Ⅰ 短路計算的具體步驟是什麼
短路 一般計算短路電流,計算短路電流有兩種方法:歐姆法和標幺值法。
一、歐姆法:首先計算阻抗(z) 根再根據據i=u/√3*z。z=√(r²+x²)計算。 r為總電阻,x為總阻抗。
包括線路中的元件、變壓器等。 至於元件 電阻和阻抗怎麼計算,還是查資料比較容易理解。
Ⅱ 供配電系統設計中怎麼計算短路電流
一、供電網路中發生短路時,很大的短路電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞,同時使網路內的電壓大大降低,因而破壞了網路內用電設備的正常工作.為了消除或減輕短路的後果,就需要計算短路電流,以正確地選擇電器設備、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件。
二.計算條件
1.假設系統有無限大的容量.用戶處短路後,系統母線電壓能維持不變.即計算阻抗比系統阻抗要大得多。
具體規定: 對於3~35KV級電網中短路電流的計算,可以認為110KV及以上的系統的容量為無限大.只要計算35KV及以下網路元件的阻抗。
2.在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對於架空線和電纜,只有當其電阻大於電抗1/3時才需計入電阻,一般也只計電抗而忽略電阻。
3. 短路電流計算公式或計算圖表,都以三相短路為計算條件.因為單相短路或二相短路時的短路電流都小於三相短路電流.能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。
三.簡化計演算法
即使設定了一些假設條件,要正確計算短路電流還是十分困難,對於一般用戶也沒有必要.一些設計手冊提供了簡化計算的圖表.省去了計算的麻煩.用起來比較方便.但要是手邊一時沒有設計手冊怎麼辦?下面介紹一種 「口訣式」的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法.
在介紹簡化計演算法之前必須先了解一些基本概念.
1.主要參數
Sd三相短路容量 (MVA)簡稱短路容量校核開關分斷容量
Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡稱短路電流校核開關分斷電流
和熱穩定
IC三相短路第一周期全電流有效值(KA) 簡稱沖擊電流有效值校核動穩定
ic三相短路第一周期全電流峰值(KA) 簡稱沖擊電流峰值校核動穩定
x電抗(Ω)
其中系統短路容量Sd和計算點電抗x 是關鍵.
2.標么值
計算時選定一個基準容量(Sjz)和基準電壓(Ujz).將短路計算中各個參數都轉化為和該參數的基準量的比值(相對於基準量的比值),稱為標么值(這是短路電流計算最特別的地方,目的是要簡化計算).
(1)基準
基準容量 Sjz =100 MVA
基準電壓 UJZ規定為8級. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV
有了以上兩項,各級電壓的基準電流即可計算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4
因為 S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144
(2)標么值計算
容量標么值 S* =S/SJZ.例如:當10KV母線上短路容量為200 MVA時,其標么值容量
S* = 200/100=2.
電壓標么值 U*= U/UJZ ; 電流標么值 I* =I/IJZ
3無限大容量系統三相短路電流計算公式
短路電流標么值: I*d = 1/x* (總電抗標么值的倒數).
短路電流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)
沖擊電流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC沖擊系數,取1.8
所以 IC =1.52Id
沖擊電流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)
當1000KVA及以下變壓器二次側短路時,沖擊系數KC ,取1.3
這時:沖擊電流有效值IC =1.09*Id(KA)
沖擊電流峰值: ic =1.84 Id(KA)
掌握了以上知識,就能進行短路電流計算了.公式不多,又簡單.但問題在於短路點的總電抗如何得到?例如:區域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業變電所變壓器的電抗,等等.
一種方法是查有關設計手冊,從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標么值.求得總電抗後,再用以上公式計算短路電流; 設計手冊中還有一些圖表,可以直接查出短路電流.
下面介紹一種 「口訣式」的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法.
4.簡化演算法
【1】系統電抗的計算
系統電抗,百兆為一.容量增減,電抗反比.100除系統容量
例:基準容量 100MVA.當系統容量為100MVA時,系統的電抗為XS*=100/100=1
當系統容量為200MVA時,系統的電抗為XS*=100/200=0.5
當系統容量為無窮大時,系統的電抗為XS*=100/∞=0
系統容量單位:MVA
系統容量應由當地供電部門提供.當不能得到時,可將供電電源出線開關的開斷容量
作為系統容量.如已知供電部門出線開關為W-VAC 12KV 2000A 額定分斷電流為40KA.則可認為系統容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系統的電抗為XS*=100/692=0.144.
【2】變壓器電抗的計算
110KV, 10.5除變壓器容量;35KV, 7除變壓器容量;10KV{6KV}, 4.5除變壓器容量.
