短路电流与归算阻抗计算
一、归算阻抗计算:
1、标么值:
标么值就是相对某一基值而言得,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得基值量,一个为基值容量SB,另一个为基准电压U B,其她基值量(电流I B,阻抗Z B等)可由以上两个基值量算出,基值之间满足以下关系:
UB=Z B I B,S B=U B IB
一般个电压等级得UB取之分别为525kV、230kV、115kV、10、5kV,而S B一般取100MV A。
2、两圈变得阻抗计算:
一般变压器得铭牌参数中会给出变压器得额定容量Se,额定电压Ue,额定电流Ie,还有一个就就是短路电压百分比Uk%,一般有了这些参数我们就可以算出两圈变压器得正序阻抗了:将变压器二次侧绕组短路,逐渐升高在一次侧绕组所加得电压,当一次侧电流达到额定值I N时,此时一次侧绕组所加得电压称为短路电压,短路电压与额定电压得比值即为短路电压百分比用Uk%表示,这个参数计算公式为:,由此可以得到变压器电抗有名值:,这里Ue为变压器归算侧得额定电压。
将Uk%其除以100就变为以主变额定容量与额定电压为基准得变压器电抗标么值,由此可以换算到统一基准值得变压器电抗标么值:
另外介绍一下变压器个参数之间得关系,Se=UeIe,这同样也适用于接地变、站用变,有些铭牌参数瞧不清,我们就可以通过这个公式计算需要得参数。比如某接地变型号:DKSC—500/10、5,额定容量:SN=500/100kVA,额定电压:UN=11/0、4kV,要求计算该变压器得额定电流。
如何计算:这里有些错误得算法:
高压侧:
低压侧:
上式错得原因就是给得参数额定电压在计算时未用到,计算用得电压就是习惯电压,而且忽略了
变高、变低得额定容量不同.
正确得计算方法就是:
高压侧:
低压侧:,虽然结果差得不多,但就是概念有点不清楚.
3、三圈变得阻抗计算:
三圈变给得铭牌参数为Uh-m%,Uh-l%,Um—l%,这三个参数就是分别由三绕组变压器两两绕组间短路电压试验时测得得。
由这三个参数可以计算出高、中、低压侧对应得阻抗电压:同双绕组变压器一样,可以算出三绕组变压器各个绕组得电抗有名值:
4、比如计算10kV母线得归算阻抗:
一般市调会给出110kV母线得归算阻抗,各县调只需加上主变得阻抗,并归算到10kV侧(或35kV侧)即可。这里注意:市调给出得110kV母线得归算阻抗就是归算到110kV电压等级得,要将她归算到10kV侧(或35kV侧),还需要除以变比得平方。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:要考虑阻抗值大得变压器运行)。
110kV
10kV
#1变
#2变
二、短路电流:
1、对称分量法。
电力系统发生故障时,三相电流与三相电流一般呈不对称状态,我们将不对称得三相电压与电流分解成正序、负序与零序三个分量。即:
021021.
.
.
2
.
.
.
.
a a A A A B B B B U U U U U U U ++=++=
021021.
.2
.....a a A A A C C C C U U U U U U U ++=++=
U B1
U 正序
U C2
U
电流也类似。
2、 短路电流计算
1)、三相短路: 计算公式:
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.
边界条件为:,,
021021k .
.
.
2
.
.
.
.
a a A A A B B B B U U U U U U U ++=++=
021021k .
.2
.....a a A A A C C C C U U U U U U U ++=++=
由得到: 由得到 由、,得到
由边界条件可以得到:,,
再由边界条件画出两相短路复合序网图如下图所示:
E sA
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:
B、C 相得故障相电流为:
Z
E Z
E
I I I
I I I
I A
A A A A A A kC
kB
Σ
Σ
1s 1s .
.
2
.
.
.
2
.
.
2
3
j
3
j 1
1
2
1
2a
a
a
a
-=-=-=++=-=
注意:这里为相电压。
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:,,
由边界条件可以得到:,
再由边界条件画出单相接地复合序网图如下图所示:
E sA
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:
A相接地时得故障相电流为:
同理,其她类型得故障,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:
110kV母线归算阻抗:大方式:Z1max=8、02Ω,小方式Z1min=19、72Ω;
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:S N=50/50MV A,额定
电压:U N=110±8×1、25%/10、5kV,额定电流:Ie=262、4/2749。3A,短路电压百分比:Uk%=16。求10kV母线得归算阻抗,以及主变变低发生两相短路时,流过变高得短路电流.
首先计算110kV母线等值阻抗归算到10kV侧得值:
大方式:
小方式:
计算变压器归算到110kV电压等级得阻抗Xk1:
计算计算变压器归算到10kV电压等级得阻抗Xk2:
这样10kV母线得归算阻抗为:
大方式:Zmax=0、073+0、353÷2=0、25Ω
小方式:Zmin=0、179+0、353=0、532Ω
注: 10kV线路末端两相短路电流计算公式为:
,为线路得阻抗值。
主变变低出口发生两相短路时,流过变高得短路电流为:
算出主变变低出口发生两相短路时,流过变高得短路电流后,就可以用这个值来校验变高后备保护得灵敏度了。