供電網(wǎng)絡(luò)中短路電流速算方法

1、供電網(wǎng)絡(luò)中短路電流速算方法概述供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時(shí)，很大的短路電流會(huì)使電器設(shè)備過(guò)熱或受電動(dòng)力作用而遭到損壞，同 時(shí)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(jì)算短路電流,以正確地選擇電器設(shè)備、設(shè)計(jì)繼電保護(hù)和選用限制短路電流的 元件.計(jì)算條件假設(shè)系統(tǒng)有無(wú)限大的容量.用戶(hù)處短路后，系統(tǒng)母線電壓能維持不變.即計(jì)算阻抗比系統(tǒng)阻 抗要大得多.具體規(guī)定：對(duì)于335KV級(jí)電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，可以認(rèn)為110KV及以上的系 統(tǒng)的容量為無(wú)限大.只要計(jì)算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗.在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí)，只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗，而忽略其電阻

2、; 對(duì)于架空線和電纜，只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才需計(jì)入電阻，一般也只計(jì)電抗而忽略電 阻.短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表，都以三相短路為計(jì)算條件.因?yàn)閱蜗喽搪坊蚨喽搪窌r(shí)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?或二相短路電流.簡(jiǎn)化計(jì)算法即使設(shè)定了一些假設(shè)條件，要正確計(jì)算短路電流還是十分困難,對(duì)于一般用戶(hù)也沒(méi)有必要.一 些設(shè)計(jì)手冊(cè)提供了簡(jiǎn)化計(jì)算的圖表.省去了計(jì)算的麻煩.用起來(lái)比較方便.但要是手邊一時(shí)沒(méi) 有設(shè)計(jì)手冊(cè)怎么辦?下面介紹一種“口訣式”的計(jì)算方法，只要記牢7句口訣，就可掌握短 路電流計(jì)算方法.在介紹簡(jiǎn)化計(jì)算法之前必須先了解一些基本概念.主要參數(shù)S

3、d三相短路容量(MVA)簡(jiǎn)稱(chēng)短路容量校核開(kāi)關(guān)分?jǐn)嗳萘縄d三相短路電流周期分量有效值(KA)簡(jiǎn)稱(chēng)短路電流校核開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)沖擊電流有效值校核動(dòng)穩(wěn)定ic三相短路第一周期全電流峰值(KA)簡(jiǎn)稱(chēng)沖擊電流峰值校核動(dòng)穩(wěn)定x電抗(Q)其中系統(tǒng)短路容量Sd和計(jì)算點(diǎn)電抗x是關(guān)鍵.標(biāo)么值計(jì)算時(shí)選定一個(gè)基準(zhǔn)容量(Sjz)和基準(zhǔn)電壓(Ujz).將短路計(jì)算中各個(gè)參數(shù)都轉(zhuǎn)化為和該參數(shù) 的基準(zhǔn)量的比值(相對(duì)于基準(zhǔn)量的比值)，稱(chēng)為標(biāo)么值(這是短路電流計(jì)算最特別的地方，目的 是要簡(jiǎn)化計(jì)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(jí).230, 1

4、15, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上兩項(xiàng)，各級(jí)電壓的基準(zhǔn)電流即可計(jì)算出，例：UJZ (KV)3710.56.30.4因?yàn)?S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA) 1.565.59.16144(2)標(biāo)么值計(jì)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(shí),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/IJZ3無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算公式短路電流標(biāo)么值：I*d = 1/x* (總電抗標(biāo)么值的倒數(shù)).短路電流有效值：Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA

5、)沖擊電流有效值：IC = Id *J1 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(shí)，沖擊系數(shù)KC ,取1.3這時(shí):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(shí)，就能進(jìn)行短路電流計(jì)算了.公式不多,又簡(jiǎn)單.但問(wèn)題在于短路點(diǎn)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(jì)手冊(cè)，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

6、求得總電抗后，再用以上公式計(jì)算短路電流；設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jì)算方法，只要記牢7句口訣，就可掌握短路電流計(jì)算方法.簡(jiǎn)化算法【1】系統(tǒng)電抗的計(jì)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(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/100=1當(dāng)系統(tǒng)容量為200MVA時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/200=0.5當(dāng)系統(tǒng)容量為無(wú)窮大時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=1OO/8=0系統(tǒng)容量單位：MVA系統(tǒng)容量應(yīng)由當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)提供。當(dāng)不能得到時(shí)，可將供電電源出線開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷容量作為系統(tǒng)容量。如已知供電部門(mén)出線開(kāi)關(guān)為

7、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*=100/692 = 0.144。【2】變壓器電抗的計(jì)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(tái) 35KV 3200KVA 變壓器的電抗 X*=7/3.2=2.1875一臺(tái) 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(shí)際上就是變壓器短路電抗的數(shù)。不同電壓等級(jí)有不同的值?！?】電抗器電抗的計(jì)算電抗器的

8、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(jì)算架空線：6KV，等于公里數(shù)；10KV，取1/3； 35KV，取3%0 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(jiǎn)化，實(shí)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?！?】短路容量的計(jì)算 電抗加定，去除100。例：已知短路點(diǎn)前各

9、元件電抗標(biāo)么值之和為X*=2,則短路點(diǎn)的短路容量Sd=100/2=50 MVA。短路容量單位：MVA【6】短路電流的計(jì)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(diǎn)前各元件電抗標(biāo)么值之和為X*=2,短路點(diǎn)電壓等級(jí)為6KV, 則短路點(diǎn)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(jì)算1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時(shí)：沖擊電流有效值Ic=Id,沖擊電流峰值ic=1.8Id 1000KVA以上變壓器二次側(cè)短路時(shí)：沖擊電流有效值Ic=1.5Id，沖擊電流峰值ic=

10、2.5Id 例：已知短路點(diǎn)1600KVA變壓器二次側(cè)的短路電流Id=4.6KA,則該點(diǎn)沖擊電流有效值Ic=1.5Id, =1.5*4.6 = 7.36KA，沖擊電流峰值 ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA?？梢?jiàn)短路電流計(jì)算的關(guān)鍵是算出短路點(diǎn)前的總電抗標(biāo)么值.但一定要包括系統(tǒng)電抗舉例系統(tǒng)見(jiàn)下圖.由電業(yè)部門(mén)區(qū)域變電站送出一路10KV架空線路，經(jīng)10KM后到達(dá)企業(yè)變電所，進(jìn) 變電所前有一段200M的電纜.變電所設(shè)一臺(tái)1600KVA變壓器.求K1,K2點(diǎn)的短路參數(shù).C、已郵您妹 mi31.5KA10.5 KV10.5 KV,M25 0.4 KV系統(tǒng)圖電抗圖合并電抗圖系統(tǒng)容量：S=1.73*

11、U*I=1.73*10.5*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(gè).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(qǐng)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(diǎn)總電抗=X0 X1=3.51K2 點(diǎn)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*K110.53.511.562.374.028.5口訣 150/X*1.52* Id2.55 Id100/X*K20.46.4523355915.5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(shí)名制單位,KA,MVA,而用公式算出的是標(biāo)么值.細(xì)心的人一定會(huì)看出,計(jì)算短路電流口訣中的系數(shù)15