范文一:电流标幺值计算
电流标幺值计算
本次设计中取=100MVA, ,系统用一个无限大功率电流代表,uu,SBavB
S100B。 它到母线的电抗标幺值X,,,0.125sS800d
(3-1)
各元件的电抗标幺值计算如下:
S100B 发电机和FF12xxx,,,,,0.130.52''FF12dS25N
(3-2)
V%S10.5100sB 变压器 B1x,,,,,0.33B110010031.5SN
(3-3)
变压器的各绕组短路电压分别为: B2
VVVV%%%%1710.56.021.5,,,,,,,ssss1(12)(31)(23),,,
(3-4)
VVVV%%%%176.010.512.5,,,,,,,ssss2(12)(23)(31),,,
(3-5)
VVVV%%%%6.010.5170.5,,,,,,,,ssss3(23)(31)(12),,,
(3-6)
所以,变压器的电抗值为 B2
V%S21.5100sB x,,,,,0.67B2110010031.5SN
(3-7)
V%S12.5100sB x,,,,,0.40B2210010031.5SN(3-8)
V%S,0.5100sB x,,,,,,,0.0160B2310010031.5SN(3-9)
V%S10.5100sB变压器 Bx,,,,,0.5253B310010020SN(3-10)
V%S10.5100sB变压器 Bx,,,,,0.5254B410010020SN-11) (3
S100B线路 Lx,,,,,,,0.41000.41000.331L221V110B(3-12)
100 线路Lx,,,,20.4500.17L22110
100线路 Lx,,,,30.4300.099L23110
100线路 Lx,,,,0.4600.24L24110
所以,110kV电力系统继电保护的等值网络如图3-1所示。
图3-1 110kV电力系统等值网络
范文二:励磁电流
什么是励磁电流
励磁电流就是同步电机转子中流过的电流(有了这个电流,使转子相当于一个电磁铁,有N 极和S 极),在正常运行时,这个电流是由外部加在转子上的直流电压产生的。以前这个直流电压是由直流电动机供给,现在大多是由可控硅整流后供给。我们通常把可控硅整流系统称为励磁装置。
电抗器的作用
电力网中所采用的电抗器,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要,布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量的要求,常在出线断路器处串联电抗器,增大短路阻抗,限制短路电流。
由于采用了电抗器,在发生短路时,电抗器上的电压降较大,所以也起到了维持母线电压水平的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。
近年来,在电力系统中,为了消除由高次谐波电压、电流所引起的电容器故障,在电容器回路中采用串联电抗器的方法改变系统参数,已取得了显著的效果。
电抗器的作用
1.1 电抗器的限流和滤波作用
电网容量的扩大,使得系统短路容量的额定值迅速增大。如在500kV 变电所的低压35kV 侧,最大的三相对称短路电流有效值已经接近50kA 。为了限制输电线路的短路电流,保护电力设备,必须安装电抗器,电抗器能够减小短路电流和使短路瞬间系统的电压保持不变。
在电容器回路安装阻尼电抗器(即串联电抗器) ,电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同时与电容器组一起组成谐波回路,起各次谐波的滤波作用。如在500kV
变电所35kV 无功补偿装置的电容器回路中,为了限制投入电容器时的涌流和抑制电力系统的高次谐波,在35kV 电容器回路中必须安装阻尼电抗器,抑制3次谐波时,采用额定电压35kV ,额定电感量26.2mH ,额定电流350A 干式空心单相户外型阻尼电抗器,它与2.52Mvar 电容器对3次谐波形成谐振回路,即3次谐波滤波回路。同样,为了抑制5次及以上高次谐波,采用了额定电压35kV ,额定电感量9.2mH ,额定电流382A 单相户外型阻尼电抗器,它与2.52Mvar 电容器对5次及以上高次谐波形成谐振回路。起到了抑制高次谐波的作用,需要说明的是,在国家标准《电抗器》 GB10229—88和IEC289—88国际标准中均对阻尼电抗器的使用和技术条件作了规定。但目前国内有些部门将阻尼电抗器称为串联电抗器,严格来讲是不合适的,因为上述标准中均没有串联电抗器这个名称。
