HG T 20551-1993(条文说明) 化工厂电力设计常用计算规定.pdf
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1、化工厂电力设计常用计算规定HG 20551-93 条文说明1忠、则1. O. 1-1. O. 3 规定了化工厂常规计算所常用的方法,不包括一些特殊计算,如电炉、电解整流等。1. O. 4 规定计算中尚应执行有关的国家标准。1. O. 5 说明电气设备的数据宜用制造厂数据。2 负荷计算本章参考了钢铁企业电力设计参考资料、电力工程电气设计手册)(1989)、炼油化工电力设计手册、化肥厂电力设叶技术规定等有关内容进行编写。275 3 电力损耗及电能消耗计算本章参考了钢铁企业电力设计参考资料、炼油化工电力设计手册的有关内容。3.1.2条为适用于三卷变压器各侧线圈容量相同或不同的简化算法。4 无功功率补
2、偿计算本章引用工业与民用10千伏及以下变电所设计规范、化肥厂电力设计技术规定),并参考钢铁企业电力设汁参考资料有关内容编写。5 短路电流计算5.1 短路电流计算的基本原则和条件5. 1. 1 说明额定状态和短路条件。5.1节至5.8节为水电部推广的短路电流实用计算法(简称实用法),因而是国内所通用的算法p为了适合国际上使用,本规定按IEC标准三相交流系统短路电流计算,编制了EIEC计算法(简称EIEC法),它与实用法有很大差别。276 5.1.2、5.1.3采用了实用法和EIEC法的状态条件说明。同步电动机如短路时没有励磁存在则只计到冲击值。5.1.4 规定网络接线原则。用阻抗进行计算,其原因
3、是用阻抗计算准确。化工厂电缆很多,一般电缆RX也需要用阻抗法,对3 冲击电流、非周期分量、热稳定等都需X/R值,必须有阻抗网络。用标么值计算简便,故规定用标么值法,但低压网络除用标么值法外,也可用有名值计算。5.2 电路元件参数计算及网络变换5.2.1 明确基准容量用100MVA,它等同于阻抗%/MVA值。5.2.2 明确元件参数主要应来自制造厂。由于用阻抗算法,参数要考虑电阻的计算方法。5.3 三相短路电流周期分量计算5.3.1 规定无限大电源的短路电流计算方法。5.3.2 规定同步电动机直接用实用法中水轮发电机曲线数字表,因该表是安有自动电压调整和阻尼绕组的水轮发电机,不需再如过去查曲线之
4、前要修正阻抗(+0.07)。按算法规定,同步电动机不能再用过去的修正时间办法(用t= TelT: Xt=2t),而需按新的分别用次暂态和暂态时间常数修正。为此选取化工厂有代表性同步电动机作子样求出其平均值如下表。277 同步电动机子样NU飞序号型号kW r/min Xd Xd X飞X飞T do TL Td T飞T. 1 TK2500-18/2600 2500 333 1. 188 0.285 0.163 O. 164 1. 676 0.013 0.402 0.007 0.040 2 TZK260/46-18 2500 333 1. 282 0.273 0.176 O. 187 1. 736 0
5、.014 0.369 0.009 0.048 3 TZK-437/26-40 2200 150 1. 008 0.257 0.202 0.216 2.280 0.007 0.318 0.005 0.066 4 TZ吗1800/401800 150 0.894 0.282 O. 162 0.157 1. 361 0.009 0.429 0.005 0.030 5 TDK-260/39-18 1800. 333 1. 119 0.281 0.154 0.153 1. 463 0.006 0.367 0.004 0.033 6 TDK-260/36-20 2000 300 1. 140 0.338
6、0.217 0.215 1. 426 0.010 0.427 0.007 0.041 7 电-204442000 250 0.694 0.187 0.114 0.116 0.390 0.010 0.105 0.006 O. 034 8 TDK-173/40-18 1000 333 1. 157 0.317 O. 186 O. 185 O. 306 0.013 0.084 0.008 0.039 9 TK-1000-14/1730 1000 428 1. 248 0.319 0.178 0.176 1.465 0.011 0.374 0.006 0.036 10 电-22041800 375 1
