電力系統(tǒng)在運(yùn)行中相與相之間或相與地(或中性線)之間發(fā)生非正常連接(短路)時(shí)流過的電流稱為短路電流。在三相系統(tǒng)中發(fā)生短路的基本類型有三相短路、兩相短路、單相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路。三相短路因短路時(shí)的三相回路依舊是對(duì)稱的,故稱為對(duì)稱短路;其他幾種短路均使三相電路不對(duì)稱,故稱為不對(duì)稱短路。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中,以一相對(duì)地的短路故障為最多,約占全部短路故障的90%。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中,短路故障主要是各種相間短路。發(fā)生短路時(shí),由于電源供電回路阻抗的減小以及突然短路時(shí)的暫態(tài)過程,使短路回路中的電流大大增加,可能超過回路的額定電流許多倍。短路電流的大小取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離,例如,在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí),流過發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)發(fā)電機(jī)額定電流的10~15倍,在大容量的電力系統(tǒng)中,短路電流可高達(dá)數(shù)萬安培。

短路電流的危害

短路電流將引起下列嚴(yán)重后果:短路電流往往會(huì)有電弧產(chǎn)生,它不僅能燒壞故障元件本身,也可能燒壞周圍設(shè)備和傷害周圍人員。巨大的短路電流通過導(dǎo)體時(shí),一方面會(huì)使導(dǎo)體大量發(fā)熱,造成導(dǎo)體過熱甚至熔化,以及絕緣損壞;另一方面巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力作用于導(dǎo)體,使導(dǎo)體變形或損壞。短路也同時(shí)引起系統(tǒng)電壓大幅度降低,特別是靠近短路點(diǎn)處的電壓降低得更多,從而可能導(dǎo)致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。網(wǎng)絡(luò)電壓的降低,使供電設(shè)備的正常工作受到損壞,也可能導(dǎo)致工廠的產(chǎn)品報(bào)廢或設(shè)備損壞,如電動(dòng)機(jī)過熱受損等。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時(shí),系統(tǒng)功率分布的突然變化和電壓的嚴(yán)重下降,可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性,使整個(gè)系統(tǒng)解列,這時(shí)某些發(fā)電機(jī)可能過負(fù)荷,因此,必須切除部分用戶。短路時(shí)電壓下降的愈大,持續(xù)時(shí)間愈長,破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性愈大。

短路電流的限制措施

為保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行,減輕短路造成的影響,除在運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外,還應(yīng)盡快地切除短路故障部分,使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此,可采用快速動(dòng)作的繼電保護(hù)和斷路器,以及發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置等。此外,還應(yīng)考慮采用限制短路電流的措施,如合理選擇電氣主接線的形式或運(yùn)行方式,以增大系統(tǒng)阻抗,減少短路電流值;加裝限電流電抗器;采用分裂低壓繞阻變壓器等。主要措施如下:

一是做好短路電流的計(jì)算,正確選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備,電氣設(shè)備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。

二是正確選擇繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流,采用速斷保護(hù)裝置,以便發(fā)生短路時(shí),能快速切斷短路電流,減少短路電流持續(xù)時(shí)間,減少短路所造成的損失。

三是在變電站安裝避雷針,在變壓器附近和線路上安裝避雷器,減少雷擊損害。

四是保證架空線路施工質(zhì)量,加強(qiáng)線路維護(hù),始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。

五是帶電安裝和檢修電氣設(shè)備,注意力要集中,防止誤接線,誤操作,在帶電部位距離較近的部位工作,要采取防止短路的措施。

六是加強(qiáng)管理,防止小動(dòng)物進(jìn)入配電室,爬上電氣設(shè)備。

七是及時(shí)清除導(dǎo)電粉塵,防止導(dǎo)電粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備。

八是在電纜埋設(shè)處設(shè)置標(biāo)記,有人在附近挖掘施工,要派專人看護(hù),并向施工人員說明電纜敷設(shè)位置,以防電纜被破壞引發(fā)短路。

九是電力系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)程,嚴(yán)格遵守規(guī)章制度,正確操作電氣設(shè)備,禁止帶負(fù)荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工,維護(hù)人員工作完畢,應(yīng)立即拆除接地線。要經(jīng)常對(duì)線路、設(shè)備進(jìn)行巡視檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷,迅速進(jìn)行檢修。

篇2:短路電流簡易計(jì)算方法規(guī)范

短路電流簡易計(jì)算方法

一.概述

供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時(shí),很大的短路電流會(huì)使電器設(shè)備過熱或受電動(dòng)力作用而遭到損壞,同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓大大降低,因而破壞了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用電設(shè)備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計(jì)算短路電流,以正確地選擇電器設(shè)備、設(shè)計(jì)繼電保護(hù)和選用限制短路電流的元件.

