三相短路电流计算
- 格式:docx
- 大小:504.78 KB
- 文档页数:8
目录一、低压短路电流计算 (2)1、三相短路电流周期分量计算 (2)2、三相短路冲击电流计算 (2)3、三相短路电流第一周期(0.02S)全短路电流有效值计算 (3)4、电动机晶闸管装置对短路电流的影响 (3)二、配电变压器出口侧总断路器的短路校验 (14)1、额定短路分断能力(I cn)的校验 (14)2、额定短路接通能力(I cm)的校验 (15)3、额定短时耐受电流(Icw)的校验 (16)TaZ eI 01.0''*2-TaeKch 01.01-+=Tae01.0-εεR X Ta 314=一、 低压短路电流计算1、 三相短路电流周期分量计算三相短路电流周期分量按下式计算:式中I Z ’’ …………三相短路电流周期分量有效值,KA ; Up …………低压网络平均额定线电压,Up 取400V ;Z ε …………每相总阻抗,m Ω; R ε …………每相总电阻,m Ω; X ε …………每相总电抗,m Ω。
低压网络一般以三相短路电流为最大,与中性点是否接地无关。
2、 三相短路冲击电流计算电源供给的短路冲击电流值,按下式计算:式中 i chx …………………三相短路冲击电流,KA ;………………三相短路电流周期分量的峰值,KA ;…………三相短路电流非周期分量,KA ; …………三相短路电流冲击系数;………………三相短路电流非周期分量衰减系数;………………三相短路电流非周期分量衰减时间常数,S 。
)11(*322''------------------+=εεX R Up I Z )21(**2)1(2*2*2''01.0''01.0''''-----=+=+=--Z TaZ TaZ Z chx I Kch eI e I I i ''2ZI如果电路内只有电抗(R ε=0),则Ta=∝,Kch=2,即短路电流非周期分量不衰减。
无限大系统供电的三相短路电流计算步骤1. 概述在电力系统中,短路故障是一种严重的电力故障,会导致电力设备的损坏甚至火灾事故。
对于电力系统的短路电流进行准确的计算和分析至关重要。
2. 三相短路电流的定义三相短路电流是指在电力系统中,三相之间或者三相与地之间发生短路时产生的电流。
它是在短路点,三相导线之间或者与地之间的电压为零时的电流。
3. 三相短路电流计算的必要性在电力系统中,了解短路电流的大小对于设备的选型、保护装置的选择和系统的稳定运行具有重要意义。
进行三相短路电流的准确计算是非常重要的。
4. 三相短路电流计算的基本步骤根据电力系统的参数和拓扑结构,进行三相短路电流的计算需要进行以下基本步骤:4.1 收集系统参数首先需要收集电力系统中各个设备的参数,包括发电机、变压器、电缆、开关设备等的额定容量、短路阻抗、接线方式等信息。
4.2 绘制系统拓扑图根据收集到的系统参数,绘制出电力系统的拓扑结构图。
拓扑图的绘制需要清晰地表现出系统中各个设备的连接方式和电流的流向。
4.3 计算短路阻抗根据电力系统的拓扑结构和参数,计算出各个节点之间的等值短路阻抗。
这个步骤是进行短路电流计算的基础。
4.4 确定短路点根据拓扑结构图和短路阻抗的计算结果,确定系统中可能发生短路的点,即短路点。
4.5 进行短路电流计算在确定了短路点之后,可以使用各种方法进行短路电流的计算,如对称分量法、复功率法、节点分析法等。
4.6 考虑不对称短路在实际电力系统中,三相短路并不总是对称的,因此在计算短路电流时需要考虑不对称短路。
可以使用不对称系统等效电路进行计算。
4.7 分析计算结果根据计算得到的短路电流结果,对系统进行分析,评估设备的承受能力,选择合适的保护设备,做出相应的安全措施。
5. 结论三相短路电流的计算是电力系统设计、运行和维护中的重要内容。
在进行计算时,需要充分收集系统参数,绘制系统拓扑图,计算短路阻抗,确定短路点,进行短路电流计算,并最终分析计算结果。
三相交流系统短路电流计算武汉华能阳光电气三相交流系统短路电流计算武汉华能阳光电气有限公司三相交流系统短路电流计算第一部分:短路电流计算1. 2. 3.图15 一台发电机馈电短路示意图4.短路电流峰值ip武汉华能阳光电气三相交流系统短路电流计算武汉华能阳光电气有限公司短路电流峰值ip的计算见第9.1.1.2条,发电机的电阻和电抗应用校正后的值,即KGRG和KGI〃d。
5. 对称开断电流Ib对称开断电流Ib是电流I〃k在经一短暂时间衰减后达到的值,用系数μ表示衰减常数,即Ib=μI〃k(46)μ与tmin和I〃k/IrG比值有关,可根据I〃k/IrG比值和选择的tmin /IrG对tmin 0.02s, =0.84+0.26e-0.26IkG/对tmin 0.52s, =0.71+0.51e-0.30IkGI对tmin 010.s, =0.62+0.72e-0.32对tmin 0.025s, =0.56+0.94e(47)上式中,μ步调相机(tmin1.6倍额定负载下的励磁电压)。
式中的I〃kG(I〃kG)和IkG应归算到同一电压下的值。
计算电动机的μ值时,式中I〃kG/I〃rM当I〃kG/IkG≤2,式(47)中μ值取μ=1。
μ值也可按图16曲线间对应的μ值,可用线性插值求取。
图16tmin>0.1s的低压发电武汉华能阳光电气三相交流系统短路电流计算武汉华能阳光电气有限公司图16 计算开断电流Ib用系数6. 稳态短路电流Ik稳态短路电流Ik与铁芯饱和度和电网中开关状态有关,因此对Ik的计算精度比对称短路电流初始值I〃k计算精度要低。
这里给出的方法是足以估算由一台发电机或同步电机分别供电的短路电流的上、下限值。
Imax=λ式中,IrG为发电机额定电流,系数λ倒数。
a.稳态短路电流的最小值Ikminb.稳态短路电流的最大值(上限)ImaxIkmin=λλmin根据图minI(49)max根据图max IrG(48)17或18求得,xdsat()17或图18励磁。
8.1.2.2 三相和两相短路电流的计算在220/380网络中,一般以三相短路电流为最大。
一台变压器供电的低压网络三相短路电流计算电路见图8−1−1。
图8−1−1 低压网络三相短路电流计算电路(a )系统图;(b )等效电路;(c )用短路阻抗表示的等效电路图 低压网络三相起始短路电流周期分量有效值按下式计算22222303/05.13/kkkkn knXR X R U Z cUI +=+=='' kA (8-1-19)L m T s k R R R R R +++= L m T s k X X X X X +++=式中 n U ——网路标称电压(线电压),V ,220/380V 网络为380V ;c ——电压系数,计算三相短路电流时取1.05;kZ 、k R 、k X ——短路电路总阻抗、总电阻、总电抗,mΩ;s R 、s X ——变压器高压侧系统的电阻、电抗(归算到400V 侧),mΩ;T R 、T X ——变压器的电阻、电抗,mΩ;m R 、m X ——变压器低压侧母线段的电阻、电抗,mΩ;L R 、L X ——配电线路的电阻、电抗,mΩ;I ''、k I ——三相短路电流的初始值、稳态值。
