官帽舟電廠短路電流計算

官帽舟電廠短路電流計算作者：向后平以下計算只計系統(tǒng)電抗，即認為系統(tǒng)阻抗中的電阻遠小于電抗值。取計算基準容量Sj=100MVA，基準電壓VB(1)=230kV，VB(2)=37kV，VB(3)=10.5kV，VB(4)=6.3Kv.一、已知參數1、系統(tǒng)參數最大運行方式下系統(tǒng)電抗：X1=X2=0.033最小運行方式下系統(tǒng)電抗：X1=X2=0.045注：最大運行方式是指：官帽舟電站4臺機組全部投運；最小運行方式是指：官帽舟電站只有生態(tài)電站一臺機組運行。2、電站參數（1）主變壓器參數名牌參數（以變壓器在底5檔進行計算。此時變壓器的阻抗最?。?#變壓器從廠家出廠試驗資料查得：第五檔電壓變比：230/10.5，Uk=13.17%，負載損耗PK=271.523（kW）X1B≈Zk1=92.79（Ω）,S1B=75MVA歸算到基準容量的阻抗值為：X，1B=Zk1×（Sj÷S1B）=92.79×100÷75=123.72（Ω）標幺值：X*1B=X，1B×Sj÷VB(1)2=92.79×100÷(230)2=0.1752#變壓器廠家出廠資料查得（在第五檔）：第五檔電壓變比：230/37/10.5Uk1-2=24.52%，ZK1-2=143.98(Ω)，PK1-2=150.960（kW）Uk1-3=14.06%，ZK1-3=82.55(Ω)，PK1-3=354.232（kW）Uk2-3=8.97%，ZK2-3=1.37(Ω)，PK2-3=113.363（kW）容量比：90000/50000/90000則：X21≈(ZK1-2＋ZK1-3－ZK2-3)÷2=112.58(Ω)X22≈(143.98＋1.37－82.55)÷2=31.705(Ω)X23≈(82.55＋1.37－143.98)÷2=-30.03(Ω)歸算到基準值：X，21B=X21×（Sj÷S1B）=112.58×100÷90=125.09(Ω)X，22B=31.705×100÷90=35.23(Ω)，X，23B=-33.37(Ω)標幺值：X*21B=X21×Sj÷VB(1)2=112.58×100÷(230)2=0.213同理：X*22B=0.060，X*23B=-0.0573#變壓器從廠家出廠試驗資料查得：第五檔電壓變比：36.580/6.3，Uk3=7.88%，負載損耗PK3=5.3268（kW）X3≈ZK3=8.43（Ω）歸算到基準值：X*3B=Uk3×（SJ÷S3B）=（7.88÷100）×100÷(12.5)=0.630（2）35kV線路參數35kV線路（計35kV線路長8.35km,每公里線路電抗X=0.4、電纜長度0.6km，電纜每公里電抗X=0.08）：X*3L=8.35×0.4×100÷(37)2+0.6×0.08×100÷(37)2=0.247（3）發(fā)電機參數已知：長引水大機PN=55MW，生態(tài)小機PN=5MW，conφ=0.85；算的大機SN=64.7MVA，小機SN=5.88MVA.電機廠提供的單臺發(fā)電機組參數如下（順序是長引水大機、生態(tài)小機）：發(fā)電機縱軸同步電抗Xd=1.1117、0.9961發(fā)電機縱軸瞬變電抗X'd=0.2335、0.3128發(fā)電機縱軸超瞬變電抗X?d=0.1844、0.2513歸算到基準值：發(fā)電機縱軸同步電抗X*d=1.718、16.940發(fā)電機縱軸瞬變電抗X'*d=0.361、5.320發(fā)電機縱軸超瞬變電抗X?*d=0.285、4.274。二、最大運行方式下站內短路電流計算官帽舟電站系統(tǒng)最大運行方式下的d(3)短路點及等值網絡圖及短路點的選擇如圖1所示系統(tǒng)阻抗0.033X*1B系統(tǒng)阻抗0.033X*1B=0.1751#機X?d=0.2852#機X?d=0.2853#機X?d=4.2744#機X?d=4.274X*23B=-0.057X*22B=0.060X*21B=0.23135kV線路0.247X*3B=0.630f1f2f31、f1的d(3)短路電流計算f1的d(3)短路點化簡后的等值網絡如圖2所示G1系統(tǒng)阻抗0.033G1系統(tǒng)阻抗0.033X*1B=0.1751#機X?d=0.285X等值1=0.228X*21B=0.231X等值2=3.074f1G1G2G'3～圖2：f1的d(3)短路點化簡后的等值網絡將G2、G'3及X*21B作星三星變換后的等值網絡如圖3所示：系統(tǒng)阻抗0.033系統(tǒng)阻抗0.033X*1B=0.1751#機X?d=0.285X等值3=0.476X等值4=6.419f1G1G2G'3～圖3：將G2、G'3及X*21B作星三星變換后的等值網絡將G2、G'3及系統(tǒng)再做故四端星-網電阻網絡變換，得圖4系統(tǒng)阻抗0.221系統(tǒng)阻抗0.2211#機X?d=0.285X等值6=3.1882f1G1G2X等值5=42.994G'3～圖4：四端星-網電阻網絡變換后的f1d(3)網絡經變換后的最終的f1的d(3)短路點化簡后的等值網絡如圖5所示系統(tǒng)計算阻抗0.221系統(tǒng)計算阻抗0.2211#機X?d=0.285X等值3=2.969f1G1G等3～圖5：經星三角變換后的最終的f1的d(3)短路點化簡后的等值網絡系統(tǒng)點短路電流標幺值I*Xd=1/0.221=4.525歸算到短路點的0.2s時系統(tǒng)短路電流If1d(3)=4.525×100÷(31/2×10.5)=24.88（kA）。