某抽水蓄能水電廠電氣系統(tǒng)的短路電流計(jì)算過(guò)程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u1344某抽水蓄能水電廠電氣系統(tǒng)的短路電流計(jì)算過(guò)程案例 1161111.1短路故障 1244601.2短路點(diǎn)短路電流計(jì)算 2228881.2.1短路電流計(jì)算前提分析 2191151.2.2短路電流的計(jì)算 2175551.3高壓廠用系統(tǒng)短路電流計(jì)算 4284701.4低壓廠用電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 51.1短路故障根據(jù)工程實(shí)踐與運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)看，在電力系統(tǒng)中絕大部分故障為短路故障。正常的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)相與相之間，相與地或者中性點(diǎn)之間是絕緣的，短路故障就是因?yàn)榭陀^因素導(dǎo)致兩者聯(lián)通。短路故障類型有三相相連的三相短路故障，兩相導(dǎo)通的兩相短路故障，也有單相接地的單相短路接地故障，兩相短路接地的兩相短路接地故障。以上四種故障中三相故障為對(duì)稱短路，而另外三種類型為不對(duì)稱短路。設(shè)備的載流部分的相相與相地的絕緣損壞是導(dǎo)致短路故障的主要原因，而該原因的誘發(fā)因素有很多，多為自然因素導(dǎo)致絕緣損壞，也有如灰塵，空氣質(zhì)量差導(dǎo)致的絕緣防護(hù)能力降低。若是電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障，電力系統(tǒng)的電源供電會(huì)面臨一個(gè)阻抗突然減小的暫態(tài)過(guò)程，該過(guò)程過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流會(huì)是正常狀態(tài)下的10-15倍，若電力系統(tǒng)為大容量電力系統(tǒng)，電流會(huì)達(dá)到幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)安培。如此大的電流會(huì)燒壞電氣設(shè)備。大電流導(dǎo)致的熱效應(yīng)會(huì)破壞絕緣，大電流對(duì)導(dǎo)體1的電沖擊也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體變形。這就是我們?yōu)槭裁丛谌魏坞娏ο到y(tǒng)的設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行短路計(jì)算，因?yàn)槲覀冃枰搪冯娏鱽?lái)為接下來(lái)的設(shè)備選型中進(jìn)行熱穩(wěn)定度與動(dòng)穩(wěn)定度的判斷。使之不至于因?yàn)槎搪穼?dǎo)致的設(shè)備損壞。并且短路電流計(jì)算得出結(jié)果也是繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。一般的情況下，我們計(jì)算最大運(yùn)行方式下的短路電流是作為一次設(shè)備的選型中的熱穩(wěn)定度與動(dòng)穩(wěn)定度判斷依據(jù)參數(shù)，而最小運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。1.2短路點(diǎn)短路電流計(jì)算1.2.1短路電流計(jì)算前提分析根據(jù)原始資料分析與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在抽水蓄能電站中我們可以在該系統(tǒng)的三相短路電流運(yùn)算中使用無(wú)限大功率電源的三相短路電流作為計(jì)算方法。本次計(jì)算目的是為下一章的高壓斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，互感器，裸導(dǎo)體等設(shè)備的熱穩(wěn)定度與動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)提供數(shù)據(jù)，所以本次只進(jìn)行最大運(yùn)行狀態(tài)下的短路電流計(jì)算。1.2.2短路電流的計(jì)算此次計(jì)算運(yùn)用標(biāo)幺制，根據(jù)過(guò)往學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)選擇功率基準(zhǔn)值=100MVA,基準(zhǔn)電壓出于方便計(jì)算的考慮，，然后可算出電流基準(zhǔn)值故得出：各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算發(fā)電機(jī)電抗：變壓器電抗: 計(jì)算得到各個(gè)元件的標(biāo)幺值后，簡(jiǎn)化抽象畫出短路等值電路圖，短路發(fā)生在點(diǎn)，見(jiàn)圖1.1。圖1.1（2）最大運(yùn)行方式下的計(jì)算最大運(yùn)行方式是在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中短路阻抗值最小的一種運(yùn)行方式，因?yàn)槎搪纷杩怪底钚《鴮?dǎo)致發(fā)生短路時(shí)短路電流最大，該種情況下所算得的短路電流值用來(lái)校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度與動(dòng)穩(wěn)定度是否達(dá)標(biāo)。本系統(tǒng)中，六臺(tái)發(fā)電機(jī)都投入運(yùn)行的運(yùn)行狀態(tài)就是最大運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)：從此計(jì)算是用無(wú)限大功率電源供電的三相短路電流計(jì)算方法，周期分量衰減可以不予考慮，沖擊系數(shù)的取值，表1.1三相短路電流計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)短路電流周期分量有效值（kA）短路電流全電流最大有效值（kA）344.4沖擊電流（kA）474.14短路容量（MV·A）58821.3高壓廠用系統(tǒng)短路電流計(jì)算根據(jù)水利部于2010年發(fā)布的SL-485-2010規(guī)范所學(xué)習(xí)到知識(shí)，選取基準(zhǔn)容量：，基準(zhǔn)電壓，可以得出，由于本設(shè)計(jì)是抽水蓄能電站，電站廠用電負(fù)荷較小，高壓廠用電系統(tǒng)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)容量在1500kW一下，所以電動(dòng)機(jī)反饋電流可以不計(jì)算。廠用電四條母線Ⅳ母線外接35kV電源，作為另外三條母線的明備用，正常運(yùn)行時(shí)不投入使用，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三條母線電源來(lái)自機(jī)端，系統(tǒng)電抗可取0。三段運(yùn)行母線正常情況下獨(dú)立運(yùn)行，所以要分開(kāi)計(jì)算。沖擊電流，由書的K=1.78Ⅳ號(hào)母線在與Ⅱ號(hào)母線連接時(shí)負(fù)荷最大，以Ⅱ號(hào)負(fù)荷為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：1.4低壓廠用電系統(tǒng)短路電流計(jì)算根據(jù)初始資料得知Ⅰ號(hào)母線Ⅱ號(hào)母線，Ⅲ號(hào)母線的RΣ,Xa=RΣ^2+XΣ查圖1.2得出整理后得出表1.2圖1.2表1.2R（mΩ）X（mΩ）計(jì)算的負(fù)荷（kw）R電源電路電流沖擊系數(shù)a=RΣ^2+()1.自用變壓器1.428.35301.241.51830.052.照明變壓器0.75401.331.5216.56253.檢修變壓器0.070.803.471.390.69294.公用1變壓器12.144.546753.671.422126.661.公用2變壓器18.148.25989.82.661.312650.856.樓電變壓器0.981002.381.24117.647.設(shè)備變壓器0.050.6504.331.480.445依照公式,,其中=1.15，U=400V,計(jì)算結(jié)果整理后得出如下結(jié)果，整理于表1.3。表1.31.自用變壓器12.3717