短路电流速算

短路电流速算短路电流速算 论文论文 摘要 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 原 作是多年前发表在 建筑电气 上的 具体时间和作者已不记得 本人只是稍作整理供有 需要的同行参考 关键词 短路电流 计算方法 口诀 一一 概述概述 供电网络中发生短路时 很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏 同 时使网络内的电压大大降低 因而破坏了网络内用电设备的正常工作 为了消除或减轻短路 的后果 就需要计算短路电流 以正确地选择电器设备 设计继电保护和选用限制短路电流 的元件 二二 计算条件计算条件 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 三三 简化计算法简化计算法 即使设定了一些假设条件 要正确计算短路电流还是十分困难 对于一般用户也没有必要 一 些设计手册提供了简化计算的图表 省去了计算的麻烦 用起来比较方便 但要是手边一时没 有设计手册怎么办 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 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念 1 主要参数主要参数 Sd 三相短路容量 MVA 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 其中系统短路容量 Sd 和计算点电抗 x 是关键 2 标么值标么值 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 称为标么值标么值 这是短路电流计算最特别的地方 目的是 要简化计算 1 基准 基准容量 Sjz 100 MVA 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 MVA 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 IJZ 3 无限大容量系统三相短路电流计算公式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 1000KVA 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 简化算法 1 系统电抗的计算 系统电抗 百兆为一 容量增减 电抗反比系统电抗 百兆为一 容量增减 电抗反比 100 除系统容量除系统容量 例 基准容量 100MVA 当系统容量为 100MVA 时 系统的电抗为 XS 100 100 1 当系统容量为 200MVA 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 系统容量单位 MVA 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 VAC 12KV 2000A 额定分断电流为 40KA 则可认为系统容量 S 1 73 40 10000V 692MVA 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 除变压器容量 35KV 7 除变压器容量 除变压器容量 10KV 6KV 4 5 除变压器容量 除变压器容量 例 一台 35KV 3200KVA 变压器的电抗 X 7 3 2 2 1875 一台 10KV 1600KVA 变压器的电抗 X 4 5 1 6 2 813 变压器容量单位 变压器容量单位 MVA 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 MVA 电抗器电抗 X 4 3 12 0 9 1 15 电抗器容量单位 电抗器容量单位 MVA 4 架空线路及电缆电抗的计算 架空线 架空线 6KV 等于公里数 等于公里数 10KV 取 取 1 3 35KV 取 取 3 0 电缆 按架空线再乘电缆 按架空线再乘 0 2 例 10KV 6KM 架空线 架空线路电抗 X 6 3 2 10KV 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 去除电抗加定 去除 100 例 已知短路点前各元件电抗标么值之和电抗标么值之和为 X 2 则短路点的短路容量 Sd 100 2 50 MVA 短路容量单位 短路容量单位 MVA 6 短路电流的计算 6KV 9 2 除电抗 除电抗 10KV 5 5 除电抗除电抗 35KV 1 6 除电抗除电抗 110KV 0 5 除电抗除电抗 0 4KV 150 除电抗除电抗 例 已知一短路点前各元件电抗标么值之和电抗标么值之和为 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 短路电流单位 KA 7 短路冲击电流的计算 1000KVA 及以下变压器二次侧短路时 冲击电流有效值及以下变压器二次侧短路时 冲击电流有效值 Ic Id 冲击电流峰值冲击电流峰值 ic 1 8Id 1000KVA 以上变压器二次侧短路时 冲击电流有效值以上变压器二次侧短路时 冲击电流有效值 Ic 1 5Id 冲击电流峰值冲击电流峰值 ic 2 5Id 例 已知短路点 1600KVA 变压器二次侧变压器二次侧 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但一定要包括系统电抗 5 举例举例 系统见下图 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 1600KVA 变压器 求 K1 K2 点的短路参数 系统图电抗图合并电抗图 系统容量 S 1 73 U I 1 73 10 5 31 5 573 MVA 用以上口诀 很容易求得各电抗标么值 一共有 4 个 系统电抗系统电抗 X0 100 573 0 175 10KM 10KV 架空线路电抗架空线路电抗 X1 10 3 3 333 200M 10KV 电缆线路电抗电缆线路电抗 X2 0 2 3 0 2 0 133 1600KVA 变压器电抗变压器电抗 X3 4 5 1 6 2 81 请注意请注意 以上电抗都是标么值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 51 K2 点总电抗 X0 X1 X2 X3 6 45 不是不是 2 94 再用口诀 即可算出短路电流 U KV X Id KA IC KA ic KA Sd MVA 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 MVA 而用公式算出的是标么值 细心的人一定会看出