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发电厂接地计算中关于入地短路电流的探讨[1]

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适用的结论； 文献 ［3］ 提出了一种可以 计算出任意分布连接的架空地线、杆塔、 地下电 缆 的 护 套 及 金 属 管 线 上 电 流 的 方 法，并采用一段模拟线路分析了变电站接 地电阻、地线类型和杆塔接地电阻不同时 架空地线的分流系数； 文献 ［4］ 结合晋 东南特高压变电站短路电流分流系数变化 曲线，提出了变电站接地电阻的设计取值 方法，采用电磁场数值计算方法对分层土 壤中接地系统的电气参数进行了计算。
因此，明确接地网计算所需的最大短路电流 是设计接地网的基础。 2. 入地短路电流
厂或所内和厂或所外发生接地短路时，流经 接地装置的电流为入地短路电流［5］。分流系数的 定义［6］： 接地故障时，流经架空地线或电缆线路 外护套的故障电流，与没有架空地线或电缆线路 外护套作用时流经地网电流之比。
通常入地短路电流即经接地网流入大地的电 流，其与中性点运行方式、避雷线的分流作用以 及接地故障发生地点等有密切的关系。
In
=
X
XC C+
XF
I
max
= 0.
188
× 34.
64
kA
= 6.
512
kA
将 Ke1 = 0. 5，Ke2 = 0. 1 分别带入式 （ 4） 、式
（ 5） 得，厂内故障时入地电流 I = 14. 064 kA，厂
外 故 障 时 I = 5. 861 kA， 取 较 大 的 值 I =
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·建筑电气·2011 年第 30 卷第 22 期
系统。
对于 220 kV 系统，输入条件：
1） 电厂 220 kV 侧发生不对称短路时，经过
网 络 化 简 得： XF1 = 0. 529， XF2 = 0. 526， XF0 = 0. 194。
2） 据 系 统 资 料， 短 路 阻 抗 为 XC1 = XC2 = 0. 09，XC0 = 0. 11； 基准容量 Sj = 1 000 MV · A； 基准电压 Uj = 230 kV。
4） 计算厂内故障时避雷线的分流系数，用 式 （ 6） 计算入地短路电流。
实例
图 2 厂外接地故障，中性点在厂内和厂外接地
厂内故障，中性点在厂内不接地，只在厂外
接地时，入地短路电流如下式
I = Imax （ 1 － Ke1 ）
（ 6）
式中，Ke1 为厂内故障时避雷线的分流系数，短路
电流分布图如图 3 所示。
Imax = 3I0 = X1
3EX2 （ X2 + X0）
+ X2 X0
又有 Ij = Sj = 2. 510 2 kA，计 算 得 Imax = 槡3 U j
34. 64 kA。
由输 入 条 件 3 ） ， 计 算 入 地 电 流 时，取 式
（ 4） 、式 （ 5） 中较大的一个。首先计算 In，由输 入条件 1） 、2） ，得
若入地电流计算偏小，接地网的电 阻满足不了要求，短路故障情况下就可 能会直接危及安全。调查表明，我国曾 发生多起由于接地系统的接地电阻未达 到要 求 而 导 致 的 事 故 或 事 故 扩 大。 反 之，若入地电流计算偏大，盲目采取扩 大地网或其他降阻方法，就会造成经济 浪费。因此，设计接地网之前，需要准 确计算发生对地短路时的入地电流。
康 健 /山东电力工程咨询院有限公司 潘淑杰 /国核电力规划设计研究院
康 健 /高级工程师
关键词/ Keywords 接地系统· 序阻抗· 分流系数·
入地短路电流·
随着电力网络容量的增大，短路电 流也越来越大，接地系统是维护电力系 统可靠运行、保障运行人员和电气设备 安全的重要措施。入地短路电流计算是 设计接地网的基础。
较严重故障情况下的接地电流即最大不对称短路
电流，用于接地导体截面的选择。
由此，未 考 虑 腐 蚀 时，水 平 接 地 体 的 最 小 截面［5］
S≥ImCax 槡te
（ 3）
式中，S 为水平接地体的最小截面积，mm2 ； Imax
为流过水平接地体的短路电流稳定值，A； te 为
短路等效持续时间，s； c 为接地材料的热稳定系
式 （ 5） 中较大的一个。由输入条件 1） 、2） 得 In
=
XC XC +
XF
I
max
= 0.
348
× 45.
54
kA
= 15.
848
kA
。
将 Ke1 = 0. 5，Ke2 = 0. 1 分别带入式 （ 4） 、式
入地短路电流的计算步骤如下： 1） 求解系统发生不对称接地故障时的最大 接地短路电流。 2） 确定所研究系统的中性点接地方式。
以山东 某 火 力 发 电 厂 二 期 工 程 （ 2 × 600
MW 机组） 主厂房接地系统为例，分析入地短
