电力系统短路电流计算报告书.doc

中石化股份公司长岭分公司
电力系统短路电流计算书

1 短路电流计算目
a. 电气接线方案比较和选取。
b. 选取和校验电气设备、载流导体。
c. 继电保护选取与整定。
d. 接地装置设计及拟定中性点接地方式。
e. 大、中型电动机起动。
2 短路电流计算中惯用符号含义及其用途
a. －次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。
b. －三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线动稳定及断路器额定断流容量。
c. －三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线动稳定。
d. －三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体热稳定。
e. －次暂态三相短路容量，用于检查断路器遮断容量。
f. －稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体热稳定.
3 短路电流计算几种基本假设前提
a. 磁路饱和、磁滞忽视不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。
b. 在系统中三相除不对称故障处以外，都以为是三相对称。
c. 各元件电阻比电抗小得多，可以忽视不计，因此各元件均可用纯电抗表达。
d. 短路性质为金属性短路，过渡电阻忽视不计。
4 基准值选取
为了计算以便，普通取基准容量Sb＝100MVA，基准电压Ub取各级电压平均电压，即Ub＝Up＝1.05Ue，基准电流；基准电抗。
惯用基准值表（Sb＝100MVA）
基准电压Ub（kV）
6.3
10.5
37
115
230
基准电流Ib（kA）
9.16
5.50
1.56
0.502
0.251
基准电抗Xb（Ω）
0.397
1.10
13.7
132
530

各电气元件电抗标么值计算公式
元件名称
标 么 值
备 注
发电机（或电动机）

为发电机次暂态电抗百分值
变压器

为变压器短路电压百分值，SN为最大容量线圈额定容量
电抗器

为电抗器百分电抗值
线路

其中X0为每相电抗欧姆值
系统阻抗

Skd为与系统连接断路器开断容量；S为已知系统短路容量
其中线路电抗值计算中，X0为：
a. 6~220kV架空线 取0.4 Ω/kM
b. 35kV三芯电缆 取0.12 Ω/kM
c. 6～10kV三芯电缆 取0.08 Ω/kM
上表中SN、Sb单位为MVA，UN、Ub单位为kV，IN、Ib单位为kA。
5 长岭炼油厂短路电流计算各重要元件参数
5.1 系统到长炼110kV母线线路阻抗（标么值）
a. 峡山变单线路供电时：
² 最大运营方式下：正序0.1052；
² 最小运营方式下：正序0.2281
b. 巴陵变单线路供电时：
² 最大运营方式下：正序0.1491
² 最小运营方式下：正序0.2683
5.2 1＃、2＃主变：SN＝50000kVA；X％＝14％
5.3 200分段开关电抗器：IN＝4000A；X％＝6％
5.4 厂用电抗器：IN＝400A；X％＝4％
5.5 配出线电抗器1：IN＝750A；X％＝5％
配出线电抗器2：IN＝1000A；X％＝6％
5.6 陆城变：UN＝35kV；SN＝63kVA；X％＝7.43％
5.7 陆城架空线：l=11.3kM；UN＝35Kv
5.8 1＃催化9000kW电机电抗器：IN＝1500A；Xk％＝5％
5.9 1＃催化5000kW电机电抗器：IN＝1000A；Xk％＝4％
5.10 2＃催化4200kW电机电抗器：IN＝1000A；Xk％＝3％
5.11 4＃发电机：SN＝15MVA；Xd”＝12.4％
5.12 1＃、2＃、3＃、6＃发电机：SN＝3.75MVA；Xd”＝9.87％
6 各元件阻抗标么值计算
6.1 1＃、2＃主变：

6.2 200分段开关电抗器：

6.3 厂用电抗器：

6.4 配出线电抗器1：

6.5 配出线电抗器2：

6.6 陆城变：

6.7 陆城架空线：

6.8 1＃催化9000kW电机回路出线电抗器：

6.9 1＃催化5000kW电机回路出线电抗器：

6.10 2＃催化4200kW电机回路出线电抗器：

6.11 4＃发电机：

6.12 1＃、2＃、3＃、6＃发电机：

6.13 6kV三芯电力电缆
² 1kM，每回路2根三芯电缆

² 2kM，每回路2根三芯电缆

7 最大运营方式（500、200均合闸运营）下系统及长岭内部系统标么值阻抗图：
8 最大运营方式下，主6kV I段母线K1点三相短路电流计算（4＃机、2台3000kW机及500、200合闸运营）：

当电源容量不不大于基准量7.56倍时，即以供电电源容量为基准阻抗标么值Xjs≥3时（3/Xb＝3/0.397＝7.56），可以将供电电源视为无穷大电源系统。短路电流周期分量在整个短路过程中保持不变，即短路电流不衰减。
8.1 k1点由大系统提供三相短路电流为：