7、. 094 0.324 0.178 0.175 0.209 0.020 0.062 0.011 O. 038 11 TDK-143/48-16 800 375 1. 174 0.344 0.204 0.202 0.233 0.016 0.068 0.009 0.036 12 电-20577630 300 0.919 O. 314 0.178 0.174 0.192 0.017 0.066 0.010 0.030 13 TD1 18/41-10 630 600 1. 131 0.273 0.172 0.177 1. 198 0.008 0.289 0.005 0.034 14 电-2057963
8、0 375 1. 185 0.355 0.215 0.213 1. 278 0.016 0.383 0.010 0.038 15 TZK-325/11-40 350 150 0.918 0.301 0.221 0.223 0.784 0.005 0.257 0.004 0.016 16 TZK-325/13-48 292 150 0.913 0.351 0.201 0.195 0.646 0.012 0.248 0.007 0.013 17 TDK喃118/24-14250 428 0.844 0.235 0.167 0.173 0.862 0.004 0.240 0.003 0.021 18
9、 TK-5600-4/1430 5600 1500 1. 484 0.354 O. 184 0.261 3.890 0.008 0.927 0.00396 0.086 平均1. 077 0.299 O. 182 O. 187 1. 189 0.0111 0.301 0.00666 0.0377 由上表可看出,因水轮发电机标准参数为:T=1.8117,T=O. 0457,可得出时间的修正应为t=6.86t,t=6t。5.3.3 简化计算公式来源于钢铁企业电力设计参考资料)(1976年),并作了修正。它适合于简单网路或单支路(如系统单个馈线)计算。5.4 冲击电流和全电流计算5.4.1 规定短路点
10、各电源支路可按各自的T产X.!R,求出支路的冲击电流,然后各支路加起来得短路点各电源总冲击电流。5.4.2 规定各电惊支路全电流累加得总全电流。5.4.3 对感应电动机反馈冲击规定了不计反馈的条件,短路点内含义包括反馈与系统经同一元件短路电流之电机,即l1mom=多tkmmINm取E蕃句O.9,X份句0.2,则i,mm=6.5K瓦E脚z町冒如E樨及X兀;赞取其它值,贝则U6.5系数将变为另一值,例如X.= 0.25(成组电动机反馈),则6.5应改为5.2。电力工程电气设计手册)(1989年)(简称电力手册)提出变压器二次侧母线短路可用变压器容量的60%作为异步机成组反馈量,本规定加以引用,因它
11、符合化工厂车间变压器负荷的情况。此时系数5.2应改为5.2XO. 6=3.1 5.4.4 指明总的冲击电流可累加求出。279 5.5 不对称短路电流计算5.5.1 Yyno接线组零序系按电力手册提出的实测数据整理出的变化范围。5.5.2 由于化工厂一般不需作两相接地短路计算,故不列入。5.6 短路电流热效应计算5.6.1 对Q,用(.l)2的表示,是指明要短路点各支路电流先总加得出总电流后再平方,不能用各支路电流平方和。简化计算取自电力于册。对某工程作了新旧方法及简化算法的比较,得出如下情况=比较It(s)=0.10.20.4 0.5 0.6 1 2 4 新法为旧法的%I 62 66 80 8
12、2 82 94 108 112 简化法为新法的%I 121. 20 103.2695.35 93.90 93.39 93.74 91. 8891. 12 可看出简化算法与新准确算法很接近。旧算法(苏联算法比新算法大很多,0.2s相当于新法的1.6倍,因此用新法选电缆时截面宜向大的方面靠取。280 5.7 小于lkV系统的短路电流计算5.7.1 电源按无限大考虑。要考虑低压断路器阻抗(包括线卷和触头接触电阻)及其它低压设备和母线、线路等阻抗。5.7.2 补充了5.2节未包括的低压元件部分阻抗。对电缆只考虑常用的塑料绝缘电缆,其它绝缘电缆或穿管线路需在计算时另查资料。塑料电缆按GB12706.1.
