812三相和兩相短路電流的計(jì)算

1、8.1.2.2 三相和兩相短路電流的計(jì)算在220/380網(wǎng)絡(luò)中，一般以三相短路電流為最大。一臺(tái)變壓器供電的低壓網(wǎng)絡(luò)三相短路電流計(jì)算電路見圖811。圖811 低壓網(wǎng)絡(luò)三相短路電流計(jì)算電路（a）系統(tǒng)圖；（b）等效電路；（c）用短路阻抗表示的等效電路圖低壓網(wǎng)絡(luò)三相起始短路電流周期分量有效值按下式計(jì)算 kA（8-1-19）式中 網(wǎng)路標(biāo)稱電壓（線電壓），V，220/380V網(wǎng)絡(luò)為380V；電壓系數(shù)，計(jì)算三相短路電流時(shí)取1.05；、短路電路總阻抗、總電阻、總電抗，m；、變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)的電阻、電抗（歸算到400V側(cè)），m；、變壓器的電阻、電抗，m；、變壓器低壓側(cè)母線段的電阻、電抗，m；、配電線路的電阻、電

2、抗，m；、三相短路電流的初始值、穩(wěn)態(tài)值。只要2，變壓器低壓側(cè)短路時(shí)的短路電流周期分量不衰減，即。短路全電流包括有周期分量和非周期分量。短路電流非周期分量的起始值，短路沖擊電流，即為短路全電流最大瞬時(shí)值，它出現(xiàn)在短路發(fā)生后的半周期（0.01s）內(nèi)的瞬間，其值可按下式計(jì)算 kA（8120）短路全電流最大有效值按下式計(jì)算 kA（8121）式中 短路電流沖擊系數(shù)，；短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，s，當(dāng)電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)，；短路電路總電抗（假定短路電路沒有電阻的條件下求得），；短路電路總電阻（假定短路電路沒有電抗的條件下求得），。如果電路只有電抗，則，如果電路只有電阻，則，；可見21。電動(dòng)機(jī)反饋對(duì)短

3、路沖擊電流的影響，僅當(dāng)短路點(diǎn)附近所接用電動(dòng)機(jī)額定電流之和大于短路電流的1%（）時(shí)，才予以考慮。異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)可取為67，異步電動(dòng)機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)可取1.3。由異步電動(dòng)機(jī)饋送的短路沖擊電流的計(jì)算式（8122）。由異步電動(dòng)機(jī)提供的短路沖擊電流按下式計(jì)算 kA（8122）計(jì)入異步電動(dòng)機(jī)影響后的短路沖擊電流和短路全電流最大有效值，按下列兩式計(jì)算 kA（8123）（8124）以上式中 由系統(tǒng)送到短路點(diǎn)去的短路沖擊電流，kA；由系統(tǒng)送到短路點(diǎn)去的超瞬變短路電流，kA；由短路點(diǎn)附近的異步電動(dòng)機(jī)送到短路點(diǎn)去的超瞬變短路電流，kA，其值，如果有多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，則；異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)，一般可取平

4、均值6，亦可由產(chǎn)品樣本查得，如果有多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)以等效電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)代之其值；異步電動(dòng)機(jī)的額定功率，kW；異步電動(dòng)機(jī)的額定電流，kA，可由產(chǎn)品樣本查得，如果有多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)以各臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流的總和代之；由系統(tǒng)饋送的短路電流沖擊系數(shù)；由異步電動(dòng)機(jī)饋送的短路電流沖擊系數(shù)，一般可取1.41.7，準(zhǔn)確資料可查圖812。圖812 異步電動(dòng)機(jī)額定容量與沖擊系數(shù)的關(guān)系反饋電流周期分量衰減時(shí)間常數(shù)低壓網(wǎng)絡(luò)兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系也和高壓系統(tǒng)一樣，即。兩相短路穩(wěn)態(tài)電流與三相短路穩(wěn)態(tài)電流比值關(guān)系也與高壓系統(tǒng)一樣，在遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)短路時(shí)，；在發(fā)電機(jī)出口處短路時(shí)，。8.1.2.3 單相短路（包括