只要2222/s s T T X R X R ++≥2,变压器低压侧短路时的短路电流周期分量不衰减,即I I k ''=。
短路全电流k i 包括有周期分量z i 和非周期分量f i 。
短路电流非周期分量的起始值I i f ''=20,短路冲击电流ch i ,即为短路全电流最大瞬时值,它出现在短路发生后的半周期(0.01s )内的瞬间,其值可按下式计算I K i chch ''=2 kA(8−1−20)短路全电流最大有效值ch I 按下式计算2)1(21-+''=ch ch K I I kA(8−1−21)式中 ch K ——短路电流冲击系数,fch T eK 01.01+=;fT ——短路电流非周期分量衰减时间常数,s ,当电网频率为50Hz 时,∑∑=R X T f 314;∑X ——短路电路总电抗(假定短路电路没有电阻的条件下求得),Ω; ∑R ——短路电路总电阻(假定短路电路没有电抗的条件下求得),Ω。
三相短路电流计算
无限大容量系统发生三相短路时,短路电流的周期重量的幅值和有效值保持不变,短路电流的
有关物理量I″、Ish、ish、I∞和Sk都与短路电流周期重量有关。
因此,只要算出短路电流周期分
量的有效值,短路其它各量按前述公式很简单求得,采纳的标幺值计算。
(1)短路电流周期重量有效值
由于
上式表示,三相短路容量数值上等于基准容量与三相短路电流标幺值或与三相短路容量标幺值的乘积,三相短路容量的标幺值等于三相短路电流的标幺值。
1。
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算发布者:admin 发布时间:2009-3-23 阅读:513次供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。
为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。
二.计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。
具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。
只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。
2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。
3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。
因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。
能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。
三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。
一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。
1.主要参数Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(W)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量Sjz =100 MV A基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MV A时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ3无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1 2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KV A及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了。
短路电流计算公式1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。
具体规定:对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。
只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。
2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。
3.短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。
因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。
能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。
三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。
一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。
1.主要参数Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA)简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA)简称冲击电流峰值校核动稳定某电抗(W)其中系统短路容量Sd和计算点电抗某是关键.2.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量Sjz=100MVA基准电压UJZ规定为8级.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例:UJZ(KV)3710.56.30.4因为S=1.73某U某I所以IJZ(KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值S某=S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200MVA时,其标么值容量S某=200/100=2.电压标么值U某=U/UJZ;电流标么值I某=I/IJZ短路电流标么值:I某d=1/某某(总电抗标么值的倒数).短路电流有效值:Id=IJZ某I某d=IJZ/某某(KA)冲击电流有效值:IC=Id某√12(KC-1)2(KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC=1.52Id冲击电流峰值:ic=1.41某Id某KC=2.55Id(KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC,取1.3这时:冲击电流有效值IC=1.09某Id(KA)冲击电流峰值:ic=1.84Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了。
