《低压配电网路短路电流的计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低压配电网路短路电流的计算（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工技术杂志2 0 0 4 年第1 0 期低压配电网路短路电流的计算 和保护用断路器分断能力的选择连理枝( 杭州之江开关股份有限公司3 1 1 2 3 4 )1引言低压电网中，对电源、电缆保护断路器额定电压、额定电流、额定短路分断能力等的选择，必须在确定其额定电压、额定电流情况下，对线路的预期短路电流正确计算，然后对断路器的额定短路分断能力进行恰当的选择。因此低压配电网路短路电流的计算，应成为工程设计者在选用保护电器时的首要任务。2 低压电网预期短路电流的计算2 1 三相短路电流的计算计算短路电流是以三相短路为基础的，三相最大预期短路电流是以变压器低压侧出线端3 m ( 或5 I n ) 处计
2、算的，三相短路电流，( 3 为，( 3 ) 一旦一竺! 3 z 插 ( 剐2 + ( x ) 2U 2；( RT l + R M l ) 2 + ( X T l + X M l ) 2( 1 )式中，( 3 ) 预期三相短路电流的周期分量有效值，k AU 2 变压器低压侧平均线电压，V ，对3 8 0 V 低压电网，U 2 取4 0 0 V z 短路系统的总正序阻抗，m 1 )R 短路系统的总正序电阻，R =R T l + R M l ，m Qx 短路系统的总正序电抗，x =x T l + X M l ，m 1 2 ( 严格地说，x还要加上高压侧短路容量下的电抗，其值为归化到低压侧的x 以，
3、即X = X T l + x 。2 + X M l )尺，。变压器的正序电阻，m 1 2 ，可计算一3 8 一或查阅制造厂提供的样本R M 。变压器出线端铜或铝汇流排的电阻，m 1 2x T 。变压器的正序电抗，m 1 2 ，可计算或查阅制造厂提供的样本X M 。变压器出线端铜或铝汇流排的电 抗，m Q R T l = 警( 2 )T 1 = 斧( )b ：竺业掣一A p K 2 两式中P K 变压器的短路损耗，w ，见表1或查阅制造厂提供的样本U K 变压器的短路电压( 阻抗电压) ，可查阅制造厂提供的样本S 。变压器的额定容量，V A表1 不同型号、容量变压器的短路损耗变压器容量短路损耗A
4、 p K wk V AS L 7 型变压器S 7 型变压器S 9 型变压器3 08 0 05 01 1 5 08 01 1 6 51 0 02 0 0 01 5 0 01 2 52 4 5 01 6 02 8 5 02 0 3 02 1 0 02 0 03 4 0 02 4 7 02 5 0 02 5 04 0 0 02 9 2 02 9 5 03 1 54 8 0 03 4 7 03 5 0 04 0 05 8 0 04 1 6 04 2 0 05 0 06 9 0 04 9 2 05 0 0 06 3 08 1 0 05 8 0 06 0 0 0低压配电网路短路电流的计算和保护用断路器分断
5、能力的选择电工技术杂志2 0 0 4 年第1 0 期( 续)变压器容量短路损耗A P K wk V AS L 7 型变压器S 7 型变压器S 9 型变压器8 0 09 9 0 07 2 0 07 2 0 01 0 0 0 0 1 3 7 0 0 1 0 0 01 1 6 0 01 0 0 0 0 ( Y ，v n O )注：l 司样型号的变压器，其绕组连接不同，制造工艺不同，P K 值也有不同，计算时以制造厂样本为准1 3 7 0 0 是变压器绕组接成Y ，y n 0 的数字。 变压器二次侧出线处汇流排的电阻R M l = 存( 4 )式中2 低压汇流排( 母线) 长度，m s 低压汇流排(
