短路电流计算Word格式.docx
《短路电流计算Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《短路电流计算Word格式.docx(6页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。
计算短路电流的目的
计算短路电流的目的是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。
在变电所和供电系统的设计和运行中,基于如下用途必须进行短路电流的计算:
(1)选择电气设备和载流导体,必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
(2)选择和整定继电保护装置,使之能正确的切除短路故障。
(3)确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。
(4)保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏,尽量减少因短路故障产生的危害。
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3~35KV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.
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(Ω)
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=100MVA
基准电压UJZ规定为8级.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV
有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例:
UJZ(KV):
37,10.5,6.3,0.4
因为S=1.73*U*I所以IJZ(KA)1.56,5.5,9.16,1.44
(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200MVA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=2.55Id(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)
ic=1.84Id(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.
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*=100/100=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-VAC12KV2000A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*=100/692=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
6~10KV:
4.5除变压器容量。
一台35KV3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875
一台10KV1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813
变压器容量单位:
这里的系数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。
有一电抗器U=6KVI=0.3KA额定电抗X=4%。
额定容量S=1.73*6*0.3=3.12MVA.电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15
电抗器容量单位:
4.架空线电抗的计算
架空线:
6KV,等于公里数;
10KV,取1/3;
35KV,取3%0
10KV6KM架空线。
架空线路电抗X*=6/3=2
5.电缆电抗的计算
按架空线再乘0.2。
10KV0.2KM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。
6.短路容量的计算
电抗加定,去除100。
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=50MVA。
短路容量单位:
7.短路电流的计算
0.4KV,150除电抗
6KV:
9.2除电抗
10KV:
5.5除电抗
1.6除电抗
110KV,0.5除电抗
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
8.短路冲击电流的计算
1000KVA及以下变压器二次侧短路时:
冲击电流有效值Ic=Id,冲击电流峰值ic=1.8Id
1000KVA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
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*4.6=7.36KA,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
ANSI/IEEE标准短路电流计算相关标准:
以ANSI/IEEE和UL标准为依据进行短路电流计算大致有如下标准:
标准
名称
IEEEC37.04IEEEC37.04fIEEEC37.04gIEEEC37.04hIEEEC37.04iIEEEC37.04
对称电流的交流高压回路断路器恒定结构标准和附录
IEEEC37.010IEEEC37.010bIEEEC37.010eIEEEC37.010
交流高压回路断路器在对称电流基础上的应用指南和附录
IEEEC37.013
交流高压发电机回路断路器在对称电流基础上的额定值标准
IEEEC37.20.1
金属闭合低压电力断路器开关盒标准
IEEEStd399
电力系统分析—棕皮书
IEEEStd141
工网电力配电系统的红皮书
IEEEStd242
IEEE推荐的商业电力系统工业配置和保护实例的黄皮书
UL489_9
浇铸型回路断路器、浇铸型开关和回路断路器外壳的安全标准
继续阅读