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D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用  

2009-09-08 16:04:16|  分类: 变压器 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘要:以D,yn11组别S11—1000KVA为例,在10KV母线最大运行方式下,其二次侧三相短路最严重时短路电流值可达27KA以上,要求其配电回路及电气元件均应按不小于30KA进行动稳定和热稳定校验,以便选取其技术参数,才能保证短路情况下安全断开故障电流。两相短路电流值为24KA以内,小于三相短路电流值,因此以三相校验为准,即可。单相短路电流值在16KA左右。考虑其他情况,应以其值进行中性线的动、热稳定性校验。即中性线应通过 20KA校验值,才能保证安全运行和事故状态下其值动、热稳定性过关。
关键词:D,yn11结线组别 变压器短路电流 计算 应用

  供电系统由于绝缘损坏,操作失误和自然灾害等因素诱发的短路电流,一般比正常电流大几十倍、几百倍,在大的电力系统中甚至可达几万安培或几十万安培。它对电力系统将造成极大危害,严重时可造成电网瘫痪。因此,预防短路故障,减少故障范围和减轻故障损失就成供电工作不可或缺的课题。众所周知:短路电流计算的意义就在于以确切的数据为依据,整定短路装置,选择限制短路电流元件(如电抗器),在满足动稳定性和热稳定性的要求下选择电气元件,确保电力系统既能提供正常负载电流,又能经受短路故障的考验,并能可靠地对正常线路和事故线路实施及时、准确的分合。

  为减弱电子设备生产的谐波污染,纺织高新工业园区棉纺项目广泛采用D,yn11组别接线变压器。现以S11型D,yn11组别1000KVA油浸节能型变压器为例,探究其低压侧短路时,一、二次侧短路电流和影响,具体供电系统和等效电路如下图。

  

D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  一、变压器T二次侧短路计算:

  1.K (3) 时三相短路计算:

  ⑴根据天津电力设计院提供的2010年前园区1#35KV站10KV母线在最大运行方式下三相短路电流为7.22KA,所以其短路容量:

  SZ(3) =D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客 UPJ1* IKmax(3)

  =1.732*10.5*7.22=131.3(MVA)

  其系统阻抗XZ

  XZ=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客 =D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客1.22(mD,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客)

  ⑵线路阻抗XL

  XL=X0*L1*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=0.08*0.3*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客 0.035(mD,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客)

  ⑶变压器T电抗XB

  XB=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=7.2(mD,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客)

  ⑷如图K(3)时系统等效电路(b)总阻抗D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

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  =1.22+0.035+7.2=8.455(mD,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客)

  ⑸三相短路电流D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

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  ⑹D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客时二次侧短路容量D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

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  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客18.92(MVA)

  2. K (2) 时两相短路计算:

  当变压器二次侧任意两相间短路,其电流D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  =D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*27.31D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客23.65(KA)

  3. K (1) 时单相接地短路计算:

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=   

 =D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客15.7(KA)

  式中D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=0.4028(mD,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客)是经对变压器直流电阻计算得来的,此处不赘述,实际工程计算一般不纳入。

  二、折算至变压器T一次侧短路的计算:

  按文《D,yn11结线组别变压器的特性和短路电流浅析》所述:

  1. 三相短路D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客时二次侧对一次侧的折算:

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  =27.35*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=1.092(KA)

  二次侧D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=27.31(KA)

  一次侧D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客 =D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=1.092(KA)

  2. 两相短路D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客时二次侧对一次侧的折算:

  以D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客U、V两相短路为例,其余同理。

  折算到一次侧短路电流D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  =23.65*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=0.946(KA)

  按前文分析此电流仅在一次侧D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客两相有电流流过,D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客为常数或零,即:

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*0.946=0.546(KA)

  由于一次△形结线,其线电流D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客+D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=0.546+0=0.546(KA)

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客+D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*0.946

  =1.092(KA)

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客+D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=0.546(KA)

  即变压器二次侧两相短路时,其作用于一次侧相电流及线电流都不相等。

  3. 单相短路D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客时二次侧对一次侧的折算:

  以W相接短路为例,其余两相同理:

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=15.7*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客

  =0.628(KA)

  一次侧绕组内相电流:D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=0(或常数C)

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客*0.628D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客0.362(KA)

  一次侧线电流:

  D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客+D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用 - 自由天空 - 自由天空的博客=0.362+0=0.362(KA)

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  三、综上所述,可知:

  1. 以D,yn11组别S11—1000KVA为例,在10KV母线最大运行方式下,其二次侧三相短路最严重时短路电流值可达27KA以上,要求其配电回路及电气元件均应按不小于30KA进行动稳定和热稳定校验,以便选取其技术参数,才能保证短路情况下安全断开故障电流。

  2. 两相短路电流值为24KA以内,小于三相短路电流值,因此以三相校验为准,即可。

  3. 单相短路电流值在16KA左右。考虑其他情况,应以其值进行中性线的动、热稳定性校验。即中性线应通过20KA校验值,才能保证安全运行和事故状态下其值动、热稳定性过关。

  在10KV母线最大运行方式下,变压器二次侧三相短路电流折算到一次侧的短路电流值1.092KA,可作为电力系统10KV综合保护整定参数的技术依据。

(发表在天津纺织科技杂志2005年第一期上。入选2005年中国创新与发展研究文库。)

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