短路電流計算方法

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(hù)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(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(jī)、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?yàn)閱蜗喽搪坊蚨喽搪窌r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喽搪冯娏鳌?/p>

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?/p>

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(guān)分?jǐn)嚯娏?/p>

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(diǎn)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(Ujz).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=100MVA

基準(zhǔn)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(xiàng),各級電壓的基準(zhǔn)電流即可計算出,例:UJZ(KV)37

因?yàn)镾=1.73*U*I所以IJZ(KA)1.565.59.16144

(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200MVA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(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=1.84Id(KA)

掌握了以上知識,就能進(jìn)行短路電流計算了.公式不多,又簡單.但問題在于短路點(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

在規(guī)定的使用和性能條件下，在規(guī)定的短時間內(nèi)，開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能夠承載的電流的有效值。額定短時耐受電流的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)從GB762中規(guī)定的R10系列中選取，并應(yīng)該等于開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的短路額定值。注：R10系列包括數(shù)字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，及其與10n的乘積額定峰值耐受電流（IP）在規(guī)定的使用和性能條件下，開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能夠承載的額定短時耐受電流第一個大半波的電流峰值。額定峰值耐受電流應(yīng)該等于2.5倍額定短時耐受電流。注：按照系統(tǒng)的特性，可能需要高于2.5倍額定短時耐受