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1、短路电流计算一、短路电流计算概述1）自然方面的原因。雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、 其他外力破坏等，造成单相接地短路或相间短路。2）人为原因。误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错 误，导致电气设备过负荷、过电压、设备损坏等造成单相接地短路或 相间短路。3）设备本身原因。设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等原因 造成单相接地或相间短路故障、2、短路种类1）单相接地短路约占全部短路的 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。对不接地系统，当单相接地电流超过 允许值时，继电保护应有选
2、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。2）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，常见是先发生一点接地，而后其他两相对地电 压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿后造成第二点接地，此两点多数不 在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。3）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。4）断相或断相接地 线路断相一般伴随断相接地，两相
3、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5）绕组匝间短路 多发生在发电机、变压器、电动机等电机电器的绕组中，占短路的 概率很少，但对某一电机来说该概率不一定很少，如变压器绕组匝间 短路占变压器全部短路的比例相当大，这种短路严重损坏设备，要求 保护迅速切除这种短路。3、短路电流计算的重要性短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它 不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨 大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热 甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的 电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也
4、同时引起系统电压大 幅度降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部 分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的 正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动 机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变 化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，吏整个 系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。 短路时电压下降的愈大，寺续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行 的可能性愈大。4、短路电流的限制措施为保证系统安全可靠地运行，咸轻短路造成的影响，余在运行维 护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快
5、地切除短 路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。为此，可采 用快速动作的继电保护和断路器,以及发电机装设自动调节励磁装置 等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如合理选择电气主接 线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值；加装限电 流电抗器；采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下： 一是做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额 定电压要和线路的额定电压相符。二是正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装 置，以便发生短路时，能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间， 减少短路所造成的损失。三是在变电站安装避雷针，在变压器附近和线路上安装避
6、雷器，减少 雷击损害。四是保证架空线路施工质量，加强线路维护，台终保持线路弧垂一致 并符合规定。五是带电安装和检修电气设备，主意力要集中，方止误接线，吴操作， 在带电部位距离较近的部位工作，要采取防止短路的措施。六是加强管理，防止小动物进入配电室，爬上电气设备。七是及时清除导电粉尘，防止导电粉尘进入电气设备。八是在电缆埋设处设置标记，有人在附近挖掘施工，要派专人看护， 并向施工人员说明电缆敷设位置，以防电缆被破坏引发短路。九是电力系统的运行、维护人员应认真学习规程，严格遵守规章制度， 正确操作电气设备，禁止带负荷拉刀闸、带电合接地刀闸。线路施工， 维护人员工作完毕，应立即拆除接地线。要经常对线
