01_单相接地短路电流计算

附录 一

贵州省东风水电厂

单相接地短路电流计算

批 准: 罗 飞 审 查: 李景禄 娄向阳 校 核: 刘渝根 孙二文 编 写: 谢炎林 廖梦君 杨鑫

贵州南源电力科技有限责任公司

2007年9月

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贵州东风电厂接地改造方案 贵州南源电力科技有限责任公司

单相接地短路电流计算

一．概况：

东风水电厂位于贵州220kV南北电网的联结点上，现装四台发电机，分别通过四台主变向电网送电，该厂220kV出口母线分为三段，每段接一回出线，其中220kVⅠ母接“东站”线与贵州南网相联，220kVⅡ母、Ⅲ母分别接“东干Ⅰ、Ⅱ回”线与贵州北网相联，其系统主接线如下图（1－1）所示：

图（１－１）东风电厂电气主接线图

该厂最大运行方式为四台发电机同时运行，一台200MVA主变高压侧中性点直接接地，母联210、220开关同时闭合（即贵州220kV南北电网合网运行方式），以下计算均以该运行方式为计算基础。

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二．系统元件参数：

表１ 系统侧参数列表： 名称 方式 短路阻抗 说明 正序 0.06157 南网 大方式 负序 0.06157 系统水平年为2015零序 0.12134 年，基准容量100MVA，基准电压正序 0.03285 230kV。 北网 大方式 负序 0.03285 零序 0.05292 表２ 发电机参数列表： 额定容量额定电压编号 型号 次暂态电抗 Xd\"% (MVA) (kV) 铭牌值 0.18 #1 SF190-32/8950 223.5 13.8 归算至100MVA 0.08054 铭牌值 0.18 #2 SF190-32/8950 223.5 13.8 归算至100MVA 0.08054 铭牌值 0.18 #3 SF190-32/8950 223.5 13.8 归算至100MVA 0.08054 铭牌值 0.209 #4 SF125-28/7600 142.86 13.8 归算至100MVA 0.14630

（表３）主变参数列表： 编号 #1 #2 #3 型号 SSP7-200000/220 SSP7-200000/220 SSP7-200000/220 额定容量(MVA) 200 200 200 150 额定变比(kV) 接线方式 阻抗电压 Uk% 0.13 0.06500 0.13 0.06500 0.128 0.06400 0.13 0.08667 #4 SSPS10-150000/220

铭牌值 归算至100MVA 铭牌值 230/13.8 Yo/Δ-11 归算至100MVA 铭牌值 230/13.8 Yo/Δ-11 归算至100MVA 铭牌值 230/13.8 Yo/Δ-11 归算至100MVA 230/13.8 Yo/Δ-11

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三．等值阻抗计算：

1． 正（负）序等值阻抗

系统正（负）序阻抗如下图（１－２）所示；

0.06157 X1 南网 0.03285 X2 北网 K1 220kV母线 T1 0.06500 X3 T2 0.06500 X5 T3 0.06500 X7 T4 0.08667 X9 F1 0.08054 X4 F2 0.08054 X6 F3 0.08054 X8 F4 0.14630 X10 图 （1－2） 系统正（负）序阻抗图

等值计算如下：

0.02142 X11 = X1//X2 = 0.02142

X12 = (X3+X4)// (X5+X6) // (X7+X8) // (X9+X10) = 0.04015

X11 K1 220kV母线 0.04015 X12 图 （1－３） 正（负）序阻抗等值图一

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X13 = X11//X12 = 0.01397

0.01397 X13 K1 220kV母线 图 （1－４） 正（负）序阻抗等值图二

由图（１－４）得220kV母线正（负）序等值阻抗为:

∑X1＝∑X2＝ 0.01397 (Ω). 式中 ∑X1————故障点正序等值阻抗，Ω； ∑X2————故障点负序等值阻抗，Ω；

2． 零序等值阻抗

系统零序阻抗如下图（１－５）所示；

0.12134 南网 0.05292 北网 X14 X15 K1 T1 0.06500 X16 图 (1－５) 零序阻抗图

（1－1）220kV母线

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等值计算如下：

0.03685 X17 = X14//X15 = 0.03685

X17 K1 220kV母线 0.06500 X16 T1 图 （1－６） 零序阻抗等值图一

X18 = X16//X17 = 0.02352

0.02352 X18 K1 220kV母线 图 （1－７） 零序阻抗等值图二

由图（１－７）得220kV母线零序等值阻抗为:

∑X0 ＝ 0.02352 (Ω). （1－2）

式中：∑X0 ———— 故障点零序等值阻抗，Ω；

１．零序电流分配系数计算

C0C = X18/ X17 = 0.63826 （1－3） C0T = X18/ X16 = 0.36185 （1－4）

式中： C0C————系统侧零序电流分配系数； C0T————电站侧零序电流分配系数；

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２． K1点单相接地短路电流计算

由《电力系统分析》可知，系统发生单相接地故障时故障点的各序电流分量为： Ia1 = Ia2 = Ia0 =

Sj1 （1－5） X1X2X03Uj式中 ∑X1、∑X2、∑X0 同式（１－１）（１－２）中相同；

Sj ———— 基准容量，MVA； Uj ———— 基准电压，kV；

将上面各序阻抗等值计算结果代入式（１－5）得： I1Sja1 = Ia2 = Ia0 =

2XU 13X183j=

110020.013970.023523230

= 4.87814 (kA)

总接地短路电流：

Ik1=3Iao=３×4.87814 = 14.63442（kA）

中性点返回电流

1. 东风水电厂主变中性点返回总电流： IZT= 3C0T×Iao = 5.29546 （kA） 2. 系统中性点返回电流：

IZC= 3C0C×Iao = 9.34056 （kA）

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