例:一台35KV 3200KVA變壓器的電抗X*=7/3.2=2.1875
一台10KV 1600KVA變壓器的電抗X*=4.5/1.6=2.813
變壓器容量單位:MVA
這里的系數10.5,7,4.5 實際上就是變壓器短路電抗的%數.不同電壓等級有不同的值.
【3】電抗器電抗的計算
電抗器的額定電抗除額定容量再打九折.
例:有一電抗器 U=6KV I=0.3KA 額定電抗 X=4% .
額定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 電抗器電抗X*={4/3.12}*0.9=1.15
電抗器容量單位:MVA
【4】架空線路及電纜電抗的計算
架空線:6KV,等於公里數;10KV,取1/3;35KV,取 3%0
電纜:按架空線再乘0.2.
例:10KV 6KM架空線.架空線路電抗X*=6/3=2
10KV 0.2KM電纜.電纜電抗X*={0.2/3}*0.2=0.013.
這里作了簡化,實際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關,截面越大電抗越小.
【5】短路容量的計算
電抗加定,去除100.
例:已知短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2, 則短路點的短路容量
Sd=100/2=50 MVA.
短路容量單位:MVA
【6】短路電流的計算
6KV,9.2除電抗;10KV,5.5除電抗; 35KV,1.6除電抗; 110KV,0.5除電抗.
0.4KV,150除電抗
例:已知一短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2, 短路點電壓等級為6KV,
則短路點的短路電流 Id=9.2/2=4.6KA.
短路電流單位:KA
【7】短路沖擊電流的計算
1000KVA及以下變壓器二次側短路時:沖擊電流有效值Ic=Id, 沖擊電流峰值ic=1.8Id
1000KVA以上變壓器二次側短路時:沖擊電流有效值Ic=1.5Id, 沖擊電流峰值ic=2.5Id
例:已知短路點{1600KVA變壓器二次側}的短路電流 Id=4.6KA,
則該點沖擊電流有效值Ic=1.5Id,=1.5*4.6=7.36KA,沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA.
可見短路電流計算的關鍵是算出短路點前的總電抗{標么值}.但一定要包括系統電抗。
Ⅲ 短路電流怎麼計算
短路電流的計算
若6kV電壓等級,則短路電流(單位kA,以下同)等於9.2除總電抗X*∑(短路點前的,以下同); 若10kV電壓等級,則等於5.5除總電抗X*∑; 若35kV電壓等級,則等於1.6除總電抗X*∑; 若110kV電壓等級,則等於0.5除總電抗X*∑; 若0.4kV電壓等級,則等於150除總電抗X*∑。
計算依據的公式是: Id=Ijz/ X*∑ (6)
式中Ijz: 表示基準容量為100MVA時基準電流(kA),6kV取9.2kA,10kV取5.5kA,35kV取1.6kA,110kV取0.5kA,0.4kV則取150kA。
短路電流計算是用於修正由於電路問題產生的過電流。主要發生在三相短路、兩相短路等電路連接方式中。短路電流計算可以避免由過電流造成的供電破壞,以及電機的過大負荷等問題。
短路電流將引起下列嚴重後果:短路電流往往會有電弧產生,它不僅能燒壞故障元件本身,也可能燒壞周圍設備和傷害周圍人員。
Ⅳ 變壓器低壓側短路電流計算值為多少
低壓側的額定電流:100 / (0.4 * √3) = 144.34 A;低壓側的短路電流:144.34 / 0.0191 = 755.7 A。400KVA是一次側的容量。
發生短路常見原因之一是電池的正極與負極被低電阻的導線連接在一起。這時,較大的電流使得電源在短時間內提供大量的能量。強大電流使熱量迅速的產生並大量積累,進而導致電池的爆炸或釋放氫氣和電解質。
較大電流通過的導線也可能過熱,造成絕緣層損壞,引起火災。電動機葉片被卡住,也可能會導致短路。在電氣設備中,短路通常是由於意外或絕緣層脫落。短路還可能會導致電弧的產生。電弧是一種氣體放電現象,電流通過某些絕緣介質(例如空氣)所產生的瞬間火花。它對會對輸電系統、配電系統以及電子設備造成損害。
(4)計算低壓網路短路電流用什麼方法擴展閱讀:
計算條件
1、假設系統有無限大的容量。用戶處短路後,系統母線電壓能維持不變.即計算阻抗比系統阻抗要大得多。具體規定:對於3~35KV級電網中短路電流的計算,可以認為110KV及以上的系統的容量為無限大。只要計算35KV及以下網路元件的阻抗。
2、在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對於架空線和電纜,只有當其電阻大於電抗1/3時才需計入電阻,一般也只計電抗而忽略電阻。
