《短路电流容量速算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《短路电流容量速算（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、短路容量是指电力系统在规定的运行方式下，关注点三相短路时的视在功率，它是表征电力系统供电能力强弱的特征参数，其大小等于短路电流与短路处的额定电压的乘积从短路容量定义可以看出，它与电力系统的运行方式有关，在不同的运行方式下，数值也不相同。因而工程应用上需要进一步弄清楚最大短路容量与最小短路容量的概念。所谓最大短路容量，是指系统在最大运行方式，即系统具有最小的阻抗值时关注点的短路容量；最小短路容量就是指系统在最小运行方式下即系统具有最大的阻抗值时，发生短路后具有最小短路电流值时的短路容量。从以上定义可以看出：短路容量只是一个定义的计算量，而不是测量量，是反映电力系统某一供电点电气性能的一个特征量，
2、跟短路电流与该点故障前正常运行时的相间电压有关，短路容量是对电力系统的某一供电点而言的，反映了该点的某些重要性能：该点带负荷的能力和电压稳定性；该点与电力系统电源之间联系的强弱；该点发生短路时，短路电流的水平。随着电力系统容量的扩大，系统短路容量的水平也会增大，该值是根据该地电力系统的所有相关参数计算出来的，既与本地用户的用电设备有关，又与电力系统的设备及运行方式有关。短路电流速算摘要：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
3、.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.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
4、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.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
5、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( 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 UJ
6、Z 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短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电
7、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.
8、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【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*=100/1001当系统容量为 200MVA 时，系统的电抗为 XS*=100/2000.5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
9、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*=100/6920.144。【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、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。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：按架空线再乘 0.2。例：10KV 6KM 架空线。架空线路电抗 X*=6/3=210KV 0.2KM 电缆。电缆电抗 X*=0.2/3*0.2=0.013。这里作了简
11、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，150 除电抗例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 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：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
12、击电流有效值 Ic=Id, 冲击电流峰值 ic=1.8Id1000KVA 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 ic=2.5Id例：已知短路点1600KVA 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*4.67.36KA, 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5. 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 1
13、600KVA 变压器. 求 K1,K2 点的短路参数.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 X0=100/573=0.17510KM,10KV 架空线路电抗 X1=10/3=3.333200M,10KV 电缆线路电抗 X2=(0.2/3)*0.2=0.1331600KVA 变压器电抗 X3=4.5/1.6=2.81请注意: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=3.51K2 点总电抗 =X0 X1 X2 X3=6.45 (不是 2.94 !)再用口诀
14、,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,计算短路电流口诀中的系数 150、9.2 、 5.5、1.6. 实际上就是各级电压基准值.只是作了简化.准确计算应该是 144、9.16、5.5、1.56.有了短路参数有什么用? 是验算开关的主要参数.例:这台 1600KVA 变压器低压总开关采用 M25,N1.额定电流 2500A, 额定分断电流 55KA.验算: 变压器额定电流为 2253A开关额定电流变压器额定电流; 开关额定分断电流短路电流 Id.验算通过.
