发布时间 : 星期六 文章220kv变电站电气主接线系统设计1_secret更新完毕开始阅读beb7466a580102020740be1e650e52ea5518ceed
第4章 短路计算
计算短路电流的目的主要是 为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。
在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5—10年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，个枢纽点的三相短路电流。
·4.1短路故障产生的原因
工业与民用建筑中正常的生产经营﹑办公等活动以及人民的正常生活，都要求供电系统保证持续﹑安全﹑可靠地运行.但是由于各种原因，系统会经常出现故障，使正常运行状态遭到破坏。
短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有 ：
1）设备原因
电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路的功能。
2）自然原因
气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。
3）人为原因
工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金属性短路；人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小
动物带电设备内形成短路事故等。
·4.2 短路故障的危害
供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严重后果：
1）短路电流的热效应
巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。
2）短路电流的电动力效应
由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。
3） 短路系统电压下降
短路造成系统电压突然下降，对用户带来很大影响。例如，异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体放电灯的熄灭等，影响正常的工作、生活和学习。
4）不对称短路的磁效应
当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动势。
5）短路时的停电事故
短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源，停电波及范围越大。
6）破坏系统稳定造成系统瓦解
短路可能造成的最严重的后果就是使并列运行的各发电厂之间失去同步，破坏系统稳定，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电。
·4.3 短路电流计算的目的
1）电主接线比选
短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。
2）选择导体和电器
如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器的遮断能力等。
3）确定中性点接地方式
对于35KV 、10KV供配电系统，根据单相短路电流可确定中性点接地方式。 4） 选择继电保护装置和整定计算
在考虑正确、合理地装设保护装置，在校验保护装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布情况；不仅要算出最大运行方式下电路可能出现的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可能出现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路电流而且也要计算两相短路电流或根据需要计算单相接地电流等。
·4.4短路电流计算的内容
1） 短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。
2） 短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。
3） 短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的 。
·4.5 短路电流计算方法
供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路
总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和有名值法。
1）标幺值法
标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。
2） 有名值法
有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于1KV以下低压供电系统短路电流的计算。
·4.6三相短路电流周期分量起始值的计算 ·4.6.1短路电流计算的基准值
短路电流的计算通常采用近似标幺值计算。取=100MW，各级基准电压为平均额定电压。
·4.6.2网络模型
计算短路电流对所用的网络模型为简化模型，即：忽略负荷电流；不计各元件的电阻，也不计送电线路的电纳及变压器的导纳；发电机用次暂态电抗表示，并认为发电机电势模值标幺制为1，相角为0°。
·4.6.3三相短路电流周期分量起始值的计算步骤
1）计算各元件参数标幺值，作出等值电路
前已选出了主变压器（三绕组），其阻抗电压百分比，如下表：
绕组 阻抗电压% 高—中 12—14 高—低 22—24 中—低 7—9 计算每个绕组的短路电压百分数：