短路电流计算

C－电压系数，取 1.0(当选择设备时取 1.05) RS ， RT ， Rb ， RL －分别为系统、变压器、低压母线及配电电缆的正序电阻 m X S ， X T ， X B , X L －分别为系统、变压器、低压母线及配电电缆的正序电抗 m 6(10)kV 系统阻抗对低压系统短路电流计算结果影响很小，本计算中短路容量都按
3
6) 其他 10kV 电动机提供的反馈电流 运行的 10kV 电动机额定容量 Pn=19258×0.89/0.75=22852.8kW 运行的 10kV 电动机额定电流 In=22852.8/( 3 ×0.89×0.96×10)=1544.3A 短路电流 I″=6.5×1.5443=10.04KA 冲击电流 ip= 2 ×1.50×10.04=21.29kA 7) 短路电流汇总 I″=17.538+6.332+2.515+4.143+0.86+10.04=41.25kA I0.1=17.538+5.04+1.995+1.43+0.25+4.10=30.35kA40kA ip=44.64+16.96+6.756+9.96+2.07+21.29=101.7kA≈100kA 1.3.3 表。 1.4 短路电流计算示例 2 继电保护用最大运行方式，总变 10kV 母线短路运行方式特征同示例 1，但不计 10kV 异步电机反馈电流，发电机和同步电动机的电流衰减曲线同前。 1.4.1 1.4.2 基础数据 同例 1，不计所有 10kV 异步电机反馈电流。 计算结果 I″=17.538+6.532+2.585=26.65kA I0.10=17.538+5.04+1.995=24.57kA ip=44.64+17.55+6.94=69.13kA 1.5 短路电流计算示例 3 继电保护用最小运行方式，总变 10kV 母线短路运行方式特征： a 系统为最小方式，110kV 侧短路容量 Smin=839.6MVA(0.1191j) b 两台主变分列运行 c 15MW 发电机不运行 d 不计 3 台同步电动机的短路电流 e 不计 10kV 异步电机反馈电流 1.5.1 基础数据 110kV 系统短路容量 Smin=839.6MVA(0.1191j) 主变压器 40MVA，110/10.5kV，阻抗 10.3% 1.5.2 计算结果 仅为系统提供的短路电流 I”=I0.1=I=5.5/(0.1191+0.2575)=5.5/0.3766=14.60kA 2 ip= 2 ×1.8×14.6=37.16kA 低压配电系统短路电流计算 三相短路
2
S=3410×0.80/(0.89×0.96)=3193kVA
其余异步电机总计算负荷 S=36000－8488=27512kVA， 按统计 10kV 负荷约为 70%计， Pjs=27512×0.70=19258kVA
运行的 10kV 电动机额定容量 Pn=19258×0.89/0.75=22850 kW(取平均轴功率 75%)
ip= 2 ×1.9×1.787=4.801kA (上述有名值已换算成 2 台电机的数值) 4) 主风机 15500kW 电动机提供的反馈电流 基础数据：15500kW，I= 1035.8A，cos=0.90，η=0.96，Ks=4.0 I″=4×1.0358=4.143kA ip= 2 ×1.70×4.143=9.96kA 5) 造粒机 3410kW 提供的反馈电流 基础数据:3410kW，cos=0.88，＝96%，In=233A，Ks＝3.68 I″=3.68×0.233=0.86kA ip= 2 ×1.70×0.86=2.07kA
4
Fra Baidu bibliotek
基本结论： 总变电所 10kV 开关柜选用 40kA 断路器可以满足要求；详见短路电流计算结果汇总
2.1 短路电流计算公式 2.1.1
I '' Z = R2 X 2 式中 Un－额定电压，380V
CU n 3Z
kA
RS RT Rb RL 2 X S X T X b X L 2
c 15MW 发电机运行 d 全厂满负荷运行（反馈电流为最大值） 计算总变电所 10kV 母线短路电流 1) 系统提供的短路电流 I″=I0.10=I∞=5.5/(0.0561+0.2575)=5.5/0.3136=17.538kA ip= 2 ×1.8×17.538=44.64kA 2）发电机提供的短路电流—按汽轮发电机运算曲线求得。 发电机出线电缆为 3(3240)铜芯交联聚乙烯电缆，长 260m，则 XL=(0.0790.2618.75)/(1003)=0.00128，计算电抗 Xc=0.1702+0.00128=0.1715 查汽轮发电机运算，曲线得：
1
1.1 短路电流源组成及计算特点 1.1.1
1.2.3 用于继电保护灵敏度校验 应当选用可能的最小运行方式，不计电动机的反馈电流。详见以下示例。 1.3 短路电流计算示例 1 计算某炼厂总变电所 10kV 母线短路电流 1.3.1 基础数据 1）某炼厂阻抗：最大方式 0.0561j；(最小方式 0.1191j) （换算成总变 110kV 母线短路容量：最大 1782.5MVA；最小 839.6MVA） 2）主变压器 40MVA，额定变比 110/10.5kV，阻抗 10.3%，有载调压，共两台，正常 分列运行。阻抗标么值 Xt=0.103100/40=0.2575 3）余热发电机一台：QFW-15-2A，15MW，10.5kV，cos=0.80，In=1031A，Y 接， Xd”=0.1702，Xd’=0.2487，Xd=2.174，X2=0.1726，X0=0.081，R%=0.252 发电机接入总变电所 10kV 母线Ⅱ段。 4）同步电动机 全厂共 5 台,正常运行 3 台，接入二联合 10kV 母线，参数如下： a 新氢压缩机 2 台，运行 1 台。 