1.2 电抗器在无功补偿装置中的作用
随着我国500kV 电力系统的发展,以及电气化铁路和大型钢铁基地的建设,在大型枢纽变电所中需要安装静止补偿装置的趋势越来越明显。静止补偿装置对负载突变的反映速度快(一般响应时间为0.02~0.04s) ,具有平滑的无功功率和电压调节特性。因此它能够稳定电力系统电压,有效地补偿电力系统的无功功率系数,抑制电压的波动,维持电力系统处于三相平衡状态,抑制电力系统的次同步振荡。此外安装在电力系统枢纽点的静止补偿装置还能起降低电力系统暂态超压的作用。因此各大电网均要求大中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率,做到就地补偿,就地平衡,以保证电力系统的安全运行。
电抗器是无功补偿装置的重要组成部分之一,并联电抗器用来提供感抗值消耗电力系统过剩的电容性无功功率,这在电力系统初期输送功率较小的时候以及电力系统后期在每日深夜轻负荷的时候都是十分必要的。因为在上述两种情况下,输电线路的无功功率损耗小,由于电容效应,输电线路产生的无功功率大于输电线路消耗的无功功率,在整个电力系统中存在剩余的无功功率(电容性) ,必须安装并联电抗器来消耗这部分剩余的无功功率,满足电力系统无功平衡的需要,维持电力系统的电压水平。否则电力系统的电压过高,无法安全运行。
近年来用减少静止补偿装置中晶闸管的数量,来节省整个装置的投资,有尽可能增大电容器组(简称TSC) 容量和并联电抗器组(简称TCR) 容量的趋势。在有的静止补偿装置中甚至取消了TSC 回路,完全由固定电容器组(简称FC) 代替。这样为了保持静止补偿装置具有连续平滑的无功功率和电压调节特性,就需要加大并联电抗器的总容量。因此,电抗器的用量将越来越大。
串联在电容器回路中的阻尼电抗器除起到前面所叙述的限制涌流和高次谐波的作用外,也起到了无功补偿的作用。
2 电抗器使用寿命的分析
电抗器在额定负载下长期正常运行的时间,就是电抗器的使用寿命。电抗器使用寿命由制造它的材料所决定。制造电抗器的材料有金属材料和绝缘材料两大类。金属材料耐高温,而绝缘材料长期在较高的温度、电场和磁场作用下,会逐渐失去原有的力学性能和绝缘性能,例如变脆、机械强度减弱、电击穿。这个渐变的过程就是绝缘材料的老化。温度愈高,绝缘材料的力学性能和绝缘性能减弱得越快;绝缘材料含水分愈多,老化也愈快。电抗器中的绝缘材料要承受电抗器运行产生的负荷和周围环境的作用,这些负荷的总和、强度和作用时间决定绝缘材料的使用寿命。
这些负荷包括热性质的、机械性质的和电气性质的,周围环境的作用指潮湿、化学污染、灰尘和各种射线。
由于热作用一方面可以引起化学变化,如导致绝缘材料原子结构中的链断裂,分子结构改变,分离反应和交链反应;另一方面由于金属导线和相邻的绝缘材料间的热膨胀差别很大,而产生机械破坏。
因电抗器运行产生的交变磁场而引起的机械负荷有压力、拉力、伸展、振动。强度太高时,绝缘材料会产生撕裂拉断,损耗大会引起发热而产生破坏。周围环境中对电抗器起破坏作用的最普遍的是温度高、温度波动大和相对湿度大;其次有强光照射、灰尘、细沙、烟雾等;另外还有生物(如霉菌和细菌) 的影响,以及一些动物(如白蚁) 的侵害。在此要提一下各种辐射对绝缘材料均有一定的破坏作用,对于聚合的绝缘材料辐射分子量增加,或者由于链分裂,网状组织导致破坏。 电抗器运行时,它的使用寿命要受到以上各种负荷和环境的影响,其中负荷和环境的影响最大,因此,在保持足够的机械和电气特性下,温度稳定性和热状态均被看作是电抗器设计制造质量的重要指标,温度稳定性和热状态的突出影响是科研人员研究热负荷和寿命之间关系的原因。为此,国际电工委员会(IEC)和国家标准局制定了电抗器的IEC 标准和国家标准。表1为干式空心电抗器国家标准规定的温升限值。从表1可以看出,各种绝缘材料的耐热温度与相应温升的差值,随着绝缘等级的提高而增大。这是因为采用不同耐热等级的绝缘材料制造的电抗器,运行时的温升限值是不同的。当温升较高时,电抗器运行时的热流强度就要增大。一般来说,部件中温度的分布随热流强度的增加而趋于不均匀,其平均温度与最热点温度的差值也增大。
