【2017年整理】短路电流分类

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1、短 路 电 流 分 类三 相 系 统 中 发 生 的 短 路 有 4 种 基 本 类 型 ： 三 相 短 路 ， 两 相 短 路 ， 单 相对 地 短 路 和 两 相 对 地 短 路 。 其 中 ， 除 三 相 短 路 时 ， 三 相 回 路 依 旧 对 称 ， 因 而又 称 对 称 短 路 外 ， 其 余 三 类 均 属 不 对 称 短 路 。 在 中 性 点 接 地 的 电 力 网 络 中 ，以 一 相 对 地 的 短 路 故 障 最 多 ， 约 占 全 部 故 障 的 90 。 在 中 性 点 非 直 接 接 地的 电 力 网 络 中 ， 短 路 故 障 主 要 是 各 种 相 间 短

2、路 。 发 生 短 路 时 ， 电 力 系 统 从 正 常 的 稳 定 状 态 过 渡 到 短 路 的 稳 定 状 态 ， 一 般需 3 5 秒 。 在 这 一 暂 态 过 程 中 ， 短 路 电 流 的 变 化 很 复 杂 。 它 有 多 种 分 量 ，其 计 算 需 采 用 电 子 计 算 机 。 在 短 路 后 约 半 个 周 波 （ 0.01 秒 ） 时 将 出 现 短 路电 流 的 最 大 瞬 时 值 ， 称 为 冲 击 电 流 。 它 会 产 生 很 大 的 电 动 力 ， 其 大 小 可 用 来校 验 电 工 设 备 在 发 生 短 路 短 路 电 流 相 关 示 意 图时 机

3、械 应 力 的 动 稳 定 性 。 短 路 电 流 的 分 析 、 计 算 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 。 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

4、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 . 编 辑 本 段 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 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

5、 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

6、器 ,一 定 能 够 分 断 单 相 短 路 电 流 或 二 相 短 路 电 流 . 编 辑 本 段 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

7、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

8、 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 短 路 电 流 相 关 书 籍(相 对 于 基 准 量 的 比 值 ),称 为 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

9、, 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

10、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

11、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

12、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 . 编 辑 本 段 口 诀 式 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 100MVA。 当 系 统 容 量 为 100MVA 时 ， 系 统 的 电 抗 为XS*=10

13、0/100 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 ： 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 短 路 电 流 相 关 示 意 图容

14、 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 ； 35KV, 7 除 变 压 器 容 量 ； 10KV6KV, 4.5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 ： MVA 这 里 的 系 数 10.5， 7， 4.5 实 际 上 就 是 变

15、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 MVA. 电 抗 器 电 抗 X*=4/3.12*0.9=1.15 电 抗 器 容 量 单 位 ： MVA 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 30 电 缆 ： 按 架

16、 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 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 MVA。 短 路 容 量 单 位 ： MVA 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， 15