资源描述:
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Ich1.52I“ 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SdUeIch 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*bΔP10-3 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UjUp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 IdI*dIj 短路电流冲击值 ch=2.55I“ 短路全电流的最大有效值 Ich1.52I“ 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/Kb2RbR2 XxX1/ Kb2XbX2 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6000V,二次电压为400、690、1200V时,变比依次为15、8.7、5;当一次电压为10000V,二次电压为400、690、1200V时,变比依次为25、14.5、8.3; Rb 、Xb矿用变压器的电阻、电抗值,Ω; R2、X2低压电缆的电阻、电抗值,Ω; Ue变压器二次侧的额定电压,V。 若计算三相短路电流值I=1.15 I 二、查表法计算短路电流 通常计算低压短路电流时使用查表法,将变压器控制的全部负荷进行统计,根据变压器容量、短路点到变压器的电缆换算长度及系统电抗、高压电缆的折算长度,从表中查出。 即根据各段电缆的实际截面,乘以该截面电缆的换算系数即为换算后实际长度,在380V、660V、1140V低压系统以50㎜2为标准截面,在127V系统中以4mm2作为标准截面。 380V、660V、1140V系统各电缆的换算系数为下表 电缆截面 4 6 10 16 25 35 50 70 95 换算系数 11.97 8.11 4.75 2.01 1.91 1.37 1.00 0.73 0.53 127V系统各电缆的换算系数为下表 电缆截面 2.5 4 6 10 换算系数 1.64 1.00 0.58 0.34 KBSG型变压器二次侧电压400V两相短路电流计算表(1) 电缆换算长度m 变 压 器 容 量kVA 50 100 200 400 5050 100100 100200 0 1561 3123 6251 12490 3123 6247 9333 20 1509 2926 5528 9564 2909 5439 7631 40 1454 2720 4766 7142 2692 4656 6084 60 1400 2518 4101 5553 2485 3997 4938 80 1346 2328 3556 4499 2294 3466 4111 100 1294 2155 3119 3765 2121 3043 3504 120 1243 1998 2766 3230 1966 2702 3044 140 1194 1858 2479 2825 1828 2425 2687 160 1147 1733 2242 2509 1705 2196 2402 180 1103 1621 2044 2255 1596 2005 2171 200 1061 1521 1877 2048 1498 1844 1979 220 1021 1432 1734 1875 1410 1705 1818 240 983 1351 1611 1728 1331 1586 1681 260 948 1278 1504 1603 1260 1481 1563 280 914 1213 1409 1495 1196 1390 1460 300 882 1153 1326 1400 1137 1308 1370 320 853 1098 1252 1316 1084 1236 1290 340 824 1048 1185 1242 1035 1171 1219 360 798 1003 1126 1176 990 1112 1155 380 773 961 1071 1116 949 1059 1098 400 749 922 1022 1062 911 1011 1046 420 726 886 977 1014 876 967 998 440 705 853 936 969 843 927 955 460 685 822 898 928 813 889 916 480 666 793 863 891 785 855 879 500 647 766 831 856 758 823 845 520 630 741 800 824 737 794 814 540 614 717 772 794 710 766 785 560 598 695 746 766 688 740 758 580 583 674 722 741 668 716 733 600 5569 654 699 716 648 694 709 620 555 636 678 694 630 673 687 640 542 618 657 673 613 653 666 660 530 601 638 653 596 634 647 680 518 585 620 634 581 616 628 700 506 570 603 616 566 599 611 720 495 556 587 599 552 584 594 740 485 543 572 583 539 569 579 760 475 530 558 568 526 554 564 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217 222 223 2000 205 213 217 218 212 216 218 KBSG型变压器二次侧电压690V两相短路电流计算表(2) 电缆换算长度m 变 压 器 容 量kVA 50 100 200 315 400 500 630 800 1000 0 905 1812 3625 5699 7244 9065 9129 10576 12085 20 895 1774 3484 5368 6712 8225 8325 9494 10687 40 884 1736 3333 4999 6117 7296 7402 8264 9107 60 874 1696 3177 4626 5534 6430 6528 7146 7725 80 863 1656 3021 4271 5001 5681 5766 6211 6615 100 853 1616 2870 3943 4531 5052 5124 5451 5741 120 842 1575 2725 3646 4123 4528 4589 4834 5049 140 832 1535 2588 3380 3771 4091 4142 4331 4494 160 821 1496 2459 3143 3466 3724 3767 3915 4043 180 810 1457 2339 2933 3225 3412 3449 3568 3670 200 800 1419 2227 2745 2972 3145 3177 3275 3357 220 789 1382 2123 2577 2770 2916 2943 3024 3092 240 779 1347 2027 2426 2592 2716 2740 2807 2865 260 769 1312 1937 2291 2435 2540 2562 2619 2668 280 758 1278 1854 2169 2294 2386 2404 2454 2496 300 718 1246 1777 2058 2169 2248 2265 2308 2344 320 738 1214 1705 1958 2055 2125 2140 2178 2210 340 728 1184 1638 1866 1953 2015 2028 2051 2089 360 719 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