路电流的计算。经分析，产生最大不对称短路
电流的故障可能发生在电厂的 220 kV、500 kV
3） 系统为直接接地系统。
根据前文的计算步骤，由输入条件 1） 、2）
得正、负和零序网络阻抗
X1 = XC1 ∥XF1 = 0. 077 12 X2 = XC2 ∥XF2 = 0. 077 05 X0 = XC0 ∥XF0 = 0. 070 12 显然 X0 ＜ X2，因此两相短路接地故障严重， 通过大地的故障电流为
= 3I0。 最严重故障通常会导致最大的零序电流，即
最大不对称短路电流。 由式 （ 1） 、式 （ 2） 可得： 若 X1 X0 ＞ X22 ，则
单相接地故障较严重； 反之 X1 X0 ＜ X22 ，则两相短 路接地故障严重。通常情况下 X1 与 X2 几乎相等， 因此判断标准可简化为 X0 与 X2 的大小关系。由 此可方便地判断出哪种接地故障更为严重，选择
3） 系统为直接接地系统。
2） 两相短路接地故障时，用单个故障相短 路电流作为接地最大不对称短路电流，会造成接 地最大不对称短路电流计算值不准确，也是目前 接地网设计中的一个常见误区。
3） 进行入地短路电流计算之前，需要确定所
由输入条件 1） 、2） 得
研究系统的中性点接地方式。若系统中性点在厂
X1 = XC1 ∥XF1 = 0. 025 02
图 3 厂内接地故障，中性点只在厂外接地
计算入地短路电流之前，首先需要确定所研 究系统的中性点接地方式。若系统中性点在厂内 接地，则入地短路电流值取式 （ 4） 、式 （ 5） 中 较大的一个。反之，按式 （ 6） 计算。
此外，根据文献 ［7］，接地设计中初步估算 避雷线的分流系数一般为： 厂内短路取 0. 5，厂 外短路取 0. 1。这里认为，不同工程出线回数不 同，避雷线安装绝缘装置与否也会影响到分流系 数的大小。 3. 计算步骤
在上述文献研究成果的基础上，本文 对发电厂接地计算中的入地短路电流计算 进行了进一步探讨。指出了目前接地网计 算中容易存在的误区，分析了架空地线对 接地电流的分流作用，并推导了不同中性 点接地方式下，发电厂内、外发生接地故 障时的入地短路电流的计算公式。
基本概念
1. 最大短路电流
设计发电厂进行设备选择时，都需要 进行短路电流计算。短路电流是电力系统 在运行中，相与相之间或相与地 （ 或中性 线） 之间发生非正常连接 （ 即短路） 时 流过的电流。三相系统中发生的短路有四 种基本类型： 三相短路、两相短路、单相 对地短路和两相对地短路。
发电厂接地计算中关于入地短路电流的探讨
路电流 进 行 接 地 网 计 算 是 目 前 接 地 网 设 计 中 的 误区。
本文认为接地网设计中采用的最大短路电流 值应取单相接地短路电流和两相短路接地电流两 者之中较大的一个。
两相短路接地故障时，用单个故障相短路电 流作为接地最大短路电流，会造成接地最大不对 称短路电流计算值不准确，也是目前接地网设计 中的一个常见误区。
通常，设计部门给出的最大短路电流 是三相短路电流。有的设计人员采用三相 短路电流进行接地网设计，从而造成入地 短路电流的计算值偏大或偏小，接地网设 计过于保守或冒进，都是不合理的。与地 网有关的计算应考虑入地短路电流，带入 计算的应是不对称短路电流值。用三相短
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入地短路电流的计算
1. 计算最大不对称短路电流
电力系统同时发生多重故障的几率很小，可
以忽略。基于实际情况，这里只考虑单一故障条
件下的短路电流计算。对于接地计算来说，只计
算单相接地故障和两相短路接地故障情况下的短
路电流。电力系统不对称故障情况下的电流、电
压计算通常采用复合序网法。
对于高压系统，忽略电阻及故障点的接地阻
| 专栏 Co lu情况下充分利用接地网进行散流，选 择出经济合理的设计方案，设计接地网之前，需要准确计 算电厂发生接地短路时的入地电流。本文指明了目前接地 网设计计算中的常见误区； 详细阐述了接地故障时，最大 短路电流和入地短路电流的概念； 分析了不同中性点接地 方式下发电厂厂内、厂外发生接地故障时入地短路电流的 计算方法。以山东某火力发电厂主厂房接地系统为例进行 了入地短路电流计算。
X2 = XC2 ∥XF2 = 0. 025 01
X0 = XC0 ∥XF0 = 0. 023 71
显然 X0 ＜ X2，故 两 相 短 路 接 地 故 障 严 重，
Imax = X1
3EX2 （ X2 + X0）
+ X2 X0 ，Ij = 1. 099 7 kA ，计
算得 Imax = 45. 54 kA。
由输入条件 3） ，计算入地电流时，取式 （ 4） 、
内接地，则入地短路电流值取厂内、外发生不对 称接地故障时入地电流中较大的一个。反之，按 文中式 （ 6） 计算。
4） 此外，避雷线对不对称故障电流的分流 作用也是今后值得探讨的问题。
参考文献

