短路电流计算方法

合集下载

短路电流及其计算

短路电流及其计算

短路电流及其计算短路电流是指在电路中,当发生短路故障时,电流会迅速增大到很高的数值。

短路故障是指电路中的正、负极之间或者两个不同元件之间发生距离非常短的导通,导致电流异常增大。

短路电流的计算是为了评估电路中的设备或元件的安全工作能力,以确保其能够承受短路故障所产生的巨大电流,并选择合适的保护装置来防止其发生。

短路电流的计算方法根据电路的类型和复杂程度有所不同。

下面针对不同情况进行具体说明。

1.直流电路的短路电流计算方法:在直流电路中,由于电流只会沿着一条路径流动,所以短路电流的计算相对简单。

可以通过欧姆定律计算得到。

短路电流(Isc)= 电源电压(Us)/ 短路电阻(Rs)式中,Us为电源电压,Rs为短路电阻的阻值。

2.单相交流电路的短路电流计算方法:在单相交流电路中,短路电流的计算稍微复杂一些。

需要考虑电源电压、短路阻抗和负载阻抗之间的关系。

a) 短路电流(Isc)= 电源电压(Us)/ 短路阻抗(Zs)b) 短路电流(Isc)= 电源电压(Us)/ (短路阻抗(Zs)+ 负载阻抗(Zl))式中,Us为电源电压,Zs为短路阻抗,Zl为负载阻抗。

3.三相交流电路的短路电流计算方法:在三相交流电路中,短路电流的计算需要考虑三相电源之间的相位差、各相的电流大小以及负载阻抗和短路阻抗之间的关系。

a) 短路电流(Isc)= 母线电压(U)/ 短路阻抗(Zs)b) 短路电流(Isc)= 母线电压(U)/ (短路阻抗(Zs)+ 负载阻抗(Zl))式中,U为母线电压,Zs为短路阻抗,Zl为负载阻抗。

需要注意的是,短路电流的计算一般是在额定工况(即正常运行工况)下进行的。

此外,在实际的电路设计中,还需要考虑短路电流的持续时间、短路电流对设备和元件的热稳定性造成的影响等因素。

短路电流的计算对于电气工程师来说是非常重要的,它能够帮助工程师评估不同元件或设备的安全性能,同时也能够指导选择合适的保护措施,以最大程度地减少短路故障对电路和设备的损坏。

