供電工程(電氣)變電所短路電流計算總結(jié) 2

1、Thursday, June 30, 2022短路電流計算:步驟如下1。建立電力系統(tǒng) 220kV 66kv n12kV15公里0.4歐姆/公里L(fēng)2L1L3L48公里12公里7公里6公里B1=3150MVAB2=8000MVA系統(tǒng)圖Thursday, June 30, 2022電力系統(tǒng)的運行方式n電力系統(tǒng)運行方式是指系統(tǒng)中投入運行的發(fā)電，變電，輸電，用電力系統(tǒng)運行方式是指系統(tǒng)中投入運行的發(fā)電，變電，輸電，用電的設(shè)備的多少以及他們之間相互連接的情況。不同計算目的，電的設(shè)備的多少以及他們之間相互連接的情況。不同計算目的，采用的計算條件不同。采用的計算條件不同。n最大運行方式：被保護線路末端發(fā)生短路時

2、，系統(tǒng)阻抗最小，而最大運行方式：被保護線路末端發(fā)生短路時，系統(tǒng)阻抗最小，而通過保護裝置的短路電流為最大的運行方式。通過保護裝置的短路電流為最大的運行方式。n最小運行方式：同短路條件下，系統(tǒng)阻抗最大，而通過保護裝置最小運行方式：同短路條件下，系統(tǒng)阻抗最大，而通過保護裝置的短路電流為最小的運行方式。系統(tǒng)等值阻抗的大小與投入運行的短路電流為最小的運行方式。系統(tǒng)等值阻抗的大小與投入運行的電氣設(shè)備及線路的多少有關(guān)。的電氣設(shè)備及線路的多少有關(guān)。n計算短路電流時采用的接線方式，應(yīng)為導(dǎo)體和電器裝設(shè)處所發(fā)生計算短路電流時采用的接線方式，應(yīng)為導(dǎo)體和電器裝設(shè)處所發(fā)生的最大短路電流的正常接線方式不考慮短時的變換接線方

3、式（如的最大短路電流的正常接線方式不考慮短時的變換接線方式（如經(jīng)常不并列運行而僅在切換過程中并列的個段母線）。此外，還經(jīng)常不并列運行而僅在切換過程中并列的個段母線）。此外，還應(yīng)考慮到系統(tǒng)容量的發(fā)展及本工程的規(guī)劃容量。應(yīng)考慮到系統(tǒng)容量的發(fā)展及本工程的規(guī)劃容量。Thursday, June 30, 2022步驟2 繪制系統(tǒng)阻抗圖所需要確定的條件 ：1，系統(tǒng)阻抗Xmax :最大運行方式下最小阻抗 系統(tǒng)阻抗Xmin :最小運行方式下最大阻抗2, SjSB=?3，輸電線路公里數(shù)4，變壓器容量5，饋電線路長度Thursday, June 30, 2022基準值的選取標么值法按標幺值法進行短路計算時，一般是

4、先選定基準容量按標幺值法進行短路計算時，一般是先選定基準容量Sj和基準電壓和基準電壓Uj?；鶞嗜萘?，工程設(shè)計中通常取基準容量，工程設(shè)計中通常取基準電流基準電流 基準電壓，通常取元件所在處的短路計算電壓為基準電壓，即取基準電壓，通常取元件所在處的短路計算電壓為基準電壓，即取 1.05javNUUU100jSMVA33jjjjavSSIUU基準電抗基準電抗 23javjjjUUXSIThursday, June 30, 2022步驟2先求各元件電抗標么值二、供電系統(tǒng)各元件電抗標幺值二、供電系統(tǒng)各元件電抗標幺值 1 1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值）電力系統(tǒng)的電抗標幺值22*javavSSjkjkSUUXX

5、XSSSS Sk k為為電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量。 2 2）電力線路的電力線路的電抗標幺值電抗標幺值式中，式中， L L為線路長度，為線路長度，x x0 0為線路單位長度的電抗，可查手冊。為線路單位長度的電抗，可查手冊。*0202jWLWLjavavjSXx LXx LXUUSThursday, June 30, 2022 3 3）電力變壓器的電力變壓器的電抗標幺值電抗標幺值2.3%() 100() 100NTN TTkN TN TI XSXuUU2.%100kN TTN TuUXS因為因為 所以所以 2.*.2%100100kN Tjk

