短路容量计算

短路容量计算

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.

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

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

和热稳

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 m

基准电压ujz规定为8级. 230, 115, 37, , , ,, kv

有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: ujz (kv)

因为s=*u*i 所以ijz (ka)

(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 (k c-1)2 (ka)其中kc冲击系数,取

所以ic =

冲击电流峰值: ic =* id*kc= id (ka)

当1000kva及以下变压器二次侧短路时,冲击系数kc ,取

这时:冲击电流有效值ic =*id(ka)

冲击电流峰值: ic = 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

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＝

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

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=*40*10000v=692mva, 系统的电抗为xs*=100/692＝。

【2】变压器电抗的计算

110kv, 除变压器容量；35kv, 7除变压器容量；10kv{6kv}, 除变压器容量。

例：一台35kv 3200kva变压器的电抗x*=7/=

一台10kv 1600kva变压器的电抗x*==

变压器容量单位：mva

这里的系数，7，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= 额定电抗x=4% 。

额定容量s=*6*= mva. 电抗器电抗x*={4/}*=

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。

例：10kv 6km架空线。架空线路电抗x*=6/3=2

10kv 电缆。电缆电抗x*={3}*=。

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，除电抗；10kv，除电抗; 35kv，除电抗; 110kv，除电抗。

，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=2=。

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= 1000kva以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值ic=, 冲击电流峰值ic=

例：已知短路点{1600kva变压器二次侧}的短路电流id=，

则该点冲击电流有效值ic=,＝*＝,冲击电流峰值ic==*406=

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