短路电流的计算方法

短路电流的计算方法

短路电流的计算方法短路电流是电力系统中的一种重要电气特性,在电路中出现故障时会产生短路电流,对设备、线路和人员等产生威胁。

因此,计算短路电流是电气系统设计和运行中必不可少的一项任务。

本文将介绍短路电流的计算方法。

1.短路电流的定义。

短路电流,也称为故障电流,是指在电路中发生短路时,电源输出电流超过额定电流的情况。

在电气系统设计时,短路电流是评估系统安全性的重要参数之一、计算短路电流的目的是为了保证系统能承受故障时的电流,从而达到系统安全运行的目的。

2.短路电流的计算方法。

(1)简单短路电流的计算方法。

简单短路电流指的是在发生短路时,电路中只有一个源和一个负载的情况。

在这种情况下,短路电流的计算方法如下:Isc = E / Z。

其中,Isc表示短路电流;E表示电源的电动势;Z表示短路阻抗。

在实际应用中,Z是根据电路的图纸和电气参数计算得出的。

因此,短路电流的计算只需知道电源电动势即可。

(2)对称分量法。

对称分量法是计算三相电路短路电流的常用方法。

它将三相电路分解为正序、负序和零序三部分,分别计算其短路电流,再根据三者合成得到总短路电流。

在正常情况下,三相电路中的电流包含正、负、零三种分量。

而在短路情况下,正、负分量的相位角发生变化,但其大小仍然相等,而零序分量则减小为0。

这些特点是对称分量法计算短路电流的基础。

对于一个三相电路,它的短路电流按对称分量法计算的步骤如下:1)分解正、负、零序。

三相电路中,正、负、零序分量的计算方法分别如下:正序分量:Ia0 = Ia, Ib0 = Ibe某p(-2π/3i), Ic0 = Ibe某p(2π/3i)。

负序分量:Ia2 = Ia, Ib2= Ibe某p(2π/3i), Ic2 = Ibe某p(-2π/3i)。

零序分量:I0=(Ia+Ib+Ic)/3。

其中,i为虚数单位。

2)计算短路电流。

在计算正、负、零序分量短路电流前,需先确定短路点的相序。

短路点的相序为零序时:I0sc = 3E / Z。

短路电流的计算方法

短路电流的计算方法

短路电流的计算方法短路电流是指电路中发生短路故障时的电流值。

短路故障指电路中两个或多个电气元件之间的绝缘失效或直接发生短路连接。

短路电流的计算方法需要考虑电源电压、电路阻抗、短路位置等因素。

下面将详细介绍短路电流的计算方法。

1.短路电流基本概念短路电流是指从电源到发生短路故障处的电流。

短路电流的大小直接取决于电源的供电能力和短路处的阻抗。

短路电流一般分为对称短路电流和非对称短路电流两种。

2.对称短路电流计算对称短路电流是指发生短路故障时,电流的各相之间的大小和相位差相同。

对称短路电流的计算一般通过复数法或者对称分量法来进行。

(1)复数法:首先需要获得正常工作条件下电路的电压和电流的复数表示形式,即用复数表示的幅值和相位。

然后根据发生短路故障时电路的分析,将短路电流的每一个分量都转换成复数,然后通过复数的叠加原理,将每个分量的复数相加得到短路电流的复数。

(2)对称分量法:对称分量法是将实际电流分解成对称分量和零序分量的和,其中对称分量包括正序、负序和零序的幅值,计算对称短路电流时只需要考虑对称分量。

对称分量法适用于计算对称短路电流较为复杂的电力系统。

3.非对称短路电流计算非对称短路电流是指发生短路故障时,电流的各相之间的大小和相位差不同。

非对称短路电流的计算需要考虑不同相电流的不同阻抗和各相电源之间的相位差。

非对称短路电流计算的方法有很多,比较常用的方法包括:(1)等效电路法:等效电路法是通过将非对称短路问题转化为等效电路的问题来进行计算。

首先根据故障点的实际情况,绘制等效电路图,然后根据等效电路的特性进行计算。

(2)解析法:解析法是通过对非对称电路进行解析计算,得到各相之间的电流和相位差。

这种方法一般适用于较为简单的电路。

(3)数值法:数值法是通过数值计算的方式来求解非对称短路电流。

数值法的计算过程较为繁琐,但是对于复杂的电路系统可以得到较为准确的结果。

总结:短路电流的计算方法需要根据具体的电路型号和故障情况进行选择。

短路电流计算方法

短路电流计算方法

之袁州冬雪创作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、设计继电呵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.详细规定: 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,只需思索发电机、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.可以分断三相短路电流的电器,一定可以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坚苦,对于一般用户也没有需要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的费事.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面先容一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,便可掌握短路电流计算方法.在先容简化计算法之前必须先懂得一些基本概念.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此外地方,目标是要简化计算).(1)基准基准容量 Sjz =100 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4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/IJZ3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 (KC1)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=2.55 Id (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 =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就可以停止短路电流计算了.公式未几,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,从中可以找到常常使用变压器、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.下面先容一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,便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=0.5 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系统容量应由当地供电部分提供.当不克不及得到时,可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量.如已知供电部分出线开关为WVAC 12KV2000A 额定分断电流为40KA.则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系统的电抗为XS*=100/692=0.144.【2】变压器电抗的计算110KV, 10.5除变压器容量;35KV, 7除变压器容量;10KV{6KV}, 4.5除变压器容量.例:一台35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875一台10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813变压器容量单位:MVA这里的系数10.5,7,4.5 实际上就是变压器短路电抗的%数.分歧电压等级有分歧的值.【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=0.3KA 额定电抗 X=4% .额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15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0.2.例:10KV 6KM架空线.架空线路电抗X*=6/3=210KV 0.2KM电缆.电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013.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,9.2除电抗;10KV,5.5除电抗; 35KV,1.6除电抗;110KV,0.5除电抗.0.4KV,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=9.2/2=4.6KA.短路电流单位:KA【7】短路冲击电流的计算KVA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????IdKVA以上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????Id例:已知短路点{ ??KVA变压器二次侧}的短路电流??Id??????KA则该点冲击电流有效值Ic????Id=????????=??????KA冲击电流峰值ic????Id??????????????KA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}但一定要包含系统电抗.额定短时耐受电流又称额定热稳定电流,等于额定短路开断电流;额定峰值耐受电流又称额定动稳定电流,是指断路器在合闸位置所本事受的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流,等于额定短时关合电流,是额定短路开断电流的2.55倍.成套设备的额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流及其应用:定义: 额定短时耐受电流(IK)在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,开关设备和节制设备在合闸位置可以承载的电流的有效值.额定短时耐受电流的尺度值应当从GB762中规定的R10系列中选取,并应该等于开关设备和节制设备的短路额定值.注:R10系列包含数字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,开关设备和节制设备在合闸位置可以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:依照系统的特性,可以需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值.额定短路持续时间(tk)开关设备和节制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔.额定短路持续时间的尺度值为2s如果需要,可以选取小于或大于2s的值.推荐值为0.5s,1s,3s和4s.。

