短路电流的计算.pdf
短路电流的计算1 产生短路电流的原因、危害及计算方法供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。计算方法采用标幺值法计算。进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：该量的实际值任意单位某量的标幺值=该量的标准值与实际值同单位所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。2 高压电网三相短路计算电源取自距本变电所 3km 外的 35kV 变电站，用10kV 双回架空线路向本变电所供电，出口处的短路容量为 250MV.A。图 1 高压电网短路电流计算图求 10kV 母线上 K-1 点短路和 380V 低压母线上 K-2 点短路电流和短路容量。电源侧短路容量定为 Sk=250MV.A确定基准值：取Sd=100MVAUC1=10.5kVUC2=0.4KVSd而Id1=3Uc1=100MV.A/（3*10.5kV）=50kASdId2=3Uc2=100MV.A/（3*0.4kV）=144.34kA计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值：电力系统：由 于 电 源 侧 短 路 容 量 定 为=100MVA/250MV.A=0.4架空线路：查附录 B 得 X0=(0.35/km),因此100MVA(10.5kV)2=0.95*X2*X1Sk=250MVA,因 此=Sd/Sk=X0LSd/Uc22=0.35/km*3km*电力变压器：4*100*103kVA*SXXU%Sd/100SNTAUk%=4,而NT=500KV.A,因此3=4=K=100*500kV=8然后绘出短路电路的等效电路如图 2图 2 等效电路求 K-1 点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：总电抗标幺值：*XX2(K1)X1=+=0.4+0.95=1.35三相短路电流周期分量有效值：*(3)I/XIK(K1)1=d1=50kA/1.35=4.07kA其他三相短路电流：(3)(3)(3)IK 1=IK1=IK 1=4.07kA(3)iSh=2.55*4.07kA=10.38kA=1.51*4.07kA=6.15kA(3)ISh三相短路容量：*(3)S/XSK(K1)1=d=100MVA/1.35=74.1MVA求 K2 点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：两台变压器并列运行：总电抗标幺值：8X X X/X=0.4+0.95+2=35*1*2*3*4X*(K2)三相短路电流周期分量有效值*(3)I/XIK(K2)2=d2=144.34kA/35=26.98kA其他三相短路电流：在 10/0.4KV 变压器二次侧低压母线发生三相短路时，由于可取KShR1/3 X，=1.6，因此：=26.98kA(3)(3)(3)IK2 IK2 IK2(3)iSh=2.26*26.98kA=60.97kA=1.31*26.98kA=334kA(3)ISh三相短路容量：*(3)S/XSKd(K2)2=100MVA/35=18.69MVA两台变压器分列运行：总电抗标幺值*XX1 X2 X3(K2)=0.4+0.95+8=9.35三相短路电流周期分量有效值：*(3)I/XIK(K2)2=d2=144.34kA/9.35=144kA其他三相短路电流：(3)(3)(3)IK2 IK2 IK2(3)iSh=144kA=2.26*144kA=34.89kA=1.31*144kA=20.23kA(3)ISh三相短路容量：*(3)S/XSK(K2)=100MVA/9.35=10.7MVA2=d由上面计算结果得出如表 1表 1 高压短路计算结果总电抗三相短路电流/kA短路计算点标幺值三相短路量/MVA*X(3)IKI(3)4.07(3)I(3)iSh(3)ISh(3)SKk-1变压器并列运行k-2变压器分列运行1.35359.354.0726.981444.0726.9814410.3860.9734.896.1533420.2374.118.6910.726.98144
