低压配网主电源短路电流计算

低压配网主电源短路电流计算摘要：本文供给一般低压配电网主电源侧短路电流计算的公式，对三种特别状况下主电源下侧短路电流的计算进展分析，同时介绍了特别状况下电机和电弧对短路电流的影响。本文计算公式可为低压配电网下断路器、隔离开关、熔断器、电缆、母排等短路的参数选择供给参照依据。关键词：短路电流、分断力量、并列、反激电流前 言低压配电网是电力系统中数量最大的配网系统，其中低压元件种类繁多，各种故障状况发生频率较高。同时，用户对低压配电网安全性、牢靠性要求也在不断提高，与之相对应的低压电器性能需求也不断提升。尤其随着低压配电网的容量日趋扩大，其中可能产生的短路电流值日趋增加；常常要求我们对低压电器的故障承受和处理力量进展计算。因此，把握系统中关键点的三相对称短路电流值计算是格外必要的，可以由此来确定低压断路器的容量〔运行或极限分断力量〕、电缆的规格〔额定热耐受〕、保护装置的类型〔选择性脱扣设置〕等参数。一般低压配电网依据和主电源距离可以分为三级，说明如下：一级配电网：离变压器距离最近，装置在低压主配电柜中，主要由框架式断路器和母排组成；二级配电网：安装于框架开关下侧，装置在低压安排电柜或进户箱之中，主要由塑壳式断路器和母线及连接电缆组成；终端配电网：接近于负载安装，装置于照明、动力、计量箱之中，主要由微型断路器和连接导线组成；其中，靠近主电源的一级配电网的短路电流计算是整个低压配电网短路电流计算的根底，下面针对不同的配电方式加以分析：一、单台变压器低压侧短路电路的计算〔以下全部的短路电流都指零阻抗三相短路电流，即“栓定式”短路〕单台变压器的计算适合于住宅、小型公商业建筑等配电设计中的短路电流1600kVA以下，无大型电机等负荷，在这类低压配电网中某点短路电流的计算需要考虑的因素主要有以下几点：P；变压器低压侧额定电压U；20流近似计算，由于高压系统的阻抗由于太小可无视不计，而低压侧阻抗由于是故障点靠近低压出线侧，也可无视。这样可大大简化整个计算过程。1600kVA变压器，Usc=6%，二次侧额定电压U=400V，求其变压器低压侧出线短路电流值。第一步，由变压器额定功率和20二次侧额定电压值求出二次侧额定电流值，公式如下：In=P×1000/(U×1.732)=2309(A)〔〕；其次步，依据变压器额定电20流和变压器阻抗电压值，计算出变压器二次侧短路电流值：IscIn/Usc=38(kA)此时所得值即为变压器二次侧短路电流值；此计算原理来自于变压器短Usc表示变压器副边短接(路)，当副边到达其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。这种计算方式简便易行，由此可得出一般建筑中变压器出线侧短路电流估算的快捷公式：In=P×1000/(U×1.732×Usc)。此短路电流值也是选择低压空气20断路器〔框架开关〕的依据。依据变压器变压器容量P〔kVA〕变压器容量P〔kVA〕400630变压器低压电压U20〔V〕400400短路阻抗电压额定电流 短路电流IscUsc〔%〕In〔A〕44〔kA〕57790914238004004.51155261000400514432912504005.51804331600400623093820234006.528874425004007360952315040011600kVA变压器下，其出线侧Isc45kA，因此在选择空气断路器分断力量时，只即可。这样可以节约整体低压配电网的投资。以上所考虑的是一级低压配电网，即变压器下侧最严峻的三相短路时，其电流值计算，可以据此选择框架开关分断力量；而二级低压配电网所承受的塑壳开关〔MCCB〕则无需承受这么高的分断力量，可以考虑母线、断路器、电缆的阻抗，适当降低分断力量的要求。二、两台变压器供电的短路电流值计算两台变压器组成的低压配电网一般承受两进线一母联的供电方式，能够大幅提高供电牢靠性和维护性，为多数配电设计所承受。电气和机械联锁的方式避开并列运行，以避开并列时的危急性，一般应用于大型住宅小区、公商建筑工程；另一种是两台变压器可同时为一个母排供电，能够大大提高供电持续性，这种方式一般应用于工业厂房、电厂石化等连续生产制要求较高的工程之中。