站内流经变压器套管的短路电流计算分析

2020-09-11刘龙龙

山西电力 2020年4期

刘龙龙，刘宏

（1.山西地方电力有限公司电网分公司，山西太原030001；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西太原030001）

0 引言

变压器短路电流计算是变压器抗短路校核的重要依据，将理论计算得到的流经变压器套管短路电流与实际变压器能够承受的最大短路电流进行比较，对于不满足要求的变压器可采取抗短路能力改造、低压侧加装限流电抗器等技术措施。对于单台变压器运行的变电站，其短路电流计算比较明确，但对于多台变压器并列运行的变电站而言，短路电流计算方法相对复杂，如果忽略运行方式对变压器短路电流的影响，则会造成计算结果与实际运行电流存在较大的差别。

1 单台变压器短路电流计算

短路阻抗与短路电流折算公式如下。

式中，Uk为变压器短路电压；IN为变压器短路电流；UN为变压器额定电压；Id为变压器额定电流；R为变压器内阻。

以电力变压器阻抗为基准，将系统阻抗折算为标幺值Z*S

式中，ZS为系统阻抗值；ZN为电力变压器阻抗值；UN为系统额定电压；SS为系统容量，可根据母线短路电流IS计算得出SN为电力变压器容量。

如果未给出系统母线短路电流值，则根据GB 1094.5—2008《电力变压器第5部分：承受短路的能力》中给出的系统容量直接确定。

图1为三相对称短路等值电路图。一般情况下，在三相对称短路的条件下计算站内变压器流经套管的短路电流。对于已折算到参考温度、额定容量和额定频率下的每对绕组的短路阻抗百分值，通过计算得到每个绕组的等效阻抗，计算公式如下。

图1三对相称短路等值电路图

式中，XHM为变压器高-中压侧短路阻抗；XHL为变压器高-低压侧短路阻抗；XML为变压器中-低压侧短路阻抗。

以500 kV某变压器计算为例，额定容量比SNH/SNM/SNL=250/250/66.7（MVA）、电压比UNH/UNM/UNL=303/133/36（kV），高-中阻抗15.86%、高-低阻抗55.01%、中-低阻抗36.71%，高压侧母线短路电流ISH=28.14 kA，中压侧母线短路电流ISM=41.23 kA，低压侧母线短路电流ISL=33.24 kA。各种计算值如下：全容量下高压侧额定电流INH=全容量下中压侧额定电流全容量下低压侧额定电流变压器高压绕组等值阻抗变压器中压绕组等值阻抗-1.22%；变压器低压绕组等值阻抗XT3=（XHL+高压侧短路容量SH=3×UNH×ISH=25 585 MVA；中压侧短路容量SM=3×UNM×ISM=16 424 MVA；低压侧短路容量SL=3×UNL×ISL=3 590 MVA；高压侧系统阻抗2.93%；中压侧系统阻抗低压侧系统阻抗

a）低压侧三相短路时（等值电路见图2），短路等值阻抗计算公式为ZLD=XT3+（XH+XT1）/（XM+XT2）=40.8%，流经低压套管的短路电流计算公式为可算出此时流经高、中套管的短路电流值为

图2单台低压侧三相短路等值电路图

b）中压侧三相短路时（等值电路见图3），短路等值阻抗计算公式为ZMD=XH+XT1+XT2=18.79%，

佛像的当代性，是指以当下的审美理念塑造的佛像，符合当下人们的审美习惯，并在理念、形式、样式上有别于其他时期，但这种时代特征必须是在如法的范围内，目前国内有许多艺术家在探讨尝试中，能否成为这个时代的典型之作需要塑造者不断的探索与时间的沉淀。

图3单台中压侧三相短路等值电路图

c）高压侧三相短路时（等值电路见图4），短路等值阻抗计算公式为ZHD=XH+XT1+XT2=20.42%，

高压侧三相短路时，中压绕组流过的短路电流均小于中压侧三相短路时中压绕组流过的短路电流，因此实际计算时，高、中压侧流经绕组的最大短路电流值均按照中压侧三相短路情形计算。

图4单台高压侧三相短路等值电路图

2 多台变压器短路电流计算

算例：220 kV某变电站共有2台主变，主变容量均为180/180/90（MVA），额定电压比为［（220±8）×1.25%］/115/37，高-中压短路阻抗13.75%，高-低压短路阻抗23.58%，中-低压短路阻抗7.66%。220 kV侧系统短路容量13 615 MVA，110 kV侧系统短路容量2 653 MVA。

第一种运行方式（具体的等值电路见图5）：高压侧供电，中压侧、低压侧独立运行，中压侧、低压侧无电源。这种运行方式常见于经济发达、系统短路容量较大的地区，且站内110 kV侧尚未接入系统电源。此时，低压侧三相短路等值阻抗