8.2 k1点由4＃发电机提供三相短路电流为：

查汽轮发电机运算曲线得：

8.3 k1点由一台3000kW发电机提供三相短路电流为

查汽轮发电机运算曲线得：

因此，最大运营方式下，主6kV I段母线三相短路电流为：

即
k1点两相短路电流为

7 750A，5％电抗器后方各变电所最大运营方式下母线三相短路电流计算
7.1 电缆长度取1km，每回路按2根电缆并联（含一循、二循、重整、焦化、常减压），k2点三相短路电流为：

7.2 电缆长度取2km，每回路按2根电缆并联（含幸福村、加氢、分子筛等），k3点三相短路电流为：

8 1000A，6％电抗器后方各变电所最大运营方式下母线三相短路电流计算
8.1 电缆线路取1km，每回路按2根电缆并联（含一套催化、聚丙烯、持续重整、焦化高压泵、三循、四循、二套催化等），k4点三相短路短路为：

8.2 电缆线路取2km，每回路按2根电缆并联（含加氢压缩机、微球、王垄坡等），k5点三相短路短路为：

9 一套催化1＃主风机（9000kW，4根3×240mm2铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k6为：

10 一套催化2＃主风机（5000kW，三根3×240mm2铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k7为：

11 二套催化1＃主风机（4200kW，两根3240mm2铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k8为：

12 动力厂厂用6kV母线最大运营方式下三相短路电流为：

大系统及动力厂2台发电机提供三相短路电流为：

背压机单独提供三相短路电流为：
查汽轮发电机运算曲线得：

因此，k9点三相短路电流为：

13 最小运营方式下系统及长岭内部供电系统标么阻抗图（由巴陵变单线路供电，500、200均断开运营，动力厂不开机）

13.1 最小运营方式下，动力厂厂用6kV母线三相短路电流：

13.2 最小运营方式下，750A、5％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取1km，每回路按2根电缆并联，含一循、二循、重整、焦化、常减压等）

13.3 最小运营方式下，1000A、6％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取1km，每回路按2根电缆并联，含一套催化、四循、北区、二套催化、聚丙烯、持续重整、焦化高压泵、三循等）

13.4 最小运营方式下，一套催化1＃主风机（9000kW）电缆末端三相短路电流：

13.5 最小运营方式下，一套催化2＃主风机（5000kW）电缆末端三相短路电流：

13.6 最小运营方式下，二套催化1＃主风机（4200kW）电缆末端三相短路电流：

13.7 最小运营方式下，1000A、6％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取2km，每回路按2根电缆并联，含微球、王垄坡、加氢压缩机等）

13.8 最小运营方式下，幸福村、加氢、分子筛6kV母线三相短路电流：

13.9 最小运营方式下，动力厂主6kV母线三相短路电流：

14 陆城变容量63kVA，阻抗比例7.43％，出线电抗器1000A，6％。则6kV侧电缆短路电流：
14.1 最大运营方式：

14.2 最小运营方式：

15 陆城35kV线路末端三相短路电流：（折算到6kV侧）
15.1 最大运营方式：

15.2 最小运营方式：

长岭各点三相短路电流明细表（单位kA）
序号
名 称
最大运营方式下
最小运营方式下
1
主6kV母线
51.11
16.710
2
一套催化9000kW电机电缆末端
17.49
10.307
3
一套催化5000kW电机电缆末端
15.28
9.497
4
二套催化4200kW电机电缆末端
16.83
10.074
5
陆城变电抗器至变压器电缆
12.97
8.55
6
一套催化6kV母线
11.35
7.814
7
二套催化6kV母线
11.35
7.814
8
三循6kV母线
11.35
7.814
9
持续重整6kV母线
11.35
7.814
10
聚丙烯6kV母线
11.35
7.814
11
焦化高压泵电缆末端
11.35
7.814
12
一循6kV母线
10.575
7.44
13
二循6kV母线
10.575
7.44
14
常减压6kV母线
10.575
7.44
15
重整6kV母线
10.575
7.44
16
焦化6kV母线
10.575
7.44
17
烷基化6kV母线
10.575
7.44
18
一垄6kV母线
10.575
7.44
19
王垄坡6kV母线
10.09
7.20
20
微球6kV母线
10.09
7.20
21
加氢压缩机电缆末端
10.09
7.20
22
加氢6kV母线
9.47
6.875
23
分子筛6kV母线
9.47
6.875
24
幸福村6kV母线
9.47
6.875
25
陆城变35kV线路末端（折算至6kV）
4.14
3.55
26
4＃发电机
11.07（出口0S）
3.85（出口∞S）
27
1＃、2＃、3＃、6＃发电机至主6kV母线
2.58（0S）
0.946
28
1＃、2＃、3＃、6＃发电机
2.924（出口0S）
0.974（出口∞S）
29
动力厂厂用6kV母线
11.514（0S）
9.564（∞S）
6.45