【文章內容簡介】 限制短 路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 ⑵ 在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 16 頁，共 69 頁 ⑶ 在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 ⑷ 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 ⑸ 按接地裝置的設計，也需用短路電流。 短路電流計算的一般規(guī)定 ⑴ 驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流，應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī) 劃（一般為本期工程建成后 5～ 10年）。確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按只在切換過程中可能并列運行的接線方式。 ⑵ 選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)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。 ⑶ 選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點時，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 ⑷ 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。 短路計算基本假設 ⑴ 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； ⑵ 所有 電源的電動勢相位角相同； ⑶ 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而發(fā)生變化； ⑷ 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； ⑸ 元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響。 短路電流計算 基準值 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準值： 基準容量： Sb= 1000MV A 基準電壓： Ub=Uav (kV) 115 230 短路電流計算的步驟 ⑴ 計算各元件電抗標幺值，并折 算到同一基準容量下； 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 17 頁，共 69 頁 ⑵ 給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡圖； ⑶ 選擇短路點； ⑷ 對網(wǎng)絡進行化簡，計算出計算電抗，通過查計算曲線來求出短路電流的標幺值，其中計算曲線只作到 xjs= 為止，當 xjs≥ 時可以近似地認為短路周期電流的幅值已不隨時間而變，直接按下式計算即可 jsP xI1?? ⑸ 列出短路電流計算并得出結果。 各元件電抗標幺值 ⑴ 各電廠電抗標幺值 A 廠： 200 0100 ????? NAbdAA SSxX B 廠： 18 0010 ????? NBbdBB SSxX C 廠： ????? NCbdCC SSxX D 廠： 1 00 01 00 ????? NDbdDD SSxX ⑵ 主變各繞組的等值電抗標幺值 )(21%)%%(21% )32()13()21(1 ??????? ??? SSSS VVVV )(21%)%%(21% )13()32()21(2 ???????? ??? SSSS VVVV )(21%)%%(21% )21()13()32(3 ??????? ??? SSSS VVVV % 111 ????? NTbSt SSVX % 222 ??????? NT bSt S SVX 19 0010 0% 333 ????? NT bSt S SVX ⑶ 各線路等值電抗標幺值 (取架空輸電線路單位電抗為 XL= /km) 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 18 頁，共 69 頁 2211 ??????? avbLL USLXX 21 010 0016 2222 ??????? avbLL USLXX 51 010 0020 2233 ??????? avbLL USLXX 0 0 2244 ??????? avbLL USLXX 13 010 0015 2255 ??????? avbLL USLXX 3 301 00 01 2266 ??????? avbLL USLXX 總的短路等值電路圖 圖 短路等值電路總圖 220kV 母線短路點 d1的短路電流計算 ⑴ 220kV 母線短路等值電路圖如圖 和 。 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 19 頁，共 69 頁 圖 220kV 母線短路等值電路 圖 1 圖 220kV 母線短路等值電路圖 2 211 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 322 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 313 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 3 0 6 3 0 1 3 0 544 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 4 5 6 3 0 3 6 3 655 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 3 6 6 3 0 3 6 0 646 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX ⑵ 各電廠對短路點 d1的轉移電抗值 5 7 4 5 0 )4 0 (5 0 0 )( 2 3131 ?? ???????????? XX XXXXXXX BAAfA )()( 1 3232 ?? ???????????? XX XXXXXXX ABBfB )()( 5 6464 ?? ???????????? XX XXXXXXX DCCfC9 4 0 3 6 )4 5 (3 6 5 )( 4 6565 ?? ???????????? XX XXXXXXX CDDfD ⑶ 將 A、 B 兩廠合并，求其對短路點 d1的轉移電抗值 )()())(( 321 21)//( ????? ???????? ??? XXXXX XXXXX BA BABAf南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 20 頁，共 69 頁 ⑷ 將 C、 D 兩廠合并，求其對短路點 d1的轉移電抗值 )()())(( 654 54)//( ????? ???????? ??? XXXXX XXXXX DC DCDCf ⑸ 將 A、 B、 C、 D四廠合并，求其對短路點 d1的轉移電抗值 )//()//()//()//()//////( ???????DCfBAfDCfBAfDCBAf XX XXX ⑹ 四廠合并后對短路點 d1的計算電抗為 )//////(220 ??????? ?bDCBAfjs SSXX ⑺ 通過查計算曲線得 0～ 4s 內不同時間短路電流標幺值，然后求其有名值 avptpt USII 3??? 