短路電流計(jì)算方法

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。

二.計(jì)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(jì)算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多。

具體規(guī)定:對(duì)于3~35KV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)的容量為無限大.只要計(jì)算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗。

2.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;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。

3.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)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏鳌?/p>

三.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)于一般用戶也沒有必要.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.用起來比較方便.但要是手邊一時(shí)沒有設(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.

1.主要參數(shù)

Sd三相短路容量(MVA)簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)稱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)稱沖擊電流峰值校核動(dòng)穩(wěn)定

x電抗(Ω)

其中系統(tǒng)短路容量Sd和計(jì)算點(diǎn)電抗x是關(guān)鍵.

2.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=100MVA

基準(zhǔn)電壓UJZ規(guī)定為8級(jí).230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV

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)37

因?yàn)镾=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200MVA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/IJZ

3無限大容量系統(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)

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(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=1.84Id(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.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.

4．簡(jiǎn)化算法

【1】系統(tǒng)電抗的計(jì)算

在規(guī)定的使用和性能條件下，在規(guī)定的短時(shí)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(shí)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(shí)耐受電流第一個(gè)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(shí)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(shí)耐受