380v电力系统三相短路电流修正曲线建立方法

xiaoxiao2020-10-23  20

380v电力系统三相短路电流修正曲线建立方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电气领域,具体地,涉及一种380V电力系统三相短路电流修正曲线建 立方法。
【背景技术】
[0002] 在发电厂电力系统设计中,"380V电力系统三相短路电流曲线"是一种实用型计 算工具,它反映的是在电网和发电厂组成的某种电力系统条件下,不同的低压厂变、不同的 电缆型号和长度,对应着不同的三相短路电流值。在以往的电力系统设计规程和手册中, 如1989年出版的《电力工程电气设计手册(电气一次部分)》、2002年出版的《火力发电厂 厂用电设计技术规程(DL/T5153-2002)》等,都收录了这种曲线。长期以来,电力系统设计 人员都是以上述规程和手册中的曲线为依据,计算380V系统三相短路电流,并进行系统设 计、设备选型和继电保护整定计算等工作。然而以上规程和手册都是在较早时期编制的,当 时电力系统的发电机组既少又小,相应的电网短路容量也小,从而380V系统三相短路电流 也相对较小。
[0003] 本世纪初国家电力体制改革政策实施后,全国电力系统得到了迅速发展,发电装 机容量迅速扩大,电网短路容量也相应增大了许多,另外随着电力系统广泛采用不同型式 的低压变压器,其参数的变化也对短路电流也造成了一定影响,目前的380V电力系统三 相短路电流已经有所增大,因此有必要结合当前电网和发电厂的实际特征,建立一种新的 380V电力系统三相短路电流修正曲线。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供一种380V电力系统三相短路电流修正曲线建立方法,该修 正曲线建立方法可以更加精确地建立380V电力系统三相短路电流修正曲线,以便于电力 系统设计人员更精确地计算380V电力系统三相短路电流。
[0005] 为了实现上述目的,本发明提供一种380V电力系统三相短路电流修正曲线建立 方法,该方法包括:S1)计算变压器高压侧到短路点的电阻R和电抗X ;S2)根据所述变压器 高压侧到短路点的电阻R和电抗X计算变压器高压侧到短路点的阻抗Z ;S3)根据所述变压 器高压侧到短路点的阻抗Z计算短路电流Id;S4)根据电缆从始端到短路点的长度L和所 述短路电流I d的函数关系建立三相短路电流修正曲线。
[0006] 通过上述技术方案,先后计算变压器高压侧到短路点的电阻R、变压器高压侧到短 路点的电抗X、变压器高压侧到短路点的阻抗Z和短路电流I d,在利用电缆从始端到短路点 的长度L和计算出的短路电流1,的函数关系建立380V电力系统三相短路电流修正曲线。 利用该方法建立的380V电力系统三相短路电流修正曲线更加精确,方便于电力系统设计 人员更精确地计算380V电力系统三相短路电流。
[0007] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0008] 附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0009] 图1是本发明提供的380V电力系统三相短路电流修正曲线建立方法的流程图;
[0010] 图2是本发明提供的2500KVA低压厂变对应的380V电力系统三相短路电流修正 曲线。
【具体实施方式】
[0011] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0012] 图1是本发明提供的380V电力系统三相短路电流修正曲线建立方法的流程图。如 图1所示,380V电力系统三相短路电流修正曲线建立方法包括:S1)计算变压器高压侧到短 路点的电阻R和电抗X ;S2)根据所述变压器高压侧到短路点的电阻R和电抗X计算变压器 高压侧到短路点的阻抗Z ;S3)根据所述变压器高压侧到短路点的阻抗Z计算短路电流Id; S4)根据电缆从始端到短路点的长度L和所述短路电流I d的函数关系建立三相短路电流修 正曲线。
[0013] 低压厂用变压器(下文称低压厂变)一般采用2500KVA、2000KVA、1600KVA、 1250KVA、1000KVA、800KVA等不同容量等级的干式变压器,低压侧采用铝母线,馈线采用铝 芯电缆。
[0014] 上文中变压器高压侧到短路点的电阻R可通过公式(1)得出:
[0015] R = Rb+Rm+RL (1)
[0016] 其中Rb为变压器线圈电阻,Rm为母线电阻,为电缆电阻。
