短路电流计算在供电系统设计中的意义

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 短路电流计算在供电系统设计中的 意义 摘 要随着科学技术的不断发展 和人们生活水平的提高，供电系统的安 全性和可靠性已成为各类用户共同关注 的焦点。而在现在的低压电力系统运行 过程中，有很多不同原因而造成的供电 故障，其中短路故障是最常见的一种， 也是对供电系统危害最严重的一种。 中国论文网 /1/view-12829854.htm 关键词 短路故障；危害；短路 计算；电器设备；保护； 中图分类号：S618 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2018）26- 0207-01 在供电系统设计中，不仅要考虑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 正常运行的情况，而且还要考虑发生故 障的情况，最常见发生的故障是短路故 障。短路故障不仅影响正常供电，而且 会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气 设备，给企业造成一定的经济损失。为 了限制短路的危害和缩小故障的影响范 围。所以，在供电系统设计中，都必须 对短路电流进行计算。 一、短路故障的危害 （一）供电系统中发生短路故障 时，短路电流往往会产生电弧，它除了 能够烧坏故障元件本身以外，还可能将 周围的设备烧坏，甚至伤害周围的人员。 （二）当短路发生在主配电板的 母线或干线上时，将会出现比正常电流 大很多倍的短路电流，巨大的短路电流 通过导体时，一方面会使导体大量发热， 造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏； 另一方面巨大的短路电流还将产生很大 的电动力作用于导体，使导体变形或损 坏。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 （三）短路同时造成系统电压大 幅度降低，尤其是靠近短路点处的电压 降得更低，从而导致一些用户用电受到 影响。网络电压的降低，会产生的不同 程度的机械应力和热效应，从而使供电 设备受到损坏，也可能会损坏用户的用 电设备。 （四）短路故障发生时，系统 功率分布会突然变化，使得各发电厂并 联运行的稳定性造成破坏，从而使整个 系统解列。 二、短路计算的意义和目的 综上所述，短路电流引起的故障， 不仅对供电系统的运行造成极大的影响， 还给用户造成一定的经济损失。为了消 除和减轻短路故障带来的伤害，就必须 要计算短路电流。正确地计算出电网中 各点短路电流值的大小，有利于确定系 统的保护方式，并合理的选择配电方式 和保护装置，以确保电力系统发生短路 时，能够快速、有效的切断短路故障， 将故障限制在较小的范围龋 从而将 短路故障引起的破坏降到最低。另外， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 短路电流的分析、计算还能帮助检验电 力系统电压等级选择的正确性以及发电 机组和电能分配系统选择的合理性，也 是电力系统分析的重要内容之一。它为 电力系统的规划设计和运行中选择电工 设备、整定继电保护、分析事故提供了 有效手段。 三、短路故障的分类 短路分为对称短路和不对称短路。 三相短路又称对称短路，由于在三相短 路时，被短路的三相阻抗相等，因此三 相电流和电压仍是对称的。不对称短路 是因系统的三相对结构遭到破坏，网络 中的三相电压、电流不再对称。不对称 短路有 5 种类型：两相短路、两相接地 短路、两相短路接地、单相接地短路和 单相接中性点短路。在电力系统中，单 相短路故障约为总短路故障的 65%，而 三相短路故障只占 5-10%。其中，在中 性点接地的电力系统中，单相接地的短 路故障约占全部故障的 90%。而在中性 点非直接接地的电力系统中，短路故障 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 主要是各种相间短路。 四、计算条件 （一）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 335KV 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。 （二）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，一般只计电抗而忽略 电阻。 （三）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。 五、电流短路计算 （一）主要参数 Sd 三相短路容量？（MVA）简 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 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（） 其中系统短路容量 Sd 和计算点 电抗 x 是关键。 （二）标幺值 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） ，称为标幺值 1、基准 基准容量 Sjz=100MVA 基准电压 UJZ 规定为 8 级. 230，115，37，10.5，6.3，3.15，0.4， 0.23KV -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 有了以上两项参数，各级电压的 基准电流就可以计算出来。 2、标么值计算 容量标幺值 S*=S/SJZ.例如：当 10KV 母线上短路容量为 200MVA 时， 其标么值容量 S*=200/100=2. 电压标幺值 U*=U/UJZ；电流标 幺值 I*=I/IJZ 3、无限大容量系统三相短路电 流计算公式 短路电流标幺值：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=2.55Id（KA） 当 1000KVA 及以下变压器二次 侧短路时，冲击系数 KC，取 1.3 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 这时：冲击电流有效值 IC=1.09*Id（ KA） 冲击电流峰值： ic=1.84Id（KA） 根据以上公式，就可以进行短路 电流计算了。 五、短路故障的基本防范措施 （一）正确的计算短路电流，选 择及校验电气设备，电气设备的额定电 压要和线路的额定电压相符。 （二）正确选择继电保护的整定 值和熔体的额定电流，采用速断保护装 置。以便发生短路时，能够快速的切断 短路电流，从而减少短路所造成的损失。 （三）在变电站及变压器四周和 线路上安装避雷器，减少雷击损害。 （四）保证架空线路施工质量， 加强线路维护保养。 （五）带电安装和检修电气设备， 注重力要集中，防止误接线，误操作， 在带电部位距离较近的部位工作，要采 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 取防止短路的措施。 （六）加强基础管理，防止小动 物进入变配电室。 （七）及时清除导电粉尘，防止 导电粉尘进入电气设备。 （八）在电缆埋设处设置标记， 有人在四周挖掘施工，要派专人看护， 并向施工人员说明电缆敷设位置，以防 电缆被破坏引发短路。 （九）电力系统的运行、维护人 员应认真学习规程，严格遵守规章制度， 正确操作电气设备，禁止带负荷拉刀闸、 带电合接地刀闸。线路施工，维护人员 工作完毕，应立即拆除接地线。要经常 对线路、设备进行巡视检查，及时发现 缺陷，迅速进行检修。 结束语 短路问题是电力技术方面