3、短路電流計算公式或計算圖表,都以三相短路為計算條件。因為單相短路或二相短路時的短路電流都小於三相短路電流。能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。
Ⅳ 短路電流如何計算
供電網路中發生短路時,很大的短路電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞,同時使網路內的電壓大大降低,因而破壞了網路內用電設備的正常工作。為了消除或減輕短路的後果,就需要計算短路電流,以正確地選擇電器設備、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件。
二.計算條件
1.假設系統有無限大的容量.用戶處短路後,系統母線電壓能維持不變.即計算阻抗比系統阻抗要大得多。
具體規定: 對於3~35KV級電網中短路電流的計算,可以認為110KV及以上的系統的容量為無限。只要計算35KV及以下網路元件的阻抗。
2.在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對於架空線和電纜,只有當其電阻大於電抗1/3時才需計入電阻,一般也只計電抗而忽略電阻。
3. 短路電流計算公式或計算圖表,都以三相短路為計算條件。因為單相短路或二相短路時的短路電流都小於三相短路電流。能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。
三.簡化計演算法
即使設定了一些假設條件,要正確計算短路電流還是十分困難,對於一般用戶也沒有必要。一些設計手冊提供了簡化計算的圖表.省去了計算的麻煩.用起來比較方便.但要是手邊一時沒有設計手冊怎麼辦?下面介紹一種「口訣式」的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法。
在介紹簡化計演算法之前必須先了解一些基本概念。
1.主要參數
Sd三相短路容量 (MVA)簡稱短路容量校核開關分斷容量
Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡稱短路電流校核開關分斷電流和熱穩定
IC三相短路第一周期全電流有效值(KA) 簡稱沖擊電流有效值校核動穩定
ic三相短路第一周期全電流峰值(KA) 簡稱沖擊電流峰值校核動穩定
x電抗(W)
其中系統短路容量Sd和計算點電抗x 是關鍵.
2.標么值
計算時選定一個基準容量(Sjz)和基準電壓(Ujz).將短路計算中各個參數都轉化為和該參數的基準量的比值(相對於基準量的比值),稱為標么值(這是短路電流計算最特別的地方,目的是要簡化計算).
(1)基準
基準容量 Sjz=100 MVA
基準電壓 UJZ規定為8級. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV
有了以上兩項,各級電壓的基準電流即可計算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4
因為S=1.73*U*I
所以 IJZ
(KA)1.565.59.16144
(2)標么值計算
容量標么值 S*=S/SJZ.例如:當10KV母線上短路容量為200 MVA時,其標么值容量
S* =200/100=2.
電壓標么值 U*=
U/UJZ ; 電流標么值 I*
=I/IJZ
3無限大容量系統三相短路電流計算公式
短路電流標么值: I*d= 1/x* (總電抗標么值的倒數).
短路電流有效值: Id=IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)
沖擊電流有效值: IC
= Id *√1 2 (KC-1)2
(KA)其中KC沖擊系數,取1.8
所以IC =1.52Id
沖擊電流峰值: ic=1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)
當1000KVA及以下變壓器二次側短路時,沖擊系數KC ,取1.3
這時:沖擊電流有效值IC =1.09*Id(KA)
沖擊電流峰值: ic=1.84 Id(KA)
掌握了以上知識,就能進行短路電流計算了。公式不多,又簡單.但問題在於短路點的總電抗如何得到?例如:區域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業變電所變壓器的電抗,等等。
一種方法是查有關設計手冊,從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標么值.求得總電抗後,再用公式計算短路電流; 設計手冊中還有一些圖表,可以直接查出短路電流。