表1 干式空心电抗器国家标准规定的温升限值
电抗器运行时,它的绕组既是导热介质,又是热源,它的温度一般来说在空间上总是按一定规律呈曲线分布。这样就有了最热点温升和平均温升之分,电抗器的发热限度以最热点温升为准,平均温升是检验设计是否合理和经济性能好坏的重要指标。平均温升与最热点温升之间有一定的规律性联系。可以用平均温升来衡量电抗器的发热情况,电抗器绕组绝缘的热寿命和绝缘是否受损应由绕组最热点温升来决定,而不是平均温度来决定。干式空心电抗器的使用寿命根据蒙特申格尔(Montsinger)的寿命定律来计算
T =Ae-αθ (1)
式中 T——绝缘材料的使用寿命
A ——常数(根据电抗器所用绝缘材料的等级确定)
α——常数,约为0.88
θ——绝缘材料的温度
对于蒙特申格尔寿命定律的半对数θ=f(lnT),得到含有方向常数-1/α的直线,该直线如图所示,这就是绕组的寿命(绕组耐热等级为A 、B 和H) 与绕组工作温度的函数关系。
图 A、B 和H 耐热等级绝缘绕组的寿命与绕组运行温度的函数关系
从式(1)和图中可以看出,每种绝缘材料都有一个固定的温度变化值。在某一统计期内,若电抗器的最热点温度比所用绝缘材料的最高允许温度低,则绝缘老化缓慢,寿命延长。反之,则绝缘老化加快,寿命缩短。对于电抗器的全部寿命而言,这一寿命的延长或缩短便构成了寿命的补偿。每种绝缘材料的寿命减小到一半或寿命增加一倍的温度变化值是固定不变的。该温度变化值对于A 级为8℃,对于B 级为8~10℃,对于H 级为12℃。由于A 级的Δθ= 8℃,因而蒙特申格尔寿命定律还称为8℃规则,H 级一般称为12℃规则。
我们知道,每种绝缘材料均有其耐热的绝对最高温度(见表2) ,当超过其绝对最高温度时,绝缘材料将迅速碳化而失去绝缘性能和力学性能。因此若电抗器经常过负荷运行时,一定要在订货时与制造厂协商,在设计和制造过程中考虑经常过负荷的工作状态。
表2 绝缘等级和绝对最高温度的关系
范文三:关于短路电流标幺值计算基准公式
关于短路电流标幺值计算基准公式
杭州市建筑设计研究所 朱时光
一、常用基准值S=100(MVA) j
基准电压
式中:V各路额定电压 SejIKA,()j U3j基准电流 V各级平均电压p2UVji X,,(,)jSI3 j3
表1(基准定量Q=100MVA) j
基准电压V3 0.4 6.3 10.5 37 115 (KV)
基准电流I3 144.3 9.16 5.50 1.56 0.502 (KA)
基准电抗 0.0016 0.397 1.10 13.7 132 X(Ω)
二、各元件的计算标公值 三 三、不同基准值的互相换算
USS2jU,S,,,XX,1、不同基准定量 ,2,1USjjS1j I3 2I,,I,,U1JISjj,XX2、 不同基准电压 ,,212U2JS XjX,,X, XVjj四、系统容量组合电抗标公值 采用标准值后, S JX,相电压和线电压标公值相同; ,"S d单相功率和三相功率标公值相同 ”(式中S系统短路容量) d I,S,,
五、常用电气设备标公值和有名值计算公式
标公值 本名值 备注
"1、电动SX%j""d UX,,X%j机 "d*dX,,X%为次暂去100P/cos, dd*e(MW) 100P/cos,e电抗百分值 容量
""2SU%UU%jded""2、变压 X,,X,,dd**U为短路性100S100S器 dee
百分值 (MVA)
"2X,为百分KX%U,,SV%Xkdej"e,,X,,X,,,K电抗值,I单d*e2,,100S3、电抗器 100V3Ieje,,位为KA
DSjX,0.145lgX,X,,2r0.789U jr导线半径 3D,das,dac,dcsD为三相导线4、线路 间的平均距 (cm) LSj,,RK,K,,2SUj
"2"Ich,I1,2(Kch,1),1.51I六、短路全电流ich?1.8″;冲击短路电流
