制定运算曲线时,强励顶值倍数取1.8倍,励磁回路时间常数,汽轮发电机取0.25s,水轮发电机取0.02s,能够代表当前电力系统机组的状况,一般情况下,不必进行修正。当机组励磁方式特殊,其励磁顶值倍数大于2.0倍时,可用下式进行校正:
(附2-5)
式中 ΔI*Zt——强励倍数大于1.8时,引起短路电流的增量标么值;
——机组的强励顶值倍数;
I*Zt——根据计算电抗查运算曲线所得的ts周期分量标么值; ΔKL——励磁顶值校正系数,可由附件表2-1查取。
附件表2-1 发电机励磁顶值校正系数ΔKL 发电机 t(s) 0.6 汽 轮 1 2 4 0.6 水 轮 1 2 4 计算电抗 Xjs ≤0.15 ≤0.5 ≤0.55 ≤0.55 ≤1 ≤0.8 ≤0.8 ≤0.6 ΔKL 0.1 0.2 0.4~0.3 0.5~0.4 0.12~0.18 0.25 0.35 0.5 Xjs小者用较大的ΔKL值 }Xjs小者用较大的ΔKL值 备 注 注:计算电抗不在表中计算范围以内可不校正。
励磁回路时间常数,在0.02~0.56s的范围内,其对短路电流的影响不超过5%。因此,计算时可不修正。
六、时间常数引起的修正
制作曲线时,同步发电机的标准参数如附件表2-2所示。当实际发电机的时间常数与标准参数差导较大时,应对短路时间t进行修正换算,然后用换算过的时间t″(或t′)查曲线,以求得ts实际短路电流。 当t≤0.06s时
(附2-6)
(附2-7)
式中
,
(B)——发电机的开路次暂态时间常数;
Td,Td(B)——发电机的短路次暂态时间常数;
,
(B)——发电机的次暂态电抗;
X'd,X'd(B)——发电机的暂态电抗。
当t>0.06s时
(附2-8)
??
式中 Td0,Td0(B)——发电机的开路暂态时间常数; Td,Td(B)——发电机的短路暂态时间常数; X'd,X'd(B)——发电机的暂态电抗; Xd,Xd(B)——发电机的同步电抗。
(附2-9)
以上各式带有标号(B)者是标准参数;不带标号(B)者是发电机的实际参数。 机 型 汽轮发电机 水轮发电机 Xd(B) 1.9040 0.9851 附件表2-2 同步发电机的标准参数 X′d(B) X″d(B) T′d0(B) T″d0(B) 0.2150 0.3025 s 0.2055
第三节 三相短路电流非周期分量
一、基本公式
一个支路的短路电流非周期分量可按下式计算。 起始值:
(附3-1)
ts值:?
9.0283 5.9000 0.1819 0.0673 T′d(B) 1.0195 1.8117 T″d(B) 0.1172 0.0457
(附3-2)
式中 ω——角频率,ω=2πf=314.16;
Ta——衰减时间常数, 二、多支路迭加法
?。
复杂网络中各独立支路的Ta值相差较大时,不宜采用极限法,而应分别进行计算。
衰减时间常数Ta相近的分支可以归并化简。复杂网络常常能够近似地化简为具有3~4个独立分支的等效网络,多数情况下甚至可以化简为二支等效网络,一支是系统支路,通常Ta≤15;另一支路是发电机支路;通常15<Ta<80。
两个以上支路的短路电流非周期分量可按下式计算。
起始值:
?
