短路电流计算计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定: 对于3～35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.简化“短路电流”计算法在简化计算法之前必须先了解一些基本概念.1.主要参数Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(Ω)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(目的是要简化计算).(1)基准基准容量Sjz =100 MV A基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MV A时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ3.无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KV A及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取 1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等. 一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流. 下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.4.简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗,百兆为一。
容量增减,电抗反比。
100除系统容量例:基准容量100MV A。
当系统容量为100MV A时,系统的电抗为XS*=100/100=1当系统容量为200MV A时,系统的电抗为XS*=100/200=0.5当系统容量为无穷大时,系统的电抗为XS*=100/∞=0系统容量单位:MV A系统容量应由当地供电部门提供。
当不能得到时,可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量。
如已知供电部门出线开关为W-V AC 12KV 2000A额定分断电流为40KA。
则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MV A, 系统的电抗为XS*=100/692=0.144。
【2】变压器电抗的计算110KV, 10.5除变压器容量;35KV, 7除变压器容量;10KV{6KV}, 4.5除变压器容量。
例:一台35KV 3200KV A变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875一台10KV 1600KV A变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813变压器容量单位:MV A这里的系数10.5,7,4.5 实际上就是变压器短路电抗的%数。
不同电压等级有不同的值。
【3】电抗器电抗的计算电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。
例:有一电抗器U=6KV I=0.3KA额定电抗X=4% 。
额定容量S=1.73*6*0.3=3.12 MV A. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15电抗器容量单位:MV A【4】架空线路及电缆电抗的计算架空线:6KV,等于公里数;10KV,取1/3;35KV,取3%0电缆:按架空线再乘0.2。
例:10KV 6KM架空线。
架空线路电抗X*=6/3=210KV 0.2KM电缆。
电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。
这里作了简化,实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关,截面越大电抗越小。
【5】短路容量的计算电抗加定,去除100。
例:已知短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2, 则短路点的短路容量Sd=100/2=50 MV A。
短路容量单位:MV A【6】短路电流的计算6KV,9.2除电抗;10KV,5.5除电抗; 35KV,1.6除电抗; 110KV,0.5除电抗。
0.4KV,150除电抗例:已知一短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2, 短路点电压等级为6KV,则短路点的短路电流Id=9.2/2=4.6KA。
短路电流单位:KA【7】短路冲击电流的计算1000KV A及以下变压器二次侧短路时:冲击电流有效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id1000KV A以上变压器二次侧短路时:冲击电流有效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id例:已知短路点{1600KV A变压器二次侧}的短路电流Id=4.6KA,则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,=1.5*4.6=7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。
可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗5.举例由电业部门区域变电站送出一路10KV架空线路,经10KM后到达企业变电所, 进变电所前有一段200M的电缆.变电所设一台1600KV A变压器. 求K1,K2点的短路参数.系统容量: S=1.73*U*I=1.73*10.5*31.5=573 MV A用以上口诀,很容易求得各电抗标么值,一共有4个.系统电抗X0=100/573=0.17510KM,10KV架空线路电抗X1=10/3=3.333200M,10KV 电缆线路电抗X2=(0.2/3)*0.2=0.1331600KV A变压器电抗X3=4.5/1.6=2.81请注意:以上电抗都是标么值(X*)将每一段电抗分别相加,得到K1点总电抗=X0+X1=3.51K2点总电抗=X0+X1+X2+X3=6.45 (不是2.94 !)再用口诀,即可算出短路电流U (KV)X*Id (KA)IC (KA)ic (KA)Sd (MV A)口诀5.5/X*1.52* Id2.55 Id100/X*K110.53.511.562.374.028.5口诀150/X*1.52* Id2.55 Id100/X*K20.46.4523355915.5用口诀算和用第3节公式算有什么不同?用口诀算出的是实名制单位,KA,MV A,而用公式算出的是标么值.细心的人一定会看出,计算短路电流口诀中的系数150、9.2、5.5、1.6. 实际上就是各级电压基准值.只是作了简化.准确计算应该是144、9.16、5.5、1.56.有了短路参数有什么用? 是验算开关的主要参数.例:这台1600KV A变压器低压总开关采用M25,N1.额定电流2500A, 额定分断电流55KA. 验算: 变压器额定电流为2253A开关额定电流>变压器额定电流; 开关额定分断电流>短路电流Id..验【摘要】本文简要介绍了短路的原因、后果、形式及短路电流的计算方法,通过实例详细介绍了兆伏安法计算短路电流的优越性,分析了短路电流计算方法的应用范围及在使用中应注意的问题,供广大建筑电气同仁参考。
【关键词】短路三相短路电流有效值兆伏安法标么值法欧姆法一短路的原因、后果及其形式在供电系统中,出现次数比较多的严重故障就是短路,所谓短路是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接。
产生短路的主要原因,是由于电气设备载流部分绝缘损坏所造成。
而绝缘损坏主要是因为绝缘老化、过电压、机械性损伤等引起。
人为误操作及鸟兽跨越裸导体等也能引起短路。
发生短路时,由于系统中总阻抗大大减少,因而短路电流可能达到很大数值(几万安至十几万安)。
这样大的电流所产生的热效应和机械效应会使电气设备受到破坏;同时短路点的电压降到零,短路点附近的电压也相应地显著降低,使此处的供电系统受到严重影响或被迫中断;若在发电厂附近发生短路,还可能使整个电力系统运行解列,引起严重后果。
在三相供电系统中,可能发生的主要短路类型有三相短路、二相短路、两相接地短路和单相接地短路,三相短路属对称短路,其余三种为不对称短路。
在四种短路故障中,出现单相短路故障的机率最大,三相短路故障的机率最小。
但在电力系统中,用三相短路作为最严重的故障方式,来验算电器设备的运行能力。
为了限制发生短路时所造成的危害和故障范围的扩大,需要进行短路电流计算,以便校验电气设备的动热稳定性、选择和整定继电保护装置、确定限流措施及选择主接线方案。
二短路的物理过程及计算方法当突然发生短路时,系统总是由工作状态经过一个暂态过程进入短路稳定状态。
暂态过程中的短路电流比其稳态短路电流大的多,虽历时很短,但对电器设备的危害性远比稳态短路电流严重得多。
有限电源容量系统的暂态过程要比无限大电源容量系统的暂态过程复杂的多,在计算建筑配电工程三相短路电流时,都按无限大电源容量系统来考虑。
短路全电流ik由两部分组成(ik=iz+if):一部分短路电流随时间按正弦规律变化,称为周期分量iz;另一部分因回路中存在电感而引起的自感电流,称为非周期分量if。
短路冲击电流(短路电流峰值或短路全电流瞬时最大值)ich=(1+e-0.01/Ta) I″=KchI″Kch=1+e-0.01/Ta—短路电流冲击系数,取决于回路时间常数Ta=L/R的大小,一般在1.3～1 8范围内变化。
当高压回路发生短路时,因R高压供电系统中常采用标么值(相对值)法和兆伏安(MV A)法来计算短路电流;在低压供电系统中,常采用有名值法(绝对值法或欧姆法)来计算低压回路短路电流。