[0017] 公式⑴中的电缆电阻&由于电缆截面和电缆从始端到短路点的长度不同而不 同,由于电力系统现场多用低压三芯铝芯塑料绝缘电缆,因此本发明以此电缆为准,具体参 数可以参考表1。表1是低压三芯铝芯塑料绝缘电缆三相短路时的电阻。表1中,以第一组 数据为例,2 (3 X 150)代表2根并排的三芯铝芯塑料绝缘电缆,截面为150mm2,每米电阻为 0.126mD。至于其它组则不在赘述。&为每米电阻1^与电缆长度的乘积。
[0018] 表1低压三芯铝芯塑料绝缘电缆三相短路时的电阻(mD)
[0020] 公式⑴中的母线电阻Rm电阻很小,对整个380V电力系统的影响甚微,因此可以 统一按照错母线截面为200mmX 20mm,长20m计算,而电抗忽略不计。因此&为一固定值, 约为 0? 177mD。
[0021] 公式(1)中变压器线圈电阻Rb可通过公式⑵得出:
[0023] 其中,Pd为变压器额定负载的短路损耗,U e为变压器额定电压,S 6为变压器额定容 量。
[0024] 公式⑵中,Pd、UjPSe均为已知量,具体参数如表2所示,U$U le或U2e,Ule为 变压器一次侧(高压侧)额定电压,u2e为变压器二次侧(低压侧)额定电压。
[0025] 表2低压厂变参数表
[0027] 另外,上文所述变压器高压侧到短路点的电抗X可通过公式(3)得出:
[0028] X = Xb+XL+Xs (3)
[0029] 其中Xb为变压器线圈电抗,X #电缆电抗,Xs为系统电抗。
[0030] 公式(3)中电缆电抗\参数可以参照表3, X A每米电抗X i与电缆长度的乘积。
[0031] 表3低压三芯铝芯塑料绝缘电缆三相短路时的电抗(mD )
[0032]
[0033] 公式(3)中的系统电抗Xs由电网、主变和高厂变电抗加和得到,由于发电机组型 式各异,参数差别很大,短路容量也不相同。本发明以FG电厂为例,该电厂为空冷方式,高 压厂变容量较大。电网联系电抗标么值取常规值〇. 005,额定容量基准值h取100MVA,额 定电压基准值Uj取0. 4KV,则通过公式:
计算得到电抗基准值Xj = 1.6mD。通过公式
.计算得出主变标幺值为0.0192,通过公式
-计算 出高厂变标幺值为〇. 2251,电网、主变和高厂变电抗即为各自的标幺值与电抗基准值Xj的 积,因此计算得出系统电抗Xs约为0. 3989m Q。
[0034] 公式(3)中的变压器线圈电抗Xb可通过公式⑷得出:
[0036] 其中Ux%为变压器电抗电压百分值。
[0037] 公式⑷中1与S e均为已知值,可以从表2中得到。
[0038] 公式⑷中的变压器电抗电压百分值Ux%可通过公式(5)得出:
[0040] 其中Ud%为变压器短路阻抗百分值。
[0041] 公式(5)中Pd、SjP U d%均可以从表2中得到。
[0042] 在计算出变压器高压侧到短路点的电阻R和变压器高压侧到短路点的电抗X后, 变压器高压侧到短路点的阻抗Z已可以通过以下公式得出:
。将上述各参 数与公式应用至本公式中,可以得到如下公式:
[0044]最后,可通过公式
计算短路电流Id,其中U2e为变压器低压侧额定电 压,u2e为0. 4(参考表2)。将上述各参数与公式应用至本公式中,可以得到如下公式:
[0045] 图2是本发明提供的2500KVA低压厂变对应的380V电力系统三相短路电流修正 曲线。以2500KVA低压厂变为例,利用上文所述公式(1)-(5),可以计算各种截面的电缆 中不同电缆长度对应的三相短路电流,并在电缆截面不变的情况下多次带入不同的电缆长 度,得到不同的三相短路电流,并绘制如图2所示的修正曲线。利用此2500KVA低压厂变的 三相短路电流修正曲线,电力系统设计人员可以极为方便也更加精确地计算2500KVA低压 厂变的三相短路电流,并进行系统设计、设备选型和继电保护整定计算等工作。
[0046] 2000KVA、1600KVA、1250KVA、1000KVA和800KVA等各种容量等级的变压器所对应 的三相短路电流修正曲线均可利用本发明上文公式逐一绘制,在此不再赘述。
[0047] 表4是新的380V电力系统三相短路电流修正曲线(下文称新曲线)与旧的380V 电力系统三相短路电流指导曲线(下文称旧曲线)中的最大短路电流的比较表。
[0048] 表4新曲线与旧曲线最大短路电流比较表
[0050] 如表4所示,无论变压器容量是多少,新曲线中最大短路电流都要高于旧曲线中 最大短路电流10个百分点左右,在低压厂用电系统设计和继电保护整定计算工作中,如果 仍采用旧曲线数据,如此大的数据偏差将导致设计和计算结果严重偏差,甚至造成严重后 果。
