新藏水电站220kV侧短路电流计算

新藏水电站220kV侧短路电流计算

李先华

上海勘测设计研究院有限公司四川成都610000

摘要：对新藏水电站220kV侧最大运行方式下各种短路型式短路电流进行计算，并介绍短路电流的主要应用。

关键词：短路电流；动稳定；热稳定；开断电流；接地系统

1电站资料

1.1概况

新藏水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县境内，为金沙江左岸一级支流水洛河“一库十一级”中的第七个梯级电站，上接固滴水电站，下衔博瓦水电站。工程采用引水式开发，具有日调节能力，厂房为地下厂房，装机容量3×62MW，多年平均年发电量7.724/8.184亿kW?h(单独/联合)。开发任务为水力发电并兼顾生态用水需要，电站建成后供电四川电网。

1.2接入系统方案

根据电站接入系统资料，新藏水电站220kV出线2回，1回接入下游宁朗水电站，1回接入水洛500kV变电站与系统连接。系统归算至新藏水电站220kV母线的系统电抗标么值为：正、负序电抗0.0136，零序电抗0.0204。

1.3电气主接线

三台62MW水轮发电机组分别与三台75MVA的主变压器接成单元接线，发电机出口电压10.5kV；出线电压等级采用220kV，单母线接线，出线2回。

1.4发电机及主变主要技术参数

（1）发电机参数：

额定功率62MW，额定功率70.86MVA，额定电压10.5kV，额定功率因数0.875(滞后)，纵轴次暂态电抗Xd"=0.190，负序电抗X2=0.197。

（2）主变压器参数：

额定容量75MVA，额定变比242/10.5kV，短路电抗13%，联结组别YNd11。

1.5准值选取

基准容量：Sj＝100MVA；基准电压Uj=230kV；基准电流Ij=0.251kA。

1.6短路计算用电气接线图

1.8计算各元件电抗标幺值

（1）发电机电抗

，则：

XF1=0.268，XF2=0.278。

（2）变压器电抗

对于不旋转的静止电力机械元件（变压器、电抗器、架空线路、电缆线路等），X2=X1，对YNd11联结组别的双绕组变压器，X0=X1，，则：XT1=XT2=XT0=0.278。

2d-1点三相短路电流计算

2.1系统侧

Is"=Ij/Xs1=18.456kA

2.2电站发电机1F(2F、3F)侧

（1）发电机1F回路额定容量下的计算电抗

Xjs=（XT1+XF1）·Se/Sj=0.31

（2）t秒短路电流标幺值

根据Xjs=0.31查《电力工程电气设计手册-电气一次部分》表4-9，并用插值法计算得t秒短路电流标幺值：I*Z"=3.6105，I*Z0.1=2.9655，I*Z0.2=2.8835，I*Z4=2.968。

（3）发电机1F回路220kV侧额定电流

Ie=SF/（·Uj）=0.178kA

（4）t秒短路电流有效值

I"=I"*·Ie，Izt=I*zt·Ie，则：IZ"=0.643kA，IZ0.1=0.528kA，IZ0.2=0.513kA，IZ4=0.528kA。

2.3三相短路电流

d-1点三相短路电流为系统侧及发电机侧电源提供的短路电流总和，则：IZ"=20.384kA，IZ0.1=20.040kA，IZ0.2=19.996kA，IZ4=20.041kA。

2.4冲击电流

ich=×KchIZ"（kA），式中：Kch-冲击系数，按《电力工程电气设计手册-电气一次部分》表4-15选取，d-1点是在发电厂高压侧母线短路，则Kch=1.85，ich=53.331kA。

2.5全电流

=31.873kA

3d-1点不对称短路电流计算

3.1正序综合电抗

X1∑=Xs1//(XF1+XT1)/3=0.012

3.2负序综合电抗

X2∑=Xs2//(XF2+XT2)/3=0.012

3.3零序综合电抗

X0∑=Xs0//XT0/3=0.015

3.4单相短路电流计算

=3Ij(1/(X1∑+X2∑+X0∑))=19.308kA

3.5两相短路电流计算

=Ij(1/(X1∑+X2∑))=18.114kA

3.6两相接地短路电流计算

（1）正序电流标么值

=53.571

（2）正序电流有名值

=13.446kA

（3）两相接地短路电流

=

=20.210kA

2.6最大接地故障对称电流有效值

（1）单相接地短路接地故障对称电流有效值

If(1)=3I0==19.308kA

（2）两相接地短路接地故障对称电流有效值

If(1,1)=3I0=3(X2∑/(X2∑+X0∑))

=17.928kA

（3）最大接地故障对称电流有效值

Imax=max(If(1),If(1,1))=19.308kA

4结论

（1）220kV侧最大短路电流为三相短路电流IZ"=20.384kA，选择该电流作为220kV导体和电器动稳定、热稳定校验及电器开断电流选择的依据。

（2）最大接地故障对称电流有效值Imax为单相短路与两相接地短路两种短路类型下接地故障对称电流有效值的最大值，Imax=19.308kA，根据Imax可进一步求得流入接地网的最大接地电流IG，接地系统接地电阻的选择、跨步电压及接触电压、接地导体(线)的截面选择均是以IG为依据进行计算。

参考文献

[1]弋东方，电力工程电气设计手册-电气一次部分，中国电力出版社，1989

[2]DL/T5222-2005导体和电器选择设计技术规定

[3]GB/T50065-2011交流电气装置的接地设计规范