短路電流計算概述

2023-01-15 23:21:03 字數 4430 閱讀 3938

1、電力系統或電氣裝置的短路故障原因

1)自然方面的原因。雷擊、霧閃、暴風雪、動物活動、大氣汙染、其他外力破壞等,造成單相接地短路或相間短路。

2)人為原因。誤操作、執行方式不當、執行維護不良或安裝除錯錯誤,導致電氣裝置過負荷、過電壓、裝置損壞等造成單相接地短路或相間短路。

3)裝置本身原因。裝置製造質量、裝置本身缺陷、絕緣老化等原因造成單相接地或相間短路故障、

2、短路種類

1)單相接地短路

約佔全部短路的75%以上,對大電流接地系統,繼電保護應盡快切斷單相接地短路。對中性點經小電阻或中阻接地系統,繼電保護應瞬時或延時切斷單相接地短路。對不接地系統,當單相接地電流超過允許值時,繼電保護應有選擇性地切斷單相接地短路。

對中性點經消弧線圈接地或不接地系統,單相接地電流不超過允許值時,允許短時間單相接地執行,但要求盡快消除單相接地短路點。

2)兩相接地短路

一般不超過全部短路的10%。大電流接地系統中,兩相接地短路大部分發生於同一地點,少數在不同地點發生兩相接地短路。中性點非直接接地的系統中,常見是先發生一點接地,而後其他兩相對地電壓公升高,在絕緣薄弱處將絕緣擊穿後造成第二點接地,此兩點多數不在同一點,繼電保護應盡快切斷兩相接地短路。

3)兩相及三相短路

不超過全部短路的10%,這種短路更為嚴重,繼電保護應迅速切斷兩相及三相短路。

4)斷相或斷相接地

線路斷相一般伴隨斷相接地,兩相執行一般不允許長期存在,應由繼電保護自動或執行人員手動斷開健全相

5)繞組匝間短路

多發生在發電機、變壓器、電動機等電機電器的繞組中,佔短路的概率很少,但對某一電機來說該概率不一定很少,如變壓器繞組匝間短路佔變壓器全部短路的比例相當大,這種短路嚴重損壞裝置,要求保護迅速切除這種短路。

3、短路電流計算的重要性

短路電流將引起下列嚴重後果:短路電流往往會有電弧產生,它不僅能燒壞故障元件本身,也可能燒壞周圍裝置和傷害周圍人員。巨大的短路電流通過導體時,一方面會使導體大量發熱,造成導體過熱甚至熔化,以及絕緣損壞;另一方面巨大的短路電流還將產生很大的電動力作用於導體,使導體變形或損壞。

短路也同時引起系統電壓大幅度降低,特別是靠近短路點處的電壓降低得更多,從而可能導致部分使用者或全部使用者的供電遭到破壞。網路電壓的降低,使供電裝置的正常工作受到損壞,也可能導致工廠的產品報廢或裝置損壞,如電動機過熱受損等。電力系統**現短路故障時,系統功率分布的突然變化和電壓的嚴重下降,可能破壞各發電廠併聯執行的穩定性,使整個系統解列,這時某些發電機可能過負荷,因此,必須切除部分使用者。

短路時電壓下降的愈大,持續時間愈長,破壞整個電力系統穩定執行的可能性愈大。

4、短路電流的限制措施

為保證系統安全可靠地執行,減輕短路造成的影響,除在執行維護中應努力設法消除可能引起短路的一切原因外,還應盡快地切除短路故障部分,使系統電壓在較短的時間內恢復到正常值。為此,可採用快速動作的繼電保護和斷路器,以及發電機裝設自動調節勵磁裝置等。此外,還應考慮採用限制短路電流的措施,如合理選擇電氣主接線的形式或執行方式,以增大系統阻抗,減少短路電流值;加裝限電流電抗器;採用**低壓繞阻變壓器等。

主要措施如下:

一是做好短路電流的計算,正確選擇及校驗電氣裝置,電氣裝置的額定電壓要和線路的額定電壓相符。

二是正確選擇繼電保護的整定值和熔體的額定電流,採用速斷保護裝置,以便發生短路時,能快速切斷短路電流,減少短路電流持續時間,減少短路所造成的損失。

三是在變電站安裝避雷針,在變壓器附近和線路上安裝避雷器,減少雷擊損害。

四是保證架空線路施工質量,加強線路維護,始終保持線路弧垂一致並符合規定。

五是帶電安裝和檢修電氣裝置,注意力要集中,防止誤接線,誤操作,在帶電部位距離較近的部位工作,要採取防止短路的措施。

六是加強管理,防止小動物進入配電室,爬上電氣裝置。

七是及時清除導電粉塵,防止導電粉塵進入電氣裝置。

八是在電纜埋設處設定標記,有人在附近挖掘施工,要派專人看護,並向施工人員說明電纜敷設位置,以防電纜被破壞引發短路。

九是電力系統的執行、維護人員應認真學習規程,嚴格遵守規章制度,正確操作電氣裝置,禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工,維護人員工作完畢,應立即拆除接地線。要經常對線路、裝置進行巡視檢查,及時發現缺陷,迅速進行檢修。

