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)計繼電保護和選用限制短路電流的元件。

　　一。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、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?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>

　　二。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（電工之家。這是短路電流計算最特別的地方，目的是要簡化計算）。

　?。?）基準(zhǔn)

　　基準(zhǔn)容量 Sjz =100 MVA

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

　　有了以上兩項，各級電壓的基準(zhǔn)電流即可計算出，例： UJZ （KV）3710.56.30.4

　　因為 S=1.73*U*I 所以 IJZ （KA）1.565.59.16144

　?。?）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200 MVA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=2.55 Id （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 =1.84 Id（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

　　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，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/100＝1

　　當(dāng)系統(tǒng)容量為200MVA時，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/200＝0.5

　　當(dāng)系統(tǒng)容量為無窮大時，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/∞＝0

　　系統(tǒng)容量單位：MVA

　　系統(tǒng)容量應(yīng)由當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供。當(dāng)不能得到時，可將供電電源出線開關(guān)的開斷容量

　　作為系統(tǒng)容量。如已知供電部門出線開關(guān)為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】變壓器電抗的計算

　　110KV， 10.5除變壓器容量；35KV， 7除變壓器容量；10KV{6KV}， 4.5除變壓器容量。

　　例：一臺35KV 3200KVA變壓器的電抗X*=7/3.2=2.1875

　　一臺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 實際上就是變壓器短路電抗的％數(shù)。不同電壓等級有不同的值。

　　【3】電抗器電抗的計算

　　電抗器的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=2

　　10KV 0.2KM電纜。電纜電抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。

　　這里作了簡化，實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。

　　【5】短路容量的計算

　　電抗加定，去除100。

　　例：已知短路點前各元件電抗標(biāo)么值之和為 X*∑=2， 則短路點的短路容量

　　Sd=100/2=50 MVA。

　　短路容量單位：MVA

　　【6】短路電流的計算

　　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：已知一短路點前各元件電抗標(biāo)么值之和為 X*∑=2， 短路點電壓等級為6KV，

　　則短路點的短路電流 Id=9.2/2=4.6KA。

　　短路電流單位：KA

　　【7】短路沖擊電流的計算

　　1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時：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：沖擊電流有效值Ic=1.5Id， 沖擊電流峰值ic=2.5Id

　　例：已知短路點{1600KVA變壓器二次側(cè)}的短路電流 Id=4.6KA，

　　則該點沖擊電流有效值Ic=1.5Id，＝1.5*4.6＝7.36KA，沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。

　　可見短路電流計算的關(guān)鍵是算出短路點前的總電抗{標(biāo)么值}。但一定要包括系統(tǒng)電抗。

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