【《山西H煤业35kV变电站设计中的短路电流计算过程案例分析》2800字】

PAGEPAGE41山西H煤业35kV变电站设计中的短路电流计算过程案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u2813山西H煤业35kV变电站设计中的短路电流计算过程案例分析 129635一、无穷大电源系统短路电流的计算 15242(一)无穷大电源系统 14012(二)计算方法 231431(三)计算过程 21366二、最大运行方式下短路电流的计算 37221(一)最大运行方式下的电路图 39568(二)最大运行方式下各线路和变压器电抗 43128(三)最大运行方式下的等值电路图 619857(四)各短路点处电抗 728950(五)各短路点的三相短路电流、冲击电流及其有效值和短路容量 813388三、最小运行方式下短路电流的计算 1029707(一)最小运行方式下电路的电路图 108346(二)最小运行方式下线路和变压器的电抗值 1132696(三)各短路点处电抗 1231597(四)最小运行方式下的电路图 149937(五)各短路点处的三相短路电流和两相短路电流 14无穷大电源系统短路电流的计算无穷大电源系统无穷大电源无穷大电源是指：电源的内阻抗为零，当发生短路时，电源端电压恒定、电源频率恒定的电源。显而易见，无穷大电源是一种理想化的模型，其在现实中不存在。无穷大容量电力系统是指：用户和系统的容量比起来非常的小，小到如同九牛之一毛、沧海之一粟的系统。供电系统的容量相当大，不论用户的负荷怎么发生变动甚至短路时，电力系统变电站（或变电所）母线上的电压基本不变。在工程实际中，当电力系统电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的10%，或电力系统容量超过用户（含企业）供配电系统容量的50倍，就可将其视为“无限大容量电源”。本次设计中将为本变电站供电的上级变电站及电网中的其它发、变电站合并视作无穷大容量电力系统。计算方法有名制法有名制法又叫绝对值法。当我们使用此方法求短路电流的时候，计算时用到的物理量，如：电压、功率、阻抗、电流等均需要带着单位参与计算。有名制法一般用于电压等级较少的系统中。标幺值法标幺值又叫相对值。当我们使用此方法求短路电流的时候，计算时用到的物理量，如：电压、功率、阻抗、电流等均需要用标幺值表示。在电压等级较多的系统中一般采用标幺值法进行计算。因为和有名制相比，它可以消除单位转换所带来的不便，大大地简化了计算过程。计算过程绘制短路计算的电路图计算短路电流时，先画出短路计算的电路图。绘制电路图的时候，仅需要把和短路有关的部分画出即可。然后在图上标注出和计算有关的参数以及需要计算的短路点。绘制等值电路图针对不同运行方式下，每个短路计算点绘制等值电路图。将各元件用规定的符号在图上表示。计算短路回路的阻抗计算短路电流具体计算过程如下：本次设计中的短路电流的计算采用有名制法。因为在供电系统中阻抗和电抗相比在大小上相差很大，因此在计算时忽略电抗。将元件和线路的电抗默认为阻抗。另外，由于本次设计将为本变电站供电的上级变电站及电网中的其它发电厂、变电站合并视作无穷大容量电力系统，所以电源内电抗XS=0。最大运行方式下短路电流的计算最大运行方式下的电路图最大运行方式下的电路图如图5-1所示。图5-1最大运行方式下的电路图最大运行方式下各线路和变压器电抗在工程实际中35kV电压等级的架空线的几何均距为：1.890m，根据原始资料中提供的架空线型号，再查询参考文献可知该型号架空线的单位电抗为：X0=0.348其余各线路的长度见表5-1。表5-1各线路的长度线路名称线路长度（km）井下组5一组1二组1三组0.5四组1五组0.4六祖0.8七组0.9八组0.6线路l1的电抗：Xl1=x0ⅹl1（5-1）=0.348ⅹ6.28=2.185Ω式中x0电缆的单位电抗，Ω/km；l1电缆的长度，km；Xl1线路l1处的电抗，Ω。变压器T1的电抗：XT1=9%×=12.321Ω式中XT1变压器T1的电抗，Ω；uk%变压器T1的短路电压百分比；Uav线路的平均电压，Kv；SN.T1变压器T1的额定容量，MV•A。其余线路和变压器的电抗的算法与其类似，由于篇幅原因不再赘述，具体的数值见表5-2。