资源描述
1 概述
火力发电厂三相交流系统短路电流的计算是火力发电厂电气系统设计和运行中的重要环节。利用网络元件的电磁暂态模型进行短路电流计算,结果准确,但方法复杂且计算量大,不能满足工程的需求。人们投入很多精力进行短路电流计算方法的研究,以找到一个在计算的准确性和简化性上的最佳平衡点。
长期以来,国内的三相交流系统短路电流的计算一直沿用传统的实用计算法(即运算曲线法),而随着海外工程的增加,国际上通用的等效电压源法(基于IEC 60909标准)也得到了广泛的应用。国内在两种算法的概念和算法的比较上已做过一些研究。
本专题报告将详细对比实用计算法和等效电压源法的计算结果。
2 对称短路电流计算结果对比
2.1 由电网馈电的三相对称短路电流
实用计算法中,电网馈电的对称短路电流初始值通常可视为无限大电源提供短路电流,计算公式为:
等效电压源法中,电网馈电的最大对称短路电流初始值计算公式为:
对于电网而言,通常可视为X>>R,则X≈Z。Uj和cmaxUn的通常取值可见表2.1。
表2.1 Uj和cmaxUn对照表
标称电压Un (kV)
6
10
35
110
220
500
电压系数cmax
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
cmaxUn (kV)
6.6
11
38.5
121
242
550
基准电压Uj (kV)
6.3
10.5
37
115
230
525
通过对比可以看出,cmaxUn比Uj大约5%,则电网馈电的最大对称短路电流初始值采用等效电压源法的计算结果要比实用计算法的计算结果大约5%。
2.2 由有限电源馈电的三相对称短路电流
等效电压源法和实用计算法的最大区别就在于有限电源提供的三相对称短路电流初始值的计算。
实用计算法中,先将电源对短路点的等值电抗X*∑归算到以电源容量为基准的计算电抗Xjs,然后按Xjs值查相应的发电机运算曲线或发电机运算曲线数字表,即可得到短路电流周期分量的标幺值I*。
等效电压源法中,有限电源支路的短路电流计算方法与电网支路的短路电流计算方法基本相同,只是引入了校正系数对阻抗进行修正。
采用实用计算法和等效电压源法计算对由单台发电机馈电的三相对称短路电流初始值、0.1s值和0.2s值分别见表2.2-1~3。
表2.2-1 由单台发电机馈电的三相对称短路电流初始值计算结果对比
发电机参数
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
Pr=200MW, Ur=15.75kV,
cosφ=0.85, Xd”=16.5%
54.03kA
100%
56.81kA
104.96%
Pr=300MW, Ur=20kV,
cosφ=0.85, Xd”=15.5%
67.94kA
100%
71.09kA
104.64%
Pr=600MW, Ur=20kV,
cosφ=0.85, Xd”=21.58%
97.83kA
100%
105.14kA
107.47%
Pr=1008MW, Ur=27kV,
cosφ=0.9, Xd”=16.8%
147.48kA
100%
152.99kA
103.74%
表2.2-2 由单台发电机馈电的三相对称短路电流0.1s值计算结果对比
发电机参数
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
Pr=200MW, Ur=15.75kV,
cosφ=0.85, Xd”=16.5%
41.35kA
100%
40.19kA
97.19%
Pr=300MW, Ur=20kV,
cosφ=0.85, Xd”=15.5%
41.25kA
100%
41.17kA
96.03%
Pr=600MW, Ur=20kV,
cosφ=0.85, Xd”=21.58%
78.65kA
100%
79.71kA
101.35%
Pr=1008MW, Ur=27kV,
cosφ=0.9, Xd”=16.8%
113.28kA
100%
109.11kA
96.32%
表2.2-3 由单台发电机馈电的三相对称短路电流0.2s值计算结果对比
发电机参数
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
Pr=200MW, Ur=15.75kV,
cosφ=0.85, Xd”=16.5%
34.96kA
100%
37.52kA
107.32%
Pr=300MW, Ur=20kV,
cosφ=0.85, Xd”=15.5%
35.59kA
100%
38.64kA
106.49%
Pr=600MW, Ur=20kV,
cosφ=0.85, Xd”=21.58%
68.60kA
100%
75.10kA
109.48%
Pr=1008MW, Ur=27kV,
cosφ=0.9, Xd”=16.8%
95.98kA
100%
101.95kA
106.22%
采用实用计算法和等效电压源法计算对由发电机变压器组馈电的三相对称短路电流初始值、0.1s值和0.2s值分别见表2.2-4~6。
表2.2-4 由发变组馈电的三相对称短路电流初始值计算结果对比
发电机变压器组参数
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
