短路电流保护计算值
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一、假设:
1. 计算短路电流时,考虑最恶劣的情况,即应计及对应于船舶或海上设施电站最大负载的工况数据进行计算。
2. 忽略不计电力系统中所有电容。
3. 短路发生瞬间,短路点某相的相电压瞬时值为零。
4. 短路期间,短路电流路径不变。
5. 线路、断路器和汇流排的阻抗忽略不计。
6. 短路在三相同时发生。
7. 变压器的超瞬态电抗与铭牌上标注相同。
8. 并联运行的发电机,在短路发生瞬间所有发电机按比例承担有功负载和无功负载。
二、公式
系统负载阻抗标幺量 Z B*= Z×S B/S M 注:S B=1000MVA
短路电流 I R=S B/(1.7321×U av×Z B*)
设备容量或功率S N,设备阻抗Z,设备工作电压三、计算需要参数:系统容量
,
U av。
系统电气设备参数:
a) 1750 KVA 发电机4 set(s) 600 V 50 Hz 电抗 X"d=19.4 %
标幺量 Z发*=0.194×1000/1750=0.111,因四台发电机为并联关系,总标幺量为Z总发*= Z发*/4=0.0277
b) 1250KVA 变压器 1 set 600 V / 400V 50 Hz 阻抗 Z TA=6.00 % 标幺量 Z T*=0.06×1000/1250=0.048
总标幺量为Z总变*= Z T*=0.048
c) 大交流变频电动机: S N=800KW,定子R1=6.25mΩ,转子R2=4.235m Ω,定子L1=0.115mH,转子L2=0.203mH,转差率S=0.0108,激磁电感Lm=6.25mΩ,额定频率f=37.5Hz,阻抗计算为Z交=34.4%,标幺量
Z交*=0.344×1000/800=0.43
d) 大交流变频电动机: S N=1200KW,定子R1=3.91mΩ,转子R2=2.95m Ω,定子L1=0.0753mH,转子L2=0.1384mH,转差率S=0.011,激磁电感
800KW 变频电机X ’d=34.4% 1200KW 变频电机X ’d=20.6%
X ’d=2.301
1750KV A
600V AC 19.4%
1750KV A
600V AC 19.4%
1750KV A
600V AC 19.4%
1750KV A
600V AC 19.4%
Lm=3.2485mH ,额定频率f=33.5Hz ,阻抗计算为Z 交=20.6%,标幺量 Z 交*=0.206×1000/1200=0.172
d) 固控小电动机 功率 数量 阻抗(总计) 标幺量(总计) 75KW 2 0.4118 5.491
55KW 4 0.257525 4.6823 11KW 6 15.225 1384.091 7.5KW 2 8.96 1194.67 3KW 5 17.6 5866.67
e )AD 小电机 42.5KW 1 1.1447 26.93
固控小电机和AD 电机总阻抗标幺量 Z 总*
=2.301
四、系统结构示意图
六、计算:
1、系统可简化为
1250KVA 变压器 Z TA=6.00 %
400
600
0.0277 0.04006
2.301
0.064376
A 点短路时,A 点下端变压器与固控(加AD )为串联关系,大电机与之为并联关系,简化如图:
得:Z A
*=0.016376
则A 点短路电流为:I A =1000/(1.7321×600×0.016376)=58.76KA B 点短路时简化如图:
得:Z B
*
=0.062624
则短路电流为:I B =1000/(1.7321×400×0.062624)=23.05KA