输电线路短路计算
短路电流计算
主讲：江素云
一.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
系统阻抗接近于零
规定:
1 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.
二：计算方法
在介绍标么制计算方法之前必须先了解一些基本概念.
1.主要参数
Sjz三相容量 (MVA)基准值
Ik三相短路电流周期分量有效值(KA)
x电抗(Ω)
Sd短路容量
其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.
2.标么值
某物理量的标么值是该物理量的实际值与基准值的比值 A*=A/Ajz
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), (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
基准电压比所在电路电压高5%, 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,由Ijz=Sjz/1.73Ujz各级电压的基准电流即可计算出
(2)标么值计算
短路电流标么值: Ik/Ijz=U/﹙1.73*X*Ijz﹚=Xjz/X=1/X* (总电抗标么值的倒数).
3、无限大容量系统三相短路电流计算公式
短路电流有效值: Ik= Ijz* I*=Ijz/ X*(KA)
短路容量:Sd=1.73*U*Ik=1.73*U* Ijz/ X*=Sjz/X*
(掌握了上知识,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;
下面介绍两种方法,一种 “口诀式”的计算方法,另一种公式法.
4．公式法求主要元件的电抗标么值
系统电抗标么值Xs*=Xs/XJZ=U2*Sjz/(Soc*Ujz2)=Sjz/Soc
变压器电抗标么值
XT*= XT/Xjz =UK%U2Sjz/(100*SN*Ujz2) =UK%*Sjz/(100*SN)
架空线路及电缆电抗标么值 Xwl*=Xwl/Xjz=X0*L*Sjz/Ujz2
5． “口诀式” 简化算法
【1】系统电抗标么值的计算
系统电抗，百兆为一。容量增减， 电抗反比。100
除系统容量，系统容量单位：MVA
例：基准容量 100MVA。
当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100＝1
系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200＝0.5
系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/∞＝0
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。
【2】变压器电抗标么值的计算
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35KV 3200KVA变压器的电抗标
X*=7/3.2=2.1875
一台10KV 1600KVA变压器的电抗标么值
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】架空线路及电缆电抗标么值的计算
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
【4】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=50 MVA。
短路容量单位：MVA
【5】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
Ik=9.2/2=4.6KA。
短路电流单位：KA
三、举例：
某供电系统如图所示。无限大容量电力系统出口断路器QF的断流容量为300MVA。工厂变配电所装有2台并列运行的SL7-800/10型变压器。试用标么制法计算所示供电系统中K-1点K-2点的三相短路电流和短路容量。
解：确定标么值的基准。
取
1、计算短路电路中各主要元件的电抗标么值。
电力系统：已知Soc=300MVA因此X1*=100MVA/300MVA=0.333
架空线路：
X2*=0.38Ω/KM×7KM×100MVA/(10.5KV) 2
=2.413
电力变压器：查《电工手册》得Uk%=4.5因此：
X3 * =X4 *
=4.5 × 100 × 1000 KVA/(100*800kVA)
=5.62５
２ 、计算k-1的短路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量
总电抗标么值：
x∑(k-1)*=x1*+x2*=0.333+2.413=2.75
三相短路电流有效值：
Ｉk-1＝ Ijz1/X∑(k1)*
=5.50KA/2.75=2KA
短路容量：Sk-1= SJZ/X∑(k1)*
=100MVA/2.75
=36.4MVA
3 、计算k-2的短路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量
总电抗标么值：x∑(k2)*=x1*+x2*+X3*//X4*
=0.333+2.413+5.625
=5.559
三相短路电流有效值:
Ik-2＝Ijz2/X ∑(k-2)*=144KA/5.559=26KA
短路容量:
Sk-2=SJZ/X ∑(k-2)*
=100MVA/5.559=18MVA
四、总结：用标么制法进行短路计算的步骤：
（１）绘制短路计算电路图并根据短路计算的目的确定短路计算点
（２）选定标么值的基准，取Sjz=100MVA,Ujz=1.05UN,求出 所有短路计算点电流的基准值Ijz
（３）计算短路电路的所有元件的电抗标么值
（４）绘出短路电路的等效电路图
（５）针对各短路计算点分别简化电路，求出总电抗标么值，然后按有关公式计算所有的短路电流和短路容量