短路电流计算方法

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 =100 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10。

短路电流计算方法

短路电流计算方法

之邯郸勺丸创作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、设计继电呵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需要.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此外地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量 Sjz =100 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3,3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ(KV)3710.56.30.4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/IJZ3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 (KC1)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=2.55 Id (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 =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式未几,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,从中可以找到经常使用变压器、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=0.5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系统容量应由当地供电部分提供.当不克不及得到时,可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量.如已知供电部分出线开关为WVAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA.则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系统的电抗为XS*=100/692=0.144.【2】变压器电抗的计算110KV, 10.5除变压器容量;35KV, 7除变压器容量;10KV{6KV}, 4.5除变压器容量.例:一台35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875一台10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813变压器容量单位:MVA这里的系数10.5,7,4.5 实际上就是变压器短路电抗的%数.分歧电压等级有分歧的值.【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=0.3KA 额定电抗 X=4% .额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15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0.2.例:10KV 6KM架空线.架空线路电抗X*=6/3=210KV 0.2KM电缆.电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013.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,9.2除电抗;10KV,5.5除电抗; 35KV,1.6除电抗;110KV,0.5除电抗.0.4KV,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=9.2/2=4.6KA.短路电流单位:KA【7】短路冲击电流的计算KVA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????IdKVA以上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????Id例:已知短路点{ ??KVA变压器二次侧}的短路电流??Id??????KA则该点冲击电流有效值Ic????Id=????????=??????KA冲击电流峰值ic????Id??????????????KA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}但一定要包含系统电抗。

短路电流的计算方法

短路电流的计算方法

短路电流的计算方法短路电流是指电路中出现故障时,电流异常增大的现象。

短路电流的计算方法包括直流短路电流的计算和交流短路电流的计算。

一、直流短路电流的计算方法:直流短路电流的计算是为了确定短路电流对电路和设备的影响,以保证电路和设备安全。

直流短路电流的计算方法主要有以下几种:1.简化计算法:直流电路的短路电流可以通过简化计算法进行估算,根据欧姆定律和功率定律,可以通过电压和总电阻来估算短路电流。

假设短路电流源为电压为U、内阻为Z的电源电路,电源电阻为R,负载电阻为RL,总电阻为RT=RL+R,则短路电流IL=U/(Z+RT)。

2.等效电源法:将电源电路和负载电路转化为等效电源和等效负载电阻,然后根据欧姆定律计算短路电流。

等效电源法适用于简化电路和负载电路比较复杂的情况。

3.发电厂贡献法:针对大型电力系统,可以根据发电机的参数和系统的接线方式来计算各个节点的短路电流。

发电厂贡献法可以精确计算节点的短路电流,但计算过程较为复杂。

二、交流短路电流的计算方法:交流短路电流是指交流电路中出现短路时的电流。

交流短路电流的计算方法包括对称分量法和电流源法等。

1.对称分量法:根据对称分量法,交流短路电流可以分解为正序、负序和零序三个分量。

正序短路电流通常是三相对称的,可以通过正序电压和正序阻抗来计算。

负序短路电流和零序短路电流可以通过负序电压和零序电压以及负序阻抗和零序阻抗来计算。

2.电流源法:电流源法是一种常用的计算交流短路电流的方法,将电源电压和电源阻抗转化为电流源和阻抗的组合,然后根据电流传输方向计算短路电流。

根据基尔霍夫电流定律,在每个节点上列出节点电流方程组,然后根据节点电流的关系求解未知的短路电流。

3.电抗补偿法:电抗补偿法是通过在电路中添加合适的电抗元件,来减小电路的短路电流。

通过选取合适的电抗元件的参数,可以使得电路的短路电流降低到安全范围内。

总之,短路电流的计算方法根据电路的特点和问题的需求选择不同的方法,通过对电压、电流和阻抗的计算和分析,来确定短路电流的数值,以保证电路和设备的安全。

短路电流计算方法

短路电流计算方法

短路电流计算方法
短路电流的计算方法有多种,以下介绍两种常用的方法:
方法一:基于对称分量法
1.利用对称分量法实现A、B、C三相网络与正、负、零三序网络的
参数转换。