下面介紹一種「口訣式」的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法。
4.簡化演算法
【1】系統電抗的計算
系統電抗,百兆為一。容量增減,電抗反比。100除系統容量
例:基準容量100MVA。當系統容量為100MVA時,系統的電抗為XS*=100/100=1
當系統容量為200MVA時,系統的電抗為XS*=100/200=0.5
當系統容量為無窮大時,系統的電抗為XS*=100/∞=0
系統容量單位:MVA
系統容量應由當地供電部門提供。當不能得到時,可將供電電源出線開關的開斷容量
作為系統容量。如已知供電部門出線開關為W-VAC 12KV 2000A 額定分斷電流為40KA。則可認為系統容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系統的電抗為XS*=100/692=0.144。
【2】變壓器電抗的計算
110KV, 10.5除變壓器容量;35KV, 7除變壓器容量;10KV{6KV}, 4.5除變壓器容量。
例:一台35KV3200KVA變壓器的電抗X*=7/3.2=2.1875
一台10KV1600KVA變壓器的電抗X*=4.5/1.6=2.813
變壓器容量單位:MVA
這里的系數10.5,7,4.5實際上就是變壓器短路電抗的%數。不同電壓等級有不同的值。
【3】電抗器電抗的計算
電抗器的額定電抗除額定容量再打九折。
例:有一電抗器U=6KV I=0.3KA 額定電抗 X=4% 。
額定容量S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 電抗器電抗X*={4/3.12}*0.9=1.15
電抗器容量單位:MVA
【4】架空線路及電纜電抗的計算
架空線:6KV,等於公里數;10KV,取1/3;35KV,取 3%0
電纜:按架空線再乘0.2。
例:10KV 6KM架空線。架空線路電抗X*=6/3=2
10KV 0.2KM電纜。電纜電抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。
這里作了簡化,實際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關,截面越大電抗越小。
【5】短路容量的計算
電抗加定,去除100。
例:已知短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2, 則短路點的短路容量
Sd=100/2=50MVA。
短路容量單位:MVA
【6】短路電流的計算
6KV,9.2除電抗;10KV,5.5除電抗; 35KV,1.6除電抗; 110KV,0.5除電抗。
0.4KV,150除電抗
例:已知一短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2, 短路點電壓等級為6KV,
則短路點的短路電流Id=9.2/2=4.6KA。
短路電流單位:KA
【7】短路沖擊電流的計算
1000KVA及以下變壓器二次側短路時:沖擊電流有效值Ic=Id, 沖擊電流峰值ic=1.8Id
1000KVA以上變壓器二次側短路時:沖擊電流有效值Ic=1.5Id, 沖擊電流峰值ic=2.5Id
例:已知短路點{1600KVA變壓器二次側}的短路電流 Id=4.6KA,
則該點沖擊電流有效值Ic=1.5Id,=1.5*4.6=7.36KA,沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。
可見短路電流計算的關鍵是算出短路點前的總電抗{標么值}.但一定要包括系統電抗。
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短路電流的計算是為了正確選擇和校驗電氣設備,使其滿足電流的動、熱穩定性的要求。對於低壓開關設備和熔斷器等,還應按短路電流校驗其分斷能力。
計算短路電流時,首先要選擇好短路點,短路點通常選擇在被保護線路的始、末端。始端短路點用於計算最大三相短路電流,用於校驗設備和電纜的動、熱穩定性;末端用於計算最小二相短路電流,用於校驗繼電保護整定值的可靠性。
短路電流的計算方法有解釋法和圖表法,主要以解釋法為主。
一、短路電流的計算公式
1、三相短路電流計算:
IK(3)=UN2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}
式中:IK(3) 三相短路電流,安;
UN2 變壓器二次側額定電壓,對於127、380、660伏電網,分別取133、400、690伏;
∑R、∑X 短路迴路內一相的電阻、電抗的總和,歐。
2、二相短路電流計算:
IK(2)=UN2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}
