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变电站电气设计中的短路电流计算

2018-08-20  liwenxue1...

一、短路类型及短路电流

1.1、电力系统或电气设备的短路故障原因

(1)、自然方面的原因。如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等,造成单相接地短路和相间短路。

(2)、人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误,导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。

(3)、设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。

1.2、短路种类

短路:两个或多个导电部分之间意外或有意的导电通路,使得这些导电部分间的电位差等于或接近于零。即电力系统正常运行之外的相与相或相与地之间的“短接”。短接包括:金属性连接  、经小阻抗连接。

短路分为对称短路与不对称短路。

三相交流系统危害较大的短路类型主要有:三相短路,两相短路,单相短路和两相接地短路。发生三相短路时,由于短路回路的三相阻抗相等,因此, 三相短路电流仍是对称的.其它类型的短路如两相短路、单相短路、两相接地短路等都是不对称的,每相电路中的电流和电压数值不相等,其相位角也不相同。

相间短路:两个或多个线路导体之间意外的或有意的导电通路,可伴随或不伴随对地短路(两相短路、三相短路)。两相及三相短路不超过全部短路的10%。这种短路更为严重,继电保护应迅速切断两相及三相短路。两相接地短路一般不超过全部短路的10%。大电流接地系统中,两相接地短路大部分发生于同一地点,少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中,常见是发生一点接地,而后其他两相对地电压升高,在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地,此两点多数不在同一点,但也有时在同一点,继电保护应尽快切断两相接地短路。

单相接地短路:在中性点直接接地或者通过阻抗接地的系统中,一个线路导体与大地之间意外或有意的导电通路(单相短路和两相接地短路)。电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。对大电流接地系统,继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中阻接地系统,继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。对中性点不接地系统,当单相接地电流超过允许值时,继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统,单相接地电流不超过允许值时,允许短时间单相接地运行,但要求尽快消除单相接地短路点。

两相接地短路一般不超过全部短路的10%。大电流接地系统中,两相接地短路大部分发生于同一地点,少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中,常见是发生一点接地,而后其他两相对地电压升高,在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地,此两点多数不在同一点,但也有时在同一点,继电保护应尽快切断两相接地短路。

断相或断相接地一般伴随相接地。而发电厂的断相,大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行,或电机绕组一相开焊的断相,或三相熔断器熔断一相的两相运行,两相运行一般不允许长期存在,应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。

绕组匝间短路,这种短路多发生在变压器等电机电器的绕组中,虽然占全部短路的概率很少,但对某一电机来说却不一定。例如,变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大,这种短路能严重损坏设备,要求继电保护迅速切除这种短路。

转换性故障和重叠性故障,发生以上五种故障之一,有时由于故障的演变和扩大,可能由一种故障转换为另一种故障,或发生两种及两种以上的故障(称之复故障),这种故障不超过全部故障的5%。

1.3、短路电流选择

短路电流:在电路中,由于故障或不正确连接造成短路而产生的过电流。

运行经验证明在短路故障中,最常见的是单相短路;三相短路最少。但由于在电力系统中三相短路电流数值较大,而且产生的电动力和发热也最严重。电力系统中单相短路电流的最大可能值,一般不大于最大可能的三相短路电流值。两相短路电流的数值一般也比三相短路电流的数值小(只有在少数情況下两相短路时,发热比三相短路严重,即当短路故障点离发电厂较近时,以系统的额定容量之和作为基准容量而计算得到的短路回路的计算阻X*<0.6时,两相短路电流稳态有效值才大于三相短路电流稳态有效值)。

在中性点直接接地的系统中,单相短路时的短路电流值最大。 但是,在中性点直接接地的电力系统中,常常利用中性点经过电抗器接地,或只将一部分变压器的中性点接地,人为地減小单相短路电流的值, 因此,在电力系统设计时,单相短路电流的最大可能值通常不超过三相短路电流的最大可能値。这样,就使电气设备可以只根据三相和两相短路电流来选择,而不必考虑系统中的中性点是否接地。

