母线最大短路电流简算知识讲解
短路电流讲解
短路电流一、短路的原因工矿企业供电系统发生短路原因很多，主要有绝缘的自然老化，设备本身绝缘不合格，绝缘强度不够，维护不周，误操作或较低电压的设备接入较高电压的电路，供电设备收到外力损伤，大气过电压（雷击），气候影响（雨、雪、风、雾等），鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地体之间，或者咬坏设备、导线、电缆的绝缘等。
二、短路后果由于短路后，电路的阻抗比正常运行时电路的阻抗小得多，所以短路电流比正常电流一般要大几十倍甚至几百倍，在大的电力系统中，短路电流可达几万安培甚至几十万安培。
这样大的短路电流对供电系统将产生极大的危害。
1、短路电流要产生很大的电动力（载流导体在磁场中将受力）将设备损坏。
2、短路电流通过导体，I²R将发热使导体温度急剧上升，甚至烧毁。
3、短路时供电系统的电压要下降，距短路点越近，电压下降越严重，将影响电气设备的正常运行。
4、短路将造成部分线路停电，将影响工矿企业的生产和居民生活。
5、单相接地短路，器电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信线路、信号系统及电子设备等产生干扰。
6、严重的短路影响电力系统运行的稳定性。
计算短路电流就是计算这些影响，使电气设备在供电系统发生短路时不致遭到损坏，一旦短路故障排除后，就可恢复供电。
三、短路形式在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相接地短路或两相接地短路。
三相短路电流最大，用来选择电气设备校验其稳定性，两相短路电流最小，用来校验继电保护的灵敏度。
四、计算短路电流的假设条件一般设备的容量越大，其阻抗越小。
一般电力系统的容量都在几百万千瓦以上，相对工厂的变电所的容量（几千千瓦）来说，电力系统的容量非常大，而其阻抗就非常小了，可忽略不计。
故在计算工厂变电所的短路电流时，可以假设电力系统容量为无穷大，电力系统的阻抗为零，在发生短路时电力系统电压保持不变。
具体来说在计算35KV及以下电路的短路电流时，可认为电力系统110KV以上母线容量为无穷大，阻抗为零，电压保持不变，只计算35KV及以下电路各元件设备的阻抗。
短路电流计算公式
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。
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。
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.主要参数Sd三相短路容量(MV A)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(W)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 MV A基准电压UJZ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 MV A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/IJZ3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=2.55 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。
短路电流简化计算过程
短路电流简化计算一、概述供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电气设备过热或者受电动力作用而遭到损坏，同时使电降低，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。
短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备，使其满足电流的动、热稳定性的要求，对于开关设备和熔断器等，还应按短路电流校验其分断能力。
二、参数SJ基准容量 SJ=100MVAUJ基准电压 230,115,66,37,21，10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV1.73*U*I=SIJ基准电流 21KV时为2.8KA，10.5KV时为5.5KA,0.4KV时为144KA Id三相短路电流有效值（KA）IC冲击电流有效值（KA）UK%变压器阻抗值阻抗标幺值Σ×*冲击电流峰值：高压侧IC=2.55Id（KA），低压侧IC=1.84Id（KA）高压电缆电抗：电压6~10KV时，电抗平均值0.08欧/公里架空导线电抗：电压6~10KV时，电抗平均值0.4欧/公里变压器电抗：X*d=UK%/变压器容量MVA三、计算条件1．系统一、二次变电所阻抗标幺值取自上年度哈尔滨继电保护所下发的《哈尔滨地区电网母线方式计算书》。
2．对两台以上主变的变电所，大方式按照两台主变并列考虑，对极少见的特殊运行方式进行临时校算。
3．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。
能分断三相短路电流的电器一定能分断单相二相短路电流。