发电机
Pr=200MW, Ur=15.75kV, cosφ=0.85, Xd”=16.5%
主变压器
Sr=240MVA, Ud%=14%,
242/15.75kV
2.112kA
100%
2.070kA
有载调压
98.01%
2.119kA
无励磁调压
100.33%
发电机
Pr=300MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=15.5%
主变压器
Sr=370MVA, Ud%=14.4%,
242/20kV
3.272kA
100%
3.186kA
有载调压
97.39%
3.271kA
无励磁调压
99.98%
发电机
Pr=600MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=21.58%
主变压器
Sr=720MVA, Ud%=14%,
550/20kV
2.359kA
100%
2.401kA
有载调压
101.78%
2.454kA
无励磁调压
104.03%
发电机
Pr=1008MW, Ur=27kV, cosφ=0.9, Xd”=16.8%
主变压器
Sr=1140MVA, Ud%=18%,
550/27kV
3.836kA
100%
3.770kA
有载调压
98.28%
3.842kA
无励磁调压
100.16%
表2.2-5 由发变组馈电的三相对称短路电流0.1s值计算结果对比
发电机变压器组参数
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
发电机
Pr=200MW, Ur=15.75kV, cosφ=0.85, Xd”=16.5%
主变压器
Sr=240MVA, Ud%=14%,
242/15.75kV
1.808kA
100%
1.741kA
有载调压
96.29%
1.770kA
无励磁调压
97.90%
发电机
Pr=300MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=15.5%
主变压器
Sr=370MVA, Ud%=14.4%,
242/20kV
2.788kA
100%
2.659kA
有载调压
95.38%
2.707kA
无励磁调压
97.11%
发电机
Pr=600MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=21.58%
主变压器
Sr=720MVA, Ud%=14%,
550/20kV
2.067kA
100%
2.101kA
有载调压
101.78%
2.134kA
无励磁调压
103.24%
发电机
Pr=1008MW, Ur=27kV, cosφ=0.9, Xd”=16.8%
主变压器
Sr=1140MVA, Ud%=18%,
550/27kV
3.350kA
100%
3.310kA
有载调压
98.81%
3.354kA
无励磁调压
100.12%
表2.2-6 由发变组馈电的三相对称短路电流0.2s值计算结果对比
发电机变压器组参数
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
发电机
Pr=200MW, Ur=15.75kV, cosφ=0.85, Xd”=16.5%
主变压器
Sr=240MVA, Ud%=14%,
242/15.75kV
1.636kA
100%
1.673kA
有载调压
102.26%
1.698kA
无励磁调压
103.79%
发电机
Pr=300MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=15.5%
主变压器
Sr=370MVA, Ud%=14.4%,
242/20kV
2.514kA
100%
2.550kA
有载调压
101.41%
2.592kA
无励磁调压
103.09%
发电机
Pr=600MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=21.58%
主变压器
Sr=720MVA, Ud%=14%,
550/20kV
1.897kA
100%
2.036kA
有载调压
107.33%
2.064kA
无励磁调压
108.80%
发电机
Pr=1008MW, Ur=27kV, cosφ=0.9, Xd”=16.8%
主变压器
Sr=1140MVA, Ud%=18%,
550/27kV
3.068kA
100%
3.209kA
有载调压
104.60%
3.248kA
无励磁调压
105.87%
从结果对比可以看出:
a) 等效电压源法计算得到的由单台发电机馈电的三相对称短路电流初始值比实用计算法的计算结果大约5%,0.1s值比实用计算法的计算结果要小约3%,0.2s值比实用计算法的计算结果要大约8%;
b) 对于由发变组馈电的三相对称短路电流计算,等效电压源法针对不同的主变压器调压方式有不同的计算公式,而实用计算法则不区分调压方式。对于由单台发电机馈电的三相对称短路电流初始值,实用计算法的计算结果与等效电压源法中对于无励磁调压的计算结果基本一致;