三相短路电流计算公式
三相短路电流计算公式如下:
1)短路定律:Isc=√3∗V1/Z
(其中:Isc为三相电网短路电流,V1为额定电压,Z为三相短路阻抗)
2)此法比较简单:Isc=√3∗V/X
(Isc为三相电网短路电流,V为电压,X为三相的短路无功电容的总和)
3)直流分母法:Isc=√3∗PN/(V1^2+Xdc^2)
(其中:P、N分别为三相正负号,V1为额定电压,Xdc为三相的短路直流阻抗的总和)
4)万能表达式:Isc=√3∗V1/[1+(2Xd/Xq)+(Xdn^2/Xq^2)]
(其中:V1为额定电压,Xd为三相短路直流阻抗,Xq为三相短路无
功电容,Xdn为三相短路谐振频率电容)
5)基础公式:Isc=√3∗V1/sqrt(Z1^2+Z2^2/3)
(其中:V1为额定电压,Z1、Z2分别为三相一母线的电阻抗)。
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算上一章讨论了一台发电机的三相短路电流,其阐发过程已经相当复杂,并且还不是完全严格的。
那么,对于包含有许多台发电机的实际电力系统,在进行短路电流的工程实际计算时,不成能也没有必要作如此复杂的阐发。
实际上工程计算时,只要求计算短路电流基频交流分量的初始值I ''即可。
1、I ''假设取 1.8M K =2.551.52M ch M ch i i I I I I ''==''==2、求I ''的方法:〔1〕手算 〔2〕计算机计算〔3〕运算曲线法:不单可以求0t =时刻的I ',还可以求任意时刻t 的t I 值。
§3-1I ''的计算〔I ''-周期分量起始有效值〕一、计算I ''的条件和近似1、电源参数的取用〔1〕发电机: 以101E ''和d X ''等值〔且认为d q X X ''''=,即都是隐极机〕 101101101d E U jI X ''''=+ 〔3-1〕101E ''在0t =时刻不突变。
〔2〕调相机: 与发电机一样,以101E ''和d X ''等值 但应注意:当调相机短路前为欠激运行时,∵101101E U ''< ∴不提供§3-2应用运算曲线法求任意时刻周期分量有效值tI由上章的阐发可知,即使是一台发电机,要计算其任意时刻的短路电流,也是较繁的。
首先必需知道各时间常数、电抗、电势参数,然后进行指数计算。
这对工程上的实用计算显然不适合的。
50年代以来,我国电力部分持久采用畴前苏联引进的一种运算曲线法来计算的。
此刻试行据我国的机组参数绘制的运算曲线,下面介绍这种曲线的制定和应用。
三相短路电流速算一.概述供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.二.计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.1.主要参数Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(Ω)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(U jz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量 Sjz =100 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为 S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值 S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值 U*= U/UJZ ; 电流标么值 I* =I/IJZ3无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以 IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.4.简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗,百兆为一。
**水电站电气主接线三相短路电流计算一、计算目的:(1)为了解决电气接线方案的比较和选择;(2)为了解决电气设备和载流导体的选择;(3)为了解决接地装置的设计。
二、计算依据:(1)电气主接线。
(2)假设系统容量Sc=∞。
三、短路点的确定:为了选择、校验电气设备所需的最大短路电流值,短路点选择在220kV母线为d1点;G4G3扩大单元接线发电机出口母线为d2点;G1G2扩大单元接线发电机出口母线为d3点。
四、按网络等值阻抗法计算(采用标幺值计算)。
五、电站并入的220kV系统Sc按无穷大电源考虑。
六、取基准容量为100MVA。
七、发电机主要参数:P4=3000kW X d″=0.2 cosФ=0.85P1= P2= P3 =34MW X d″=0.18 cosФ=0.85八、变压器主要参数:B1 S b1=45000kVA U d%=13B2 S b2=80000kVA U d%=13九、110kV线路: LGJ-300 L=17kM十、计算过程:三相短路电流计算接线图如下:图一三相短路电流计算接线图对各元件电抗进行归算:1. 电站发电机:1-3号机组:12334400.85G G G S S S MVA ====j''''234d d n 1000.180.45340.85S X X X X X S *===⋅⨯===4号机组:430003529.4118k 0.85G S VA ==j ''''d d n 1000.2 5.666730.85S X X S *⋅⨯=== 2. 电站变压器:jd 5b11%131000.288910010045b SX X S *=⋅⨯U ===j d 6b22%131000.162510010080b S X X S *=⋅⨯U ===3. 系统: 根据业主提供资料,系统归算到220kV 母线阻抗为 X 7=0.0134.