6、N TTTjavN TjuUSuSXXXUSS標幺值標幺值 短路電路中各主要元件的電抗標么值求出以后，即可利用其等效電路短路電路中各主要元件的電抗標么值求出以后，即可利用其等效電路圖進行電路化簡求總電抗標么值。圖進行電路化簡求總電抗標么值。Thursday, June 30, 2022步驟2 ：繪制系統(tǒng)阻抗圖：n阻抗圖:n XB1* B1*n n XL* B2*n Xmax* 0.2164n Xmin* 0.5121n XL1* *n XL2* *n XL3* *n XL4* *nd1nd2nd3nd4nd5nd6n XB2* B2*Thursday, June 30, 2022步驟3 算那些

7、短路電流？n系統(tǒng)運行方式 短路計算點 阻抗標么值 I” Ich ich I I(2)n最大運行方式 d1n d2n d3n d4n d5n d6n最小運行方式 d1n d2n d3n d4n d5n d6電器設(shè)備選擇繼電保護整定n靈n敏n度n較n驗Thursday, June 30, 2022參數(shù)解釋nI”(I“z)-次暫態(tài)短路電流（即三相短路電流周期分量第一周期有效值），用來做繼電保護整定和校驗斷路器額定斷流容量；nIch-三相短路電流第一周期全電流有效值，用來校驗電器和母線的動穩(wěn)定以及斷路器的額定斷流容量Thursday, June 30, 2022參數(shù)解釋nich-三相短路沖擊電流（即三

8、相短路電流第一周期全電流峰值），用來校驗電器和母線的動穩(wěn)定；nI-三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電器和載流部分的熱穩(wěn)定，本章為I IZ4;n無窮大容量系統(tǒng)認為I IZt I”Thursday, June 30, 2022參數(shù)解釋nS”Z-次暫態(tài)三相短路容量，用來校驗斷路器的遮斷容量；nS-穩(wěn)態(tài)三相短路容量，用來校驗電器和載流部分的熱穩(wěn)定；n通常我們令I(lǐng)”= I 則有S”Z SThursday, June 30, 2022步驟3 計算過程nId1”= Id1*”*Ij = 1/(Xmax*+Xl*)nId1”= Id1*”*Ij = 1/(Xmin*+Xl*)nId2”=Id2*”*Ij =1

9、/(Xmax*+Xl*+XB1*/XB2*)*Ij nId2”= Id1*”*Ij = 1/(Xmin*+Xl*+ XB1*)n同理可得到d3,d4,d5,d6點的短路電流值nIch=1.52*I”nIch=2.55*I”nI=I”(無窮大容量系統(tǒng)I*=S*=1/x*)nS*= , X*=認為I”不衰減Thursday, June 30, 2022第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、短路及其原因、后果一、短路及其原因、后果 短路是指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)電部分（各相導(dǎo)體、地線等）之間短路是指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)電部分（各相導(dǎo)體、地線等）之間發(fā)生的低阻性短接。發(fā)生的低阻性短接。 造成短路的主要原因是電

10、氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤操作、鳥獸危害等。操作、鳥獸危害等。 在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障后，短路電流往往要比正常負荷電流大許在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障后，短路電流往往要比正常負荷電流大許多倍，有時高達幾十萬安培。多倍，有時高達幾十萬安培。 當(dāng)它通過電氣設(shè)備時，溫度急劇上升，會使絕緣老化或損壞；同時產(chǎn)當(dāng)它通過電氣設(shè)備時，溫度急劇上升，會使絕緣老化或損壞；同時產(chǎn)生的電動力，會使設(shè)備載流部分變形或損壞；短路會使系統(tǒng)電壓驟降，影生的電動力，會使設(shè)備載流部分變形或損壞；短路會使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運行；嚴重的短路會影響

11、系統(tǒng)的穩(wěn)定性；短路還會響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運行；嚴重的短路會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；短路還會造成停電；不對稱短路的短路電流會產(chǎn)生較強的不平衡交變磁場，對通信造成停電；不對稱短路的短路電流會產(chǎn)生較強的不平衡交變磁場，對通信和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。二、短路的類型二、短路的類型 在供電系統(tǒng)中，短路的基本類型有三相短路在供電系統(tǒng)中，短路的基本類型有三相短路(a)(a)、兩相短路、兩相短路(b)(b)、單相、單相短路短路(c,d)(c,d)和兩相接地短路和兩相接地短路(e,f)(e,f)。 IkIkIka)C電源0BA(3)k負荷(3)(3)(3)電源0b)CIkBAIk(2)

