高压35kv一次短路电流如何计算

高压35kv一次短路电流如何计算
高压35kv一次短路电流如何计算

高压35kv一次短路电流如何计算
供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.
　　二.计算条件

　　1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.

　　具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.

　　2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.

　　3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.

　　三.简化计算法

　　即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.

　　在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.

　　1.主要参数

　　Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量

　　Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定

　　IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定

　　ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定

　　x电抗(W)

　　其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.

　　2.标么值

　　计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).

　　(1)基准
　
　　基准容量 Sjz=100 MVA

　　基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV

　　有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4

　　因为S=1.73*U*I
所以 IJZ
(KA)1.565.59.16144

　　(2)标么值计算

　　容量标么值 S*=S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量

　　S* =200/100=2.

　　电压标么值 U*=
U/UJZ ; 电流标么值 I*
=I/IJZ

　　3无限大容量系统三相短路电流计算公式

　　短路电流标么值: I*d= 1/x* (总电抗标么值的倒数).

　　短路电流有效值: Id=IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)

　　冲击电流有效值: IC
= Id *√1 2 (KC-1)2
(KA)其中KC冲击系数,取1.8

　　所以IC =1.52Id
　
　　冲击电流峰值: ic=1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)

　　当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3

　　这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)
　
　　冲击电流峰值: ic=1.84 Id(KA)

　　掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.

　　一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.

　　下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.

　　4．简化算法

　　【1】系统电抗的计算

　　系统电抗,百兆为一.容量增减,电抗反比.100除系统容量

　　例：基准容量100MVA.当系统容量为100MVA时,系统的电抗为XS*=100/100＝1

　　当系统容量为200MVA时,系统的电抗为XS*=100/200＝0.5

　　当系统容量为无穷大时,系统的电抗为XS*=100/∞＝0

　　系统容量单位：MVA

　　系统容量应由当地供电部门提供.当不能得到时,可将供电电源出线开关的开断容量

　　作为系统容量.如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA.则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系统的电抗为XS*=100/692＝0.144.

　　【2】变压器电抗的计算

　　110KV, 10.5除变压器容量；35KV, 7除变压器容量；10KV{6KV}, 4.5除变压器容量.

　　例：一台35KV3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875

　　一台10KV1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813

　　变压器容量单位：MVA

　　这里的系数10.5,7,4.5实际上就是变压器短路电抗的％数.不同电压等级有不同的值.

　　【3】电抗器电抗的计算

　　电抗器的额定电抗除额定容量再打九折.

　　例：有一电抗器U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% .

　　额定容量S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15

　　电抗器容量单位：MVA
　　　
　　【4】架空线路及电缆电抗的计算

　　架空线：6KV,等于公里数；10KV,取1/3；35KV,取 3％0

　　电缆：按架空线再乘0.2.

　　例：10KV 6KM架空线.架空线路电抗X*=6/3=2

　　10KV 0.2KM电缆.电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013.

　　这里作了简化,实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关,截面越大电抗越小.

　　【5】短路容量的计算

　　电抗加定,去除100.

　　例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 则短路点的短路容量

　　Sd=100/2=50MVA.

　　短路容量单位：MVA

　　【6】短路电流的计算

　　6KV,9.2除电抗；10KV,5.5除电抗; 35KV,1.6除电抗; 110KV,0.5除电抗.

　　0.4KV,150除电抗

　　例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 短路点电压等级为6KV,

　　则短路点的短路电流Id=9.2/2=4.6KA.

　　短路电流单位：KA

　　【7】短路冲击电流的计算

　　1000KVA及以下变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id

　　1000KVA以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id

　　例：已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流 Id=4.6KA,

　　则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA.

　　可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗.

本文来自: 河南全新液态起动设备有限公司 www.hnqxyt.com专业软起动软启动水电阻液态软起液态
短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备,使其满足电流的动、热稳定性的要求.对于低压开关设备和熔断器等,还应按短路电流校验其分断能力.
计算短路电流时,首先要选择好短路点,短路点通常选择在被保护线路的始、末端.始端短路点用于计算最大三相短路电流,用于校验设备和电缆的动、热稳定性；末端用于计算最小二相短路电流,用于校验继电保护整定值的可靠性.
短路电流的计算方法有解释法和图表法,主要以解释法为主.
一、短路电流的计算公式
1、三相短路电流计算：
IK(3)=UN2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}
式中：IK(3) 三相短路电流,安；
UN2 变压器二次侧额定电压,对于127、380、660伏电网,分别取133、400、690伏；
∑R、∑X 短路回路内一相的电阻、电抗的总和,欧.
2、二相短路电流计算：
IK(2)=UN2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}
式中：IK(2) 二相短路电流,安；
3、三相短路电流与二相短路电流值的换算
IK(3)=2 IK(2)/√3=1.15 IK(2)
或 IK(2)=0.866 IK(3)
二、阻抗计算
1、系统电抗
XS=UN22/SK
式中：XS 折合至变压器二次侧的系统电抗,欧/相；
UN2 变压器二次侧的额定电压,KV；
SK 电源一次侧母线上的短路容量,MVA.
XS 、SK 指中央变电所母线前的电源电抗和母线短路容量.如中央变的短路容量数据不详,可用防爆配电箱的额定断流容量代替计算.
额定断流容量与系统电抗值 (欧)
断流容量MVA 额定电压 V 25 30 40 50
400 0.0064 0.0053 0.004 0.0032
690 0.019 0.0159 0.0119 0.0095

2、变压器阻抗(可查参考文献3附录六表19-3)
变压器每相电阻、电抗按下式计算：
RB=ΔP/3IN22=ΔP·UN22/SN2

XB=10UX%·UN22/ SN=10(U K2-UR2)1/2·UN22/
SN
式中：RB、 XB 分别为变压器每相电阻和电抗值,欧；
UX 变压器绕组电抗压降百分值,%；UX =(U K2-UR2)1/2
U K 变压器绕组阻抗压降百分值,%；
UR 变压器绕组电阻压降百分值,%；UR=[△P/(10·SN)]%
ΔP 变压器短路损耗,瓦；
UN2、IN2 变压器二次侧额定电压(KV)和电流(A);
SN 变压器额定容量,KVA.
3、高压电缆的阻抗
高压电缆的阻抗折合至变压器二次侧的数值可按下式计算,同时计算出的电阻数据应换算至65℃时的数据.
电阻： R=R0L/K2； 欧
电抗： X=X0L/K2 欧
式中：R0 高压电缆每公里的电阻,欧.
R0=1000ρ0/S
ρ0 导电线芯的直流电阻系数,20℃时不小于下列数值：
铜芯：0.0184 Ω·mm2/m
铝芯：0.0310 Ω·mm2/m
S 电缆线芯截面, mm2
X0 高压电缆每公里电抗,欧；对6～10KV电压,电抗平均值为：0.08欧/公里.
L 电缆长度, 米.
K 变压比,变压器一次侧平均电压与二次侧平均电压的比值.
6KV电缆折合至下列电压后每公里的阻抗值(欧/相)
电缆截面 mm2(线芯温度65℃) 铜芯
400V 690V
25 0.0035 0.0106
35 0.0025 0.0076
50 0.0018 0.0055
70 0.0012 0.0037
95 0.0009 0.0029