c) 虽然目前实用计算法的曲线是采集国内200MW及以下各种常用机组参数得到的结果,但其应用于350MW、600MW和1008MW机组时得到的计算结果与等效电压源法的差距与200MW机组基本相同,这在一定程度上说明了这些曲线是可以继续应用于200MW以上容量机组的短路电流计算;
d) 对于三相对称短路电流周期分量的衰减趋势,等效电压源法计算结果在0.1s时衰减的比实用计算法计算结果要快,而在0.2s时衰减的比实用计算法计算结果要慢。
2.3 发电机变压器组内短路时发电机提供的三相对称短路电流
实用计算法中,发变组内短路时的发电机提供的短路电流与单台发电机的短路电流计算完全相同。
等效电压源法中,主变压器采用有载调压时的计算与单台发电机的短路电流计算完全相同,公式如下:
主变压器采用无励磁调压时,引入了不同的校正系数对发电机阻抗进行修正,导致结果与有载调压时的计算结果有所不同,公式如下:
其中pG为发电机电压调节范围。当pG取5%时,变压器采用无励磁调压时的短路电流结果要比有载调压的结果大5%,比实用计算法的计算结果要大约10%。
采用实用计算法和等效电压源法计算对发变组内短路时发电机提供的三相对称短路电流初始值见表2.3。由于短路电流周期分量的衰减与单台发电机的衰减相同,因此在这里仅比较了初始值。
表2.3 发变组内短路时发电机提供的三相对称短路电流初始值计算结果对比
发电机变压器组参数
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
发电机
Pr=200MW, Ur=15.75kV, cosφ=0.85, Xd”=16.5%
主变压器
Sr=240MVA, Ud%=14%,
242/15.75kV
54.03kA
100%
56.81kA
有载调压
105.15%
59.64kA
无励磁调压
110.38%
发电机
Pr=300MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=15.5%
主变压器
Sr=370MVA, Ud%=14.4%,
242/20kV
67.94kA
100%
71.09kA
有载调压
104.64%
74.65kA
无励磁调压
109.88%
发电机
Pr=600MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=21.58%
主变压器
Sr=720MVA, Ud%=14%,
550/20kV
97.83kA
100%
105.14kA
有载调压
107.47%
110.40kA
无励磁调压
112.85%
发电机
Pr=1008MW, Ur=27kV, cosφ=0.9, Xd”=16.8%
主变压器
Sr=1140MVA, Ud%=18%,
550/27kV
147.48kA
100%
152.99kA
有载调压
103.74%
160.64kA
无励磁调压
108.92%
2.4 由电动机馈电的三相对称短路电流
实用计算法中,电动机反馈的三相对称短路电流初始值的计算公式为:
其中,Kd为电动机的反馈电流倍数,一般取其堵转电流倍数。
等效电压源法中,电动机反馈的最大对称短路电流初始值计算公式为:
其中,ILR / IrM为堵转电流倍数,与Kd相同。
UrM和cmaxUn的通常取值可见表2.4-1。
表2.4-1 UrM和cmaxUn对照表
标称电压Un (kV)
3
6
10
电压系数cmax
1.1
1.1
1.1
cmaxUn (kV)
3.3
6.6
11
电动机额定电压UrM (kV)
3
6
10
通过对比可以看出,cmaxUn比UrM大10%,因此电动机馈电的对称短路电流初始值采用等效电压源法的计算结果要比实用计算法的计算结果大10%。
对于电动机馈电的对称短路电流的t时刻值,两种方法均采用了衰减系数进行计算,实用计算法的计算公式为:
其中Td为衰减时间常数,可查相应曲线得到。
等效电压源法的计算公式为:
其中μ和q均可通过公式或查相应曲线得到。
Kt.d和μq的通常取值可见表2.4-2。
表2.4-2 Kt.d和μq对照表
时间
Kt.d
百分比
μq
百分比
电动机
Pr=500kW, Ur=6kV, 2对极
0.1s
0.0720
100%
0.285
395.83%
0.2s
0.00518
100%
0.142
2741.31%
电动机
Pr=1000kW, Ur=6kV, 2对极
0.1s
0.135
100%
0.344
254.81%
0.2s
0.0183
100%
0.191
1043.72%
电动机
Pr=1500kW, Ur=6kV, 2对极
0.1s
0.157
100%
0.379
241.40%
0.2s
0.0246
100%
0.220
894.31%
电动机
Pr=2000kW, Ur=6kV, 2对极
0.1s
0.168
100%
0.403
239.88%
0.2s
0.0281
100%
0.240
854.09%
通过对比可以看出,μq要比Kt.d大很多,两种算法对于电动机提供的短路电流的衰减计算结果差距非常大。
3 短路电流峰值计算结果对比
实用计算法中,短路电流峰值的计算公式为:
其中,Kch为冲击系数。
等效电压源法中,短路电流峰值的计算公式为:
