劉龍龍，劉 宏

（1.山西地方電力有限公司電網(wǎng)分公司，山西 太原030001；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原030001）

0 引言

變壓器短路電流計算是變壓器抗短路校核的重要依據(jù)，將理論計算得到的流經(jīng)變壓器套管短路電流與實際變壓器能夠承受的最大短路電流進行比較，對于不滿足要求的變壓器可采取抗短路能力改造、低壓側(cè)加裝限流電抗器等技術(shù)措施。對于單臺變壓器運行的變電站，其短路電流計算比較明確，但對于多臺變壓器并列運行的變電站而言，短路電流計算方法相對復(fù)雜，如果忽略運行方式對變壓器短路電流的影響，則會造成計算結(jié)果與實際運行電流存在較大的差別。

1 單臺變壓器短路電流計算

短路阻抗與短路電流折算公式如下。

式中，Uk為變壓器短路電壓；IN為變壓器短路電流；UN為變壓器額定電壓；Id為變壓器額定電流；R為變壓器內(nèi)阻。

以電力變壓器阻抗為基準，將系統(tǒng)阻抗折算為標幺值Z*S

式中，ZS為系統(tǒng)阻抗值；ZN為電力變壓器阻抗值；UN為系統(tǒng)額定電壓；SS為系統(tǒng)容量，可根據(jù)母線短路電流IS計算得出SN為電力變壓器容量。

如果未給出系統(tǒng)母線短路電流值，則根據(jù)GB 1094.5—2008《電力變壓器 第5部分：承受短路的能力》中給出的系統(tǒng)容量直接確定。

圖1為三相對稱短路等值電路圖。一般情況下，在三相對稱短路的條件下計算站內(nèi)變壓器流經(jīng)套管的短路電流。對于已折算到參考溫度、額定容量和額定頻率下的每對繞組的短路阻抗百分值，通過計算得到每個繞組的等效阻抗，計算公式如下。

圖1三對相稱短路等值電路圖

式中，XHM為變壓器高-中壓側(cè)短路阻抗；XHL為變壓器高-低壓側(cè)短路阻抗；XML為變壓器中-低壓側(cè)短路阻抗。

以500 kV某變壓器計算為例，額定容量比SNH/SNM/SNL=250/250/66.7（MVA）、電壓比UNH/UNM/UNL=303/133/36（kV），高-中阻抗15.86%、高-低阻抗55.01%、中-低阻抗36.71%，高壓側(cè)母線短路電流ISH=28.14 kA，中壓側(cè)母線短路電流ISM=41.23 kA，低壓側(cè)母線短路電流ISL=33.24 kA。各種計算值如下：全容量下高壓側(cè)額定電流INH=全容量下中壓側(cè)額定電流全容量下低壓側(cè)額定電流變壓器高壓繞組等值阻抗變壓器中壓繞組等值阻抗-1.22%；變壓器低壓繞組等值阻抗XT3=（XHL+高壓側(cè)短路容量SH=3×UNH×ISH=25 585 MVA；中壓側(cè)短路容量SM=3×UNM×ISM=16 424 MVA；低 壓 側(cè) 短 路 容 量SL=3×UNL×ISL=3 590 MVA；高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗2.93%；中壓側(cè)系統(tǒng)阻抗低壓側(cè)系統(tǒng)阻抗

a）低壓側(cè)三相短路時（等值電路見圖2），短路等值阻抗計算公式為ZLD=XT3+（XH+XT1）/（XM+XT2）=40.8%，流經(jīng)低壓套管的短路電流計算公式為可算出此時流經(jīng)高、中套管的短路電流值為

圖2單臺低壓側(cè)三相短路等值電路圖

b）中壓側(cè)三相短路時（等值電路見圖3），短路等值阻抗計算公式為ZMD=XH+XT1+XT2=18.79%，

佛像的當代性，是指以當下的審美理念塑造的佛像，符合當下人們的審美習(xí)慣，并在理念、形式、樣式上有別于其他時期，但這種時代特征必須是在如法的范圍內(nèi)，目前國內(nèi)有許多藝術(shù)家在探討嘗試中，能否成為這個時代的典型之作需要塑造者不斷的探索與時間的沉淀。

