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=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

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)

冲击电流峰值: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.

4．简化算法

【1】系统电抗的计算

在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。注：R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，及其与10n的乘积额定峰值耐受电流（IP）在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受