【正文】 流最大有效值 ： 39。 ???? II sh kA 28 次暫態(tài)三相短路容量 ： 541 0 *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(jīng)濟建設(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機使用越來越廣泛 ， 對建筑配電設(shè)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。 《低壓配電設(shè)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 。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 。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(shè)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 。為定子電流，：為轉(zhuǎn)子電流， 為勵磁電流， 為電源電壓， r，為定子電阻， 。 由等值電路圖可以看出．電動機正常運行時，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；若此時電動機機端短路，等值電路中 為零．且電動機在負載轉(zhuǎn)矩的作用下減速。在此期間，電動機將向短路點反饋電流．這個電流的大小、變化規(guī)律、衰減速 29 度將會對短路點的短路電流產(chǎn)生影響。根據(jù)圖 2，在 Matlab的 Simulink 平臺建立圖 3所示的仿真模型．對不同情況下三相短路時電動機向短路點的反饋電流進行仿真分析。 取其中一相繪制曲線如圖 4所示 從圖中 可以看出 ， 不同的短路時刻電動機反饋電流的第一波峰值大小是不一樣的．這會對短路電流起始值的大小產(chǎn)生影響 當取配電線路 f 為BV 一 185 mm2。從表 2中可以看出，單就電動機反饋電流而言．隨短路點遠離電動機變化不是很大． 100m 時下降生 100％ =11． 38％ ， 200m 時下降生 }墮 x 100％ =23． 04％。由表 4可以看出，如果用這種方法估算電動機機端三相短路時向短路點反饋電流值．其與計算值的誤差在 5％ 左右．基本上可以滿足工程計算的要求 4 結(jié)論 通過上述分析計算可以看出．在三相對稱短路情況下。 b． 在短路點不變情況下．電動機的容量越大．電動機向短路點反饋的短路電流越大 c． 電動機向短路點反饋的短路電流衰減的速度是很快的 31 因此在計算校驗開關(guān)電器的分斷能力和動穩(wěn)定性時．其開斷電流和短路電流峰值的計算都應計入電動機反饋短路電流的影 第六節(jié) 短路電流的限制 電力系統(tǒng)在運行中相與相之間或相與地 (或中性線 )之間發(fā)生非正常連接(短路 )時流過的電流稱為短路電流。三相短路因短路時的三相回路依舊是對稱的，故稱為對稱短路；其 他幾種短路均使三相電路不對稱，故稱為不對稱短路。在中性點非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。短路電流的大小取決于短路點距電源的電氣距離，例如，在發(fā)電機端發(fā)生短路時，流過發(fā)電機的短路電流最大瞬時值可達發(fā)電機額定電流的 10～ 15倍，在大容量的電力系統(tǒng)中，短路電流可高達數(shù)萬安培。為此，可采用快速動作的繼電保護和斷路器，以及發(fā)電機裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置等。主要措施如下： 一是做好短路電流的計算，正確選擇及校驗電氣設(shè)備，電氣設(shè)備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。 三是在變電站安裝避雷針，在變壓器附近和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。 五是帶電安裝和檢修電氣設(shè)備，注意力要集中，防止誤接線，誤操作， 32 在帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。 七是及時清除導電粉塵，防止導電粉塵進入電氣設(shè)備。 九是電力系統(tǒng)的運行、維護人員應認真學習規(guī)程，嚴格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設(shè)備，禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。 要經(jīng)常對線路、設(shè)備進行巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，迅速進行檢修。 (1)按正常條件選擇 ① 環(huán)境條件 電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)、戶外兩大類。 ② 按電網(wǎng)額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓 在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓 UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件選擇，即： NSN UU ? ③ 安最大長時負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 33 電氣設(shè)備的額定電流 NI 應不小 于通過它的最大長時負荷電流 maxI ，即：maxIIN? (2)按短路情況校驗 ①按短路情況來校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 第二節(jié) 成套配電裝置的選擇 屋內(nèi)配電裝置的特點：安全凈距小并可分層布置，占地面積小 .維護，巡視和操作都在室內(nèi)進行，不受外界氣象條件的影響，比較方便 .設(shè)備受氣象及外界有害氣體影響較小，可減少維護工作量 .建筑投資大 屋外配電裝置的特點：安全凈距大，占地面積大，但便于帶電作業(yè) .維護、巡視和操作在室外進行，受外界氣象條件影響 .設(shè)備受氣象及外界有害氣體影響較大，運行條件較差，須加強絕緣，設(shè)備價格較高 .土建工程量和費用較少，建設(shè)周期短，擴建較方便 第三節(jié) 母線與絕緣子的選擇 母線是電氣設(shè)備上主導電體 ,在設(shè)備上支撐母線但又要求母線與其它金屬構(gòu)件相互絕緣就選用了絕緣子 ,這種絕緣子主要起支撐作用 ,故稱支持絕緣子 ,一般為磁或其它絕緣材料制成圓柱形 ,上下各有一個螺絲桿 ,但兩個螺桿被絕緣材料隔 開 。因此對絕緣子既要求具有一定的電氣絕緣強度，又要求具有足 夠的機械強度。一般的絕緣子是陶瓷材料，現(xiàn)在還有玻璃絕緣子和合成絕子 。 : ①按電壓，電流初選 CWLB10/1000 型戶外銅導體穿墻套管，身長 362mm，額定電壓 10kV，額定電流 1000A,10 秒熱穩(wěn)定電流為 18kA，抗彎破壞強度為750kg。 ③動穩(wěn)定校驗 穿墻套管受力按下式計算 22 ???? shialF 式中 cmlll 21 ????? ； 1l — 穿墻套管至最近支柱絕緣子間距，取 150cm； 2l — 穿墻套管本身長度， cm； 35 a — 母線相間距離， cm； shi — 短路電流沖擊值， 6kV 側(cè)為 ； 于是 kgkgF 40 22 ?????? ? 滿足要求。 35kV 母線構(gòu)架選用門型架，構(gòu)架高 5m，寬 5m，線間距 。 避雷器構(gòu)架、電壓互感器構(gòu)架均選用獨立單桿形。 第四節(jié) 隔離開關(guān) 、 斷路器 、 熔斷器的選擇 隔離開關(guān)的選擇及校驗 ： 隔離開關(guān)的主要功能是隔離高壓電源，保證其它電 氣設(shè)備和線路的安全檢修及人身安全。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能拉、合閘。 1． 35kV 側(cè)的隔離開關(guān) QS1～ QS10的選擇及校驗 (1)根據(jù)布置方式，室外一般采用 GW4 或 GW5 型隔離開關(guān)。所選隔離開關(guān)電氣參數(shù)如表 51 所示。 (3)額定電流： AU SIAI N NN m a x ????????， 符合要求。 (5)熱穩(wěn)定校驗：繼電保護動作時間 ?t =3 秒，斷路器的分閘時間 oft =秒 , ????? o ffi ttt ? 秒， QF1～ QF5 的相當于 5 秒的熱穩(wěn)定電流為： kAttItsi ??? kAIkAI stts 5 ??? ? 熱穩(wěn)定性符合要求。 2． 6kV 側(cè)隔離開關(guān) QS11～ QS14的選擇及校驗 (1)根據(jù)布置方式，室內(nèi)一般采用 GN GN6 或 GN8 型隔離開關(guān)。所選斷路器電氣參數(shù)如表 52 所示。 (3)額定電流： AU SIAI N NN 80863 m a x ????????， 符合要求。 (5)熱穩(wěn)定校驗：繼電保護動作時間 ?t =3 秒，斷路器的分閘時間 oft =秒 , ????? o ffi ttt ? 秒， QF1～ QF5 的相當于 5 秒的熱穩(wěn)定電流為： kAttItsi ??? kAIkAI stts 5 ??? ? 熱穩(wěn)定性符合要求。當過載或短流時，電流增大，熔件熔斷，達到切除故障保護 電氣設(shè)備的 目的。39。 38 對于限流式熔斷器，不能用于低于額定電壓等級的電網(wǎng)上，以 免熔件熔斷時電弧電阻過大而出現(xiàn)過截流電壓。 