5、單相接地故障）電流的計(jì)算（1）單相接地故障電流的計(jì)算：TN接地系統(tǒng)的低壓網(wǎng)絡(luò)單相接地故障電流可用下述公式計(jì)算 kA（8125）（8126）以上式中 220/380V網(wǎng)路標(biāo)稱線電壓，即380V，取220V；電壓系數(shù)，計(jì)算單相接地故障電流時(shí)取1；、短路電路正序、負(fù)序、零序電阻，m；、短路電路正序、負(fù)序、零序電抗，m；、短路電路正序、負(fù)序、零序阻抗，m；、短路電路的相線保護(hù)線回路（以下簡(jiǎn)稱相保，保護(hù)線包括PE線和PEN線）電阻、相保電抗、相保阻抗，m。（2）相線與中性線之間短路的單相短路電流的計(jì)算：TN和TT接地系統(tǒng)的低壓網(wǎng)絡(luò)相線與中性線之間短路的單相短路電流的計(jì)算，與上述單相接地故障電流計(jì)算一樣，

6、僅將配電線路的相保電阻、相保電抗改用相線中性線回路的電阻、電抗。8.1.2.4 低壓網(wǎng)絡(luò)電路元件阻抗的計(jì)算在計(jì)算三相短路電流時(shí)，元件阻抗指的是元件的相阻抗，即相正序阻抗。因?yàn)橐呀?jīng)假定系統(tǒng)是對(duì)稱的，發(fā)生三相短路時(shí)只有正序分量存在，所以不需要特別提出序阻抗的概念。在計(jì)算單相短路（包括單相接地故障）電流時(shí)，則必須提出序阻抗和相保阻抗的概念。在低壓網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，由于短路點(diǎn)離發(fā)電機(jī)較遠(yuǎn)，因此可以認(rèn)為所有組件的負(fù)序阻抗等于正序阻抗，即等于相阻抗。TN接地系統(tǒng)低壓網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗等于相線的零序阻抗與三倍保護(hù)線（即PE、PEN線）的零序阻抗之和，即（8127）TN接地系統(tǒng)低壓網(wǎng)絡(luò)的相保阻抗與各序阻抗的

7、關(guān)系可從式（8126）求得（8128）（1）高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗：在計(jì)算220/380網(wǎng)絡(luò)短路電流時(shí)，變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗需要計(jì)入。若已知高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量為，則歸算到變壓器低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算m（8129）如果不知道其電阻和電抗的確切數(shù)值，可以認(rèn)為，。以上式中 變壓器低壓側(cè)標(biāo)稱電壓，0.38kV;電壓系數(shù)，計(jì)算三相短路電流時(shí)取1.05；變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量，MVA；、歸算到變壓器低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)電阻、電抗、阻抗，m。至于零序阻抗，Dny和Yyn0連接的配電變壓器，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)發(fā)生單相短路時(shí)，由于低壓側(cè)繞組零序電流不能在高壓側(cè)流通，高壓側(cè)對(duì)于零序電流相當(dāng)于開路狀態(tài)，故在計(jì)算單相接地短路時(shí)

8、視無此阻抗。表812列出了10（6）/0.4kV配電變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量與高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗、相保阻抗（歸算到400V）的數(shù)值關(guān)系。表812 10（6）/0.4kV變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量與高壓側(cè)阻抗、相保阻抗（歸算到400V）的數(shù)值關(guān)系m高壓側(cè)短路容量 （MVA）102030507510020030016.015.921.591.0610.618.007.960.800.535.315.335.300.530.353.533.203.180.320.212.122.132.120.210.141.141.601.590.160.111.060.800.800.800.050.530.530.

9、530.050.030.3500000注 m ，。對(duì)于Dny11或Yyn0連接變壓器，零序電流不能在高壓側(cè)流通，故不計(jì)入高壓側(cè)的零序阻抗，即：m， m（2）10（6）/0.4kV三相雙繞組配電變壓器的阻抗：配電變壓器的正序阻抗可按（式8130式8133）有關(guān)公式計(jì)算，變壓器的負(fù)序阻抗等于正序阻抗。Yyn0連接的變壓器的零序阻抗比正序阻抗大得多，其值由制造廠通過測(cè)試提供；Dyn11連接變壓器的零序阻抗如沒有測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)，可取其值等于正序阻抗值，即相阻抗（8130）（8131）（8132）當(dāng)電阻值允許忽略不計(jì)時(shí)（8133）式中 變壓器的額定容量，MVA（對(duì)于三繞組變壓器，是指最大容量繞組的額定容量）

