短路电流计算案例解析

1、X"*dx" % Sj100Sr变压器标么值计算公式：X*Tuk%Sj100SrT线路标么值计算公式：X*LXLL Sj22U j2电抗器标么值计算公式：X*kxk%Ur I100Ir U电力系统标么值计算公式：X*sSjjSsj异步电动机影响后的短路全电流最大有效值：1-1）1-2）（1-3）1-4）（1-5）（1-6）短路容量及短路电流的计算1、计算公式：同步电机及发电机标么值计算公式：I ch(I s" IM" )2 2(Kch?s 1)Is" (Kch?M 1)I"M2其中： x"d% 同步电动机超瞬变电抗百分值Sj

2、基准容量， 100MVAU j 基准容量， 10.5kVIj 基准电流， 5.5kASr 同步电机的额定容量， MVASrT 变压器的额定容量， MVA uk% 变压器阻抗电压百分值XL 高压电缆线路每公里电抗值，取 0.08 /km高压电缆线路每公里电抗值，取 0.4 /kmL 高压线路长度， kmUr 额定电压， kVI r额定电流， kAxk% 电抗器的电抗百分值Ss 系统的短路容量， 1627MVAI "s 由系统送到短路点去的超瞬变短路电流，kAIM" 异步电动机送到短路点去的超瞬变短路电流，kA， IM" 0.9KqMIrMI rM 异步电动机的额定电

3、流， kAKqM 异步电动机的启动电流倍数，一般可取平均值6Kch?s 由系统馈送的短路电流冲击系数Kch?M 由异步电动机馈送的短路电流冲击系数，一般可取1.41.72、接线方案三台主变接线示意图图13、求 k1 点短路电流的计算过程3.1 网络变换a)j)求 k1 点短路电流网络变换图(g)k)3.2 用标么值计算各线路电抗根据图 1 中所给数值，用标么制计算个电抗值：X1= X*s+X*L= Sj +XLSsSjUj2=0.061+0.015=0.076X2=X3=X4= X*T uk % Sj =1.125*T 100 SrTX5=X6= X*k xk% Ur I j =0.52*k

4、100 Ir U jx" % SjSjX7=X9=X12= X"*dX*Ldj+XLL j2 =1.353（2.03）+0.029=1.382*d*L100Sr L U j2超瞬变电抗百分值 14%，功率因数为 0.87；电缆均长 400 米）SjX8=X10=X11= X *L X L Lj2 =0.015UjSj X13=X14=X15= X* L XL Lj2 =0.007Ujx" % Sj X16=X17=X18= X"*dd j =0.378*d 100 SrX19=X20=X21=X8+X13+X16=X10+X14+X17=X11+X15+

5、X18=0.4X22=X23=X24=X7/X19=X9/X20=X12/X21=0.31X2 X5X25=X28=X2+X5+ =3.531X22X26=X29= X22+X5+ X22 X 5 =0.974X2X2 X22X27=X30= X2+X22+ =2.106X5X31=X3/X25/X28=0.687X32=X26/X29/X23=0.189X33=X27/X30=1.053X34=X1/X33=0.071X35=X34+X31=0.758因为电网与发电机属于不同类型电源， 要用分布系数法求出两种电源支路的等值电抗 X36、 X37。分布系数：X34C1= =0.933X1X34

6、C2= =0.067X33X35X36= =0.813C1X37= X35 =11.262C2X38=X32/X37=0.1863.3 求短路电流值：1I*S”= I*0.1=I*0.2=I*k=1.23X36IS" I0.1 I0.2 I4 Ik I*S I j 1.23 5.5 6.765（kA）ich.s2Kch.sIS" 2 1.8 6.765 17.221（kA ）发电机支路的等值电抗换算的以发电机容量为基准值的标么值为：SRG30 3 9 3X*C =X38 RG = 0.186 =0.218Sj100根据 X*C，查，第二版，第 108 页，表 4-18 得到

7、各电流的标么值为：I*0=4.987，I*0.1=4.019，I*0.2=3.51， I*4 =I *k =2.446换算到短路点电压发电机额定电流：RGSRG3U j30 3 9 33 10.5=6.433（kA）IG" I*0 I RG 4.987 6.433 32.081 （ kA ）I0.1G I*0.1 I RG 4.019 6.433 25.854（kA）I0.2G I*0.2 IRG 3.51 6.433 22.58 （kA）IkG I*4 IRG 2.446 6.433 15.735 （kA）ich.G2Kch.GIG"2 1.85 32.081 83.93