图二 系统等值网络图一、计算220kV 侧即d1点短路时的短路电流:图三 d1点短路时等值网络图230j p U U kV == j I k A =0.251G1与G2合并,8340.45//0.2252X X X ===9860.16250.3875X X X =+=0.225+=1251111110.1765 2.2222 3.4614 5.86015.66670.450.2889Y X X X =++=++=++=∑50.2889 5.8601 1.6929C X Y ==⨯=∑41 5.6667 1.69299.5932G d X X C ==⨯=320.45 1.69290.7618G d X X C ==⨯=1. 计算Sc 对d-1点的短路电流:短路电流周期分量的标幺值:''zc zc zct 177.51940.013I I I ***====短路电流周期分量的有效值:''zc zc zct zc j 77.51940.25119.4574I I I I I kA *===⨯=⨯=短路冲击电流:i ch =1.82I ″=1.8×2×19.4574= 49.5305kA短路全电流的最大有效值:I ch = I ″22)(2z ch z K K K -+=6.9722×2298.080.1298.0)(-⨯+= 29.5752kA短路容量:''d dt z ''77.51941007751.94j S S I S MVA *===⨯=图四 d1点短路时等值网络图2. 计算1G 、2G 发电机对d-1点的短路电流:112js 9j2400.38750.31100S X X S ⨯⋅⨯-2-===查运算曲线得:()()()()()''s12s1200.1s120.2s122s1243.73, 3.04, 2.95, 2.97, 2.99I I I I I --**-*-*-*===== G1~G2合并后的平均额定电流以及各时刻短路电流周期分量值计算如下:n1-20.2008I kA()''s12n1-2s1200.20080.7490I I I kA--*⨯⨯===3.73()()n1-2s120.1s120.10.20080.6104I I I kA --*⨯⨯===3.04()()n1-2s120.2s120.20.20080.5924I I I kA --*⨯⨯===2.95()()n1-2s122s1220.20080.5964I I I kA --*⨯⨯===2.97()()n1-2s124s1240.20080.6004I I I kA --*⨯⨯===2.99ch i 1.800.7490 1.9066kA ==I ch = I ″22)(2z ch z K K K -+=0.7490×2298.080.1298.0)(-⨯+=1.1385kA不同时刻的短路容量:()''1-21202300.7490298.3804j s S I MVA -==⨯=()()1-20.1120.12300.6104243.1661j s S I MVA -==⨯=()()1-20.2120.22300.5924235.9954j s S I MVA -==⨯=()()1-221222300.5964237.5889j s S I MVA -==⨯=()()1-241242300.6004239.1824j s S I MVA -==⨯=3. 计算G3发电机对d-1点的短路电流:33js 3j400.76180.3047100G G d SX X S ⋅⨯===查运算曲线得:()()()()()''s3s300.1s30.2s32s343.73, 3.04, 2.95, 2.97, 2.99I I I I I *****=====n30.1004I kA''s30.10040.3745I kA ⨯==3.73()s30.10.10040.3052I kA ⨯==3.04()s30.20.10040.2962I kA ⨯==2.95()s320.10040.2982I kA ⨯==2.97()s340.10040.3002I kA ⨯==2.99i ch =2×K ch ×I ″=2×1.80×0.3745=0.9550kAI ch = I ″22)(2z ch z K K K -+=0.3745×2298.080.1298.0)(-⨯+=0.5692kA''''332300.3745149.1902j s S I MVA ==⨯=()()30.130.12300.3052121.5830j s S I MVA ==⨯=()()30.230.22300.2962117.9977j s S I MVA ==⨯=()()32322300.2982118.7944j s S I MVA ==⨯=4. 计算G4发电机对d-1点的短路电流:44js 4j 3.5299.59320.3385100G G d S X X S ⋅⨯===查运算曲线得:()()()()()''s4s400.1s40.2s42s443.29, 2.76, 2.69, 2.82, 2.89I I I I I *****=====n40.008858I kA''s40.0088580.02914I kA ⨯==3.29()s40.10.0088580.02445I kA ⨯==2.76()s40.20.0088580.02383I kA ⨯==2.69()s420.0088580.02498I kA ⨯==2.82()s440.0088580.02560I kA ⨯==2.89i ch =2×K ch ×I ″=2×1.80×0.02914=0.07431kAI ch = I ″22)(2z ch z K K K -+=0.02914×2298.080.1298.0)(-⨯+=0.04430kA ''''442300.0291411.6086j s S I MVA ==⨯=()()40.140.12300.024459.7402j s S I MVA ==⨯=()()40.240.22300.023839.4932j s S I MVA ==⨯=()()42422300.024989.9513j s S I MVA ==⨯=()()44442300.0256010.1983j s S I MVA ==⨯=d-1点总的短路电流周期分量值以及不同时间的短路容量计算如下:(1)t 0s =时,''z 19.45740.74900.37450.02914I kA =+++=20.6100()()34342300.3002119.5912j s S I MVA ==⨯=''''d 23020.61008210.44j z S I MVA =⨯=(2)t 0.1s =时,()z 