7、路、设备进行巡 视检查，及时发现缺陷，迅速进行检修。二对称短路电流计算1、阻抗归算 为方便和简化计算，通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件 的阻抗归算至同一基准容量和基准电压时的基准标么阻抗。标么阻抗的归算1）发电机等旋转电机阻抗的的归算 发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗相对值，其标么阻抗计算为SX * 二 X BSG G SGN2）变压器阻抗归算X * 二 Uk% x SsT 100 STN3）电抗器阻抗归算X % U I X % U SX * = L X LN bs = L X _LN X BS-L100 U I 100 暑I U 2bs LNLN BSX % 电抗器在额定条
8、件下电抗的百分值L4）线路阻抗归算Z * = Z X BSL L U 2SX BSU 2avR* = RLLX BS = R XUTLBSSBSUTavBSSX BSUavSX * = X X BSL L U 2BSZ * = R* + jX *L LLZ = R + jXL LL2、短路电流计算举例2.1整定计算参数1）系统阻抗根据调度部门下发等值阻抗文件最大方式系统阻抗标幺值 Xsmax：0.0200最小方式系统阻抗标幺值 Xsmin：0.0285系统基准容量100MW，基准电压220kV2）主变参数型号：SFZ10-100000/220额定容量： 100000kVA额定电压：(230土
9、8h 1.25%)/35kV连接组别： YND11短路阻抗： 14.15%3) 35kV系统参数(1)35kV SVG 连接变型号： S11-6000kVA/35额定电压：(35土 2、汽 2.5%)/10kV连接组别： Yyn0短路阻抗： 11.66%( 2) 35kV 风机箱变容量： 1800kVA额定电压：(35土 2、2.5%) / 0.69kV连接组别： DYN11短路阻抗： 6.11%(3 ) 35kV线路参数 由于线路参数未能实际测量，按电力设计手册计算。线路1：其中LGJ-150/25导线长度为5.584km丄GJ-70/10导线 长度为 4.506km。XL1 = 5.584
10、 X 0.0272 + 4.506 X 00294 = 038 线路2 :其中LGJ-150/25导线长度为10.15km , LGJ-70/10导 线长度为 0.456km。XL2 = 10.15 X 0.0272 + 0.456 X 00294 = 0.29线路3 :其中LGJ-150/25导线长度为8.28km丄GJ-70/10导线 长度为 5.786km。XL3 = 8. 28 X 0.0272 + 5.7B6 X 00294 = 0.40（4）接地变参数额定容量: 630KVA额定电压: 37kV阻抗电压: 5.99连接组别: ZNyn11零序阻抗: 74.9相接地电阻: 99.75
11、ohm（5）所用变参数额定容量: 630KVA额定电压: 37kV阻抗电压: 5.992.2参数归算1）主变阻抗归算U2 Sn2302100Xzt = Ud X X y = 0.1415 XXy = 0.15S 墟10022022）连接变阻抗归算2 Sn352100Xljt =UdX X= 0.1166 X X 壬尹=1.933）风机箱变阻抗归算4)接地变阻抗归算5)所用变阻抗归算2.3短路电流计算以下计算按短路点三相短路计算：2.3.1 最大方式短路电流计算( 1 ) 220kV母线短路did1 点短路电流标幺值为=50Xsmax 0.02(2 ) 35kV母线短路d2d2 点短路电流标幺值
12、为=5.88Xsmax + Xzt 0.02 + 0.15(3 ) 35kV连接变低压侧短路d3d3 点短路电流标幺值为Xsmax + Xzt 十 XljtXljt(4 )馈线末端短路d4d4 点短路电流标幺值为 线路1I = 2.22Xmax + Xzt + XL1 0.02 + 0.15 4 0.28线路2I = 2.17Xmax + Xzt + XL2 0.02 + 0.15 4 0.29线路3I = 1.75Xmax + Xzt + XL3 0.02 + 0.15 4 0.40(5 ) 0.69kV风机箱变低压侧短路d5XsmaxXzt35kVXLXfjtd5d5 点短路电流标幺值为(
13、按线路短路电流最大线路1 考虑)Xsmax + Xzt + XL2 + Xfjt 0.02 + 0.15 + 0.28 + 3.4 (6 ) 35kV接地变低压侧短路d6d6 点短路电流标幺值为Xsmax + Xzt + Xtjt 0.02 十 0.14 + 9.57)35kV 所用变低压侧短路 d7Xsyt2.3.2 最小方式短路电流计算d7 点短路电流标幺值为1)220kV 母线短路 d1d1 点短路电流标幺值为Xsmin0.0285 _ 3S(2) 35kV母线短路d2d2 点短路电流标幺值为Xmin + Xzt 0.0285 + 0.15 (3 ) 35kV SVG连接变低压侧短路d3
14、 d3 点短路电流标幺值为d3XsminXljt35kVXztXmin + Xzt + Xljt _ 0.0285 + 0.15 + 1.93 _ 4?4)馈线末端短路 d4d4 点短路电流标幺值为线路1I = 2.18Xsmtn + Xzt + XL1 0.0285 + 0.15 斗 0.28 线路2I = 2.13Xsmtn + Xzt + XL2 0.0285 + 0.15 斗 0.29 线路3Xmin + Xzt + XL3 0.0285 + 0.15 + 0.4 (5 ) 0.69kV风机箱变低压侧短路d5d5 点短路电流标幺值为(按线路短路电流最小线路1 考虑)(6 ) 35kV接地变低压侧短路d6d6 点短路电流标幺值为Xsmm + Xzt + Xljt 0.0285 -F 0.15 -F 9.5 -11
