短路电流计算

1 8. 短路电流计算 张震超 上海市政工程设计研究院 副总工 教授级高级工程师 65985848*5703 Email：zhang_zc.zs@smedi.com 培训组织：上海电器科学研究所信息中心 联系电话：021-32250955 网址：www.kaiguandianqi.com TopSage 附注 大家网：http://www.topsage.com 8. 短路电流计算 2 8.1 短路电流计算方法（掌握） 概述 短路电流计算目的 n 电气接线的比较和选择 n 选择和校验电气设备 n 选择和校验载流导体 n 继电保护的选择与整定 n 接地装置的设计及确定中性点接地方式 n 计算软导线的短路摇摆 n 确定分裂导线间隔棒的间距 n 验算接地装置的接触电压和跨步电压 n 大、中型电动机的起动 8. 短路电流计算 3 8.1 短路电流计算方法（掌握） 概述 主要短路数值及用途 n I2－次暂态短路电流，继保整定和断路器额定断充容量 n Ich－三相短路电流第一周期全电流有效值，校验电器和母线的动稳 定及断路器额定断流容量 n ich－三相短路冲击电流，校验电器和母线动稳定 n I∞－三相短路电流稳态有效值，校验电器和导体热稳定 n SZ”－次暂态三相短路容量，校验断路器遮断容量 n S∞－稳态三相短路容量，校验电器和导体热稳定 8. 短路电流计算 4 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 基准值基本关系，常取Sj=100MVA，Uj各级的平均电压 标么值基本关系，有名值与基准值之比 jjj IUS 3= Pj UU = j j j U S I 3 = j j j j j S U I U Z 2 3 == jS SS =* 8. 短路电流计算 5 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 电器元件的电抗标么值 n 发电机（或电动机） n 变压器 jU U U =* I S U I I I j j j 3 * == Z U S Z Z Z j j j 2== n jd S SX X ´= 100 %"" *1 n jK S SU X ´= 100 % *1 8. 短路电流计算 6 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 n 架空线及电缆 n 串联电抗器 式中　Sn、Un、In－元件的额定容量(MVA)、电压(kV)、电流(kA) 　 X”d%－发电机（或电机）次暂态电抗自分值 　 UK%－变压器阻抗电压百分值或电抗器电抗百分值 网络简化 n 对称关系法：同电位的点可以连接，其间电抗器可去除 n 网络变换 w 串联阻抗可相加 w 并联阻抗 21*1 j j U S XX = 2*1 3100 % 100 % j jnK j n n jK U S In UU U U I IX X ´´=´´= 21 XXX Z += 21 21 XX XXX Z + ×= 8. 短路电流计算 7 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 w 三角形　　星形 n 分布系数法 Xnd－任一电源n和短路点d间的转移电抗 XZ－短路点总组合电抗 Cn－电源n的分布系数 L XLMXNL N M XMN L XL XN N M XM NLMNLM NLLM L XXX XX X ++ = NLMNLM MNLM M XXX XX X ++ = NLM NLM NLML N XXX XX X ++ × = n Z nd C X X = 8. 短路电流计算 8 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 Ind－电源n供给的短路电流 Id－短路点总短路电流 w 例： dnnd ICI = I1d X1 X2 I2d X3Id X4 X1d d Id d Id X2 d I1d I2d X2dX3 8. 短路电流计算 9 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 21 21 4 XX XX X + = 21 21 343 XX XX XXXX Z + +=+= 21 2 1 4 1 XX X X X C + == 21 1 2 4 2 XX X X X C + == (1) (2) (3) (4) (5) dd ICI 11 = 1 1 C X X d S= 2 2 C X X d S= dd ICI 22 = 8. 短路电流计算 10 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 三相短路电流的周期分量（无限大容量电源Xjs≥ 3） 三相短路冲击电流 ich及全电流最大有效值 Ich Kch－短路电流冲击系数，远离发电厂点为1.8， * * = dd d X I 1" j j djdd U S IIII 3 """ *** == * * =×== dd j jdjdd X S SIUIS "3" " "2 dchch IKi = "2)1(21 dchch IKI -+= 55.22 =chK 8. 短路电流计算 11 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.1 高压系统短路电流计算 计算步骤 n 确定基准容量，一般取Sj=100MVA，Uj=Up n 绘制主接线系统图，标出计算短路点 n 绘制相应阻抗图，并各元件归算到标么值 n 经网络变换等计算短路点的总阻抗标么值 n 计算三相短路周期分量及冲击电流等 8. 短路电流计算 12 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.2 低压系统短路电流计算[65] 计算条件 n 短路电流周期分量不衰减 n 计入短路电路各元件的有效电阻 n 一般可以不考虑非周期分量 n 计算三相最大短路电流时，导体计算温度取为20℃ ；计算单相短路， 一般取20℃时电阻的1.5倍 n 计算过程采用有名单位制 n 计算三相短路电流时，计算电压cUn，c为1.05，计算单相接地故障 电流时，c取1.0 三相和两相短路电流的计算 n 短路电流周期分量有效值 22 2303/ " kkk n XRZ cU I + == kA 8. 短路电流计算 13 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.2 低压系统短路电流计算[65] n 短路冲击电流ich n 短路全电流最大有效值Ich w 2≥ Kch≥ 1 n 异步电动机提供的短路冲击电流Ich.M n 两相短路电流I”k2=0.866I”k3 n 两相短路稳态电流Ik2=0.866Ik3 kA"2IKi chch = 2)1(21" -+= chch KII kA rMqMMchMch IKKI .. 29.0= kA 8. 短路电流计算 14 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.2 低压系统短路电流计算[65] 单相短路（包括单相接地故障）电流计算 n 单相接地故障电流的计算：TN接地系统 n 相线与中性线之间短路的单相短路电流I”k1的计算 低压网络电路元件阻抗的计算 TN接地系统低压网络的零序阻抗等于相线的零序阻抗与三倍保 护线的零序阻抗之和 n 高压侧系统阻抗 ppp n k ZXR U I jjj 2203/ " 221 = + = kA W´= m S cU Z s n s 3 2 10 " )( 8. 短路电流计算 15 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.2 低压系统短路电流计算[65] n 10(6)/0.4kV三相绕组配电变压器的阻抗 n 低压配电线路的阻抗 w 线路零序阻抗的计算 3 2 2 10-´ D = rT r T S PU R 22 TTT RZX -= r rk T S Uu Z 2 100 % ×= pZZZ ),0()0()0( 3 · × ·· += j 8. 短路电流计算 16 8.1短路电流计算方法（掌握） 8.1.2 低压系统短路电流计算[65] w 线路相保阻抗的计算公式 n 导线阻抗的具体计算方法 w 导线电阻计算 n 导线直流电阻 n 导线交流电阻 n 导线实际工作温度 w 导线电阻抗计算 2 2 p pp XRZ jjj += · 　 W= 　qRKKR ljjfj W j A LCR qq r＝ aPC K qqq +D= 2 z j D D X lg1445.0'= 8. 短路电流计算 17 8.3 影响短路电流的因素及限制短路电流的措施 8.3.1 影响短路电流的因素 8. 短路电流计算 18 8.3 影响短路电流的因素及限制短路电流的措施 8.3.2 限制短路电流的措施 电力网结构方面 系统运行方面 设备方面 其他方面