經過電力系統內部容量長期的技術改造,整體供電工作可靠程度和穩定性不斷提升,但其中仍埋下某種突出的隱患問題,一些變壓器裝置由于自身抗短路沖擊能力不足,容易滋生沖擊損壞現象,衍生事故比例約占4成左右。因此,本文決定對電力變壓器發生短路狀況下的電流和電動力等實現檢驗和計算,并從中挖掘變壓器在選材、制造工藝和結構設計方面的改造措施,進而提高繞組的機械強度,維護用戶的正常用電生活,減少不必要的經濟損失。

變壓器在運行狀態下如果引發短路危機,其內部隱藏的巨大電流動力將造成機械本身的嚴重損壞。按照我國電力安全標準規定,電力變壓器設備必須具備抵抗不同短路狀況的能力。以往頻頻發生事故的主要原因就是設備機械強度較低造成的,如果長期不予以應對,還會影響電網規劃系統的安全效益。

電力變壓器短路沖擊損壞問題的論述

按照過往觀察、實踐工作分析,有關此類結構的損壞形式的特征如下:

機械整體運行期限較短,加上出口處是造成短路危機的高頻區,即便是持續作用的短路電流沒有越過標定值的最高限制,同時能維持正常的保護動作,將故障部位及時切斷。但較為關鍵的是低壓繞組匝間位置短路,經常造成絕緣材質燒毀和導線燒斷現象,單憑更換繞組工作來說,整體結構修復時間就很長,在這個環節中產生的成本規模更是可想而知。

1.1.短路環境下變壓器動熱穩定效應闡述

在變壓裝置內部如果產生短路現象,不同繞組之間流過的實際電流數量將超過額定水平,后期電動力作用雄厚,令裝置失去一定的穩定效果,并造成不同部件的損壞。即便是電流沖擊效果沒有引起繞組部件的變形,但是短路電流長期得不到改善和調整,就會產生一定的熱量,絕緣材料最終將抵受不住熱量危害而損壞,這將嚴重影響電力企業正常供電活動的進展水準。在突發短路問題作用下,電壓相位突變和整體結構阻抗效率決定了變壓器短路電流的大小,尤其是在電動力作用較強的出口位置,單純憑借現下的保護手段是無法及時將故障問題切除的,所以必須想盡一切辦法提升電力機械的強度,并以此維持出口繞組在抵抗短路電流方面的動力穩定性能。

1.2.變壓器短路狀態下整體電動力效果研究

不同繞組之間在短路電流的沖擊下會產生一定規模的漏磁空間,不同因素相互作用將引起電動力效果的進一步擴散。這種漏磁現象主要包括兩種類型的分量內容,即繞組軸向和輻向的分量。繞組內部的短路電流一旦與漏磁現場相互影響時,繞組裝置的輻向電動力就會擴散,對內部結構產生一定的壓力控制,而軸向作用力則按照繞組實際高度對下部結構施加壓力效果。

同時,帶分接線位置存在漏磁附加形式的分量,其中的軸向作用力將圍繞接線繞組不斷蔓延,令分接位置空檔范圍擴張。若要在此種條件下完成變壓裝置抵抗短路性能的提升工作,應注意配合同相位空間內不同繞組之間的安匝平衡條件,并注意繞組的具體高度要保持一致;分接段由于輻向安匝結構不平衡漏磁數量的增加,造成整體結構的穩定性降低,因此必須對這部分的漏磁問題實施改造。

相關改進措施分析

2.1.具體提高繞組輻向機械強度標準

主要是針對導線的強度效應,對整個繞組結構實現堅固程度控制。在導線材質選擇上,最好配合半硬銅導線、換位材料實現粘合處理,同時將導線輻向厚度加大,配合對空間電流密度的降低,基本可以減少不必要的損耗效果。

