吳素娟 孫遠(yuǎn)軍 彭正星 李林東

摘要：低壓斷路器短路分?jǐn)嗄芰κ沁x擇低壓斷路器關(guān)鍵參數(shù)，而短路電流是選擇低壓斷路器分?jǐn)嗄芰Φ囊罁?jù)，通過改變變壓器阻抗電壓值可改變短路電流。本文通過工程實(shí)例研究改變變壓器阻抗電壓值來選擇合理的低壓斷路器短路分段能力。

關(guān)鍵詞：短路分?jǐn)嗄芰?、變壓器阻抗電壓、短路電流?/p>

1簡(jiǎn)介

低壓斷路器短路分?jǐn)嗄芰﹃P(guān)系到斷路器能否安全可靠的發(fā)揮作用，也直接影響到盤柜的價(jià)格，在計(jì)算和選擇過程中要綜合考慮各方面因素。本文通過工程實(shí)例計(jì)算證實(shí)變壓器阻抗電壓提高，將電壓偏差、母線及機(jī)端壓降限制在合理范圍內(nèi)，在理論上是可行的，在投資上是經(jīng)濟(jì)合理的。

2 案例分析

某石化裝置負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)，設(shè)低壓配電室一座;低壓計(jì)算負(fù)荷為1953.4kVA，其中電動(dòng)機(jī)功率合計(jì)為1660kW;根據(jù)計(jì)算負(fù)荷并考慮其他因素，變壓器選擇為2臺(tái)SCB10-2500，6.3±2x2.5%/0.4kV，Dyn11;低壓系統(tǒng)接線為單母分段;最大運(yùn)行方式下變壓器高壓側(cè)短路阻抗標(biāo)幺值（）為;系統(tǒng)可按無限大容量系統(tǒng)考慮。變壓器額定容量。

2.1 短路電流計(jì)算仿真

采用ETAP軟件分別模擬仿真變壓器在常規(guī)阻抗電壓以及兩種情況下短路電流。

從模擬仿真計(jì)算結(jié)果可以看出Bus2處發(fā)生短路時(shí)的短路電流為系統(tǒng)提供的短路電流與電動(dòng)機(jī)反饋電流之和。根據(jù)以上計(jì)算，要選擇常規(guī)阻抗電壓6%的變壓器，低壓斷路器短路分?jǐn)嗄芰π柽x擇70kA;而變壓器阻抗電壓為12%時(shí)，低壓斷路器短路分?jǐn)嗄芰χ灰x擇50kA即可。

2.2 變壓器阻抗電壓提高對(duì)系統(tǒng)的影響

阻抗電壓12%的變壓器屬于非常規(guī)設(shè)備，因此有必要對(duì)該阻抗電壓下系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)受到的影響進(jìn)行分析。終端配電用電力變壓器阻抗電壓提高對(duì)系統(tǒng)的不利影響主要有兩方面，一是負(fù)荷變化時(shí)低壓側(cè)電壓偏差增大，二是低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)母線和機(jī)端的壓降增大。以下是針對(duì)本文案例所做的阻抗電壓分別為6%和12%時(shí)兩種不利影響的計(jì)算和對(duì)比。

2.2.1 負(fù)荷變化時(shí)電壓偏差計(jì)算和對(duì)比

本文變壓器電壓偏差是指變壓器一次繞組施加額定電壓，空載與負(fù)載兩種情況下，二次側(cè)端電壓之差（）與二次側(cè)額定電壓之比，即

根據(jù)變壓器簡(jiǎn)化等效電路的向量圖求電壓變化率，如圖3：

為一次側(cè)額定電壓，為負(fù)載時(shí)折算到一次側(cè)電壓，負(fù)載系數(shù)。

本案例中，取，取。將變壓器分接開關(guān)調(diào)至0檔，當(dāng)變壓器高壓側(cè)為穩(wěn)定的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓6.3kV時(shí)，變壓器空載電壓比低壓系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高5%，即空載。

a.變壓器阻抗電壓時(shí)，從變化，即根據(jù)2-1式從變化。在變壓器90%負(fù)載情況下，

b.變壓器阻抗電壓時(shí)，從變化，從變化。在變壓器90%負(fù)載情況下，即。

結(jié)論：在變壓器阻抗電壓分別為6%、12%的情況下，空載、90%負(fù)載時(shí)的電壓偏差均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 ETAP模擬仿真電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)母線電壓和機(jī)端電壓的計(jì)算和對(duì)比

預(yù)接負(fù)荷，最大一臺(tái)低壓電動(dòng)機(jī)額定功率，線路為2根長(zhǎng)40m的3×120mm?銅芯電纜，電動(dòng)機(jī)為全壓?jiǎn)?dòng)方式。

軟件仿真得出，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)母線電壓相對(duì)值約為94%，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)端子電壓相對(duì)值約為92%。，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)母線電壓相對(duì)值約為90%，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)端子電壓相對(duì)值約為88%。

結(jié)論：阻抗電壓6%和12%兩種情況下最大一臺(tái)低壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)機(jī)端和低壓母線上的電壓損失均滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3 考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素后斷路器短路分?jǐn)嗄芰Φ倪x擇

3.1 以某國(guó)內(nèi)一線品牌低壓斷路器為參考，計(jì)算本案例不同短路分?jǐn)嗄芰Φ蛪簲嗦菲骺們r(jià)，數(shù)量來自本項(xiàng)目低壓系統(tǒng)圖的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。本案例采用70kA分?jǐn)嗄芰嗦菲骺們r(jià)約為76.24萬元，本案例采用50kA分?jǐn)嗄芰嗦菲骺們r(jià)約為51.7萬元。

3.2 以某國(guó)內(nèi)一線品牌變壓器為參考，選擇不同阻抗電壓價(jià)格對(duì)比。SCB10-2500，6.3±2x2.5%/0.4kV，Dyn11的變壓器，阻抗電壓為6時(shí)價(jià)格約為23.1萬;阻抗電壓為12時(shí)價(jià)格約為24.1萬。

3.3 通過對(duì)低壓斷路器和變壓器價(jià)格進(jìn)行綜合比較，方案二較方案一總價(jià)少23.5萬元，故方案二投資經(jīng)濟(jì)合理。

總結(jié)論：通過提高變壓器阻抗電壓來限制低壓側(cè)短路電流，從而降低低壓斷路器短路分?jǐn)嗄芰?，在理論上是可行的，在投資上也是經(jīng)濟(jì)合理的。

參考文獻(xiàn)：

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