0.119.45740.61040.30520.02445k I A =+++=20.3975()()d 0.10.123020.39758125.79j z S I MVA ==⨯=(3)t 0.2s =时,()z 0.219.45740.59240.29620.0238320.3698I kA =+++=()()d 0.20.223020.36988114.75j z S I MVA ==⨯=(4)t 2s =时,()z 219.45740.59640.29820.02498I kA =+++=20.3769()()d 2223020.37698117.58j z S I MVA ==⨯=(5)t 4s =时,()z 419.45740.60040.30020.02560I kA =+++=20.3836()()d 4423020.38368120.25j z S I MVA ==⨯=d-1点短路总的冲击电流计算如下:ch i 49.5305 1.90660.95500.0743152.4664kA =+++=二、计算 G3、G4发电机出口母线短路即d2点的短路电流:图五 d2点短路时等值网络图图六 网络简化图 579111111 3.461477.5194 2.580683.56140.28890.0130.3875Y X X X =++=++=++=∑50.288983.561424.1409C X Y ==⨯=∑70.012924.14090.3114scd X X C ==⨯=1290.387524.14099.3546G d X X C -==⨯=1. 计算Sc 对d2点的短路电流:短路电流周期分量的标幺值:''zc zc zct 1 3.21130.3114I I I ***==== 短路电流周期分量的有效值: ''zc zc zct zc j 3.2113 5.517.6622I I I I I kA *===⨯=⨯=短路冲击电流:i ch =1.902I ″=2.69×17.6622=47.5113kA短路全电流的最大有效值:I ch =1.66×17.6622=29.3193kA短路容量:''d dt z ''10.517.6622321.2142j S S I S MVA *===⨯=2. 计算G2、G1发电机对d2点的短路电流:1G12jSG 12j 2407.4837100G d S X X S -⨯⋅⨯-2-==9.3546= 查运算曲线得:()()()()()G12G1200.1G120.2G122G12410.37,0.13367.4837I I I I I --**-*-*-*======G1~G2合并后的平均额定电流以及各时刻短路电流周期分量值计算如下:nG1-2 4.3989I kA()''G12nG1-2120 4.39890.5877G I I I kA--*⨯⨯===0.1336 ()()nG1-2G120.1120.1 4.39890.5877G I I I kA --*⨯⨯===0.1336()()nG1-2G120.2120.2 4.39890.5877G I I I kA --*⨯⨯===0.1336()()nG1-2G122122 4.39890.5877G I I I kA --*⨯⨯===0.1336()()nG1-2G124124 4.39890.5877G I I I kA --*⨯⨯===0.1336短路冲击电流:ch i 1.90.5877 1.5792kA ==短路全电流的最大有效值:I ch = 1.66I ″=1.66×0.5877=0.9756kA不同时刻的短路容量:''''G1-21210.50.587710.6882j G S I MVA -=⨯=()()G1-20.1120.110.50.587710.6882j G S I MVA -==⨯= ()()G1-20.2120.210.50.587710.6882j G S I MVA -==⨯= ()()G1-2212210.50.587710.6882j G S I MVA -==⨯=()()G1-2412410.50.587710.6882j G S I MVA -==⨯=3. 计算3G 发电机对d2点的短路电流:33jSG 2j 400.18100G S X X S ⋅⨯==0.45=查运算曲线得:()()()()()G3G300.1G30.2G32G346.13, 4.33, 4.10, 3.3, 3.08I I I I I *****=====nG3 2.1994I kA"3 2.199413.4823G I kA ⨯==6.13()30.1 2.19949.5234G I kA ⨯==4.33()30.2 2.19949.0175G I kA ⨯==4.10()32 2.19947.2580G I kA ⨯==3.3()34 2.1994 6.7742G I kA ⨯==3.08短路冲击电流:i ch =2×K ch ×I ″=2×1.90×13.4823= 36.2674kA 短路全电流的最大有效值:I ch =1.66 I ″=1.66×13.4823=22.3806kA()''G33010.513.4823245.1963j G S I MVA ==⨯= ()()G30.130.110.59.5234173.1976j G S I MVA ==⨯= ()()G30.230.210.59.0175163.9971j G S I MVA ==⨯= ()()G323210.57.2580131.9979j G S I MVA ==⨯= ()()G343410.5 6.7742123.1992j G S I MVA ==⨯=4. 计算G4发电机对d2点的短路电流:44jSG 1j3.52940.2100G SX X S ⋅⨯==5.6667=查运算曲线得:()()()()()G4G400.1G40.2G42G445.53, 4.05, 3.86, 3.38, 3.23I I I I I *****=====nG40.1941I kA"40.1941 1.0734G I kA ⨯==5.53()40.10.19410.7861G I kA ⨯==4.05()40.20.19410.7492G I kA ⨯==3.86()420.19410.6561G I kA ⨯==3.38()440.19410.6269G I kA ⨯==3.23短路冲击电流:i ch =2×K ch ×I ″=2×1.90×1.0734= 2.8874kA短路全电流的最大有效值:I ch =1.66 I ″=1.66×1.0734= 1.7818kA()''G44010.5 1.073419.5214j G S I MVA ==⨯=()()G40.140.110.50.786114.2964j