由于用户一般都远离发电厂,为了选择限制短路电流的器件,选用电气设备和载流导体,设计接地装置,设计、整定继电保护装置和自动装置时一般计算三相短路电流的有关数值;而在校验继电保护装置、低压断路器和熔断器的动作灵敏度时才需要计算两相短路电流或单相短路电流的有关数值。


二、短路电流的危害

2.1、造成短路的回路中发热和电动力

电力系统发生短路故障时,由于网络的总阻抗减小,短路回路中的短路电流可能超过额定电流许多倍,且短路点距电源越近,短路电流越大。即使短路电流通过的时间很短,也可使设备和导体过分发热,引起设备烧毁或绝缘损坏。同时,设备和导体还会受到巨大的电动力的作用,使设备导体发生变形,甚至损坏。为此,电气设各应有足等的机械稳定度和热稳定度。

2.2、电压下降影响其它线路的工作

短路时还同时引起网络的电压突然降低,特别是靠近短路点处降得更多,这将使用电设备的正常工作受到破坏。

2.3、造成发电机失步、解列、破坏系统稳定运行

电力系统中短路时,由于系统中功率分布突然变化,发电机的输出功率也就突然变化,面发电机的输入功率,不能立即相应变化,因而造成输入与输出功率失去了平衡,使发电机的转速快起来或者慢下去,这就可能引起并列通行的各发电机之间失去同步而解列,破坏电力系统的稳定运行。

2.4、造成无线电干扰

当发生不对称短路时,故障电流通过输电线路产生不平衡的磁场,对附近的电信线路发生干扰,影响正常的通讯工作,甚至使邻近的线路感应出;很大的电势,击穿绝缘或危及人身安全。

三、短路电流计算的目的及计算内容

3.1、计算目的

短路电流计算的主要目的是为了选择断路器等电气设备和载流导体或对这些设备提出技术要求;进行电力系统分析评价并确定网络方案;研究限制短路电流措施;为继电保护设计与调试提供依据;分析计算送电线路对通讯设施的影响等;接地装置的设计,验算接地装置的接触电压和跨步电压及确定中性点接地方式电气接线方案的比较和选择;计算软导线的短路摇摆,即在设计屋外高压配电装置时,需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离;确定分型导线间隔棒的间距。 

三相对称短路是用户供电系统中危害最严重的短路形式,因此,三相对称短路电流初始值是选择和检验电器、电线电缆的基本依据。

设计、整定继电保护装置和自动装置时一般计算三相短路电流的有关数值(在继电保护装置的整定及灵敏系数检验时,还需计算不对称短路的最小短路电流值)。

在检验电器及载流导体的电动力稳定和热稳定时,还要用到三相短路电流峰值、三相稳态短路电流。

在验算接地装置的接触电压与跨步电压时,要用到单相对地短路电流等。

而在校验继电保护装置、低压断路器和熔断器的动作灵敏度时才需要计算两相短路电流或单相短路电流的有关数值。

为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。

3.2、计算内容

(1)短路电流参数的计算:最大运行方式下最大短路电流;最小运行方式下最小短路电流;各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件,取决于计算短路电流的目的。

Ik″—对称短路电流初始值(有效值),即超瞬态短路电流有效值,简称短路电流,用来做为继电保护的整定计算和校验断路器额定断流容量(断路器开断电流:它是表征断路器开断能力的参数。在额定电压下,断路器能保证可靠开断的最大电流,称为额定开断电流,其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。当断路器在低于其额定电压的电网中工作时,其开断电流可以增大。但受灭弧室机械强度的限制,开断电流有一最大值,称为极限开断电流。开断容量是指断路器无损地开断的最大容量。)和。应采用(电力系统在最大运行方式下)继电保护装置安装处发生短路时的对称短路电流初始值来计算保护装置的整定值。校核开关的热稳定。Ik″也称为次暂态电流:在电力系统三相短路后第一个周期内认为短路电流周期分量是不衰减的,而求得的短路电流周期分量的有效值即为起始次暂态电流。

