【文章內(nèi)容簡介】 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(yàn)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)中及自耦變壓器回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 (4.)短路電流計(jì)算方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路情況時(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認(rèn)為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。所謂無限容量系統(tǒng)是指容量為無限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。當(dāng)然，容量所以們 在這里進(jìn)行短路電流計(jì)算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的，其步驟如下： ① 對各等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，求出計(jì)算電抗； ② 求出短路電流的標(biāo)么值； ③ 歸算到各電壓等級求出有名值。 (5).短路電流計(jì)算條件 ① 短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件 和原則： 1正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行； 2所有電源的電動勢相位角相同； 3系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo) 18 體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間位置相差 120 度電氣角度； 4電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)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(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)； 6同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)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(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； 9除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的都略去不計(jì)； 10元件的計(jì)算參數(shù)均取為額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； 11輸電線路的電容略去不計(jì)； 12用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。 ② 接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)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，而不能用僅在切換過程中可能并聯(lián)運(yùn)行的接線方式。 ③ 計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(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。 ④ 短路點(diǎn)的種類 一般按三 相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)的兩相短路時(shí)，中性點(diǎn)有接地系統(tǒng)的以及自耦變壓器的回路中發(fā)生單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的時(shí)候進(jìn)行計(jì)算。 ⑤ 短路點(diǎn)位置的選擇 短路電流的計(jì)算，為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過的最大短路電流。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。取最嚴(yán)重的短路情況分別在 10kV 側(cè)的母線和 35kV 側(cè)的母線上發(fā)生短路情況（點(diǎn) a 和點(diǎn) b發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計(jì)算。 19 a b 圖 短路點(diǎn)選擇圖 (6)、短路的物理量 短路電流的周期分量、非周期分量、短路全電流、短路沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流。 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行； 所有電源的電動勢相位角相同； 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和； 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)； 短路發(fā)生在短路電流為最大的一瞬間； 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； 原件的計(jì)算參數(shù)都取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； 輸電電纜線 的電容略去不計(jì)； (7)、短路電流計(jì)算的步驟 在已知短路容量時(shí)： Sd=1000MVA 選基準(zhǔn)容量 Si=100MVA Ui=Uav= 短路點(diǎn)與系統(tǒng)之間電抗標(biāo)幺值計(jì)算： *sX =Si/Sd 變壓器電抗標(biāo)幺值計(jì)算 : *BS =(U%/100) ? (Si/Sd) 短路電流基準(zhǔn)值計(jì)算： Ii=Si/（ 3 ? Vp） 短路點(diǎn)周期分量有效標(biāo)幺值計(jì)算： *dI =l/ *?X 三相短路電流有效值計(jì)算： )3(id =Id? Ij 三相短路沖擊電流計(jì)算： )3(ich = )3(Id 三相短路最大： )3(ich = ? )3(Id 20 由于計(jì)算設(shè)為無限容量系統(tǒng)：暫態(tài)短路電流 I=I，三相短路穩(wěn)態(tài)電流： )3(?I = )3(Id 短路容量計(jì)算： Sd = 3 )3(J d pU (8) 、各母線短路電流列表 根據(jù)下圖和以上公式計(jì)算母線短路電流： 圖 短路計(jì)算電路 表 母線短路電流列表 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /KA 三相短路容量 /MVA I（ 3） I（ 3） I?（ 3） (3)ish Ish（ 3） S（ 3） K1 500 K2 圖 短路計(jì)算等效電路 21 6 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 一般原則 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。 技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)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(yùn)行 。 (1)、 長期工作條件 1） 電壓 選用的電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 Ug,即 Umax≥ Ug 2) 電流 選用的電器額定電流 I N 不得低于所在回路在各種 可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流 Ig 即 I N≥ Ig 由于變壓器短路時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 3） 機(jī)械負(fù)荷 所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。