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一种有用短路电流核算办法

2017-07-20 23:39分类:电工考证知识 阅读:

 

在电力体系的规划和运转中,都必须思考到可能发生的毛病和不正常的运转状况,因为它们会损坏对用户的供电和电气设备的正常作业。从电力体系的实践运转状况看,这些毛病多数是由短路导致的,因而除了对电力体系的短路毛病有一较深入的知道外,还必须娴熟把握电力体系的短路核算。依照传统的核算办法有标么值法和有名值法等。选用标么值法核算时,需要把不一样电压等级中元件的阻抗,根据同一基准值进行换算,继而得出短路回路总的等值阻抗,再核算短路电流等。这种核算办法虽成果对比准确,但核算进程十分复杂且公式多、难回忆、易出差错。下面根据本人在实践作业中对短路电流的核算,介绍一种对比简洁有用的核算办法。

二、供电体系各种元件电抗的核算
  通常咱们在核算短路电流时,首先请求出短路点前各供电元件的相对电抗值,为此先要绘出供电体系简图,并假定有关的短路点。供电体系中供电元件通常包含发电机、变压器、电抗器及架空线路(包含电缆线路)等。现在,通常用户都不直接由发电机供电,而是接自电力体系,因而也常把电力体系当作一个“元件”来看待。
  假定的短路点通常取在母线上或相当于母线的当地。图1就是一个供电体系简图,其间短路点d1前的元件有容量为无穷大的电力体系,70km的1十kV架空线路及3台15MVA的变压器,短路点d2前则除上述各元件外,还有6kV,0.3kA,相对额外电抗(XDK%)为4的电抗器一台。
下面以图1为例,阐明各供电元件相对电抗(以下“相对”二字均略)的核算办法。
1、体系电抗的核算
 体系电抗,百兆为1,容量增减,电抗反比。本句话的意思是当体系短路容量为十0MVA时,体系电抗数值为1; 当体系短路容量不为十0MVA,而是更大或更小时,电抗数值应反比而变。例如当体系短路容量为200MVA时,电抗就是0.5(十0/200=0.5); 当体系短路容量为50MVA时,电抗就是2(十0/50=2),图1中的体系容量为“∞”,则十0/∞=0,所以其电抗为0。


图1 供电体系图
  本核算根据通常核算短路电流书中所介绍的,均换算到十0MVA基准容量条件下的相对电抗公式而编出的(以下均同),即X*xt=Sjz/Sxt (1) 式中: Sjz为基准容量取十0MVA、Sxt为体系容量(MVA)。
2、变压器电抗的核算
  若变压器高压侧为35kV,则电抗值为7除变压器容量(单位MVA,以下同); 若变压器高压侧为1十kV,则电抗值为十.5除变压器容量; 若变压器高压侧为十(6)kV,则电抗值为4.5除变压器容量,如图1中每台变压器的电抗值应为十.5/15=0.7,又如一台高压侧35kV,5000kVA及一台高压侧6kV,2000kVA的变压器,其电抗值别离为7/5=1.4, 4.5/2=2.25
本核算根据公式为: X*b=(ud%/十0).(Sjz/Seb) (2)
式中ud%为变压器短路电压百分数,Seb 为变压器的额外容量(MVA)
该公式中ud%由变压器商品而定,商品改变,ud%也略有改变。核算办法中按十(6)kV、35kV、1十kV电压别离取ud%为4.5、7、十.5。
3、电抗器电抗的核算
  用额外电抗百分数除电抗器的额外容量(单位MVA),再乘0.9即可。
  通常来说电抗器只标额外电压与电流,核算其额外容量时按S=1.732UI。如图1中那台电抗器U=6kV, I=0.3kA ,Xk%=4,则Ske=1.732×6×0.3=3.114MVA,则电抗器的电抗值为(4/3.114)×0.9=1.156。
本核算所根据的公式是:
X*k=( Xk%/十0).(Sjz/Sek).(Uek2/Ujz2) (3)
  式中: Xk%为电抗器的额外电抗百分数,Sek 为电抗器额外容量(MVA),Uek为电抗器的额外电压(kV),Ujz为基准电压,用线路的均匀额外电压替代,别离取6.3、十.5、37、115kV等。
  本公式中的前2个因式,实践是Xk%除电抗器的额外容量(MVA)数; 后一因式是思考电抗器额外电压不等于线路均匀额外电压,为此而再乘上一个系数,通常约为0.9,因而电抗器的相对电抗值应是用额外电抗除额外容量再乘0.9。
4、架空线路及电缆线路电抗值的核算
 关于6kV架空线路其电抗值等于线路长度的公里数; 关于十kV架空线路其电抗值等于线路长度公里数的三分之一; 关于35kV架空线路其电抗值等于线路长度公里数的百分之三; 关于1十kV架空线路其电抗值等于线路长度公里数的千分之三。
  若为电缆线路: 其电抗值应别离取上述同电压等级架空线路电抗值的五分之一。
  例如一回6km的6kV架空线路,其电抗值为6,若为6km的十kV架空线路,则电抗为6/3=2; 若为6km的35kV架空线路,则电抗为6×0.03=0.18。图1中70km的1十kV架空线路,则电抗为70×0.003=0.21。
  假如上述各电压等级的架空线路换为同长度的电缆线路,其电抗值应别离为:
6kV等于6/5=1.2、十kV等于2/5=0.4、35kV等于0.18/5=0.036。
核算所根据的公式是: X*XL=K.L/Up2 (4)
式中L为线路的长度(单位km); K为系数: 对6、十kV的电缆线路取8,架空线路取40; 对35~1十kV架空线路取42.5; Up 取各级电压的额外电压即6,十,35,1十kV等。

三、短路容量和短路电流核算
1、短路容量(单位MVA): 求出短路点前的总电抗值,然后用十0除该值即可。
  核算根据的公式为: Sd=Sjz/X*∑ (5)
  例如图1中d1点短路时,体系的短路容量核算,其等效阻抗图如图1(b)所示,图中每个元件均标有编号,编号下面为元件的电抗值。
能够看出,从电源到d1点的总电抗: X*∑=0+0.21+0.7/3=0.443,其短路容量Sd =十0/0.443=225.73MVA,从电源到d2点的总电抗,应再加上电抗器的电抗,即X*∑=0.443+1.156=1.599,则Sd =十0/1.599=62.54MVA。
2、短路电流的核算
  若6kV电压等级,则短路电流(单位kA,以下同)等于9.2除总电抗X*∑(短路点前的,以下同); 若十kV电压等级,则等于5.5除总电抗X*∑; 若35kV电压等级,则等于1.6除总电抗X*∑; 若1十kV电压等级,则等于0.5除总电抗X*∑; 若0.4kV电压等级,则等于150除总电抗X*∑。
核算根据的公式是: Id=Ijz/ X*∑ (6)
  式中Ijz: 表明基准容量为十0MVA时基准电流(kA),6kV取9.2kA,十kV取5.5kA,35kV取1.6kA,1十kV取0.5kA,0.4kV则取150kA。
则图1中d1点的短路电流为: Id1=9.2/0.443=20.77kA
3、短路冲击电流的核算
 核算办法: 关于6kV以上高压体系,Ich等于Id乘1.5,ich等于Id乘2.5; 关于0.4kV低压体系,因为电阻较大,Ich及ich均较小,所以实践核算中可取Ich=Id,ich=1.8Id。

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