10kv变电站毕业设计

10kv变电所设计

5 短路电流的计算

5.1 产生短路电流的原因、危害及计算方法

供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。

所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。

造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。

计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：

?任意单位?该量的实际值?与实际值同单位? 某量的标幺值=该量的标准值所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。

5.2 高压电网三相短路计算

电源取自距本变电所3km外的35kV变电站，用10kV双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为250MV.A。

图5.1 高压电网短路电流计算图

求10kV母线上K-1点短路和380V低压母线上K-2点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为Sk=250MV.A

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⑴．确定基准值：

取Sd=100MV·A UC1=10.5kV UC2=0.4KV

Sd而Id1=3Uc1=100MV.A/（3*10.5kV）=5.50kA

SdId2=3Uc2=100MV.A/（3*0.4kV）=144.34kA ⑵．计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值： 电力系统：

*X1由于电源侧短路容量定为Sk=250MVA,因此=Sd/Sk=100MV·A/250MV.A=0.4

架空线路：

100MV·A*22XXLS/U(10.5kV)20dc2查附录B得X0 =(0.35Ω/km),因此==0.35Ω/km*3km*=0.95

电力变压器：

4*100*103kV·A**A=8 Uk%=4,而SNT=500KV.A,因此X3=X4=UK%Sd/100SNT=100*500kV·然后绘出短路电路的等效电路如图5.2

图5.2等效电路

⑶．求K-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量： 总电抗标幺值：

***X?X(K?1)X12=+=0.4+0.95=1.35

三相短路电流周期分量有效值：

*(3)I/XIKd1?(K?1)?1==5.50kA/1.35=4.07kA

其他三相短路电流：

''(3)(3)(3)IK?1=I?K?1=IK?1=4.07kA

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(3)iSh=2.55*4.07kA=10.38kA (3)ISh=1.51*4.07kA=6.15kA

三相短路容量：

*(3)S/XSKd?(K?1)=100MV·?1=A/1.35=74.1MV·A

⑷．求K-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量： 两台变压器并列运行： 总电抗标幺值：

X*****8?(K?2)=X1?X2?X3//X4=0.4+0.95+2=5.35

三相短路电流周期分量有效值

I(3)K?2=

I*d2/X?(K?2)=144.34kA/5.35=26.98kA 其他三相短路电流：

在10/0.4KV变压器二次侧低压母线发生三相短路时，由于KSh=1.6，因此：

I''(3)I(3)(3)K?2??K?2?IK?2=26.98kA i(3)Sh=2.26*26.98kA=60.97kA I(3)Sh=1.31*26.98kA=35.34kA

三相短路容量：

S(3)K?2=Sd/X*?(K?2)=100MV·A/5.35=18.69MV·A

两台变压器分列运行： ①总电抗标幺值

X****?(K?2)=X1?X2?X3=0.4+0.95+8=9.35 ②三相短路电流周期分量有效值：

I(3)K?2=I*d2/X?(K?2)=144.34kA/9.35=15.44kA

③其他三相短路电流：

I''(3)I(3)(3)K?2??K?2?IK?2=15.44kA

i(3)Sh=2.26*15.44kA=34.89kA I(3)Sh=1.31*15.44kA=20.23kA

④三相短路容量：

S(3)K?2=Sd/X*?(K?2)=100MV·A/9.35=10.7MV·A

由上面计算结果得出如表5.1

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R??1/3?X?，可取

10kv变电所设计 表5.1 高压短路计算结果

总电抗 三相短路电流/ kA 短路计算点 标幺值 三相短路量/MV·A *X? (3)IK I''(3) 4.07 (3)I? (3)iSh (3)ISh (3)SK k-1 1.35 4.07 4.07 10.38 6.15 74.1 变压器并列运行 k-2 变压器分列运行 5.35 26.98 26.98 26.98 60.97 35.34 18.69 9.35 15.44 15.44 15.44 34.89 20.23 10.7

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