電器機(jī)械荷載的安全系數(shù)，由制造部門在產(chǎn)品制造中統(tǒng)一考慮。 (2)、 短路穩(wěn)定條件 1） 校驗(yàn)的一般原則 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流。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)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 22 2） 短路的熱穩(wěn)定條件： 短路電流在導(dǎo)體和電器中引起的熱效應(yīng) Qk為 Qk=Qp+Qnp 式中 Qp 為短路電流周期分量引起的 熱效應(yīng) (kA2s)。 Qnp 為短路電流非周期分量引起的熱效應(yīng) (kA2s) It2t＞ Qk Qdt— 在計(jì)算時(shí)間 t秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ kA2s） It— t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間 (s) tjs = 繼電 器保護(hù)裝置后備保護(hù)動作時(shí)間（ tb） + 斷路器全分閘時(shí)間（ tdo） 3) 短路的動穩(wěn)定條件： ich≤ idf Ich≤ Idf ich— 短路沖擊電流峰值（ kA） Ich— 短路全電流有效值（ kA） idf— 電器允許的極限通過電流峰值（ kA） Idf— 電器允許的極限通過電流有效值（ kA） (3)、 絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過絕緣配合 計(jì)算，選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。 表 選擇高壓電器應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目表 項(xiàng)目 電壓 電流 斷流容量 短路電流校驗(yàn) 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 23 斷路器 ? ? ? ? ? 負(fù)荷開關(guān) ? ? ? ? ? 隔離開關(guān) ? ? ? ? 熔斷器 ? ? ? 電抗器 ? ? ? 電流互感器 ? ? ? ? 電壓互感器 ? ? 支柱絕緣子 ? 母線 ? ? ? 消弧線圈 ? ? 避雷器 ? 表中 ?為應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)的項(xiàng)目 、環(huán)境條件 (1)、 溫度 按《交流高壓電器在長期工作時(shí)的發(fā)熱》（ GB76374 的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為 +40℃時(shí)，允許按額定電流長期工作。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于 +40℃（但不高于 +60℃）時(shí)，每增高 +1℃，建議額定電流減少 %；當(dāng)?shù)陀?+40℃，每降低 +1℃建議額定電流增加 %，但總的增加值不超過額定電流的 20%。 (2)、 日照 屋外高壓電器在日照影響下將產(chǎn)生附加溫升。但高壓電器的發(fā)熱試驗(yàn)是在避免陽光直射的條件下進(jìn)行的。如果制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中可暫按電器額定電流的 80%選擇設(shè)備。 (3)、 風(fēng)速 一般高壓電器可在風(fēng)速不大于 35m/s 的環(huán)境下使用。 (4)、 冰雪 24 在積雪和覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)采取措施防止冰串引起瓷件絕緣對地閃絡(luò)。 (5)、 濕度 選擇電器的濕度，應(yīng)采用當(dāng)?shù)叵鄬穸茸罡咴路莸钠骄鄬穸取? (6)、 污穢 污穢地區(qū)內(nèi)各種污物對電器設(shè)備的危害，取決于污穢物質(zhì)的導(dǎo)電性、吸水性、附著力、數(shù)量、比重及距物源的距離和氣象條件。 (7)、 海拔 電器的一般使用條件為海拔高度不超過 1000m。海拔超過 1000m 的地區(qū)稱為高原地區(qū)。對安裝在海拔高度超過 1000m 地區(qū)的電器外 絕緣一般應(yīng)予加強(qiáng)，可選用高原產(chǎn)品或選用外絕緣提高一級產(chǎn)品。 (8)、 地震 地震對電器的影響主要是地震波的頻率和地震振動的加速度。 (9) 環(huán)境保護(hù) 選用電器尚應(yīng)注意電器對周圍環(huán)境的影響。 電磁干擾 頻率大于 10kHz 的無線電干擾主要來自電器的電流電壓突變和電暈放電。 35kV 不考慮。 噪音 為了減少噪音對工作場所和附近居民區(qū)的影響所選高壓電器在運(yùn)行中或操作時(shí)產(chǎn)生的噪音，在距電器 2 m 處不應(yīng)大于下列水平： 連續(xù)性噪音水平： 85 dB 非連續(xù)性噪音水平： 屋內(nèi) 90 dB 屋外 110 dB 斷路器隔離開關(guān)的選擇 35kv 側(cè)高壓斷路器 和隔離開關(guān) 的選擇 35kv 側(cè)高壓斷路器的選擇 斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在 35KV~220KV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器、 SF6 斷路器和空氣斷路器，這里可以選用 SF6斷路器。 開關(guān)電器的選擇及校驗(yàn)原則 選擇較驗(yàn) ① 電壓 1Ne UU ≥ 25 ② 電流 maxIKIe≥ ③ 按斷開電流選擇， INbr ztK II =≥ ④ 按短路關(guān)合電流來選擇 INcl ∞== IIztI sh ≥ ⑤ 按熱穩(wěn)定來選擇 Kt QtI ≥2 注： ( Fzt III == ∞ ) (1)．主變 35kv 側(cè) 高壓 斷路器的選擇 6300?NS kVA 351=NU KV 11?????NNN USI (A) 流過斷路 器的最大持續(xù)工作電流： 0 9 0 0 a x ???I (A) ○ 1 計(jì)算數(shù)據(jù)表： U(kV) 三相短路電流 /KA Imax（ A） I（ 3） I（ 3） I?（ 3） (3)ish Ish（ 3） 35 為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，查《 輸配電設(shè)備手冊 》參考資料附表 14 選擇 LW835 型戶外六氟化硫 斷路器 ，其 技術(shù)參數(shù)如下 LW835型戶外六氟化硫 斷路器 主要技術(shù) 參數(shù)表 26 型 號 額定 電壓 Ue (kV) 最高工作電壓 (kV) 額定電流Ie (A) 額定開斷電流 Iekd(kA) 額定短路關(guān)合電 流 kA 動穩(wěn)定電流（峰值） 熱穩(wěn)定電流（峰值） 熱穩(wěn)定時(shí)間 (S) LW835 35 1600 25 63 63 25 4 ○ 2 開斷電流校驗(yàn) : ekdI ＝ 25(kA)≥I 〞 ＝ (kA) 開斷電流校驗(yàn)合格。 ○ 3 動穩(wěn)定校驗(yàn)： 額定開關(guān)電流 Igmax＝ (A)＜ Ie＝ 1600(A) 額定峰值耐受電流 ish＝ (kA)＜ idw＝ 63(kA) 動穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 ○ 4 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 短路電流的熱效應(yīng)（ kA2S ）： 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分》表 6— 5知，選用高速斷路器，取繼電保護(hù)裝置保護(hù)動作時(shí)間 ，斷路器分匝時(shí)間 ，則校驗(yàn)熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間為 （后面熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)