1#機組的計算電抗：XJS1=0.285×64.7÷100=0.18442#機組的計算電抗：XJS2=3.1882×64.7÷100=2.06283#、4#機組的計算電抗：XJS3等=42.994×2×5.88÷100=5.0561查水輪發(fā)電機短路電流計算曲線，得0.2s時短路電流標幺值I*G1=4.05，I*G2=0.51，I*G3=I*G4=0.2。基準電流：系統(tǒng)：IB=100/(31/2×10.5)=5.499（kA）IG1N=IG2N=64.7/31/2×10.5=3.558（kA）IG3N＋IG4N=2×5.88/31/2×10.5=0.646（kA）算的f1故障點d(3)短路電流為：4.525×5.499＋3.558×（4.05＋0.51）＋0.646×0.2=24.88＋16.22＋0.13=41.23（kA）。2、f2的d(3)短路電流計算f2的d(3)短路點化簡后的等值網絡如圖6所示系統(tǒng)阻抗0.033系統(tǒng)阻抗0.0331#機X?d1=0.4602#機X?d=0.285X*23B=-0.057X*21B=0.231X*=3.074f2112～圖6：f２的d(3)短路點化簡后的等值網絡將、系統(tǒng)、及2B的X*21B先作星–三形等值網絡變換后結果，再與X*四端星-網電阻網絡變換后的等值網絡見圖7所示：系統(tǒng)計算阻抗0.359系統(tǒng)計算阻抗0.3592#機X?d=0.285X等值6=3.263f2G2G1X等值6=2.565G'3～圖7：f2點d(3)計算最終等值網絡1#機組的計算電抗：XJS1=3.263×64.7÷100=2.1112#機組的計算電抗：XJS2=0.285×64.7÷100=0.18443#、4#機組的計算電抗：XJS3等=2.565×2×5.88÷100=0.302查得0.2s時各機組的短路電流標幺值：I*G1=0.5，I*G2=4.05，I*G3=I*G4=2.94。算得f2點d(3)短路電路電流值5.499×（1/0.359）＋3.558×0.5＋3.558×4.05＋0.646×2.94=15.32＋16.19＋1.90=33.41（kA）3、f3的d(3)短路電流計算經化簡后的f3的d(3)短路電流計算網絡圖如圖8所示系統(tǒng)阻抗0.033系統(tǒng)阻抗0.0331#機X?d等=0.4602#機X?d等=0.228生態(tài)X?d=2.137X*21B=0.231X3等值=0.937f3圖8：化簡后的f3的d(3)短路電流計算網絡圖將、系統(tǒng)、及2B的X*21B先作星–三形等值網絡變換后結果，再與X*四端星-網電阻網絡變換后的等值網絡見圖9所示：系統(tǒng)等值阻抗3.237系統(tǒng)等值阻抗3.2373#4#機X?d=2.137X等值5=29.443F3G3G1X等值6=1.716G'2～圖9：f3的d(3)短路電流計算最終網絡圖1#機組的計算電抗：XJS1=29.443×64.7÷100=19.05＞32#機組的計算電抗：XJS2=1.716×64.7÷100=1.113#、4#機組的計算電抗：XJS3等=2.137×2×5.88÷100=0.251查得0.2s時各機組的短路電流標幺值：I*G2=0.97，I*G3=I*G4=3.31?；鶞孰娏鳎合到y(tǒng)：IB=100/(31/2×6.3)=9.164（kA）IG1N=IG2N=64.7/31/2×6.3=5.929kA）IG3N＋IG4N=2×5.88/31/2×6.3=1.078（kA）9.164×（1/3.237）＋5.929×（1/19.05）＋0.97×5.929＋3.31×1.078=2.831＋0.311＋5.751＋3.568=12.461（kA）4、f4的d(3)短路電流計算f4的d(3)短路電流計算等值網絡見圖10系統(tǒng)阻抗0.033系統(tǒng)阻抗0.033X*1B=0.1751#機X?d=0.2852#機X?d=0.2853#機X?d=4.2744#機X?d=4.274X*23B=-0.057X*22B=0.060X*21B=0.23135kV線路0.247X*3B=0.630f4圖10f4的d(3)短路電流計算等值網絡經合并及星－三星變換及再四端星-網電阻網絡變換后的等值網絡見圖11所示。