其中,κ = 1.02 + 0.98e-3R/X。
Kch和κ的通常取值可见表3。
表3 Kch和κ对照表
Kch
百分比
κ
百分比
单台发电机回路:
UrG > 1kV, SrG ≥ 100MVA, RGf = 0.05Xd”
1.90
100%
1.863
98.08%
单台发电机回路:
UrG > 1kV, SrG < 100MVA, RGf = 0.07Xd”
1.90
100%
1.814
95.49%
单台发电机回路:
UrG ≤ 1kV, RGf = 0.15Xd”
1.90
100%
1.645
86.57%
发电机变压器组回路:
发电机
Pr=200MW, Ur=15.75kV, cosφ=0.85, Xd”=16.5%, RGf = 0.05Xd”
主变压器
Sr=240MVA, Ud%=14%,
242/15.75kV, Pkr=535kW
1.85
100%
1.904
102.92%
发电机变压器组回路:
发电机
Pr=350MW, Ur=24kV, cosφ=0.85, Xd”=19.62%, RGf = 0.05Xd”
主变压器
Sr=420MVA, Ud%=16%,
242/24kV, Pkr=900kW
1.85
100%
1.906
103.03%
发电机变压器组回路:
发电机
Pr=600MW, Ur=20kV, cosφ=0.85, Xd”=21.58%, RGf = 0.05Xd”
主变压器
Sr=720MVA, Ud%=14%,
550/20kV, Pkr=1380kW
1.85
100%
1.900
102.70%
发电机变压器组回路:
发电机
Pr=1008MW, Ur=27kV, cosφ=0.9, Xd”=21.58%, RGf = 0.05Xd”
主变压器
Sr=720MVA, Ud%=14%,
550/20kV, Pkr=1380kW
1.85
100%
1.912
103.35%
馈电网络
X/R=15
1.85
100%
1.822
98.49%
电动机
Pr=500kW, Ur=6kV, 2对极
1.520
100%
1.650
108.55%
电动机
Pr=1000kW, Ur=6kV, 2对极
1.633
100%
1.650
101.04%
电动机
Pr=1500kW, Ur=6kV, 2对极
1.668
100%
1.650
98.92%
电动机
Pr=2000kW, Ur=6kV, 2对极
1.680
100%
1.750
104.17%
从结果对比可以看出:
a) 对于单台发电机回路,等效电压源法的κ值比实用计算法的Kch值要小。对于常用的100MVA以上机组,κ=1.863比Kch=1.90小1.92%;
b) 对于发变组回路,等效电压源法的κ值比实用计算法的Kch值要大。对于200MW~1000MW机组,κ比Kch要大3%左右;
c) 对于馈电网络回路,等效电压源法的κ值根据馈电网络X/R的变化而变化,而实用计算法的Kch值固定为1.85;
d) 对于中压电动机回路,等效电压源法根据电动机每对极有功功率的不同,κ值分为1.65(每对极有功功率<1MW)和1.75(每对极有功功率≥1MW)两档,而实用计算法需要通过查曲线来得到Kch值。
4 短路电流非周期分量计算结果对比
实用计算法中,短路电流非周期分量的计算公式为:
其中,Ta为时间常数,Ta=X∑/R∑。
等效电压源法中,短路电流非周期分量的计算公式为:
两种方法的计算公式完全相同。
5 实际算例计算结果对比
5.1 电气主接线
实际算例的电气主接线如图5.1所示。
图5.1 发电厂电气主接线图
5.2 短路位置D1的计算结果对比
短路位置D1的计算结果见表5.2。
表5.2 短路位置D1的计算结果对比
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
三相短路周期分量起始值
系统
26.829kA
100%
28.039kA
104.51%
#1发电机
2.359kA
100%
2.447kA
103.73%
#2发电机
2.359kA
100%
2.447kA
103.73%
#3发电机
2.359kA
100%
2.447kA
103.73%
#4发电机
2.359kA
100%
2.447kA
103.73%
合计
36.265kA
100%
37.818kA
104.28%
三相短路周期分量0.1s值
系统
26.829kA
100%
28.039kA
104.51%
#1发电机
2.067kA
100%
2.129kA
103.00%
#2发电机
2.067kA
100%
2.129kA
103.00%
#3发电机
2.067kA
100%
2.129kA
103.00%
#4发电机
2.067kA
100%
2.129kA
103.00%
合计
35.097kA
100%
36.555kA
104.15%
三相短路周期分量0.2s值
系统
26.829kA
100%
28.039kA
104.51%
#1发电机
1.896kA
100%
2.060kA
108.65%
#2发电机
1.896kA
100%
2.060kA
108.65%
#3发电机
1.896kA
100%
2.060kA
108.65%
#4发电机
