Ⅰ 电力系统短路故障计算主要求取的物理量是什么
电力系统短路电流计算是根据电网的结构和运行方式以及元件的阻抗参数,绘出系统的阻抗图,为了计算方便,通常还要统一折算成“标幺值”,然后将阻抗图简化,最后求出某点的最大短路电流和短路容量,作为选择断路器和继保整定等的依据。
Ⅱ 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。
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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。
线路阻抗可以查表。
这是我以前学习短路电流计算从网上找的资料。
Ⅲ 短路电流计算需要哪些数据
低压电网的短路电流计算:
1.短路电流周期分量的计算:
变压器电抗的计算:
Xb=•(Ω)
式中: Ud%——变压器短路阻抗
Ue —— 变压器高压侧额定电压(kV)
Se —— 变压器额定容量(kVA)
2.三相短路电流周期分量的计算:
I(3)``= (kA)
按照上式计算出的短路电流系变压器低压短路、高压侧的短路电流数值,按电压比关系可换算成低压侧的短路电流。
低压电网一般以三相短路电流为最大,并与中性点是否接地无关。
短路全电流最大有效值及短路冲击电流。
在低压电网中,一般不允许忽略电阻,因此短路电流非周期分量比高压电网衰减快得多,故短路电流最大有效值及短路冲击电流与周期分量比值一般不太大。
短路冲击电流: ich=KI″K值一般取1.7~2.2
短路全电流最大有效值: Ich=KI″ K值一般取1.05~1.30
3.电动机的反馈电流
当短路连接有单位容量为20kW以上异步电动机时,还应考虑由电动机反馈供给的反馈冲击电流和反馈全电流最大有效值。
电动机的反馈冲击电流按下式计算可得:
Ich=6.5Kch Ied
4.电动机的反馈全电流最大有效值可按下式计算:
Ich=3.9Kch Ied
Ied——电动机额定电流
Kch——短路电流冲击系数,低压电动机取1。
以上简明解析,供参考。
Ⅳ 短路电流的一般计算方法有哪几种啊
在电气设计中,为了选择开关的开断容量,以及对所选元件进行动热稳定的校验等。都必须计算短路电流,因此,在电气设计中,短路电流的计算就必不可少。
知识拓展:
短路电流是电力系统在运行中 ,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时流过的电流。其值可远远大于额定电流,并取决于短路点距电源的电气距离。
短路是指在正常电路中电势不同的两点不正确地直接碰接或被阻抗(或电阻)非常小的导体接通时的情况。短路时电流强度很大,往往会损坏电气设备或引起火灾。
电力系统在运行中,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时而流过非常大的电流。其电流值远大于额定电流,并取决于短路点距电源的电气距离。
例如,在发电机端发生短路时,流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10~15倍。大容量电力系统中,短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
Ⅳ 短路容量的计算要怎么算
如果10/0.4KV变压器高压侧的短路容量是300MVA的话,那么此处的三相短路电流是:300/(1.732*10.5)约等于16KA。
在无法取得电力系统的短路数据时,设计之前要假设电力系统的短路容量(大城市假设是300MVA,也就是16kA*10.5kV*1.73=290.64MVA)
而说的300MVA好像指的不是10/0.4KV变压器高压侧的短路容量,好像是说电力系统的。
根据江苏有关电力标准:35KV按25KA计算(校验),10KV按20KA计算(校验)。
那么10/0.4KV变压器高压侧的短路容量大概是:20kA*10.5kV*1.73=364MVA
它是指三相短路冲击电流有效值,短路后第一个周期的短路电流的有效值。
Ⅵ 短路电流的计算方法有哪些
1、短路电流的计算 若6kV电压等级,则短路电流(单位kA,以下同)等于9.2除总电抗X*∑(短路点前的,以下同); 若10kV电压等级,则等于5.5除总电抗X*∑; 若35kV电压等级,则等于1.6除总电抗X*∑; 若110kV电压等级,则等于0.5除总电抗X*∑; 若0.4kV电压等
Ⅶ 短路电流的计算步骤啊
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大.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(Ω)
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,再用以上公式计算短路电流; 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。
Ⅷ 短路电流怎么计算
短路电流的计算
若6kV电压等级,则短路电流(单位kA,以下同)等于9.2除总电抗X*∑(短路点前的,以下同); 若10kV电压等级,则等于5.5除总电抗X*∑; 若35kV电压等级,则等于1.6除总电抗X*∑; 若110kV电压等级,则等于0.5除总电抗X*∑; 若0.4kV电压等级,则等于150除总电抗X*∑。
计算依据的公式是: Id=Ijz/ X*∑ (6)
式中Ijz: 表示基准容量为100MVA时基准电流(kA),6kV取9.2kA,10kV取5.5kA,35kV取1.6kA,110kV取0.5kA,0.4kV则取150kA。
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,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,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,简称冲击电流峰值校核动稳定。
x:电抗(Ω)。
其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键。
(8)短路的物理量有哪些怎么计算扩展阅读:
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大。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。
计算短路电流的目的是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。在变电所和供电系统的设计和运行中,基于如下用途必须进行短路电流的计算:
⑴选择电气设备和载流导体,必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
⑵选择和整定继电保护装置,使之能正确的切除短路故障。
⑶确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。
⑷保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏,尽量减少因短路故障产生的危害。
短路电流将引起下列严重后果:
短路电流往往会有电弧产生,它不仅能烧坏故障元件本身,也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时,一方面会使导体大量发热,造成导体过热甚至熔化,以及绝缘损坏;另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体,使导体变形或损坏。
短路也同时引起系统电压大幅度降低,特别是靠近短路点处的电压降低得更多,从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低,使供电设备的正常工作受到损坏,也可能导致工厂的产品报废或设备损坏,如电动机过热受损等。
电力系统中出现短路故障时,系统功率分布的突然变化和电压的严重下降,可能破坏各发电厂并联运行的稳定性,使整个系统解列,这时某些发电机可能过负荷,因此,必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大,持续时间愈长,破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。
Ⅸ 短路计算的具体步骤是什么
短路 一般计算短路电流,计算短路电流有两种方法:欧姆法和标幺值法。
一、欧姆法:首先计算阻抗(z) 根再根据据i=u/√3*z。z=√(r²+x²)计算。 r为总电阻,x为总阻抗。
包括线路中的元件、变压器等。 至于元件 电阻和阻抗怎么计算,还是查资料比较容易理解。