220kV短路电流计算书

XX220kV 变电站短路电流计算书

一、系统专业提供2020年系统阻抗值（Sj ＝1000MV A ）

220kV 侧：Z1=0.070，Z0=0.129。 220kV 侧按不小于50kA 选设备。

110kV 侧：Z1=无穷，Z0=0.60。

主变选择：220±8×1.25%/121/38.5kV ；主变容量：120/120/60MV A ；

变压器短路电压：U k(1-2)%＝14，U k(1-3)%＝24，U k(2-3)%＝8。

二、短路电流计算

1、则由公式得各绕组短路电压：

％）％％（）（）（）（32-k 3-1k 2-1k 1U U U 2

1-+=k U ＝15 ％）％％（）（）（）（3-1k 32-k 2-1k 2U U U 2

1-+=k U ＝－1 ％）％％（）（）（）（2-1k 32-k 3-1k 3U U U 2

1-+=k U ＝9 2、变压器电抗标么值由e

j S S X ⨯=100U d d *％（S e 指系统最大绕组的容量）得： X *1＝1.25；X *2＝－0.083；X *3＝0.75。 3、限流电抗器电抗标么值：2k k *3100U j

j e e U S I U X ⨯⨯=％＝()21005.11000431010012⨯⨯⨯⨯＝1.57。 三、三相短路电流的计算（对称）

1、当220kV 母线发生短路时（d 1）

220kV 系统提供的短路电流标么值为：I *＝1/0.07=14.29；

短路电流周期分量有效值为：=⨯⨯=⨯=2303100029.143*)3(j

j

per U S I I 35.86kA ； 由于110kV 侧不提供电源，所以==)3()3(1per d I I 35.86kA ；

短路冲击电流峰值=⨯="=

86.3555.22I K i ch ch 91.45kA 。（注：K ch 为冲击系数，远离发电厂选2.55）； 容量：==d dj S S )3(14290MV A

2、当110kV 母线短路时（d 2）

===∑654

.011**X I 1.53； 短路电流周期分量有效值为=⨯⨯=⨯=127

3100023.33*)

3(j j

per U S I I 6.95kA ； 短路冲击电流峰值=⨯="=95.655.22I K i ch ch 17.73kA 。

3、当10kV 母线发生短路时（限抗前d 3）

714.04

.111**===∑X I ； 短路电流周期分量有效值为kA 20.10425.4031000714.03*)3(=⨯⨯=⨯=j j

per U S I I ；

短路冲击电流峰值=⨯="=2.1055.22I K i ch ch 26.02kA 。

四、不对称短路计算（考虑两种运行方式）

1、两台主变同时运行，其中一台主变的220kV 及110kV 侧中性点接地。

（1）220kV 母线发生不对称短路

①单相接地故障

单相短路时的序网如下图：

由于正、负序网络为对称∑1X ＝∑2X ＝0.07；

85.312

.007.007.0111021**1=++=++==∑∑∑∑X X X X I d ； kA 66.92303100085.33*1d 1=⨯⨯=⨯j j

d U S I I ＝正序；

短路点电流正序＝11d 3d I I ＝3×9.66＝28.98kA ；

冲击值：=⨯="=98.2855.22I K i ch ch 73.90kA 。

求解主变中性点电流

根据零序网变换可知I ’d 为220kV 中性点电流， I d0＝3正序1d I ＝28.98kA ；

56

.1129.0129.00'+⨯=d d I I ＝2.21kA ； 根据零序网变换可知

''d I 为110kV 中性点电流，110kV 中性点=+⨯=517.075.075.0'''d d I I 1.31kA ； ②两相短路故障序网组合图为：

63.407

.007.03321)2(*==+=+=∑∑∆X X E I d ；

62.11230

3100063.4)2(=⨯⨯=d I kA ； 冲击值：=⨯="=62.1155.22I K i ch ch 29.63kA ；

当两相短路时，电路中没有零序分量，故此种情况下主变接地的中性点各侧均无电流。

③两相接地短路

∑1X ＝∑2X ＝0.07，∑0X ＝0.12；

114.012.007.012.007.007.002021=+⨯+=++

=∑∑∑∑∑∑X X X X X X ； 78.81*1==∑

X I d ； 02.22230

31000*11=⨯⨯=d d I I kA ； 两相接地短路的比例系数：=+-

=∑∑∑∑20202)(13X X X X m 1.5183； 短路点电流43.33m 11==d d I I 总kA ；

冲击值=⨯="=43.3355.22I K i ch ch 85.25kA ；

中性点电流之和：=+⨯

=∑∑∑20210X X X mI I d d 12.32kA ； 经计算单相接地故障时经流变压器中性点的电流大。

（2）110kV 母线发生不对称短路

正序阻抗值由三相短路计算可得：X 1＝0.654；

①110kV 母线发生单相短路

645.024

.0654.0654.0111021**1=++=++==∑∑∑∑X X X X I d ； kA 93.212731000645.03*1d 1=⨯⨯=⨯j j

d U S I I ＝；

短路点电流：1d 3d I I ＝＝3×2.93＝8.8kA ；

冲击值：=⨯="

=8.855.22I K i ch ch 22.41kA 。

主变中性点：正序＝1d03d I I ＝3×2.93＝8.8kA ； 110kV 侧：=+⨯=40

.06.06.08.8"d I 5.28kA ； 220kV 侧中性点：=+⨯=38.175.075.0"'d d I I 1.86kA ； ②110kV 母线发生两相短路

kA 31.1654

.0654.01121*1d =+=+=∑∑X X I ； kA 47.31273100031.13*1d 1=⨯⨯=⨯j j

d U S I I ＝；

短路点电流：1d 3d I I ＝＝1.732×3.47＝6.01kA ；

=⨯="=01.655.22I K i ch ch 15.33kA ；

两相短路中性点没有零序电流。

③110kV 母线发生两相接地故障