短路電流計算方法.docx

供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時,很大的短路電流會使電器設(shè)備過熱或受電動力作用而遭到損壞,同時使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓大大降低,因而破壞了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用電設(shè)備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計算短路電流,以正確地選擇電器設(shè)備、設(shè)計繼電保護和選用限制短路電流的元件。二.計算條件1.假設(shè)系統(tǒng)有無限大的容量.用戶處短路后,系統(tǒng)母線電壓能維持不變.即計算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多。具體規(guī)定: 對于335KV級電網(wǎng)中短路電流的計算,可以認為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大.只要計算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗。2.在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對于架空線和電纜,只有當其電阻大于電抗1/3時才需計入電阻,一般也只計電抗而忽略電阻。3. 短路電流計算公式或計算圖表,都以三相短路為計算條件.因為單相短路或二相短路時的短路電流都小于三相短路電流.能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。三.簡化計算法即使設(shè)定了一些假設(shè)條件,要正確計算短路電流還是十分困難,對于一般用戶也沒有必要.一些設(shè)計手冊提供了簡化計算的圖表.省去了計算的麻煩.用起來比較方便.但要是手邊一時沒有設(shè)計手冊怎么辦?下面介紹一種 “口訣式”的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法.在介紹簡化計算法之前必須先了解一些基本概念.1.主要參數(shù)Sd三相短路容量 (MVA)簡稱短路容量校核開關(guān)分斷容量Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡稱短路電流校核開關(guān)分斷電流和熱穩(wěn)定IC三相短路第一周期全電流有效值(KA) 簡稱沖擊電流有效值校核動穩(wěn)定ic三相短路第一周期全電流峰值(KA) 簡稱沖擊電流峰值校核動穩(wěn)定x電抗()其中系統(tǒng)短路容量Sd和計算點電抗x 是關(guān)鍵.2.標么值計算時選定一個基準容量(Sjz)和基準電壓(Ujz).將短路計算中各個參數(shù)都轉(zhuǎn)化為和該參數(shù)的基準量的比值(相對于基準量的比值),稱為標么值(這是短路電流計算最特別的地方,目的是要簡化計算).(1)基準基準容量 Sjz =100 MVA基準電壓 UJZ規(guī)定為8級. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上兩項,各級電壓的基準電流即可計算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因為 S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144(2)標么值計算容量標么值 S* =S/SJZ.例如:當10KV母線上短路容量為200 MVA時,其標么值容量S* = 200/100=2.電壓標么值 U*= U/UJZ ; 電流標么值 I* =I/IJZ3無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計算公式短路電流標么值: I*d = 1/x* (總電抗標么值的倒數(shù)).短路電流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)沖擊電流有效值: IC = Id *1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC沖擊系數(shù),取1.8所以 IC =1.52Id沖擊電流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)當1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時,沖擊系數(shù)KC ,取1.3這時:沖擊電流有效值IC =1.09*Id(KA)沖擊電流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知識,就能進行短路電流計算了.公式不多,又簡單.但問題在于短路點的總電抗如何得到?例如:區(qū)域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業(yè)變電所變壓器的電抗,等等.一種方法是查有關(guān)設(shè)計手冊,從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標么值.求得總電抗后,再用以上公式計算短路電流; 設(shè)計手冊中還有一些圖表,可以直接查出短路電流.下面介紹一種 “口訣式”的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法.4簡化算法【1】系統(tǒng)電抗的計算系統(tǒng)電抗,百兆為一.容量增減,電抗反比.100除系統(tǒng)容量例：基準容量 100MVA.當系統(tǒng)容量為100MVA時,系統(tǒng)的電抗為XS*=100/1001當系統(tǒng)容量為200MVA時,系統(tǒng)的電抗為XS*=100/2000.5當系統(tǒng)容量為無窮大時,系統(tǒng)的電抗為XS*=100/0系統(tǒng)容量單位：MVA系統(tǒng)容量應(yīng)由當?shù)毓╇姴块T提供.當不能得到時,可將供電電源出線開關(guān)的開斷容量作為系統(tǒng)容量.如已知供電部門出線開關(guān)為W-VAC 12KV 2000A 額定分斷電流為40KA.則可認為系統(tǒng)容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系統(tǒng)的電抗為XS*=100/6920.144.【2】變壓器電抗的計算110KV, 10.5除變壓器容量；35KV, 7除變壓器容量；10KV6KV, 4.5除變壓器容量.例：一臺35KV 3200KVA變壓器的電抗X*=7/3.2=2.1875一臺10KV 1600KVA變壓器的電抗X*=4.5/1.6=2.813變壓器容量單位：MVA這里的系數(shù)10.5,7,4.5 實際上就是變壓器短路電抗的數(shù).不同電壓等級有不同的值.【3】電抗器電抗的計算電抗器的額定電抗除額定容量再打九折.例：有一電抗器 U=6KV I=0.3KA 額定電抗 X=4% .額定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 電抗器電抗X*=4/3.12*0.9=1.15電抗器容量單位：MVA【4】架空線路及電纜電抗的計算架空線：6KV,等于公里數(shù)；10KV,取1/3；35KV,取 30電纜：按架空線再乘0.2.例：10KV 6KM架空線.架空線路電抗X*=6/3=210KV 0.2KM電纜.電纜電抗X*=0.2/3*0.2=0.013.這里作了簡化,實際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關(guān),截面越大電抗越小.【5】短路容量的計算電抗加定,去除100.例：已知短路點前各元件電抗標么值之和為 X*=2, 則短路點的短路容量Sd=100/2=50 MVA.短路容量單位：MVA【6】短路電流的計算6KV,9.2除電抗；10KV,5.5除電抗; 35KV,1.6除電抗; 110KV,0.5除電抗.0.4KV,150除電抗例：已知一短路點前各元件電抗標么值之和為 X*=2, 短路點電壓等級為6KV,則短路點的短路電流 Id=9.2/2=4.6KA.短路電流單位：KA【7】短路沖擊電流的計算1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時：沖擊電流有效值Ic=Id, 沖擊電流峰值ic=1.8Id1000KVA以上變壓器二次側(cè)短路時：沖擊電流有效值Ic=1.5Id, 沖擊電流峰值ic=2.5Id例：已知短路點1600KVA變壓器二次側(cè)的短路電流 Id=4.6KA,則該點沖擊電流有效值Ic=1.5Id,1.5*4.67.36KA,沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA.可見短路電流計算的關(guān)鍵是算出短路點前的總電抗標么值.但一定要包括系統(tǒng)電抗。額定短時耐受電流又稱額定熱穩(wěn)定電流，等于額定短路開斷電流；額定峰值耐受電流又稱額定動穩(wěn)定電流，是指斷路器在合閘位置所能耐受的額定短時耐受電流第一個大半波的峰值電流，等于額定短時關(guān)合電流，是額定短路開斷電流的2.55倍。成套設(shè)備的額定短時耐受電流和額定峰值耐受電流及其應(yīng)用:定義:額定短時耐受電流（IK）在規(guī)定的使用和性能條件下，在規(guī)定的短時間內(nèi)，開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能夠承載的電流的有效值。額定短時耐受電流的標準值應(yīng)當從GB762中規(guī)定的R10系列中選取，并應(yīng)該等于開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的短路額定值。注：R10系列包括數(shù)字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，及其與10n的乘積額定峰值耐受電流（IP）在規(guī)定的使用和性能條件下，開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能夠承載的額定短時耐