13、-.-3-91规定芯线最高工作温度70C及电缆第四芯截面,修改了电力手册中数据后作为本规定中数据。三芯电缆计算单相接地之相一零回路,应串联接地扁钢阻抗,由于接地扁钢不同而不宜统一规定阻扰值,但提出40X4扁钢作参考(R=O.84 ,X=O. 6mO/m)。对四芯电缆,由于带金属护层比不带者相线电抗约大1.11倍,零线电抗约大1.32倍,因此产生相-零回路带金属护层电缆与40X4扁钢并联后的电抗大于不带金属护层者。一般可按没有接地扁钢并联情况计算。5.7.3 用常用的相-零回路阻抗计算法。简化算法为移植BBC于册,但对变压器作了局部修改,即对Yyn。组的RT,Ro、X。按电力于册实测值作了修改。
14、单相接地短路计算,一般可不考虑接地扁钢并联作用。5.8 大容量并联电容器装置短路电流计算本节引用电力于册的计算方法。281 在5.1. 3. 6款中虽提出了大容量约为5000kvar,但要按5.8. 1 来确定。本节所提对周期分量的助增系数计算,同样适用于EIEC计算法,但EIEC不考虑冲击电流影响。5.9 EIEC计算法本法依据国际电工委员会IEC标准三相交流系统短路电流计算出版物909第一版(1988年);国际电工委员会IEC标准短路电流效应计算出版物865第一版1986年等编制的,可在国际交往中使用。为便于了解使用此方法,写出如下例题供作参考。1JIJt J 按图1用复数计算短路电流:2
15、82 Q 电缆LlRLl = O. 120/km XLl = O. 120/km 1=4. 55km S,-., =15MVA .6RkT=90kW Tl U rTJ =15% 电力系统乱。=750MVA RQ/XQ=O.l见5.9.7.1U.唱=35kV 电缆L2Ru=O.120/km XL, = O. 120/km 1=4. 55km S,n=15MVA T2 .61汀=9okWU,n=15% CB. M z (3,圄1中压电力系统接线图IL Ip Ib 注z异步电动机Ml:将三台异步电动机,用一台等效电P,M=5MW;U,M=6kV 动机M2代替,每一台的数据如下:COS1p, =O.
16、86;Ir =0. 97 P,M=lMW;U,M=6kV lLR 11M = 4 co呻,=0.83;Ir =0. 94 极对数p=2hR/lM=5.5 极对数p=l所有元件参数如图1。按图1所示元件参数计算复数阻抗如下表:U.=6kv K, 283 元件复数阻抗计算(不计异步电动机)序号设备公式和计算阻扰,0公式5.9.7-2z Qt cuiQ l 1. 1(35kV)2 SQ t 750MVA . 1 电力系统1 0.05820 (35kV 16. 3kV)2 0.0058十XQt=0.995ZQE=0.05790 1 )见5.9.7.1jO.0579 RQt =O.1 XQt=O. 00
17、580 ZQt=RQt十jXQt。R L)t =O. 12k- 4. 55km 1 2 电缆Ll(35kV 16. 3kV)=0. 01770 0.0177+ XLIt=RLIt=0.01770 jO.OI77 Zw = RL!t + jXL!t 表5.2.2-1公式Z 一一U4 _. 1. 28MVA M COSc:p,.r 0.83.0.94 PrM/p = 1MW 11 = 1MW(注1MWJ:. XM = O. 995ZM及RM=O.lXMZMZ= (0. 1696+j1. 696)0; IZM2l =1. 7050 根据5.9. 8. 1款中公式(5.9.8-4),图1所示短路点F的
18、短路电流I为zI = (IT! + IT2)十IMl+IM2 CUn 1.1.6kV IT1 + IT2 _ n :1 .1 =:&.1.4. ,;-丁fZk(1989年)编写。中性点的接地电阻,通常装于接地变压器二次侧(为了与正文中的R不海淆,本处采用R2).当接地变压器为三相时,其有关电路图简示如下:接至系统1 2 I -接地变压器的变比为V,/VN系统单相接地时,流经接地变压器二次侧的电流为:1.=笠22- R2 流过接地变压器中性点的电流为:294 V. _3Vn V 7. h=3Io=3Lir二=3一.-1( -OZVN Rz VN 式中:Vz二-接地变压器二次侧额定电压,V;Vo二
