完整版短路电流与归算阻抗计算.docx
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完整版短路电流与归算阻抗计算
短路电流与归算阻抗计算
归算阻抗计算:
1、标么值:
有名值
基值(与有名值同单位)
标么值是相对某一基值而言的,同一有名值,当基准值选取不一样时,其标么值也不一样。
基
值体系中有两个独立的基值量,一个为基值容量Sb,另一个为基准电压Ub,其他基值量(电流Ib,
阻抗Zb等)可由以上两个基值量算出,基值之间满足以下关系:
Ub=.3ZbIb,Sb=i3UbIb
一般个电压等级的Ub取之分别为525kV、230kV、115kV、10.5kV,而Sb一般取100MVA。
2、两圈变的阻抗计算:
一般变压器的铭牌参数中会给出变压器的额定容量Se,额定电压Ue,额定电流le,还有一个就是
短路电压百分比Uk%,—般有了这些参数我们就可以算出两圈变压器的正序阻抗了:
将变压器二次侧绕组短路,逐渐升高在一次侧绕组所加的电压,当一次侧电流达到额定值In时,
此时一次侧绕组所加的电压称为短路电压,短路电压与额定电压的比值即为短路电压百分比用Uk%
将Uk%其除以100就变为以主变额定容量和额定电压为基准的变压器电抗标么值
Xt*
Uk%?
(UN)2Sb
100•UbSe
DKSC-500/10.5,
另外介绍一下变压器个参数之间的关系,Se=..3Uele,这同样也适用于接地变、站用变,有些
额定容量:
SN=500/100kVA,额定电压:
UN-11/0.4kV,要求计算该变压器的额定电流。
铭牌参数看不清,我们就可以通过这个公式计算需要的参数。
比如某接地变型号:
如何计算:
这里有些错误的算法:
上式错的原因是给的参数额定电压在计算时未用到,计算用的电压是习惯电压,而且忽略了变高、变低的额定容量不同。
正确的计算方法是:
Se
高压侧:
le
<3Ue
500100026.24A
、3111000
低压侧:
le
V3Ue
」001000144.34A,虽然结果差的不多,但是概念有点不清楚。
.30.41000
3、三圈变的阻抗计算:
三圈变给的铭牌参数为Uh-m%,Uh-I%,Um-I%,这三个参数是分别由三绕组变压器两两绕组
间短路电压试验时测得的。
Xt1Xt2
三绕组变压器等值电路
由这三个参数可以计算出高、中、低压侧对应的阻抗电压:
0/1(Uh-m%Uh-I%Um-I%)
U
s1%?
一
512100
US2%
US3%
1?
(Uh-m%Um-1%Uh-1%)
21001?
(Uh-1%Um-1%Uh-m%)
2100
同双绕组变压器一样,可以算出三绕组变压器各个绕组的电抗有名值:
2
XT1
Us1%?
Se
e2
Xt2
US2%?
se
0/de2
Xt3
Us3%?
y
4、比如计算10kV母线的归算阻抗:
一般市调会给出110kV母线的归算阻抗,各县调只需加上主变的阻抗,并归算到10kV侧(或
35kV侧)即可。
这里注意:
市调给出的110kV母线的归算阻抗是归算到110kV电压等级的,要将
他归算到10kV侧(或35kV侧),还需要除以变比的平方。
另外,归算阻抗还分大、小方式,对于10kV母线或35kV母线归算阻抗大方式考虑两台主变并列运行,小方式考虑单台主变运行(注意:
要考虑阻抗值大的变压器运行)。
10kV
110kV
二、短路电流:
1、对称分量法。
电力系统发生故障时,三相电流和三相电流一般呈不对称状态,我们将不对称的三相电压和电
流分解成正序、负序和零序三个分量。
即:
Ua
Uai
UA2
UA0
Ub
UB1
UB2
UB0
2
aUai
aUA2
UAO
Uc
Uci
UC2
UCO
aUai
2
aUA2
uAO
JIUA1
Ubi
C2
Ubo
"Uco
零序
电流也类似。
2、短路电流计算
1)、三相短路:
计算公式:
I
z2
比较简单,符合欧姆定律。
2)、主要说一下两相金属性短路:
设线路B、C相发生金属性短路。
A
B
C
边界条件为:
u
kBUkC,I
kA0,
IkBIkC
0
UkB
UB1
UB2UB0
2
aUA1
aUA2
UA0
UkC
Uc1
UC2UC0
aUA1
2
aUA2
UA0
由UkBUkC得到:
UaiUa2
2
IkB1B11B2IBOa1A1a1A21A0
2
IkCIC1IC2IC0a1A1a1A2IA0
由IkBIkC0得到IA1IA2
由IkA°、IkBIkC0,得到IAO0
由边界条件可以得到:
UA1UA2,IA1IA2,IA00
再由边界条件画出两相短路复合序网图如下图所示:
两相短路复合序网图
结合复合序网图可以求出各序电流如下:
IIEsAEsA
A1A2Z12Z江2Z12
B、C相的故障相电流为:
22
1kca1aia1A21aoaIaiaIai
注意:
这里EsA为相电压。
3、短路电流计算,以单相金属性接地短路为例:
设线路A相发生金属性接地。
边界条件为:
UkA0,1kB
0,IkC
由边界条件可以得到:
UaUaiUa2Uao0,IaiIa2IAO
再由边界条件画出单相接地复合序网图如下图所示:
Zis
单相接地复合序网图
结合复合序网图可以求出各序电流如下:
/「IEA
1A11A21A0
Z1艺Z2艺Z0艺
A相接地时的故障相电流为:
I.|.|.|.3Esa
IkAIA1IA2IAO
Zi艺Z2艺Zo艺
同理,其他类型的故障,如两相接地短路,只要大家找到边界条件,之后画出复合序网图,就可以算出短路电流大小。
有兴趣大家可以自己算一算,对照一下参考书,可以加深一下印象。
三、应用举例:
11OkV母线归算阻抗:
大方式:
Z1max=8.02Q,小方式Zimin=19.72Q;
两台主变参数:
型号:
SZ9-50000/110(西门子变压器有限公司),额定容量:
Sn=50/50MVA,额定电压:
Un=110±X1.25%/10.5kV,额定电流:
le=262.4/2749.3A,短路电压百分比:
Uk%=16。
求10kV
母线的归算阻抗,以及主变变低发生两相短路时,流过变高的短路电流。
首先计算
110kV母线等值阻抗归算到10kV侧的值:
大方式:
1052
Z1ma)28.0220.073Q
1102
小方式:
1052
Z1min219.7220.179Q
110
计算变压器归算到110kV电压等级的阻抗Xk1:
Uk%Ue2
Xk1?
——
100Se
计算计算变压器归算到
10kV电压等级的阻抗Xk2:
Uk%Ue2
Xk2?
—
100Se
1610.52
?
10050
0.353Q
这样10kV母线的归算阻抗为:
大方式:
Zmax=0.073+0.353十2=0.25Q
小方式:
Zmin=0.179+0.353=0.532Q
注:
10kV线路末端两相短路电流计算公式为:
(2)10.510?
仝?
1,Zl为线路的阻抗值。
.32(ZminZL)
主变变低出口发生两相短路时,流过变高的短路电流为:
(2)
Idmin
110103c3C1
?
?
「3'2(19.7238.72)
941.13A
算出主变变低出口发生两相短路时,流过变高的短路电流后,就可以用这个值来校验变高后备保护的灵敏度了。
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