短路電流計算

短路電流計算短路電流分類三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有4種基本類型：三相短路，兩相短路，單相對地短路和兩相對地短路。其中，除三相短路時，三相回路依舊對稱，因而又稱對稱短路外，其余三類均屬不對稱短路。在中性點接地的電力網(wǎng)絡中，以一相對地的短路故障最多，約占全部故障的90%。在中性點非直接接地的電力網(wǎng)絡中，短路故障主要是各種相間短路。發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài)，一般需3～5秒。在這一暫態(tài)過程中，短路電流的變化很復雜。它有多種分量，其計算需采用電子計算機。在短路后約半個周波（0.01秒）時將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時值，稱為沖擊電流。它會產生很大的電動力，其大小可用來校驗電工設備在發(fā)生短路短路電流相關示意圖時機械應力的動穩(wěn)定性。短路電流的分析、計算是電力系統(tǒng)分析的重要內容之一。它為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計和運行中選擇電工設備、整定繼電保護、分析事故提供了有效手段。供電網(wǎng)絡中發(fā)生短路時，很大的短路電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞，同時使網(wǎng)絡內的電壓大大降低，因而破壞了網(wǎng)絡內用電設備的正常工作。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備、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件。計算短路電流的目的計算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設計和運行中，基于如下用途必須進行短路電流的計算：（1）選擇電氣設備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。（2）選擇和整定繼電保護裝置，使之能正確的切除短路故障。（3）確定合理的主接線方案、運行方式及限流措施。（4）保護電力系統(tǒng)的電氣設備在最嚴重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產生的危害。計算條件1.假設系統(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3~35KV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.簡化計算法即使設定了一些假設條件,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(Ω)其中系統(tǒng)短路容量Sd和計算點電抗x是關鍵.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)都轉化為和該參數(shù)的基準量的比值短路電流相關書籍(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=100MVA基準電壓UJZ規(guī)定為8級.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV有了以上兩項,各級電壓的基準電流即可計算出,例:UJZ(KV)：37,10.5,6.3,0.4因為S=1.73*U*I所以IJZ(KA)1.56，5.5，9.16，1.44(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200MVA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=2.55Id(KA)當1000KVA及以下變壓器二次側短路時,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=1.84Id(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.一種方法是查有關設計手冊,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