1、煤矿110kV变电站设计中的三相短路电流计算雷富坤：本文介绍了基于标幺值法的电力系统三相短路电流计算方法，并以某煤矿110kV变电站设计中三相短路电流计算为例，详细表达了计算过程，帮助设计人员较容易地确定短路电流，从而为煤矿企业供电系统设计提供依据。Abstract： This paper introduces the calculation method of three-phase short-circuit current of power system based on the per unit method， and takes the calculation of three-ph
2、ase short-circuit current in the design of a 110kV substation in a coal mine as an example to describe the calculation process in detail， which helps designers to determine the short-circuit current more easily， thus providing a basis for the design of power supply system in coal mine enterprises.關键
3、词：标幺值法;三相短路电流;煤矿供电Key words： per unit calculation;three-phase short-circuit current;coal mine power supply中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1006-4311202329-0157-030 引言三相系统中，短路的几种根本形式为三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路。其中，三相短路是对称短路，其他形式短路为不对称短路。在电力系统中，单相短路故障的可能性最大，三相短路故障发生的可能性最小，但是其短路电流最大，故障危害也最严重。因此，在煤矿110kV变电站设计中选择和校验电气
4、设备及电力线路的短路计算之中，以三相短路为主，其短路计算方法短路计算常用的方法有：欧姆法阻抗算法;标幺值法。标幺值具有计算结果清晰、便于迅速计算结果的正确性、可大量简化计算等优点，本文主要阐述标幺值算法。注意在计算的过程中，将系统等效为无限大系统。1 标幺值算法绘制计算电路图，选择短路计算点。电路图中应该将所有电路元件的参数表示出;短路电流计算点的选取应该选短路时通过最大短路电流的点。设定基准容量Sd和基准容量Ud，计算基准电流Id。通常选择基准容量Sd为100MVA，选择基准电压Ud=Uc=1.05UN。基准电流的计算公式为：计算各元件的阻抗标幺值由于系统中电阻值相对于电抗值较小，因而一般只
5、记电抗值。1电力系统电抗标幺值：SOC为电力系统出口断路器的容量。2电力线路电抗标幺值：X0为线路每公里电抗值，单位/km;L为线路长度，单位km。电力变压器的电抗标幺值：Uk%为电力变压器阻抗电压百分数;SN为变压器额定容量，单位为kVA，在此公式中单位应化为MVA。绘制短路等效电路图。因采用标幺值计算，需计算出回路总阻抗标幺值，对应于不同短路点其回路总电抗值不同。如图1所示，在点K1短路时，回路总电抗标幺值为：在点K2短路时，其回路总阻抗标幺值为：计算短路电流。在无限大容量系统中，存在以下关系：为三相短路电流周期分量;为短路稳态电流;为次暂态短路电流。高压回路中短路冲击电流及其有效值：低压
6、回路中短路冲击电流及其有效值：计算短路容量：2 某110kV变电站设计中三相短路电流计算实例某110kV变电站等效阻抗电路图如图2所示。图中Xi表示所在线路的线路阻抗，在采用标幺值算法时全部折算为标幺值。线路阻抗：变压器阻抗：Uk%为变压器阻抗百分数。各线路阻抗及变压器阻抗计算结果如表1所示。在d1点短路时，取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uc=115kV由此可得基准电流：电力系统电抗标幺值：最大运行方式：小运行方式：16电力线路电抗标幺值：总的回路电抗标幺值：最大运行方式最小运行方式短路电流：最大运行方式最小运行方式短路容量：最大运行方最小运行方式d2点短路时，取基准容量Sd=1
7、00MVA，基准电压Ud=Uc=10.5kV由此可得基准电流：电力系统电抗标幺值：最大运行方式：最小运行方式：变压器阻抗标幺值：回路阻抗标幺值：最大运行方式：最小运行方式短路电流：最大运行方式最小运行方式短路容量：最大运行方式最小运行方式其他点的短路计算类似，计算结果见短路计算表。选矿厂短路计算。短路计算阻抗等效图如图3所示。图中XX为选矿厂进线阻抗。其计算公式与110kV变电站短路计算公式相同，各进线阻抗及变压器阻抗计算结果见表2。短路计算结果见短路计算表4。风井短路计算。等效阻抗电路图同选矿厂短路计算图类似，如图4所示。XF为风井进线阻抗，各线路阻抗及变压器阻抗计算结果见表3。短路计算结果见表4。3 结论在电力系统的设计中，确定主接线、选择电力设备、导体、运行方式确定，继电保护定值的整定等，都需要进行短路电流计算，本文介绍了基于标幺值法的电力系统三相短路电流的根本计算过程，然后以一典型110kV变电站三相短路为例，采用标幺值法对短路电流进行计算，为变电站设计提供依据。参考文献：1何仰赞，温增银.电力系统分析M.三版.武汉：华中科技大学出版社，2002.2刘介才.工厂供电M.北京：机械工业出版社，2023.3李树伟.矿山供电M.徐州：中国矿业大学出版社，2022.4刘卫国，宫绍亭，等.工矿供电技术M.徐州：中国矿业大学出版社，2023.