12、k負荷(2)(2)續(xù)上頁續(xù)上頁負荷0c)C(1)kIk(1)電源BA負荷0d)NC(1)kIk(1)電源BA(1,1)e)CkI0電源ABkI(1,1)k(1,1)負荷(1,1)f)CkIkIA0電源kIB(1,1)負荷(1,1)k k 進行短路計算的目的是正確選擇和檢驗電氣設(shè)備及其保護裝置。三相短進行短路計算的目的是正確選擇和檢驗電氣設(shè)備及其保護裝置。三相短路電流是選擇和檢驗電氣設(shè)備的基本依據(jù)。另外還要用到不對稱短路的短路路電流是選擇和檢驗電氣設(shè)備的基本依據(jù)。另外還要用到不對稱短路的短路電流、短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流等。電流、短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流等。三、計算短路電流的目的Thursd

13、ay, June 30, 2022第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電源供電系統(tǒng)無限大容量電源供電系統(tǒng) 的短路過程分析的短路過程分析一、無限大容量電源供電系統(tǒng)的概念一、無限大容量電源供電系統(tǒng)的概念 無限大容量電源，就是指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對于用戶負無限大容量電源，就是指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對于用戶負荷容量大得多的電力系統(tǒng)，不管用戶的負荷如何變動甚致發(fā)生短路時，荷容量大得多的電力系統(tǒng)，不管用戶的負荷如何變動甚致發(fā)生短路時，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓均維持不變。電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓均維持不變。 二、短路過程的簡單分析二、短路過程的簡單分析GQ電源(3)ka

14、)RLXLRXRXGikb)u續(xù)上頁續(xù)上頁等效電路的電壓方程為等效電路的電壓方程為 sinkkmtdiR iLUtd解之得解之得, ,短路電流為短路電流為sin()(sinsin)f itTkzmkzmkmiItIIesin()f itTkzmkiItCesinsinzmkmCII則則得短路電流得短路電流zfiii 當(dāng)當(dāng)t t0 0時，由于短路電路存在著電感，因此電流不會突變，時，由于短路電路存在著電感，因此電流不會突變，即即ik0=i0 ，可求得積分常數(shù)，即可求得積分常數(shù)，即sinmI式中，式中，iz為短路電流周期分量為短路電流周期分量; ; ifi為短路電流非周期分量。為短路電流非周期分量

15、。短路前負荷電流為短路前負荷電流為sin()miIt續(xù)上頁續(xù)上頁ifi(0)i正常運行狀態(tài)0.01siz(0)i0O暫態(tài)穩(wěn)態(tài)t(t)ikuishi,uu2Iizifi 無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的電壓、電流曲線無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的電壓、電流曲線如下圖：如下圖：三、有關(guān)短路的物理量三、有關(guān)短路的物理量 短路電流周期分量短路電流周期分量iz 短路電流非周期分量短路電流非周期分量ifi 短路全電流短路全電流ik.t 短路沖擊電流短路沖擊電流ish 短路穩(wěn)態(tài)電流短路穩(wěn)態(tài)電流I sin()zzmkiIt2f if ittTTf izmziI eI ekzfiiii22.k tzfi tIIi

16、0.01(0.01)(0.01)2(1)f iTshzfiziiiIe2shshzikI短路沖擊電流有效值短路沖擊電流有效值Ish 0.012222(0.01)(0.01)( 2)f iTshzfizzIIIII e212(1)shshzIkII= Iz.t = Iz .0f izmiIThursday, June 30, 2022第三節(jié)第三節(jié) 無限大容量電源條件下無限大容量電源條件下 短路電流的計算方法短路電流的計算方法一、一、標幺值法標幺值法 在無限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路電流的周期分在無限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路電流的周期分量的幅值量的幅值和和有效值是不變

17、的。有效值是不變的。 (3)223 |3avavzUUIZRX(3)3avzUIX在高壓電路的短路計算中，通常只計電抗，不計電阻。故在高壓電路的短路計算中，通常只計電抗，不計電阻。故1.05avNUU*jAAA按標幺值法進行短路計算時，一般是先選定基準容量按標幺值法進行短路計算時，一般是先選定基準容量Sj和基準電壓和基準電壓Uj。標幺值標幺值續(xù)上頁續(xù)上頁基準容量，工程設(shè)計中通常取基準容量，工程設(shè)計中通常取基準電流基準電流 二、供電系統(tǒng)各元件電抗標幺值二、供電系統(tǒng)各元件電抗標幺值 1 1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值）電力系統(tǒng)的電抗標幺值基準電壓，通常取元件所在處的短路計算電壓為基準電壓，即取基準電壓，

18、通常取元件所在處的短路計算電壓為基準電壓，即取 1.05javNUUU100jSMVA33jjjjavSSIUU基準電抗基準電抗 23javjjjUUXSI22*javavSSjkjkSUUXXXSSSS Sk k為為電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量。 續(xù)上頁續(xù)上頁 2 2）電力線路的電力線路的電抗標幺值電抗標幺值式中，式中， L L為線路長度，為線路長度，x x0 0為線路單位長度的電抗，可查手冊。為線路單位長度的電抗，可查手冊。*0202jWLWLjavavjSXx LXx LXUUS 3 3）電力變壓器的電力變壓器的電抗標幺值電抗標幺值2.

