） 當 K1點短路時 圖 34 選基準 SB=100MVA； UB=UAV； 330系統(tǒng)側歸算標幺值 X1=； 110系統(tǒng)側歸算標幺值為 X2=； 主變參數為 Uk%高 中 =11%， Uk%高 低 =24%， Uk%中 低 =12%； 最終主變臺數 240MVA 2 則： 青海大學 本科 畢業(yè)（設計）論文 : 榆陽區(qū) 330kV 變電站初步設計 電氣一次部分 12 青海大學水利電力學院 X 高 =21(X 高 中 +X 高 低 X 中 低 )24010= X 中 =21 (X 高 中 +X 中 低 X 高 低 )24010= X 低 =21 (X 高 低 +X 中 低 X 高 中 )24010= X3=X4=X 高 +X 中 = X5=X3//X2= X6=X5+X2= XΣ 330=X1||X6= 則短路電流 I39。 =34531001X 330 ???= 短路沖擊電流幅值 ish= 2 I39。 = （ 2）當 K2點短路時 圖 35 X7=X5+X1= XΣ 110=X2//X7= 則短路電流 I39。 =11531001X110 ???= 短路 沖擊電流幅值 ish= 2 I39。 = （ 3）當 K3點（ 35kV廠用側）短路時，系統(tǒng)等效電路圖如 圖 36 3 短路電流計算 青海大學水利電力學院 13 圖 36 簡化網絡如 圖 37 圖 37 X8=X 高 +X1= X9=X 中 +X2= X10=X8//X9= XΣ 35=X 低 +X12= 則短路電流 青海大學 本科 畢業(yè)（設計）論文 : 榆陽區(qū) 330kV 變電站初步設計 電氣一次部分 14 青海大學水利電力學院 I39。 =3731001X35 ???= 短路沖擊電流幅值 ish= 2 I39。 = 4 電氣設備選擇與校驗 青海大學水利電力學院 15 4 電氣設備選擇 與校驗 電氣設備： 電氣設備包括各電壓級的出線斷路器，旁路斷路器，分段斷路 器，以及相應的隔離開關，熔斷器等。用于保護和測量用的電流互感器。 高壓斷路器的主要功能是 :正常運行時 ,用它來倒換運行方式 ,把設備或線路接入電路或退出運行 ,起著控制作用 ； 當設備或線路發(fā)生故障時 ， 能快速切除故障回路 ,保證無故障部分能正常運行 ,其保護作用 。 隔離開關 ： 在檢修電氣設備時 ,用隔離開關將被檢修的設備與電源電壓隔離 。 在倒閘操作時 ,投入備用母線或旁路母線以改變運行方式 ,配合斷路器完成操作 ,同時隔離開關還可以用來分合小電流 。 電流互感器 /電壓互感器 ： 就是將一次回路的大電流或大電壓轉化為標準的二次測的低電流和低電壓 ,以保證設備和人身安全 。 電氣設備的選擇 導體和電器的選擇是變電所設計的主要內容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟的重要條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術， 并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。 電氣設備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經濟合理、安全可靠、運行方便和適當的留有發(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經濟運行的需要。 電氣設備要能可靠的工作，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)定后選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 電氣設備選擇的一般原則 （ 1）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要； （ 2）應按當地環(huán)境條件校核； （ 3）應力 求技術先進和經濟合理； （ 4）選擇導體時應盡量減少品種； （ 5）擴建工程應盡量使新老電器的型號一致； （ 6）選用的新品，均應具有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格。 技術條件 按正常工作條件選擇導體和電氣 （ 1） 電壓： 所選電氣設備允許最高工作電壓不得低于回路所接電網的最高運行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的 ～ 倍，而電氣設備所在電網的運行電壓波動，一般不超過電網額定電壓的 倍，因此一般可按照電氣設備的額定電壓 UN 不低于電網額定電壓UNs的條件選擇， 即 青海大學 本科 畢業(yè)（設計）論文 : 榆陽區(qū) 330kV 變電站初步設計 電氣一次部分 16 青海大學水利電