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
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.。
单相短路电流计算公式
单相短路电流计算公式在电力系统运行中,单相短路电流是一项重要的参数,用于评估电路和设备的能力来承受系统中的故障电流。
单相短路电流通常指的是在系统中只有一条相线出现短路故障时的电流。
1.短路电流的计算公式:公式1:I=U/Z其中I:短路电流(单位:安培,A)U:电源电压(单位:伏特,V)Z:总阻抗(单位:欧姆,Ω)该公式适用于计算直接短路情况下的短路电流,即电源直接连接到短路点。
2.考虑电源阻抗的短路电流计算公式:公式2:I=U/(Zs+Zt)其中I:短路电流(单位:安培,A)U:电源电压(单位:伏特,V)Zs:短路点阻抗(单位:欧姆,Ω)Zt:电源阻抗(单位:欧姆,Ω)该公式适用于考虑了电源阻抗的短路电流计算,即在电源与短路点之间存在阻抗的情况下。
3.考虑变压器的短路电流计算公式:公式3:I=U/(Zs+Zt/Zv)其中I:短路电流(单位:安培,A)U:电源电压(单位:伏特,V)Zs:短路点阻抗(单位:欧姆,Ω)Zt:电源阻抗(单位:欧姆,Ω)Zv:变压器短路阻抗(单位:欧姆,Ω)该公式适用于考虑了变压器短路阻抗的短路电流计算,即在电源、变压器与短路点之间都存在阻抗的情况下。
在实际的电力系统中,单相短路电流的计算还涉及到更多的参数和考虑因素,如线路长度、电缆电阻、电源类型等。
此外,还需要选择合适的电源模型和阻抗模型。
需要注意的是,以上提到的公式只是计算短路电流的一种常用方法,实际计算中应根据具体情况选择合适的公式,并仔细考虑各项参数及其相互关系。
此外,短路电流的计算结果还需要与设备的额定短路电流进行对比,确保设备能够安全运行。
总结起来,单相短路电流的计算是电力系统设计和运行中的一项重要任务,需要考虑多个参数和因素。
以上提到的公式仅为常用的计算方法,实际计算中应根据具体情况选择合适的公式,并进行详细的计算和分析。
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
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
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是指当发生故障时,电力系统中出现异常电流的现象。
短路电流的计算是电力系统设计和保护的重要内容,对确保电力系统的安全运行起着至关重要的作用。
下面将详细介绍短路电流的计算方法。
短路电流的计算是通过分析电路的参数和拓扑结构来进行的。
一般来说,短路电流的计算需要考虑以下几个方面的因素:电网示数、网络阻抗、负载特性和保护装置设置。
下面将逐个进行介绍。
第一步是确定电网示数。
电网示数是指电源的电压和频率。
在短路电流的计算中,需要根据电网示数选择合适的计算公式和参数。
第二步是确定电路的网络阻抗。
网络阻抗是指电源到故障点之间的电流路径的阻抗。
一般来说,网络阻抗可以通过对电路进行电气参数测量或者通过使用模型进行计算来确定。
第三步是确定负载特性。
负载特性是指故障点附近的负载对短路电流的影响。
负载特性可以通过实际测量或者使用负载模型来确定。
第四步是确定保护装置的设置。
保护装置的设置是为了在发生故障时及时切断短路电流,以保证电力系统的安全运行。
保护装置的设置需要考虑短路电流的大小和持续时间。
保护装置的设置可以根据标准规范或者经验来进行。
在确定了以上几个方面的因素后,可以按照以下步骤进行短路电流的计算:1.根据电网示数选择合适的计算方法和参数。
一般有对称分解法、复序电流法和矩阵计算法等。
2.根据电路的拓扑结构和网络阻抗进行电流的计算。
可以采用简化的等效电路模型,也可以使用详细的电气参数进行计算。
3.根据负载特性对计算结果进行修正。
负载特性对短路电流的影响主要是通过负载阻抗对网络阻抗的改变来体现的。
4.根据保护装置的设置要求进行短路电流的判断。
判断短路电流是否超过了保护装置的额定容量,以确定是否需要切断电路。
需要注意的是,在实际的短路电流计算中,可能还会考虑一些其他的因素,比如电压的调整、变压器的影响、线路间的互感耦合等。
这些因素可能会对短路电流的计算结果产生影响,需要在计算过程中进行适当的修正。
总之,短路电流的计算是电力系统设计和运行中非常重要的一项工作。
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