式中:IK(2) 二相短路電流,安;
3、三相短路電流與二相短路電流值的換算
IK(3)=2 IK(2)/√3=1.15 IK(2)
或 IK(2)=0.866 IK(3)
二、阻抗計算
1、系統電抗
XS=UN22/SK
式中:XS 摺合至變壓器二次側的系統電抗,歐/相;
UN2 變壓器二次側的額定電壓,KV;
SK 電源一次側母線上的短路容量,MVA。
XS 、SK 指中央變電所母線前的電源電抗和母線短路容量。如中央變的短路容量數據不詳,可用防爆配電箱的額定斷流容量代替計算。
額定斷流容量與系統電抗值 (歐)
斷流容量MVA 額定電壓 V 25 30 40 50
400 0.0064 0.0053 0.004 0.0032
690 0.019 0.0159 0.0119 0.0095
2、變壓器阻抗(可查參考文獻3附錄六表19-3)
變壓器每相電阻、電抗按下式計算:
RB=ΔP/3IN22=ΔP·UN22/SN2
XB=10UX%·UN22/ SN=10(U K2-UR2)1/2·UN22/
SN
式中:RB、 XB 分別為變壓器每相電阻和電抗值,歐;
UX 變壓器繞組電抗壓降百分值,%;UX =(U K2-UR2)1/2
U K 變壓器繞組阻抗壓降百分值,%;
UR 變壓器繞組電阻壓降百分值,%;UR=[△P/(10·SN)]%
ΔP 變壓器短路損耗,瓦;
UN2、IN2 變壓器二次側額定電壓(KV)和電流(A);
SN 變壓器額定容量,KVA。
線路阻抗可以查表。
這是我以前學習短路電流計算從網上找的資料。
Ⅵ 變壓器低壓側的短路電流如何計算
變壓器低壓側短路電流有一個簡單的計算辦法:
如果變壓器容量是S,低壓側的電壓是U2,變壓器高壓側對低壓側的短路阻抗是Uk%,低壓側的短路電流是 Id2。以下關系是成立:
Id2 = S / U2 / Uk% 注意單位:S=> KVA;U2=> KV;Id2=> A。
Ⅶ 短路電流的計算方法有哪些
1、短路電流的計算 若6kV電壓等級,則短路電流(單位kA,以下同)等於9.2除總電抗X*∑(短路點前的,以下同); 若10kV電壓等級,則等於5.5除總電抗X*∑; 若35kV電壓等級,則等於1.6除總電抗X*∑; 若110kV電壓等級,則等於0.5除總電抗X*∑; 若0.4kV電壓等
Ⅷ 短路電流的一般計算方法有哪幾種啊
在電氣設計中,為了選擇開關的開斷容量,以及對所選元件進行動熱穩定的校驗等。都必須計算短路電流,因此,在電氣設計中,短路電流的計算就必不可少。
知識拓展:
短路電流是電力系統在運行中 ,相與相之間或相與地(或中性線)之間發生非正常連接(即短路)時流過的電流。其值可遠遠大於額定電流,並取決於短路點距電源的電氣距離。
短路是指在正常電路中電勢不同的兩點不正確地直接碰接或被阻抗(或電阻)非常小的導體接通時的情況。短路時電流強度很大,往往會損壞電氣設備或引起火災。
電力系統在運行中,相與相之間或相與地(或中性線)之間發生非正常連接(即短路)時而流過非常大的電流。其電流值遠大於額定電流,並取決於短路點距電源的電氣距離。
例如,在發電機端發生短路時,流過發電機的短路電流最大瞬時值可達額定電流的10~15倍。大容量電力系統中,短路電流可達數萬安。這會對電力系統的正常運行造成嚴重影響和後果。
Ⅸ 電纜的短路電流怎麼計算
電線電纜的常用計算公式護套厚度:擠前外徑×0035+1符合電力電纜,單芯電纜護套的標稱厚度應不小於14mm,多芯電纜的標稱厚度應不小於18m所以一般以每1
mm2銅芯線可以允許通過8低碳生活A~10A的電流計算。在相同的截面積條件下,銅芯線的負載電流值與鋁芯線相比為1雙電纜系統電流耦合效應數值計算在理論研究中,都可以採用一個模型進行計算,即屏蔽層電流對芯線的感應耦合。本文採用的是Vance頻域電纜模型,建立12
編織屏蔽電纜的轉移阻抗
採用Vance的轉移阻抗計算公式,屏蔽層信號對芯線的耦合可以利用轉移阻抗Zr表示,其電纜結構設計與物料用量計算計算公式如下:
G=G0+G~
G~,
=ω*Ctg
G0直流損耗G~交流損耗ω電流頻率C工作電容tg介質損耗角正切2二次傳輸參數
二次傳輸參數是用以表徵傳輸線的特性的參數,它包括特性阻抗ZC,衰減
電線電纜常用計算公式大全PP繩055;棉紗線048
二、導體之外材料計算公式
1護套厚度:擠前外徑×0035+1符合電力電纜,單芯電纜護體積電阻系數
塑料在電場的作用下有泄漏電流通過,泄漏電流通過塑料時的阻力稱為體積電阻。電流通過每1cm3塑料的電
電工電纜功率耗電量計算公式大對於純電阻電路,如電阻絲、燈炮等,可以用電流的平方乘以電阻電壓的平方除以電阻的公式計算,這是由歐姆定律推導如為重疊,則是1K;如為間隙,則是1+K
ρ為材料比重;L為電纜長度;λ絞入系數。
電纜線徑計算方法
電線電纜的規
電壓壓降計算公式是什麼?電纜計算程序工程好助手
計算公式一:按計算電流計算