二、對稱短路電流計算

1、阻抗歸算

為方便和簡化計算,通常將發電機、變壓器、電抗器、線路等元件的阻抗歸算至同一基準容量和基準電壓時的基準標麼阻抗。

標麼阻抗的歸算

1)發電機等旋轉電機阻抗的的歸算

發電機等旋轉電機一般給出的是額定條件下阻抗相對值,其標麼阻抗計算為

2)變壓器阻抗歸算

3)電抗器阻抗歸算

——電抗器在額定條件下電抗的百分值

4)線路阻抗歸算

2、短路電流計算舉例

1)系統阻抗

根據排程部門下發等值阻抗檔案

最大方式系統阻抗標么值xsmax:0.0200

最小方式系統阻抗標么值xsmin:0.0285

系統基準容量100mw,基準電壓220kv

2)主變引數

型號:sfz10-100000/220

額定容量:100000kva

額定電壓:(23081.25%)/35kv

連線組別:ynd11

短路阻抗:14.15%

3) 35kv系統引數

(1)35kv svg連線變

型號:s11-6000kva/35

額定電壓:(3522.5%)/10kv

連線組別:yyn0

短路阻抗:11.66%

(2)35kv 風機箱變

容量:1800kva

額定電壓:(3522.5%) / 0.69kv

連線組別:dyn11

短路阻抗:6.11%

(3)35kv線路引數

由於線路引數未能實際測量,按《電力設計手冊》計算。

線路1: 其中lgj-150/25導線長度為5.584km,lgj-70/10導線長度為4.506km。

線路2:其中lgj-150/25導線長度為10.15km,lgj-70/10導線長度為0.456km。

線路3:其中lgj-150/25導線長度為8.28km,lgj-70/10導線長度為5.786km。

(4)接地變引數

額定容量:630kva

額定電壓:37kv

阻抗電壓:5.99%

連線組別:znyn11

零序阻抗:74.9/相

接地電阻:99.75ohm

(5)所用變引數

額定容量:630kva

額定電壓:37kv

阻抗電壓:5.99%

1)主變阻抗歸算

2)連線變阻抗歸算

3)風機箱變阻抗歸算

4)接地變阻抗歸算

5)所用變阻抗歸算

以下計算按短路點三相短路計算:

2.3.1最大方式短路電流計算

(1)220kv母線短路d1

d1點短路電流標么值為

(2)35kv母線短路d2

d2點短路電流標么值為

(3)35kv連線變低壓側短路d3

d3點短路電流標么值為

(4)饋線末端短路d4

d4點短路電流標么值為

線路1線路2

線路3(5)0.69kv風機箱變低壓側短路d5

d5點短路電流標么值為(按線路短路電流最大線路1考慮)

(6)35kv接地變低壓側短路d6

d6點短路電流標么值為

(7)35kv所用變低壓側短路d7

d7點短路電流標么值為

2.3.2最小方式短路電流計算

(1)220kv母線短路d1

d1點短路電流標么值為

(2)35kv母線短路d2

d2點短路電流標么值為

(3)35kv svg連線變低壓側短路d3

d3點短路電流標么值為

(4)饋線末端短路d4

d4點短路電流標么值為

線路1線路2

線路3(5)0.69kv風機箱變低壓側短路d5

d5點短路電流標么值為(按線路短路電流最小線路1考慮)

(6)35kv接地變低壓側短路d6

d6點短路電流標么值為

(7)35kv所用變低壓側短路d7

d7點短路電流標么值為

2.4.1各個電壓等級下基準電流:

2.4.2三相短路電流計算結果

2.4.3兩相短路電流計算結果

兩相短路電流按三相短路電流的0.866倍計算。

2.4.4 35kv單相接地短路電流

35kv系統發生單相接地時,接地電流為3i0f。

風電場幾個相關問題

一、風電場匯集線系統接地方式

1、風電場匯集線系統接地方式要求

為實現匯集線系統發生單相接地故障時可靠快速跳閘,目前匯集線系統為不接地或經消弧櫃接地的風電場,應按採用經電阻接地方式進行整改,不採用經消弧線圈接地方式。接地變和接地電阻的選擇除滿足一次系統設計要求外,還應保證單相接地故障時零序電流(3i0)不小於200a。

2、各種接地方式比較

3、結論說明

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