工矿企业电气工程师手册 P91 例高压网络三相短路计算 1
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工矿企业电气工程师手册 P91 例高压网络三相短路计算 菲律宾 BANAOANG 泵站工程 91 运行方式 高压网络三相短路计算 审查者: 校核者: 日期: 日期: 计算者: 日期: 1.网络结构数据 高压网络总数: 12 高压网络节点总数: 7 2.基本数据 2. 1 基准值 基准功率: 100 MVA 基准电压: 网络平均电压 (kv) 2. 2 参数 2. 2. 1 1 (N.1 水轮发电机) 始终点: 0-1 类 型:水轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 110 MW 功率因数等于.85 次暂态电抗等于 26.4 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 26.4 MP -- 发电机额定有功功率 等于 110 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.85 26.4 * 100 / 100 / ( 110 /.85 ) = 0.204 2. 2. 2 2 (N.1 变压器) 始终点: 1-2 类 型:变压器 变压器额定容量等于 150 MVA 短路电抗等于 13 (%) UD * SJ / S / 100 13
UD -- 变压器短路电压百分数 等于 13 % S -- 变压器额定容量 等于 150 kva 13 * 100 / 150 / 100 = 0.087 2. 2. 3 3 (N.1 架空线路) 始终点: 2-4 类 型:架空线路 架空线路长度等于 100 km 平均电压等于 115 kv 0.4 * L0 * SJ / Volt / Volt L0 -- 线路长度 等于 100 km 0.4 -- 线路单位长度电抗 Ohm/km Volt -- 网络平均电压 等于 115 kv 0.4 * 100 * 100 = 0.302 / 115 / 115 2. 2. 4 4 (N.1 汽轮发电机) 始终点: 0-3 类 型:汽轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 25 MW 功率因数等于.8 次暂态电抗等于 13 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 13 MP -- 发电机额定有功功率 等于 25 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.8 13 * 100 = 0.416 / 100 / ( 25 /.8 ) 2. 2. 5 5 (N.2 汽轮发电机) 始终点: 0-3 类 型:汽轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 25 MW 功率因数等于.8 次暂态电抗等于 13 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 13 MP -- 发电机额定有功功率 等于 25 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.8 13 * 100 / 100 / ( 25 /.8 ) = 0.416 14
2. 2. 6 6 (N.2 变压器) 始终点: 3-4 类 型:变压器 变压器额定容量等于 31.5 MVA 短路电抗等于 10.5 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 10.5 % S -- 变压器额定容量 等于 31.5 kva 10.5 * 100 / 31.5 / 100 = 0.333 2. 2. 7 7 (N.3 变压器) 始终点: 3-4 类 型:变压器 变压器额定容量等于 31.5 MVA 短路电抗等于 10.5 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 10.5 % S -- 变压器额定容量 等于 31.5 kva 10.5 * 100 / 31.5 / 100 = 0.333 2. 2. 8 8 (N.2 架空线路) 始终点: 4-6 类 型:架空线路 1.网络结构数据 高压网络总数: 12 高压网络节点总数: 7 2.基本数据 2. 1 基准值 基准功率: 100 MVA 基准电压: 网络平均电压 (kv) 2. 2 参数 2. 2. 1 1 (N.1 水轮发电机) 始终点: 0-1 类 型:水轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 110 MW 功率因数等于.85 次暂态电抗等于 26.4 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) 15
XD -- 发电机次暂态等于 26.4 MP -- 发电机额定有功功率 等于 110 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.85 26.4 * 100 / 100 / ( 110 /.85 ) = 0.204 2. 2. 2 2 (N.1 变压器) 始终点: 1-2 类 型:变压器 变压器额定容量等于 150 MVA 短路电抗等于 13 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 13 % S -- 变压器额定容量 等于 150 kva 13 * 100 = 0.087 / 150 / 100 2. 2. 3 3 (N.1 架空线路) 始终点: 2-4 类 型:架空线路 架空线路长度等于 100 km 平均电压等于 115 kv 0.4 * L0 * SJ / Volt / Volt L0 -- 线路长度 等于 100 km 0.4 -- 线路单位长度电抗 Ohm/km Volt -- 网络平均电压 等于 115 kv 0.4 * 100 * 100 = 0.302 / 115 / 115 2. 2. 4 4 (N.1 汽轮发电机) 始终点: 0-3 类 型:汽轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 25 MW 功率因数等于.8 次暂态电抗等于 13 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 13 MP -- 发电机额定有功功率 等于 25 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.8 13 * 100 / 100 / ( 25 /.8 ) = 0.416 16
