110KV變電所防雷接地系統(tǒng)的短路電流計(jì)算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u24426110KV變電所防雷接地系統(tǒng)的短路電流計(jì)算過程案例 1194111.1短路電流計(jì)算概述 1182991.2三相短路電流的計(jì)算 2213821.3不對稱短路電流的計(jì)算 6115981.3.1不對稱短路電流的計(jì)算方法 6300571.3.2110kV側(cè)母線(d1)發(fā)生不對稱短路 7284661.3.335kV側(cè)母線(d2點(diǎn))發(fā)生不對稱短路 10215591.3.410kV側(cè)母線(d3)發(fā)生不對稱短路 121.1短路電流計(jì)算概述短路產(chǎn)生的原因多種多樣，概括下來包括以下幾個(gè)方面：(1)線路、設(shè)備老化，會(huì)導(dǎo)致絕緣層破壞而可能引起短路故障(2)人為破壞：大多數(shù)相關(guān)人員的失靈是由于工人違反安全操作規(guī)定（例如載重開關(guān)或?qū)㈦妷涸O(shè)備錯(cuò)誤連接到高壓電路）而導(dǎo)致的故障和短路。(3)氣象條件影響：雷擊后，會(huì)發(fā)生閃爍和放電，在低溫時(shí)電線結(jié)冰而導(dǎo)致架空輸電線路斷開，風(fēng)災(zāi)導(dǎo)致電線桿塌陷。(4)鳥獸觸碰：鳥獸落在裸導(dǎo)線上會(huì)引起短路。造成短路的后果：(1)產(chǎn)生大電流，會(huì)損壞設(shè)備內(nèi)部的元件，產(chǎn)生的電能會(huì)帶來電磁力破壞設(shè)備，同時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的后果。(2)引起低電壓。結(jié)果會(huì)使電子設(shè)備將無法正常運(yùn)行。這種危險(xiǎn)會(huì)導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)。存在干擾抑制和對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的損害，線路損耗，熱量損耗，無功功率等的增加，影響通訊，通訊等。(3)短路時(shí)電流方向會(huì)改變，會(huì)流到低電阻的電氣設(shè)備（電線、或忽略電阻的電線），從而導(dǎo)致短路的電氣設(shè)備（或電源）發(fā)生故障，并且引起火災(zāi)。(4)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，當(dāng)相之間或相與地面（或中性點(diǎn)）之間存在異常連接（即短路）時(shí)，會(huì)流過非常大的電流。短路是具有不同電勢的導(dǎo)電部件之間的低電阻短路，它對應(yīng)于一個(gè)閉合控制電路，該閉合控制電路通過導(dǎo)線直接連接而不傳導(dǎo)負(fù)載。根據(jù)我國電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，由于線路、設(shè)備老化，加上惡劣環(huán)境條件和人為因素，電力系統(tǒng)發(fā)生短路的可能性時(shí)刻存在著。短路發(fā)生后，雖然電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在有限時(shí)間內(nèi)可以切斷短路源，將短路損失報(bào)的可能性降到最低，但是在一些特殊情況下也容易發(fā)生安全事故。但是為了避免這種安全隱患，我們再電力設(shè)計(jì)中要做好短路計(jì)算工作，這樣在電氣設(shè)備選型中可以留出足夠的裕度，來避免短路瞬時(shí)帶來的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)，不至于引起電氣設(shè)備和人體的損傷。短路計(jì)算的結(jié)果關(guān)系到電氣設(shè)備校驗(yàn)和選型的整個(gè)過程，短路計(jì)算數(shù)值大，就應(yīng)該選擇電氣參數(shù)優(yōu)越的電氣設(shè)備。短路計(jì)算的也影響著電氣主接線選擇和主要電氣元件的繼電保護(hù)整定計(jì)算和校驗(yàn)。因此，可以說短路計(jì)算是電氣設(shè)備選型、繼電保護(hù)整定計(jì)算的基礎(chǔ)，我們應(yīng)該做好短路計(jì)算工作，準(zhǔn)確計(jì)算短路計(jì)算相關(guān)數(shù)值。