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变电站入地短路电流的计算探讨

变电站入地短路电流的计算探讨

摘 要 ：变电站接地短路 电流 当经过地网发生流散时，对于接地电位、跨步电势、局部电位差、转移 电势等有着直接的 影响 ，同时，对于接地引线 以及 均压导体截 面的选择 具有重要 的影响 ，因此非常重要。本文对入地短路 电流进行 了介 绍 ，阐述了短路 电流计算的原则 ，对变电站入地短路电流的计算进行了探讨。 关键 词 ：变 电站 ；入 地短 路 电流 ；计 算
一
文 献标 识码 ：Ａ
一 表 示 的是 变 电 是三 台的主变 压器的容量进行计算 ，同 经 过 地 网散 流 的电 流 ；Ｉ 时 ，要对 电网的长期 规 划进行 考虑 ； 站 的最 大 的短 路 电流 ；Ｉ 表 示 的 是返 回变 ２短路电流进行计算的时候 ，需要基 压器 的 中性 点的短 路 的电流 ，这 个数 值 通 于 有可 能发 生 的最 大 的短路 电流 正常 接线 常是继电保护部门提供的。ｌ （ ｎ 表示的是变 形式计算 。对于短路点的选择，应该是短 电站 内发 生 短路 时 ，和变 电站接 地 网连 接 路电流最大的点。对于某一电压等级的短 的避 雷线 的工 频分 流 的系数 ； 表示 的是 路电流计算的时候 ，应该使用平均电压。 变 电站外 发 生短路 时 ，和 变 电站接 地 网连 ３通 常 通过 三相 短路 电流对 导体 以及 接 的避雷 线的工 频分 流的系 数 。 电器的开断电流、动稳定 以及热稳定进行 因此 ，计算该变 电站 的接地 短路电 验算 。 流： 三、变电站入地短路 电流的计算 Ｉ ＝（ Ｉ 一 Ｉ ）（ １ 一 ｌ 【 ｆ １ ） １ 计 算避雷 线 的工频 分流 系数 （ ２ ０ ０ ０ ０ ０ — ３ ０ ０ ０ ）×（ １ － ０ ． ４ ０ ２ ６ ） ＝１ ０１ ６１ Ａ 根 据相关 的规范对 于 工频分 流 系数进 行 计算 ，２ ２ ０ ｋ Ｖ 线 路 在 经过 架 空输 电时 ， ３ 计算接地体 的截面积 平均土壤的电阻率 一般取值为５ ０ ０ ｎｍ， 基于 热稳 定条件 ，当不对 腐蚀 进行 考 电源 的频 率 为５ ０ Ｈ ｚ 。变 电站 电力 线 的型号 虑的时候 ，接地体最小的截面应该满足 ： 是Ｌ Ｇ Ｊ 一 １ ８ ５ ；避 雷 线 的 型号 是 Ｇ Ｊ 一 ５ ０ ；采 Ｓ Ｃ。 ： ７ Ｏ ’ 厮 ： １ １ ６ ｍ ｍ ： 用两 根 避雷 线 ，杆塔 之 间 的平均 的距 离是 ３ ５ ０ ｍ 。①计算避雷线对地等价镜像距离； ②计算避雷线对于导线的几何平均距离， 其 中 ，ｓ 表示 的是 接地 线 最 小 的截 面 经计算可得为７ ． ２ ６ ｍ；③计算架空输 电线 面 积 ；ｔ 表 示 的是 接地 故 障发 生 时 短 路 电 路 导线 和避 雷线 之 间 的平 均 的档 距零 序感 流 持续 的时 间 ，选 择０ ． ６ ５ ｓ ；Ｉ 表示 的是 经 抗为０ ． ３ ３ ｅ ；④计算等价避雷线几何 过接 地线 