短路電流計(jì)算口訣

 短路電流計(jì)算口訣

一、概述

    供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時(shí),很大的短路電流會(huì)使電器設(shè)備過(guò)熱或受電動(dòng)力作用而遭到損壞,同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓大大降低,因而破壞了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用電設(shè)備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計(jì)算短路電流,以正確地選擇電器設(shè)備、設(shè)計(jì)繼電保護(hù)和選用限制短路電流的元件。

二、計(jì)算條件

     1.假設(shè)系統(tǒng)有無(wú)限大的容量.用戶(hù)處短路后,系統(tǒng)母線(xiàn)電壓能維持不變.即計(jì)算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多。

    具體規(guī)定: 對(duì)于3~35KV級(jí)電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算,可以認(rèn)為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無(wú)限大.只要計(jì)算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗。

     2.在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí),只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對(duì)于架空線(xiàn)和電纜,只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才需計(jì)入電阻,一般也只計(jì)電抗而忽略電阻。

　  3. 短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表,都以三相短路為計(jì)算條件.因?yàn)閱蜗喽搪坊蚨�相短路時(shí)的短路電流都小于三相短路電流.能夠分?jǐn)嗳�相短路電流的電�?一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨�相短路電流�?/p>

三、簡(jiǎn)化計(jì)算法

　　即使設(shè)定了一些假設(shè)條件,要正確計(jì)算短路電流還是十分困難,對(duì)于一般用戶(hù)也沒(méi)有必要.一些設(shè)計(jì)手冊(cè)提供了簡(jiǎn)化計(jì)算的圖表.省去了計(jì)算的麻煩.用起來(lái)比較方便.但要是手邊一時(shí)沒(méi)有設(shè)計(jì)手冊(cè)怎么辦?下面介紹一種 “口訣式”的計(jì)算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計(jì)算方法。

      在介紹簡(jiǎn)化計(jì)算法之前必須先了解一些基本概念。

     1、主要參數(shù)

     Sd三相短路容量 (MVA)簡(jiǎn)稱(chēng)短路容量校核開(kāi)關(guān)分?jǐn)嗳萘?/p>

     Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡(jiǎn)稱(chēng)短路電流校核開(kāi)關(guān)分?jǐn)嚯娏?/p>

和熱穩(wěn)定

     IC三相短路第一周期全電流有效值(KA) 簡(jiǎn)稱(chēng)沖擊電流有效值校核動(dòng)穩(wěn)定

     ic三相短路第一周期全電流峰值(KA) 簡(jiǎn)稱(chēng)沖擊電流峰值校核動(dòng)穩(wěn)定x電抗(Ω)

     其中系統(tǒng)短路容量Sd和計(jì)算點(diǎn)電抗x 是關(guān)鍵

     2.標(biāo)么值

     計(jì)算時(shí)選定一個(gè)基準(zhǔn)容量(Sjz)和基準(zhǔn)電壓(Ujz).將短路計(jì)算中各個(gè)參數(shù)都轉(zhuǎn)化為和該參數(shù)的基準(zhǔn)量的比值(相對(duì)于基準(zhǔn)量的比值),稱(chēng)為標(biāo)么值(這是短路電流計(jì)算最特別的地方,目的是要簡(jiǎn)化計(jì)算)。

     (1)基準(zhǔn)

     基準(zhǔn)容量 Sjz =100 MVA

     基準(zhǔn)電壓 UJZ規(guī)定為8級(jí). 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23KV

     有了以上兩項(xiàng),各級(jí)電壓的基準(zhǔn)電流即可計(jì)算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4

     因?yàn)?S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144

     (2)標(biāo)么值計(jì)算

     容量標(biāo)么值 S* =S/SJZ.例如:當(dāng)10KV母線(xiàn)上短路容量為200MVA時(shí),其標(biāo)么值容量

S* = 200/100=2.

     電壓標(biāo)么值 U*= U/UJZ ; 電流標(biāo)么值 I* =I/IJZ 

     3.無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算公式

     短路電流標(biāo)么值: I*d = 1/x* (總電抗標(biāo)么值的倒數(shù)).

