随着计算机技术的日益发展,短路电流的手工计算方式已经成为了过去式。传统的手工计算方式,无论是欧姆法还是单元法 ,都需要大量的公式及相关换算。一旦在系统中出现多种电压等级,使用欧姆法就会很繁琐。而单元计算法有大量的数据需要进行换算以便选择基础数值,因此单元法也失去其优势。而当对称原理被使用来解决单相接地故障,两相接地故障和相间故障时,其复杂性显著增加。大部分的电气工程师都是盲目的记忆这些抽象公式和繁琐的换算。当这些工程师被要求快速合理并准确提供短路电流故障等级的及时评估时,他们便往往无法胜任。即使使用相关计算软件后,因模型和数据的错误输入,甚至会导致在计算结果与正确数值之间产生极大差异。
本文重点阐述的MVA算法。这是一种可以简便易行,易记且快速准确的手工算法。
关键词 欧姆法,单元法,短路电流,MVA
中***分类号:O361.4 文献标识码:A 文章编号:
具体案例运用
MVA算法是对欧姆法的改进。第一步是将传统的单线***转化为等效的MVA单线***,然后简化MVA单线***至故障点的MVA值。传统单线***的组成包括岸电,变压器,马达,电缆和发电机。下面以海洋石油工程股份有限公司某海工船项目部分单线***作为典型案例,向大家具体介绍如何使用MVA法来分析故障电流。如***1所示的单线***:
#1发电机,MVA值为=23.3MVA(发电机容量为3.5MVA,次瞬态电抗为15%)
#2发电机,MVA值为=23.3MVA(发电机容量为3.5MVA,次瞬态电抗为15%)
3.15MVA 变压器,MVA值为=52.5MVA(变压器容量为2MVA,阻抗为6%)
6.6kV 马达,MVA值为=16.6MVA(马达的容量为2MVA,次瞬态电抗为12%, 此处为可能发生故障之处)
400 V 马达,MVA值为=2.7MVA,(马达的容量为0.4MVA,次瞬态电抗为15%, 此处为可能发生故障之处)
以上参数,就是MVA法的等效单线***的基础。***2是***1典型单线***的等效MVA单线***。
接下来,需要简化MVA单线***在故障点的MVA单值。简化时会使用一些基本的数学运算,如累加和导数和。***3至***6说明了整个简化运算过程。在400V 三相故障等级为27.7kA,单相接地故障为43kA MVA单线***。
MVA方法的优势
不需要将阻抗由电压一侧换算至另外一侧,这是欧姆法的要求。
不需要选择一个通用的MVA基数,然后把所有数值都转换为通用MVA基数,这是单元法的要求。换算很复杂而且不易记忆。
无论是欧姆法还是单元法,通常最终都会出现多个小数位。这很容易导致在十进制运算时小数时现多个数量级的错误。
MVA方法采用大整数运算。其易操作性使得错误率很低。
应用扩展
单相接地故障
到目前为止,计算的都是三相故障。MVA方法可以适用于单相接地故障,***6
中已说明。正序MVA值在前面的计算中已经得出,在大多数情况下正序MVA值与负序MVA值的数值是一致的。零序MVA值通常情况下与正序MVA值是不同的。如***1,通过中性点连接,仅有3.15MVA的变压器会在400V侧产生接地故障。3.15MVA变压器的零序MVA值与正序相同。
变压器的MVA值=33.3MVA
3.2 马达启动过程中的电压降
MVA法也同样适用于计算马达启动过程中的电压降。该电压降等于通过分解马达启动和短路MVA的总和得到的MVA。假定在启动大马达前,已经有一个1MVA的持续负载在工作。变压器的MVA值是50MVA。那么1MVA在400V侧的MVA值为= 0.98MVA(公式为)。
在22kV侧,由该负载产生的电压为= 99.9% 。
在马达启动时,400V侧的总负载为 1+4=5 MVA。
5MVA的负载在400V侧视为=4.55MVA
在22kV侧,因马达启动产生的电压为= 99.5%
因此,在22kV侧,马达启动时的电压降为 ( 99.9-99.5)% = 0.4%
总结
MVA法是一种易学,易记,快速和准确的计算方法。而且其计算的精确度与过去繁琐的计算公式得出的结论相比较,还是可以接受的。