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.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, 10.5, 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 (KC-1)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。
三相短路电流计算公式
三相短路电流计算公式
三相短路电流计算公式如下:
1)短路定律:Isc=√3∗V1/Z
(其中:Isc为三相电网短路电流,V1为额定电压,Z为三相短路阻抗)
2)此法比较简单:Isc=√3∗V/X
(Isc为三相电网短路电流,V为电压,X为三相的短路无功电容的总和)
3)直流分母法:Isc=√3∗PN/(V1^2+Xdc^2)
(其中:P、N分别为三相正负号,V1为额定电压,Xdc为三相的短路直流阻抗的总和)
4)万能表达式:Isc=√3∗V1/[1+(2Xd/Xq)+(Xdn^2/Xq^2)]
(其中:V1为额定电压,Xd为三相短路直流阻抗,Xq为三相短路无
功电容,Xdn为三相短路谐振频率电容)
5)基础公式:Isc=√3∗V1/sqrt(Z1^2+Z2^2/3)
(其中:V1为额定电压,Z1、Z2分别为三相一母线的电阻抗)。
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。
第一节 短路电流的计算方法
第一章一般规定第一节短路电流的计算方法第一条选择短路保护装置的整定电流时,需计算两相短路电流值,可按公式(1)计算:U eI 2d= 2【√(∑R)2+(∑X)2】(1)∑R=R1/K 2b+R b+ R2∑X=X x+X1/K 2b+X b+ X2式中I 2d--------两相短路电流,A;∑R、∑X------短路回路内一相电阻、电抗值的总和Ω;X x----根据三相短路容量计算的系统电抗值,见附录二表1, Ω;R1、X1----- 高压电缆的电阻、电抗值, 见附录二表2, Ω;K b-----矿用变压器的变压比,若一次电压为60000V,二次电压为400、690、1200V时,变比依次为15、8.7、5;当一次电压为3000V,二次电压为400V时,变压比为7.5;R b、X b -----矿用变压器的电阻、电抗值, 见附录六表19, Ω;R2、X2 -----低压电缆的电阻、电抗值, 见附录三表5, Ω;U e-----变压器二次侧的额定电压,对于380V网路, U e以400V计算; 对于660V网路, U e以690V计算; 对于1140V网路, U e以1200V计算; 对于127V网路, U e以133V计算。
利用公式(1)计算两相短路电流时,不考虑短路电流周期分量的衰减,短路回路的接触电阻和电弧电阻也忽略不计。
若需计算三相短路电流值,可按公式(2)计算:I 3d= 1.15 I2d式中I 3d-----三相短路电流,A。
第二条两相短路电流还可以利用计算图(或表)查出。
此时可根I 3 d变压器的容量、短路点至变压器的电缆换算长度,及系统电抗、高压电缆的折算长度,从附录一或附录四中查出。
电缆的换算长度可根据电缆的截面、实际长度,从附录三表6中直接查到,也可以用公式(3)计算得出。
L H= K1L1+ K2L2+....+ K n L n+L x+K g L g(3)式中L H-----电缆总的换算长度,m;K1、K2…. K n-----换算系数,各种截面电缆的换算系数可从附录三表6中查得; L1、L2…. L n-----各段电缆的实际长度,m;L x----系统电抗的换算长度,见附录二表3,m;K g-----6kV电缆折算至低压侧的换算系数, 见附录二表4,m;L g-----6kV电缆的实际长度,m;电缆的换算长度,是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低电缆换算到标准截面的长度,在380V、660V、1140V系统中,以50mm2作为标准截面,在127V系统中,以4mm2作为标准截面。
短路电流计算方法—注册电气工程师供配电专业
短路电流计算方法—注册电气工程师供配电专业短路电流是指电路中产生短路时所流过的电流,短路电流的大小对于电气系统的运行至关重要。
短路电流大到一定程度就会引起设备的损坏、电气火灾等危险后果。
因此,对短路电流进行计算和分析是电气工程师必须要掌握的技能之一。
一、短路电流的定义短路电流是由于电气系统中某一段短路而导致的电路中所流过的电流。
电流在短路点处突然变得非常大,此时的电气系统可能出现安全隐患,有可能引起电气火灾事故。
二、短路电流的计算方法短路电流的计算方法不止一种,下面我们就以故障电路为例,分别介绍两种常用的计算方法。
1. 故障电流法所谓故障电流法,是通过假设电气系统的电源电压不变,而单个发生故障装置的电流流过的情况下,来计算短路电流的大小。
在故障点产生短路后,电流的路径发生变化,电流的大小也会增加,故障点前后的电流之比就是短路电流的大小。
