短路电流计算案例分析.docx
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短路电流计算案例分析
该厂变电所10kV高压侧和
4-10某工厂变电所装有两台并列运行的S9-800(Y,yn0接线)型变压器,其电源由地区变电站通过一条8km的10kV架空线路供给。
已知地区变电站出口断路器的断流容量为500MVA,试用标幺制法求
380V低压侧的三相短路电流Ik、ish、Ish及
三相短路容量Sk。
2)计算各元件电抗标幺值
Ik2Id2
k2*k2X*2
144.3kA
5.9125
24.4kA
ish1.84Ik2
1.84
24.4kA
44.9kA
Ish1.09Ik2
1.09
24.4kA
26.6kA
I
Ik2
24.4kA
SSd
k2
100
MVA
16.9MVA
k2X*2
5.9125
4-11如图4-32所示网络,各元件的参数已标于图中,试用标幺
值法计算k点发生三相短路时短路点的短路电流。
图4-32习题4-11附图
4-12在图4-33所示电力系统中,所有发电机均为汽轮发电机
各元件的参数如下:
发电机G1、G2容量均为31.25MVA,Xd0.13,发电机G3容量为50MVA,Xd0.125;变压器T1、T2每台容量为31.5MVA,Uk%10.5,变压器T3容量为50MVA,Uk%10.5;线路WL的长度为50km,单位长度电抗为0.4Ω/km,电压为110kV级,试用运算曲线法计算10kV电压级的k点发生短路时0s和0.2s时的短路电流。
图4-33习题4-12附图
解:
(1)作等效电路
取Sd100MVA,Ud
Uav,则各元件电抗标
幺值为
发电机G1、G2
X1*X2*
0.131000.416
31.25
变压器T1、T2
**
X3*X*4
0.1051000.333
31.5
发电机G3
X5*0.1251000.25
550
变压器T3X6*0.1051000.21
650
线路WLX7*0.45010020.151
115
作等值电路如下图所示
2)化简网络,求各电源到短路点的转移电抗
X8X1X30.4160.3330.749
将X4*、X8*、X9*作变换得:
X1*k
X1*0
1.49
*
X2*k
*
X2*
0.416
X3*k
X1*1
1.216
因此,各发电机对短路点的转移电抗分别为
G1支路
G2支路
G3支路
3)求各电源的计算电抗
4)查计算曲线数字表,并用差值法求短路电流周期分量标幺值
I0*2.302,I0*.21.95
I0*2.203,I0*.21.879
0.467时,t0s和t0.2s时的短路电流电流周期分
量标幺值分别为
*2.3022.203
I0*2.2030.480.4662.27
0.480.46
*1.951.879
I0*.21.8791.951.8790.480.4661.93
0.20.480.46
同理,对汽轮发电机G2,Xc*20.13,查附录表B-1可得t0s和t0.2
s时的短路电流电流周期分量标幺值分别为
I0
*
7.7188.9637.7180.140.138.34
0.140.12
5.224.878
I0.2
4.8780.140.135.05
0.140.12
对汽轮发电机
G3,Xc*30.608,查附录表B-1可得t0s和t0.2s
时的短路电流电流周期分量标幺值分别为
*1.7481.61
I0*1.610.650.6081.726
00.650.6
*1.5391.431
I0*.21.4311.5391.4310.650.6081.522
0.20.650.6
(5)计算短路电流有名值
归算到短路点的各电源的额定电流为
因此,t0s和t0.2s时的短路电流电流周期分量有名值分别为
I01.722.272kA1.728.34kA2.751.726kA23kA
I0.21.721.93kA1.725.05kA2.751.522kA16.2kA
4-13已知某一不平衡的三相系统的UA8010V,UB70135V,
UC85175V,试求其正序、负序及零序电压。
解:
UA11aa2UA1ej120ej24080ej1036.86ej8.27
UA211a2aUB11ej240ej12070ej13562.6ej346.13
33
UA03111UC311185ej17529.96ej128.04
