发电厂电气课程设计三短路电流计算-资料

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解：（1）计算供电系统中各主要元件的电抗标幺值；
S d 1 0 0 M V A , U c 1 1 0 . 5 k V , U c 2 0 . 4 k V Id1 3 S U dc11 30 01 M 0V .5A kV5.50kAId21300 M 0.V 4kA V=144.34kA
2) 三相短路电流周期分量有效值
I (3) k-2

Id2
X (k-2)
144.34kA 6.9920.65kA
3) 其他三相短路电流
I"(3) k-2

I(3) k-2

I(3) k-2
20.65kA
i(3)
sh
2.2620.65kA 46.67kA
4） 三相短路容量
I(3) sh
（2）计算总降压变电所10kV母线k-1处的三相短路电流Ik，ish， I∞ （3）计算车间变电所0.38kV母线k-2处的三相短路电流Ik，I∞。
Sk
G ∞电源
35kV
架 空 线 5km
k -1
S 9 -3 1 5 0
电 缆 线 1km
10kV
k -2 S 9 -1 0 0 0
0 .3 8 k V
X4*
Uk% Sd 100 SNT
5100103kVA

5
1001000kVA
1
X
* 1
2
X
* 2
k -1
3
X
* 3
4
X
* 4
k -2
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3. 求k-1点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标么值
X* (k1)
X1*X2*
0 .4 1 .5 9 1 .9 9
短路电流计算
第一节 无限大容量电源供电系统
一、无限大容量电源供电系统的概念 无限大容量电源——指电源内阻抗为零，供电容量相对无 限大的电力系统，电源母线上的输出电压不变。
二、有关短路的物理量
短路电流周期分量： ipIkmsin(tk) ip(0) Ikm 2I"
短路电流非周期分量：

XT
Xd

100
U
2 c
S N .T
U
2 c
Uk % Sd 100 S NT
Sd
三、三相短路电流的计算
三相短路电流周期分量有效值的标么值:
I (3)* k

I (3) k
Ik

Uc 3X
Sd

U
2 c
3Uc S d X

1
X
*
由此可得三相短路电流周期分量有效值：
I (3) k
Hale Waihona Puke Baidu
Ik(3)*Id
Ish
I I 2 p(0.01)
2 np(0.01)
I''2 (
2I''e0.01)2
Ish 12(ksh1)2I" 短路稳态电流： I I" Ip
第二节 高压电网短路电流计算
在无限大容量电源供电系统中发生三相短路时，短路电 流的周期分量的幅值和有效值是不变的。
I(3) k
I (3) sh
1.512.76kA
4.17kA
S(3) k1
Sd
/X(k1)
= 1 0 0 M V A /1 .9 9 = 5 0 .3 M V A
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4．求k-2点的短路电路总电抗标么值三相短路电流和短路容量
两台变压器并联运行情况下：
1）总电抗标么值
X (k2)X 1 X 2 X 3 //X 4 0.41.59524.49
2) 三相短路电流周期分量有效值
I (3) k2

Id2
X (k2)
144.34kA 4.4932.14kA
3) 其他三相短路电流
I"(3) k2

I(3) k2

I(3) k2
32.14kA
i(3)
sh
2.2632.14kA72.64kA
4） 三相短路容量
I(3) sh
1）电力系统的电抗标幺值
X
* 1

Sd Sk
100MVA0.25 400MVA
2）35kV电力线路的电抗标幺值
X
* 2

x0
L
Sd
U
2 c
0.4( /km )5km 1 (0 3 0 7 M kV V )A 2 0.146
3）35kV电力变压器的电抗标幺值
X3*
Uk % 100
Sd SNT
7100103kVA2.22 1003150kVA
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4）10kV电力线路的电抗标幺值
X
* 4

x0 L
Sd
U
2 c
100M V A
0.08 ( /km ) 1 km
0.073
(10.5kV )2
5）10kV电力变压器的电抗标幺值
X5*

Uk % 100
Sd SNT
5100103kVA
X 1 * X * 2 X * 3K -1X * 4
X * 5 K -2
X *(k-2)X *(k-1)X4 *X5 *
2 .6 1 6 + 0 .0 7 3 + 5 = 7 .6 8 9
I(3) k-2
Id2/XΣ*(k-2)
1 4 4 .3 k A /2 .7 8 9 1 8 .7 7 k A
UdUc1.05UN
基准电流
Id
Sd 3U d
Sd 3U c
基准电抗
Xd
Ud 3Id