四、案例10KV母线供电，出口电缆60m，架空线路750m，进户电缆75m，终端变压器S11-800KVA 变压器阻抗值UK%=4.5。
五、短路电流计算结果六、简化算法1.查表得知10kv母线大方式并列运行阻抗标幺值：0.42422.计算线路电抗值1）出口电缆长度*电抗平均值 0.06*0.08Ω/ km =0.00482）架空线路长度*电抗平均值 0.75*0.4Ω/ km =0.33）进户电缆长度*电抗平均值 0.075*0.08Ω/ km =0.0063.线路电抗合计为Σ*=0.4242+0.0048+0.3+0.006=0.7354.高压侧Id值（分列运行）：高压侧基准电流/线路标幺值合计=IJ/Σ*=5.5/0.735=7.48KA5.800KVA变压器电抗Id=UK%/100* Sj/Se =4.5/0.8MVA=5.6256.总电抗共计：Σ*+ X*d变压器电抗=0.735+5.625=6.367.低压侧Id值（分列运行）：低压侧基准电流/总电抗标幺值=IJ/Σ*=144/6.36=22.6KA8.高压侧Id值（并列运行）：高压侧基准电流/二分之一UK值+线路电抗标幺值=IJ/Σ*=5.5/[（4.5/2）+0.735]=5.5/2.985=1.84KA 9.低压侧Id值（并列运行）：低压侧基准电流/二分之一变压器电抗标幺值=IJ/Σ*=144/（6.36/2）=144/3.18=45KA。
短路电流计算方法
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。
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(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 UJZ规定为8级. 230， 115, 37, 10。
短路电流计算方法.
Uav
UN
标么制的定义
供电系统的各级电压的平均额定电压规定如下：
额定电压（KV) 平均电压（KV) 22 23 110 115 35 37 10 10.5 6 6.3 3 3.15 0.22/0.38 0.23/0.4
（4）额定标么值与基准标么值的转换 如果不加特殊说明，资料中（手册等）给定的某些电气 设备的标么值均指额定标么值。如果计算时，采用基准 标么值，则应把额定标么值归算标么值，它们之间的换 算关系如下：
Iz、ish、Ish和I∞的意义
三相短路电流主要计算量
I ish I sh I
"
1）次暂态短路电流 指短路瞬时，短路电流周期分量电流为最大幅值时所对应 I" 的有效值。 即当
t0
时，短路电流周期分量的有效值： —短路瞬间周期分量的幅值
2
I
"
" I Pm
I
" Pm
三相短路电流主要计算量
2）短路冲击电流
U2
d
2 UN
U d U N xd x N x N
Sd SN
短路电路各元件电抗基准标么值的计算
实际电力系统中各电气元件的电抗表示法并不一样，应将 它们换算成统一的基准值。
（1） 发电机
厂家给出的参数是额定容量 S ,额定电压 U N ,以及 NG 以 SNG ,U N 为基准的在短路起始瞬间的电抗额定标么值 ①选用 S 及 U 为基准，所以应将转换为基准标么值， d d
标么制的定义
② 基准电压 U d 的选择：
在需要计算某一电压等级电网中的短路电流时，取该
级电网的额定电压作为基准电压。但由于网路中有电压降 ，所以同一电压等级的网络中各处的电压是不一样的。 为简化计算，在工程计算中习惯上采用平均额定电压 （ U ）代表该级电压，从而认为同一等级中的各元件的额
计算短路电流的技巧和需要注意的问题
计算短路电流的技巧和需要注意的问题在电气工程领域中，计算短路电流是非常重要的，因为它可以帮助我们评估电路中的安全性，并确定设备和保护装置的额定容量。
然而，短路电流的计算并不是一件简单的事情，需要考虑很多因素和技巧。
本文将从计算短路电流的基本步骤、技巧和需要注意的问题等方面进行全面探讨。
1. 短路电流的基本概念让我们来了解一下短路电流的基本概念。
短路电流是在电路中出现短路时，电流的最大值。
它的计算对于电气设备和保护装置的选择具有非常重要的意义。
短路电流的大小直接影响着设备的选择和保护装置的额定容量，因此需要准确地计算出来。
2. 计算短路电流的基本步骤接下来，让我们来看一下计算短路电流的基本步骤。
需要收集电路中各个部分的参数，包括电压、电阻、电抗等。
利用这些参数和相应的公式进行计算，得出短路电流的数值。
在进行计算时，需要注意考虑电路中的并联和串联关系，以确保计算结果的准确性。
3. 技巧和注意事项在进行短路电流的计算时，有一些技巧和注意事项需要特别注意。
需要考虑电路中各种不同类型的负载，包括电动机、变压器等，它们对短路电流的影响是不同的。
还需要考虑电路中的不对称性因素，如接地故障等。
这些因素都会对短路电流的计算产生影响，因此需要在计算过程中加以考虑。
4. 个人观点和理解个人而言，在计算短路电流时，我认为最重要的是要充分了解电路中各个部分的特性和参数，同时要注意考虑不同类型负载和可能出现的不对称性因素。
只有在对电路有深入的了解的基础上，才能准确地计算出短路电流的数值，并据此选择合适的设备和保护装置。
总结通过本文的探讨，我们可以清晰地了解到计算短路电流的重要性以及一些技巧和需要注意的问题。
