短路容量(短路电流的简易盘算)
1. 引言
工业企业供配电体系的安全运行至关主要。当供配电体系产生短路故障时,体系必需能够及时精确地切除故障线路,限制故障规模的进一步扩展。断路器作为切除短路故障的履行元件,其自身动作的安全性不可疏忽。
断路器必需具有必定的分断才能,其额定运行短路分断才能不能低于故障线路的短路电流。短路电流的大小无法从实际运行中测量,只能通过盘算获得。
而短路电流的盘算通常较多采取的是标么电抗法和短路功率法,这两种办法较为庞杂,对于一般的电气作业人员不容易完整控制。因此,在此介绍一种短路电流的简易盘算办法。
2. 短路电流的简易盘算办法
短路电流的简易盘算步骤分为四步:第一步,绘制已知的供配电体系的等效电路图,盘算短路点前每一个供电元件的相对电抗值;第二步,盘算短路点前总的相对电抗值;第三步,盘算短路点的短路容量和短路电流;第四步,盘算短路冲击电流。
2.1 相对电抗值的简易盘算
2.1.1 体系电抗的简易盘算
体系的电抗可以将容量为100MVA时电抗约等于1作为基准。体系电抗与容量成反比,也就是说:当体系容量大于100MVA时,电抗减小;当体系容量小于100MVA时,电抗增大。例如体系容量为200MVA时,电抗可看作0.5;体系容量为50MVA时,电抗可(原创版权www.isoyu.com)看作2。对于工业企业来说,体系的电抗可以为是0。
2.1.2变压器电抗的简易盘算
变压器的电抗与变压器一次侧的电压等级有关,具体如下:
对于10kV(含6kV)变压器,用4.5除以容量就约等于它的电抗。例如一台10kV、1000kVA(1.0MVA)的变压器,电抗约为4.5/1.0=4.5。
对于35kV变压器,用7除以容量就约等于它的电抗。例如一台35kV、4000kVA(4.0MVA)的变压器百思特网,电抗约为7/4=1.75。
对于110kV变压器,用10.5除以容量就约等于它的电抗。例如一台110kV、10000kVA(10.0MVA)的变压器,电抗约为10.5/10.0=1.05。
2.1.3电抗器电抗的简易盘算
电抗器电抗,可以用电抗器的相对额定值(%)除以容量后,再乘0.9盘算而得。例如一台10kV、500A(0.5kA)、4%的电抗器,其容量为1.73100.5=8.65MVA,其电抗为4/8.650.9≈0.42。
2.1.4架空线路和电缆电抗的简易盘算
架空线路和电缆的电抗,与电压等级、线路长度有关。具体如下:
电压6kV的架空线路,其电抗约等于线路的公里数。例如一百思特网条6kv、2km的架空线路的电抗约为2。
电压10kV的架空线路,其电抗约等于线路公里数的1/3。例如一条10kV、6km的架空线路的电抗约为2。
电压35kV的架空线路,其电抗约等于线路公里数的3%。例如一条35kV、100km的架空线路的电抗约为3。
电压110kV的架空线路,其电抗约等于线路公里数的3‰。一条110kV、600km的架空线路百思特网的电抗约为1.8。
对于不同电压等级电缆线路,其电抗可以先按架空线路盘算后,再取其20%即可。例如一条10kV、6km的电缆线路的电抗约为220%=0.4。
2.2 总的相对电抗值的盘算
短路点前所有供电元件的相对电抗值相加(按串并联关系)求和,即为短路点前总的相对电抗值。
2.3 短路容量和短路电流的简易盘算
用100除以总的相对电抗值,即为短路点的短路容量。短路点的短路电流与线路的电压等级有关,具体如下:
0.4kV线路,用140除以总的相对电抗值约为短路电流。
6kV线路,用9.2除以总的相对电抗值约为短路电流。
10kV线路,用5.5除以总的相对电抗值约为短路电流。
35kV线路,用1.6除以总的相对电抗值约为短路电流。
110kV线路,用0.5除以总的相对电抗值约为短路电流。
2.4 短路冲击电流的简易盘算
短路冲击电流常用作校验电气装备和母线的主要数据。它包含三相短路冲击电流的最大值和三相短路冲击电流的峰值。
三相短路冲击电流的最大值约为短路电流的1.5倍。
三相短路冲击电流的峰值约为短路电流的2.5倍。
3. 短路电流的简易盘算运用实例
3.1 有一供配电体系如图3.1.1所示,试盘算短路点d处的短路电流。
图3.1.1 供配电体系简图
图3.1.2 等效电路图
(1)该供配电体系的等效电路图如图3.1.2所示。盘算各供电元件的相对电抗值,并标于等效电路图中。
体系:容量Sxt=∞,X*1=0。
架空线路: X*2=503‰=0.15。
变压器:X*3=X*4=10.520≈0.53。
电抗器:X*5=4(1.7360.3)0.9≈1.16。
(2) 盘算短路点d前总的相对电抗值:
X*∑=X*1+ X*2+ X*32+ X*5≈1.58。
(3)盘算短路点d处的短路容量和短路电流:
Sd=1001.58≈63.29MVA。
Id=9.21.58≈5.82kA。
(4)盘算短路冲击电流:
Ich=1.5 Id=1.55.82=8.73kA。
ich=2.5 Id=2.55.82=14.55kA。
采取标么值盘算法的盘算成果分离为:Sd=63.2MVA、Id=5.8kA、Ich=8.8kA、ich=14.8kA。以上的简易盘算成果与之较为接近。
3.2 某单位的供配电体系如图3.2.1所示。试分离盘算短路点d1、d2、d3处的短路电流。
图3.2.1 供配电体系简图
图3.2.2 等效电路图
(1) 该供配电体系的等效电路图如图3.1.2所示。盘算各供电元件的相对电抗值,并标于等效电路图中。
体系:容量Sxt=∞,X*1=0。
架空线路:X*2=103℅=0.3。
变压器:X*3=74=1.75、X*5=4.51=4.5、X*7=4.51.25=3.6。
电缆:X*4=X*6=1320℅≈0.07。
(2) 、(3)、(4)、(5)短路点d1、d2、d3处总的相对电抗值、短路容量、短路电流和短路冲击电流的盘算分离如下表:
采取标么值盘算法盘算的成果如何,读者可以盘算并与之进行比拟。
4. 停止语
在选择供配电体系的电气元件时,应依据短路电流来校验它在短路状况下的稳固性。同时,在设计继电掩护装置及选择限制短路电流的电抗器时,也要进行短路电流的盘算。懂得和控制短路电流的简易盘算办法,可以到达事半功倍的后果,对于每一位电气作业人员的实际工作也具有非常主要的指点作用。