二.計(jì)算條件

1.假設(shè)系統(tǒng)有無限大的容量.用戶處短路后,系統(tǒng)母線電壓能維持不變.即計(jì)算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多.

具體規(guī)定:對(duì)于3~35KV級(jí)電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算,可以認(rèn)為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大.只要計(jì)算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗.

2.在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí),只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對(duì)于架空線和電纜,只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才需計(jì)入電阻,一般也只計(jì)電抗而忽略電阻.

3.短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表,都以三相短路為計(jì)算條件.因?yàn)閱蜗喽搪坊蚨喽搪窌r(shí)的短路電流都小于三相短路電流.能夠分?jǐn)嗳喽搪冯娏鞯碾娖?一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏?

三.簡化計(jì)算法

即使設(shè)定了一些假設(shè)條件,要正確計(jì)算短路電流還是十分困難,對(duì)于一般用戶也沒有必要.一些設(shè)計(jì)手冊(cè)提供了簡化計(jì)算的圖表.省去了計(jì)算的麻煩.用起來比較方便.但要是手邊一時(shí)沒有設(shè)計(jì)手冊(cè)怎么辦?下面介紹一種“口訣式”的計(jì)算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計(jì)算方法.

在介紹簡化計(jì)算法之前必須先了解一些基本概念.

1.、主要參數(shù)

Sd三相短路容量(MVA)簡稱短路容量校核開關(guān)分?jǐn)嗳萘?/p>

Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡稱短路電流校核開關(guān)分?jǐn)嚯娏骱蜔岱€(wěn)定

IC三相短路第一周期全電流有效值(KA)簡稱沖擊電流有效值校核動(dòng)穩(wěn)定

ic三相短路第一周期全電流峰值(KA)簡稱沖擊電流峰值校核動(dòng)穩(wěn)定*電抗(Ω)

其中系統(tǒng)短路容量Sd和計(jì)算點(diǎn)電抗*是關(guān)鍵.

2、.標(biāo)么值

計(jì)算時(shí)選定一個(gè)基準(zhǔn)容量(Sjz)和基準(zhǔn)電壓(Ujz).將短路計(jì)算中各個(gè)參數(shù)都轉(zhuǎn)化為和該參數(shù)的基準(zhǔn)量的比值(相對(duì)于基準(zhǔn)量的比值),稱為標(biāo)么值(這是短路電流計(jì)算最特別的地方,目的是要簡化計(jì)算).

(1)基準(zhǔn)

基準(zhǔn)容量Sjz=100MVA

基準(zhǔn)電壓UJZ規(guī)定為8級(jí).230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV

有了以上兩項(xiàng),各級(jí)電壓的基準(zhǔn)電流即可計(jì)算出,例:UJZ(KV)3710.56.30.4

因?yàn)镾=1.73*U*I所以IJZ(KA)1.565.59.16144

(2)標(biāo)么值計(jì)算

容量標(biāo)么值S*=S/SJZ.例如:當(dāng)10KV母線上短路容量為200MVA時(shí),其標(biāo)么值容量

S*=200/100=2.

電壓標(biāo)么值U*=U/UJZ;電流標(biāo)么值I*=I/IJZ

3、無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算公式

短路電流標(biāo)么值:I*d=1/**(總電抗標(biāo)么值的倒數(shù)).

