短路电流与归算阻抗计算

1、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?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=3UBIB 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Ie，还有一个就是短路电

2、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% 3IeX UN表示，这个参数计算公式为：Uk%?T?100%,由此可以得到变压器电抗有名值： XT?Uk%100?Ue2 Se，这里Ue为变压器归算侧的额定电压。 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 Uk% 100Se?，由此可以换算到统一基准值的变压器电抗标么值：2（Ue）XeT*?X U UTXT*?Uk%

3、100?（N B）2SBSe 1 另外介绍一下变压器个参数之间的关系，Se= 3UeIe，这同样也适用于接地变、站用变，有些铭牌参数看不清，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：DKSC-500/10.5，额定容量：SN=500/100kVA，额定电压：UN=11/0.4kV，要求计算该变压器的额定电流。 如何计算：这里有些错误的算法： Se 3Ue500?10003?10.5?1000高压侧：Ie?27.49A 低压侧：Ie?Se 3Ue?500?10003?380?759.69A 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

4、额定容量不同。 正确的计算方法是： Se 3Ue500?10003?11?1000高压侧：Ie?26.24A 低压侧： Ie?Se 3Ue?100?10003?0.4?1000?144.34A,虽然结果差的不多，但是概念有点不清楚。 3、三圈变的阻抗计算： 三圈变给的铭牌参数为Uh-m%, Uh-l%，Um-l% ，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。 XT2 XT1 XT3 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： 2 U%?s11（Uh-m%?Uh-l%?Um-l%）? 2100 U%?S21（Uh-m%?Um-l%?Uh-l%）

5、? 2100 U%?S31（Uh-l%?Um-l%?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： Ue2 XT1?US1%?Se XT2?US2%?Ue2Se XT3?US3%?Ue2Se 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

6、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）。 3 110kV10kV #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： . U .A?UA1?UA2?UA0 . U .B?UB1?UB2?UB0?aU2A1?aU 2A2?UA0 .UC?UC1?UC2?UC0?aUA1?aUA2?UA0 4 UUB1 正序 UUC2 UA0 UB0 UC0 零序 电流也类似。 2、 短路电流计算 1）、三相短路： E Z计算公式：I（3）? 比较简单，符合欧姆定律

7、。 2）、主要说一下两相金属性短路： 5 设线路B、C相发生金属性短路。 AB C . . . . . 边界条件为：U kB ?U kC ，I kA ?0，I kB ? IkC . ?0 . UkB . ?U B1 ?U B2 ?U B0 ? aU 2 A1 ? aU 2 A2 ?U A0 . UkC . ?U C1 ?U C2 ?U C0 ? aU . A1 ? aU A2 ?U A0 . 由U kB ?U kC 得到：U A1 ?U A2 . IkB . ? IB1?IB2 . . ? IB0 . ? aIA1?aIA2 . 2 . 2 ? IA0 . IkC . ? IC1?IC2?IC

8、0?aIA1?aIA2?IA0 . . . 由I kB ? IkC ?0得到I A1 ? IA2 . 由I kA ?0、I kB ? IkC . ?0,得到I A0 ?0 . 由边界条件可以得到：U A1 ?U A2 ，I A1 ? IA2 ，I A0 ?0 再由边界条件画出两相短路复合序网图如下图所示： 6 EsA 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： . . IA1 ? IA2 ? EZ 1 sA ? Z ? 2 E2Z sA1 B、C相的故障相电流为： . . . . . . . 2 2 IkB ? IkC ? aIA1?aIA2 ? IA0 ? aIA1?aIA1

9、?j3 2Z sA1 ?j 32 Z sA1 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。 ABC . . . 边界条件为：U kA ?0，I kB ?0，I kC ?0 7 . 由边界条件可以得到：UA?UA1?UA2?UA0?0，IA1?IA2?IA0 再由边界条件画出单相接地复合序网图如下图所示： EsA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： . IA1?IA2?IA0?E Z?Z1sA2?Z 0 A相接地时的故障相电流为： . IkA?IA1?IA2?IA0?3E Z?Z1sA2?Z 0 同理，其他类型的故障，

10、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=8.02，小方式Z1min=19.72； 8 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=11081.25%/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： 10.5 11022大方式： Z1max2?8.02?0.073 小方式： Z1min2?19.72?10.5 11022?0.179 计算变压器归算到110kV电压等级的阻抗Xk1： Uk% 100Ue2Xk1?Se?16 100?110 502?38.72 计算计算变压器归算到10kV电压等级的阻抗Xk2： Uk% 100Ue2Xk2?Se?16 100?10.5 502?0.353 这样10kV母线的归算阻抗为： 大方式：Zmax=0.073+0.3532=0.25 小方式：Zmin=0.179+0.353=0.532 注： 10kV线路末端两相短路电