空氣中:計算電流
電纜樣本空氣載流量×校正系數×樣本空氣溫度
環境空氣溫度
土壤中:計算電流
電纜樣本土壤載流量×校正系數×樣本土壤溫度
環境土壤溫度免費主機空間
計算公式二:按自
計算公式03
×
70
=
17012
33
管路特性方程
根據阻力損失系數公式:
RT
=
式中:
ldx
=
=
=
350
ldp
=
=
1
、一號井Ⅰ路,最大負荷電流取
18
倍電纜的安全載流量。Ilm=18
×
340A
=612A
過電流保護整定計算
引用
采區低壓電網短路電流計算電纜的動、熱穩定性;末端用於計算最小二相短路電流,用於校驗繼電保護整定值的可靠性。
短路電流的計算方法有解釋法和圖表法,主要以解釋法為主。
一、短路電流的計算公式
1
、三相短路電流計算:
IK=UN2
√
3
·
[2+
∑
X電纜電線結構設計與用料計算斜包在線材中主要起屏蔽作用,有時作為同軸電纜的外導體。屏蔽目的是將外界干撓消除,對於同軸電纜,由於有屏蔽層而使計算公式如下
:
G=G0+G~
G~,
=
ω
*Ctg
G0
直流損耗
G~
交流損耗ω
電流頻率
C
工
Ⅹ 短路電流計算相關問題
二 短路的物理過程及計算方法
當突然發生短路時,系統總是由工作狀態經過一個暫態過程進入短路穩定狀態。暫態過程中的短路電流比其穩態短路電流大的多,雖歷時很短,但對電器設備的危害性遠比穩態短路電流嚴重得多。有限電源容量系統的暫態過程要比無限大電源容量系統的暫態過程復雜的多,在計算建築配電工程三相短路電流時,都按無限大電源容量系統來考慮。短路全電流ik由兩部分組成(ik=iz+if):一部分短路電流隨時間按正弦規律變化,稱為周期分量iz;另一部分因迴路中存在電感而引起的自感電流,稱為非周期分量if。
短路沖擊電流(短路電流峰值或短路全電流瞬時最大值)
ich=(1+e-0.01/Ta) I″=KchI″
Kch=1+e-0.01/Ta—短路電流沖擊系數,取決於迴路時間常數Ta=L/R的大小,一般在1.3~18范圍內變化。當高壓迴路發生短路時,因R<X/3故Ta取平均值為0.05s,此時Kch=1.8,ich=2.55I″ 短路沖擊電流周期分量有效值Ich=1.52I″。當低壓電網中發生三相短路時,一般可概地取Kch =1.3 此時 ich=1.84I″ Ich=1.09I″。
I″-t=0時短路電流周期分量有效值,也稱超瞬變短路電流有效值I″= I0.2 =Id
I0.2——短路後0.2s的短路電流周期分量有效值
Id 或I∞——穩態短路電流有效值
在高壓供電系統中常採用標么值(相對值)法和兆伏安(MVA)法來計算短路電流;在低壓供電系統中,常採用有名值法(絕對值法或歐姆法)來計算低壓迴路短路電流。
三 計算實例
現通過實例介紹一下計算三相短路電流的各種方法,然後進行比較。插圖所示為金庄煤礦供電系統接線圖,已知電力部門鮑溝35KV變電所10KV母線最大短路容量為144MVA,其餘參數已分別標在圖上。
兆伏安法即短路容量法,也叫短路功率法,是因在短路計算中以元件的短路容量來代替元件的阻抗而得名。兆伏安法實質上是歐姆法的變形,歐姆法的計算公式:Id=Ub/Z,即短路電流Id大小完全取決於阻抗Z。而短路容量為Sd=Ub2/Z,在無限大電源容量系統中Ub為常數,因此Sd∝1/Z,可見以元件的短路容量來替代其阻抗,與阻抗一樣可表述元件在短路中的作用。
用兆伏安法求出d1、 d2 、d4點的短路電流,計算過程如下:
1 計算各元件的短路容量
1) 電力系統:S1=144MVA
2) 輸電線路:S2=Ub12/x0×L
=10.52/0.341×2.5
=129MVA
3) 下井電纜:S3=Ub12/x0×L
=10.52/0.08×0.7
=1969MVA
4) 地面低壓變壓器:S8=100Se/Ud%
=100×0.8/4.5
=17.8MVA
S9=100Se/Ud%=100×0.63/4.5=14MVA
兩台變壓器分段運行,短路容量按最大一台計算為178MVA。
2簡化電路,計算各短路點三相短路容量及三相短路電流
1)地面變電所10KV母線短路容量及短路電流為:1/Sd1=1/144+1/129,Sd1=68MVA
Id1=Sd1/√3×Ub1
=68/√3×10.5=3.74KA
2)井下中央變電所10KV母線短路容量及母線短路電流為:
1/Sd2=1/144+1/129+1/1969,
Sd2=65.8MVA
Id2=Sd2/√3×Ub1=65.8/√3×10.5
=3.62KA
3)地面變電所04KV低壓母線短路容量及短路電流為:1/Sd4=1/144+1/129+1/17.8,Sd4=14 MVA
Id4= Sd4/√3×Ub2=14/√3×0.4=20.2KA
標么值法也叫相對值法,某一物理量的相對值為該物理量的實際值與某一選定的同單位的基準值之比。基準值有四個,即基準容量(常取 100MVA),基準電壓Ub=105UN,基準電流Ib=Sb/Ub,基準電抗Xb=Ub/Ib=Ub2/Sb。