2. 2. 5 5 (N.2 汽轮发电机) 始终点: 0-3 类 型:汽轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 25 MW 功率因数等于.8 次暂态电抗等于 13 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 13 MP -- 发电机额定有功功率 等于 25 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.8 13 * 100 = 0.416 / 100 / ( 25 /.8 ) 2. 2. 6 6 (N.2 变压器) 始终点: 3-4 类 型:变压器 变压器额定容量等于 31.5 MVA 短路电抗等于 10.5 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 10.5 % S -- 变压器额定容量 等于 31.5 kva 10.5 * 100 / 31.5 / 100 = 0.333 2. 2. 7 7 (N.3 变压器) 始终点: 3-4 类 型:变压器 变压器额定容量等于 31.5 MVA 短路电抗等于 10.5 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 10.5 % S -- 变压器额定容量 等于 31.5 kva 10.5 * 100 / 31.5 / 100 = 0.333 2. 2. 8 8 (N.2 架空线路) 始终点: 4-6 类 型:架空线路 架空线路长度等于 50 km 平均电压等于 115 kv 0.4 * L0 * SJ / Volt / Volt 17
L0 -- 线路长度 等于 50 km 0.4 -- 线路单位长度电抗 Ohm/km Volt -- 网络平均电压 等于 115 kv 0.4 * 50 * 100 = 0.151 / 115 / 115 2. 2. 9 9 (N.1 异步电动机) 始终点: 0-5 类 型:异步电动机 1.网络结构数据 高压网络总数: 12 高压网络节点总数: 7 2.基本数据 2. 1 基准值 基准功率: 100 MVA 基准电压: 网络平均电压 (kv) 2. 2 参数 2. 2. 1 1 (N.1 水轮发电机) 始终点: 0-1 类 型:水轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 110 MW 功率因数等于.85 次暂态电抗等于 26.4 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 26.4 MP -- 发电机额定有功功率 等于 110 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.85 26.4 * 100 / 100 / ( 110 /.85 ) = 0.204 2. 2. 2 2 (N.1 变压器) 始终点: 1-2 类 型:变压器 变压器额定容量等于 150 MVA 短路电抗等于 13 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 13 % S -- 变压器额定容量 等于 150 kva 13 * 100 / 150 / 100 = 0.087 18
2. 2. 3 3 (N.1 架空线路) 始终点: 2-4 类 型:架空线路 架空线路长度等于 100 km 平均电压等于 115 kv 0.4 * L0 * SJ / Volt / Volt L0 -- 线路长度 等于 100 km 0.4 -- 线路单位长度电抗 Ohm/km Volt -- 网络平均电压 等于 115 kv 0.4 * 100 * 100 = 0.302 / 115 / 115 2. 2. 4 4 (N.1 汽轮发电机) 始终点: 0-3 类 型:汽轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 25 MW 功率因数等于.8 次暂态电抗等于 13 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 13 MP -- 发电机额定有功功率 等于 25 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.8 13 * 100 = 0.416 / 100 / ( 25 /.8 ) 2. 2. 5 5 (N.2 汽轮发电机) 始终点: 0-3 类 型:汽轮发电机 发电机额定容量额定容量等于 25 MW 功率因数等于.8 次暂态电抗等于 13 (%) 发电机标幺值 XD * SJ / 100 / (MP / CO) XD -- 发电机次暂态等于 13 MP -- 发电机额定有功功率 等于 25 MW CO -- 发电机额定功率因数 等于.8 13 * 100 / 100 / ( 25 /.8 ) = 0.416 2. 2. 6 6 (N.2 变压器) 始终点: 3-4 类 型:变压器 变压器额定容量等于 31.5 MVA 短路电抗等于 10.5 (%) 19
UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 10.5 % S -- 变压器额定容量 等于 31.5 kva 10.5 * 100 / 31.5 / 100 = 0.333 2. 2. 7 7 (N.3 变压器) 始终点: 3-4 类 型:变压器 变压器额定容量等于 31.5 MVA 短路电抗等于 10.5 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 10.5 % S -- 变压器额定容量 等于 31.5 kva 10.5 * 100 / 31.5 / 100 = 0.333 2. 2. 8 8 (N.2 架空线路) 始终点: 4-6 类 型:架空线路 架空线路长度等于 50 km 平均电压等于 115 kv 0.4 * L0 * SJ / Volt / Volt L0 -- 线路长度 等于 50 km 0.4 -- 线路单位长度电抗 Ohm/km Volt -- 网络平均电压 等于 115 kv 0.4 * 50 * 100 / 115 / 115 = 0.151 2. 2. 9 9 (N.1 异步电动机) 始终点: 0-5 类 型:异步电动机 电动机额定容量额定容量等于 2 MW 功率因数等于.86 效率等于 92 (%) 暂态电 抗等于 15.4 (%) XD * SJ / 100 / (MP / CO / (EF / 100)) XD -- 电动机暂态等于 15.4 MP -- 电动机额定有功功率 等于 2 MW CO -- 电动机额定功率因数 等于.86 EF -- 电动机额定效率百分数 等于 92 % 20
15.4 * 100 / 100 / ( 2 = 6.092 /.86 /( 92 / 100)) 2. 2. 10 10 (N.4 变压器) 始终点: 5-6 类 型:变压器 变压器额定容量等于 10 MVA 短路电抗等于 10.5 (%) UD * SJ / S / 100 UD -- 变压器短路电压百分数 等于 10.5 % S -- 变压器额定容量 等于 10 kva 10.5 * 100 / 10 / 100 = 1.050 2. 2. 11 11 (N.3 架空线路) 始终点: 4-7 类 型:架空线路 架空线路长度等于 100 km 平均电压等于 115 kv 0.4 * L0 * SJ / Volt / Volt L0 -- 线路长度 等于 100 km 0.4 -- 线路单位长度电抗 Ohm/km Volt -- 网络平均电压 等于 115 kv 0.4 * 100 * 100 = 0.302 / 115 / 115 2. 2. 12 12 (N.1 电网) 始终点: 0-7 类 型:电网 电网短路容量等于 4000 MVA SJ / S S -- 电网三相短路容量 等于 4000 MVA 100 / 4000 = 0.025 3.三相短路电流计算 3. 1 短路点 7 网络平均电压: 115 kv 基准电流:.502 ka 21