表5-2最大运行方式下各元件电抗名称电抗值（Ω）Xl12.185Xl27.545XT112.321XT212.321Xl井0.400Xl一0.080Xl二0.080Xl三0.0400Xl四0.0800Xl五0.0320Xl六0.0640Xl七0.0720Xl八0.0480最大运行方式下的等值电路图最大运行方式下的等值电路图如图5-2所示。图5-2最大运行方式下的等值电路图各短路点处电抗短路点K1处电抗：XK1==1.694Ω式中Xl1线路l1处的电抗，Ω；Xl2线路l2处的电抗，Ω；XK2短路点K1处的电抗，Ω。其余短路点电抗的计算方法与上述类似。由于篇幅原因，在此不再赘述，具体数值见表5-3。表5-3最大运行方式下各短路点的电抗短路点电抗X/ΩK11.694K21.129K31.329K41.169K51.169K61.149K71.169K81.145K91.161K101.165K111.153各短路点的三相短路电流、冲击电流及其有效值和短路容量短路点K1处的三相短路电流：IK1==12.610kA式中IK1(3)K1处的三相短路电流，kA；Uav线路平均电压，单位kV;Xl1为线路l1处的电抗，Ω。短路点K1处的冲击电流及其有效值:ish1=2.55×12.610=32.156kA式中ish1短路点K1处的冲击电流，kA；IK1(3)K1处的三相短路电流，kAIsh1=1.52×12.610=19.167kA式中IK1(3)KIsh1短路点K1处的冲击电流的有效值，kA。短路点K1处的短路容量：SK1==808.122MV•A式中IK1(3)KUav线路平均电压，单位kV;SK1短路点K1其余短路点的三相短路电流、冲击电流及其有效值和短路容量与上述计算方法类似，因为篇幅原因在此不再赘述，详情见表5-4。表5-4各短路点的三相短路电流、冲击电流及其有效值和短路容量短路点三相短路电流（kA）冲击电流（kA）冲击电流有效值（kA）短路容量（MVA）K112.61032.15619.167808.122K25.37013.6948.16297.662K34.56111.6316.93382.949K45.18613.2247.88394.315K55.18613.2247.88394.315K65.27613.4548.02095.952K75.18613.2247.88394.315K85.29413.5008.04796.280K95.22213.3167.93494.934K105.20413.2707.91094.643K115.25813.4087.99295.625最小运行方式下短路电流的计算最小运行方式下电路的电路图最小运行方式下的电路图如图5-3所示。图5-3最小运行方式下的电路图最小运行方式下线路和变压器的电抗值最小运行方式下线路和各元件的阻抗与最大运行方式下各元件的阻抗相同，即为各元件的电抗。详情见表5-5。表5-5最小运行方式下各元件的电抗值名称电抗值（Ω）Xl27.545XT12.321Xl井0.400Xl一0.0800Xl二0.0800Xl三0.0400Xl四0.0800Xl五0.0320Xl六0.0640Xl七0.0720Xl八0.0480各短路点处电抗短路点K1处电抗：XK1=Xl2=7.545Ω（5-7）式中XK1短路点K1处的电抗，Ω；Xl2线路l2处的电抗，Ω。短路点K2处电抗：XK2=(7.545+12.321)×=1.600Ω式中XK2短路点K1处的电抗，Ω；Xl2为线路l2处的电抗，Ω；XT变压器T的电抗，Ω。短路点K3处电抗：XK2=1.600+0.400=2.000Ω式中XK3短路点K1处的电抗，Ω；Xl2线路l2处的电抗，Ω；XT变压器T的电抗，Ω。表5-6各短路点处的电抗短路点电抗（Ω）K17.545K21.600K32.000K41.680K51.680K61.640K71.680K81.632K91.664表5-6（续）短路点电抗（Ω）K101.672K111.648其余短路点处电抗的计算方法与上述方法类似，由于篇幅所限在此不再赘述。各短路点处的电抗见表5-6。最小运行方式下的电路图最小运行方式下的等值电路图如图5-4所示。图5-4最小运行方式下的等值电路图各短路点处的三相短路电流和两相短路电流短路点K1处的三相短路电流和两相短路电流：I==2.831kAIK1==2.452kA式中IK1(3)KIK1(2)K其余短路点处电抗的计算方法与上述方法类似，由于篇幅所限在此不再赘述。各短路点处的三相短路