1、非并列运行两台变压器供电：在此种供电方式中，任一时刻只有一台变压器对一段母线供电，因此其短路电流的计算和前述方式全都：即其变压器下侧短路电流值等于单台变压器供看到在这种供电方式下，二级低压配电网的短路电流值也和单台变压器全都，因此也无需在塑壳开关上放大分断力量。21-1所示。此种供电方式中，一级配电网任何一点发生短路电流时，理论上，此点的短路电流值应为两变压器所产生短路电流值之和。但由于变压器高压侧容量不行能为无限大，同时网络阻抗等缘由，实际值会小于此值。T1T1T2ABCM1M2M3M5M61-1但可以看出，在一级配电网任一点发生短路时，框架式断路器A、B、CT2其中一台所产生的短路电流值，因此其分断力量的选择只需要大于其中一台变压器短路电流值即可。T1T2BT1T2中任一台可能产生的最大短路电流值，其计算等同于单台变压器短路电流值的计算方式。在选择中会觉察，满足并列运行条件的T1和T2由于额定电流值、短路电压值相等，因此二者低压侧短路电流值应当相等。需要留意的是，此时二级配电网的任一点短路电流值的计算都应为T1和T2作用电流之和，因此可能会消灭塑壳开关所需分断力量大于框架开关所需分断力量的状况。表1-2为两台变压器并列运行时，一级配网主断路器和其下所接馈线断路器的分断力量选择表：224222382347295938754794变压器数量和额定主断路器短路分功率变压器数量和额定主断路器短路分功率P〔kVA〕2*4002*6302*8002*10002*12502*16002*2023Icu(kA)馈线断路器短路分断Icu(kA)14 27三、单台发电机供电短路电流的计算在船舶、移动机站、远离城市的用电单元等会承受发电机作为主要供电电源。发电机下侧短路电流值的消灭和计算都和变压器有所不同。当短路发生在发电机下侧时，短路电流值会经过三个阶段的变化：次瞬态阶段：0~20ms内，故障电流会到达6~12In；瞬态阶段：100~500ms时，故障电流降至1.5~2In；稳态阶段：500ms以后，此时分两种状况：①短路过程中发电机励磁不增加〔无磁场过励磁〕：此时短路电流值由发Xd打算，Xd典型至大于200%，因此短路电流值通常在0.5In左右；②发电机处在最大励磁状态〔最高磁场状态〕或复合励磁状态，励磁冲击电压会使故障电流增加10s左右时间，通常会到达2~3In。一般发电机厂家会指定在瞬态或稳态的条件下进展操作，因此对瞬态和稳态短路电流的分析是发电机短路电流估算的关键。发电机短路电流估算公Isc=〔In×100〕/Xd；In：发电机全负荷电流；Xd：发电机瞬态或稳态短路阻抗值，表示为额定电压的a%；经过比较会觉察，对于同样的功率，靠近发电机的短路电流值会比在变压器〔主电源〕处的短路电流弱5~6倍。而且事实上，当发电机作为变压器后备电源时，发电机组的功率通常小于变压器的功率。例如某工厂由2023kVA的变压器主电源供电时，在低压盘母线上短路电流是42kA；当由其500kVA的备用发电机供电时〔瞬态电抗30%〕，2.5kA16倍！因此在选择发电机下侧的断路器及电缆时，可适当降低对短路参数的要求，避开铺张。〔两台发电机并联运行的短路电流计算可参考两台变压器并列运行的短路电流计算方法〕四、其他特别状况1发电机的性能，向故障点供电〔这里电动机为三相电动机，单相电动机可以无视不计〕。一般此故障电流可以无视不计，但当有大型电动机或者多个小型电动机时〔这在电厂、石化行业中较为普遍〕，这种影响需要考虑入总短路电流值。总的反激电流值可以由以下公式：Isc=n×3.5In；在计算反激电流对低压配电网中某点短路电流值的影响时，应考虑电机到此点的线路阻抗、拓扑构造等因素。电机所产生的反激电流影响一般仅限于二级和终端配电网，对于一级配电网，由于线路长度和故障发生概率低等缘由，反激电流影响可以无视。2电弧，此电弧带有肯定电阻。电弧电阻不稳定且电阻值较低，但仍能够在某种程度上削减故障电流。经20%；而假设80%〔如〕。这个现象能够有效缓解断路器的分断压力，同时可以加以协作形成级联，在不影响性能的条件下，降低整体配电网的投资。结 论低压配电网的短路电流计算关键在于主电源处短路电流计算，这