1樓：無錫酬信雕刻機廠家
短路全電流的有效值是週期分量和非週期分量的平方和的開根號。可以得到短路電流從暫態到穩態的時間常數，這個常數在整定保護計算的時候有用。
「當計算的非週期分量大於週期分量幅值的20%，超過了斷路器進行型式試驗的條件，可能會影響斷路器的開斷效能...當短路電流幅值（週期分量和非週期分量的代數和）小於額定開斷電流幅值時，可不必採取措施而直接選用。
電力系統在執行中 ，相與相之間或相與地（或中性線）之間發生非正常連線（即短路）時流過的電流。其值可遠遠大於額定電流 ，並 取決於短 路點距電源的電氣距離。例如，在發電機端發生短路時，流過發電機的短路電流最大瞬時值可達額定電流的10～15倍。
大容量電力系統中，短路電流可達數萬安。這會對電力系統的正常執行造成嚴重影響和後果。
三相系統中發生的短路有 4 種基本型別：三相短路，兩相短路，單相對地短路和兩相對地短路。其中，除三相短路時，三相迴路依舊對稱，因而又稱對稱短路外，其餘三類均屬不對稱短路。
在中性點接地的電力網路中，以一相對地的短路故障最多，約佔全部故障的90％。在中性點非直接接地的電力網路中，短路故障主要是各種相間短路。
發生短路時，電力系統從正常的穩定狀態過渡到短路的穩定狀態，一般需3～5秒。在這一暫態過程中，短路電流的變化很複雜。它有多種分量，其計算需採用電子計算機。
在短路後約半個周波（0.01秒）時將出現短路電流的最大瞬時值，稱為衝擊電流。它會產生很大的電動力，其大小可用來校驗電工裝置在發生短路時機械應力的動穩定性。
短路電流的分析、計算是電力系統分析的重要內容之一。它為電力系統的規劃設計和執行中選擇電工裝置、整定繼電保護、分析事故提供了有效手段。
供電網路中發生短路時,很大的短路電流會使電器裝置過熱或受電動力作用而遭到損壞,同時使網路內的電壓大大降低,因而破壞了網路內用電裝置的正常工作.為了消除或減輕短路的後果，就需要計算短路電流，以正確地選擇電器裝置、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件。
計算條件：
1.假設系統有無限大的容量.使用者處短路後,系統母線電壓能維持不變.即計算阻抗比系統阻抗要大得多。
具體規定: 對於3~35kv級電網中短路電流的計算,可以認為110kv及以上的系統的容量為無限大.只要計算35kv及以下網路元件的阻抗。
2.在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對於架空線和電纜,只有當其電阻大於電抗1/3時才需計入電阻,一般也只計電抗而忽略電阻。
3. 短路電流計算公式或計算圖表,都以三相短路為計算條件.因為單相短路或二相短路時的短路電流都小於三相短路電流.
能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。
簡化計演算法：
即使設定了一些假設條件,要正確計算短路電流還是十分困難,對於一般使用者也沒有必要.一些設計手冊提供了簡化計算的圖表.省去了計算的麻煩.
用起來比較方便.但要是手邊一時沒有設計手冊怎麼辦?下面介紹一種 「口訣式」的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法。
在介紹簡化計演算法之前必須先了解一些基本概念：
1.主要引數
sd三相短路容量 (mva)簡稱短路容量校核開關分斷容量
id三相短路電流週期分量有效值(ka)簡稱短路電流校核開關分斷電流
和熱穩定
ic三相短路第一週期全電流有效值(ka) 簡稱衝擊電流有效值校核動穩定
ic三相短路第一週期全電流峰值(ka) 簡稱衝擊電流峰值校核動穩定
x電抗(ω)
其中系統短路容量sd和計算點電抗x 是關鍵.
2.標麼值
計算時選定一個基準容量(sjz)和基準電壓(ujz).將短路計算中各個引數都轉化為和該引數的基準量的比值(相對於基準量的比值),稱為標麼值(這是短路電流計算最特別的地方,目的是要簡化計算).
(1)基準
基準容量 sjz =100 mva
基準電壓 ujz規定為8級. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 kv
有了以上兩項,各級電壓的基準電流即可計算出,例: ujz (kv)3710.56.30.4
因為 s=1.73*u*i 所以 ijz (ka)1.565.59.16144
(2)標麼值計算
容量標麼值 s* =s/sjz.例如:當10kv母線上短路容量為200 mva時,其標麼值容量
s* = 200/100=2.
電壓標麼值 u*= u/ujz ; 電流標麼值 i* =i/ijz
3無限大容量系統三相短路電流計算公式
短路電流標麼值: i*d = 1/x* (總電抗標麼值的倒數).
