高低压短路电流计算方法.doc

高压短路电流计算方法 在供电系统中，出现次数较多的严重故障是短路。所谓短路是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。 进行短路计算时，先要知道短路电路的电参数，如电路元件的阻抗、电路电压、电源容量等，然后通过网络变换求得电源到短路点之间的等值总阻抗，最后按照公式或运算曲线求出短路电流。 短路电路的电参数可以用有名单位制表示，也可以用标么制表示。有名制一般用于1000V以下低压网络的短路电流计算，标么值则广乏用于高压网络。 短路电流计算的基本假设 为了简化分析和计算，采取一此合理的假设以满足工程计算的要求，通常采取以下假设： 1、忽略磁路的饱和与磁滞现象，即认为各元件的感抗为一常数。 2、忽略各元件的电阻。高压电网的各种电气元件，其电阻一般比电抗小得多，在计算短路电流时，即使R＝，略去电阻所求得的短路电流仅增大5％，这在工程上是容许的。但电缆线路或小截面架空线路当R＞时，电阻不能忽略。此外，在计算暂态过程的时间常数时，电阻不能忽略。 3、忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相之间短接所经过的电阻，如被外来物体短接时，外来物的电阻，接地短路的接地电阻，电弧短路的电弧电阻等。一般情况下，都以金属性短路对待，只是在某此继电保护的计算中才考虑过渡电阻。 4、整个系统是三相对称的，仅不对称故障点是例外。 短路电流计算时的运行方式的考虑： 最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。 最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。 短路电流计算应计算出的数据： 1、故障点的三相短路电流和两相短路电流。 2、短路电流冲击值，即短路电流最大可能的瞬时值。 用ch＝2.55I 冲击电流主要用于校验电气设备和载流导体的电动力稳定性。 3、短路全电流的最大有效值，短路电流在某一时刻的有效值是指以时刻t为中心的的一个周期内短路全电流的均方根值。 用Ich=1.52I 短路电流最大有效值常用于校验电气设备的电动力稳定性。 4、短路容量，一般定义为短路处的额定电压和短路电流周期分量所构成的三相功率。 用Sd=UeIch 采用标么值计算： 我们在工程计算时采用标么值时，首先选择基准值，通常为计算方便Sj选择100MVA,基准电压为各级平均电压Up,我们把右上标“*”系用来表示标么值。 通常发电机、变压器、电抗器等设备的电抗，在产品目录中均以其额定值为基准的标么值或百分值形式，称为额定标么值，在用标么值进行短路计算时，必须把额定标么值换算为选定基准值下的标么值（称为基准标么值）。 各元件电抗的基准标么值的计算： 1、电源系统 1）基准电压相同，从某一基准容量Sj1下的标么值X*1换算到另一基准容量Sj下的标么值X*： X*＝X*1 2）若已知的是电源母线的短路容量Sd，则系统电抗的基准标么值X*xj为 X*xj＝ 2、变压器 1）电阻不允许忽略时 R*b=ΔP×10-3 式中：ΔP——变压器短路损耗，kW, Seb——变压器的额定容量，MVA。 X*x= = 2) 电阻允许忽略时 X*x= 3、电抗器 X*k=×× 4、输电线路 X*＝X R*＝R 5、短路电流 短路回路中各元件的标么电抗折算出后，即可根据供电系统单线图做出它的等值电路图，然后利用阻抗的等值变换公式简化等值电路，计算出回路的总标么电抗X*Σ，最后根据欧姆定律的标么值形式，计算短路电流周期分量标么值I*d为 I*d＝ 式中U*——电源电压的标么值，在取Uj=Up时， U*＝1，则I*d＝ 在无限容量供电系统中，暂态电流I与短路稳态电流I∞都等于短路电流周期分量，其值可由标么值定义按下式计算： Id=I*dIj 短路电流冲击值 ch＝2.55I 短路全电流的最大有效值 Ich=1.52I 短路容量Sd＝I*dSj 注意事项：在不同电压等级下的元件参数变换为统一基准值下的标么值，计算时取各线段的基准功率相同，基准电压分别选择为本线段的平均电压，可按公式直接算得的基准标么值，不需进行电压折算。 矿井供电低压保护整定计算使用导则 一、解析法计算低压电网短路电流 计算两相短路电流的计算公式为： I＝ ＝R1/Kb2+Rb+R2 =Xx+X1/ Kb2+Xb+X2 式中 I—两相短路电流，A； 、—短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω； Xx—根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω； R1、X1—高压电缆的电阻、电抗值，Ω； Kb—矿用变压器的变压比，若一次电压为6000