35kV 側(cè)最大短路容量為 185MVA，故選用 RW935/ 型戶外高壓熔斷器，其額定電壓為 35kV，熔管額定電流為 ，熔體額定電流為 200A，最大切斷容量 2021MVA，滿足要求。所選斷路器電氣參數(shù)如表 53 所示。 (3)額定電流： AU SIAINNN m a x ???????? ，符合要求。 (5)熱穩(wěn)定校驗：繼電保護動作時間 ?t =3 秒，斷路器的分閘時間 oft =秒 ,則 ????? o ffi ttt ? 秒， QF1～ QF5 的相當于 4 秒的熱穩(wěn)定電流為： kAttItsi ??? kAIkAI stts 4 ??? ? 熱穩(wěn)定性符合要求。斷路器通過短路電流的持續(xù)時間按下式計算： offi ttt ?? ? 式中， ?t 為繼電保護動作時間； oft 為斷路器的分閘時間。39。 2． 6kV 側(cè) QF QF QF8 的選擇及校驗 (1)根據(jù)布置方式，室內(nèi)一般采用 SN1010I 型少油斷路器，本設(shè)計采用SN1010I/1000 型斷路器，共兩臺，操動機構(gòu)選 CD1 電磁操動機構(gòu)。 表 54 所選斷路器參數(shù) 型號 額定電壓/kV 額定電流 /A 額定開斷電流/kA 額定容量/MVA 極限電流峰 /kA 熱穩(wěn)定電流 /kA 熱穩(wěn)定時間 /s SN1010I/1000 10 1000 300 4 (2)額定電壓： kVUkVU NSN 610 ??? ，符合要求。 (4)動穩(wěn)定校驗： kAikAi sh a x ??? ，符合要求。 (6)斷流容量校驗： 7 4 . 2 M V AS3 0 0 39。 ???? M V AS QFN ,符合要求。此外還應根據(jù)二次設(shè)備要求選擇電流互感器的準確等級 。 （ 1） 35kV 側(cè)電流互感器的選擇 因母聯(lián)斷路器不需要測量，只設(shè)保護，故選用 LR353200/5 型電流互感器，電流比為 200/5，其它多油斷路器處均選用 LR353300/5 型。 （ 2） 6kV 側(cè)電流互感器的選擇 根據(jù) 6kV 側(cè)隔離開關(guān)的計算數(shù)據(jù)， 6kV 側(cè)選用 LMJC101000/5 型母線式電流互感器 .額定電壓 10kV，額定電流為 1000A， 1 秒熱穩(wěn)定電流為 65kA。 電壓 互感器的選擇及校驗 ： 35kV 側(cè)電壓互感器的選擇 本變電所 35kV 線路不需要進行絕緣檢測，只需測量線路電壓，故選兩臺雙線圈互感器，其接線方式采用 V/V 型接法，分別接在 35kV 兩段母線上，采用限流熔斷器保護。 6kV 側(cè)電壓互感器在選擇高壓開關(guān)柜時配套選擇，詳見設(shè)備匯總表。 ，然后或查表或計算，得總的接地電流。 若有實測值，應按實測的結(jié)果。 因零序電流互感器的變比不是線性的，規(guī)范不盡相同且與材料、幾何形狀、生產(chǎn)工藝、二次回路阻抗關(guān)系甚密，繼電器（保護裝置）的二次值應通入一次電流定值的試驗得出，并應可靠動作，二次值為豪 安級，由現(xiàn)場測試而得。（如合分母聯(lián)開關(guān)） 看來不接地系統(tǒng)中的零序電流定值計算與電動機的容量及額定電流等無關(guān)。一 43 般是指帶電體 (帶電區(qū) )對大地的電容。若有兩個絕緣導體，其靜電電容為一個絕緣導體上的電量除以兩絕緣導體的電位差。 靜電電容與介質(zhì)的介電常數(shù)和帶電體大小成正比，而與接地體的距離成反比。 電容器充電后，其儲積電能，故靜電電容也表征電容器儲存電荷的能力。由于目前中低壓母線一般都不裝設(shè)專門母線保護 ,母線故障要 由較長延時的后備保護來切除 ,使不少本可以得到控制的故障被發(fā)展和擴大 ,造成了巨大的經(jīng)濟損失。根據(jù)這種系統(tǒng)的特點 ,提出了間接比較式、電流相位比較式、帶制動特性的電流差動式三種可行的實施方案 ,論述了它們的基本原理 ,給出了原理框圖 ,介紹了具體的判據(jù)和算法。但對于故障運行，例如電源進線 1 停運，有電源 2單獨供電， QF3 合閘運行，以下全分列運行的情況，此時若主變壓器 T1 的高壓側(cè)或該母線發(fā)生短路，就可能引起 QF２ 的瞬時速斷保護動作跳閘，導致全企業(yè)停電。為了保證故障運行時保護的選擇性，應該是 QF3 先跳閘，所以應在 QF QF2 上該設(shè)時限速斷和定時過流 44 保護，定時過 流保護的時限應比上級定時過流保護短一個時限級差。對于單側(cè)電源的雙繞組變壓器，定時過流保護和過負荷保護裝設(shè)在電源側(cè)，保護動作時同時變壓器兩側(cè)的開關(guān)跳閘其中定時電流的動作應比 QF QF2 短一個限極差。 用于控制保護 6KV 饋出線的各斷路器，供電于終端負荷，故可按規(guī)定設(shè)置瞬時速斷 和定時過流兩段式保護。 QF8 用作 6KV 母線分段開關(guān)，它的過流保護設(shè)置，主要考慮故障運行情況。此時若 QF8 不設(shè)保護，則當 6KV的母線右