系統(tǒng)等值阻抗1.350系統(tǒng)等值阻抗1.3503#4#機X?d=2.767X等值5=12.276F4G3G1X等值6=0.716G22～圖11f4的d(3)短路電流計算最終網絡圖1#機組的計算電抗：XJS1=12.276×64.7÷100=7.943＞32#機組的計算電抗：XJS2=0.716×64.7÷100=0.4633#、4#機組的計算電抗：XJS3等=2.767×2×5.88÷100=0.325查得0.2s時各機組的短路電流標幺值：I*G2=2.1，I*G3=I*G4=2.83?；鶞孰娏鳎合到y(tǒng)：IB=100/(31/2×37)=1.56（kA）IG1N=IG2N=64.7/31/2×37=1.01kA）IG3N＋IG4N=2×5.88/31/2×37=0.184（kA）1.56×（1/1.350）＋1.01×（1/7.943）＋2.1×1.01＋2.83×0.184=1.16＋0.12＋2.12＋0.52=3.92（kA）。三、最小運行方式下站內短路電流計算最小方式下，計算的故障點如圖12所示系統(tǒng)阻抗0.045系統(tǒng)阻抗0.045X*1B=0.1751#機X?d=0.2852#機X?d=0.2853#機X?d=4.2744#機X?d=4.274X*23B=-0.057X*22B=0.060X*21B=0.23135kV線路0.247X*3B=0.630f1f2f3F4F5圖12：最小運行方式下站內故障點選擇最小運行方式是指：1F、2F停運，1B、2B、3B運行，生態(tài)電站只有一臺機運行（假定4號機停運），系統(tǒng)也為最小運行方式。由于針對f1故障點，2#機、4#機不需計算；對f2故障點，1#機、4#機不需計算；對f3故障點，1#機、2#機、4#機不需計算；對f4故障點，1#機、2#機、4#機不需計算；對f4故障點，1#機、2#機、4#機則不需計算。故上述故障點三相短路電流計算較為簡單。計算結果如下表。故障點系統(tǒng)提供故障電流（kA）3#機提供故障電流（kA）故障點電流（kA）f124.830.2196（歸算到35kV側：0.0623）25.05f225.4581.156（歸算到35kV側：0.328）26.61f37.555（歸算到35kV側：1.286）1.784（歸算到35kV側：0.303）9.339f42.6760.278（歸算到35kV側：0.278）2.954f55.5780.0434（歸算到35kV側：0.269）5.621對f1故障點，系統(tǒng)計算電抗Xs=0.2214，機組計算電抗：XG3=26.78×5.88÷100=1.574。查得0.2s時3#機組的短路電流標幺值：I*G3=0.68。故I(3)f1=5.499×（1/0.2214）＋(IG3N=1×5.88/31/2×10.5=0.323（kA）)×0.68=25.05（kA）。對f2故障點，系統(tǒng)計算電抗Xs=0.216。機組計算電抗：XG3=4.078×5.88÷100=0.2397。查得0.2s時3#機組的短路電流標幺值：I*G3=3.58。故I(3)f2=5.499×（1/0.216）＋(IG3N=1×5.88/31/2×10.5=0.323（kA）)×3.58=26.61（kA）。對f3故障點：系統(tǒng)計算電抗：Xs=1.213。機組計算電抗：XG3=4.274×5.88÷100=0.2513。查得0.2s時3#機組的短路電流標幺值：I*G3=3.31。故I(3)f3=9.164×（1/1.213）＋(IG3N=1×5.88/31/2×6.3=0.539（kA）)×3.31=9.339（kA）。對f4故障點，系統(tǒng)計算電抗：Xs=0.583。機組計算電抗：XG3=4.904×5.88÷100=0.2884查得0.2s時3#機組的短路電流標幺值：I*G3=3.03。故I(3)f4=1.56×（1/0.583）＋(IG3N=1×5.88/31/2×37=0.0918（kA）)×3.03=2.954（kA）。對f5故障點，系統(tǒng)計算電抗：Xs=0.045。機組計算電抗：XG3=5.442×5.88÷100=0.32查得0.2s時3#機組的短路電流標幺值：I*G3=2.933。IB=100/(31/2×230)=0.251，IG3N=5.88/31/2×230=0.0148（kA）故I(3)f5=0.251×（1/0.045）＋(IG3N=1×5.88/31/2×230=0.0148（kA）)×2.933=5.621（kA）。四、大電站兩臺機組停運，生態(tài)電站兩臺機組運行時，f3、f4、f5點三相短路電流計算此時系統(tǒng)提供給故障點電流不須計算故障點系統(tǒng)提供故障電流（kA）3#機提供故障電流（kA）故障點電流（k