硬紙筒與鐵芯之間要確保不存在任何形式的間隙,只要這種剛性支撐作用長期維持下去,就算繞組結構內部電動力效果突出,也會受到繞組抗輻向壓力的抵制。為了保證輻向繞緊能力的持久,在方案設計活動中要根據立式繞線機和拉緊測量設備實現逐層調節。而變壓裝置機身經過烘干處理后,內部撐條容易發生位移,從而影響裝置穩定性能,所以要全面增加撐條的數量,令線段位置部件間距減小,以此來增加內部繞組的強度效應。

2.2.提高繞組軸向壓緊作用力

繞組的安匝平衡效用將直接決定變壓器短路狀態下的動力范圍,研究過程中應充分考慮繞組安匝與漏磁數量的分布規律,將一切不穩定因素排除。為了真正提升繞組軸向壓緊力度,應該充分結合不同細節部位的調節手段實現改造。在壓層板的選擇上,通過繞組絕緣范圍和損耗數量角度觀察,一般利用絕緣層壓板實現支撐,但其實際承受得來的機械動力不足,在投入應用過程中極易埋下折斷隱患。所以,在選擇這類層壓板方面,最好維持足夠的厚度條件,并利用性能良好的絕緣膠實現緊密連接,促進整體結構的穩定質量。

最需要注意的是,在進行結構內部繞組分接環節中,為了防止輻向漏磁量的增加,要將這些部件實現單獨安裝和調壓管理,最好設置在結構的最外層部位,這樣就可以全面保證繞組裝置的動穩定水準,防止電流沖擊動作產生的導線燒毀現象,落實人們正常用電生活的改造任務。

變壓裝置的出口短路問題包含多種隱含因素,其結構整體引發的動力效應,主要由短路電流、繞組安匝平衡性能和相關細節調整方式等引起。生產主體在全面重視此類技術問題的同時,應該將設備生產活動中涉及的材質選擇、技術應用、方案選取內容進行徹底更新改革,進而提升電力事業穩定發展的技術水準。這是我國電力變壓器應用性改革長期關注的話題,必須集結一切可靠資源和人員力量落實整體改進,爭取為了人們多元化的用電生活創造更加優越的輔助條件。

篇2:過流短路保護校驗管理制度

一、運轉電工班負責低壓電氣設備和高壓配電箱保護裝置的整定和管理工作。

二、新投產的采區有關電氣工程設計,應按規定對保護裝置進行選擇、檢驗和整定。

三、機電科應備有實際的供電系統圖板,圖板上注明電氣設備型號、容量、電纜線路規格、長度、及短路電流值和保護裝置的整定值。

四、采區新安裝的電氣設備保護裝置應由運轉工區電工按照整定值進行調整,運行中的電氣設備的保護裝置,由機電維護工按整定值進行調整。

五、運行中的電氣設備保護裝置,由電工負責定期檢查,如發現有誤動作或整定值選擇有差錯時,應由機電技術員或機電負責人根據實際情況,作必要的改動,其他人員不得任意變更。

六、為了便于檢查運行中的保護裝置的整定值,應在開關上掛一塊牌子,牌子注明該點的短路電流值、開關整定值、整定日期和整定人等。

七、當高、低壓開關在機修廠檢修時,對其保護裝置應同時進行校對,使之符合要求,以便在井下使用時,可以根據其刻度能正確的調整。

八、開關在井下使用超過6個月時,應對其過流保護裝置進行一次檢修和調整。

篇3:短路電流簡易計算方法規范

短路電流簡易計算方法

一.概述

供電網絡中發生短路時,很大的短路電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞,同時使網絡內的電壓大大降低,因而破壞了網絡內用電設備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計算短路電流,以正確地選擇電器設備、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件.

二.計算條件

1.假設系統有無限大的容量.用戶處短路后,系統母線電壓能維持不變.即計算阻抗比系統阻抗要大得多.

具體規定:對于3~35KV級電網中短路電流的計算,可以認為110KV及以上的系統的容量為無限大.只要計算35KV及以下網絡元件的阻抗.