范文四:通过短路电流折算阻抗标幺值方法
根据提供的系统或母线三相短路电流值,求基准容量的正序零序阻抗标幺值
单相短路时:故障相I kA 电流与序电流的关系如下:I kA
(1)(1)
可以得出如下关系:I kA =3I kA 1=
. (1)
. (1)
=I kA 1=I kA 2=I kA 0=3I kA 1
. (1). (1). (1). (1)
3U P
, 其中U P 为单相短路时的相电压。
Z 1∑+Z 2∑+Z 0∑
假设S B =100MVA ,U B =34.5kV (线电压),系统短路电流参数如下:
(1)
假设为无穷大系统,基准S B =100MVA ,U B =34.5kV (线电压)下,此短路电流I kA 已知,求单相短路时的短路阻抗Z
(1)
且Z 1∑=Z 2∑最终得到零序阻抗Z 0∑。 =Z 1
∑+Z 2∑+Z 0∑,
I
(1)kA
=
3I
(1)kA 1
=
3U p
Z
1∑+Z 2∑+
Z 0∑
=
B (1)
Z =Z +Z +Z =,从而得出1∑2∑0∑(1)Z kA
需要求出各方式下的短路阻抗标幺值,先根据三相短路电流求出正序阻抗, 正序阻抗Z
(3)
=Z 1∑=Z 2∑,从而根据已知的三相短路电流I
k (3),计算的正序阻抗标幺值:
Z
(3)
*
(3)
Z k (3)
(3)I =(3)===(3)
Z B I k =(3)==0.5181
I k 通过单相短路,计算单相短路阻抗标幺值的方法如下:
Z *(1)
Z k (1)kA 3I B =4.1152===(1)==, Z B I kA kA =Z *(1)-Z 1∑*-Z 2∑*=Z *(1)-2Z *(3)=4.1152-2?0.5181=3.079
从而,Z 0∑*
据此,得出结果如下:Referenced voltage: 34.5kV, referenced capacity: 100MVA
范文五:关于短路电流标幺值计算基准公式
j
jS
S
XX1
2
12??=关于短路电流标幺值计算基准公式
杭州市建筑设计研究所 朱时光
一、常用基准值Sj=100(MVA)
基准电流
基准电压
式中:Ve各路额定电压
Vp各级平均电压
表1(基准定量Qj=100MVA)
基准电压V3
(KV)
0.4 6.3 10.5 37 115
基准电流I3
(KA) 144.3 9.16 5.50 1.56 0.502
基准电抗
X(Ω) 0.0016 0.397 1.10 13.7 132
二、各元件的计算标公值
采用标准值后,
相电压和线电压标公值相同;
单相功率和三相功率标公值相同
三 三、不同基准值的互相换算
1、不同基准定量
2、 不同基准电压
四、系统容量组合电抗标公值
(式中S”
d系统短路容量
)
)
(
3
)(
32
3?
==
=j
j
i
j
j
j
jS
U
I
V
X
KA
U
S
Ij
j
j
jj
jjV
S
X
X
X
X
I
I
I
I
S
S
S
U
U
U
≠=
?==
==?
?
??3?
?≠SI2
2
2
1
12
J
JU
U
XX?
?="
d
JS
S
X=?五、常用电气设备标公值和有名值计算公式
标公值 本名值 备注
1、电动
机
(MW)
容量
Xd%
为次暂去
电抗百分值
2、变压
器
(MVA)
Ud为短路性
百分值
3、电抗器
XK%为百分
电抗值,Ie单位为KA
4、线路
r导线半径
D为三相导线
间的平均距
(cm)
六、短路全电流ich≈1.8″;冲击短路电流 ?cos /100
%"
"
*
e
j
d
dP
S
X
X×=?cos
/100
%"
"
*
e
j
d
dP
U
X
X×=e
j
d
dS
S
X×= 100 %" " * e ed dS UU X2 " " *100 % ×=2 " *3 100 %j j e e dV S I V Xk X× ? ? ? ? ? ? ? ? ×=e ed KS UX X2 "100 %
×=2 j jU S
XX×=?dcs dacdasD r D X ??= =3789 .0
lg145.02j jUS KK×=?S L Rρ=" 2 "51
.1)1(21IKchIIch≈?+=