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1、10kV保护保护定值计算定值计算培训培训短路电流计算短路电流计算短路原因一、短路及其原因、后果一、短路及其原因、后果 短短路路：指指供供电电系系统统中中不不同同电电位位的的导导电电部部分分（各各相相导导体体、地地线线等）之等）之间发间发生的生的低阻性短接低阻性短接。 主要原因主要原因：电电气气设备载设备载流部分的流部分的绝缘损绝缘损坏坏，人人员员误误操作操作、雷击雷击 或或过电压过电压击穿，以及击穿，以及鸟兽鸟兽危害危害等。等。 短路后果 短路后果：短路后果： 短路电流短路电流产产生的生的热量热量，使导体，使导体温度急温度急剧剧上升，会使上升，会使绝缘损绝缘损坏；坏； 短路电流短路电流产产生的
2、生的电动电动力力，会使，会使设备载设备载流部分流部分变变形或形或损损坏；坏； 短路会使系短路会使系统统电压骤电压骤降降，影响系，影响系统统其他其他设备设备的正常运行；的正常运行； 严严重的短路会影响系重的短路会影响系统统的的稳稳定性；定性； 短路短路还还会造成停会造成停电电； 不不对对称短路的短路称短路的短路电电流会流会对对通信和通信和电电子子设备设备等等产产生生电电磁干磁干扰扰等。等。短路类型短路类型二、短路的类型二、短路的类型三相短路三相短路两相短路两相短路单相单相( (接地接地) )短路短路单相短路单相短路两相接地短路两相接地短路两相两相短路短路接地接地计算短路电流的目的计算短路电流的目
3、的三、计算短路电流的目的三、计算短路电流的目的1、为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流；2、校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定性，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量；3、对瞬时动作的低压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。四、总结四、总结概念概念电力系统中相与相之间或者相与地之间的非正常连接电力系统中相与相之间或者相与地之间的非正常连接原因原因绝缘破坏而构成通路（绝缘材料的自然老化，机械损伤，雷电造成的绝缘破坏而构成通路（绝缘材料的自然老化，机械损伤，雷电造成的过电压等；此外还包括运行人员的误操作等过电压等；此外还包括运行
4、人员的误操作等类型类型三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地危害危害导体及绝缘严重发热；导体或线圈变形；影响用户用电设备的正常工导体及绝缘严重发热；导体或线圈变形；影响用户用电设备的正常工作；不对称接地短路产生不平衡磁通，对通讯系统造成干扰，甚至危作；不对称接地短路产生不平衡磁通，对通讯系统造成干扰，甚至危及设备和人生安全及设备和人生安全预防预防措施措施限制短路电流（装设电抗器）；迅速将短路部分隔离（依靠继电保护限制短路电流（装设电抗器）；迅速将短路部分隔离（依靠继电保护装置）；采用自动重合闸装置装置）；采用自动重合闸装置目的目的选择电气设
5、备；校验电气设备的热稳定和动稳定；进行继电保护设计选择电气设备；校验电气设备的热稳定和动稳定；进行继电保护设计和调整和调整计算短路电流方法计算短路电流方法实用短路电流计算三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制法两种。法两种。 欧姆法是最基本的短路计算方法，适用于两个及欧姆法是最基本的短路计算方法，适用于两个及两个以下电压等级的供电系统；而标幺制法适用于多两个以下电压等级的供电系统；而标幺制法适用于多个电压等级的供电系统。个电压等级的供电系统。短路计算中有关物理量一般采用以下单位：电流短路计算中有关物理量一般采用以下单位：电流为为“kA”（千安）；电