4-14某10kV母线三相水平平放,型号LMY-608mm2,已知II21kA,母线跨距1000mm,相间距250mm,跨距数大于2,
短路持续时间为2.5s,系统为无穷大,试校验此母线的动稳定度和热稳定度。
解:
(1)热稳定校验:
timatk2.5s
查表4-6得,铝母线的热稳定系数C87As/mm2,因此最小允许截
面为
母线的实际截面积A=60×8mm2=480mm2>Amin,所以热稳定满
足要求。
(2)动稳定校验:
ish2.5521kA53.55kA由sb250602.792,故取K≈1。
bh608
则母线受到的最大电动力为
Fmax3is2hl107
s
3
32
53.5510321
1000107N
250
1986.7N
母线的弯曲力矩为:
M
Fmaxl
1986.7
1N·m
198.67N
·m
10
10
母线的截面系数为:
W
b2h
0.0620.0083
m
48107
3m
6
6
母线的计算应力为:
c
M
198.67
7
Pa
4.14107
Pa
W
48107
铝母线排的最大允许应力
al
6.9107
Pa>
c,所以动稳定满足
要求。
某10/0.4kV车间变电所,总计算负荷为980kVA,其中一、二类负荷700kVA。
试初步选择该车间变电所变压器的台数和容量。
解:
因为有一、二类负荷,所以应选两台变压器。
变压器容量应同时满足以下两个条件:
ST0.7S300.7980686kVA且STS30(III)700kVA
查附录表A-1,选两台10/0.4kV、S9—800kVA的变压器。
5-14某厂的有功计算负荷为3000kW,功率因数为0.92,该厂6kV进线上拟安装一台SN10-10型断路器,其主保护动作时间为1.2s,断路器分闸时间为0.2s,其6kV母线上的IkI20kA,试选择该断路器的规格。
解:
IW.maxP303000313.8A
3UNcos360.92
timatktprtoc1.20.21.4s
ish2.55Ik2.552051kA
Sk3UavIk36.320218MVA
SocSNocU5006300MVA
ocNocUN10
查附录表A-15,选择SN10—10II/1000型断路器,设备具体参数及计算数据见下表。
高压断路器选择表
序号
安装地点的电气条件
所选设备的技术数据
结论
项目
数据
项目
SN10—10II/1000
1
UW.max/kV
6
UN/kV
10
合格
2
I/A
W.max
313.8
IN/A
1000
合格
3
Sk/MVA
218
Soc/MVA
300
合格
4
ish/kA
51
imax/kA
80
合格
5
I2tima/
(kA2.s)
2021.4
It2t/
(kA2.s)
2
31.522
合格
5-15试选择图5-63中10kV馈线上的电流互感器。
已知该线路的最大工作电流为70A,线路上的短路电流为Ik4.6kA,继电保护动作时间为2s,断路器分闸时间为0.2s,电流互感器二次回路采用2.5mm2的铜心塑料线,互感器与测量仪表相距4m.
解:
(1)准确度校验:
查附录表A-25,
电流互感器二次侧的负荷统计见下表:
DS1
0.5
0.5
总计
1.45
1.1
由上表知,其最大负荷为1.45VA。
取Rtou=0.1Ω,则满足准确度等级的连接导线电阻为
则连接导线(铜线)的截面为
A
lc
RWL
34
2
0.54mm
530.242
按最小允许截面取
1.5mm2
的铜线。
(2)动稳定校验:
ish
2.55Ik2.55
4.6511.73kA
2KesIN1
2160
0.122.6kA
ish11.73kA
满足动稳定要求。
(3)热稳定校验:
timatktprtQF20.22.2s
(KtIN1)2t(900.1)2181kA2sI2tima4.622.246.55kA2s
满足热稳定要求。
5-16某一降压变电所内装有两台双绕组变压器,该变电所有两回35kV电源进线,6回10kV出线,低压侧拟采用单母线分段接线,试画出当高压侧分别采用内桥接线、外桥接线和单母线分段接线时,该变电所的电气主接线单线图。
解:
变电所的电气主接线单线图分别为:
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- 短路 电流 计算 案例 分析