U
2 c
Sd
二、供电系统各元件电抗标幺值
1）电力系统的电抗标幺值
X
* S

XS
Xd

U
2 c
Sk
U
2 c
Sd
Sd Sk
式中，Sk为电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量。
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2）电力线路的电抗标幺值
1.3132.14kA42.10kA
S(3) k-2
Sd
/X(k-2)
1 0 0 M V A /4 . 4 9 2 2 . 2 7 M V A
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两台变压器分列运行情况下：
1）总电抗标么值
X (k-2)
X1X2 X3
0 .4 1 .5 9 5 6 .9 9

Uc 3|Z|
3
Uc R 2X 2
Uc 1.05UN
在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故
一、标幺值法
I (3) k

Uc 3X
标幺值
A* A Ad
按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sd和
基准电压Ud。
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基准容量取
Sd 100MVA
基准电压取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即
2）三相短路电流周期分量有效值
Ik(3)1Id1/X*(k1) 5 .5 0 k A /1 .9 9 2 .7 6 k A
3）其他三相短路电流 4）三相短路容量
I"(3) k1

I (3) k1

I (3) k1

2.76kA
i(3)
sh

2.552.76kA 7.04kA
XW * L XWL Xd

x0L
U
2 c
Sd

x
0
L
S U
d 2 c
式中， L为线路长度，x0为线路单位长度的电抗，可查手册。 3）电力变压器的电抗标幺值
因为
Uk%( 3INXTUN.T)100 (SNTXTUc2)100
所以 标幺值
XT

Uk % 100
Uc2 SNT
U k%
X
* T
Id1/
X* (k-1)
5 .5 0 k A /2 .6 1 6 1 .9 k A
i s ( h 3 ) 2 . 5 5 1 . 9 k A 4 . 8 7 k A I ( 3 ) I k ( 3 ) 1 . 9 k A
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（3）计算k-2处的三相短路电流Ik，I∞。
1.3120.65kA 27.05kA
S(3) k2
Sd
/X(k2)
1 0 0 M V A /6 . 9 9 1 4 . 3 1 M V A
补例
补 例 某 用 户 3 5 / 1 0 kV 总 降 压 变 电 所 装 有 一 台 S9-
3150/35/10.5kV变压器，Uk%=7。采用一条5km长的35kV架空线 路供电，x0=0.4Ω/km。从总降压变电所出一路10kV电缆线路（ x0=0.08Ω/km） 向 1 km 远 处 的 S9-1000/10/0.4kV 车 间 变 压 器 ， Uk%=5）供电。已知地区变电所出口处短路容量为400MVA，试 （1）计算供电系统中各主要元件的电抗标幺值；
I(3)
Ik (3)
18.77kA
三相短路容量：
S(3) k

3UcIk(3)

3U c Id
X
*

Sd
X
*
例3-1
例1 某供电系统如图所示。己知电力系统出口处的短路容量
为Sk=250MVA，试求工厂变电所10kV母线上k-1点短路和两台 变压器并联运行、分列运行两种情况下低压380V母线上k-2点
短路的三相短路电流和短路容量。
Sk
G
Q 电源
10kV
架 空 线 5km
k -1
k -2
S 9 -1 0 0 0
S 9 -1 0 0 0 10kV
0 .3 8 k V
解：1.确定基准值
S d 1 0 0 M V A , U c 1 1 0 . 5 k V , U c 2 0 . 4 k V
Id1
Sd 3U c1
13001M 0V .5A kV5.50kAId21300 M 0.V 4kA V144.34kA

5
1001000kVA
X 1 * X * 2 X * 3K -1X * 4 X * 5 K -2
（2）计算k-1处的三相短路电流Ik，ish，I∞
X* Σ(k-1)
X1*X2 *X3 *
0 . 2 5 0 . 1 4 6 2 . 2 2 2 . 6 1 6
I(3) k-1
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2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统的电抗标幺值 2）电力线路的电抗标幺值
X
* 1

Sd Sk
100MVA 0.4 250MVA
X
* 2

x0
L
Sd
U
2 c1
0.35( /km )5km 100M V A1.59 (10.5kV )2
3）电力变压器的电抗标幺值
X3*

Id
X
*
其他短路电流：
I"(3) k
I (3)
Ik(3)
is ( h 3 ) 2 .5 5 I" ( 3 ) is ( h 3 ) 1 .8 4 I" (3 )
I s ( h 3 ) 1 .5 1 I" ( 3 )（对高压系统） Is ( h 3 ) 1 .0 9 I" (3 )（对低压系统）
inp
t
Ikme

2I "et
短路次暂态电流
i i i 短路全电流：
k.t
p
np
Ik(t)
I2 p(t)
in2p(t)
短路冲击电流：
iship(0.01)inp(0.01)
2I''
0.01
(1e )
ish ksh 2I" 短路冲击系数ksh可查曲线或计算
短路冲击电流有效值：