下面再用標么值法計算d1、 d2 、d4點的短路電流,具體計算步驟如下:
1.選取基準容量為100MVA,當基準電壓為Ub1=10.5KV,基準電流Ib1=100/√3×10.5=5.5KAUb2=0.4KV,基準電流Ib2=100/√3× 0.4=143.3KA
2.計算各元件的電抗標么值(有些元件的電抗標么值可用公式算出,也可查表求出):
電力系統:X1*=Sb/Sn=100/144=0.694
輸電線路:X2*=0.309×2.5=0.773
下井電纜:X3*=0.0726×0.7=0.0508
地面低壓變壓器:
X8*= Ud% Sb/100Se
= 4.5×100×106/(100×800×103)
=5.63
X9*= Ud% Sb/100Se
= 4.5×100×106/(100×630×103)
=7.14
3.計算各短路點的總電抗標么值:
Xd1*=0.694+0.773= 1.467
Xd2*=0.694+0.773+0.0508= 1.52
Xd4*=0.694+0.773+0.0508+5.63
= 7.15
4.d1、 d2 、d4點三相短路電流及短路容量:
Id1= Ib1/Xd1*=5.5/1.467=3.75KA
Sd1=Ub1Id1=×10.5×3.75=65.2MVA
Id2=5.5/1.52=3.6KA
Sd2=×10.5×3.6=65.5MVA
Id4= Ib2/Xd2*=143.3/1.52=20.2KA
Sd4=Ub2 Id2=×0.4×20.2=14MVA
另外也可先求出總電抗標么值後,求出各支路的計算電抗,再求出電流標么值,最後計算各點三相短路電流及短路容量
1)求各支路的計算電抗值分別為
X′d1= Xd1*×144/100=1.467×1.44=2.11
X′d2= Xd2*×144/100=1.52×1.44=2.2
X′d4= Xd4*×144/100=7.15×1.44=10.3
2)根據計算電抗值求出電流標么值
I″ d1=U′/ X′d1=1/ 2.11=0.474
I″d2=U′/ X′d2=1/ 2.2=0.455
I″d4=U′/ X′d4=1/ 10.3=0.097
3) d1、 d2 、d4點三相短路電流及短路容量:
Id1=I″d1 ×I1 =0.474×144/1.732×10.5
=3.75KA
Sd1= I″d1×S1=0.474×144=65.2MVA
同樣可求Id2=3.6KA Sd2= 65.5MVA
Id4=20.2KA Sd4=14MVA
歐姆法又叫有名單位製法,它是由於短路計算中的阻抗都採用有名單位「歐姆」而得名。用歐姆法計算短路電路的總阻抗必須把所有元件阻抗換算成歐姆值,凡通過變壓器互連的網路應各電壓元件的歐姆值統一算到短路點所處電壓的歐姆值。下面用歐姆法求出d1、d2、d4點的短路電流,計算過程如下:
(一)求出d1、d2點的短路電流
1 計算各元件的電抗及總電抗
1) 電力系統的電抗:
X1= Ub12/S1= 10.52/144=0.765Ω
2) 鮑溝變電所至礦變電所架空線路的電抗:
X2= x0×L=0.341×2.5=0.853Ω
3)下井電纜的電抗為:
X3= x0×L=0.08×0.7=0.056Ω
d1短路點的總電抗
Xd1=X1+X2=0.765+0.853=1.618Ω
d2短路點的總電抗
Xd2= X1+X2+X3
=0.765+0.853+0.056=1.674Ω
2.計算各短路點三相短路電流及短路容量
Id1= Ub1/√3×Xd1
=10.5/√3×1.618=3.74KA
Sd1=UbId1=×10.5×3.74=68MVA
Id2=Ub1/√3Xd2=10.5/√3×1.674
=3.62KA
Sd2= Ub Id2=×10.5×3.62=65.8MV
(二)求出d4點的短路電流
1.計算各元件的電抗及總電抗
1) 電力系統的電抗:
X1=Ub22/S1=0.42/144=0.0011Ω=1.1mΩ
2) 鮑溝變電所至礦變電所架空線路的電抗:
X2= x0×L (Ub2 /Ub1)2
=0.341×2.5(0.4 /10.5)2
=0.00124Ω=1.24mΩ
3)下井電纜的電抗為:
X3= 0.08×0.7(0.4 /10.5)2
=0.0000812Ω=0.0812mΩ
4)地面低壓變壓器的電抗為:
X8= Ud%/100×Ub2/ Se
=4.5/100×4002/800000
=0.009=9mΩ
X9=4.5%×4002/630000
=0.0114Ω=11.4mΩ
D4短路點的總電抗
Xd4= X1+X2+X3+X8
=1.11+1.24+0.0812 +9
= 11.43 mΩ
2.計算各短路點三相短路電流及短路容量
Id4=Ub2/√3×Xd4