6、压为（千安）；电压为“kV”（千伏）；短路容（千伏）；短路容量和断流容量为量和断流容量为“MVA” （兆伏安）；设备容量为（兆伏安）；设备容量为“kW”（千瓦）或（千瓦）或“kV A ” （千伏安）；阻抗为（千伏安）；阻抗为“”（欧姆）等。（欧姆）等。基准值基准值实用短路电流计算一、一、标幺值法标幺值法 按按标标幺幺值值法法进进行行短短路路计计算算时时，一一般般是是先先选选定定基基准准值值。基基准准容容量量一一般般取取100MVA，基基准准电电压压取取短短路路点点所所在在网网路路段的平均额定电压。段的平均额定电压。线路电抗线路电抗实用短路电流计算二、供电系统中各元件电抗标幺值二、供电系统中各元
7、件电抗标幺值 1 1）输电线路）输电线路X：单位长度正序电抗 /km : 电缆长度 km : 通过电缆的平均电压 kV线路电抗表线路电抗表实用短路电流计算变压器电抗变压器电抗实用短路电流计算 2 2）变压器）变压器 ：变压器短路阻抗 : 变压器额定容量 MVA异步电机电抗异步电机电抗实用短路电流计算 3 3）异步电动机）异步电动机 ：异步电动机绕组正序电抗 : 电机启动电流倍数 : 电机视在功率 MVA同步电机电抗同步电机电抗实用短路电流计算 4 4）同步电动机）同步电动机 ：直轴超瞬变电抗 : 同步电动机视在功率 MVA短路参数计算短路参数计算实用短路电流计算三、短路参数的计算三、短路参数的
8、计算三相短路容量的标幺值：三相短路容量的实际值：三相短路电流的实际值：三相短路电流的标幺值：运行方式运行方式实用短路电流计算 供供电电系系统统的短路的短路电电流大小与系流大小与系统统的运行方式有很大的关系。系的运行方式有很大的关系。系统统的运行方式可分的运行方式可分为为最大运行方式最大运行方式和和最小运行方式最小运行方式。 最大运行方式下系最大运行方式下系统满负统满负荷运行。此荷运行。此时时整个系整个系统统的的总总的短路的短路阻抗阻抗最小最小，短路短路电电流最大流最大。 反之，最小运行方式下系反之，最小运行方式下系统统低低负负荷运行。此荷运行。此时总时总的短路的短路阻抗阻抗变变大，大，短路短路
9、电电流也相流也相应应地减小。地减小。短路电流短路电流通常情况下，应计算两种幅值的短路电流通常情况下，应计算两种幅值的短路电流1 1、最最大大短短路路电电流流，用用于于选选择择电电气气设设备备的的容容量量或或额额定定值值以以校校验验电电气气设设备备的的动动稳稳定定、热热稳稳定定及及分分断断能能力力，整整定定继继电保护装置。电保护装置。2 2、最最小小短短路路电电流流，用用于于选选择择熔熔断断器器、设设定定保保护护定定值值或或作作为为校校验验继继电电保保护护装装置置灵灵敏敏度度和和校校验验感感应应电电动动机机启启机机的的依据。依据。实用短路电流计算示例示例短路电流计算示例某公司电力系统配置如图所示
10、，求K1与K2处的短路电流所需参数所需参数短路电流计算示例一、收集计算各元件电抗所需电气参数装置装置所需电气参数所需电气参数电源电源最大方式正序阻抗最大方式正序阻抗最小方式正序阻抗最小方式正序阻抗变压器变压器容量容量短路阻抗短路阻抗高压侧额定电流高压侧额定电流异步电机异步电机额定功率额定功率功率因数功率因数启动倍数启动倍数额定电流额定电流同步电机同步电机额定功率额定功率功率因数功率因数额定电流额定电流直轴超瞬变电抗直轴超瞬变电抗电缆电缆型号型号长度长度系统图系统图短路电流计算示例基准值基准值短路电流计算示例二、设定基准值选 =100MVA 处， 为10.5kV， 处， 为0.4kV，元件标幺值
11、元件标幺值短路电流计算示例三、计算系统各元件阻抗的标幺值短路电流计算示例电抗图电抗图短路电流计算示例短路电流计算示例四、简化系统各元件阻抗标幺值简化电抗图简化电抗图短路电流计算示例短路电流计算示例短路电流计算短路电流计算 短路电流计算示例五、计算短路电流由电机向K1短路点供给的短路电流K1处的短路参数最大运行方式时：最小运行方式时：短路电流计算短路电流计算短路电流计算示例K2处的短路参数最大运行方式时：最小运行方式时：换算到高压侧：10kV10kV系统保护定值计算系统保护定值计算电机保护配置电机保护定值计算一、保护配置相间相间短路短路电机保护定值计算单相单相接地接地电机保护定值计算电机保护定值
