短路電流速算

1、短路電流速算 論文摘要：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。原作是多年前發(fā)表在建筑電氣上的。具體時間和作者已不記得。本人只是稍作整理供有需要的同行參考。 關(guān)鍵詞：短路電流 計算方法 口訣  一.概述供電網(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

2、多.具體規(guī)定: 對于335KV級電網(wǎng)中短路電流的計算,可以認(rèn)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(dāng)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?jǐn)嗳喽搪冯娏鞯碾娖?一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏?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

3、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?jǐn)嗳萘縄d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?jǐn)嚯娏骱蜔岱€(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(biāo)么值計算時選定一個基準(zhǔn)容量(Sjz)和基準(zhǔn)電壓(Uj

4、z).將短路計算中各個參數(shù)都轉(zhuǎn)化為和該參數(shù)的基準(zhǔn)量的比值(相對于基準(zhǔn)量的比值),稱為標(biāo)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(zhǔn)基準(zhǔn)容量 Sjz =100 MVA基準(zhǔn)電壓 UJZ規(guī)定為8級. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV(2)標(biāo)么值計算容量標(biāo)么值 S* =S/SJZ.例如:當(dāng)10KV母線上短路容量為200 MVA時,其標(biāo)么值容量S* = 200/100=2.電壓標(biāo)么值 U*= U/UJZ ; 電流標(biāo)么值 I* =I/IJZ 3無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計算公式短路電流標(biāo)么值: I*d = 1/x* (總電抗標(biāo)么值

5、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(dāng)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.

6、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(biāo)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(zhǔn)容量 100MVA。當(dāng)系統(tǒng)容量為100MVA時，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/1001當(dāng)系統(tǒng)容量為200MVA時，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/2000.5當(dāng)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(dāng)?shù)毓╇姴块T提供。當(dāng)不

7、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?jǐn)嚯娏鳛?0KA。則可認(rèn)為系統(tǒng)容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系統(tǒng)的電抗為XS*=100/6920.144?！?】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)

8、。不同電壓等級有不同的值?！?】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?！?

9、】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(biāo)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(biāo)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)

10、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?？梢姸搪冯娏饔嬎愕年P(guān)鍵是算出短路點前的總電抗標(biāo)么值.但一定要包括系統(tǒng)電抗5. 舉例系統(tǒng)見下圖.由電業(yè)部門區(qū)域變電站送出一路10KV架空線路,經(jīng)10KM后到達企業(yè)變電所, 進變電所前有一段200M的電纜.變電所設(shè)一臺1600KVA變壓器. 求K1,K2點的短路參數(shù).系統(tǒng)圖電抗圖合并電抗圖系統(tǒng)容量: S=1.73*U*I=1.73*10

11、.5*31.5=573 MVA 用以上口訣,很容易求得各電抗標(biāo)么值,一共有4個.系統(tǒng)電抗 X0=100/573=0.17510KM,10KV架空線路電抗 X1=10/3=3.333200M,10KV 電纜線路電抗 X2=(0.2/3)*0.2=0.1331600KVA 變壓器電抗 X3=4.5/1.6=2.81請注意:以上電抗都是標(biāo)么值(X*)將每一段電抗分別相加,得到K1點總電抗=X0+X1=3.51K2點總電抗=X0+X1+X2+X3=6.45 (不是2.94 !)再用口訣,即可算出短路電流U (KV)X*Id (KA)IC (KA)ic (KA)Sd (MVA)口訣5.5/X*1.52* Id2.55 Id100/X*口訣150/X*1.52* Id2.55 Id100/X*用口訣算和用第3節(jié)公式算有什么不同 ?用口訣算出的是實名制單位,KA,MVA,而用公式算出的是標(biāo)么值.細心的人一定會看出,計算短路電流口訣中的系數(shù) 150、9.2、5.5、1.6.