相与地之间的“短接”。
短路发生的原因是多种多样的,主要有:
(1) 电气设备存在隐患,如设备的绝缘材料自然老化、绝缘材料机械损伤、设备缺陷未被发现和消除、设计安装有误等。
(2) 运行、维护不当,如不遵守操作规程而发生误操作,技术水平低,管理不善等。
(3) 自然灾害,如雷电过电压击穿设备绝缘,特大的洪水、大风、冰雪、地震等引起的线路倒杆、断线,鸟、老鼠及蛇等小动物跨越裸露的导体等。 二、短路计算的目的
为确保电气设备在短路情况下不致损坏,减轻短路危害和防止故障扩大,必须事先对短路电流进行计算。计算短路电流的目的是: (1) 选择和校验电气设备。
(2) 进行继电保护装置的选型与整定计算。
(3) 分析电力系统的故障及稳定性能,选择限制短路电流的措施。
(4) 确定电力线路对通信线路的影响等。 三、短路计算基本假设;
选择和校验电气设备时,一般只需近似计算在系统最大运行方式下可能通过设备的最大三相短路电流值。设计继电保护和分析电力系统故障时,应计算各种短路情况下的短路电流和各母线接点的电压。要准确计算短路电流是相当复杂的,在工程上多采用近似计算法。这种
方法建立在一系列假设的基础上,计算结果稍偏大。基本假设有: (1) 忽略磁路的饱和与磁滞现象,认为系统中各元件参数恒定。 (2) 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元件的电阻一般都比电抗小得多,各阻抗元件均可用一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗的1/3时,应计入电气元件的电阻。此外,在计算暂态过程的时间常数时,各元件的电阻不能忽略。
(3) 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下,都以金属性短路对待,只是在某些继电保护的计算中才考虑过渡电阻。
(4) 除不对称故障处出现局部不对称外,实际的电力系统通常都可以看做三相对称的。 四、短路计算的方法;
1)根据主接线,绘制干线图。确定短路点、最大、最小两种运行方式。 2)选区基准值、计算各个单元的电抗标么值。
3)画出等值电抗图、网络简化图。对于无限大容量系统取短路点的等效电抗倒数作为短路电流标么值,然后乘以短路电流标准值求出短路电流实际值;对于有限容量系统根据各支路计算电抗查短路电流运算曲线得出各个支路短路电流标么值,然后乘以短路电流基准值得出各支路电流实际值。
4)根据短路电流计算出短路冲击电流ish、短路电流的最大有效值Ish、短路电流热效应Qk。 五、短路点的确定
为了选择高压电气设备、整定继电保护,需要计算总降压变电所35kv侧、10kv母线以及厂区高压配电线路末端(即车间变电所高压侧)的短路电流,但是又去工厂厂区不大,总降压变电所到最远的车间距离不过几百米,因此,10kv母线与10kv配电线路末端的短路电流差别较小,故只计算主变压器高压侧和低压侧两边的短路电流,即短路点确定在主变压器的高低压两侧,如图3-1所示。
图3-1 短路电流计算接线图 六、短路电流计算 1、基本等值电路图
计算各元件的电抗标么值
设基准容量Sj=1000MVA,基准电压Uj1=37kv,Uj2=10.5kv,根据已
知条件就可以求出元件的电抗标么值:(为书写方便,标么值符号*省略) 1)电源Xx
Xx?Sj/Sd?1000/1918?0.52
2)三卷变压器
X1=0.5×(Uk1-2+Uk1-3+Uk2-3)/100×(Sj/Sbn) =0.5×(10.5+17-6)/100×(1000/31.5) =3.49
X2=0.5×(Uk1-2+Uk2-3+Uk1-3)/100×(Sj/Sbn) =0.5×(10.5+6-17)/100×(1000/31.5) =-0.08(计算式按正值计算) 3)线路:
X1=x0LSj/Uj12=(0.4×5×1000)/372=1.46 4)双卷变压器
Xb=(uk/100)×(Sj/Stn)=(7/100)×(1000/5)=14 2、最大运行方式下的短路电流Ik 1)等值电路图
2)短路电流Ik
Sj11因为Ij? ,Ik*?,得到Ik?Ik*?Ij??XX3Uj?k?k3Uj11X?X?(X?X)?X?0.52?(3.49?0.08)?1.46?3.765?k1x21212
11(X1?X2)?X1?Xb?0.52?(3.49?0.08)?1.46?14?17.765?Xk2?Xx?22Sj当K1点发生短路时:
Ik1?ish11000??4.2KA3.7653?37?2.55Ik1?2.55?4.2?10.7KA1*1000?269MVA 3.765Ish?1.51Ik1?1.51?4.2?6.3KASk1?Ik1*?Sj?当K2点发生短路时:
Ik2?ish11000??3.1KA17.7653?10.5?2.55Ik2?2.55?3.1?7.9KA1*1000?56MVA17.765Ish?1.51Ik2?1.51?3.1?4.67KASk2?Ik2*?Sj?
3、最小运行方式下的等值电路图 1)等值电路图
Sk2?Ik2*?Sj?1*1000?51MVA 19.554、短路电流计算结果表
短路电流Ik冲击电流ish短路容量Sd运行方式 最大运行方式 短路点 (KA) K1 K2 4.2 3.1 (KA) 10.7 7.9 (MVA) 269 56
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