【供配电系列】DLT 5163-2002 水电工程三相交流系统短路电流计算导则

DL/ T 51 6 3一 2 0 0 2 前言 电力系统短路电流计算是发电厂、变电所设计的重要内容之 一。正确的短路电流计算对于工程设计的安全和经济合理性有十 分重要的意义。 国家标准G B / T 1 5 5 4 4 -1 9 9 5《 三相交流系统短路电流计算》 ( 以下简称 G B / r 1 5 5 4 4 )等效采用 I E C 9 0 9 1 9 8 8《 三相交流系统 短路电流计算》 ，但在 “ 适用范围”一节中规定:“ 本标准主要作 为进出口 设备及对外工程投标使用， 在国内 工程计算中 逐步推广 采用。 ” 事实上， G B / I 1 5 5 4 4 采用的等值电压源计算法与 我国目 前 普遍采用的运算曲线法有相当大的差别。前者采用衰减系数的概 念计算短路电流，且规定衰减系数仅与初始短路电流的标么值有 关 ，对于汽轮发电机和水轮发电机、不同励磁方式的发电机均未 作区别。经分析，G B / T 1 5 5 4 4中规定的衰减系数与我国发电机 组的实际情况不尽相符，用于汽轮发电机偏小，用于水轮发电机 则 偏大。由于“ B / I 1 5 5 4 4 是等效采用I E C 标准， 不便于对其中 的曲线进行修改。但若将这一曲线用于我国的工程计算则不十分 恰当，正因为如此，G B / T 1 5 5 4 4对其适用范围作 了如上的说 明。 我国目前采用的运算曲线也有不足之处。这些曲线是按照配 备直流励磁机的发电机做出的， 而自2 0 世纪8 0 年代以 来， 我国 投产的大中型水轮发电机组绝大多数为自并励机组，这类机组的 短路电流与以往的电机励磁机组有明显的区别。本标准列出了自 并励水轮发电机的运算曲线，以便设计人员使用。 此外，由西安交通大学和北京勘测设计研究院联合开发、采 用暂态解析法的短路电流计算软件包已于 1 9 9 3年通过由水电规 第 1 页 共 80 页 DL / T 51 6 3一 2 0 0 2 划设计总院组织的专家鉴定，在需要精确计算时，可以采用暂态 解析法进行计算。本标准介绍了暂态解析法的使用方法。 本标准按暂态解析法和运算曲线法编写，推荐采用暂态解析 法。 本标准有一个算例作为标准的附录，为了便于比较，算例的 接线与 《 水电站机电 设计手册电气一次》 ( 水利电力出版社， 1 9 8 2 年1 1 月第一版)中 所举的 算例大致相同。 本标准为推荐性标准。 本标准由国家电力公司水电规划设计标准化技术委员会提出 并归口。 本标准的起草单位是国家电力公司北京勘测设计研究院、西 安交通大学。 本标准的主要起草人:姜树德、肖惕、梁见诚。 第 2 页 共 80 页 DL/ T 5 1 6 3一 2 0 0 2 范围 本标准规定了水电工程三相交流系统的短路电流计算方法 本标准适用于水力发电厂和变电所的三相交流系统的短路电 流计算，其他型式的发电厂可参照执行。 第 3 页 共 80 页 DL/ T 5 1 6 3一 2 0 0 2 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日 期的引用文件， 其随后所有的修改单 ( 不包括勘误的内 容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协 议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日 期的 引用文件，其最新版本适用于本标准。 G B 1 4 2 8 5 -1 9 9 3 继电保护和安全自 动装置技术规程 G B / T 1 5 5 4 4 -1 9 9 5 三相交流系统短路电流 计算 G B 5 0 2 1 7 -1 9 9 4 电力工程电 缆设计规范 DL/-r 5 5 9 -1 9 9 4 ( 2 2 0 -5 0 0 ) k V电网 继电保护装置运行 整定规程 D l _ / f 5 8 4 -1 9 9 5 ( 3 -1 1 0 ) k V电网继电保护装置运行整 定规程 D L / r 6 1 5 -1 9 9 7 交流高 压断路器参数选 用导则 D L / T 6 2 1 -1 9 9 7 交流电 气装置的 接地 D L / r 6 8 4 -1 9 9 9 大型发电机变压器继电保护整定计算导 则 S L 2 6 -1 9 9 2 水利水电工 程技术术语标准 S D G J 1 4 -1 9 8 6 导体和电 器选择设计 技术规定 I E C 9 0 9 -1 9 8 8 三相交流系统短路电流计算 ( S h o r t - c ir c u i t c u r r e n t c a l c u la t io n i n t h r e e - p h a s e a . c . s y s t e m s ) 第 4 页 共 80 页 D L/ T 5 1 6 3一 2 0 0 2 3 总则 3 . 0 . 1 本标准规定了水电工程三相交流系统短路电流计算的一 般原则、步骤和方法。 3 . 0 . 2 本 标准推荐采用暂态解析法和运算曲线法计算短路电 流，优先采用暂态解析法。 3 . 0 . 3 计算短路电流时 应按发电厂或变电 所 ( 远景规划容量除 外)全部建成投产后 5 -1 0 年的电力系统发展规划和设备参数进 行，特大工程根据具体情况确定。 3 . 0 . 4 采 用暂态 解析法 计算短 路电流的 基本假设条 件如下: 1 电力系统在正常工作时三相对称; 2 电力系统的所有电机均为理想电机，不计其参数的非线 性; 3 电力系统中各元件的阻抗值不随电流大小的变化而变化， 元件参数均取其额定值，不计误差; 4 短路发生在短路电流为最大值的瞬间; 5 除计算接地短路电流外，不计变压器的励磁阻抗; 6 不计短路点阻抗，即假定短路为金属性的 3 . 0 . 5采用运算曲线法计算短路电流时，除采用3 . 0 . 4的全部 假设条件外，还需补充以下假设条件: 1 电力系统中所有电源的电动势相位均相同; 2 电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行; 3 除计算短路电流的非周期分量衰减时间常数和计算低压 网络的短路电流外，不计各元件的电阻; 4不计输电线路的由容 第 5 页 共 80 页 DL/ T 5 1 6 3一 2 0 0 2 4 术语和主要符号 4. 1 术语 下列术语适用于本标准: 4. 1 . 1 短路s h o r t c i r c u i t 电路中正常情况下电压不同的两点或多点间经低电阻或低电 抗意外或有意的连接。 4 . 1 . 2 短路电流s h o r t - c ir c u i t c u r r e n t 电路中由于故障或不正确连接造成短路时产生的电流。 4 . 1 . 3 对称短路电流 ( 周期分量)s y m m e t r i c a l s h o r t - c ir c u i t c u r r e n t ( p e r i o d ic a l c o m p o n e n t ) 不计非周期分量时的短路电流交流对称分量有效值。 4 . 1 . 4 初始对称短路 电流 I 0 k i n i t ia l s y m m e t r i c a l s h o rt - c ir c