     短路電流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/x*(KA)

     沖擊電流有效值: IC = Id *√1+2(KC-1)2 (KA)其中KC沖擊系數(shù),取1.8

     所以 IC =1.52Id

     沖擊電流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55Id (KA)

     當(dāng)1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時(shí),沖擊系數(shù)KC ,取1.3

     這時(shí):沖擊電流有效值IC =1.09*Id(KA)

     沖擊電流峰值: ic =1.84 Id(KA)

     掌握了以上知識(shí),就能進(jìn)行短路電流計(jì)算了.公式不多,又簡(jiǎn)單.但問(wèn)題在于短路點(diǎn)的總電抗如何得到?例如:區(qū)域變電所變壓器的電抗、輸電線(xiàn)路的電抗、企業(yè)變電所變壓器的電抗,等等。

     一種方法是查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè),從中可以找到常用變壓器、輸電線(xiàn)路及電抗器的電抗標(biāo)么值.求得總電抗后,再用以上公式計(jì)算短路電流;設(shè)計(jì)手冊(cè)中還有一些圖表,可以直接查出短路電流。

     下面介紹一種 “口訣式”的計(jì)算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計(jì)算方法。

     4．簡(jiǎn)化算法

     【1】系統(tǒng)電抗的計(jì)算

     系統(tǒng)電抗，百兆為一。容量增減，電抗反比。100除系統(tǒng)容量

     例：基準(zhǔn)容量 100MVA。當(dāng)系統(tǒng)容量為100MVA時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/100＝1

     當(dāng)系統(tǒng)容量為200MVA時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/200＝0.5

     當(dāng)系統(tǒng)容量為無(wú)窮大時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/∞＝0

     系統(tǒng)容量單位：MVA

     系統(tǒng)容量應(yīng)由當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)提供。當(dāng)不能得到時(shí)，可將供電電源出線(xiàn)開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷容量作為系統(tǒng)容量。如已知供電部門(mén)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)為W-VAC12KV 2000A 額定分?jǐn)嚯娏鳛?0KA。則可認(rèn)為系統(tǒng)容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系統(tǒng)的電抗為XS*=100/692＝0.144。

     【2】變壓器電抗的計(jì)算

     110KV, 10.5除變壓器容量；35KV, 7除變壓器容量；10KV{6KV}, 4.5除變壓器容量。

     例：一臺(tái)35KV 3200KVA變壓器的電抗X*=7/3.2=2.1875

     一臺(tái)10KV 1600KVA變壓器的電抗X*=4.5/1.6=2.813

     變壓器容量單位：MVA

     這里的系數(shù)10.5，7，4.5 實(shí)際上就是變壓器短路電抗的％數(shù)。不同電壓等級(jí)有不同的值。

     【3】電抗器電抗的計(jì)算

     電抗器的額定電抗除額定容量再打九折。

     例：有一電抗器 U=6KV I=0.3KA 額定電抗 X=4% 。

     額定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 電抗器電抗X*={4/3.12}*0.9=1.15

     電抗器容量單位：MVA

     【4】架空線(xiàn)路及電纜電抗的計(jì)算

     架空線(xiàn)：6KV，等于公里數(shù)；10KV，取1/3；35KV，取 3％0

     電纜：按架空線(xiàn)再乘0.2。

     例：10KV 6KM架空線(xiàn)。架空線(xiàn)路電抗X*=6/3=2

     10KV 0.2KM電纜。電纜電抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。

     這里作了簡(jiǎn)化，實(shí)際上架空線(xiàn)路及電纜的電抗和其截面有關(guān)，截面越大電抗越小。

     【5】短路容量的計(jì)算

     電抗加定，去除100。

     例：已知短路點(diǎn)前各元件電抗標(biāo)么值之和為 X*∑=2, 則短路點(diǎn)的短路容量

     Sd=100/2=50 MVA。

     短路容量單位：MVA

     【6】短路電流的計(jì)算

     6KV，9.2除電抗；10KV，5.5除電抗; 35KV，1.6除電抗; 110KV，0.5除電抗。

     0.4KV，150除電抗

     例：已知一短路點(diǎn)前各元件電抗標(biāo)么值之和為 X*∑=2, 短路點(diǎn)電壓等級(jí)為6KV,

     則短路點(diǎn)的短路電流Id=9.2/2=4.6KA。

     短路電流單位：KA

     【7】短路沖擊電流的計(jì)算

     1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時(shí)：沖擊電流有效值Ic=Id, 沖擊電流峰值ic=1.8Id

     1000KVA以上變壓器二次側(cè)短路時(shí)：沖擊電流有效值Ic=1.5Id, 沖擊電流峰值ic=2.5Id

     例：已知短路點(diǎn){1600KVA變壓器二次側(cè)}的短路電流Id=4.6KA，則該點(diǎn)沖擊電流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。

     可見(jiàn)短路電流計(jì)算的關(guān)鍵是算出短路點(diǎn)前的總電抗{標(biāo)么值}.但一定要包括系統(tǒng)電抗