[0051]因此,以新曲线作为评价低压厂用电系统,特别是继电保护整定计算工作的依据, 并采取措施降低380V系统三相短路电流水平,减小短路电流冲击,是十分必要的。
[0052] 通过上述技术方案,先后计算变压器高压侧到短路点的电阻R、变压器高压侧到短 路点的电抗X、变压器高压侧到短路点的阻抗Z和短路电流I d,在利用电缆长度L和计算出 的短路电流1<!的函数关系建立380V电力系统三相短路电流修正曲线。利用该方法建立的 380V电力系统三相短路电流修正曲线更加精确,方便于电力系统设计人员更精确地计算 380V电力系统三相短路电流。
[0053] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0054]另外需要说明的是,在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征,在不矛 盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0055] 此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本 发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1. 一种380V电力系统三相短路电流修正曲线建立方法,其特征在于,该方法包括: 51) 计算变压器高压侧到短路点的电阻R和电抗X ; 52) 根据所述变压器高压侧到短路点的电阻R和电抗X计算变压器高压侧到短路点的 阻抗Z ; 53) 根据所述变压器高压侧到短路点的阻抗Z计算短路电流Id; 54) 根据电缆从始端到短路点的长度L和所述短路电流Id的函数关系建立三相短路电 流修正曲线。2. 根据权利要求1所述的修正曲线建立方法,其特征在于,所述变压器高压侧到短路 点的电阻R通过以下公式得出:R = Rb+Rm+&,其中Rb为变压器线圈电阻,Rm为母线电阻,R l为电缆电阻。3. 根据权利要求2所述的修正曲线建立方法,其特征在于,电缆电阻L通过以下公式 得出:?= R1XL,其中R1为每米电缆的电阻。4. 根据权利要求2所述的修正曲线建立方法,其特征在于,所述变压器线圈电阻Rb通 过以下公式得出:,其中,Pd为变压器额定负载的短路损耗,U e为变压器额 定电压,Se为变压器额定容量。5. 根据权利要求1所述的修正曲线建立方法,其特征在于,变压器高压侧到短路点的 电抗X通过以下公式得出:X = Xb+\+Xs,其中Xb为变压器线圈电抗,X A电缆电抗,X s为系 统电抗。6. 根据权利要求5所述的修正曲线建立方法,其特征在于,电缆电抗X 过以下公式 得出A= X1XL,其中X1为每米电缆的电抗。7. 根据权利要求5所述的修正曲线建立方法,其特征在于,所述变压器线圈电抗X ,通 过以下公式得出:,其中Ux%为变压器电抗电压百分值。8. 根据权利要求7所述的修正曲线建立方法,其特征在于,所述变压器电抗电压百分 值Ux%通过以下公式得出:其中Ud%为变压器短路阻抗百分值。9. 根据权利要求1所述的修正曲线建立方法,其特征在于,所述变压器高压侧到短路 点的阻抗Z通过以下公式得出10. 根据权利要求1所述的修正曲线建立方法,其特征在于,短路电流I d通过以下公式 得出:其中U2e为变压器低压侧额定电压。
【专利摘要】本发明涉及电气领域,公开了一种380V电力系统三相短路电流修正曲线建立方法,该方法包括:S1)计算变压器高压侧到短路点的电阻R和电抗X;S2)根据所述变压器高压侧到短路点的电阻R和电抗X计算变压器高压侧到短路点的阻抗Z;S3)根据所述变压器高压侧到短路点的阻抗Z计算短路电流Id;S4)根据电缆从始端到短路点的长度L和所述短路电流Id的函数关系建立三相短路电流修正曲线。利用该方法建立的380V电力系统三相短路电流修正曲线更加精确,方便于电力系统设计人员更精确地计算380V电力系统三相短路电流。
【IPC分类】G01R19/00
【公开号】CN104897945
【申请号】CN201510330018
【发明人】李子峰
【申请人】神华集团有限责任公司, 神华国能集团有限公司, 神华国能宝清煤电化有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日

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