在实际工程中，我们需要根据电路的实际情况，结合以上提到的技巧和注意事项，来准确地计算出短路电流的数值，并根据计算结果来选择合适的设备和保护装置，以确保电路的安全运行。
本文参考了电气工程领域的一些基本理论和实际工程经验，结合个人的观点和理解，希望可以对读者在计算短路电流方面有所帮助。
短路电流计算公式
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算发布者：admin 发布时间：2009-3-23 阅读：513次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。
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。
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.主要参数Sd三相短路容量(MV A)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(W)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 MV A基准电压UJZ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 MV A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/IJZ3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=2.55 Id (KA)当1000KV A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。
第三章短路电流计算
在高压供电系统中取Ksh =1.8
ish 2Ksh Ip2.5I5p
为什么高 / 低
在压低电压网供中电的系K统sh 中取Ksh =1.3
取值不同？
ish 2Ksh Ip1.8I4p
高 / 低压电网中的Ksh取值不同的原因
短路电流的衰减速度与短路电路的阻抗 有关。
高压电网的电阻与电抗之比值小于低压 电网的电阻与电抗之比值，这就使高压电网 中短路电流的衰减速度比低压电网中短路电 流的衰减速度慢。
供用电系统
第3章 短路电流计算
在工厂供配电系统的设计和运行中，不仅 要考虑系统的正常运行状态，还要考虑系统的 不正常运行状态和故障情况。
最严重的故障是短路故障
本章讨论如何计算供配电系统在短路故障 情况下的电流（简称短路电流）。
短路电流计算的目的主要是供母线、电缆、 设备的选择和继电保护整定计算之用。
解微分方程得短路全电流为：
(1)
ik
Um Zkl
s
int
kl
t
ceTfi
t
Ipmsint klceTfi (2)
当t＝0时刻，发生三相短路，由于短路电路
存在电感，电流不能突变，因此引起一个过渡 过程，即“短路暂态过程”。
短路前，电路中的正常负荷电流为：
i0 Im sitn
当t＝0时刻，发生三相短路
中表示为Ss=∞ 和Xs=0，Us=常数。
1. 无限大容量电源系统
理论上，无限大容量系统： Ss=∞ ， Xs=0， Us=常数；
实际上，无限大容量系统： Ss=某值， Xs≠0， Us=常数。
提示
在工程计算中，当电源系统的阻抗不大 于短路回路总阻抗的5%～10%，或者电源系 统的容量超过用户容量的50倍时，可将其视 为无限大容量电源系统。
短路电流及其计算
短路电流及其计算第一节短路电流概述本节将了解短路的原因及危害，掌握短路的种类，并知道短路电流计算的基本方法。
一、短路的概念短路时至三相电力供电系统中，相与相或相与地的导体之间非正常连接。
在电力系统设计和运行中，不仅要考虑正常工作状态，而且还必须考虑到发生事故障碍时所照成的不正常工作状态。
实际运行表明，在三相供电系统中，破坏供电系统正常运新的故障最为常见而且危害最大的就是各种短路。
当发生短路时，电源电压被短接，短路回路阻抗很小，于是在回路中流通很大的短路电流。
对中性点不接地的系统又相遇相之间的短路；对于中性点接地的系统又相遇相之间的短路，一项于几项与大地相连接以及三相四线制系统中相与零项的连接等，其中两相接地的短路实际上是两相短路。
常见的短路形式如图3—1所示2.短路的基本种类在三相供电系统中，短路的类型主要有：（1）三相电路三相短路是指供电系统中，三相在同一点发生短接。
用“d（3）”表示，如图3-1a所示。
（2）两相电路两相短路是指三相供电系统中，任意两项在同一地点发生短接。
用“d（2）”表示，如图3-1b 所示。
（3）单相电路单相短路是指在中性点直接接地的电力系统中，任一项与地发生短接。
用“d（1）”表示，如图3-1c所示。
（4）两相接地电路两相接地的短路是指在中性点直接接地的电力系统中，不同的两项同时接地所形成的两相短路，用“d（1-1）”表示，如图3-1d所示。
按短路电流的对称性来说，发生三相短路时，三项阻抗相等，系统中的各处电压和电流仍保持对称，属于对称性短路，其他形式的短路三相阻抗都不相等，三相电压和电流不对称，均为不对称短路。
任何一种短路都有可能扩大而造成三相短路。
因为短路后所产生的电弧，会迅速破坏向自家的绝缘，形成三相短路。
这种情形在电缆电路中，更为常见。