2.列出正、负、零序网络方程,大多采用节点导纳矩阵方程描述序
网络中电压、电流的关系。

3.根据故障形式,推导出故障点的边界条件方程。

4.将网络方程与边界条件方程联立求解,求出短路电流及其他分量。

方法二:基于公式计算
5.三相短路电流计算: IK(3)=UN2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}。

式中IK(3)——三相短路电流、安。

UN2变压器二次侧额定电压,对于127、380、660伏电网,分别取133、400、690伏。

∑R、∑X 短路回路内一相的电阻、电抗的总和,欧。

6.二相短路电流计算:IK(2)=UN2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}式中。

IK(2) ——二相短路电流、安。

7.三相短路电流与二相短路电流值的换算:IK(3)=2 IK(2)/√
3=1.15 。

IK(2)或IK(2)=0.866 IK(3)。

此外,对于不同电压等级,短路电流的计算也有所不同。

例如,若电压等级为6kV,则短路电流等于9.2除以总电抗X∑;若电压等级为10kV,则等于5.5除以总电抗X∑。

短路电流计算的方法

短路电流计算的方法

短路电流计算的方法1.检测法:这种方法是通过实际测量电力系统的电气参数来计算短路电流。

通常需要使用一些特殊的设备,如短路电流表、电阻箱和电流互感器等。

通过对电流、电压和阻抗等参数的测量,可以计算出电力设备的短路电流。

2.基于电力系统参数的计算法:这种方法是通过已知的电力系统参数和设备规格,按照一定的计算公式进行计算。

其中一个常用的计算方法是基于阻抗的计算法。

根据电力设备的电阻和电抗参数,以及电力系统中的电流和电压,可以通过相应的计算公式计算出短路电流。

3.基于电气网络模型的计算法:这种方法是通过建立电力系统的电气网络模型,利用网络解析的方法进行计算。

常用的电气网络模型有阻抗模型、节点模型和支路模型等。

通过建立系统的拓扑模型、设备的参数和系统元件之间的关系,可以利用网络分析的方法计算出短路电流。

4.软件模拟计算法:这种方法是借助电力系统仿真软件进行短路电流计算。

通过建立电力系统的拓扑结构、设备参数和系统元件之间的关系,并对电力设备的运行情况进行模拟,可以得到短路电流的计算结果。

常用的电力系统仿真软件有PSCAD、DIgSILENT、NEPLAN等。

在实际应用中,通常会综合使用以上不同的短路电流计算方法,以提高计算的精度和准确性。

在计算短路电流时,需要考虑电力系统中各个设备的额定电流、接线方式、电阻和电抗参数、系统的拓扑结构和运行情况等因素。

同时,还需要考虑短路电流的对称和非对称性,以及设备的热稳定性和机械强度等要求。

总之,短路电流计算是电力系统设计和运行中的重要环节,不同的计算方法可以在不同的情况下得到准确的计算结果。

合理计算和分析短路电流,对于确保电力系统的安全稳定运行,保护设备的安全使用具有重要的意义。

短路电流计算方法

短路电流计算方法

8 短路电流计算短路电流计算方法短路电流计算主要是为选择断路器的遮断电流确定送电线路对通信线电磁危险影响及电网电厂主接线的比选。

现代电力系统短路电流计算都是应用计算机进行计算,这里只介绍计算的基本关系及资料,不涉及计算程序及上机操作。

高压系统短路电流计算标么值的基本关系根据电力系统规划设计中确定或推荐的系统接线图,求出各元件(发电机、变压器、电抗器、线路等)的阻抗值。

为了计算方便,一般均换算成“标么值”。

通常取用基准容量j S =1000MVA ,基准电压j U 一般取用各级的平均电压。

标么值的基本关系如下j j j I U S 3=(811) p j U U =(812) j j j U S I 3=(813) S U I U Z jj jj 23== (814)式中 j S ——基准容量,MVA ;j U ——基准电压,kV ;p U ——电网各级平均额定电压,kV ;j I ——基准电流,kA ;j Z ——基准阻抗,Ω。

