变压器短路容量短路电流计算公式短路冲击电流的计算Word文档格式.docx
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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=100MVA
基准电压UJZ规定为8级.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV
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=IJZ*I*d=IJZ/x*(KA)
冲击电流有效值:
IC=Id*√12(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)
ic=1.84Id(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-VAC12KV2000A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。
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:
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。
有一电抗器U=6KVI=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*={4/3.12}*0.9=1.15
电抗器容量单位:
【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。
10KV6KM架空线。
架空线路电抗X*=6/3=2
10KV0.2KM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。
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:
【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
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
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·
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)=2IK
(2)/√3=1.15IK
(2)
或
IK
(2)=0.866IK(3)
二、阻抗计算
1、系统电抗
XS=UN22/SK
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(UK2-UR2)1/2·
UN22/SN
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=(UK2-UR2)1/2
UK
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
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:
0.0184Ω·
mm2/m
铝芯:
0.0310Ω·
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
0.0035
0.0106
35
0.0025
0.0076
0.0018
0.0055
70
0.0012
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