19、一单相接地时,接地变压器二次侧每相绕组上出现的零序电压,V.一般为限制单相接地时产生弧光间隙接地过电压的数值,取IR大约与系统内的电容电流Ic相等。接于接地变压器二次侧的电阻为:R9VoVz z=-y-一.-一IR VN 电阻凡的容量为z(1:12 PRfIiRz=言;2当接地变压器为单相,装于发电机中性点或变压器中性点时其有关电路简图如下z器-一压变或机电114乡可|发rFIde- fii、,Ill-ps-比飞接地变压器的变比为VdVN,、1,、,tp 系统单相接地时流经接地变压器二次侧的电流为:12=Vo/Rz 295 式中:V。一一系统单相接地时,接地变压器二次侧出现零序电压,Vo一般取
20、h;r 需继续迭代计算:(1 0) 修改电动机起动电流:ist= 1504.752/-69.547 X 5013.52/6000 =1257.469/-69.547 (11) 修改Pj负荷电流:ip1 = 962. 250 X 6000/5013.52 j545.332 =1266.560/-25.503 (12) 修改母线下总电流:ib =ist+ip1 302 = 1257.4691 69.547+1266.5601-25.503 =2339.8841-47.441 (13) 迭代计算:Ebd = .;X 2339.8841-47.441 XO. 394/90 =1596.802/42.5
21、59 Ub笛=Ebs-Ebd=6405.896/5.884-1596.802/42.559 =5213.18/-4.657 U b.!60=86.89% U n = .;X 1257.4691一69.547XO. 019/25. 21 =40.4421-44.026 U皿=UbS-UmJ=5213.18/-4.657-40.4421-44.026 =5181. 98/-4. 36 U m /60=86.35% err=5181. 98 5013.52= 168.46 lerr Ir 需继续迭代计算z(23) 修改电动机端电压开始迭代:Umt=5670.0一7629.297X (6.3/115)
22、=5252.。ists = 1355. 778/一77.878Unc=87.208/-52.357 Ubls=5305.758/一0.746ip)s =1567.472/-25.515 ib)s =2624.989/-49.657 blxs=1319.659/-62.990 ib12s=237.539/-62.990 Ub1b2 = 2688.003/22. 565 U b2s =31962. 725/1. 161 i p2S =398.848/-25.073 缸s=604.143/-39.055ib2xs = 604. 143/-39.055 ib23S = 183. 870/-39.055
23、 U b2b3 = 2211 1. 871/47. 259 U b3s =121403: 359/8. 702 Eb3s=123098. 273/9. 415 Eb3r=124045. 672-123098.273=947.399 I E b3r I300,需继续迭代z(9) 修改起动电流z.t.=1626.31一77.878X4841.88/6000 =1312.390/一77.878(10) 修改P1负荷电流:ip1.=1099. 715 X 6300/4910. 07一j623.237 =1333. 204-j623. 237=1542. 5291-23.831 (11) 母线下总电流z
24、ibs = 1312. 3901一77.878+1542.529/一23.831=2545.370/-48.500 (1 2) 电压水平迭代计算z316 E b = .;X 2545.3701-48.50OXO.508/90 =2239.760/41.500 U1.=6916. 438/8. 043一2239.760/41.500 = 5196. 65/-5. 703 UmI= v3 X 1312.390/一77.878XO.0371/25. 521 =84.4171-52.357 Um.=5196. 65/-5. 703-84. 417/-52.357 =5139.08/-5.019 U.r
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