19、3%() 100() 100NTN TTkN TN TI XSXuUU2.%100kN TTN TuUXS因為因為 所以所以 2.*.2%100100kN TjkN TTTjavN TjuUSuSXXXUSS標幺值標幺值 短路電路中各主要元件的電抗標么值求出以后，即可利用其等效電路短路電路中各主要元件的電抗標么值求出以后，即可利用其等效電路圖進行電路化簡求總電抗標么值。圖進行電路化簡求總電抗標么值。三、三相短路電流的計算三、三相短路電流的計算無限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標么值按下式計算無限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標么值按下式計算: : 2(3)(3)*133javavzzj

20、jjSUUIIIS XXXU由此可得三相短路電流周期分量有效值：由此可得三相短路電流周期分量有效值： (3)(3)*jzzjIIIIX其他其他短路電流：短路電流： (3)(3)zII2.551.51shzshziIII1.841.09shzshziIII三相三相短路短路容量容量： (3)(3)*33avjjkavzU ISSU IXX（對高壓系統(tǒng)）（對高壓系統(tǒng)）（對低壓系統(tǒng)）（對低壓系統(tǒng)） 某廠一某廠一10/0.4kV10/0.4kV車間變電所裝有一臺車間變電所裝有一臺S9S9800800型變壓器（型變壓器（u uk k%=5%=5），由廠，由廠10kV10kV高壓配電所通過一條長高壓配電所通

21、過一條長0.5km0.5km的的10kV10kV電纜（電纜（x x0 00.08/km0.08/km）供）供電。已知高壓配電所電。已知高壓配電所10kV10kV母線母線k-1k-1點三相短路容量為點三相短路容量為52MVA52MVA，試計算該車間，試計算該車間變電所變電所380V380V母線母線k-2k-2點發(fā)生三相短路時的短路電流。點發(fā)生三相短路時的短路電流。 例題1100,0.4jjSMVAUkV10030.4144.34jMVAIkVkA解：1.1.確定基準值確定基準值 S9-800電纜線 0.5km10kVk-10.38kVk-2G電源2.2.計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值計算短

22、路電路中各主要元件的電抗標幺值 1 1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值）電力系統(tǒng)的電抗標幺值*11001.9252jkSMVAXSMVA續(xù)上頁續(xù)上頁 2 2）電力線路的電力線路的電抗標幺值電抗標幺值*202211000.08(/) 0.50.036(10.5)javSMVAXx LkmkmUkV 3 3）電力變壓器的電力變壓器的電抗標幺值電抗標幺值3*34%5100106.25100100800jkN TSukVAXXSkVA3求求k-2點的短路電路總電抗標么值三相短路電流的短路容量點的短路電路總電抗標么值三相短路電流的短路容量 1）總電抗標么值）總電抗標么值 (2)1231.920.0366.258.

23、206kXXXX2) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值(3)22(2)144.3417.588.206jkkIkAIkAX3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 (3)(3)(3)(3)221.84 17.5832.351.09 17.5819.1617.58shshkkikAkAIkAkAIIkA 某供電系統(tǒng)如圖所示。己知電力系統(tǒng)出口處的短路容量為某供電系統(tǒng)如圖所示。己知電力系統(tǒng)出口處的短路容量為S Sk k=250MVA=250MVA，試求工廠變電所，試求工廠變電所10kV10kV母線上母線上k k-1-1點短路和兩臺變壓器并聯(lián)運行、分列運點短路和兩臺變壓器并聯(lián)運行、分

24、列運行兩種情況下低壓行兩種情況下低壓380V380V母線上母線上k k-2-2點短路的三相短路電流和短路容量。點短路的三相短路電流和短路容量。Q電源架空線 5km10kVSkG0.38kV10kVk-2S9-1000k-1S9-1000例題212100,10.5,0.4jjjSMVAUkVUkV111005.5033 10.5jjjSMVAIkAUkV2100144.3430.4jMVAIkAkV解：1.1.確定基準值確定基準值 續(xù)上頁續(xù)上頁2.2.計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值 1 1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值）電力系統(tǒng)的電抗標幺值*11000.4250

