短路电流计算

短路电流计算主讲：江素云一.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.即系统阻抗接近于零规定:1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.二：计算方法在介绍标么制计算方法之前必须先了解一些基本概念.1.主要参数Sjz三相容量(MVA)基准值Ik三相短路电流周期分量有效值(KA)x电抗(Ω)Sd短路容量其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键.2.标么值某物理量的标么值是该物理量的实际值与基准值的比值A*=A/Ajz•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),(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=100MVA•基准电压比所在电路电压高5%,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,由Ijz=Sjz/1.73Ujz各级电压的基准电流即可计算出(2)标么值计算短路电流标么值:Ik/Ijz=U/﹙1.73*X*Ijz﹚=Xjz/X=1/X*(总电抗标么值的倒数).•3、无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流有效值:Ik=Ijz*I*=Ijz/X*(KA)短路容量:Sd=1.73*U*Ik=1.73*U*Ijz/X*=Sjz/X*(掌握了上知识,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;•下面介绍两种方法,一种“口诀式”的计算方法,另一种公式法.4．公式法求主要元件的电抗标么值系统电抗标么值Xs*=Xs/XJZ=U2*Sjz/(Soc*Ujz2)=Sjz/Soc变压器电抗标么值XT*=XT/Xjz=UK%U2Sjz/(100*SN*Ujz2)=UK%*Sjz/(100*SN)架空线路及电缆电抗标么值Xwl*=Xwl/Xjz=X0*L*Sjz/Ujz25．“口诀式”简化算法【1】系统电抗标么值的计算系统电抗，百兆为一。容量增减，电抗反比。100除系统容量，系统容量单位：MVA例：基准容量100MVA。当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100＝1系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200＝0.5系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/∞＝0系统容量应由当地供电部门提供。当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量。【2】变压器电抗标么值的计算•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35KV3200KVA变压器的电抗标•X*=7/3.2=2.1875•一台10KV1600KVA变压器的电抗标么值•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。不同电压等级有不同的值。【3】架空线路及电缆电抗标么值的计算•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：10KV6KM架空线。架空线路电抗•X*=6/3=2•10KV0.2KM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【4】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=50MVA。•短路容量单位：MVA【5】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•Ik=9.2/2=4.6KA。•短路电流单位：KA三、举例：•某供电系统如图所示。无限大容量电力系统出口断路器QF的断流容量为300MVA。工厂变配电所装有2台并列运行的SL7-800/10型变压器。试用标么制法计算所示供电系统中K-1点K-2点的三相短路电流和短路容量。•解：确定标么值的基准。•取KVUKVUMVASjzjzjz4051010021.,.,KAKVMVAUSIjzjzjz50551031003111.).(KAKVMVAUSIjzjzjz1444031003222).()(1、计算短路电路中各主要元件的电抗标么值。•电力系统：已知Soc=300MVA因此X1*=100MVA/300MVA=0.333架空线路：X2*=0.38Ω/KM×7KM×100MVA/(10.5KV)2=2.413电力变压器：查《电工手册》得Uk%=4.5因此：X3*=X4*=4.5×100×1000KVA/(100*800kVA)=5.62５２、计算k-1的短路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值：x∑(k-1)*=x1*+x2*=0.333+2.413=2.75三相短路电流有效值：Ｉk-1＝Ijz1/X∑(k1)*=5.50KA/2.75=2KA短路容量：Sk-1=SJZ/X∑(k1)*=100MVA/2.75=36.4MVA3、计算k-2的短路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值：x∑(k2)*=x1*+x2*+X3*//X4*=0.333+2.413+5.625=5.559三相短路电流有效值:Ik-2＝Ijz2/X∑(k-2)*=144KA/5.559=26KA短路容量:Sk-2=SJZ/X∑(k-2)*=100MVA/5.559=18MVA四、总结：用标么制法进行短路计算的步骤：（１）绘制短路计算电路图并根据短路计算的目的确定短路计算点（２）选定标么值的基准，取Sjz=100MVA,Ujz=1.05UN,求出所有短路计算点电流的基准值Ijz（３）计算短路电路的所有元件的电抗标么值（４）绘出短路电路的等效电路图（５）针对各短路计算点分别简化电路，求出总电抗标么值，然后按有关公式计算所有的短路电流和短路容量习题：•某供电系统如图所示。无限大容量电力系统出口断路器QF的断流容量为300MVA。工厂变配电所装有1台并列运行的SL7-800/10型变压器。试用标么制法计算所示供电系统中K-1点K-2点的三相短路电流和短路容量。