電力系統在運行中相與相之間或相與地(或中性線)之間發生非正常連接(短路)時流過的電流稱為短路電流。在三相系統中發生短路的基本類型有三相短路、兩相短路、單相對地短路和兩相對地短路。三相短路因短路時的三相回路依舊是對稱的,故稱為對稱短路;其他幾種短路均使三相電路不對稱,故稱為不對稱短路。

在中性點直接接地的電網中,以一相對地的短路故障為最多,約占全部短路故障的90。在中性點非直接接地的電力網絡中,短路故障主要是各種相間短路。發生短路時,由于電源供電回路阻抗的減小以及忽然短路時的暫態過程,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發電機額定電流的10~15倍,在大容量的電力系統中,短路電流可高達數萬安培。短路電流的危害短路電流將引起下列嚴重后果:短路電流往往會有電弧產生,它不僅能燒壞故障元件本身,也可能燒壞四周設備和傷害四周人員。巨大的短路電流通過導體時,一方面會使導體大量發熱,造成導體過熱甚至熔化,以及絕緣損壞;另一方面巨大的短路電流還將產生很大的電動力作用于導體,使導體變形或損壞。短路也同時引起系統電壓大幅度降低,非凡是靠近短路點處的電壓降低得更多,從而可能導致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。網絡電壓的降低,使供電設備的正常工作受到損壞,也可能導致工廠的產品報廢或設備損壞,如電動機過熱受損等。

電力系統中出現短路故障時,系統功率分布的忽然變化和電壓的嚴重下降,可能破壞各發電廠并聯運行的穩定性,使整個系統解列,這時某些發電機可能過負荷,因此,必須切除部分用戶。短路時電壓下降的愈大,持續時間愈長,破壞整個電力系統穩定運行的可能性愈大。短路電流的限制措施為保證系統安全可靠地運行,減輕短路造成的影響,除在運行維護中應努力設法消除可能引起短路的一切原因外,還應盡快地切除短路故障部分,使系統電壓在較短的時間內恢復到正常值。

為此,可采用快速動作的繼電保護和斷路器,以及發電機裝設自動調節勵磁裝置等。此外,還應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行方式,以增大系統阻抗,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算,正確選擇及校驗電氣設備,電氣設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的整定值和熔體的額定電流,采用速斷保護裝置,以便發生短路時,能快速切斷短路電流,減少短路電流持續時間,減少短路所造成的損失。

三是在變電站安裝避雷針,在變壓器四周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量,加強線路維護,始終保持線路弧垂一致并符合規定。

五是帶電安裝和檢修電氣設備,注重力要集中,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。

六是加強治理,防止小動物進入配電室,爬上電氣設備。

七是及時清除導電粉塵,防止導電粉塵進入電氣設備。

八是在電纜埋設處設置標記,有人在四周挖掘施工,要派專人看護,并向施工人員說明電纜敷設位置,以防電纜被破壞引發短路。

九是電力系統的運行、維護人員應認真學習規程,嚴格遵守規章制度,正確操作電氣設備,禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工,維護人員工作完畢,應立即拆除接地線。要經常對線路、設備進行巡視檢查,及時發現缺陷,迅速進行檢修。

篇2:短路電流簡易計算方法規范

短路電流簡易計算方法

一.概述

供電網絡中發生短路時,很大的短路電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞,同時使網絡內的電壓大大降低,因而破壞了網絡內用電設備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計算短路電流,以正確地選擇電器設備、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件.

二.計算條件

1.假設系統有無限大的容量.用戶處短路后,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:對于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及以下網絡元件的阻抗.

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;對于架空線和電纜,只有當其電阻大于電抗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于三相短路電流.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.

三.簡化計算法

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,對于一般用戶也沒有必要.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么辦?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.

在介紹簡化計算法之前必須先了解一些基本概念.

1.、主要參數

Sd三相短路容量(MVA)簡稱短路容量校核開關分斷容量

Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡稱短路電流校核開關分斷電流和熱穩定

IC三相短路第一周期全電流有效值(KA)簡稱沖擊電流有效值校核動穩定

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穩定*電抗(Ω)

其中系統短路容量Sd和計算點電抗*是關鍵.