我国电力系统各级电压的平均额定电压取值如表811所示。

表811 我国电力系统各级电压的平均额定电压电压、电流、容量和阻抗的标么值可由下列各式确定j U U U =* (815)I S U I I I j j j 3==* (816) j S S S =* (817)Z U S Z Z Z j j j 2==* (818)系统元件电抗标么值的计算由于短路电流计算一般略去组件的电阻,故下面仅计算组件的电抗标么值。

(1)正序电抗的计算:1)同步电机n j d S S X X ⨯''=''*100(%)1 (819)2)变压器n j K S S U X ⨯=*100(%)1 (8110)3)架空线路及电缆线路211j j U S X X =* (8111)4)串联电抗器jn n j k U U I I X X ⨯⨯=*100(%)1 (8112) 5)并联电抗器221j j n n U S S U X ⨯=* (8113)a )高压短路电流计算一般只计及各组件的电抗。

电力系统的短路电流计算

电力系统的短路电流计算

电力系统的短路电流计算电力系统的短路电流计算是电力工程中一个非常重要的环节,它可以帮助工程师确保电力系统的运行安全和稳定。

短路电流计算通常涉及到电力系统的拓扑结构、电气设备的参数以及电源的特性等多个方面,本文将详细介绍短路电流计算的方法和步骤。

一、短路电流计算的目的短路电流计算的主要目的是确定电力系统中的各个节点、支路以及设备上出现短路时所产生的电流大小,从而判断设备和电气系统是否能够承受这些电流并确保系统的正常运行。

通过短路电流计算,我们可以评估电力系统的稳定性、选择合适的保护设备以及确定设备参数和系统结构等重要工作。

二、短路电流计算的方法1. 传统短路电流计算法传统的短路电流计算法主要通过手工计算实现,通常包括以下几个步骤:首先,需要确定电力系统的拓扑结构,包括各个节点的连线关系和支路连接情况;其次,需要收集系统中各个设备的参数,如电流互感器、变压器、发电机等的额定值以及阻抗等参数;然后,根据短路电流计算公式,对各个节点进行计算,并确定电流的大小和方向;最后,通过对计算结果的分析,判断系统的稳定性和是否需要采取相应的措施进行改进。

2. 计算软件辅助短路电流计算法随着计算机技术的不断发展,短路电流计算方法也得到了很大的改进。

现在,我们可以利用专业的电力系统计算软件来辅助进行短路电流的计算。

这些软件可以根据用户输入的电力系统拓扑结构和设备参数,自动进行计算并输出结果。

相比传统的手工计算方法,计算软件的优势在于可以大大提高计算效率和准确性,并且可以处理更加复杂的电力系统结构和参数。

三、短路电流计算的步骤无论是传统的手工计算方法还是计算软件辅助计算方法,短路电流计算的步骤大体上是相似的,下面是一个典型的短路电流计算的步骤:1. 收集系统参数:包括电力系统的拓扑结构、设备参数以及电源特性等信息。