=400/√3×11.43=20.2KA
Sd4=Ub2 Id4=×0.4×20.2
=14MVA
四 計算方法的比較及說明
三種方法計算結果是相同的,兆伏安法優越性最明顯,特作說明如下:
(一) 兆伏安法計算短路電流,具有運算簡單,不要記憶很多公式,不易出錯等優點,在計算不對稱短路電流及大型電動機起動壓降時更能體現出其簡便准確的優點。兆伏安法計算過程較為簡單:先求出電源元件的短路容量和阻抗元件短路時的通過能力,然後進行網路(串聯、並聯及三角形變星形)簡化計算並求出短路點的短路容量,最後求出三相短路電流。
標么值法計算過程較為繁瑣,計算步驟如下:
(1)按照供電系統圖繪制出等效電路圖,要求在圖上標出各元件的參數。
(2)選定基準容量和基準電壓,並按公式求出基準電流和基準電抗。
(3)求出供電系統各元件的電抗標么值。
(4)求出由電源至短路點的總阻抗X*Ξ
(5)按公式I* =1/ X*Ξ求出短路電流標么值,對無限大電源容量系統,短路電流周期分量保持不變,即I*″ = I*0.2= I* ∞
(6)求出短路電流、短路沖擊電流和短路容量
歐姆法計算過程也較為簡單:先求出各元件的阻抗值,然後根據公式計算出三相短路電流及短路容量。但用歐姆法要注意以下幾點:
1.電力系統的阻抗值,可由當地電業部門供給,但一般電力系統的電阻很小,可略去不計。電力系統的電抗值可由系統變電所高壓饋電母線上的最大短路容量來求出。在高壓電路中,電抗遠比電阻大,所以一般只考慮電抗,不計電阻。而在低壓網路中一般不允許忽略電阻的影響,只有當短路電路的RΞ≤XΞ/3,才允許不計電阻值。低壓網路的短路阻抗一般很小,通常以mΩ計。
2.低壓元件如不太長的電纜和母線、線圈型電流互感器的一次線圈、自動空氣開關的過電流脫扣線圈及開關的觸頭等的阻抗,對低壓短路電流的大小都有影響,但為了簡化計算(使短路電流值偏於安全,容許不考慮占迴路總阻抗不超過10%的元件),在一般短路計算中均可略去不計。
3.在利用標么值法或歐法計算短路電路的阻抗時,假如電路內含有變壓器, 則電路內的各元件的阻抗都應該統一換算到短路計算點的平均額定電壓上去。
(二)在計算短路電流時,電路中各種參數的變化是很復雜的,影響的因素也很多,為簡化計算,在不影響工程計算精確度的情況下,常忽略一些因素的影響。
1.認為變壓器為理想變壓器,不考慮勵磁電流的影響;系統各元件的分布電容忽略不計。
2.以供電電源為基準的電抗標么值大於3,可認為電源容量為無限大的系統,短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。
3.短路前系統應是正常運行情況下的接線方式,不考慮在切換過程中短時出現的接線方式。
4.設定短路迴路各元件的感抗為一常數,計算中只考慮電抗,不考慮有效電阻。只有當網路中總電阻大於總電抗1/3時,才計及有效電阻。
5.假定短路發生在短路電流為最大值的瞬間;所有電源的電動勢相位角相同,電源都在額定負荷下運行。
(三)當電網短路時,非同步電動機有時可能向短路點反饋電流,因為短路時,電網電壓下降,若電動機離短路點較遠時,其電勢可能小於外加電壓,電動機繼續從電網吸收功率,僅是電動機轉速下降而已。當電動機電勢大於外加電壓,此時電動機和發電機一樣,向短路點饋送電流。但由於反饋電流將電動機迅速制動,所以反饋衰減很快。當非同步電動機的容量較小時,對短路沖擊電流影響較小,一般不予考慮。只有在靠近短路點處有大於1MW以上的電動機,或接於一處總容量大於1MW的幾台電動機,在計算短路沖擊電流時,才把它們當作附加電源來考慮。
當電動機端頭處發生三相短路時,電動機的反饋沖擊電流ich=KchE*″/X*″In
Kch—電動機反饋電流沖擊系數,對高壓電機取1.4~1.6,對低壓電動機可取1。
E*″—非同步電動機次暫態電勢標么值,取0.9
X*″—非同步電動機次暫態電抗標么值,一般約為0.17,若知電動機起動電流,則X*″=In/IQ
In —非同步電動機額定電流In=PN/UNcosφ。
當d1點發生短路時,電動機的沖擊電流為
In1=(0.4+0.33)/(√3×10.5×0.8)
=0.051
ich1=√2×1.6×(0.9/0.17 )×0.051
=0.6KA
當d2點發生短路時,電動機的沖擊電流為
In2=2×0.9/(√3×10.5×0.8)=0.12KA
ich2=√2×1.6×(0.9/0.17 ) ×0.12
=1.4KA
短路故障點d1 d2處的短路沖擊電流分別為
ichd1=2.55Id1 +ich1 =2.55×3.75+0.6
=10.2KA
ichd2=2.55Id2 +ich2 =2.55×3.6+1.4
=10.6KA
參考文獻
1.《煤礦電工手冊·礦井供電(上)》顧永輝 范廷瓚等編著,煤炭工業出版社,1999年2月
2.《工業與民用配電設計手冊》中國航空工業規劃設計研究等編,水利電力出版社,1994年12月。