25、jkSMVAXSMVA 2 2）電力線路的電力線路的電抗標幺值電抗標幺值*202211000.35(/) 51.59(10.5)javSMVAXx LkmkmUkV 3 3）電力變壓器的電力變壓器的電抗標幺值電抗標幺值3*34%51001051001001000jkN TSukVAXXSkVAX11*X2*2X3*3*X44k-1k-2續(xù)上頁續(xù)上頁3 3. 求求k k-1-1點的短路電路總阻抗標么值及三相短路電流和短路容量點的短路電路總阻抗標么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標么值）總電抗標么值*(1)120.4 1.591.99kXXX2）三相短路電流周期分量有效值）三相短路電流周期分量

26、有效值(3)*11(1)/5.50/1.992.76kjkIIXkAkA3）其他三相短路電流）其他三相短路電流 (3)(3)(3)(3)112.55 2.767.041.51 2.764.172.76shshkkikAkAIkAkAIIkA 4）三相短路容量）三相短路容量 (3)1(1)/100/1.9950.3kjkSSXMVAMVA續(xù)上頁續(xù)上頁4求求k-2點的短路電路總電抗標么值三相短路電流的短路容量點的短路電路總電抗標么值三相短路電流的短路容量 兩臺變壓器并聯(lián)運行情況下：兩臺變壓器并聯(lián)運行情況下： 1）總電抗標么值）總電抗標么值 (2)12345/0.4 1.594.492kXXXXX2

27、) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值(3)22(2)144.3432.144.49jkkIkAIkAX3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 (3)2(2)/100/4.4922.27kjkSSXMVAMVA4） 三相短路容量三相短路容量 (3)(3)(3)(3)221.84 32.1459.141.09 32.1435.0332.14shshkkikAkAIkAkAIIkA 續(xù)上頁續(xù)上頁兩臺變壓器分列運行情況下：兩臺變壓器分列運行情況下： 1）總電抗標么值）總電抗標么值 (2)1230.4 1.5956.99kXXXX2) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有

28、效值(3)22(2)144.3420.656.99jkkIkAIkAX3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 (3)2(2)/100/6.9914.31kjkSSXMVAMVA4） 三相短路容量三相短路容量 (3)(3)(3)(3)221.84 20.6538.001.09 20.6522.5120.65shshkkikAkAIkAkAIIkA 四、兩相短路電流的估算 (2)2avzUIX兩相短路電流兩相短路電流 XRQ電源GIkkXLRLUav而三相短路電流而三相短路電流 (3)3avzUIX所以所以 (2)(3)(3)30.8662zzzIIIThursday, June 30, 2022

29、第四節(jié)第四節(jié) 低壓電網(wǎng)中短路電流的計算低壓電網(wǎng)中短路電流的計算一、低壓電網(wǎng)短路計算的特點 1 1、配電變壓器一次側(cè)可以作為無窮大容量電源供電來考慮；、配電變壓器一次側(cè)可以作為無窮大容量電源供電來考慮；2 2、電阻值較大，電抗值較??；、電阻值較大，電抗值較?。? 3、低壓系統(tǒng)元件的電阻多以毫歐計，因此用有名值法比較方便。、低壓系統(tǒng)元件的電阻多以毫歐計，因此用有名值法比較方便。4 4、因低壓系統(tǒng)的非周期分量衰減快，、因低壓系統(tǒng)的非周期分量衰減快，k kshsh值在值在1 11.31.3范圍范圍。 二、三相短路電流的計算二、三相短路電流的計算 (3)223 ()avzUIRX400avUV 電源至短

30、路點的總阻抗包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低壓母電源至短路點的總阻抗包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低壓母線及配電線路等元件的阻抗；開關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可忽略不計。線及配電線路等元件的阻抗；開關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可忽略不計。 續(xù)上頁續(xù)上頁1 1高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗2310avSkUZS3 3母線及電纜的阻抗，其單位長度值可查母線及電纜的阻抗，其單位長度值可查手冊手冊。 0.995SSXZ0.1SSRX2 2變壓器的阻抗變壓器的阻抗22.kavTN TPURS2.%100kavTN TuUZS22TTTXZRm應(yīng)計及的電阻、電抗（單位均為應(yīng)計及的電阻、電抗（單位均為 ）有）有 歸