短路電流有效值:Id=IJZ*I*d=IJZ/**(KA)

沖擊電流有效值:IC=Id*√1+2(KC-1)2(KA)其中KC沖擊系數(shù),取1.8

所以IC=1.52Id

沖擊電流峰值:ic=1.41*Id*KC=2.55Id(KA)

當(dāng)1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時(shí),沖擊系數(shù)KC,取1.3

這時(shí):沖擊電流有效值IC=1.09*Id(KA)

沖擊電流峰值:ic=1.84Id(KA)

掌握了以上知識(shí),就能進(jìn)行短路電流計(jì)算了.公式不多,又簡單.但問題在于短路點(diǎn)的總電抗如何得到?例如:區(qū)域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業(yè)變電所變壓器的電抗,等等.

一種方法是查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè),從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標(biāo)么值.求得總電抗后,再用以上公式計(jì)算短路電流;設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jì)算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計(jì)算方法.

4.簡化算法

【1】系統(tǒng)電抗的計(jì)算

系統(tǒng)電抗,百兆為一。容量增減,電抗反比。100除系統(tǒng)容量

例:基準(zhǔn)容量100MVA。當(dāng)系統(tǒng)容量為100MVA時(shí),系統(tǒng)的電抗為*S*=100/100=1

當(dāng)系統(tǒng)容量為200MVA時(shí),系統(tǒng)的電抗為*S*=100/200=0.5

當(dāng)系統(tǒng)容量為無窮大時(shí),系統(tǒng)的電抗為*S*=100/∞=0

系統(tǒng)容量單位:MVA

系統(tǒng)容量應(yīng)由當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供。當(dāng)不能得到時(shí),可將供電電源出線開關(guān)的開斷容量

作為系統(tǒng)容量。如已知供電部門出線開關(guān)為W-VAC12KV2000A額定分?jǐn)嚯娏鳛?0KA。則可認(rèn)為系統(tǒng)容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系統(tǒng)的電抗為*S*=100/692=0.144。

【2】變壓器電抗的計(jì)算

110KV,10.5除變壓器容量;35KV,7除變壓器容量;10KV{6KV},4.5除變壓器容量。

例:一臺(tái)35KV3200KVA變壓器的電抗**=7/3.2=2.1875

一臺(tái)10KV1600KVA變壓器的電抗**=4.5/1.6=2.813

變壓器容量單位:MVA

這里的系數(shù)10.5,7,4.5實(shí)際上就是變壓器短路電抗的%數(shù)。不同電壓等級(jí)有不同的值。

【3】電抗器電抗的計(jì)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=6KVI=0.3KA額定電抗*=4%。

額定容量S=1.73*6*0.3=3.12MVA.電抗器電抗**={4/3.12}*0.9=1.15

電抗器容量單位:MVA

【4】架空線路及電纜電抗的計(jì)算

架空線:6KV,等于公里數(shù);10KV,取1/3;35KV,取3%0

電纜:按架空線再乘0.2。

例:10KV6KM架空線。架空線路電抗**=6/3=2

10KV0.2KM電纜。電纜電抗**={0.2/3}*0.2=0.013。

這里作了簡化,實(shí)際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關(guān),截面越大電抗越小。

【5】短路容量的計(jì)算

電抗加定,去除100。

例:已知短路點(diǎn)前各元件電抗標(biāo)么值之和為**∑=2,則短路點(diǎn)的短路容量

Sd=100/2=50MVA。

短路容量單位:MVA

【6】短路電流的計(jì)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(diǎn)前各元件電抗標(biāo)么值之和為**∑=2,短路點(diǎn)電壓等級(jí)為6KV,

則短路點(diǎn)的短路電流Id=9.2/2=4.6KA。

短路電流單位:KA

【7】短路沖擊電流的計(jì)算

1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時(shí):沖擊電流有效值Ic=Id,沖擊電流峰值ic=1.8Id

1000KVA以上變壓器二次側(cè)短路時(shí):沖擊電流有效值Ic=1.5Id,沖擊電流峰值ic=2.5Id

例:已知短路點(diǎn){1600KVA變壓器二次側(cè)}的短路電流Id=4.6KA,

則該點(diǎn)沖擊電流有效值Ic=1.5Id,=1.5*4.6=7.36KA,沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。

可見短路電流計(jì)算的關(guān)鍵是算出短路點(diǎn)前的總電抗{標(biāo)么值}.但一定要包括系統(tǒng)電抗

5.舉例

系統(tǒng)見下圖.由電業(yè)部門區(qū)域變電站送出一路10KV架空線路,經(jīng)10KM后到達(dá)企業(yè)變電所,進(jìn)變電所前有一段200M的電纜.變電所設(shè)一臺(tái)1600KVA變壓器.求K1,K2點(diǎn)的短路參數(shù).