2.在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對于架空線和電纜,只有當其電阻大于電抗1/3時才需計入電阻,一般也只計電抗而忽略電阻.

3.短路電流計算公式或計算圖表,都以三相短路為計算條件.因為單相短路或二相短路時的短路電流都小于三相短路電流.能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流.

三.簡化計算法

即使設定了一些假設條件,要正確計算短路電流還是十分困難,對于一般用戶也沒有必要.一些設計手冊提供了簡化計算的圖表.省去了計算的麻煩.用起來比較方便.但要是手邊一時沒有設計手冊怎么辦?下面介紹一種“口訣式”的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法.

在介紹簡化計算法之前必須先了解一些基本概念.

1.、主要參數

Sd三相短路容量(MVA)簡稱短路容量校核開關分斷容量

Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡稱短路電流校核開關分斷電流和熱穩定

IC三相短路第一周期全電流有效值(KA)簡稱沖擊電流有效值校核動穩定

ic三相短路第一周期全電流峰值(KA)簡稱沖擊電流峰值校核動穩定*電抗(Ω)

其中系統短路容量Sd和計算點電抗*是關鍵.

2、.標么值

計算時選定一個基準容量(Sjz)和基準電壓(Ujz).將短路計算中各個參數都轉化為和該參數的基準量的比值(相對于基準量的比值),稱為標么值(這是短路電流計算最特別的地方,目的是要簡化計算).

(1)基準

基準容量Sjz=100MVA

基準電壓UJZ規定為8級.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV

有了以上兩項,各級電壓的基準電流即可計算出,例:UJZ(KV)3710.56.30.4

因為S=1.73*U*I所以IJZ(KA)1.565.59.16144

(2)標么值計算

容量標么值S*=S/SJZ.例如:當10KV母線上短路容量為200MVA時,其標么值容量

S*=200/100=2.

電壓標么值U*=U/UJZ;電流標么值I*=I/IJZ

3、無限大容量系統三相短路電流計算公式

短路電流標么值:I*d=1/**(總電抗標么值的倒數).

短路電流有效值:Id=IJZ*I*d=IJZ/**(KA)

沖擊電流有效值:IC=Id*√1+2(KC-1)2(KA)其中KC沖擊系數,取1.8

所以IC=1.52Id

沖擊電流峰值:ic=1.41*Id*KC=2.55Id(KA)

當1000KVA及以下變壓器二次側短路時,沖擊系數KC,取1.3

這時:沖擊電流有效值IC=1.09*Id(KA)

沖擊電流峰值:ic=1.84Id(KA)

掌握了以上知識,就能進行短路電流計算了.公式不多,又簡單.但問題在于短路點的總電抗如何得到?例如:區域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業變電所變壓器的電抗,等等.

一種方法是查有關設計手冊,從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標么值.求得總電抗后,再用以上公式計算短路電流;設計手冊中還有一些圖表,可以直接查出短路電流.

下面介紹一種“口訣式”的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法.

4.簡化算法

【1】系統電抗的計算

系統電抗,百兆為一。容量增減,電抗反比。100除系統容量

例:基準容量100MVA。當系統容量為100MVA時,系統的電抗為*S*=100/100=1

當系統容量為200MVA時,系統的電抗為*S*=100/200=0.5

當系統容量為無窮大時,系統的電抗為*S*=100/∞=0

系統容量單位:MVA

系統容量應由當地供電部門提供。當不能得到時,可將供電電源出線開關的開斷容量

作為系統容量。如已知供電部門出線開關為W-VAC12KV2000A額定分斷電流為40KA。則可認為系統容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系統的電抗為*S*=100/692=0.144。