1.2三相短路電流的計(jì)算變壓器各繞組等值電抗：（1.1）變壓器高壓側(cè)繞組、中壓側(cè)繞組、低壓側(cè)繞組電抗標(biāo)幺值分別為：，由電流和視在功率、電壓的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可得基準(zhǔn)電流為：短路計(jì)算要計(jì)算的數(shù)據(jù)主要包括各個(gè)電壓等級下的短路電流Id，沖擊電流ish，短路容量Soc等。其中這三個(gè)短路數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，如以下公式所示：==最大方式下電源阻抗標(biāo)幺值：最小方式下電源阻抗標(biāo)幺值：d1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)：圖1.2d1點(diǎn)等效電路圖最大方式下：最小方式下：=8.37kA==2.55×8.37=21.34kA×115×8.37=1666.67MV·Ad2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)：圖1.3d2點(diǎn)等效電路圖最大方式下：最小方式下：=0.27=5.78kA==2.55×5.78=11.74kA×115×5.78=370.37MV·Ad3點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)：圖1.4d3點(diǎn)等效電路圖最大方式下：最小方式下：=0.41=13.41kA==2.55×13.41=31.20kA×115×13.41=243.90MV·A表1.1短路計(jì)算數(shù)據(jù)短路點(diǎn)d1d2d3d1d2d3運(yùn)行方式最大最大最大最小最小最小電抗標(biāo)幺值0.0210.2310.3710.060.270.41穩(wěn)態(tài)電流（kA）23.906.7511.828.375.7813.41沖擊電流（kA）60.9617.2237.8021.3411.7431.20短路容量（MV·A）4761.35432.57269.521,666.67370.37243.901.3不對稱短路電流的計(jì)算1.3.1不對稱短路電流的計(jì)算方法（1）求正、負(fù)、零序等值電抗。（2）根據(jù)正序增廣網(wǎng)絡(luò)，求出附加電抗X?I（3）根據(jù)正序增廣網(wǎng)絡(luò)求短路電流標(biāo)幺值。I（4）短路電流有名值。I（5）短路時(shí)的X?和M值見表1.1表1.1各種短路時(shí)的X?短路種類XM三相短路01單相短路X3兩相短路X3兩相接地短路X3對于不旋轉(zhuǎn)的靜止電力元件（變壓器、架空線等）正序電抗等于負(fù)序電抗；X線路零序電抗等于正序電抗的3倍：X1.3.2110kV側(cè)母線(d1)發(fā)生不對稱短路正序等值電路如圖1.5所示。圖1.5d1點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時(shí)的正序等值電路圖零序等值電路如圖1.6所示。圖1.6d1點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時(shí)的零序等值電路圖最大方式下：=0.021=0.04681.短路點(diǎn)d1發(fā)生單相接地短路時(shí)=0.021+0.0468=0.0678,M=3短路點(diǎn)d1的單相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=33.79短路點(diǎn)d1單相接地短路電流有名值=33.79×0.502=16.97kA2.短路點(diǎn)d1發(fā)生兩相短路時(shí)：=0.021,M=短路點(diǎn)d1的兩相短路正序電流標(biāo)幺值為=41.24短路點(diǎn)d1的兩相短路電流有名值=41.24×0.502=20.70kA3.短路點(diǎn)d1發(fā)生兩相接地短路時(shí)=0.014，=1.54短路點(diǎn)d1的兩相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=43.27短路點(diǎn)d1的兩相接地短路電流有名值=43.27×0.502=21.72kA最小方式下：=0.06=0.1071.短路點(diǎn)d1發(fā)生單相接地短路時(shí)=0.06+0.107=0.167,M=3=13.219=13.219×0.502=6.637kA2.