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5.避雷器的配置
(1)配电装置的每组母线上,均装有一组避雷器; (2)直接接地系统,变压器中性点均装有一组避雷器; (3)发电机-变压器单元接线的发电机引出线上装有一组避雷器;
(4)220KV每组母线上均装有一组避雷器。
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第三章 短路计算
3.1 短路电流计算的目的和假定条件
3.1.1 短路计算的目的
电力系统短路电流计算的主要目的是: (1)选择导体和电器设备;
(2)选择继电保护装置和整定计算。
3.1.2 短路计算的假定条件
短路电流计算中,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)所有电源的电动势相位角相同;
(3)系统中的同步电动机和异步电动机均为理想电动机,不考虑电动机磁饱和、磁滞、涡流及导体的集肤效应等影响;转子结构完全对称;定子绕组三相结构完全相同,空间角为120°。
(4)电力系统中各元件的磁路不饱和;
(5)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;
(6)短路发生在短路电流为最大值的瞬间;
(7)不考虑短路点的电弧阻抗和变压器间的激磁电流; (8)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,元件的电阻均略去不计;
(9)元件的参数均取其额定值,不考虑参数的误差和调整范围; (10)输电线路的电容略去不计。
3.1.3 短路计算方法
对应系统最大运行方式,按无限大容量系统,进行相关短路点的三相短路电流计算,求得I\、ish、Ish、Sd值。
I--- 三相短路电流;
ish --- 三相短路冲击电流,用来校验电器和母线的动稳定性; Ish --- 三相短路全电流最大有效值,用来校验电器和载流导体的热稳定性;
Sd --- 三相短路容量,用来校验断路器和判断容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据。
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3.2 系统等效电路
3.2.1 基准值计算
由于高压短路电流计算一般只计及各元件(发电机、变压器、电抗器、线路等)的电抗,采用标幺值计算,为了计算方便,取基准容量Sb=100MVA,基准电压Ub取用各级的平均电压,即
Ub =Uav = 1.05UN (3.1) 式中 Uav --- 平均电压; Ub --- 额定电压。
当基准容量Sb(MVA)与基准电压Ub(KV)选定后,基准电流Ib(KA)与基准电抗Xb(?)便已确定。
基准电流 Ib = 基准电抗
Xb =
Sb3UbUb (3.2)
U2 = (3.3)
Sb3Ib3.2.2 各元件标幺值的计算
系统接线图如图3-1所示,由于发电厂里没有起动电源,需要从附近110KV系统引入起动/备用电源,设引入架空线架空线长度为20km。取基准容量Sb=100MVA,基准电压Ub =Uav,于是可以得到各元件的电抗标幺值如下:
*系统电抗 X1=0.025(已知)
UK%Sb13.25100?主变压器 T1,T2 X= X==0.088 ×=
100SN100150*2*3X\%Sb18100?发电机G1,G2 X= X=d?==0.122 100100/0.85100PN/cos?*4*5UK%Sb12.8100?厂用变压器T3,T4 X= X==0.64 ×=
100SN10020*6*7UK%Sb12.8100?启动/备用变压器T5 X==0.64 ×=
100SN10020*8110KV侧架空线L X*9?XSb100?0.4?20??0.06 22Ub115
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图3-1 系统接线图
由此得到系统的等效电路如图3-2所示,在等效电路中选取了4个点作为短路计算点,分别为220KV母线、发电机出口(10.5KV侧)、6.3KV厂用母线和起动/备用变压器高压侧(110KV侧)。
图3-2 等效电路
3.2.3 基准电流的计算
各短路点处的基准电流分别为:
Id1?Id2?Sd3Ud1Sd3Ud2??1003?230100kA?0.251kA kA?5.50kA
3?10.5
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Id3?Id4?Sd3Ud3Sd3Ud4??1003?6.3100kA?9.16kA kA?0.502kA
3?1153.3 短路点短路电流计算
3.3.1 220KV母线(K1点)短路
当K1点短路时,由图3-2可以看出,系统的等效电路对K1具有对称性,发电机组G1、G2机端电位相等,可以将其短接,G1和G2可以合并组成发电机组G1G2。再进行Y?△变换,等效电路的化简过程如图3-3所示。
转换中各电抗标幺值计算如下:
**X10=X*8+X9=0.64+0.06=0.70 *X11=1*1X=×0.088=0.044 2221*1X=×0.64=0.32 2621*1X4??0.153?0.076 22*X12=*X13?***X14=X12+X10=0.70+0.32=1.02 ***X15?X11X14(111111??)?0.044?1.02(??)?1.80 ***0.0440.0761.02X11X13X14111111??)?0.044?0.076(??)?0.108 ***0.0440.0761.02X11X13X14***X16?X11X13((1)各等效发电机对短路点的转移电抗分别为
**220KV系统(无穷大系统) X1K=X1=0.025
*110KV系统(看作无穷大系统) X*2K=X15=1.80 *发电机G1、G2 X*3K=X16=0.108
(2)发电机G1、G2的计算电抗
**XC1?X3KSN2?100/0.85?0.108??0.318 Sb100查汽轮发电机计算曲线数字表得,汽轮发电机G1、G2,X*C1=0.318,在0s,2s,4s时刻向K2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为
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