2. 建立短路电流模型:根据系统参数,建立电力系统的等值电路模型,主要包括发电机、线路、变压器、负荷等元件。

短路电流计算公式

短路电流计算公式

短路电流计算公式短路电流计算是为了评估电力系统中发生短路故障时的电流大小,以便设计合适的保护设备。

在进行短路电流计算时,首先需要了解系统的参数,包括额定电压、电阻、电抗以及线路参数等。

本文将介绍三种常用的短路电流计算方法:对称分量法、节点分析法和改进拓展节点分析法。

一、对称分量法1.对称分量介绍对称分量法基于对称量的概念,将三相电路中的不对称故障转化为对称故障计算,进而得到短路电流。

对称分量有正序、负序和零序三种,其中正序分量与系统运行在正常条件下的情况相对应,负序分量通常与系统中的不平衡故障相关,零序分量则与系统中的接地故障相关。

2.对称分量法计算步骤(1)确定对称分量系数根据系统的对称分量系数公式,计算出正序、负序和零序的分量系数。

(2)计算正序分量将现有系统与对等系统相连,使用正序分量系数公式计算正序分量。

(3)计算负序分量将现有系统与对等系统相连,使用负序分量系数公式计算负序分量。

(4)计算零序分量将现有系统与对等系统相连,使用零序分量系数公式计算零序分量。

(5)计算短路电流将正序、负序和零序分量相加,得到总的短路电流。

二、节点分析法1.节点分析介绍节点分析法是一种计算电力系统节点电压和电流的方法。

在短路电流计算中,可以使用节点分析法计算短路电流的幅值和相位。

2.节点分析法计算步骤(1)确定系统节点将电力系统划分为多个节点,包括母线节点、支路节点和负载节点等。

(2)列出节点电压方程根据各个节点的电压关系,列出节点电压方程。

(3)列出支路电流方程根据支路的电流关系,列出支路电流方程。

(4)将方程整理为矩阵形式将节点电压方程和支路电流方程整理为矩阵形式,并求解该矩阵方程组。

(5)计算短路电流根据节点电流和电压的关系,计算短路电流的幅值和相位。

三、改进拓展节点分析法1.改进拓展节点分析介绍改进拓展节点分析法是节点分析法的一种改进方法,用于计算电力系统中的短路电流。

相比于传统的节点分析法,改进拓展节点分析法考虑了电源阻抗,并且可以应用于更加复杂的电力系统。

短路电流的计算及步骤

短路电流的计算及步骤

短路电流的计算及步骤一、短路电流的计算步骤:1、首先绘出计算电路图2、接着,按所选择的短路计算点绘出等效电路图二、短路电流的计算方法:1、欧姆法2、标幺制法三、采用欧姆法进行三相短路电流的计算根据设计的供电系统图1-1所示。

电力系统出口断路器为SN10-10Ⅲ型。

可计算本饲料厂变电所高压10KV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

图1-11.k-1点的三相短路电流和短路容量(U=10.5KV)(1)计算短路电流中各元件的电抗及总电抗1)电力系统的电抗:由附表8查得SN10-10Ⅲ型短路器的断流容量S=750MV·A,因此X===0.1472)架空线路的电抗:由表3-1得X=0.35/km,因此X=X l=0.35 (/km)5km=1.753)绘k-1点短路的等效电路图,如图1-2(a)所示,图上标出各元件的序号(分子)和电抗值(分母),并计算其总电抗为:X= X+ X=0.147+1.75=1.897图1-2 短路等效电路图(欧姆法)(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值===3.18 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =3.18kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=2.55=2.553.18kA=8.11kA=1.51=1.513.18kA=4.8kA4)三相短路容量==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A2 K-2点的短路电流和短路容量(U=0.4KV)1)电力系统的电抗===2.132)架空线路的电抗==0.35(/km) 5km=2.543)电力变压器的电抗:由附录表5得%=5,因此X===84) 绘k-2点短路的等效电路图,如图5-2(b)所示,图上标出各元件的序号(分子)和电抗值(分母),并计算其总电抗为:= X+ X+ X//= X+ X+=6.753(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值===34.04kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =34.04kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=1.84=1.8434.04kA=62.64kA=1.09=1.0934.04 kA=37.11Ka4)三相短路容量==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A综上所述可列短路计算表,如下表1-1工厂变配电所的选择第一节工厂变配电所类型、所址的选择一、变配电所的任务便配电所担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务。

短路电流计算方法

短路电流计算方法

短路电流计算方法
短路电流是指电路中发生故障(例如电线断路、电器短路等)时流经故障点的电流。

在电路设计和安全保护中,计算短路电流是非常重要的一项工作。

计算短路电流的方法主要有以下几种:
1. 简化法:此方法适用于小型电路或近似计算。

首先,将电源内阻视为零,短路时电源电压等于短路电流与总电路电阻之积;然后,将电路分为串联部分和并联部分,对电路进行简化,逐步计算得到短路电流。

2. 节点电流法:此方法适用于相对复杂的电路。

将电路图转化为节点电流方程组,然后通过解该方程组得到各节点电流,最终得到短路电流。

3. 对称电路法:此方法适用于对称的电力系统。

通过电路的对称性质,简化电路的计算过程,得到短路电流。

无论使用哪种方法,计算短路电流的关键是要准确地考虑电路中各元件的参数,包括电压、电流、电阻等。

此外,还需考虑电源的特性,如内阻、源电压等。

只有在准确地获得这些参数后,才能进行有效的计算和分析,确保电路的安全运行。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Iz、ish、Ish和I∞的意义
三相短路电流主要计算量
I ish I sh I
"
1)次暂态短路电流 指短路瞬时,短路电流周期分量电流为最大幅值时所对应 I" 的有效值。 即当
t0
时,短路电流周期分量的有效值: —短路瞬间周期分量的幅值
2
I
"
" I Pm
I
" Pm
三相短路电流主要计算量
2)短路冲击电流
Id IN
x N
Sd SN
注意,在电抗器的计算中,因为 Ud Uav U N ,所以 不能用此公式计算电抗标么值,见下面的说明 。
标么制的定义
标么值公式小结: (1)基准值关系---第一套公式
S 3UI
Id
Sd
3U d
xd
Ud 3I d