31、算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計算：歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計算： 400avUV歸算到低壓側(cè)的歸算到低壓側(cè)的變壓器變壓器阻抗可按下式計算：阻抗可按下式計算： 400avUV三、單相短路電流的計算 根據(jù)對稱分量法，單相根據(jù)對稱分量法，單相短路電流為短路電流為(1)1203zUIZZZ(1)220.000.00220()()zSTWSTWVIRRRXXX 工程計算公式為工程計算公式為高壓系統(tǒng)的高壓系統(tǒng)的相零電阻相零電阻變壓器的相變壓器的相零電阻零電阻母線及電纜的母線及電纜的相零電阻相零電阻負荷0d)NC(1)kIk(1)電源BA正序阻抗正序阻抗負序阻抗負序阻抗零序阻抗零序阻抗低壓側(cè)低

32、壓側(cè)單相短路電流的大小與變壓器單相短路時的相零阻抗密切相關(guān)。單相短路電流的大小與變壓器單相短路時的相零阻抗密切相關(guān)。各元件的相零電阻與電抗值可通過計算或查有關(guān)設(shè)計手冊。各元件的相零電阻與電抗值可通過計算或查有關(guān)設(shè)計手冊。 某用戶某用戶10/0.38kV變電所的變壓器為變電所的變壓器為SCB10-1000/10型，型，Dyn11聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)，已知變壓器高壓側(cè)短路容量為已知變壓器高壓側(cè)短路容量為150MVA，其低壓配電網(wǎng)絡(luò)短路計算電路如，其低壓配電網(wǎng)絡(luò)短路計算電路如圖所示。求短路點圖所示。求短路點k-1處的三相和單相短路電流。處的三相和單相短路電流。例題3 解：1 1、計算有關(guān)電路、計算有關(guān)電路元件

33、的阻抗元件的阻抗 0.38kV10kVk-2YJV-395+250電纜線WL L=50m 母線WB L=6mTMY-3(10010)+808SCB10-1000/10Skk-1 1) 1)高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng)阻阻抗（歸算抗（歸算到到400V400V側(cè)）側(cè)） 232310(400 )101.07150avSkUZSVmMVA0.9950.995 1.071.065SSXZmm 0.10.106SSRXm續(xù)上頁續(xù)上頁020.713SSXXm 相零阻抗相零阻抗( (Dyn11Dyn11聯(lián)接聯(lián)接) ) 020.0713SSRRm 2 2）變壓器的阻抗（）變壓器的阻抗（歸算到低壓側(cè)歸算到低壓側(cè)）22.%6

34、(400 )9.6100100 1000kavTN TuUVZmSkVA2222.7.09(400 )1.134(1000)kavTN TPUkWVRmSkVA22229.61.1349.533TTTXZRmm 因零序電流不能在高壓側(cè)流通，故因零序電流不能在高壓側(cè)流通，故高壓側(cè)系統(tǒng)的高壓側(cè)系統(tǒng)的相零阻抗按每相相零阻抗按每相阻阻抗值的抗值的2/32/3計算計算，即，即 01.134TTRRm 09.533TTXXm 續(xù)上頁續(xù)上頁0.18161.086WBXxLmmmm2 2. .三相短路回路總阻抗三相短路回路總阻抗及及三相短路電流三相短路電流 0.02560.15WBRrLmmmm相零阻抗為相零

35、阻抗為 000.38062.280WBXxLmmmm 000.056/60.336WBRrLmmmm (0.106 1.1340.15)1.39STWBRRRRmm 3) 3) 母線的阻抗母線的阻抗 (3)222240019.633 ()3 (1.3911.684 )avkUVIkARXm(1.0659.533 1.086)11.684STWBXXXXmm 續(xù)上頁續(xù)上頁0000(0.71+9.533+2.280)=12.523STWBXXXXmm 0000(0.071+1.134+0.336)=1.541STWBRRRRmm 3. 3.單相短路回路總相零阻抗及單相短路電流單相短路回路總相零阻抗

36、及單相短路電流 (1)22220022017.431.54112.523kUVIkARXm單相短路電流為單相短路電流為 單相短路回路總相零電抗為單相短路回路總相零電抗為單相短路回路總相零電阻為單相短路回路總相零電阻為Thursday, June 30, 2022第五節(jié)第五節(jié) 短路電流的效應(yīng)短路電流的效應(yīng)一、短路電流的力效應(yīng)一、短路電流的力效應(yīng) 強大的短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)體，將產(chǎn)生很大的電動力，即電強大的短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)體，將產(chǎn)生很大的電動力，即電動力效應(yīng)，可能使電氣設(shè)備和導(dǎo)體受到破壞或產(chǎn)生永久性變形。動力效應(yīng)，可能使電氣設(shè)備和導(dǎo)體受到破壞或產(chǎn)生永久性變形。 短路電流產(chǎn)生的熱量，會造