表 短路點 d1 的短路電流表 時間 (s) 0 1 2 3 4 標幺值 有名值（ kA） 110kV 母線短路點 d2的短路電流計算 ⑴ 等值電路圖如圖 和圖 。 圖 110kV 母線 短路等值電路圖 1 圖 110kV母線短路等值電路圖 2 ⑵ 全部電廠對短路點 d2的轉移電抗值及計算電抗值 4 6 )0 7 0 (21)(21 2112 ????? ttt XXX 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 21 頁，共 69 頁 轉移電抗： )//////(110 ????? tDCBAff XXX 計算電抗： 5 57 1 00 0 1 00 01 80 01 80 02 00 08 ???????? ? bfjs S SXX ⑶ 通過查計算曲線得到 0～ 4s 內不同時間短路電流標幺值，然后求其有名值 avptpt USII 3??? 表 短路點 d2 的短路電流表 時間 (s) 0 1 2 3 4 標幺值 有名值（ kA） 10kV 母線短路點 d3的短路電流計算（未裝設電抗器之時） ⑴ 等值電路圖如圖 和圖 。 圖 10kV 母線短路等值電路圖 1 圖 10kV 母線短路等值電路圖 2 ⑵ 全部電廠對短路點 d2的轉移電抗值及計算電抗值 )(21)(21 3113 ????? ttt XXX 轉移電抗： 4 7 9 8 )//////(10 ????? tDCBAff XXX 計算電抗： 7 1 00 0 1 00 01 80 01 80 02 00 04 ???????? ? bfjs S SXX ⑶ 通過查計算曲線得到 0～ 4s 內不同時間短路電流標幺值，然后求其有名南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 22 頁，共 69 頁 值 短路電流標幺值計算公式：101jsp XI ?? 有名值計算公式：avptpt USII 3??? 表 短路點 d3 的短路電流表 時間 (s) 0 1 2 3 4 標幺值 有名值（ kA） 電氣設備與母線的選擇 概述 導體和電氣設備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(jīng)濟的重要條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程的實際情況，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(jīng)濟政策，并應做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)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、過電流的情況下都能保持正常運行。 電氣設備選擇的一般規(guī)則 ⑴ 應能滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展； ⑵ 應按當?shù)丨h(huán)境條件校核； ⑶ 應力求技術先進和經(jīng)濟合理； ⑷ 與整個工程的建設標準應協(xié)調一致； ⑸ 同類設備應盡量減少品種； ⑹ 選用新產(chǎn)品均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 23 頁，共 69 頁 下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應經(jīng)過上級批準。 電氣選擇的條件 正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠的工作，必須按正常條件下進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 ⑴ 按正常工作條件選擇電氣設備 ① 額定電壓和最高工作電壓 所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最 高運行電壓，即 Ualm ≥ Usm 一般電器允許的最高工作電壓：當額定電壓在 220kV 及以下時為 ；額定電壓是 330～ 500kV 時是 。而實際電網(wǎng)的最高運行電壓 Usm一般不會超過電網(wǎng)額定電壓的 ，因此在選擇電器時，一般可按電器額定電壓 UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 UNS的條件選擇 ,即 UN≥ UNs ② 額定電流 電器的額定電流 IN是指在額定周圍環(huán)境溫度θ 0下，電器的長期允許電流。IN不應該小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax，即 IN ≥ Imax 由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，故其相應回路的 Imax為發(fā)電機、調相機或變壓器的額定電流的 倍；若變壓器有過負荷運行可能時， Imax 應按過負荷確定；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的 Imax；母線分段電抗器的 Imax 應為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的 50%～ 80%；出線回路的 Imax除考慮正常負荷電流外，還應考慮事故時由其他回路轉移過來的負荷。此外，還與電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類和形式的選擇。 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計 第 24 頁，共 69 頁 ③ 按當?shù)丨h(huán)境條件校核 在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當氣溫，風速，溫度，污穢等級，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應采取措施。我國目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度 θ 0＝＋ 40℃，如周圍環(huán)境溫度高于＋ 40℃（但≤＋ 60℃）時，其允許電流一般可按每增高 1℃，額定電流減少 ％進行修正，當環(huán)境溫度低于＋ 40℃時，環(huán)境溫度每降低 1℃，額定電流可增加 ％，但其最大電流不得超過額定電流的20%。 ⑵ 按短路狀態(tài)校驗 ① 短路 熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電器時，電器各部分的溫度應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的 條件為： It2 t ≥ Qk ； 式中 Q k — 短路電流產(chǎn)生的熱效應 It、 t— 電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 ②