2 Ud Sd
U 3 IX
Ik3 ?
x ''3 x1-3 x2-3 x3
I k3 U av3 3x ''3
短路电路总阻抗基准标么值的计算
显然,上述计算比较复杂,我们可以证明,如果取各电 压级的平均电压作为该级的基准电压 (U d U av ),则求出电 Sd 抗标么值 ( x d x 2 ) 在各电压级是相等的,即无需归 U av 算。 U U
I " —短路电流次暂态值
—短路电流冲击系数
3.2 三相短路过渡过程分析
三相短路电流主要计算量
3)短路冲击电流有效值 I
Sh
指发生短路后的第一个周期,全短路电流(包括周期, 非周期)的有效值。
I Sh 应为一个周期T内,两个分 根据有效值的定义, 量电流瞬时值的均方根值,即:
I sh
1 T

T
ish
(sh—shock)
第一个周期全电流峰值。 即 t=T/2 带入(3-3)式得:
ish I Pm I Pm e
I Pm (1 e
K Sh 1 e
0.01 T
a
Tt
a
t T 2
(T 20ms
"
0.01 Ta
) 2 I K sh
t T 2 10ms 0.01s)
4)短路电流稳态值
I
指短路进入稳定状态后,短路电流的稳态有效值。
如前所述,无限大容量电源供电系统发生三相短路时,短路 电流周期分量的幅值始终不变( U m =常数)则有
I I I Pt
"
I Pt —短路电流周期分量在任意时刻t的有效值
标么制的定义
Um 恒 从上面的公式推导看出,在无限大容量电源系统, 定,因此,求出短路点以前的阻抗,就可计算出 :
即:
Ad
A Ad
A—有名值
Ad —任意选定的基准值,与A同单位(d—datum)
例如:有名值为 360V 及 400V 的电压值,若选定电压基准 值 Ud 400V 时,则基准标么值 U d 分别为0.9及1.0 如果基准值取设备的额定值,则其标么值叫做额定 标么值,表示为
AN
A AN
Sd
aV
短路电路总阻抗基准标么值的计算
在实际的电力系统中,电压等级是不同的,它们之
间通过变压器联接。在计算短路电流时,需要求出短路点与 本级电源之间的总电抗。为此应该把不同电压等级的电抗, 归算到短路点所在的电压等级,之后才能相加。
线路1 线路2
U av3
T2
线路3
K
x1
T1
x2
x3
Ik3 ?
(2)基准标幺值计算---第二套公式
S d
S Sd U Ud S SN
; ; ; ;
I d
xd
I Id
x xd
I
3U d Sd
Sd
U *d S N U *N
x U2
d
(3)额定标幺值计算---第三套公式
I N
I IN
I
x xN
3U N SN
SN
N
标么制的定义
② 基准电压 U d 的选择:
在需要计算某一电压等级电网中的短路电流时,取该
级电网的额定电压作为基准电压。但由于网路中有电压降 ,所以同一电压等级的网络中各处的电压是不一样的。 为简化计算,在工程计算中习惯上采用平均额定电压 ( U )代表该级电压,从而认为同一等级中的各元件的额
av
定电压具有同一值。即 Ud U N Uav
(3)电抗器 电抗器的主要采用限制短路电流,所以它的电抗数 值在线路中占的比重较大。厂家给出的参数是:电抗器 的额定电压 U NL ;电抗器的额定电流 I NL ;电抗器的 额定电抗的百分比 X L %
XL%
XL X NL
100
X NL
XL X NL