1.896kA
100%
2.060kA
108.65%
合计
34.413kA
100%
36.280kA
105.43%
三相短路电流峰值
系统
70.193kA
100%
72.248kA
102.93%
#1发电机
6.172kA
100%
6.575kA
106.53%
#2发电机
6.172kA
100%
6.575kA
106.53%
#3发电机
6.172kA
100%
6.575kA
106.53%
#4发电机
6.172kA
100%
6.575kA
106.53%
合计
94.881kA
100%
98.548kA
103.86%
对于短路点D1,从结果对比可以看出:
a) 各支路提供的短路电流采用两种方法的计算结果与2.1节和2.2节的分析基本吻合;
b) 采用等效电压源法计算得到的三相短路周期分量起始值和峰值最终结果都比实用计算法的计算结果大约4%。
5.3 短路位置D2和D3的计算结果对比
短路位置D2和D3的计算结果见表5.3。
表5.3 短路位置D2和D3的计算结果对比
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
三相短路周期分量起始值
系统
97.482kA
100%
112.395kA
115.30%
#1发电机
97.768kA
100%
110.632kA
113.16%
#2发电机
8.133kA
100%
9.780kA
120.25%
#3发电机
8.133kA
100%
9.780kA
120.25%
#4发电机
8.133kA
100%
9.780kA
120.25%
中压电动机
-
-
12.898kA
-
低压电动机
-
-
0.961kA
-
合计
219.649kA
100%
266.226kA
121.21%
三相短路周期分量0.1s值
系统
97.482kA
100%
112.395kA
115.30%
#1发电机
78.611kA
100%
82.642kA
105.13%
#2发电机
7.842kA
100%
9.780kA
124.71%
#3发电机
7.842kA
100%
9.780kA
124.71%
#4发电机
7.842kA
100%
9.780kA
124.71%
中压电动机
-
-
7.087kA
-
低压电动机
-
-
0.282kA
-
合计
199.619kA
100%
231.746kA
116.09%
三相短路周期分量0.2s值
系统
97.482kA
100%
112.395kA
115.30%
#1发电机
68.572kA
100%
77.664kA
113.26%
#2发电机
7.783kA
100%
9.780kA
125.66%
#3发电机
7.783kA
100%
9.780kA
125.66%
#4发电机
7.783kA
100%
9.780kA
125.66%
中压电动机
-
-
4.471kA
-
低压电动机
-
-
0.029kA
-
合计
189.403kA
100%
223.899kA
118.21%
三相短路电流峰值
系统
262.227kA
100%
309.159kA
117.90%
#1发电机
262.996kA
100%
291.480kA
110.83%
#2发电机
21.878kA
100%
26.901kA
122.96%
#3发电机
21.878kA
100%
26.901kA
122.96%
#4发电机
21.878kA
100%
26.901kA
122.96%
中压电动机
-
-
32.359kA
-
低压电动机
-
-
2.411kA
-
合计
590.856kA
100%
716.112kA
121.20%
对于短路点D2和D3,从结果对比可以看出:
a) 对于系统提供的三相短路电流,采用等效电压源法计算得到的周期分量初始值比实用计算法的结果大15%,峰值比实用计算法大18%,这与短路位置D1的计算结果有所不同;
b) 对于#1发电机提供的短路电流,采用两种方法的计算结果与2.3节的分析基本吻合;
c) 对于#2~#4发电机提供的短路电流,采用等效电压源法计算得到的周期分量初始值比实用计算法的结果大20%,峰值比实用计算法大23%,这与短路位置D1的计算结果有所不同。并且等效电压源法计算时,将#2~#4发电机视为远端短路,周期分量不衰减,而实用计算法中仍需考虑#2~#4发电机提供的短路电流周期分量的衰减;
d) 对于电动机的反馈电流,实用计算法中不加考虑,等效电源法计算的中压电动机反馈电流初始值约占总电流的5%,低压电动机反馈电流初始值约占总电流的0.36%,由此可见,在计算D2和D3点短路电流时,应考虑中压电动机的反馈电流,低压电动机的反馈电流可以忽略;
e) 采用等效电压源法计算得到的三相短路周期分量起始值和峰值最终结果都比实用计算法的计算结果大约21%。
5.4 短路位置D4的计算结果对比
短路位置D4的计算结果见表5.4。
表5.4 短路位置D4的计算结果对比
实用计算法
百分比
等效电压源法
百分比
三相短路周期分量起始值
系统
11.201kA
100%
8.817kA
78.72%
#1发电机
10.326kA
100%
9.676kA
93.71%
