某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计

xxx本科生毕业设计 5短路电流的计算

5 短路电流的计算

5.1短路电流计算方法

短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺制法。

短路电路中各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，求出其总的电抗标幺值。由于各元件均采用相对值，与短路计算点的电压无关，因此电抗标幺值无需进行电压换算，而在欧姆法中需要进行换算，这也是标幺制法较之欧姆法的优越之处。因此在本次设计中采用标幺制法计算短路电流。

标幺制法进行短路电流计算时，一般先选定基准容量Sd和基准电压Ud。 基准容量，工程设计中通常取Sd?100MV?A

基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压，即取Ud?Uc。 选定了基准容量和基准电压以后，基准电流则按下式计算：

Id?SdS?d （5-1） 3Ud3Uc基准电抗Xd则按下式计算：

UdUc2? Xd? （5-2） S3Idd电力系统的电抗标幺值：

XSUc2/SocSdX??2? （5-3）

XdUc/SdSoc*S电力变压器的电抗标幺值：

XTUk%Uc2Uc2Uk%SdX???/? （5-4）

Xd100SNSd100SN*T电力线路的电抗标幺值：

*XWL?XWLXlS?20?X0l?d2 (5-5) XdUc/SdUc无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值按下式计算：

I(3)*kIk(3)Uc/3X?Uc21????* （5-6） IdSdXXSd/3Uc?? 16

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三相短路容量的计算公式为：

Sk(3)?3Ik(3)Uc?3IdUcSd (5-7) ?X*X*??5.2短路电流计算过程

供电系统的短路计算电路如图5.1所示。

图5.1 短路电流计算电路

由于该工厂昼夜负荷变化较大，因此在负荷小时需要单台变压器运行，而在负荷大时需要两台变压器同时运行，所以在计算短路电流时需要考虑两台变压器的并列与不并列运行。

5.2.1最大运行方式

系统的最大运行方式指电路的阻抗最小，在两台变压器并列运行时阻抗

(3)最小。（Sk.max?600MVA）

（1）确定基准值

取Sd?100MV?A,Uc1?37kV,Uc2?10.5kV 而 Id1?Sd100MV?A??1.56kA 3Uc13?37kVSd100MV?A??5.50kA 3Uc23?6.3kV Id2?（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1）电力系统电抗标幺值 X1??100MV?A?0.17

600MV?A2）架空线路电抗标幺值

17

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通过查表可得，X0?0.4?/km，因此

* X2?0.4(?/km)?4.5km?100MV?A?0.13

(37kV)2 3）电力变压器的电抗标幺值

通过查表可知Uk%?7，因此

X*?X*?7?100MV?A?1.4

34100?5000kV?A短路等效电路如图5.2所示。

1 0.172 0.133 1.441.4

图5.2 短路等效电路图

（3）计算k-1点的短路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标幺值

*X*(k?1)?X1*?X2?0.17?0.13?0.3 ?2)三相短路电流周期分量有效值

)Ik(3?1?Id1X*(k?1)??1.56kA?5.2kA 0.33）其他三相短路电流

(3))I''(3)?I??Ik(3?1?5.2kA (3)ish?2.55?5.2kA?13.26kA (3)Ish?1.51?5.2kA?7.85kA

4）三相短路容量

)Sk(3?1?SdX*(k?1)??100MV?A?333.3MV?A

0.318

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（4）计算k-2点的短路电路电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标幺值

1.4***X*(k?2)?X1*?X2?X3//X4?0.17?0.13??1 ?22）三相短路电流周期分量有效值

)Ik(3?2?Id2X*(k?2)??5.50kA?5.50kA 13）其他三相短路电流

(3))I''(3)?I??Ik(3?2?5.50kA

(3)ish?1.84?9.16kA?10.12kA (3)Ish?1.09?9.16kA?6.0kA

4）三相短路容量

)Sk(3?2?SdX*(k?2)??100MV?A?100MV?A 15.2.2系统最小运行方式

计算方法同最大运行方式。

5.2.3三相短路电流统计表 三相短路电流/kA 运行方式 短路点 Ik3 5.2 5.50 3.18 2.91 I''(3)5.2 I(3)? (3)ish (3)Ish 三相短路容量/MVA 333.3 100 204.8 52.91 最大运行方式 k-1 k-2 k-1 k-2 5.2 5.50 3.18 2.91 13.26 10.12 8.11 5.35 7.85 6.0 4.8 3.17 5.50 3.18 2.91 最小运行方式 19