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1、短路电流的简易计算 短路电流short-circuitcurrent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较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。 短路电流分类 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
2、性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障较多，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较大瞬时值，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
3、。 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. 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、
4、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. 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
5、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
6、于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算较特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz=100MVA 基准电压UJZ规定为8级.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV 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200MVA时,其标么值容量 S*=200/100=2. 电
7、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(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=2.55Id(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