2、.標么值

計算時選定一個基準容量(Sjz)和基準電壓(Ujz).將短路計算中各個參數都轉化為和該參數的基準量的比值(相對于基準量的比值),稱為標么值(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=100MVA

基準電壓UJZ規定為8級.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV

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)標么值計算

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

S*=200/100=2.

電壓標么值U*=U/UJZ;電流標么值I*=I/IJZ

3、無限大容量系統三相短路電流計算公式

短路電流標么值:I*d=1/**(總電抗標么值的倒數).

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,取1.8

所以IC=1.52Id

沖擊電流峰值:ic=1.41*Id*KC=2.55Id(KA)

當1000KVA及以下變壓器二次側短路時,沖擊系數KC,取1.3

這時: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,就能進行短路電流計算了.公式不多,又簡單.但問題在于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么值.求得總電抗后,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.簡化算法

【1】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*S*=100/100=1

當系統容量為200MVA時,系統的電抗為*S*=100/200=0.5

當系統容量為無窮大時,系統的電抗為*S*=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-VAC12KV2000A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*S*=100/692=0.144。

【2】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{6KV},4.5除變壓器容量。

例:一臺35KV3200KVA變壓器的電抗**=7/3.2=2.1875

一臺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。

【3】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=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算

架空線:6KV,等于公里數;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。

【5】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么值之和為**∑=2,則短路點的短路容量

Sd=100/2=50MVA。

短路容量單位:MVA

【6】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么值之和為**∑=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

【7】短路沖擊電流的計算

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

1000KVA以上變壓器二次側短路時: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{1600KVA變壓器二次側}的短路電流Id=4.6KA,

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

可見短路電流計算的關鍵是算出短路點前的總電抗{標么值}.但一定要包括系統電抗

5.舉例

系統見下圖.由電業部門區域變電站送出一路10KV架空線路,經10KM后到達企業變電所,進變電所前有一段200M的電纜.變電所設一臺1600KVA變壓器.求K1,K2點的短路參數.

系統容量: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么值,一共有4個.

系統電抗*

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

請注意:以上電抗都是標么值(**)

將每一段電抗分別相加,得到K1點總電抗=*0+*1=3.51

K2點總電抗=*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節公式算有什么不同?

用口訣算出的是實名制單位,KA,MVA,而用公式算出的是標么值.

細心的人一定會看出,計算短路電流口訣中的系數150、9.2、5.5、1.6.實際上就是各級電壓基準值.只是作了簡化.準確計算應該是144、9.16、5.5、1.56.

有了短路參數有什么用?是驗算開關的主要參數.例:這臺1600KVA變壓器低壓總開關采用M25,N1.額定電流2500A,額定分斷電流55KA.

驗算:變壓器額定電流為2253A

開關額定電流>變壓器額定電流;開關額定分斷電流>短路電流Id..驗算通過.

篇3:煤礦運輸大巷架空線短路電流測試安全技術措施

測試項目:井下-350、-450直流架空線短路電流測試

1、時間:2006年7月28日—8月5日

2、項目負責人:王溪增

3、實驗負責人:鄭傳啟

4、安全監護人:馬佃濤

5、參加試驗人員:機電科、技術科、孫其忠、李希華

6、安全措施:

(1)所有參加直流架空線遠端短路電流測試的人員都要學習本措施并簽字。

(2)試驗人員備好萬用電表1只,測量試驗點的電壓數值并做好記錄。

(3)實驗時準備一臺60手動開關,電源接在裝有保險管的一項上,保險管的另一端接一地線引出與架線電機車相連,與電機車軌道構成支流回路。

(4)測試前將手動開關中的保險管壓上300A保險片,蓋好開關蓋。電源線接在集電弓的引線端子上。

(5)送電前電試驗負責人檢查接線情況,確認無誤后,方可進行測試。

(6)測試時,手動開關打到合閘位置,手拉集電弓子拉線,接通電源,接通時間不得大于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,手動開關的保險片溶化,直流電源不掉閘,再選點測試。

(7)根據測試結果進行分析,遠端與近端的差異,制定出直流架線整改措施。