【某牵引变电所短路计算过程案例2100字】

某牵引变电所短路计算过程案例短路在电力系统中属于经常发生的故障。除了短路之外系统还可能发生断路故障，但发生的可能性比较低，电力系统发生短路故障很可能是因为外界因素所引起，比如在雷雨季节雷电击中电气设备，这会导致电力系统负荷过载产生大量电流所引起短路；还有可能是设备本身因为老化或损坏发生短路或者因为电力系统操作人员操作不当引起的短路，这都会使电力系统和设备发生损坏，引起停电。短路故障所引起的电流往往会达到正常运行电流的几十倍之多，使电力系统不能正常运行，所以要使电力系统可靠地运行，就必须进行电力系统的短路计算。1.1短路电流计算的目的计算短路电流的目的主要是限制短路的程度并减少故障风险以及对设备人员的损害。我们再设计与运行牵引变电站的牵引供电系统时，需要根据以下目标计算短路电流：1.热稳定性和动态稳定性检查。2.确定合适的主接线图。1.选择合适的继电保护装置进行设置，使正确停止短路故障。1.2一般短路电流计算步骤1.选择需要计算的多个短路点。2.对所有元件进行编号，并绘制等值网络。1.对所有元件进行标幺值计算。4.对等值网络进行化简。5.对短路点进行短路电流计算。1.3变电站主接线图简化图为了方便短路计算，根据第二章变电站主接线图进行简化绘图并选取短路点。简化图如图所示。图3-1变电站主接线简化图1.4各元件标幺值计算根据表格2-2、2-3数据计算，计算公式结果如下：取基准容量： (3-1)主变压器的容量： (3-2)阻抗电压百分比： (3-3)系统最大运行阻抗标幺值： (3-4)系统最小运行阻抗标幺值： (3-5)主变压器的电抗标幺值为： (3-6)两台主变并联运行时变压器的电抗标幺值为： (3-7)左馈线的电抗标幺值为： (3-8)右馈线的电抗标幺值为：(3-9)基准电流： (3-10) (3-11)1.5变压器高压侧短路计算高压侧变压器短路计算公式： (3-12) (3-13) (3-14) (3-15)上式中，——短路最大三相电流——短路最小三相电流——短路最大两相电流——短路最小两相电流——变压器电抗标幺值——系统最大运行阻抗——系统最小运行阻抗——基准电流根据公式可计算得到： (3-16) (3-17)1.627.5kV母线短路计算1.6.1单相V/V变电所接线图级等效图图3-2单相V/V变电所接线图图3-3单相V/V变电所等效图上图中，、是变压器原边火线端以前电力系统综合正序、负序电抗标幺值，为主变压器电抗标幺值。正序与负序电抗相等。当在最大运行方式下，最小运行方式下。1.6.2最大运行方式下短路计算（一）一臂牵引母线接地短路短路接线图如图所示。图3-4一臂牵引母线接地短路接线图短路电流计算时，我们将发生短路的短路臂电抗平分，分别将其串联在短路臂和接地相。将短路点由点移动到点。因为另一臂未发生短路，所以没有电流通过，将其值加大或减小对其特性没有任何影响，所以可以将其减少至。通过上述假设，就将短路构成为一个对短路电流而言等效的三相系统。因为电源为单侧无限电源，所以标幺值计算时。将短路接线图化为等效电路图如图所示。图3-5臂牵引母线接地短路等效电路图短路电流计算如下所示： (3-18) (3-19)(二)异相牵引母线短路短路接线图如图所示。图3-6异相牵引母线短路接线图因为接地相中无电流流过，所以增加或减少一个电抗并无影响。所假设在接地相中接入一个电抗，使其成为三相对称电路。将短路接线图化为等效电路图如图所示。图3-7异相牵引母线短路等效电路短路电流IK (3-20) (3-21)（三）异相牵引母线接地短路短路接线图如图所示。图3-8异相牵引母线接地短路电路图异相牵引母线接地短路是不能变化为简单的对称电路，可以将原先短路点的边界条件转换为高压侧条件，最后用对称分量法计算。将短路接线图化为等效电路图如图所示。图3-9异相牵引母线接地短路等效电路图根据边界条件并应用对称分量法可得： (3-22) (3-23)因此，最严重故障相的短路电流为： (3-24)若，则短路电流的绝对值为： (3-25)所以短路电流计算如下所示： (3-26) (3-27)1.6.3最小运行方式下短路计算最小运行方式时变压器1B运行，变压器2B备用。计算变压器之前的系统阻抗。 (3-28)最小运行方式下的三种短路计算类型，与最大运行方式下短路计算一致，只有变压器的电抗标幺值与系统的正序和负序电抗标幺值不同，公式算法参考章节4.5.4，本节直接计算短路电流。一臂牵引母线接地短路： (3-29) (3-30)异相牵引母线短路： (3-31) (3-32)异相牵引母线接地短路： (3-33) (3-34)1.7馈线短路计算因为两个方向的馈线的长度不一致，所以将馈线端分为左馈线（鱼河方向）和右馈线（牛家梁方向）。牵引网馈线短路的概率较高，很常见的短路类型为一臂牵引馈线接地短路，以及少量的双线牵引馈线短路接地。每相的牵引馈线电抗可以化为一个等效短路电抗。在单相V/V牵引变电站的线路上，牵引馈线的电抗标幺值与变压器电抗标幺值的相加XT+X公式如下所示：一臂牵引馈线短路： (3-35)复线牵引馈线短路： (3-36)1.7.1最大运行方式下左馈线短路计算一臂牵引网短路：其等效阻抗图如图所示。图3-10一臂牵引馈线接地短路等效电路图根据公式可得： (3-37) (3-38)异相牵引母线接地短路： (3-39) (3-40)1.7.2最大运行方式下右馈线短路计算一臂牵引网短路： (3-41) (3-42)异相牵引母线接地短路： (3-43) (3-44)1.7.3最小运行方式下左馈线短路计算一臂牵引网短路： (3-45) (3-46)异相牵引母线接地短路： (3-47) (3-48)1.7.4最小运行方式下右馈线短路计算一臂牵引网短路： (3-49) (3-50)异相牵引母线