12、计算电压电压突降突降电机保护定值计算电机保护定值计算3-10kV3-10kV电动机继电保护配置电动机继电保护配置电动机功率电动机功率/Kw/Kw保护装置名称保护装置名称电流速断保护电流速断保护纵联差动保护纵联差动保护过负荷保护过负荷保护单相接地保护单相接地保护不平衡不平衡保护保护低电压低电压保护保护失步失步保护保护异步电机异步电机20002000装设装设当电流速断保护当电流速断保护不能满足灵敏性不能满足灵敏性要求时装设要求时装设生产过程易发生过生产过程易发生过负荷或启动、自启负荷或启动、自启动困难时应装设动困难时应装设接地电流接地电流5A5A时时装设，装设，10A10A时一时一般动作于跳闸，般
13、动作于跳闸，5-5-10A10A时可动作于跳时可动作于跳闸或信号闸或信号根据需根据需要装设要装设异步电机异步电机20002000装设装设装设装设同步电机同步电机20002000装设装设当电流速断保护当电流速断保护不能满足灵敏性不能满足灵敏性要求时装设要求时装设装设装设同步电机同步电机20002000装设装设装设装设保护定值计算电机保护定值计算二、整定计算1、电流速断保护 保护动作电流： 异步电动机（应躲过电动机的启动电流）同步电动机（应躲过电动机的启动电流或外部短路时电动机的输出电流） 保护的灵敏系数（按最小运行方式下，电动机接线端两相短路时，流过保护装置的短路电流效验）电机保护定值计算2、过
14、负荷保护 保护动作电流（应躲过电动机的额定电流）保护动作时限（躲过电动机启动及自启动时间）对于一般电动机为 对于传动风机负荷的电动机为电机保护定值计算3、单相接地保护 保护一次动作电流（应按发生单相接地故障时最小灵敏系数1.3整定，并大于非故障回路最大接地电流）电机保护定值计算4、电动机差动保护a）电动机差动保护特性电机保护定值计算b）差动保护整定计算最小动作电流（应躲过电动机正常运行时差动回路的不平衡电流）电机保护定值计算制动斜率灵敏系数效验电机保护定值计算差动速断电流差动速动灵敏系数效验电机保护定值计算5、电动机磁平衡保护电动机启动过程中不会在磁平衡差动保护中产生不平衡电流，因而动作电流只
15、需躲过外部单相接地时形成的不平衡电流，一般整定为（15%-20%）的电机额定电流示例电机保护定值计算三、示例二期合成氨1-3#循环水泵保护整定电机型号：YKK560-8 Ue=10kV Irm=47.8A Kst=7a）速断保护（应躲过电机的启动电流）灵敏系数电机保护定值计算b）过电流保护（应躲过电机的额定电流）过电流保护动作时限按1.2倍的启动时间整定c）单相接地保护报警值一次值为5A,动作一次值为10Ad）低电压保护按额定电压的65%整定，时限0.5s电机保护定值计算二期合成氨氨压机保护整定电机型号：YAKS710-2F Ue=10kV Irm=216.1A Kst=7a）磁平衡保护按躲过
16、外部接地故障不平衡电流整定电机保护定值计算二期合成氨合成气压缩机保护整定电机型号：TK2900-182600 Ue=10kV Irm=189.1A Kst=6a）差动保护启动定值（应躲过电动机正常运行时差动回路的不平衡电流） 差动速断电机保护定值计算 差动速断灵敏系数制动斜率灵敏系数变压器保护配置一、保护配置短路短路故障故障配电变压器保护定值计算配电变压器保护定值计算过流过流故障故障配电变压器保护定值计算配电变压器保护定值计算35kV/20kV/10kV/6kV/0.4kV配电变压器继电保护配置变压器容量（kVA）保护装置名称备注带时限的过电流保护电流速断保护 纵联差动保护低压侧单相接地保护过负荷保护瓦斯保护温度保护400一般用高压熔断器与负荷开关的组合电器保护400-630高压侧采用断路器时装设高压侧采用断路器时装设装设并联运行的变压器装设，作为其他备用电源的变压器根据过负荷的可能性装设车间内变压器装设1250kVA及以下的变压器可以用高压熔断器与负荷开关的组合电器保护800装设1000-1600装设装设装设2000-2500当电流速断保护不能满足灵敏性要求时装设整定计算配电变压器保