系統(tǒng)容量:S=1.73*U*I=1.73*10.5*31.5=573MVA

用以上口訣,很容易求得各電抗標(biāo)么值,一共有4個(gè).

系統(tǒng)電抗*

0=100/573=0.175

10KM,10KV架空線路電抗*1=10/3=3.333

200M,10KV電纜線路電抗*2=(0.2/3)*0.2=0.133

1600KVA變壓器電抗*3=4.5/1.6=2.81

請(qǐng)注意:以上電抗都是標(biāo)么值(**)

將每一段電抗分別相加,得到K1點(diǎn)總電抗=*0+*1=3.51

K2點(diǎn)總電抗=*0+*1+*2+*3=6.45(不是2.94!)

再用口訣,即可算出短路電流

U(KV)**Id(KA)IC(KA)ic(KA)Sd(MVA)

口訣5.5/**1.52*Id2.55Id100/**

K110.53.511.562.374.028.5

口訣150/**1.52*Id2.55Id100/**

K20.46..5

用口訣算和用第3節(jié)公式算有什么不同?

用口訣算出的是實(shí)名制單位,KA,MVA,而用公式算出的是標(biāo)么值.

細(xì)心的人一定會(huì)看出,計(jì)算短路電流口訣中的系數(shù)150、9.2、5.5、1.6.實(shí)際上就是各級(jí)電壓基準(zhǔn)值.只是作了簡化.準(zhǔn)確計(jì)算應(yīng)該是144、9.16、5.5、1.56.

有了短路參數(shù)有什么用?是驗(yàn)算開關(guān)的主要參數(shù).例:這臺(tái)1600KVA變壓器低壓總開關(guān)采用M25,N1.額定電流2500A,額定分?jǐn)嚯娏?5KA.

驗(yàn)算:變壓器額定電流為2253A

開關(guān)額定電流>變壓器額定電流;開關(guān)額定分?jǐn)嚯娏?短路電流Id..驗(yàn)算通過.

篇3:煤礦運(yùn)輸大巷架空線短路電流測試安全技術(shù)措施

測試項(xiàng)目:井下-350、-450直流架空線短路電流測試

1、時(shí)間:2006年7月28日—8月5日

2、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:王溪增

3、實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人:鄭傳啟

4、安全監(jiān)護(hù)人:馬佃濤

5、參加試驗(yàn)人員:機(jī)電科、技術(shù)科、孫其忠、李希華

6、安全措施:

(1)所有參加直流架空線遠(yuǎn)端短路電流測試的人員都要學(xué)習(xí)本措施并簽字。

(2)試驗(yàn)人員備好萬用電表1只,測量試驗(yàn)點(diǎn)的電壓數(shù)值并做好記錄。

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)備一臺(tái)60手動(dòng)開關(guān),電源接在裝有保險(xiǎn)管的一項(xiàng)上,保險(xiǎn)管的另一端接一地線引出與架線電機(jī)車相連,與電機(jī)車軌道構(gòu)成支流回路。

(4)測試前將手動(dòng)開關(guān)中的保險(xiǎn)管壓上300A保險(xiǎn)片,蓋好開關(guān)蓋。電源線接在集電弓的引線端子上。

(5)送電前電試驗(yàn)負(fù)責(zé)人檢查接線情況,確認(rèn)無誤后,方可進(jìn)行測試。

(6)測試時(shí),手動(dòng)開關(guān)打到合閘位置,手拉集電弓子拉線,接通電源,接通時(shí)間不得大于3秒鐘,若超過了3秒,直流電源不跳閘,則拉下集電弓子,斷開電源。如果測試中,手動(dòng)開關(guān)的保險(xiǎn)片溶化,直流電源不掉閘,再選點(diǎn)測試。

(7)根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行分析,遠(yuǎn)端與近端的差異,制定出直流架線整改措施。