G S I MVA ==⨯=()()G40.240.210.50.749213.6254j G S I MVA ==⨯=()()G424210.50.656111.9322j G S I MVA ==⨯=()()G444410.50.626911.4011j G S I MVA ==⨯=d2点总的短路电流周期分量值以及不同时间的短路容量计算如下:(1)t 0s =时,''z 17.66220.587713.4823 1.073432.8056I kA =+++=''''d 10.532.8056596.6201j z S I MVA ==⨯=(2)t 0.1s =时,()z 0.117.66220.58779.52340.786128.5594k I A=+++=()()d 0.10.110.528.5594519.3965j z S I MVA ==⨯=(3)t 0.2s =时,()z 0.217.66220.58779.01750.749228.0166I kA =+++=()()d 0.20.210.528.0166509.5248j z S I MVA ==⨯= (4)t 2s =时,()z 217.66220.58777.25800.656126.1640I kA =+++=()()d 2210.526.1640475.8325j z S I MVA ==⨯= (5)t 4s =时,()z 417.66220.5877 6.77420.626925.6510I kA =+++=()()d 4410.525.6510466.5028j z S I MVA ==⨯=d2点短路总的冲击电流计算如下:ch i 47.5113 1.579236.2674 2.887488.2453kA =+++=三、计算G1、G2发电机出口母线短路时即d3点的短路电流:8340.45//0.2252X X X ===1510152 5.66670.28895.66670.28899.59360.45X X X X X X ⨯=++=++=图七 d3点短路时等值网络图图八 网络简化图25112510.450.28890.450.28890.73895.6667X X X X X X ⨯=++=++=101171111110.1042 1.353477.519478.97709.59360.73890.013Y X X X =++=++=++=∑60.162578.977012.8338C X Y ==⨯=∑70.012912.83380.1656scd X X C ==⨯= 3110.738912.83389.4829G d X X C ==⨯= 4109.593612.8338123.1223G d X X C ==⨯=1. 计算Sc 对d3点的短路电流: 短路电流周期分量的标幺值:''zc zc zct 16.03860.1656I I I ***==== 短路电流周期分量的有效值: ''zc zc zct zc j 6.0386 5.533.2123I I I I I kA *===⨯=⨯=图九 网络简化图短路冲击电流:i ch =1.902I ″=2.69×33.2123=89.3411kA短路全电流的最大有效值:I ch =1.66×33.2123=55.1324kA短路容量:''d dt z ''10.533.2123604.0166j S S I S MVA *===⨯=2. 计算G3发电机对d3点的短路电流:33jSG 3j 40 3.7932100G G d S X X S ⋅⨯==9.4829= 查运算曲线得:()()()()()G3G300.1G30.2G32G3410.26363.7932I I I I I *****======nG3 2.1994I kA"30.2636 2.19940.5798G I kA ⨯==()30.10.2636 2.19940.5798G I kA ⨯== ()30.20.2636 2.19940.5798G I kA ⨯== ()320.2636 2.19940.5798G I kA ⨯== ()340.2636 2.19940.5798G I kA ⨯==短路冲击电流:i ch =2.69×0.5798=1.5597kA 短路全电流的最大有效值:I ch =1.66 I ″=1.66×0.5798=0.9625kA短路容量:()''G33010.50.579810.5446j G S I MVA ==⨯= ()()G30.130.110.50.579810.5446j G S I MVA ==⨯= ()()G30.230.210.50.579810.5446j G S I MVA ==⨯=()()G343410.50.579810.5446j G S I MVA ==⨯=3. 计算G4发电机对d3点的短路电流:44jSG 4j 3.5294 4.3455100G G d S X X S ⋅⨯==123.1223= 查运算曲线得:()()()()()G4G400.1G40.2G42G4410.23014.3455I I I I I *****======()()G323210.50.579810.5446j G S I MVA ==⨯=nG40.1941I kA"40.19410.0447G I kA ⨯==0.2301()40.10.19410.0447G I kA ⨯==0.2301 ()40.20.19410.0447G I kA ⨯==0.2301 ()420.19410.0447G I kA ⨯==0.2301 ()340.19410.0447G I kA ⨯==0.2301短路冲击电流:i ch =2.69×0.0447= 0.1202kA 短路全电流的最大有效值:I ch =1.66 I ″=1.66×0.0447 =0.0742kA短路容量:()''G44010.50.04470.8129j G S I MVA ==⨯= ()()G40.140.110.50.04470.8129j G S I MVA ==⨯= ()()G40.240.210.50.04470.8129j G S I MVA ==⨯=()()G444410.50.04470.8129j G S I MVA ==⨯=4. 