10、；變壓器短路損耗，kW；變壓器阻抗電壓百分值；額定電壓（指線電壓），kV；額定電流，kA。（3）低壓配電線路的阻抗：線路的零序阻抗和相保阻抗的計(jì)算方法。1）線路零序阻抗的計(jì)算：各種形式的低壓配電線路的零序阻抗Z(0)均可由式（8127）變化為（8134）式中 相線的零序阻抗；保護(hù)線的零序阻抗，；、相線的零序電阻和電抗；、保護(hù)線的零序電阻和電抗。相線、保護(hù)線的零序電阻和零序電抗的計(jì)算方法與正、負(fù)序電阻和電抗的計(jì)算方法相同，但在計(jì)算相線零序電抗和保護(hù)線零序電抗時(shí)，線路電抗計(jì)算公式中的幾何均距改用代替，其計(jì)算公式如下（8135）式中 、相線L1、L2、L3中心至保護(hù)線PE或PEN線中心的距離，mm。

11、2）線路相保阻抗的計(jì)算公式：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪冯娐分腥我唤M件（配電變壓器、線路等）的相保阻抗計(jì)算公式為（8136）式中 元件的相保電阻，；元件的相保電抗，；、元件的正序電阻和正序電抗；、元件的負(fù)序電阻和負(fù)序電抗；、元件的零序電阻和零序電抗，；、元件相線的電阻、相線的零序電阻和相線的零序電抗；、元件保護(hù)線的電阻、保護(hù)線的零序電阻和保護(hù)線的零序電阻。（4）導(dǎo)線阻抗的具體計(jì)算方法：1）導(dǎo)線電阻計(jì)算：a）導(dǎo)線直流電阻 （8137） ·cm（8138）上兩式中 線路長(zhǎng)度，m；導(dǎo)線截面，mm2；絞入系數(shù)，單股導(dǎo)線為1，多股導(dǎo)線為1.02；導(dǎo)線溫度為20時(shí)的電阻率，鋁線芯（包括鋁電線、鋁電纜、硬鋁母線）

12、為0.0282·m（或0.028×104·cm），銅線芯（包括銅電線、銅電纜、硬銅母線）為0.0172·m（即0.0172×104·cm）;導(dǎo)線溫度為時(shí)的電阻率，·m（或×104·cm）；電阻溫度系數(shù)，鋁和銅都取0.004；導(dǎo)線實(shí)際工作溫度，。b）導(dǎo)線交流電阻 （8139）（8140）cm（8141）上三式中 導(dǎo)線溫度為時(shí)的直流電阻值，；集膚效應(yīng)系數(shù)，電線的可用式（8140）計(jì)算（當(dāng)頻率為50Hz、芯線截面不超過240mm2時(shí)，均為1），平線的見表813；鄰近效應(yīng)系數(shù)，電線可從圖813曲線求取，母線的取1

13、.03；導(dǎo)線溫度為時(shí)的電阻率，·cm，其值見表814；線芯半徑，cm；電流透入深度，cm，因集膚效應(yīng)使電流密度沿導(dǎo)線橫截面的徑向按指數(shù)函數(shù)規(guī)律分布，工程上把電流可等效地看作僅在導(dǎo)線表面厚度中均勻分布，不同頻率時(shí)的電流滲入深度值見表815；相對(duì)導(dǎo)磁率，對(duì)于有色金屬導(dǎo)線為1；頻率，Hz。表813 母線的集膚效應(yīng)系數(shù)Kjf母線尺寸（寬×厚，mm×mm）鋁銅母線尺寸（寬×厚，mm×mm）鋁銅30×440×440×550×550×6.363×6.380×6.3100×6.31

14、.001.0051.0051.0081.011.021.031.061.0051.0011.0181.0281.041.0551.091.1463×880×8100×8125×863×1080×10100×10125×101.031.071.081.1121.081.091.131.181.091.121.161.221.141.181.231.25圖813 實(shí)習(xí)圓導(dǎo)體和圓管導(dǎo)體的鄰近效應(yīng)系數(shù)曲線（a）實(shí)心圓導(dǎo)體；（b）圓管導(dǎo)體頻率，Hz；長(zhǎng)100m的電線、電纜在運(yùn)行溫度時(shí)的電阻，表814 導(dǎo)線溫度為時(shí)的電阻率值&