37、成電氣設(shè)備和導(dǎo)體溫度迅速升高，即熱短路電流產(chǎn)生的熱量，會造成電氣設(shè)備和導(dǎo)體溫度迅速升高，即熱效應(yīng)，可能使電氣設(shè)備和導(dǎo)體絕緣強度降低，加速絕緣老化甚至損壞。效應(yīng)，可能使電氣設(shè)備和導(dǎo)體絕緣強度降低，加速絕緣老化甚至損壞。 為了正確選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)體，保證在短路情況下也不損壞，必須為了正確選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)體，保證在短路情況下也不損壞，必須校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 對于兩根平行導(dǎo)體，通過電流分別為對于兩根平行導(dǎo)體，通過電流分別為i i1 1和和i i2 2，其相互間的作用力，其相互間的作用力F F( (單單位位 N N）可用下面公式來計算：）可用下面公式來計算： 721 2210f

38、lFk i iN Aa 在三相系統(tǒng)中，當(dāng)三相導(dǎo)體在同一平面平行布置時，受力最大的是在三相系統(tǒng)中，當(dāng)三相導(dǎo)體在同一平面平行布置時，受力最大的是中間相。當(dāng)發(fā)生三相短路故障時，短路電流沖擊值通過導(dǎo)體中間相所產(chǎn)中間相。當(dāng)發(fā)生三相短路故障時，短路電流沖擊值通過導(dǎo)體中間相所產(chǎn)生的最大電動力為：生的最大電動力為：(3)272max310fshlFk iN Aa續(xù)上頁續(xù)上頁二、二、短路點附近交流電動機的反饋沖擊電流影響短路點附近交流電動機的反饋沖擊電流影響 當(dāng)短路點附近所接交流電動機的額定電流之和超過短路電流的當(dāng)短路點附近所接交流電動機的額定電流之和超過短路電流的1%1%時，時，按按GB50054-95GB5

39、0054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范低壓配電設(shè)計規(guī)范規(guī)定，應(yīng)計入電動機反饋電流的影響。規(guī)定，應(yīng)計入電動機反饋電流的影響。 Q電源Gkishish.MM 載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備承受短路電流作用時滿足力穩(wěn)定的條件是載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備承受短路電流作用時滿足力穩(wěn)定的條件是(3)maxalFF 當(dāng)交流電動機進線端發(fā)生三相短路時，它反饋的最大短路電流瞬時當(dāng)交流電動機進線端發(fā)生三相短路時，它反饋的最大短路電流瞬時值（即電動機反饋沖擊電流）可按下式計算值（即電動機反饋沖擊電流）可按下式計算： .2()Msh MSh MN MMEikIX續(xù)上頁續(xù)上頁 由于交流電動機在外電路短路后很快受到制動，因此它產(chǎn)生的反饋電由于交流電

40、動機在外電路短路后很快受到制動，因此它產(chǎn)生的反饋電流衰減很快，所以只有在考慮短路沖擊電流的影響時，才流衰減很快，所以只有在考慮短路沖擊電流的影響時，才需要需要計入電動機計入電動機的反饋電流。的反饋電流。此時短路點的短路沖擊電流為此時短路點的短路沖擊電流為 .shshsh Miii三、短路電流的熱效應(yīng)（一）短路時導(dǎo)體的發(fā)熱（一）短路時導(dǎo)體的發(fā)熱 在線路發(fā)生短路時，強大在線路發(fā)生短路時，強大的短路電流將使導(dǎo)體溫度迅速的短路電流將使導(dǎo)體溫度迅速升高。升高。 Ot0t12tLk短路前后導(dǎo)體的溫度變化短路前后導(dǎo)體的溫度變化續(xù)上頁續(xù)上頁在實際短路時間在實際短路時間t tk k內(nèi)內(nèi), ,短路電流的熱量為短路

41、電流的熱量為222.000.240.24()kkttkkzfi tQI RdtIiRdt20.05()0.05zjkkItttI根據(jù)根據(jù)Q Q值可以確定出短路時導(dǎo)體所達到的最高溫度值可以確定出短路時導(dǎo)體所達到的最高溫度k k。 發(fā)熱假想時間發(fā)熱假想時間kbQFttt繼電保護動作時間繼電保護動作時間斷路器開斷時間斷路器開斷時間20.24kjQIRt工程計算公式工程計算公式1kjktstt當(dāng)時， 載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備承受短路電流作用時滿足力穩(wěn)定的條件是載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備承受短路電流作用時滿足力穩(wěn)定的條件是kalThursday, June 30, 2022第六節(jié)第六節(jié) 電氣設(shè)備的選擇及校驗電氣設(shè)備的