6、母线) 的截面积，m m 2r0 低压汇流排( 母线) 在给定温度( 0 ) 时的电导率，m ( 2 m m 2 。铜质汇流排为4 8 2 m Q m m 2 ，铝质汇流排为2 8 7 m Q m m 2x M l = z 0 1 4 5 l g 等( m 1 2 )( 5 )式中卜一低压江流排( 母线) 长度，m a f 各相母线之间的平均距离，m通常口f = y 了了死五：1 2 6 n 矩形母线的高度，mh 的确定如图1 所示。垂直放 ( a ) r a一水平放 ( b )图1现以一台Y ，v n 0 连接，1 0 0 4 k V 的S7 变压器为例计算。高压侧短路容量为2 0 0 M
7、V A ，变压器的容量为1 0 0 0 k V A ，低压侧额定电流为1 4 4 5 A ，低压母线为铜汇流排，截面积为1 2 5 m m 1 0 m m ，u K 取4 ，查变压器的样本，P K = 1 3 7 0 0 W ，U 2 = 4 0 0 V 。X T l2= 丁A P KU 2 = 黜=幽滞_219mf】10001 0 01 0 U 2 2蕊1 0 4 0 0 2 v ( 4 ) 2 ( 1 3 7 0 0 ) 21 0 0 0 1 0 3= 6 3 9 m f l查2 0 0 M V A 高压侧短路容量的一次侧电抗x 。l 为0 8 m D , ，归化到低压侧，其电抗为X e
8、2 =( 昔卜2 。：( 等) 2x o 8 一o 眦8 蛾计算Z = 5 m ，S = 1 2 5 1 0 = 1 2 5 0 m m 2 ，r 。=4 8 2 m Q m m 2 ( 0 = 6 5o C ) ，a = 0 3 5 i n ( 当S 。6 3 0 k V A 时) ，h = 0 0 1 m ( 水平布置) 时母线的阻抗R M l2 矗2 瓦蒜。0 0 8 3 m i 2X M l2f 0 1 4 5 1 9 言= 5x0 1 4 5 1 9 幽铲_ 1 6 3 m 1 2z = ( R ) 2 + ( x ) 2= ( 2 1 9 + 0 0 8 3 ) 2 + ( 6 3
9、 9 + 1 6 3 + 0 0 1 2 8 ) 2 = 、厄歹丽= 8 3 4 m Q 产) - 当：掣：i 兰坠：2 7 7 k A 3Z4 3 Z4 3 8 3 4c o s 9 = 谮0 2 78 92 面2 7如果u K 取4 5 ，则，( 3 ) 为2 5 5 k A ，c o s增大；若母线长度为5 0 m ，则，( 3 ) = 1 0 2 2 k A 。目前工程界计算变压器最大预期短路电流时，常用，3 = 丧，2 为变压器二次侧额定电流。，2 =1 4 4 5 A ，U K 取4 ，则，( 3 ) - 煮鲁- 3 6 1 3 k A ( 如果上例不计算5 m 母线的阻抗，则Z
10、= 2 1 9 2 + ( 6 3 9 + 0 0 1 2 8 ) 2 ：6 7 5 m f l ，( 3 ) = 一? 9 一I I L电工技术杂志2 0 0 4 年第1 0 期低压配电网路短路电流的计算和保护用断路器分断能力的选择3 4 2 k A 。按，( 3 ) = 鲁显然略偏大，但其误差不超uK过1 0 ( 上偏) ) 。以上计算是仅考虑变压器出线端5 m 处( 为了给保护断路器留有足够的安装空间，一般取母线5 m 处) 的最大预期短路电流，但是如果在离变器有相当距离处发生三相短路，则计算，( 3 的方式应是式( 6 ) 和式( 7 ) 。R = R T l + R M l + R