【2】變壓器電抗的計算

110KV,10.5除變壓器容量;35KV,7除變壓器容量;10KV{6KV},4.5除變壓器容量。

例:一臺35KV3200KVA變壓器的電抗**=7/3.2=2.1875

一臺10KV1600KVA變壓器的電抗**=4.5/1.6=2.813

變壓器容量單位:MVA

這里的系數10.5,7,4.5實際上就是變壓器短路電抗的%數。不同電壓等級有不同的值。

【3】電抗器電抗的計算

電抗器的額定電抗除額定容量再打九折。

例:有一電抗器U=6KVI=0.3KA額定電抗*=4%。

額定容量S=1.73*6*0.3=3.12MVA.電抗器電抗**={4/3.12}*0.9=1.15

電抗器容量單位:MVA

【4】架空線路及電纜電抗的計算

架空線:6KV,等于公里數;10KV,取1/3;35KV,取3%0

電纜:按架空線再乘0.2。

例:10KV6KM架空線。架空線路電抗**=6/3=2

10KV0.2KM電纜。電纜電抗**={0.2/3}*0.2=0.013。

這里作了簡化,實際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關,截面越大電抗越小。

【5】短路容量的計算

電抗加定,去除100。

例:已知短路點前各元件電抗標么值之和為**∑=2,則短路點的短路容量

Sd=100/2=50MVA。

短路容量單位:MVA

【6】短路電流的計算

6KV,9.2除電抗;10KV,5.5除電抗;35KV,1.6除電抗;110KV,0.5除電抗。

0.4KV,150除電抗

例:已知一短路點前各元件電抗標么值之和為**∑=2,短路點電壓等級為6KV,

則短路點的短路電流Id=9.2/2=4.6KA。

短路電流單位:KA

【7】短路沖擊電流的計算

1000KVA及以下變壓器二次側短路時:沖擊電流有效值Ic=Id,沖擊電流峰值ic=1.8Id

1000KVA以上變壓器二次側短路時:沖擊電流有效值Ic=1.5Id,沖擊電流峰值ic=2.5Id

例:已知短路點{1600KVA變壓器二次側}的短路電流Id=4.6KA,

則該點沖擊電流有效值Ic=1.5Id,=1.5*4.6=7.36KA,沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。

可見短路電流計算的關鍵是算出短路點前的總電抗{標么值}.但一定要包括系統電抗

5.舉例

系統見下圖.由電業部門區域變電站送出一路10KV架空線路,經10KM后到達企業變電所,進變電所前有一段200M的電纜.變電所設一臺1600KVA變壓器.求K1,K2點的短路參數.

系統容量:S=1.73*U*I=1.73*10.5*31.5=573MVA

用以上口訣,很容易求得各電抗標么值,一共有4個.

系統電抗*

0=100/573=0.175

10KM,10KV架空線路電抗*1=10/3=3.333

200M,10KV電纜線路電抗*2=(0.2/3)*0.2=0.133

1600KVA變壓器電抗*3=4.5/1.6=2.81

請注意:以上電抗都是標么值(**)

將每一段電抗分別相加,得到K1點總電抗=*0+*1=3.51

K2點總電抗=*0+*1+*2+*3=6.45(不是2.94!)

再用口訣,即可算出短路電流

U(KV)**Id(KA)IC(KA)ic(KA)Sd(MVA)

口訣5.5/**1.52*Id2.55Id100/**

K110.53.511.562.374.028.5

口訣150/**1.52*Id2.55Id100/**

K20.46..5

用口訣算和用第3節公式算有什么不同?

用口訣算出的是實名制單位,KA,MVA,而用公式算出的是標么值.

細心的人一定會看出,計算短路電流口訣中的系數150、9.2、5.5、1.6.實際上就是各級電壓基準值.只是作了簡化.準確計算應該是144、9.16、5.5、1.56.

有了短路參數有什么用?是驗算開關的主要參數.例:這臺1600KVA變壓器低壓總開關采用M25,N1.額定電流2500A,額定分斷電流55KA.

驗算:變壓器額定電流為2253A

開關額定電流>變壓器額定電流;開關額定分斷電流>短路電流Id..驗算通過.