短路电流计算2

8.1.2 低压系统短路电流计算[65]

本节内容主要包括220/380V 低压网络电路组件阻抗的计算，三相短路、单相短路（包括单相接地故障）电流的计算。 8.1.2.1 计算条件

高压系统短路电流的计算条件同样适用于低压网络。

（1）一般用电单位的电源来自地区大中型电力系统，配电用的电力变压器的容量远小于系统的容量，因此短路电流可按远离发电机端，即无限大电源容量的网络短路进行计算，短路电流周期分量不衰减。

（2）计入短路电路各元件的有效电阻，但短路点的电弧电阻、导线连接点、开关设备和电器的接触电阻可忽略不计。

（3）当电路电阻较大，短路电流非周期分量衰减较快，一般可以不考虑非周期分量。只有在离配电变压器低压侧很近处，例如低压侧20m 以内大截面线路上或低压配电屏内部发生短路时，才需要计算非周期分量。

（4）单位线路长度有效电阻的计算温度不同，在计算三相最大短路电流时，导体计算湿度取为20℃；在计算单相短路（包括单相接地故障）电流时，假设的计算温度升高，电阻值增大，其值一般取20℃时电阻的1.5倍。

（5）计算过程采用有名单位制，电压用伏、电流用千安、容量用千伏安、阻抗用毫欧。 （6）计算220/380V 网络三相短路电流时，计算电压 取电压系数 为1.05，计算单相接地故障电流时， 取1.0， 为系统标称电压（线电压）380V 。

8.1.2.2 三相和两相短路电流的计算

在220/380网络中，一般以三相短路电流为最大。一台变压器供电的低压网络三相短路电流计算电路见图8−1−1。

图8−1−1 低压网络三相短路电流计算电路

（a ）系统图；（b ）等效电路；（c ）用短路阻抗表示的等效电路图 低压网络三相起始短路电流周期分量有效值按下式计算

22

22230

3

/05.13/k

k

k

k

n k n X R X

R U Z cU I +

=

+==

'' kA （8-1-19）

L m T s k R R R R R +++=

L m T s k X X X X X +++=

式中 n U ——网路标称电压（线电压），V ，220/380V 网络为380V ；

c ——电压系数，计算三相短路电流时取1.05；

k Z 、k R 、k X ——短路电路总阻抗、总电阻、总电抗，mΩ；

s R 、s X ——变压器高压侧系统的电阻、电抗（归算到400V 侧）

，mΩ； T R 、T X ——变压器的电阻、电抗，mΩ；

m R 、m X ——变压器低压侧母线段的电阻、电抗，mΩ； L R 、L X ——配电线路的电阻、电抗，mΩ；

I ''、k I ——三相短路电流的初始值、稳态值。

只要222

2/s s T T X R X R ++≥2，变压器低压侧短路时的短路电流周期分量不衰减，即I I k ''=。

短路全电流k i 包括有周期分量z i 和非周期分量f i 。短路电流非周期分量的起始值I i f ''=20，短路冲击电流ch i ，即为短路全电流最大瞬时值，它出现在短路发生后的半周期（0.01s ）内的瞬间，其值可按下式计算

I K i ch ch ''=2 kA

（8−1−20）

短路全电流最大有效值ch I 按下式计算

2)1(21-+''=ch ch K I I kA

（8−1−21）

式中 ch K ——短路电流冲击系数，f

ch T e

K 01

.01+=； f T ——短路电流非周期分量衰减时间常数，s ，当电网频率为50Hz 时，∑

∑

=R X T f 314； ∑X ——短路电路总电抗（假定短路电路没有电阻的条件下求得），Ω； ∑R ——短路电路总电阻（假定短路电路没有电抗的条件下求得）

，Ω。 如果电路只有电抗，则∞=f T ，2=ch K ，如果电路只有电阻，则0=f T ，1=ch K ；可见2≥ch K ≥1。

电动机反馈对短路冲击电流的影响，仅当短路点附近所接用电动机额定电流之和大于短路电流的1%（I I M r ''>∑⋅01.0）时，才予以考虑。异步电动机起动电流倍数可取为6~7，异步电动机的短路电流冲击系数可取1.3。由异步电动机馈送的短路冲击电流的计算式（8−1−22）。 由异步电动机提供的短路冲击电流M ch I .按下式计算

rM qM M ch M ch I K K I ..29.0= kA

（8−1−22）

计入异步电动机影响后的短路冲击电流ch i 和短路全电流最大有效值ch I ，按下列两式计算

M ch s ch ch i i i ..+= kA

（8−1−23）

])1()1[(2)(..2M M ch s s ch M s

ch I K I K I I I ''-+''-+''+''= （8−1−24）

以上式中 s ch i .——由系统送到短路点去的短路冲击电流，kA ；

s

I ''——由系统送到短路点去的超瞬变短路电流，kA ； M

I ''——由短路点附近的异步电动机送到短路点去的超瞬变短路电流，kA ，其值rM qM M

I K I 9.0=''，如果有多台异步电动机，则rM qM M I K I '=''9.0； qM K ——异步电动机的起动电流倍数，一般可取平均值6，亦可由产品样本查得，如果有多台异步电动机，则应以等效电动机起动电流倍数qM K '代之其值rM

rM qM qM P P K K ∑∑=')(；

rM P ——异步电动机的额定功率，kW ；

rM I ——异步电动机的额定电流，kA ，可由产品样本查得，如果有多台异步电动机，则应以各台电动机额定电流的总和rM I ∑代之；

s ch K .——由系统馈送的短路电流冲击系数；

M ch K .——由异步电动机馈送的短路电流冲击系数，一般可取1.4~1.7，准确资料可查图8−1−2。

图8−1−2 异步电动机额定容量rM P 与冲击系数M ch K .的关系

f T ''－反馈电流周期分量衰减时间常数