的短 路 电流稳 定 的数值 ，通 过 上 平均半径为８ ． ６×１ ０ 一 ｍ；⑤计算基杆塔避 文的计算 ，Ｉ ＝ １ ０ １ ６ １ Ａ；ｃ 表示 的是接地材 雷线间平均 自序感抗为２ ． ０ ４ ｅ ｊ ；⑥发 料热 稳定 性 的系数 ，基 于材 料 的种类 、材 生 变 电站短 路 时 ，计 算避 雷 线工 频分 流 系 料 的性能 、材料允 许 的最 高 的温度 ，同时 数 为０ ． ４ ０ ２ ６ ；⑦ 当电流 外发 生 短路 时 ，计 与短路之前的接地线的初始温度共同确定 算 避 雷线 的工 频 分 流 系 数 为 ０ ． １ ５ ９ 。通 过 Ｃ 值。对于钢材来说 ，其Ｃ ＝ ７ ０ 。在上面的 上述计算发现 ，当变 电站发生了短路故障 计算 中，没有 考 虑腐蚀 的影 响 ，钢材 截 面 电流，那么短路故障电流发生在变电站内 积最小 应该 是 １ １ ６ ａ ｒ ｍ ，因为 实际 中存 在 腐 时 ，避雷线的分流系数是０ ． ４ ０ ２ ６ ；短路故 蚀 ，考虑接地 网６ ０ 年使用寿命 ，必须要大 障 电流 发生 在变 电站 外 时 ，避雷 线 的分流 于上 面计算 的数 值 。 系数 是０ ． １ ５ ９ 。 结语 ２ 计算 变 电站 的入地 短路 电流 随着 我 国经济 的迅猛 发展 ，电力需 求 假设变 电站内的最大的短路 电视是 越来 越大 。变 电站 的升级 以及 扩容 改造 已 ２ ０ ｋ Ａ ， 由于 返 回变压 器 的中性点 短路 电流 经成 为 当前 电力部 门的重要 工作 。因为 变 是变电站内最大短路电流的１ ５ ％，因此， 电站 的改 造使 得 网络 结构 改变 ，而 网 络结 变压 器 中性 点 的短路 电压 是 ２ ０ ｋ Ａ 的１ ５ ％， 构 的改变 又影 响 到变 电站 的短 路 电流 。因 也就是３ ０ ０ ０ Ａ 。基于我国电力行业的标准 此 ，对 于变 电站 的短路 电 流进行 计算 ，对 《 交流电气装置的接地 》Ｄ Ｌ ／ Ｔ ６ ２ １ — １ ９ ９ ７ 对 于 电 网的稳定 安全 运行 具有 非 常重 要 的意 原则 ： 于接地短路故障电流按照以下公式进行计 义。通过变电站接地短路电流的计算 ，使 １ 通 过短 路 电流 的计算 ，对 电器 以及 算 ： 得短 路 电流方 案 能够合 理 确定 ，从 而 获得 导体开断电流进行验算 ，对于电器 以及导 Ｉ ＝（ Ｉ 血 缸 一 Ｉ ）（ １ － ｋ ｆ １ ） 经济 可靠 的接线 方案 。 参考 文献 体的热稳定与动稳定进行验算 的过程中， Ｉ ＝ ｌ ｎ（ １ 一 ） 需要 工程 的计 划 内容 进行 计算 。通 常按 照 １ 】 向铁 元 ，舒 乃秋 ． 短路 电流计 算的 分析 将上面公式 中计算 得到的较大 的结 【 最大的运行方式下，三相短路 电流作为基 果，当做是变电站入地短路电流。 研究 Ⅱ ］ ． 湖 北 电力 ，２ ０ １ １ ，２ ５（ ０ ４ ）：１ １ 一 础，例如 ，对于变电所通常利用两 台或者 其中 ，Ｉ 表示 的是节点 电流 ，研究是 】３．
变电站入地短路电流的计算

