短路电流计算方法.pdf

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 Emailzhang_zc.zs 培训组织上海电器科学研究所信息中心 联系电话0 2 1 - 3 2 2 5 0 9 5 5 网址www. k a i g u a n d i a n q i. c o m 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 电气接线方案的比较和选择 选择和校验电气设备 选择和校验载流导体 继电保护的选择与整定 接地装置的设计及确定中性点接地方式 计算软导线的短路摇摆 确定分裂导线间隔棒的间距 验算接地装置的接触电压和跨步电压 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 I2－次暂态短路电流，继保整定和断路器额定断充容量 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 ich－三相短路冲击电流，校验电器和母线动稳定 I∞－三相短路电流稳态有效值，校验电器和导体热稳定 SZ”－次暂态三相短路容量，校验断路器遮断容量 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Sj100MVA，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 IUS3 Pj UU j j j U S I 3 j j j j j S U I U Z 2 3 j S S S * 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 发电机（或电动机） 变压器 j U U U * I S U I I I j j j 3 * Z U S Z Z Z j j j 2 n j d S S X X 100 “ “ *1 n j K S S U 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 架空线及电缆 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 对称关系法同电位的点可以连接，其间电抗器可去除 网络变换 串联阻抗可相加 并联阻抗 2 1*1 j j U S XX 2 *1 3100 100 j j nK j n n j K U S In UU U U I IX X 21 XXXZ 21 21 XX XX XZ ⋅ 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 三角形 星形 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 NM XMN L XL XN NM XM NLMNLM NLLM L XXX XX X NLMNLM MNLM M XXX XX X NLMNLM 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 例 dnnd ICI I1d X1X2 I2d X3Id X4 X1d d Id d Id X2 d I1dI2d X2d X3 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 XXXXZ 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 Σ 2 2 C X X d Σ 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 ch K 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 确定基准容量，一般取Sj100MVA，UjUp 绘制主接线系统图，标出计算短路点 绘制相应阻抗图，并各元件归算到标么值 经网络变换等计算短路点的总阻抗标么值 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[ 6 5 ] 计算条件 短路电流周期分量不衰减 计入短路电路各元件的有效电阻 一般可以不考虑非周期分量 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 计算过程采用有名单位制 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 短路电流周期分量有效值 22 2303/ “ kk k n XR Z 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[ 6 5 ] 短路冲击电流ich 短路全电流最大有效值Ich 2≥ Kch≥ 1 异步电动机提供的短路冲击电流Ich.M 两相短路电流I”k20.866I”k3 两相短路稳态电流Ik20.866Ik3 kA“2IKi chch 2 121“− chch KIIkA rMqMMchMch IKKI .. 29 . 0kA 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[ 6 5 ] 单相短路（包括单相接地故障）电流计算 单相接地故障电流的计算TN接地系统 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 高压侧系统阻抗 p pp n k Z XR U I ϕ ϕϕ 2203/ “ 22 1 kA Ωm 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[ 6 5 ] 106/0.4kV三相绕组配电变压器的阻抗 低压配电线路的阻抗 线路零序阻抗的计算 3 2 2 10− ∆ rT r T S PU R 22 TTT RZX− r rk T S Uu Z 2 100 ⋅ pZZZ,00 0 3 ⋅ ϕ 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[ 6 5 ] 线路相保阻抗的计算公式 导线阻抗的具体计算方法 导线电阻计算 导线直流电阻 导线交流电阻 导线实际工作温度 导线电阻抗计算 2 2 p pp XRZ ϕϕ ϕ Ω θ RKKR ljjfj Ω j A L CR θθ ρ＝ aPCK θθθ∆ 2 z j D D Xlg1445.0 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