---供给的三相短路电流标幺值---------------------------------------------------------------节点 电位 编号 电压 电流 -------------------------------------------------------------0.852 1-0.852 0.728 0.789 0.76 2 3 0.063 0.220 0.728 0.728 0.568 4-0.760 0.576 0.568 0.568 5 6-0.760 0.192 0.576 0.576 8 0.192 0.576 9-0.568 10 11 0.568 1.879 12 13 4 41.879 参照点 7 总计 ----------------------------------------------------------------供给的三相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------- ------------ Io ip Ip Io.2 Ioo 编号 名称 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 0.382 0.975 0.581 0.395 0.403 4 N.1 汽轮发电机 0.304 0.776 0.463 0.265 0.308 5 N.2 汽轮发电机 0.304 0.776 0.463 0.265 0.308 12 N.1 电网 总计 20.081 51.207 21.072 53.734 30.523 32.029 20.081 20.081 21.006 21.099 ------------------- ----------------------------------------------------------------------------- 总遮断容量( 0 sec)= 4197.369 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 4184.265 MVA 总遮断容量(oo sec)= 4202.782 MVA ---供给的两相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------------------- Io ip Ip Io.2 Ioo 编号 名称 ------------------- ----------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 0.331 0.844 0.503 0.342 0.349 4 N.1 汽轮发电机 0.264 0.672 0.401 0.230 0.267 5 N.2 汽轮发电机 0.264 0.672 0.401 0.230 0.267 12 N.1 电网 总计 17.390 44.345 21.072 53.734 22 26.433 32.029 17.390 21.006 17.390 21.099
------------------------------------------------------------------------------------------------ 总遮断容量( 0 sec)= 3634.921 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 3623.574 MVA 总遮断容量(oo sec)= 3639.609 MVA 3. 2 短路点 3 网络平均电压: 10.5 kv 基准电流: 5.498 ka ---供给的三相短路电流标幺值--- -------------------------------------------------------------节点 电位 电压 编号 电流 -------------------------------------------------------------0.808 1-0.808 0.942 0.726 2 3 0.082 0.942 0.942 2.404 参照点 0.441 4 0.285 0.441 0.441 5 6-0.441 2.404-1.324 0.957 7-0.441-1.324 8 9-0.441 10 11-0.516-1.706 12-0.957 1.706 13 7.456 总计 ----------------------------------------------------------------供给的三相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------------------- Io ip Ip Io.2 Ioo 编号 名称 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 5.457 4 N.1 汽轮发电机 14.330 38.692 23.215 8.677 4.330 5 N.2 汽轮发电机 14.330 38.692 23.215 8.677 4.330 12 N.1 电网 总计 9.381 13.916 23.921 43.498 115.220 8.295 14.259 5.590 9.381 68.984 5.921 9.381 32.325 23.962 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 总遮断容量( 0 sec)= 791.109 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 587.904 MVA 总遮断容量(oo sec)= 435.799 MVA ---供给的两相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------------------- Io ip 23 Ip Io.2 Ioo