计算2G 、1G 发电机对d3点的短路电流:1G12jSG 8j 2400.18100S X X S ⨯⋅⨯-2-==0.225= 查运算曲线得:()()()()()G12G1200.1G120.2G122G1246.13, 4.33, 4.10, 3.3, 3.08I I I I I --**-*-*-*=====G1~G2合并后的平均额定电流以及各时刻短路电流周期分量值计算如下:nG1-2 4.3989I kA ()''G12nG1-2120 4.398926.9653G I I I kA --*⨯⨯===6.13()()nG1-2G120.1120.1 4.398919.0472G I I I kA --*⨯⨯===4.33()()G424210.50.04470.8129j G S I MVA ==⨯=()()nG1-2G120.2120.2 4.398918.0355G I I I kA --*⨯⨯===4.10 ()()nG1-2G122122 4.398914.5164G I I I kA --*⨯⨯===3.3 ()()nG1-2G124124 4.398913.5486G I I I kA --*⨯⨯===3.08短路冲击电流:ch i 2.6926.965372.5367kA =⨯=短路全电流的最大有效值:I ch = 1.66I ″=1.66×26.9653= 44.7624kA短路容量:''''G1-21210.526.9653490.4053j G S I MVA -==⨯=()()G1-20.1120.110.519.0472346.4025j G S I MVA -==⨯=()()G1-20.2120.210.518.0355328.0032j G S I MVA -==⨯=()()G1-2212210.514.5164264.0030j G S I MVA -==⨯=()()G1-2412410.513.5486246.4021j G S I MVA -==⨯=d-3点总的短路电流周期分量值以及不同时间的短路容量计算如下:(1)t 0s =时,''z 33.21230.57980.044726.965360.8021I kA =+++=''''d 10.560.80211105.7794j z S I MVA ==⨯=(2)t 0.1s =时,()z 0.133.21230.57980.044719.047252.8840k I A=+++=()()d 0.10.110.552.8840961.7766j z S I MVA ==⨯=(3)t 0.2s =时,()z 0.233.21230.57980.044718.035551.8723I kA =+++=()()d 0.20.210.551.8723943.3773j z S I MVA ==⨯= (4)t 2s =时,()z 233.21230.57980.044714.516448.3532I kA =+++=()()d 2210.548.3532879.3771j z S I MVA ==⨯=(5)t 4s =时,()z 433.21230.57980.044713.548647.3854I kA=+++=()()d 4410.547.3854861.7762j z S I MVA ==⨯=d-3点短路总的冲击电流计算如下:ch i 89.3411 1.55970.120272.5367163.5577kA =+++=**水电站三相短路电流计算结果表18。
三相短路电流计算公式三相短路电流计算公式通常,三相短路电流最大,当短路点发生在发电机附近时,两相短路电流可能大于三相短路电流;当短路点靠近中性点接地的变压器时,单相短路电流也有可能大于三相短路电流。
1、先计算各电源到短路点的转移电抗(在某基准容量为基准值下的标幺值表示);2、换算成各电源容量为基准值的计算电抗;3、各电源容量除以各计算电抗,即为各电源在短路点的短路电流;4、上述各短路电流相加,即为总的短路电流(次暂态值)。
三相短路电流计算是电力系统规划、设计、运行中必须进行的计算分析工作。
目前,三相短路电流超标题目已成为困扰国内很多电网运行的关键题目。
然而,在进行三相短路电流计算时,各设计、运行和研究部分采用的计算方法各不相同,这就有可能造成短路电流计算结论的差异和短路电流超标判定的差异,以及短路电流限制措施的不同。
假如短路电流计算结果偏于守旧,有可能造成不必要的投资浪费;若偏于乐观,则将给系统的安全稳定运行埋下灾难性的隐患。
因而,在深进研究短路电流计算标准的基础上,比较了不同短路电流计算条件对短路电流计算结论的影响,以期能为电网短路电流的计算和限制提供更切合实际的方法和思路。
1、短路电流计算方法经典的短路电流计算方法为:取变比为1.0,不考虑线路充电电容和并联补偿,不考虑负荷电流和负荷的影响,节点电压取1.0,发电机空载。
短路电流计算的标准主要有IEC标准和ANSI标准,中国采用的是IEC标准。
国标规定了短路电流的计算方法、计算条件。
国标推荐的三相短路电流计算方法是等值电压源法,其计算条件为:?不考虑非旋转负载的运行数据和发电机励磁方式;?忽略线路电容和非旋转负载的并联导纳;?具有分接开关的变压器,其开关位置均视为在主分接位置;?不计弧电阻;?35kV及以上系统的最大短路电流计算时,等值电压源取标称电压的1.1(计算中额定电压的1.05pu),但不超过设备的最高运行电压。
对于电网规划、运行部分,三相最大短路电流计算是主要的计算内容。
Cienfuegos 3 phase short circuit current
113.8kV busbarparallel operation Theoriginal data:
1.1 Calculation of per unit reactance
MVA j 100S =
033.0204
.3007100
1==
=
Sc
S X j
2555.063
100
1001.16100U d 32=⨯=⨯=
=e j S S X X %
combine 40 generators to one
0476.040
15.3100
1006100U d 4=⨯⨯=⨯=
e j S S X % 1571.040
7.21001005.12100X '
'd 5=⨯⨯=⨯=e j S S X %
1.2 d1 point three-phase short circuit(110kV)
29105.01157.00476.02555
.02555.02555
.02555.0||54326=+++⨯=
++=X X X X X )(
1.2.1 short circuit supplied by SC
kA 214.15115
3100
330.01U 3X 1'j 1)3(1=⨯⨯=⨯=j d S I
1.2.2 short circuit supplied by GENERATOR
314.0100
40
7.229105.0X X 6=⨯⨯=⨯
=j N js S S According to the operational curve of Steam-turbine generator ='
'*I 3.5
kA 898.1115
340
7.25.3U 3''j ''*)3(1=⨯⨯⨯=⨯
