短路电流简化算法Tips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。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335kV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。简化计算基础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（Q）；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 z）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）。基准 基准容量Sjz =100MVA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来。例如：Ujz=10.5kV因为 S=1.73*U*I 所以 Ijz =5.5kA (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200MVA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二 Ijz* I*d=Ijz/x*(kA);冲击电流有效值：Ic = Id * V1+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=2.55Id(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。【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：当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100二1当系统容量为200MVA时,系统的电抗为XS*=100/200二0.5当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/ 8二0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-VAC12KV 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 二0.144。变压器电抗的计算110KV ,10.5除变压器容量；35KV ,除变压器容量；10KV6KV, 4.5除变压器容量。例：台 35KV 3200KVA 变压器的电抗 X*=7/3.2 = 2.1875台 10KV 1600KVA 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。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 = 3.12MVA， 电抗器电抗X*二4/3.12*0.9 = 1.15电抗器容量单位：MVA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%。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 = 210KV 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=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=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【刀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二1.5*4.6二7.36KA，冲击电流峰值 ic=2.5Id=2.5*4.6=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。举例分析系统见下图。由电业部门区域变电站送出一路 10KV架空线路，经 10KM后到达企业变电所，进变电所前有一段 200m的电缆，变电所 设一台1600KVA变压器，求K1、K2点的短路参数。 ffSfW1.SK A1OKUs 0+X1=3.51一 10.5KV0.2KW tftW.5O10.5KVki1600 KVA伽z M25 储-0.4 KV2,94系统圈电抗圉合并电抗團系统容量：S=1.73*U*I=1.73T0.5*31.5 = 573 MVA ，用以上口诀，很 容易求得各电抗标么值，一共有4个:系统电抗 X0=100/573=0.17510KM,10KV 架空线路电抗 X1=10/3 = 3.333200M,10KV 电缆线路电抗 X2 = (0.2/3)*0.2=0.1331600KVA 变压器电抗 X3=4.5/1.6=2.81请注意：以上电抗都是标么值(X*)将每一段电抗分别相加，得到 K1点总电抗=X0+X1 = 3.51，K2点总电抗=X0+X1+X2+X3 = 6.45。再用口诀即可算出短路电流。U(kv)XId(KA)IC(KA)Ic(KA)Sd( MVA)口诀公式5.5/X1.52*Id2.55*Id100/XK1点参数10.53.511.562.37428.5口诀公式150/X1.52*Id2.55*Id100/XK2点参数0.46.4523.2535.346415.5用口诀算和用第3节公式算有什么不同？用口诀算出的是实名制单位kA , MVA。而用公式算出的是标么值。细心的人一定会看出，计算短路电流口诀中的系数150、9.2、5.5、1.6。实际上就是各级电压基准值，只是作了简化，准确计算应该是144、9.16、5.5、1.56。有了短路参数有什么用？短路参数是验算开关的主要参数。例：这台1600KVA变压器低压总开关采用M25，N1。额定电流2500A，额定分断电流55KA。验算：变压器额定电流为2253A开关额定电流 变压器额定电流；开关额定分断电流 短路电流Id， 验算通过