由于煤矿供电系统大都为小接地电流系统，且大都距大发电厂较远，故单相短路电流值一般都小于三相短路电流值，而两相短路电流值亦比三相短路电流值小。
短路电流计算的基本步骤和注意事项教学教材
短路电流计算的基本步骤和注意事项短路电流计算方法的基本步骤和注意事项一.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.二.一般计算条件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.三、短路电流计算步骤1．确定计算条件，画计算电路图1）计算条件：系统运行方式，短路地点、短路类型和短路后采取的措施。
2运行方式：系统中投入的发电、输电、变电、用电设备的多少以及它们之间的连接情况。
3)根据计算目的确定系统运行方式，画相应的计算电路图。
4）选电气设备：选择正常运行方式画计算图；5）短路点取使被选择设备通过的短路电流最大的点。
6）继电保护整定：比较不同运行方式，取最严重的。
2．画等值电路，计算参数；分别画各段路点对应的等值电路。
标号与计算图中的应一致。
3．网络化简，分别求出短路点至各等值电源点之间的总电抗。
⑴. 星—角变换公式 角—星变换公式⑵.等值电源归算（1） 同类型且至短路点的电气距离大致相等的电源可归并；（2） 至短路点距离较远的同类型或不同类型的电源可归并；直接连于短路点上的同类型发电机可归并；四、注意事项23131231121X X X X X X n ++⋅=n n nn n X X X X X X 3212112⋅++=23131232122X X X X X X n ++⋅=n n nn n X X X X X X 1323223⋅++=23131231323X X X X X X n ++⋅=n nn n n X X X X X X 2131331⋅++=短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备，使其满足电流的动、热稳定性的要求。
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母线最大短路电流简
算
一.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.
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(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 UJZ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.
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*=100/100＝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-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*=100/692＝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；10KV{6KV}, 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10.5，7，4.5 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 3％0
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=2
10KV 0.2KM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。
【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
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*4.6＝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
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1600KVA变压器. 求K1,K2点的短路参数.
系统图电抗图合并电抗图
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=0.175
10KM,10KV架空线路电抗 X1=10/3=3.333
200M,10KV 电缆线路电抗 X2=(0.2/3)*0.2=0.133
1600KVA 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=3.51
K2点总电抗=X0+X1+X2+X3=6.45 (不是2.94 !)
再用口诀,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.
精品文档
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.
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