短路電流有效值: id= ijz* i*d=ijz/ x*(ka)
衝擊電流有效值: ic = id *√1+2 (kc-1)2 (ka)其中kc衝擊係數,取1.8
所以 ic =1.52id
衝擊電流峰值: ic =1.41* id*kc=2.55 id (ka)
當1000kva及以下變壓器二次側短路時,衝擊係數kc ,取1.3
這時:衝擊電流有效值ic =1.09*id(ka)
衝擊電流峰值: ic =1.84 id(ka)
掌握了以上知識,就能進行短路電流計算了.公式不多,又簡單.但問題在於短路點的總電抗如何得到?例如:區域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業變電所變壓器的電抗,等等.
一種方法是查有關設計手冊,從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標麼值.求得總電抗後,再用以上公式計算短路電流; 設計手冊中還有一些圖表,可以直接查出短路電流.
下面介紹一種 「口訣式」的計算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計算方法.
4．簡化演算法
系統電抗的計算
系統電抗，百兆為一。容量增減，電抗反比。100除系統容量
例：基準容量 100mva。當系統容量為100mva時，系統的電抗為xs*=100/100＝1
當系統容量為200mva時，系統的電抗為xs*=100/200＝0.5
當系統容量為無窮大時，系統的電抗為xs*=100/∞＝0
系統容量單位：mva
系統容量應由當地供電部門提供。當不能得到時，可將供電電源出線開關的開斷容量
作為系統容量。如已知供電部門出線開關為w-vac 12kv 2000a 額定分斷電流為40ka。則可認為系統容量s=1.
73*40*10000v=692mva, 系統的電抗為xs*=100/692＝0.144。
變壓器電抗的計算
110kv, 10.5除變壓器容量；35kv, 7除變壓器容量；10kv, 4.5除變壓器容量。
例：一臺35kv 3200kva變壓器的電抗x*=7/3.2=2.1875
一臺10kv 1600kva變壓器的電抗x*=4.5/1.6=2.813
變壓器容量單位：mva
這裡的係數10.5，7，4.5 實際上就是變壓器短路電抗的％數。不同電壓等級有不同的值。
電抗器電抗的計算
電抗器的額定電抗除額定容量再打九折。
例：有一電抗器 u=6kv i=0.3ka 額定電抗 x=4% 。
額定容量 s=1.73*6*0.3=3.12 mva. 電抗器電抗x*=*0.9=1.15
電抗器容量單位：mva
架空線路及電纜電抗的計算
架空線：6kv，等於公里數；10kv，取1/3；35kv，取 3％0
電纜：按架空線再乘0.2。
例：10kv 6km架空線。架空線路電抗x*=6/3=2
10kv 0.2km電纜。電纜電抗x*=*0.2=0.013。
這裡作了簡化，實際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關，截面越大電抗越小。
短路容量的計算
電抗加定，去除100。
例：已知短路點前各元件電抗標麼值之和為 x*∑=2, 則短路點的短路容量
sd=100/2=50 mva。
短路容量單位：mva
短路電流的計算
6kv，9.2除電抗；10kv，5.5除電抗; 35kv，1.6除電抗; 110kv，0.5除電抗。
0.4kv，150除電抗
例：已知一短路點前各元件電抗標麼值之和為 x*∑=2, 短路點電壓等級為6kv,
則短路點的短路電流 id=9.2/2=4.6ka。
短路電流單位：ka
短路衝擊電流的計算
1000kva及以下變壓器二次側短路時：衝擊電流有效值ic=id, 衝擊電流峰值ic=1.8id
1000kva以上變壓器二次側短路時：衝擊電流有效值ic=1.5id, 衝擊電流峰值ic=2.5id
例：已知短路點的短路電流 id=4.6ka，
則該點衝擊電流有效值ic=1.5id,＝1.5*4.6＝7.36ka,衝擊電流峰值ic=2.5id=2.5*406=11.5ka。
可見短路電流計算的關鍵是算出短路點前的總電抗.但一定要包括系統電抗
ansi/ieee 標準短路電流計算相關標準：
以ansi/ieee 和ul標準為依據進行短路電流計算大致有如下標準：
標準名稱
ieee c37.04
ieee c37.04f
ieee c37.04g
ieee c37.04h
ieee c37.04i
ieee c37.04
對稱電流的交流高壓回路斷路器恆定結構標準和附錄
ieee c37.010
ieee c37.010b
ieee c37.010e
ieee c37.010
交流高壓回路斷路器在對稱電流基礎上的應用指南和附錄
ieee c37.013
交流高壓發電機迴路斷路器在對稱電流基礎上的額定值標準
ieee c37.20.1
金屬閉合低壓電力斷路器開關盒標準
ieee std 399
電力系統分析— 棕皮書
ieee std 141
工網電力配電系統的紅皮書
ieee std 242
ieee 推薦的商業電力系統工業配置和保護例項的黃皮書
ul 489_9
澆鑄型迴路斷路器、澆鑄型開關和迴路斷路器外殼的安全標準
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