短路點(diǎn)d1發(fā)生兩相短路時(shí)：=0.06,M==11.43=11.43×0.502=7.25kA3.短路點(diǎn)d1發(fā)生兩相接地短路時(shí)=0.038，=1.520=15.437=15.437×0.502=7.750kA1.3.335kV側(cè)母線(d2點(diǎn))發(fā)生不對稱短路正序等值電路如圖1.7所示。圖1.7d2點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時(shí)的正序等值電路圖零序等值電路如圖1.8所示。圖1.8d2點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時(shí)的零序等值電路圖最大方式下：=0.06+0.5×（0.43-0.01）=0.27=0.0671.短路點(diǎn)d2發(fā)生單相接地短路時(shí)=0.27+0.067=0.337,M=3短路點(diǎn)d2的單相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=1.939短路點(diǎn)d2單相接地短路電流有名值=1.939×1.56=7.708kA2.短路點(diǎn)d2發(fā)生兩相短路時(shí)：=0.27,M=短路點(diǎn)d2的兩相短路正序電流標(biāo)幺值為=3.207短路點(diǎn)d2兩相短路電流有名值=3.207×1.56=5.005kA3.短路點(diǎn)d2發(fā)生兩相接地短路時(shí)=0.054，=1.588短路點(diǎn)d2的兩相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=1.901短路點(diǎn)d2兩相接地短路電流有名值=1.901×1.56=7.648kA最小方式下：=0.06+0.5×（0.43-0.01）=0.27=0.0781.短路點(diǎn)d2發(fā)生單相接地短路時(shí)=0.27+0.078=0.348,M=3短路點(diǎn)d2的單相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=1.855短路點(diǎn)d2單相接地短路電流有名值=1.855×1.56=7.576kA2.短路點(diǎn)d2發(fā)生兩相短路時(shí)：=0.27,M=短路點(diǎn)d2的兩相短路正序電流標(biāo)幺值為=3.207短路點(diǎn)d2兩相短路電流有名值=3.207×1.56=5.005kA3.短路點(diǎn)d2發(fā)生兩相接地短路時(shí)=0.060，=1.574短路點(diǎn)d2的兩相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=1.763短路點(diǎn)d2兩相接地短路電流有名值=1.763×1.56=7.433kA1.3.410kV側(cè)母線(d3)發(fā)生不對稱短路正序等值電路如圖1.9所示。圖1.9d3點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時(shí)的正序等值電路圖最大方式下：=0.021+0.5×（0.43+0.27）=0.371(由于10kV側(cè)繞組為三角形接法，故當(dāng)10kV側(cè)母線發(fā)生不對稱短路時(shí)，零序電流不能流通，所以X(0)=∞1.短路點(diǎn)d3發(fā)生單相接地短路時(shí)=∞,M=3短路點(diǎn)d3的單相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=0短路點(diǎn)d3單相接地短路電流有名值=0×5.50=0kA2.短路點(diǎn)d3發(fā)生兩相短路時(shí)：=0.371,M=短路點(diǎn)d3的兩相短路正序電流標(biāo)幺值為=2.334短路點(diǎn)d3兩相短路電流有名值=2.334×5.50=12.838kA3.短路點(diǎn)d3發(fā)生兩相接地短路時(shí)=0.371，=1.732短路點(diǎn)d3的兩相接地短路正序電流標(biāo)幺值為=2.334短路點(diǎn)d3兩相接地短路電流有名值=2.334×5.50=12.838kA最小方式下：=0.06+0.5×（0.43+0.27）=0.41(由于10kV側(cè)繞組為三角形接法，故當(dāng)10kV側(cè)母線發(fā)生不對稱短路時(shí)，零序電流不能流通，所以X(0)=∞1.短路點(diǎn)d3發(fā)生單相接地短路時(shí)=∞,M=3短路點(diǎn)d3的單相接地短路正序電流標(biāo)幺