ich—三相短路第一周期全电流峰值(kA) 简称冲击电流峰值,校核动稳定。

Ich—三相短路第一周期全电流有效值(kA) 简称冲击电流有效值,校核动稳定。

Ik—稳态短路电流,对无限大电源容量系统中或远离发电机短路,短路电流周期分量不衰减,即Ik= Ik″。用来检验电器和母线的热稳定。

S″—  三相短路容量,用来检验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据。

 (2)短路点的选取

在正常接线方式中,通过电器设备的短路电流为最大的地点,称为短路计算点。

短路点的选取:各级电压母线、各级线路末端

最大运行方式:从短路点到电源的短路回路中所有元器件的总阻抗最小。

最小运行方式:从短路点到电源的短路回路中所有元器件的总阻抗最大。

对于带电抗器的6-10KV出线与厂用分支线回路母线至母线隔离开关之间的引线、套管时,短路计算点应该取电抗器前。选择其导体和电器时,短路计算点一般取在电抗器后。

始端短路点用于计算最大三相短路电流,用于校验设备和电缆的动、热稳定性;末端用于计算最小二相短路电流,用于校验继电保护整定值的可靠性。

(3)短路时间的确定:根据电气设备选择和继电保护整定的需要,确定计算短路电流的时间。

四、短路电流计算条件假定

4.1、假设条件和原则

短路电流实用计算中,采用以下假设条件和原则:

(1)、正常工作时,三相系统对称运行。

(2)、电力系统中各电势相角差为零,即短路时系统中各电源仍保持同步,不考虑由于发生短路、系统功率分布变化、各发电机转速发生变化而引起发电机的摇摆甚至失步等现象。实际上,短路时的电磁变化过程极快,时间很短(当发生短路时,电力系统要从正常的稳定运行状态过渡到短路的稳定状态,一般只需要3~5s的时间),在大部分电力网络中,在出现发电机转速变化等机械暂态过程时,电磁暂态过程已完全衰減掉了。短路类型不会随短路的持续时同而变化,即在短路期间,三相短路始终保持三相短路状态,单相接地短路始终保持单相接地短路。电网结构不随短路持续时间变化。

(3)、在电力系统发生短路时,各元件的磁路是不饱和的,即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。磁路饱和、磁滞及导体集肤效应忽略不计,即系统中各元件呈线性,参数恒定。因此,可以用解決线性电路的方法(如可以应用叠加原理)进行网络简化或电量的计算。

(4)、35kV及以上的高压系统中的电阻很小,为简化计算,一般可略去不计,当回路的总电阻,时即当短路是发生在电缆线路或截面较小的架空线上时,电阻便不能忽略。此外,在计算暂态电流的衰减时间常数时,微小的电阻也必须计及。(如在低压系统中),电阻对短路电流有较大的影响,此时,必须用复合阻抗

来计算短路电流。

(5)、除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外,为了简化计算起见,对负载只作近似的估计,各元件的电阻比电抗小得多,可以忽略不计,所以各元件均可用纯电抗表示。(一般都用一固定的电抗或阻抗来代表)。

(6)、在发生短路时,短路点常有电弧产生,电弧电阻随电流及电弧长度而变化,且变化范围很大,难以作准确的估算。另外这种阻抗有时很小,可以忽略不计,这时,短路又称为金属性短路。显然,欲求出最大可能的短路电流值,应以最坏的情况出发,即假定在故障点没有任何阻抗。故假设短路性质为金属性短路,过渡电阻忽略不计。

(7)、除了零序系统外,忽略所有线路电容、并联导纳、非旋转型负载。输电线路相间和对地的分布电容略去不计(这对35kV以下系统完全是可以的)。

(8)、变压器的励磁电流略去不计。即在等值电路中,变压器可仅用一简单的短路电抗表示。

(9)、除了短路本身,破坏了系统的对称外(如不对称短路),电力系统其它部分可当作是三相对称的。

(10)、变压器的阻抗取自分接开关处于主分接头位置时的阻抗,计算时允许采用这种假设,是因为引入了变压器的阻抗修正系数;

(11)、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行,其中50%负荷接在高压母线上,50%负荷接在系统侧。

(12)、短路发生在短路电流为最大值的瞬间。

(13)、元件的计算参数均取其额定值,不考虑参数的误差和调整范围。

(14)、每一个电压级采用平均电压,这个规定在计算短路电流时,所造成的误差很小。唯一例外的是电抗器,应该采用加于电抗器端点的实际额定电压,因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多,否则,误差偏大。