8、3 （kA ）考虑到异步电动机对短路电流的影响， 假定每段母线上参与反馈 的异步电动机的等效容量为 10000kW，其额定功率因数为 0.87，启 动电流倍数取平均值 6，则由异步电动机送到短路点的超瞬变短路电 流：I M 0.9K qM IrM =3.584( kA )ich.M 0.92Kch.M KqMIrM2 0.9 1.9 69.629 (kA)ch.M ch.M qM rM 3 10 0.87则 k1 点的总短路电流：I " IS" I G" I "M 6.765 32.081 3.584 42.43 (kA )ich ich.S ich.G

9、 ich.M 17.221 83.933 9.629 110.783 (kA)短路全电流最大有效值：Ich(Is" I"M IG")2 2(Kch?s 1)( I s" IG" ) (Kch?M 1)IM" 2 =63.123(kA)4、求 k2 点短路电流的计算过程4.1 网络变换a)b)k)m)(l)图 2 求 k2 点短路电流网络变换图n)4.2 用标么值计算各线路电抗根据图 1 中所给数值，用标么制计算个电抗值：X1=X*s+X*L=Sj +XLSsSj2 =0.061+0.015=0.076U2jX2=X3=X4=X*Tuk

10、%100Sj=1.125 SrTX5=X6= X*kxk%100UrIrUIjj =0.52X7=X9=X12=X"*dX*Lx"d% Sj +XL100 Sr LSjj2 =1.353+0.029=1.382（超瞬 U j2400 米）变电抗百分值 14%，功率因数为 0.87，电缆均长X8=X10=X11= X *LXLSj2 =0.015U2jX13=X14=X15= X* LXLSj2 =0.007U 2jX16=X17=X18= X"*dx"d100Sj =0.378SrX19=X20=X21=X8+X13+X16=X10+X14+X17=X1

11、1+X15+X18=0.4X22=X23=X24=X7/X19=X9/X20=X12/X21=0.31X2 X5X25=X2+X5+ =2.874X22X26= X22+X5+ X22 X 5 =0.793X2X2 X22X27= X2+X22+ =2.359X5X3 X4X28= =0.482X3 X4 X6X3 X6X29= =0.162X3 X4 X6X6 X4X30= =0.162X3 X4 X6X31= X25 X 28 =0.393X25 X28 X29X25 X28 X29X32= X25 X29 =0.132X33=X29 X28X25 X28 X29=0.022X34=X33

12、+X30=0.184X35=X1/X27=0.074X36=X23/X26=0.223X37=X31+X35=0.468X38=X32+X36=0.355因为电网与发电机属于不同类型电源， 要用分布系数法求出两种电源支路的等值电抗 X39、 X40。分布系数：X35C1= =0.031X27X35C2= X 35 =0.969 X1X37X39= =11.87 C1 X37X40= =0.483 C2X41=X38/X39=0.347X42=X40/X41=0.202X43=X34+X42=0.386不同类型电源，要用分布系数法求出两种电源支路的等值电抗X44、X45。分布系数：X42C3=

13、=0.582 X41X42C4= =0.418 X40X43X44= =0.663 C3 X43X45= =0.923 C4X46=X24/X44=0.2114.3 求短路电流值：I*S”= I*0.1=I*0.2=I*k=1.084X45IS" I0.1 I0.2 I4 Ik I*S I j 1.084 5.5 5.962ich.s2Kch.sIS"2 1.8 5.962 15.177（kA ）发电机支路的等值电抗换算的以发电机容量为基准值的标么值为：X*C=X46 SSRjG =0.211 30 13009 3=0.247根据 X*C，查工业与民用配电设计手册 ，第二版

14、，第 108 页，表 4-18 得到各电流的标么值为：I*0=4.404，I*0.1=3.639，I*0.2=3.223，I*4=I *k =2.418换算到短路点电压发电机额定电流：I RGSRG30 3 9 3RG=6.433（ kA ）3U j 3 10.5IGI*0 I RG 4.404 6.433 28.331（kA）I 0.1GI*0.1 I RG 3.639 6.433 23.41（kA）I 0.2GI*0.2 IRG 3.223 6.433 20.734 （kA）I kGI *4 I RG 2.418 6.433 15.555 （kA ）ich.G2Kch.GIG"2 1.85 28.331 74.122（kA ）考虑到异步电动机对短路电流的影响， 假定每段母线上参与反馈 的异步电动机的等效容量为 10000kW，其额定功率因数为 0.87，启动电流倍数取平均值 6，则由异步电动机送到短路点的超瞬变短路电 流：I M 0.9K qM IrM =3.584（ kA ）ich.M0.9KqMIrM2 0.9 1.9 6103 10 0.879.629 （kA ）则 k2 点的总短路电流：I " IS" IG" I"M 5.9