【《IEC标准短路电流计算方法概述》2600字】

IEC标准短路电流计算方法概述目录TOC\o"1-3"\h\u6632IEC标准短路电流计算方法概述 1112041短路点等效电压源 1273182短路电流的计算假设 332653最大短路电流和最小短路电流 352874对称分量法的应用 41短路点等效电压源无论是近端或远端短路，IEC标准短路电流计算方法均采用的是等效电压源法。等效电压源cU短路计算时，非旋转负载的运作数据、发电机励磁方式和变压器分接头位置等均可忽略不计，并且无需对短路前潮流分布的可能性进行计算[13]。在进行近端短路电流的计算时，发电机或发电机变压器组中发电机、变压器的阻抗应采用修正后的值，同步电动机应使用超瞬态阻抗，异步电机则使用堵转电流所计算出的阻抗。同步电动机同步电抗和其励磁顶值仅在稳态短路电流计算时需要考虑。图4-1为单侧电源馈电并采取等效电压源法计算短路电流的示例。等效电压源cUn/√3（a）系统图（b）系统正序等效电路图图4-1采用等效电压源法计算对称短路电流初始值IkFig.4-1Schematicdiagramforcalculatingtheinitialvalueofthesymmetricalshort-circuitcurrentIk表4-1电压系数Table.4-1Voltagecoefficient标称电压U电压系数CC低压100V≤Un1.051.100.95中压1000V＜Un1.101.00高压Un1.101.001）CmaxUn2）如果没有定义标称电压，宜采用Cmax3）1.05应用于允许电压偏差为+6%的低压系统，如380V/400V。4）1.10仅适用于电压偏差允许值为+10%的低压系统。交流系统中任一点的短路电流值主要取决于网络架构、发电机或发电机变压器组以及异步电机的投切情况，其次取决于短路前电网的运作情况。然而交流系统的运作状态变幻莫测，想要找到使电网不同点达成极值短路电流的潮流分布十分困难。对于给定系统中的任一点，同样存在幅值不同的短路电流。采用等效电压源cUn/√3的计算方法时，可以忽略任何特殊运行状态。在前期规划设计阶段，我们无法得知远期电网的潮流分布情况。该方法在保证安全的前提下尽量兼顾经济，计算出具有充分精确度的短路电流。等效电压源cUn/√3由系统标称电压Un、电压系数c（1）电压水平随时间、地点的不同而变化；（2）按照IEC标准计算时忽略负载；（3）变压器分接头的变化；（4）发电机、电动机和变压器的超瞬态特性。相比于叠加法和暂态计算法，等效电压源法是一种简化算法，它忽略其他次要因素，仅依据电气设备的额定值。采用这种简化算法时，等效电压源cU2短路电流的计算假设进行最大、最小短路电流计算时都需要以下述条件为前提[16]：（1）持续时间内短路类型不会发生变化；即在短路期间，三相短路将一直维持三相短路状态，两相短路也会一直维持两相短路状态。（2）电网结构不随短路持续时间而变化。（3）由于引入了变压器的阻抗修正系数KT，计算时假设变压器的阻抗即为处于主分接头位置时的阻抗K（4）不计电弧的电阻。（5）除了零序系统外，所有并联导纳、线路电容和非旋转型负载均忽略不计。对于电力系统而言上述假设并非完全成立，但计算结果的精确度可以得到普遍认可。3最大短路电流和最小短路电流IEC标准短路电流计算的目标是计算特定拓扑结构下系统会产生的最小、最大短路电流[17]。下列条件为计算最大短路电流时的前提：（a）短路电流系数选取表4-1中的最大值Cmax（b）确定电网结构，馈电网络与电厂的贡献按最大考虑；（c）用等值阻抗ZQ（d）应考虑电动机影响；（e）线路电阻采用20℃时的数值RL20下列条件为计算最小短路电流时的前提：（a）短路电流电压系数选取表4-1中的最小值Cmin（b）确定电网结构，馈电网络与电厂的贡献按最小考虑；（c）不考虑电动机影响；（d）线路电阻RL选择温度较高情况下的参数，可由式(4-1)来确定与RRL式中：RL20——导线在20℃θc——短路结束后的导线温度，单位为摄氏度（℃α——铜、铝和铝合金的温度系数，取0.004/℃。4对称分量法的应用为了简化计算过程，对称分量法常被使用在计算三相交流系统中由平衡或不平衡短路引起的短路电流过程。计算时电气设备的结构均被假设为平衡的，从而系统阻抗也相应平衡，对于不换位线路，短路电流计算结果的准确度也能够得到认可。对称分量法中，不平衡短路系统被拆分为三个单独的对称分量系统，网络中的支路电流也可分解为I(1)、I(2)和I(0)三个对称序分量电流。以线路导体La相为参照，各相电流ILa、ILaa=−1对称分量法能够有效计算前文中提到的三种不对称短路故障。采用对称分量法时，需要注意的是，计算短路点F的短路阻抗时不仅需要考虑电气设备的短路阻抗，还需计入序网阻抗。在短路点F加以正序（负序）电压，系统内电动机均使用本身的序阻抗代替，依照图4-2内容便能确定短路点F的正序或负序短路阻抗Z(1)或Z在计算远端短路时，旋转设备的正序、负序阻抗可以视为相等，即Z(1)在短路线路和共用线路（例如中性线、地线和电缆外壳等）之间加以交流电压，依照图4-2(c)便能得到短路点F的零序短路阻抗Z(c)（a）正序短路阻抗Z（b）负序短路阻抗Z（c）零序短路阻抗Z图4-2短路点F处三相交流系统的短路阻抗Fig.4-2Short-circuitimpedanceofthree-phaseACsystematshort-circuitpointF在进行低压系统中的短路电流计算时，线路（架空线或电缆）的电容可以忽略不计。在进行高压电网的不平衡短路电流计算时，中性点不接地系统、中性点经消