=N d S I I 1.2.3 short circuit current in sum
kA 112.17898.1214.15''')3(1)3(1)3(1=+=+=d d d I I I
1.3 d2 point three-phase short circuit(13.8kV)
60751.0033.02555
.02555.02555
.02555.0||1327=++⨯=
+=X X X X )(
1633.01157.00476.0548=+=+=X X X
1.3.1 short circuit supplied by SC
kA 77.245
.14310016075.01U 3X 1'j 7)3(1=⨯⨯=⨯=
j d S I 1.3.2 short circuit supplied by GENERATOR
176.0100
40
7.21633.0X X 8=⨯⨯=⨯
=j N js S S According to the operational curve of Steam-turbine generator ='
'*I 6.2
kA 662.265
.14340
7.22.6U 3''j ''*)3(1=⨯⨯⨯=⨯
=N d S I I 1.3.3 short circuit current in sum
kA 432.51662.2677.24''')3(1)3(1)3(1=+=+=d d d I I I
213.8kV busbar splitting operation The original data:
2.1 Calculation of per unit reactance
MVA j 100S =
033.0204
.3007100
1==
=
Sc
S X j
2555.063
100
1001.16100U d 32=⨯=⨯=
=e j S S X X % combineG1 and G24 generators to one
0794.024
15.3100
1006100U d 4=⨯⨯=⨯=
e j S S X %
9291.024
7.21001005.12100X '
'd 5=⨯⨯=⨯=e j S S X %
combineG25 and G40 generators to one
119.016
15.31001006100U d 6=⨯⨯=⨯=e j S S X %
8932.016
7.21001005.12100X '
'd 7=⨯⨯=⨯=e j S S X %
2.2 d1 point three-phase short circuit(110kV)
2785.01929.00794.02555.05428=++=++=X X X X 6386.08932.0191.02555.07629=++=++=X X X X
2.2.1 short circuit supplied by SC
kA 214.15115
3100330.01U 3X 1'j 1)3(1=⨯⨯=⨯=
j d S I 2.2.2 short circuit supplied by GENERATOR1
342.0100
24
7.25278.0X X 81=⨯⨯=⨯
=j N js S S According to the operational curve of Steam-turbine generator ='
'*I 3.2
kA 041.1115
324
7.22.3U 3''j ''*)3(1=⨯⨯⨯=⨯
=N d S I I 2.2.3 short circuit supplied by GENERATOR2
287.0100
167.26638.0X X 9=⨯⨯=⨯
=j N js S S According to the operational curve of Steam-turbine generator ='
'*I 3.8
kA 824.0115
316
7.28.3U 3'''j ''*)3(1=⨯⨯⨯=⨯
=N d S I I 2.2.4 short circuit current in sum
kA 079.17824.0041.1214.15'''''')3(1)3(1)3(1)3(1=++=++=d d d d I I I I
2.3 d2 point three-phase short circuit(1
3.8kV)
2723.01929.00794.05410=+=+=X X X
0123.06638.0033
.02555.02555.0033.0 ||/]X ||[9212191291111=⨯++=+
+=+=X X X X X X X X X X X )()(0587.6033
.06638
.02555.02555.06386.0 ||/]X ||[1292991291912=⨯++=+
+=+=X X X X X X X X X X X )()(
2.3.1 short circuit supplied by SC
kA 22.135
.143100
0123.01U 3X 1'j 11)3(1=⨯⨯=⨯=j d S I
2.3.2 short circuit supplied by GENERATOR1
17645.0100
247.27232.0X X 10=⨯⨯=⨯
=j N js S S According to the operational curve of Steam-turbine generator ='
'*I 6.2
kA 00.165
.14324
7.22.6U 3''j ''*)3(1=⨯⨯⨯=⨯
=N d S I I 2.3.3 short circuit supplied by GENERATOR2
617.2100
167.20587.6X X 12=⨯⨯=⨯
=j N js S S According to the operational curve of Steam-turbine generator ='
'*I 0.37
kA 636.05
.14316
7.237.0U 3'''j ''*)3(1=⨯⨯⨯=⨯
=N d S I I 2.3.4 short circuit current in sum
kA 856.29636.000.1622.13'''''')3(1)3(1)3(1)3(1=++=++=d d d d I I I I
3 conclusion
economical efficiency, We commend splitting operation as the normal way of running.
Appendix 1 the operational curve of Steam-turbine generator。