42、選擇及校驗一、選擇校驗項目及條件 電氣設(shè)備的選擇，必須滿足供電系統(tǒng)正常工作條件下和短路故障條件下電氣設(shè)備的選擇，必須滿足供電系統(tǒng)正常工作條件下和短路故障條件下工作要求，同時電氣設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。工作要求，同時電氣設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 1. 按正常工作條件選擇按正常工作條件選擇 按正常工作條件選擇，就是要考慮電氣設(shè)備的環(huán)境條件和電氣要求。按正常工作條件選擇，就是要考慮電氣設(shè)備的環(huán)境條件和電氣要求。 環(huán)境條件是指電氣設(shè)備的使用場所、環(huán)境溫度，海拔高度以及有無防環(huán)境條件是指電氣設(shè)備的使用場所、環(huán)境溫度，海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等

43、要求，據(jù)此選擇電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)類型。塵、防腐、防火、防爆等要求，據(jù)此選擇電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)類型。 電氣要求是指電氣設(shè)備在電壓、電流頻率等方面的要求，即所選電氣電氣要求是指電氣設(shè)備在電壓、電流頻率等方面的要求，即所選電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于所在線路的額定電壓、電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于所在線路的額定電壓、電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流；即小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流；即.N etNN etcUUII續(xù)上頁續(xù)上頁 對一些開斷電流的電器，如熔斷器、斷路器和負荷開關(guān)等，則還有斷流對一些開斷電流的電器，如熔斷器、斷路器和負荷開關(guān)等，則

44、還有斷流能力的要求，即最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流。能力的要求，即最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流。 1）對斷路器，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大短路電）對斷路器，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大短路電流。即流。即(3).maxOCkII 2）對負荷開關(guān)，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大負荷）對負荷開關(guān)，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大負荷電流。即電流。即.maxOCLII 3）對熔斷器，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大短路電）對熔斷器，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大短路電流。即流。即(3)OCshII（對非限

45、流型熔斷器）（對非限流型熔斷器）(3).maxOCkII（對限流型熔斷器）（對限流型熔斷器）續(xù)上頁續(xù)上頁 按短路故障條件校驗，就是要按最大可能的短路故障時的力穩(wěn)定性和按短路故障條件校驗，就是要按最大可能的短路故障時的力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性進行校驗。熱穩(wěn)定性進行校驗。 2. 按短路故障條件校驗按短路故障條件校驗 對于一般電器對于一般電器，滿足力穩(wěn)定的條件是：，滿足力穩(wěn)定的條件是： (3)etshii電器的額定峰值耐受電流電器的額定峰值耐受電流 對于一般電器對于一般電器，滿足熱穩(wěn)定的條件是：，滿足熱穩(wěn)定的條件是： 22tjI tI t電器的電器的額定短時耐受電流有效值額定短時耐受電流有效值 對于對于載

46、流導(dǎo)體，滿足熱穩(wěn)定的條件是：載流導(dǎo)體，滿足熱穩(wěn)定的條件是： 310jIAtC導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)二、高壓斷路器的選擇與校驗 高壓斷路器的選擇與校驗，主要是按環(huán)境條件選擇結(jié)構(gòu)類型，按正常高壓斷路器的選擇與校驗，主要是按環(huán)境條件選擇結(jié)構(gòu)類型，按正常工作條件選擇額定電壓、額定電流并校驗開斷能力，按短路故障條件校驗工作條件選擇額定電壓、額定電流并校驗開斷能力，按短路故障條件校驗動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并同時選擇其操動機構(gòu)和操作電源。動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并同時選擇其操動機構(gòu)和操作電源。 例例4-1 4-1 試選擇某試選擇某10KV 10KV 高壓配電所進線側(cè)的高壓戶內(nèi)真空斷路器的型號高壓配電所進線側(cè)的高壓戶內(nèi)真空斷路器的型號規(guī)格。已知該進線的計算電流為規(guī)格。已知該進線的計算電流為295A295A，配電所母線的三相短路電流周期分量，配電所母線的三相短路電流周期分量有效值有效值為為3 3. .2kA 2kA ，繼電保護的動作時間為，繼電保護的動作時間為1.1s1.1s。 解：初步選解：初步選VS1-12/630-16VS1-12/630-16型進行校驗，如表所示，所選正確。型進行校驗，如表所示，所選正確。 (3)kI(3)shi2jI t序序號號安裝地點的電氣條件安裝地點的電氣條件VS1VS1-12/630-16型斷路器型斷路器項項 目目數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)項項 目目數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)結(jié)結(jié) 論論1UN