11、L l( 6 )X = X T l + x M l + X L l( 7 )式( 6 ) 、式( 7 ) 中的R T l 、RM 1 、x T l 、x M l 与上面定义一样，而RL 1 和x L l 分别定义为R u 供电电缆的电阻，m Ox L l 供电电缆的电抗，m Q电阻的计算方法与式( 4 ) 相同，也可查找有关资料中的铜或铝质电缆的每米电阻，然后乘上电缆长度( m ) 。供电电缆的x u 计算如下x L l = f o 1 4 5 1 9 丁2 2 D 式中卜电缆长度，mD 相间几何均值( 包括绝缘层) ，md 电缆导体的直径，mx 。也可查阅有关资料中的电缆每米电抗值，再乘以电
12、缆长度( m ) 。表2 为型号S L 7 变压器在各处的短路电流值。表22 0 0 k V As ”系列变压器短路电流周期分量有效值短路点与变压器的三相短路电流周期两相短路电流周期距离m分量有效值A分量有效值AO7 2 1 06 2 5 l1 06 9 2 05 9 8 22 06 6 2 05 7 2 33 06 3 3 05 4 7 64 06 0 6 05 2 4 15 05 8 0 05 0 1 96 05 5 6 04 8 1 17 05 3 3 04 6 1 38 05 1 2 04 4 3 09 04 9 2 04 2 5 71 0 04 7 4 04 0 9 5由表2 可以看
13、到，越是离开电源( 变压器) ，其所产生的短路电流越小，这是因为线路越长，阻- - 4 0 抗越大之故，离变压器二次侧出线处1 0 0 m 的地方，其三相、两相短路电流值为距离变压器出线处零距离的6 5 左右。2 2 两相短路电流的计算三相短路电流，( 3 ) ：善 3Z两相短路电流，( 2 ) = 老( 9 )则等= 赢U z 2 Z = 雩产) ：等产) ：0 8 6 6 p ( 1 0 )表2 中两相短路电流值均为其对应的三相短路电流值的3 2 。2 3 单相短路( 通常指金属性短路) 的计算，( 1 k 瓦半打( 11 )式中，( 1 ) 单相短路电流，k Au 。h 各相的相电压，V
14、z T 变压器的正序阻抗，Z T = RT + x T ，m r 2z 。相线与中性线或保护中性线回路的 阻抗，Z L = RL + X L ，m 1 2R ，变压器的正序电阻，m Qx ，变压器的正序电抗，m QR ，相线与中性线或保护中性线回路的电阻，m Q彳。相线与中性线或保护中性线回路每米的电抗，m Q同是S 7 、S L 7 系列1 0 0 4 k V 变压器，但变压器绕组的D ，v n l l 和Y ，v n 0 连接，其单相接地( 相线与保护线) 的阻抗和其变压器出线口5 m 处的短路电流相差很大。D ，v n l l 连接的变压器，单相接地电流约是其相同点三相短路电流的8 6
15、7 4 9 2 3 ( 变压器容量越大，它的百分比越小) ，而Y ，v n 0 连接的单相接地电流，在变压器容量为2 0 0 1 6 0 0 k V A 时，S L 7 为2 7 4 1 3 1 三相短路电流，s 7 为2 6 1 1 2 9 1 4 三相短路电流。其原因是变压器一次侧D ( ) 型连接，三次及以上高次谐波可以通过一次侧( 因是D 接法) ，得到一定程度上的抑制；而一次侧为Y 形连接，加上无中性线，三次谐波等无法流通，二次侧感应电势低压配电网路短路电流的计算和保护用断路器分断能力的选择电工技术杂志2 0 0 4 年第1 0 期的波形所占的谐波成份很大；另一原因是，一次侧D 形连接，绕组内可通过零序循环电流( 感应产生) 因而可与低压绕组的零序电流互相平衡、去磁，故二次侧( 低压侧) 阻抗很小。若变压器一次侧为Y 形接法，其绕组不能流过零序电流，而零序电流( 当低压侧励磁时) 在变压器铁心中产生零序磁通，但其磁路不能在铁心内闭合，要通过外面的空气，其磁阻必然增大。变压器的零序阻抗较大，若发生单相短路( 相线与保护中性线) ，则短路电流会相对减少，致使在很多情况下，单相接地短路电流( 当变压器是Y ，v n 0 接法时，Y ，v n 0 接法在我国运行较多) 可能会使断路器不能瞬动( 这是由于单相短路电流值小于断路器的瞬动