变电站入地短路电流的计算

变电站入地短路电流的计算变电站入地短路电流的计算是电力系统设计中非常重要的一部分，它可以帮助工程师确定变电站的开关设备和保护系统的参数和容量，从而保证电力系统的安全和稳定运行。

本篇文章将介绍变电站入地短路电流的计算方法和注意事项。

1. 短路电流的定义短路电流是指在电力系统中，出现不正常电路故障时，电流通过此故障点的大小。

它是一种非常高的电流，可能会导致电力设备的损坏和人身伤害。

因此，在设计电力系统时，必须认真考虑短路电流的计算和设备的选择。

变电站入地短路电流的计算方法可以分为单相短路电流计算、三相短路电流计算和阻抗法计算三种。

单相短路电流计算采用对称分量法和对称电抗法，其计算公式如下：1）对称分量法公式：Isc=3U1/(X1+X0)其中，Isc为短路电流，U1为相电压，X1和X0为正序电抗和零序电抗。

其中，r为系统电阻。

2.2 三相短路电流计算1）直接计算法其中，Isc为短路电流，U1为相电压，Zs为变压器短路阻抗，Zp为变压器输出侧阻抗。

2.3 阻抗法计算阻抗法计算是通过测量变电站系统的接地电阻和母线阻抗，来计算短路电流的方法。

其计算公式如下：Isc=U/[(Rg+Rl)+(Xg+Xl)*(j+1)]3. 注意事项1）选择适当的计算方法，根据具体情况和要求进行选择。

2）短路电流的计算需要考虑变压器、母线、配电设备等的参数和容量，以保证系统的安全和稳定运行。

3）在计算短路电流时，需要考虑系统中配电设备的多样性，如负载类型、容量、长度以及故障类型等。

4）变电站的短路电流计算需要使用专业的软件工具，以保证计算的准确性和可靠性。

5）短路电流的计算应该作为变电站设计的一个重要参考依据，根据实际情况进行相应的优化和调整。

计算短路电流的技巧和需要注意的问题

计算短路电流的技巧和需要注意的问题

计算短路电流的技巧和需要注意的问题在电气工程领域中，计算短路电流是非常重要的，因为它可以帮助我们评估电路中的安全性，并确定设备和保护装置的额定容量。

然而，短路电流的计算并不是一件简单的事情，需要考虑很多因素和技巧。

本文将从计算短路电流的基本步骤、技巧和需要注意的问题等方面进行全面探讨。

1. 短路电流的基本概念让我们来了解一下短路电流的基本概念。

短路电流是在电路中出现短路时，电流的最大值。

它的计算对于电气设备和保护装置的选择具有非常重要的意义。

短路电流的大小直接影响着设备的选择和保护装置的额定容量，因此需要准确地计算出来。

2. 计算短路电流的基本步骤接下来，让我们来看一下计算短路电流的基本步骤。

需要收集电路中各个部分的参数，包括电压、电阻、电抗等。

利用这些参数和相应的公式进行计算，得出短路电流的数值。

在进行计算时，需要注意考虑电路中的并联和串联关系，以确保计算结果的准确性。

3. 技巧和注意事项在进行短路电流的计算时，有一些技巧和注意事项需要特别注意。

需要考虑电路中各种不同类型的负载，包括电动机、变压器等，它们对短路电流的影响是不同的。

