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第四章 短路电流计算
4.1 短路电流计算的目的
在发电厂和变电所电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的的主要有以下几个方面：
1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算。
2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能安全、可靠的工作。同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校验。 3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线相间和相对地安全距离。
4）在选择继电保护方式和进行整定计算，需以各种短路时的短路电流为依据。 5）接地装置的设计，也需用短路电流。
4.2 短路电流计算的一般规定 1、基本假定：
1）正常工作时，三项系统对称运行 2）所有电流的电功势相位角相同
3）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行 4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间
5）不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计
6）不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流
7）元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围 8）输电线路的电容略去不计 2、一般规定
1）验算导体的电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的发展计划。
2）选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，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影响。
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3）选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点
4）导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。
4.3短路电流的计算过程
主变电路系统的等效电路如图6所示
图6 系统的等效电路图
发电机和变压器的参数（以100MVA为基准），同时取各级电压的平均额定值为基准值。220KV系统的短路计算电抗，有手册查得：50MW汽轮发电机的Xd”=14.5%, 100MW的汽轮发电机的Xd”=17.5% 由于三侧容量相等，所以主变各绕组阻抗计算如下：
1X1=(U1-2+U1-3-U2-3)；
21X2=(U1-2+U2-3-U1-3)；
21X3=( U1-3+U2-3 -U1-2)；
2短路计算：
1、当短路发生在f1点时，简化电路如下图所示，
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短路标幺值如下：I*f1=
1=0.1138， X*If*=2.305kA
所以有名值：If1=
SB3UB1冲击电流：iM=1.8*2*If1=5.878kA 全电流最大有效值：IM1=1.52iM1=3.504kA 短路容量：Sd1=3If1*Un=996.13MW 2、f2点短路
当短路点为f2时，最后简化的等效电路图如下图所示：
短路电流的标幺值：I*f2=
1=0.0528 X*有名值：If2=
SB3UB1If2*= 4.971kA
冲击电流：iM2=1.8*2*If2=12.67kA 全电流最大有效值：IM2=1.52iM2 =7.55kA 短路容量：Sd2=3If2*Un= 990.12MW 3、f3点短路
当短路点为f3时，最后简化的等效电路图如下图所示：
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有名值：If3=
SB3UB1If3*=61.20kA
1= 0.1322 X*短路电流的标幺值：I*f3=
冲击电流：iM3=1.8*2*If3=156kA 全电流最大有效值：IM3=1.52iM3=93.02kA 短路容量：Sd3=3If3*Un=1112.98MW
现将短路计算结果列表于下： 短路点 基准电压V2 短路暂态电流Id 冲击电流id 全电流最大有效值 短路容量Sd d1 d2 d3 (KV) 242 115 10．5 (KA) 2.305 4.971 61.20 (KA) 5.878 12.67 156
I oh (KA) 3.504 7.55 93.02 (MW) 966.13 990.12 1112.98 14
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第五章 导体和电气设备的选择
正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电气设备。
尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。
本设计，电气设备的选择包括：短路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择。 一 电气设备选择的一般原则：
1、应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要
2、应按当地环境条件校验 序电器名称 额定 额定 额定 机械 额定开热稳定 动稳定 电 压 电 流 容 量 荷 载 断电流 平 绝缘水号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 断路器 隔离开关 组合电器 负荷开关 熔断器 PT CT 电抗器 消弧线圈 避雷器 封闭电器 KV √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ A √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ KVA √ N √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ A √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 15