4.2、变电站电气设计中的短路电流计算条件假设

(1)、当供电电源为无穷大或以供电电源为基准的电抗标幺值≥3,可以认为电源容量为无限大容量的系统,短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。

具体规定:对于3~35kV级电网中短路电流的计算,可以认为110kV及以上的系统的容量为无限。只要计算35kV及以下网络元件的阻抗。

(2)、在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。

(3)、短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。

尽管这些假定对于电力系统来讲不是严格成立,但是可以给出准确度能普遍接受的结果。

4.3、一般规定

(1)、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流,应按本工程的设计规划容量计算,并考虑电力系统的远景发展规划(一般为本期工程建成后5~l0年)。

确定短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

(2)、选择导体和电器用的短路电流,在电气连接的网络中,应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

(3)、选择导体和电器时,对不带电抗器回路的计算短路点,应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。

对带电抗器的6~10kV出线与厂用分支线回路,除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外,其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。

(4)、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流,一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路,或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时,则应接严重情况计算。

五、短路电流计算方法

供配电系统某处发生短路时,要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法:手动计算和计算机软件计算。手算时宜采用标幺值法进行短路电流计算。

5.1、标么值的定义和采用标么值的优点

标幺值法是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法,表示各物理量及参数的相对值,单位为pu(也可以认为其无量纲)。

标幺值,英文为 per unit,简写为 pu,一些科学软件中通常写作 p.u. 。中文有时也写作“标么值”,其中的“么”的读音是yāo,不是me也不是mó。

标幺值是相对于某一基准值而言的,同一有名值,当基准值选取不同时,其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值=有名值/基准值。

比如在短路电流计算中,选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz),将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标幺值。 标幺值 =实际值 / 基准值

各物理量基准值的选择必须和其实际值具有相同的量纲,常用下标注B表示基准值,下标注*表示标幺值。

假设功率的实际值为S,基准值为Sb,则其标幺值为S*=S/Sb.

标幺值是是一种相对单位制,是一个无单位的量,它的物理概念不能直接表达出来,这是一个缺点。某物理量的标幺值不是固定的,随着基准值的不同而不同。例如实际值为 38.5kV 的电压,当选取35kV为基准值时,其标幺值为 1.1,当选取 110kV 为基准值时,其标幺值为 0.35。任何一个用标幺值表示的量,经变压器变换后数值不变。 

使用标幺值的好处

1)在对称三相系统中,无论 Y和△形接法,相电流、相电压的标么值与线电流、线电压标么值相同;一相功率标么值与三相功率标么值相同 ;三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同;

2)由于电力系统有多个电压等级的网络组成,采用标幺值法,可以省去不同电压等级间电气参量的折算。只需确定各电压等级的基准值,而后直接在各自的基准值下计算标幺值,不需要进行参数和计算结果的折算;

3)用标幺值后,电力系统的元件参数比较接近,易于进行计算和对结果的分析比较;有些参数,如变压器的阻抗若用标么值来表示时,不论折算到哪一侧其值都相同;有些不同的量,它们的标么值却相等,采用标么值,可使计算简化,最后只要把用标么值算出的结果换算成需要的有名值即可。

4)、易于比较各元件的特性参数。例如,变压器的短路电压百分数通常为5%~ 10%左右,使于发现一般規律和特珠情况。

5)可以省去公式中的比例系数,使计算简化。

5.2、标么值的计算

(1)、基准值

在短路电流计算中,用到的主要物理量有四个,即电压、电流、视在功率(又称容量)和阻抗,所以,基准值也有四个,即电压基准值Uj、电流基准值 Ij、容量基准值 Sj和阻抗(电抗) 基准値 Xj。这四个基准值之间,必须遵守电学上的公式:

基准值共有四个,应遵守的公式只有两个,故可任选两个,然后用上式定出另外两个。通常是先选定容量基准值 Sj 和电压基准值Uj,然后定出电流基推值Ij,和电抗基难值 Xj。