XL % 100
由于有些电抗器的额定电压与它们安装处的平均电 压相差很大(如额定电压为 10KV 的电抗器,可以装在 Sd x X 6.3KV的线路上)。所以则不能用 公 dL NL S NL 式, 必须用:
U2
d
2 UN
U d U N xd x N x N
Sd SN
短路电路各元件电抗基准标么值的计算
实际电力系统中各电气元件的电抗表示法并不一样,应将 它们换算成统一的基准值。
(1) 发电机
厂家给出的参数是额定容量 S ,额定电压 U N ,以及 NG 以 SNG ,U N 为基准的在短路起始瞬间的电抗额定标么值 ①选用 S 及 U 为基准,所以应将转换为基准标么值, d d
av 1 kT1 U av 2
2 kT2 U av av 3
线路1
线路2
线路3
K
x1
Uav1
U av 2 U av3 Sd 3 Sd 2 Sd 1 首先说明,由于变压器是一个功率传送元件,如果略去变 压器本身的功率损耗,则一次侧容量和二次侧容量是等值 的,无需折合。即
T1
x2
T2
x3
Sd1 Sd 2 Sd 3 Sd
标么制的定义
(3)标么值的选择 应用标么值计算时,首先需要基准值,然后将网络中 电气元件的同一类参数都换算成所选定的基准值为基准的 标么值。那么,如何选择基准值呢? 在计算短路电流中,通常选择容量 Sd 和电压U d 作为设 定基准值。则基准电流 I d 和基准电抗 X d 分别为:
Id
Sd 3U d
标么制的定义
(2) 供电系统的标么值 对于三相供电系统,计算三相对称的短路电流时,可 按一相进行,各部分的阻抗也按一相来确定。 根据功率方程和欧姆定律,S,I(线电流),U(线电 压),X之间的关系如下:
S 3UI
U 3 IX
基准值之间也必须符合上述关系。所以当任意选定两个 量的基准值之后,其余的两个量也就确定了。
x0 --可查附录表
②电阻: R R0l
其标么值为: x
d

x xd
x0l U 2
Sd
aV
(U d U aV)
U aV—线路导线所在的那一级的平均额定电压(V或KV)
R0 —线路每公里的电阻值, km
R0 1S
—导线的电阻率,
S--为导线面积,可查表得或计算
Rd R0 l U 2
U1 U2 U3 用电设备 U1
Uav
UN
标么制的定义
供电系统的各级电压的平均额定电压规定如下:
额定电压(KV) 平均电压(KV) 22 23 110 115 35 37 10 10.5 6 6.3 3 3.15 0.22/0.38 0.23/0.4
(4)额定标么值与基准标么值的转换 如果不加特殊说明,资料中(手册等)给定的某些电气 设备的标么值均指额定标么值。如果计算时,采用基准 标么值,则应把额定标么值归算标么值,它们之间的换 算关系如下:
短路电路总阻抗基准标么值的计算
(1)电抗 x1 在第1段的标么值为
x1d x1 U 2
Sd
av 1
(2)利用折算方法求 x1 在第3段的标么值 ① x1 折合到第3段的有名值为。
x13 x
1 1 k2 T1
1 2 kT 2
x1 (
U av 2 2 U av 3 2 U av1 U av 2
短路电流计算方法
• 短路电流次暂态值Iz ,它是指短路瞬时,短路电流周期分量 电流为最大幅值时所对应的有效值。此值通常用来作继电保 护的整定近似和校验断路器的额定断流量。 • 短路电流冲击值ish,它是指在发生最大短路条件下,短路后 0.01s时,短路电流所出现的最大瞬时值。此值通常用来校 验电气设备的动稳定性。 • 短路电流冲击有效值Ish,是指发生短路后的第一个周期内, 全短路电流的有效值。此值通常用来校验电气设备的动稳定 性。 • 短路电流稳态值I∞,它是指短路进入稳定状态后,短路电流 的稳态有效值。对于无限大容量电源系统的三相短路,I∞= Iz。此值通常用来校验电器和线路中载流部分的热稳定性。
xd =
Ud 3Id
=
2 Ud Sd
(应用例:已知 Sd ,U d 可求
Id
和 Xd )
标么制的定义
① 基准容量 Sd 的选择: • 可选择某一元件(如发电机或变压器)的额定容量。
Sd SNG or Sd SNT
• 可选择某个整数(如100MVA或1000MVA—10个倍数)。
Sd 100(MVA) or Sd 1000(MVA)
)(
) x(
标么制的定义
短路计算中经常遇到的四个物理量的标么值可按下列各式 求出。
相关文档
最新文档