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 短路电流计算条件
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。
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 主变电路
系统的电路图如图5所示,等效电路如图6所示
4.4 发电机和变压器的参数(以100MVA为基准)
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% 所以
由于三侧容量相等,所以主变各绕组阻抗计算如下:
变压器各绕组阻抗标幺值:
4.5 系统等效电路图,如下:
4.6 短路计算:
1、当短路发生在d点时,简化电路如图7所示,短路标幺值如下:
所以:有名值:
冲击电流:全电流最大有效值:
短路容量:2、d2点短路
当短路点为d2时,最后简化的等效电路图所示:
短路电流的标幺值:有名值:
冲击电流:全电流最大有效值:
短路容量:3、d3点短路
当短路点为d3时,最后简化的等效电路图所示:
短路电流的标幺值:有名值:
冲击电流:全电流最大有效值:
短路容量:
短路计算结果列表于下:
短路暂态电流Id
短路点 基准电压V2 冲击电流id 全电流最大有效值 短路容量Sd (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 d1 d2 d3