变电站电气主接

短路计算的计算条件

一、基本条件：

短路计算中采用以下假设条件和原则：

1、正常工作时，三相系统对称运行。

2、所有电源的电动势相位角相同。

3、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。

4、短路发生在短路电流为最大值的瞬间。

5、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。

6、除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。

7、元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。

8、输电线路的电容略去不计。

二、一般规定：

1、验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统5—l0 年的远景发展规划。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的按线方式。

2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿放电电流的影响。

3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的点；对带电抗器6—l0kV 出线，选择母线到母线隔离开之间的引线、套管时，短路计算点应取在电抗器之前、其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。

4、电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路电流计算。若中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短严重时，则应按严重的计算。

4.3 最大最小运行方式分析

在选择保护方式分析时，对大多数保护都必须认真分析与考虑哪种运行方式来作为计算的依据，一般而言所选用的保护方式，应在系统的各种故障参数增加而动作的保护，如电流保护，通常应根据系统最大运行方式来确定保护的定值，以保证选择性，因为只要在最大运行方式下能保证选择性。那么，在其他运行方式下，必然能保证选择性；而对灵敏性校验，则应根据最小运行方式来进行，因为只要在最小运行方式下，灵敏性合格，那么在其他运行方式下的灵敏性就会更好，对反映鼓掌参数减小而动作的欠量保护。如低压保护，刚刚好相反，此时应根据最小运行方式来整定，而根据最大运行方式来校验灵敏性。

最大运行方式

根据系统最大负荷的要求，电力系统中的所有可以投入的发电设备都投入运行（全部或绝大部分投入运行），以及所有线路和规定的中性点全部投入运行的方式称为系统最大运行方式即QF1、QF2都在闭合的状态。对继电保护而言，则是指在系统最大运行方式下短路时，通过该保护的短路电流为最大时的系统连接方式。本设计题目中，本变电站的最大运行方式为两台31500KVA的变压器并联运行，以及所有负荷投入时的运行方式。但由于纵联差动保护，由于其保护范围外故障时，保护不应动作。为了方便变压器纵联差动的整定计算，在变压器高压侧和低压侧的短路点的电流应为支路电流。所以变压器高压侧的短路点电流为变电站高压侧投入的，断路器闭合时，流过变压器高压侧的短路电流。变压器低压侧的短路电流为系统并联运行桥短路器连接，变压器单台投入时流入变压器低压侧的短路电流。

最小运行方式

根据系统负荷为最小，投入与之相适应的系统连接且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为系统的最小运行方式。本设计题目中，变电站的最小运行方式为，变压器单台投入时的运行方式即QF1、QF2都在打开状态。

4.3.1基本假定

系统运行方式为最大运行方式。

磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。

忽略对计算结果影响较小的参数，如元件的电阻、线路的电容以及网内的电容器、感性调和及高压电机向主电网的电能反馈等。

短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 系统中的同步和异步电机均为理想电机。

4.3.2基准值的选择

为了计算方便，通常取基准容量S j ＝100MVA ；

基准电压U j 取各级电压的平均电压，即U j ＝U p ＝1.05U e ； 基准电流j

j j U S I 3=

；

基准电抗j

j j

j j S U I U X 23=

=

常用基准值如表1所示。

表1 常用基准值表（S j ＝100MV A ）

4.3.3各元件参数标么值的计算

电路元件的标么值为有名值与基准值之比，计算公式如下：

j

U U U =

*

j

S S S =

* j

j j S U I I I I 3*==

2*j

j j U S X X X

X ==

采用标么值后，相电压和线电压的标么值是相同的，单相功率和三相功率的标么值也是相同的，某些物理量还可以用标么值相等的另一些物理量来代替，如I *=S *。 电抗标么值和有名值的变换公式如表2所示。 表2中各元件的标么值可由表1中查得。

其中线路电抗值的计算中，0X 为：

6～220kV 架空线 取0.4 Ω/kM

35kV 三芯电缆 取0.12 Ω/kM 6～10kV 三芯电缆 取0.08 Ω/kM

表2中S N 、S b 单位为MV A ，U N 、U b 单位为kV ，I N 、I b 单位为kA 。

4.3.4短路电流的计算

1网络变换计算公式

串联阻抗合成：n X X X X +++=∑ 21 并联阻抗合成：n

X X X X 1111

21+++=

∑ ，

当只有两支时2

12

1X X X X X +=

∑

2短路电流计算公式

短路电流周期分量有效值：∑

=*X I I j d

短路冲击电流峰值：d ch ch I K i 2=

短路全电流最大有效值：()2121-+=ch d ch K I I

式中ch K 为冲击系统，可按表3选用。 表3 不同短路点的冲击系数

3最大运行方式下短路电流的计算

最大运行方式下等值电路标么阻抗图见图2。