(2)、基准值选取

高压短路电流计算一般只计及各元件(即变压器、电抗器、线路等)的电抗,采用标么值计算,为了计算于方便,通常取基准容量Sj=100MVA或Sj=1000MVA,基准电压Uj,一般取用各级的平均电压,即

电力线路的平均额定电压,是电力系统标幺值的基准电压选取时,出现多个电压级,由于变压器的变比不同,为避免出现按不同方式选取基准值时,同等电压等级出现不同的基准值的现象。所以,在实际工程运用中,每个电压等级都选取一个平均额定电压。

在做电力系统等值电路时候,通用标幺值等值电路,在电力系统出现多个电压等级时,对每个电压等级采用相同的基准电压,避免出现混乱,即每个电压等级线路入口和出口额定电压的平均值,约为1.05倍额定电压等级。

在计算短路电流时,特别是采用有名值计算时,必须将所有参数统一折算到同一电压级才能进行归算,当系统比较复杂时,折算比较繁琐,采用标么值计算,当系统电压等级很多时,各电压级的基准值推算也比较麻频。 为简化计算,工程上常采用平均电压代替实际电压。

有时也采用网络中发电设备的额定容量(或它的倍数) 。 而基准电压Uj,额定电压Ue或与它相近的数值。

在短路电流计算中,一般宜于将电流用千安(kA)为单位,电压用千伏(kV) ,容量用兆伏安(MVA)。

基准电压也可以选择短路点所在的电网额定电压(Uj=Ue)。

当基准容量Sj(MVA) 与基准电压Uj( kV) 选定后,基准电流Ij (  kA) 与基准也抗Xj(Ω) 便已决定:

在电力系统短路电流的计算中,各个参数应以共同的基准值来取标么值才可以直接进行计算。一般发电机、变压器等电气设备也给出一些标么值的参数,而这些标么值是用各自的额定容量及电压为基准值的,因此,必须按统一选定的基准值进行换算。

(3)、无限大电源供给的短路电流

当供电电源为无穷大或计算电抗(以供电电源为基准) Xj*≥3时,不考虑短路电流周期分量的衰减,此时:

无限容量系统在电源外部发生短路,电源母线上的电压基本不变,即认为它是一个恒压源。在工程设计计算中,当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%时,就可认为该电源是无限大功率电源。或者电力系统容量超过用户供电系统容量的50倍时,可将电力系统视为无限大容量系统。

(4)、各元件参数标么值的计算

①、电路元件的标么值为有名值与基准值之比,计算公式如下:


采用标么值后,相电压和线电压的标么值是相同的,单相功率和三相功率的标么值也是相同的,某些物理量还可以用标么值相等的另一些物理量来代替,如I*=S*

②、从某一基值容量Sj1的标么转化到另一基值容量Sj2的标么值:

③、从某一基值电压Uj1的标么值化到另一基值电压Uj2的标么值:

④、从已知系统短路容量Sd″,求该系统的组合电抗标么值:

⑤、各元件阻抗标么值的计算

a、电抗标么值和有名值的变换公式

b、架空线路

对架空线路,往往给出单位长度的电抗X0(Ω/ km),则:

由前知:要求电抗标么值时,只要对本级的平均电压及容量基准值归算即可。若基准容量为Sj,则电抗所在级的电抗有名值的基准值为:

式中:Up-线路所在电压级的平均电压。即等于该电压级的电压基准值,Uj=Up。

因此,线路电抗的标么值为:

输电线路的等值电抗:

虽然相间距离、导线截面等与线路结构有关的参数对电抗大小有影响,但这些数值均在对数符号内,故各种线路的电抗值变化不很大, 一般单导线线路每公里的电抗为 0. 4Ω左右;分裂导线线路的电抗与分裂根数有关,当分裂根数为2、3、4根时,每公里的电抗分别为0. 33、0. 30、0. 28Ω左右。

c、电抗器

通常给出的是电抗的百分数 Xk% ,它的有名值:

式中:UeIe,为电抗器的额定电压和额定电流。

它以Sj,Uj为基准的标么值为:  

d.电力变压器

变压器通常给出它的短路电压百分数 ud%.短路电压百分数是变压器进行短路试验时,在变压器绕组流过额定电流时,外加电压与变压器额定电压之比的百分数。如果忽略激磁电流与绕组电阻 ,它就是漏抗的压降百分数,即:

这正是变压器等效电抗的标么值,它的有名为:

它以 Sj和Uj为基准的标么值为:

一般变压器的额定电压与其所在级的平均电压相近,该级的基准电压常取其平均电压,故均可用该级的平均电圧代替,UeUj=Up,则:

 e、各类元件的电抗平均值 

六、短路电流计算步骤

(1)、绘制电力系统电气接线图。

(2)、画等值网络图(电抗图)

①、首先去掉系统中的所有负荷分支,线路电容、各元件的电阻,发电机电抗用次暂态电抗Xd'。

②、选取基准容量Sj和基准电压Uj(一般取后级的平均电压)。

③、将各元件电抗换算为同一基准值的标么值。

④、计算各电气元件的电抗标幺值,画出等值电路图,并将各元件电抗统一编号。

⑤、短路电流计算中常用的网络变换公式。

在网络简化中,对短路点具有局部对称或全部对称的网络,同电位的点可以短接,其间的电抗可以略去。在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并。

工业企业供电可能同时由无限大容量电力系统和本企业自备电厂的同步发电机供电。

在等值电路中,对有名单位,不同电压级的元件阻抗必须统一折算到同一电压级(可称为基本电压) ,不过折算到哪一级电压是可以随意选择的 。在决定流到短路点的短路电流时, 为换算方便,宜将短路点所在级电压作为基本电压 。

 (3)、根据电气设备选择任务,确定相应的短路计算点。

①、求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。

②、各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。

③、列出短路电流计算数据表。

 (4)、对各短路计算点进行网络化简,求出

在设计前期收资阶段应收集授电侧变电站母线短路电流和变电站高压馈线出口处的断路器的断流容量。当电力系统的短路容量未知及授电侧变电站母线短路电流时,变电站高压馈线出口处的断路器的断流容量可看作是电力系统的极限短路容量利用以上资料中其中一个量,就可以求得系统电抗标么值。

(5)、计算短路电流有名值和标幺值。

(6)、计算短路电流冲击值。

 三相短路发生后的半个周期 (t=O.Ols) , 短路电流的瞬时值达到最大,称为冲击电流ich,当不计周期分量的衰减时,其值按下式计算:

(7)、计算全电流最大有效值。

 短路电流全电流最大有效值Ich,出现在三相短路后的第一个周期内,当不计周期分量的衰减时,其值为:

(8)、计算短路容量。

(9)、绘制短路电流计算结果表。

七、限制短路电流的措施

7.1、从电网结构上可以采取的限流措施

1)、在电力系统的主网加强联系后,将次级电网解环运行;

2)、在允许的范围内,增大系统的零序阻抗、例如采用不带第三绕组或第三绕组为星形接线的全星形变压器,减少变压器中性点的接地点,可以减少系统的单相短路电流;

3)、加大变压器的阻抗,或将自耦变压器改为普通三绕组变压器,可以减小短路电流,但一般不宜采取此类措施;

4)、根据供电的需要,提高电力系统的电压等级,可以有效地限制短路电流;

5)、采用直流输电或直流联网,可以限制系统的短路电流。

7.2、变电站中可以采取的限流措施

1)、变压器分列运行(在实际工程中,通常采用此办法);

2)、变电站中,在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器(增加回路的电抗值限制短路电流);

3)、采用低压侧为分裂绕组变压器;

4)、出线上装设电抗器;

5)、变电站多母线分列运行或母线分段运行,可以在变电所中采用多母线分列运行的方式。如果需要并列运行,应该在母线断路器上装设最大快速解列装置,在故障时将母线断路器快速断开;

6)、采用高阻抗变压器(增加变压器的Uk%,能增大变压器阻抗限制短路电流,Uk%增大降低变压器运行效率,不可盲目提高。);

7)、采用小容量变压器(当Uk%一定时变压器容量越小则变压器阻抗越大,可限制短路电流);

8)、大容量单元运行,经变压器及断路器再接母线,可降低短路电流。

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