1800kW，10kV，cos=0.90，In=124.2A，300r/min， Xd”=0.1798，Xd’=0.3104，Xd=1.10，X/R=40.25 b 重整氢增压机 3 台，运行 2 台。 2150kW，10kV，cos=0.90，In=142.7A，300r/min， Xd”=0.168，Xd’=0.247，Xd=1.0846，X/R=45.60 5) 大型异步电动机 a 主风机 15500kW 电动机 基础数据：15500kW，10kV，I= 1035.8A，cos=0.90，η=0.96，Ks=4.0 接入总变电所 10kV 母线 I 段(9000kW 备用主风机不计入短路计算) b c 聚丙烯造粒机 3410kW，cos=0.88，＝96%，In=233A，Ks＝3.68 其他 10kV 中、小型异步电动机 全厂总计算负荷按 36000kVA (正常主变平均负载率 45%) 同步电动机计算负荷 S=(2150×2+1800)×0.75/(0.9×0.96)=5295kVA 造粒机计算负荷 则： 10kV 计算负荷 1.3.2 短路计算 运行方式按：用于电气设备选择与校验的最大方式，对于本例具体为： a 系统为最大方式，110kV 侧短路容量 Smax=1782.5MVA(正序阻抗 0.0561j) b 一台主变压器运行
ip= 2 ×1.9×6.332=17.01kA 3）同步电动机提供的短路电流——按汽轮发电机运算曲线求得。 a 新氢压缩机 1800kW，运行一台，额定容量 S= 3 ×124.2×10=2151kVA=2.151MVA 线 路 阻 抗 ： 电 缆 3(3185) ， 765m ， XL=(0.02092.151)/100=0.00045 ， 计 算 电 抗 Xc=0.1798+0.00045=0.1803 t=s 0 0.01 0.06 0.10 0.15 0.20 0.50 1.0 1.5 ∞ I 6.02 5.844 5.122 4.697 4.346 4.016 3.288 2.944 2.659 0.90 I=kA 0.728 0.702 0.635 0.583 0.540 0.499 0.408 0.372 0.330 0.112 ip= 2 ×1.9×0.728=1.96kA b 重整氢增压机，2150kW，运行两台 额定容量 S= 3 ×142.7×10=2471.6kVA=2.471MVA，额定电流=142.7A 线路阻抗：电缆 3(3185)，765m，XL=(0.02092.471)/100=0.000516 计算电抗 Xc=0.168+0.000516=0.1685 查汽轮发电机运算曲线，得 t s I I kA 0 6.446 1.787 0.01 6.262 1.734 0.06 5.430 1.547 0.10 4.954 1.412 0.15 4.577 1.304 0.20 4.20 1.197 0.50 3.373 0.961 1.0 3.01 0.858 1.5 2.686 0.765 ∞ 0.909 0.258
t=s I I=kA 0 6.336 6.332 0.01 6.165 6.156 0.06 5.350 5.516 0.10 4.888 5.040 0.15 4.523 4.663 0.20 4.152 4.281 0.50 3.370 3.474 1.0 2.993 3.086 1.5 2.679 2.762 ∞ 0.465 0.48
短路电流计算
企业电气系统短路电流计算的目的，用于 1)电气接线方案的比较与选择；2）电气设 备（包括限制短路电流的设备）和导体的选择与校验；3）接地装置的设计与中性点接地 方式的选择；4）继电保护整定和灵敏度校验；5）计算软导线的短路摇摆；6）计算分裂 导线间隔棒的间距（次挡距的长度） ；7）验算接地装置的接触电压和跨步电压；8）大、 中型电动机的起动。 为了达到上述目的，需计算出下列短路数据： I”-三相短路电流周期分量第一周期的有效值（次暂态短路电流、超瞬变电流） ；用 来做继电保护整定计算和校验断路器的额定开断电流；在断路器的额定开断电流较系统的 短路电流大出很多时，为了简化计算，可用超瞬变电流进行选择。 I0.1”-过去，一般是采用短路电流的超瞬变电流周期分量有效值选 择断路器。由于断路器多在(2^-3)个周波之后开断，此时短路 电流的周期分量和非周期分量己有所衰减，故用实际开断时间较 为符合实际情况。而且，按此时间计算的非周期分量所占周期分 量的百分比亦较正确。在断路器的额定开断电流较系统的短路电 流大出很多时，为了简化计算，也可用超瞬变电流进行选择。 1 6-10kV 系统短路计算 供电系统提供的短路电流，通常这是短路电流的主要部分；由于企业变电所属于电 力系统最末端变电所，按短路电流不随时间衰减考虑。 1.1.2 企业自备发电机提供的短路电流，大多数为单机容量较小的以汽定电机组；由于离 短路点较近，应按汽轮发电机衰减曲线计算；值得注意的是，采用 EDSA 程序计算 的结果与按设计手册计算结果有一定的出入。 1.1.3 1.1.4 企业用电负荷中的同步电动机，应按附加电源处理，即应按同步发电机的运算曲线 计算短路电流。 企业用电负荷中的异步电动机，主要指 6-10kV 电动机的反馈电流，该反馈电流衰 减很快，通常对设备的分断能力不构成威胁，但对设备的动稳定和关合电流影响较 大。380V 电动机的反馈电流对 6-10kV 系统的影响一般可以忽略，但采用 EDSA 程 序计算时，仍然可看出其影响。 1.2 运行方式的选取 1.2.1 用于电气设备的选择与校验 应当选用有可能出现、能提供最大短路电流的运行方式，要计及电动机的反馈电流， 并留有适当发展余地（如负荷增长） ，但不考虑两台主变压器因倒闸操作短暂并列的运行 方式。 （见 DL/T5222 导体和电器选择设计技术规定） 1.2.2 用于继电保护整定计算 应当选用有可能出现、能提供最大短路电流的运行方式，但不计及异步电动机的反馈 电流。