15、#183;cm導(dǎo)線類型絕緣電線、聚氯乙烯絕緣電纜裸母線、裸絞線1kV油浸紙絕緣電力電纜 線芯工作溫度（）606575鋁3.271×1063.328×1063.440×106銅1.995×1062.030×1062.098×106表815 不同頻率時(shí)的電流透入深度值頻率（Hz）鋁（cm）銅（cm）6065756065755030040050010001.3490.5510.4770.4270.3021.3610.5550.4810.4300.3041.3830.5650.4890.4370.3091.0390.4240.3670.329

16、0.2321.0480.4280.3710.3310.2341.0660.4350.3770.3770.238c）導(dǎo)線實(shí)際工作溫度。線路通過電流后，導(dǎo)線產(chǎn)生溫升，可按工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）P424頁中電壓損失計(jì)算公式中的線路電阻，就是對(duì)應(yīng)這一溫升工作溫度下的電阻值，它與通過電流大?。簇?fù)荷率）有密切關(guān)系。由于供電對(duì)象不同，各種線路中的負(fù)荷率也各不相同，因此導(dǎo)線實(shí)際工作溫度往往不相同，在合理計(jì)算線路電壓損失時(shí)，應(yīng)首先求得導(dǎo)線的實(shí)際工作溫度。導(dǎo)線溫升近似地與負(fù)荷率的平方成正比。因此，電線、電纜的實(shí)際工作溫度可按下式估算（8142）式中 電線、電纜線芯的實(shí)際工作溫度，；電線、電線線芯允許長(zhǎng)

17、期工作溫度，其值如表816；敷設(shè)處的環(huán)境溫度，我國幅員遼闊，環(huán)境溫度差異較大，為實(shí)用和編制表格的方便，本書中，室內(nèi)采用35，室外采用40；導(dǎo)線允許溫升，。電線、電纜在不同負(fù)荷率時(shí)的實(shí)際工作溫度推薦值見表817。表816 電線、電纜線芯允許長(zhǎng)期工作溫度電線、電纜種類線芯允許長(zhǎng)期工作溫度（）電線、電纜種類線芯允許長(zhǎng)期工作溫度（）橡皮絕緣電線 500V65通用橡套軟電纜 500V65塑料絕緣電線 500V70橡皮絕緣電力電纜 500V65粘性油浸紙絕緣電力電纜i3kV80不滴流油浸紙絕緣電力電纜單芯及分相鉛包16kV806kV6510kV7010kV60帶絕緣35kV8035kV506kV65交聯(lián)聚

18、乙烯絕緣電力電纜110kV9010kV6535kV80裸鋁、銅母線或裸鋁、銅絞線70聚氯乙烯絕緣電力電纜16kV乙丙橡皮絕緣電纜90表817 電線、電纜在不同負(fù)荷率時(shí)的實(shí)際工作溫度推薦值電壓等級(jí)線路型式（）635室外架空線0.60.755220/380V室外架空線0.70.8601035油浸紙絕緣電纜0.80.9556油浸紙絕緣電纜0.80.9606聚氯乙烯絕緣電纜0.80.960110交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜0.80.9801油浸紙絕緣電纜0.80.9751聚氯乙烯絕緣電纜0.80.960220/380室內(nèi)明線及穿管絕緣線0.80.960220/380照明線路0.60.750220/380母線0.80.9652）導(dǎo)線電抗計(jì)算：配電工程中，架空線的各相導(dǎo)線一般不換位，不簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)各相電抗相等。另外，線路容抗?？珊雎圆挥?jì)，因此，導(dǎo)線電抗值實(shí)際上是感抗值。電線、母線和電纜的感抗按下式計(jì)算（8143）（8144）當(dāng)Hz時(shí)，式（8143）可簡(jiǎn)化為（8145）圖814 母線排列圖（a）母線平放；（b）母線豎放圖815 架空線路導(dǎo)線排列圖（a）三線制導(dǎo)線三角形排列；（b