2. 阻抗折算法阻抗折算法是指用同等感性把电动力负荷变成”等效电抗器”来求出故障电流的方法。
具体来说,就是将发生故障的电气系统把负荷替换成一个等效阻抗,再用等效阻抗和电源电压对应,根据欧姆定律计算电路中的电流值,最终得到的结果即是短路电流的大小。
这种方法相对于故障电流法比较准确,但计算过程相对较为复杂。
三、短路电流计算的重要意义短路电流的计算工作在电气系统的设计中是非常重要的一步。
准确的短路电流计算可以帮助电业工程师正确选取电气设备,也可以避免电气系统的故障和安全隐患。
因此,学会短路电流的计算方法是每个电业工程师必须掌握的技能之一。
再次强调,正确的短路电流计算对于电气系统的运行至关重要,电气工程师应该严格按照国家标准进行计算,并不断地学习和更新电气知识,进一步提高自身的技能水平。
短路电流的计算方法
短路电流一.短路电流short-circuit current电力系统在运行中,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时流过的电流。
其值可远远大于额定电流,并取决于短路点距电源的电气距离。
例如,在发电机端发生短路时,流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10~15倍。
大容量电力系统中,短路电流可达数万安。
这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
三相系统中发生的短路有 4 种基本类型:三相短路,两相短路,单相对地短路和两相对地短路。
其中,除三相短路时,三相回路依旧对称,因而又称对称短路外,其余三类均属不对称短路。
在中性点接地的电力网络中,以一相对地的短路故障最多,约占全部故障的90%。
在中性点非直接接地的电力网络中,短路故障主要是各种相间短路。
发生短路时,电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态,一般需3~5秒。
在这一暂态过程中,短路电流的变化很复杂。
它有多种分量,其计算需采用电子计算机。
在短路后约半个周波(0.01秒)时将出现短路电流的最大瞬时值,称为冲击电流。
它会产生很大的电动力,其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。
短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。
它为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。
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, 10.5, 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 (KC-1)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。
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。
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5.1 概述 5.2 短路过渡过程和短路电流计算 5.3 标幺值和短路回路的等值阻抗 5.4 高压电网短路电流计算 5.5 低压电网短路电流计算 5.6 短路容量及其讨论
5.1 概述
➢ 短路定义 电力系统某处相与相或相与地直接的“短接”。
➢ 产生原因 1.电气设备、元件的绝缘损坏 2.自然原因 3.人为事故误操作
在高压供电系统中通常取Ksh =1.8; 低压供电系统中如容量为以下车间变电所的出口处发 生短路,常取Ksh =1.3。
2.短路冲击电流有效值
(用来校验设备在短路冲击电流下 的热稳定性)
短路冲击电流有效值指的是短路后的第一个周期内短路
全电流的有效值。
为了简化计算,可假定非周期分量在短路后第一个周期
ik
iz
i fi
I PM
sin(t
k ) IM
sin(
0 ) IPM
sin(
t
k ) e
3.无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线如下图:
ik
iz
ifi
i,u
sh i
fi(0) i
u
u
i
O
0.01s
2I∞
t(ωt)
z(0) i
i0
正常运行状态
暂态
稳态
三相短路全电流的特征值
在工程计算中,当电源系统的阻抗不大于短路回路 总阻抗的5%~10%,或者电源系统的容量超过用户容 量的50倍时,可将其视为无穷大容量电源系统。
目的:简化短路计算
二、 无穷大容量系统三相短路暂态过程
1、正常运行
R∑
X∑
k(3)
RL
XL
短路前电路中电流为:
G
iW
I M
sin(t
0
)Q电源
式中:
a)
➢ 简化假设 1. 负荷用恒定电抗表示或略去不计 ; 2. 在高压网络中各元件均用纯电抗表示 ; 3. 系统除不对称故障处出现局部不对称外,其余部分 是 三相对称的 。
5.2 短路过渡过程和短路电流计算
一、无穷大容量系统
无穷大容量系统:指电源内阻抗为零,供电容量相
对于用户负荷容量大得多的电力系统。不管用户的负 荷如何变动甚至发生短路时,电源内部均不产生压降, 电源母线上的输出电压均维持不变。
二、基准值的选取
各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程
式。,也就是说在三相电路中,电压、电流、功率和阻抗的
基准值Uj、 Ij 、 Sj 、 Zj要满足下列关系:
S j 3U jI j
U j 3I jZj
一般选取容量和电压的基准值Sj和Uj, 基准容量:工程设计中通常取 S j 100MVA 基准电压:通常取元件所在电压等级的平均额定电压为
内恒定不变,取该中心时刻t=0.01s的电流值计算。对于周
期分量,无论是否为无穷大容量电源系统,在短路后第一个
周期内都可认为是幅值恒定的正弦量。所以
I sh 3.短路功率
1
T
T
2 T
( ik max
)2 dt
2
1 2( K sh 1 )2 I P
短路功率又称为短路容量,它等于短路电流有效值同短路 点所在电压等级的平均电压(一般用平均额定电压)的乘积。 其物理意义为无穷大容量电源向短路点提供的视在功率。
1. 短路电流冲击值 (用来校验电气设备短路时的动 稳定性)
短路电流冲击值,即在发生最大短路电流的条件下, 短路发生后约半个周期出现短路电流最大可能的瞬时值。
ish ik( t0.01s ) IPM ( 1 e0.01/ ) KshIPM 2KshIP
式中Ksh称为冲击系数,取决于R、L,1≤ Ksh ≤2。
期分量的初始值ຫໍສະໝຸດ 。i fi 0由于电路中存在电感,而电感中的电流不能突变,
则短路前瞬间(用下标0-表示)的电流i0-应该等于短 路发生后瞬间(用下标0+表示)的电流i0+,将t=0分
别代入短路前后的电流表达式,可得
C
I M
sin(
0
)
I PM
sin(
k
)
因此,短路的全电流为
t
ik iz ifi IPM sin(t k ) IM sin( 0 ) IPM sin( k )e
➢ 短路类型
1.三相短路(a) 2.两相短路(b) 3.单相接地(c,d) 4.两相接地 (e,f)
电源 0
A
I(k3)
B
I(k3)
C
I(k3)
k(3) 负荷 1.三相短路(a)
a)
电源 0
2.两相短路(b)
A
Ik(2)
B
Ik(2)
C
k(2)
负荷
b)
3.单相接地(c,d)
A
电源 0
B
C
Ik(1)
Sk 3Uav I p
5.3 标幺值和短路回路的等值阻抗
一、标幺制和标幺值
标幺制: 是相对单位制的一种,在标幺制中各物理 量都用相对值表示。
标幺值= 有单位的实际值 和实际值同单位的基准值
A*
A Aj
注:标幺值是一个没有单位的相对值,通常用带* 的上标以示区别。
在供配电系统短路计算时,一般涉及电压、电流、 视在功率和阻抗四个基本参数。
电源 负荷 0
k(1)
c)
4.两相接地 (e,f)
电源 0
A
(1,1)
B
Ik
C
Ik(1,1)
k(1,1)
电源
负荷
0
e)
A
B
C
Ik(1)
N
d)
A
(1,1)
B
Ik
C
Ik(1,1)
负荷
k(1)
k(1,1)
负荷
f)
➢ 短路电流计算的目的 1.选择和校验各种电气设备; 2.合理配置继电保护和自动装置 ; 3.作为选择和评价电气主接线方案的依据 。
I M—— 短路前电流的幅值
I M
Um
/
( R R )2 ( X X )2
—0 — 短路前回路的阻抗角 0 arctg( X X ) /( R R )
—— 电源电压的初始相角,亦称合闸角;
2、短路时
R∑
X∑
短路后电路中的电流应满足: u G
ik
Ri k
L dik dt
Um sin(t )
➢ 短路的危害
1. 短路电流的热效应使设备急剧发热,可能导致设备过 热损坏;
2. 短路电流产生电动力,可能使设备永久变形或严重损 坏;
3. 短路时系统电压大幅度下降,严重影响用户的正常工 作;
4. 短路可能使电力系统的运行失去稳定; 5. 不对称短路产生的不平衡磁场,会对附近的通讯系统
及弱电设备产生电磁干扰,影响其正常工作 。
短路的全电流可以用下式表示
b)
t
ik iz i fi IPM sin(t k ) Ce
式中:—I—PM短路电流周期分量的幅值,
I PM Um /
——k 短路后回路的阻抗角,
—T—fi 短路回路时间常数,
k
arctg X R
Tfi
X R
L R
R2 X 2
C ——积分常数,由初始条件决定,即短路电流非周