圖3單臺中壓側(cè)三相短路等值電路圖

c）高壓側(cè)三相短路時（等值電路見圖4），短路等值阻抗計算公式為ZHD=XH+XT1+XT2=20.42%，

高壓側(cè)三相短路時，中壓繞組流過的短路電流均小于中壓側(cè)三相短路時中壓繞組流過的短路電流，因此實際計算時，高、中壓側(cè)流經(jīng)繞組的最大短路電流值均按照中壓側(cè)三相短路情形計算。

圖4單臺高壓側(cè)三相短路等值電路圖

2 多臺變壓器短路電流計算

算例：220 kV某變電站共有2臺主變，主變?nèi)萘烤鶠?80/180/90（MVA），額定電壓比為［（220±8）×1.25%］/115/37，高-中壓短路阻抗13.75%，高-低壓短路阻抗23.58%，中-低壓短路阻抗7.66%。220 kV側(cè)系統(tǒng)短路容量13 615 MVA，110 kV側(cè)系統(tǒng)短路容量2 653 MVA。

第一種運行方式（具體的等值電路見圖5）：高壓側(cè)供電，中壓側(cè)、低壓側(cè)獨立運行，中壓側(cè)、低壓側(cè)無電源。這種運行方式常見于經(jīng)濟發(fā)達、系統(tǒng)短路容量較大的地區(qū)，且站內(nèi)110 kV側(cè)尚未接入系統(tǒng)電源。此時，低壓側(cè)三相短路等值阻抗

圖5第一種運行方式等值電路圖

第二種運行方式（具體的等值電路見圖6）：高壓側(cè)供電，中壓側(cè)、低壓側(cè)并列運行，中壓側(cè)、低壓側(cè)無電源，站內(nèi)110 kV側(cè)尚未接入系統(tǒng)電源。此時，低壓側(cè)三相短路等值阻抗ZLD=

第三種運行方式（具體的等值電路如圖7所示）：高壓側(cè)無電源，中壓側(cè)供電，低壓側(cè)無電源。此時，低壓側(cè)三相短路等值阻抗ZLD=XM+

圖6第二種運行方式等值電路圖

圖7第三種運行方式等值電路圖

第四種運行方式（具體的等值電路如圖8所示）：高壓側(cè)、中壓側(cè)均有電源，低壓側(cè)無電源，中、低壓側(cè)分列運行。此種運行方式能降低短路電流。此時，低壓側(cè)三相短路等值阻抗為ZLD=XT3+

圖8第四種運行方式等值電路圖

第五種運行方式（具體的等值電路見圖9）：高壓側(cè)、中壓側(cè)均有電源，低壓側(cè)無電源，高、中壓側(cè)并列運行，低壓側(cè)分列運行，降低2臺變壓器不平衡負載率。此時，低壓側(cè)三相短路阻抗

圖9第五種運行方式等值電路圖

第六種運行方式（具體的等值電路見圖10）：高壓側(cè)、中壓側(cè)均有電源，低壓側(cè)無電源，中、低壓側(cè)并列運行。此時，低壓側(cè)三相短路等值阻抗

圖10第六種運行方式等值電路圖

通過上述六種運行方式比對，可以發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)三相短路等值阻抗最小時發(fā)生在第六種運行方式，其對應(yīng)短路電流最大。

這種2臺變壓器完全并列運行方式應(yīng)嚴格避免。當前，運行單位往往采用第五種運行方式，高中壓并列、低壓分列運行，有些變電站在此基礎(chǔ)上將中壓也分列運行，即轉(zhuǎn)變?yōu)榈谒姆N運行方式，進一步提高低壓側(cè)三相短路時等值阻抗。

3 結(jié)束語

本文通過對單臺變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)短路情況進行計算，得出高、中壓側(cè)最大短路電流值均按中壓側(cè)三相短路的情形進行分析的結(jié)論。對于站內(nèi)2臺變壓器并列運行情況，分析了各種不同運行方式下短路阻抗的計算方法，為后期站內(nèi)流經(jīng)套管最大短路電流計算提供參考，是變壓器抗短路能力校核的重要依據(jù)。