短路電流與歸算阻抗計算

1、短路電流與歸算阻抗計算歸算阻抗計算：1、標(biāo)么值：有名值基值（與有名值同單位 ）標(biāo)么值是相對某一基值而言的，同一有名值，當(dāng)基準(zhǔn)值選取不一樣時，其標(biāo)么值也不一樣。基 值體系中有兩個獨立的基值量，一個為基值容量SB，另一個為基準(zhǔn)電壓 UB，其他基值量（電流 IB，阻抗 ZB 等）可由以上兩個基值量算出，基值之間滿足以下關(guān)系：UB= 3ZBIB，SB= 3 UBIB一般個電壓等級的 UB取之分別為 525kV 、230kV 、 115kV 、 10.5kV ，而 SB一般取 100MV A 。2、兩圈變的阻抗計算：一般變壓器的銘牌參數(shù)中會給出變壓器的額定容量Se,額定電壓 Ue，額定電流 Ie，還有一

2、個就是短路電壓百分比 Uk% ，一般有了這些參數(shù)我們就可以算出兩圈變壓器的正序阻抗了：將變壓器二次側(cè)繞組短路， 逐漸升高在一次側(cè)繞組所加的電壓， 當(dāng)一次側(cè)電流達到額定值 IN 時， 此時一次側(cè)繞組所加的電壓稱為短路電壓，短路電壓與額定電壓的比值即為短路電壓百分比用 Uk%表 示 ， 這個 參 數(shù)計 算 公式 為 ：Uk%3IeXT100% ,由 此可 以得 到變壓 器 電 抗有 名 值：XTUk% ?Ue2100 ? Se，這里Ue 為變壓器歸算側(cè)的額定電壓。將 Uk% 其 除 以 100 就 變 為 以 主 變 額 定 容 量 和 額 定 電 壓 為 基 準(zhǔn) 的 變 壓 器 電 抗 標(biāo) 么

3、值Uk%X eT* 100SeX T ?（Ue）2由此可以換算到統(tǒng)一基準(zhǔn)值的變壓器電抗標(biāo)么值：XT*Uk% ?（ U N ）2 SB100 U B SeDKSC-500/10.5 ，另外介紹一下變壓器個參數(shù)之間的關(guān)系， Se= 3 UeIe，這同樣也適用于接地變、站用變，有些高壓側(cè)：IeSe3Ue500 10003 10.5 100027.49 A低壓側(cè)：Se500 1000 759.69A3 380額定容量：SN=500/100kV A ，額定電壓： UN=11/0.4kV ，要求計算該變壓器的額定電流。銘牌參數(shù)看不清，我們就可以通過這個公式計算需要的參數(shù)。比如某接地變型號：如何計算：這里有

4、些錯誤的算法：上式錯的原因是給的參數(shù)額定電壓在計算時未用到，計算用的電壓是習(xí)慣電壓，而且忽略了變 高、變低的額定容量不同。正確的計算方法是：Se高壓側(cè)： Ie Se3Ue500 100026.24 A3 11 1000Se低壓側(cè)： Ie Se3Ue100 1000144.34 A ,雖然結(jié)果差的不多， 但是概念有點不清楚。3 0.4 10003、三圈變的阻抗計算：三圈變給的銘牌參數(shù)為 Uh-m%, Uh-l% ， Um-l% ，這三個參數(shù)是分別由三繞組變壓器兩兩繞組間短路電壓試驗時測得的。XT1XT2三繞組變壓器等值電路由這三個參數(shù)可以計算出高、中、低壓側(cè)對應(yīng)的阻抗電壓：1 (Uh-m% Uh

5、-l% Um-l%) Us1% ?s1 2 100U S2 %U S3%1 ?(Uh- m% Um-l% Uh-l%)2 1001 ?(Uh-l% Um -l% Uh-m%)2 100同雙繞組變壓器一樣，可以算出三繞組變壓器各個繞組的電抗有名值：2UeXT1U S1%?USeeUe2XT2U S2%? SeUe2XT3U S3%?USee4、比如計算 10kV 母線的歸算阻抗：一般市調(diào)會給出 110kV 母線的歸算阻抗，各縣調(diào)只需加上主變的阻抗，并歸算到 10kV 側(cè)（或 35kV 側(cè)）即可。這里注意：市調(diào)給出的 110kV 母線的歸算阻抗是歸算到 110kV 電壓等級的，要將 他歸算到 10