还需要考虑电路中的不对称性因素，如接地故障等。

这些因素都会对短路电流的计算产生影响，因此需要在计算过程中加以考虑。

4. 个人观点和理解个人而言，在计算短路电流时，我认为最重要的是要充分了解电路中各个部分的特性和参数，同时要注意考虑不同类型负载和可能出现的不对称性因素。

只有在对电路有深入的了解的基础上，才能准确地计算出短路电流的数值，并据此选择合适的设备和保护装置。

总结通过本文的探讨，我们可以清晰地了解到计算短路电流的重要性以及一些技巧和需要注意的问题。

在实际工程中，我们需要根据电路的实际情况，结合以上提到的技巧和注意事项，来准确地计算出短路电流的数值，并根据计算结果来选择合适的设备和保护装置，以确保电路的安全运行。

本文参考了电气工程领域的一些基本理论和实际工程经验，结合个人的观点和理解，希望可以对读者在计算短路电流方面有所帮助。

变电站入地短路电流的计算

变电站入地短路电流的计算

变电站入地短路电流的计算【摘要】本文主要介绍了变电站入地短路电流的计算方法。

首先需要确定导线参数，包括导线材料、直径等；然后介绍了短路电流计算方法，包括对称分量法和非对称分量法；接着讨论了变电站设备参数的考虑，如变压器和断路器的额定容量等；并对计算结果进行了分析，探讨了不同因素对短路电流的影响；最后指出地面接地电阻对短路电流的影响，并提出了相关建议。

通过本文的介绍，读者可以了解到如何准确计算变电站入地短路电流，并对相关的参数进行合理考虑，从而更好地保障电网的安全稳定运行。

文章提供了对变电站入地短路电流计算的参考，有助于读者深入了解这一领域的知识。

【关键词】变电站、入地短路电流、导线参数、计算方法、设备参数、地面接地电阻、分析、参考结论1. 引言1.1 变电站入地短路电流的计算变电站入地短路电流的计算是电力系统设计工程中的重要一环。

在电力系统中，一旦发生短路故障，可能会造成设备的损坏甚至引发火灾，因此对入地短路电流进行准确的计算至关重要。

入地短路电流的计算涉及导线参数的确定、短路电流计算方法、变电站设备参数的考虑、计算结果的分析以及地面接地电阻的影响等方面。

通过对这些内容的研究和分析，可以更好地了解变电站入地短路电流的情况，从而为电力系统的安全运行提供重要参考。

本文将围绕这些方面展开详细讨论，逐步揭示变电站入地短路电流计算的关键技术和方法。

通过深入分析入地短路电流在电力系统中的作用和影响，可以为电力系统的设计和运行提供有益指导，保障电网的安全稳定运行。

2. 正文2.1 导线参数的确定导线参数的确定是变电站入地短路电流计算中的重要一步。

导线的参数直接影响着短路电流的大小和分布情况，因此需要准确地确定导线的电阻、电感和电容等参数。

导线的电阻参数是影响短路电流的一个重要因素。

电阻越大，导线本身消耗的功率就越多，短路电流也会受到影响。

必须准确测量导线的电阻值，包括直流电阻和交流电阻。

这样才能确保计算出的短路电流准确可靠。