编号 名称 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 4.726 4 N.1 汽轮发电机 12.410 33.507 20.104 7.514 3.750 5 N.2 汽轮发电机 12.410 33.507 20.104 7.514 3.750 12 N.1 电网 8.124 总计 12.051 20.715 43.498 7.184 12.348 4.841 8.124 115.220 5.128 8.124 68.984 32.325 23.962 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 总遮断容量( 0 sec)= 685.1 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 509.125 MVA 总遮断容量(oo sec)= 377.402 MVA 3. 3 短路点 4 网络平均电压: 115 kv 基准电流:.502 ka ---供给的三相短路电流标幺值---------------------------------------------------------------节点 电位 电压 编号 电流 -------------------------------------------------------------0.656 0.51 1 2-0.656 0.146 1.686 1.686 0.445 参照点 3 0.510-0.445 1.686 1.335 0 5-0.445 1.335 0 0.924 6 7 0.445 0.445 1.335 1.335 8 9 10 11 12-0.924-0.924-3.054 3.054 4 13 7.409 总计 ----------------------------------------------------------------供给的三相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------------------- Io ip Ip Io.2 Ioo 编号 名称 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 0.908 2.317 1.381 0.868 1.129 4 N.1 汽轮发电机 0.733 1.869 1.114 0.526 0.381 5 N.2 汽轮发电机 0.733 1.869 1.114 0.526 0.381 12 N.1 电网 总计 1.533 3.909 3.907 9.963 24 2.330 5.939 1.533 3.454 1.533 3.423
------------------------------------------------------------------------------------------------ 总遮断容量( 0 sec)= 778.275 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 687.913 MVA 总遮断容量(oo sec)= 681.822 MVA ---供给的两相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------------------- Io ip Ip Io.2 Ioo 编号 名称 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 0.787 2.006 1.196 0.751 0.977 4 N.1 汽轮发电机 0.635 1.618 0.965 0.456 0.330 5 N.2 汽轮发电机 0.635 1.618 0.965 0.456 0.330 12 N.1 电网 1.328 总计 3.386 3.907 2.018 9.963 1.328 5.939 1.328 3.454 3.423 ------------------------------------------------------- ----------------------------------------- 总遮断容量( 0 sec)= 673.986 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 595.732 MVA 总遮断容量(oo sec)= 590.458 MVA 3. 4 短路点 5 网络平均电压: 6.3 kv 基准电流: 9.164 ka ---供给的三相短路电流标幺值---------------------------------------------------------------节点 电位 编号 电压 电流 -------------------------------------------------------------0.965 0.95 1 2-0.965 0.015 0.170 0.170 0.944 3 0.052 0.170 0.899 参照点 4-0.944-0.944 0.135 0.135 0.786 0.992 6 7 0.045 0.045 0.135 0.135 8 0.113 0.748 9 10-0.786-0.748 11 12-0.093-0.992-0.308 0.308 13 0.748 总计 5 ----------------------------------------------------------------供给的三相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------------------- Io ip 25 Ip Io.2 Ioo
编号 名称 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 1.561 3.980 2.372 1.561 1.561 4 N.1 汽轮发电机 1.278 3.260 1.943 1.209 1.278 5 N.2 汽轮发电机 1.278 3.260 1.943 1.209 1.278 9 N.1 异步电动机 2.871 1.723 12 N.1 电网 2.827 总计 7.209 6.944 4.297 20.579 2.827 12.278 2.827 6.806 6.944 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 因短路点有异步电动机 且累加电动机额定有功功率大于 800kW(相应视在功率约为 1100kVA) 计及其反馈电流 总遮断容量( 0 sec)= 75.776 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 74.27 MVA 总遮断容量(oo sec)= 75.776 MVA ---供给的两相短路电流汇总表------------------------------------------------------------------------------------------------- Io ip Ip Io.2 Ioo 编号 名称 -----------------------------------------------------------------------------------------------1 N.1 水轮发电机 1.352 3.446 2.054 1.352 1.352 4 N.1 汽轮发电机 1.107 2.823 1.683 1.047 1.107 5 N.2 汽轮发电机 1.107 2.823 1.683 1.047 1.107 9 N.1 异步电动机 2.487 1.492 12 N.1 电网 总计 2.448 6.243 6.944 20.579 3.721 2.448 12.278 2.448 6.806 6.944 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 因短路点有异步电动机 且累加电动机额定有功功率大于 800kW(相应视在功率约为 1100kVA) 计及其反馈电流 总遮断容量( 0 sec)= 65.622 MVA 总遮断容量(0.2 sec)= 64.318 MVA 总遮断容量(oo sec)= 65.622 MVA 26