6、kV 側(cè)（或 35kV 側(cè)），還需要除以變比的平方。另外，歸算阻抗還分大、小方式，對于 10kV 母線或 35kV 母線歸算阻抗大方式考慮兩臺主變并列運行，小方式考慮單臺主變運行（注意： 要考慮阻抗值大的變壓器運行） 。110kV10kV二、短路電流：1、對稱分量法。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，三相電流和三相電流一般呈不對稱狀態(tài)，我們將不對稱的三相電壓和電流分解成正序、負(fù)序和零序三個分量。即：UAU A1U A2U A0UBU B1UB2U B02aU A1aU A2U A0UCUC1UC2UC0aU A12aU A2U A0UA1UB1C2UB0UC0零序電流也類似。2、短路電流計算1）、三相短路：

7、計算公式： IEZ比較簡單，符合歐姆定律。2）、主要說一下兩相金屬性短路：設(shè)線路 B、C 相發(fā)生金屬性短路。ABC邊界條件為： UkB UkC ， IkA 0，IkB I kC0U kBU B1U B2 U B02aU A1aU A2U A0U kCUC1UC2 UC0aU A12aU A2U A0由UkB UkC 得到： U A1 UA22I kB IB1 I B2 I B0 a I A1 a I A2 I A02IkC IC1 IC2 IC0 aIA1 aIA2 IA0由IkB IkC 0得到 IA1 IA2由 IkA 0、 IkB IkC 0,得到 I A0 0 由邊界條件可以得到： U

8、A1 UA2 ，IA1 IA2，IA0 0再由邊界條件畫出兩相短路復(fù)合序網(wǎng)圖如下圖所示：兩相短路復(fù)合序網(wǎng)圖結(jié)合復(fù)合序網(wǎng)圖可以求出各序電流如下：I IEsAEsAI A1I A2 Z1 Z2 2Z1B、C 相的故障相電流為：IkBj 3 EsAj 3 EsA2Z12 Z122IkC a I A1 a I A2 IA0 a I A1 aI A1注意：這里 EsA 為相電壓。3、短路電流計算，以單相金屬性接地短路為例：設(shè)線路 A 相發(fā)生金屬性接地。邊界條件為：UkA 0， IkB0，IkC由邊界條件可以得到： UA UA1 UA2 UA0 0，IA1 IA2 I A0再由邊界條件畫出單相接地復(fù)合序網(wǎng)

9、圖如下圖所示：Z1S單相接地復(fù)合序網(wǎng)圖結(jié)合復(fù)合序網(wǎng)圖可以求出各序電流如下：IIIEsAI A1 I A2 I A0Z1 Z2 Z 0A 相接地時的故障相電流為：I .I .I . I .3EsAIkA I A1 I A2 I A0Z1 Z2 Z0同理，其他類型的故障，如兩相接地短路，只要大家找到邊界條件，之后畫出復(fù)合序網(wǎng)圖，就可以算出短路電流大小。有興趣大家可以自己算一算，對照一下參考書，可以加深一下印象。三、應(yīng)用舉例：110kV 母線歸算阻抗：大方式： Z1max=8.02 ，小方式 Z1min=19.72 ；兩臺主變參數(shù)：型號： SZ9-50000/110 （西門子變壓器有限公司） ，額定

10、容量： SN=50/50MV A，額定電壓： UN=110±8×1.25%/10.5kV ，額定電流： Ie=262.4/2749.3A ，短路電壓百分比： Uk%=16 。求10kV 母線的歸算阻抗，以及主變變低發(fā)生兩相短路時，流過變高的短路電流。首先計算110kV 母線等值阻抗歸算到 10kV 側(cè)的值：大方式：10.52Z1max2 8.02 2 0.0731102小方式：10.52Z1min2 19.72 2 0.1791102計算變壓器歸算到 110kV 電壓等級的阻抗 Xk1 ：16 1102?100 5038.72Uk% Ue2Xk1 ?100 Se計算計算變壓器歸算到10kV 電壓等級的阻抗 Xk2 ：Uk% Ue2Xk2 ?100 Se16 10.52?100 500.353這樣 10kV 母線的歸算阻抗為：大方式： Zmax=0.073+0.353 ÷ 2=0.25 小方式： Zmin=0.179+0.353=0.532 注： 10kV 線路末端兩相短路電流計算公式為：Id（