#2发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
#3发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
#4发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
1A段中压电动机
11.526kA
100%
12.286kA
106.59%
1B段中压电动机
-
-
1.367kA
-
1C段中压电动机
-
-
0.429kA
-
低压电动机
-
-
1.968kA
-
合计
35.801kA
100%
36.759kA
102.68%
三相短路周期分量0.1s值
系统
11.201kA
100%
8.817kA
78.72%
#1发电机
10.326kA
100%
9.676kA
93.71%
#2发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
#3发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
#4发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
1A段中压电动机
1.933kA
100%
5.576kA
288.46%
1B段中压电动机
-
-
0.779kA
-
1C段中压电动机
-
-
0.197kA
-
低压电动机
-
-
0.315kA
-
合计
26.208kA
100%
27.67kA
105.58%
三相短路周期分量0.2s值
系统
11.201kA
100%
8.817kA
78.72%
#1发电机
10.326kA
100%
9.676kA
93.71%
#2发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
#3发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
#4发电机
0.916kA
100%
0.770kA
84.06%
1A段中压电动机
0.458kA
100%
2.943kA
642.58%
1B段中压电动机
-
-
0.496kA
-
1C段中压电动机
-
-
0.114kA
-
低压电动机
-
-
0kA
-
合计
24.733kA
100%
24.356kA
98.48%
三相短路电流峰值
系统
28.563kA
100%
24.489 kA
85.74%
#1发电机
26.331kA
100%
26.876 kA
102.07%
#2发电机
2.336kA
100%
2.139 kA
91.57%
#3发电机
2.336kA
100%
2.139 kA
91.57%
#4发电机
2.336kA
100%
2.139 kA
91.57%
1A段中压电动机
29.391kA
100%
30.075kA
102.33%
1B段中压电动机
-
-
3.797kA
-
1C段中压电动机
-
-
1.192kA
-
低压电动机
-
-
3.935kA
-
合计
91.293kA
100%
95.929kA
105.08%
对于短路点D4,从结果对比可以看出:
a) 对于系统提供的三相短路电流,采用等效电压源法计算得到的周期分量初始值比实用计算法的结果小21%,峰值比实用计算法小14%,这与短路位置D1、D2和D3的计算结果均不同;
b) 对于#1发电机提供的短路电流,采用等效电压源法计算得到的周期分量初始值比实用计算法的结果小6%,峰值比实用计算法大2%,这与短路位置D2和D3的计算结果有所不同;
c) 对于#2~#4发电机提供的短路电流,采用等效电压源法计算得到的周期分量初始值比实用计算法的结果小16%,峰值比实用计算法小8%,这与短路位置D1、D2和D3的计算结果均不同;
d) 对于电动机的反馈电流,实用计算法中仅考虑了1A段中压电动机,而等效电源法中则同时考虑了1A、1B、1C段中压电动机和1A段的低压电动机。采用等效电压源法计算得到的1A段中压电动机回路的三相短路电流周期分量初始值比实用计算法的结果大6.6%,峰值比实用计算法的结果大2.3%。采用等效电压源法计算的1B、1C段中压电动机和1A段的低压电动机回路的三相短路电流周期分量初始值共占总电流的9.3%,应在计算中考虑这些电动机的反馈电流,不宜忽略;
e) 采用等效电压源法计算得到的三相短路周期分量起始值最终结果都比实用计算法的计算结果大约2.7%,峰值大约5%。
6 结论
综上所述,对于三相交流系统的短路电流计算,等效电压源法的计算结果趋于保守,而实用计算法的计算结果则较小。
虽然目前实用计算法的曲线是采集国内200MW及以下各种常用机组参数得到的结果,但其应用于350MW、600MW和1008MW机组时得到的计算结果与等效电压源法的差距与200MW机组基本相同,这在一定程度上说明了这些曲线是可以继续应用于200MW以上容量机组的短路电流计算。
等效电压源法对于电动机的反馈电流考虑的更加细致,而实用计算法在很多情况下都可以忽略电动机的反馈电流,在一些情况下忽略掉的电动机反馈电流会比较大。
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