ts值:
(附3-3)
(附3-4)
式中
,
,
——各支路短路电流周期分量起始值(kA);
Ta1,Ta2,Tan——各支路衰减时间常数。 三、衰减时间常数
在进行各个支路衰减时间常数计算时,其电抗应取归并到短路点的等值电抗(归并时,假定各元件的电阻为零);其电阻应取归并到短路点的等值电阻(归并时,假定各元件的电抗为零)。
若需要计算短路点的综合的等效时间常数Ta,可将由式(附3-4)所算出之ifzt代入式(附3-2)中求算。在做粗略计算时,Ta可直接选用附件表3-1中推荐的数值。
短 路 点 汽轮发电机端 水轮发电机端 高压侧母线(主变在100MVA以上) 附件表3-1 不同短路点等效时间常数的推荐值 短 路 点 Ta 80 60 40
在求算短路点各支路的衰减时间常数时,如果缺乏电力系统各元件本身的X/R数据时,可选用附件表3-2所列推荐值。
附件表3-2 电力系统各元件的 变 化 范 围 35~95 65~120 40~95 17~36 10~20 15~52 40~65 0.2~14 0.1~1.1 34~56 9~34
第四节 三相短路电流的冲击电流和全电流计算
一、冲击电流
值
推 荐 值 60 90 70 25 15 25 40 6 0.8 40 20 高压侧母线(主变在10~100MVA之间) 远离发电厂的短路点 发电机出线电抗器之后 Ta 35 15 40 名 称 有阻尼绕组的水轮发电机 75MW及以上的汽轮发电机 75MW以下的汽轮发电机 变压器100~360MVA 变压器10~90MVA 电抗器1000A及以下 电抗器大于1000A 架空线路 三芯电缆 同步调相机 同步电动机 冲击电流ich按(附4-1)式计算:
(附4-1)
(附4-2)
式中 Kch——冲击系数,可按附件表4-1选用。
附件表4-1 不同短路点的冲击系数 短 路 点 推 荐 值 发电机端 发电厂高压侧母线及发电机电压电抗器后 远离发电厂的地点
二、全电流
短路电流全电流最大有效值ich按(附4-3)式计算:
(附4-3)
第五节 不对称短路电流计算
一、序网
不对称短路电流计算宜采用对称分量法。正序和负序网络与三相短路时的网络相同。零序网络由电力系统元件的零序阻抗构成,在零序闭合回路中,至少应有一个中性点直接接地。
正序阻抗和不旋转元件(变压器、电抗器等)的负序阻抗,均取计算三相短路时的阻抗;零序阻抗和旋转元件(发电机、调相机等)的负序阻抗取制造厂提供的数据。
发电机和变压器的中性点若系经过阻抗接地,则必须将阻抗增加3倍后始能并入零序网络。 变压器的零序阻抗不仅与构造有关,尚与各绕组的联接方式有关,计算时应根据工程实际情况确定。 二、合成阻抗
计算不对称短路,首先应求出正序短路电流。正序短路电流的合成阻抗标么值可由下式计算:
(附5-1)
三相短路: 二相短路: 单相短路;
=0; = =
; +
;
1.90 1.85 1.80 二相接地短路:
式中 X1Σ——正序网络的合成阻抗标么值; X2Σ——负序网络的合成阻抗标么值; X0Σ——零序网络的合成阻抗标么值;
——附加阻抗,与短路类型有关,上角符号表示短路的类型。
计算电抗的算式为:
(附5-2)
三、正序短路电流
的计算方法与三相短路电流相同。在计算电抗
≥3时,按(附
各种短路型式的正序短路电流
2-2)式计算;在有限电源系统中,查发电机运算曲线,按(附2-3)和(附2-4)式计算。 四、合成电流Id
短路点的短路电流合成电流Id可用(附5-3)式计算:
(附5-3)
三相短路: m=1; 二相短路: m=
;
单相短路: m=3;
二相接地短路:
式中 m——Id与正序电流之比值。
在小接地电流电网中,两相接地短路电流的计算方法与两相短路的情况相同。 在计算非周期分量时,非周期分量的衰减时间常数,理论上是不同的。但一般取
第六节 短路电流热效应计算
一、基本公式
短路电流在导体和电器中引起的热效应Qt按(附6-1)式计算:
。
(附6-1)
式中 Qz——短路电流周期分量引起的热效应?(kA2s);? Qf——短路电流非周期分量引起的热效应?(kA2s);? idt——短路电流瞬时值?(kA);? t——短路持续时间?(s)。? 二、短路电流周期分量热效应Qz
22