【正文】 短路電流計(jì)算 在電力 系統(tǒng)中短路種類主要有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接短路。其中三相短路電力系統(tǒng)最嚴(yán)重的短路故障。在計(jì)算短路電流的是采用標(biāo)幺制表示，更簡(jiǎn)化了計(jì)算。 該廠電源進(jìn)線采用一回架空線，型號(hào)為 LJ_70，線路長(zhǎng)度為 5km 的線路供電根據(jù)表 A15， LJ70 導(dǎo)線，選擇線間幾何均距為 1m，則其電抗值為 ? /km 圖 41：供電系統(tǒng)圖 其中變壓器 1T中的參數(shù)為 800kVA，阻抗電壓 UK %= 則供電系統(tǒng)的等效電路圖如下圖所示： 最大運(yùn)行方式時(shí)： S =300MVA， （ a）最大運(yùn)行方式一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路為： 圖 42： 最大運(yùn)行方式一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 （ 1） 取基準(zhǔn)容量 Sd =100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud =Uav ,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為 U1d =,U2d =,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為 I 1d ,I2d ,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 系統(tǒng) S： X1 *=Sd /S =31 線路 1WL： X2 *=(X0 Sd )/ 21dU =? 5?＝ 變壓器 1T： X3 *=( UK %/100) ? (Sd /SN)= （ 2） K1 點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X1K *= X1 *+ X2 *+ X3 *=++= ② K1 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I1d= Sd /( 3 U2d )=?＝ ③ K1 點(diǎn)短路電流的各量： X1K *=1/X1K *= = I1K = Id? I1K *=? = I 1..ksh =? I1k =? = S1K =Sd /X1K *=100? = （ 3） K2 點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X 2K *= X1 *+ X2 *=+= ② K2 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I 2d=Sd /( 3 U1d)=?＝ ③ K2 點(diǎn)短路電流的各量： 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 I 2K *=1/ X 2K *== I 2K =I2d I 2K *=? = I 2..ksh = I 2K =? = S 2K =Sd / X 2K *=100? = (b) 最大運(yùn)行方式兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路為： 圖 43： 最大運(yùn)行方式兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路 （ 1）取基準(zhǔn)容量 Sd =100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud =Uav ,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為 U1d =,U2d =,相應(yīng)的基 準(zhǔn)電流為 I 1d ,I2d ,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 系統(tǒng) S： X1 *=Sd /S =31 線路 1WL： X2 *=(X0 Sd )/ 21dU =? 5?＝ 變壓器 1T： X3 *=( UK %/100) ? (Sd /SN)= 變壓器 2T： X4 *=( UK %/100) ? (Sd /SN)= （ 2） K1 點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X1K *＝ X1 *+X2 *+X3 *// X4 *=＋ ＋＋ ?＝ ② K1 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I1d=Sd /( 3 U2d )=?＝ ③ K1 點(diǎn)短路電流的各量： 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 I1K *=1/X1K *= 1= I1K =Id?I1K *=? = I 1..ksh =? I1k =? = S1K =Sd /X1K *=100? = (3) K2 點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X 2K *= X1 *﹢ X2 *=+= ② K2 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I2d=Sd /( 3 U1d )=?＝ ③ K2 點(diǎn)短路電流的各量： I 2K *=1/X 2K *=1/= I 2K =Id? I 2K *=? = I 2..ksh =? I 2K =? = S 2K =Sd /X 2K *=100? = 最小運(yùn)行方式時(shí)： S =200MVA (a) 最小運(yùn)行方式一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路為： 圖 44：最小運(yùn)行方式一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路 （ 1）取基準(zhǔn)容量 Sd =100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud =Uav ,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為 U1d =,U2d =,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為 I 1d ,I2d ,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 系統(tǒng) S： X1 *=Sd /S = 線路 1WL： X2 *=(X0 Sd )/ 21dU =? 5?＝ 變壓器 1T： X3 *=( UK %/100) ? (Sd /SN)= （ 2） K1 點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X1K *= X1 *+ X2 *+ X3 *=++= ② K1 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I1d= Sd /( 3 U2d )=?＝ ③ K1 點(diǎn)短路電流的各量： X1K *=1/X1K *= = I1K = Id? I1K *=? = I 1..ksh =? I1k =? = S1K =Sd /X1K *=100? =13MVA （ 3） K2 點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X 2K *= X1 *+ X2 *=+= ② K2 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I2d=Sd /( 3 U1d )=?＝ ③ K2 點(diǎn)短路電流的各量： I 2K *=1/ X 2K *= = I 2K =I2d I 2K *=? = I 2..ksh = I 2K =? = 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 S 2K =Sd / X 2K *=100? = （ b） 最小運(yùn)行方式兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路為： 圖 45：最小運(yùn)行方式兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路 （ 1）取基準(zhǔn)容量 Sd =100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud =Uav ,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為 U1d =,U2d =,相應(yīng)的基 準(zhǔn)電流為 I 1d ,I2d ,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 系統(tǒng) S： X1 *=Sd /S = 線路 1WL： X2 *=(X0 Sd )/ 21dU =? 5?＝ 變壓器 1T： X3 *=( UK %/100) ? (Sd /SN)= 變壓器 2T： X4 *=( UK %/100) ? (Sd /SN)= （ 2） K1 點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X1K *＝ X1 *+X2 *+X3 *// X4 *=＋ ＋＋ ?＝ ② K1 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I1d=Sd /( 3 U2d )=?＝ ③ K1 點(diǎn)短路電流的各量： I1K *=1/X1K *= = I1K =Id?I1K *=? = I 1..ksh =? I1k =? = 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 S1K =Sd /X1K *=100? = （ 3） K2 點(diǎn)的三相短路電流 和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X 2K *= X1 *﹢ X2 *=+= ② K2 點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I2d=Sd /( 3 U1d )=?＝ ③ K2 點(diǎn)短路電流的各量： I 2K *=1/X 2K *=1/= I 2K =Id? I 2K *=? = I 2..ksh =? I 2K =? = S 2K =Sd /X 2K *=100? = 表 41： 短路電流計(jì)算表 運(yùn)行方式 項(xiàng)目 K1 K2 最大運(yùn)行方式（兩臺(tái)變壓器） 三相短路電流（ KA） 沖擊短路電流（ KA） 三相短路容量（ MVA） 最大運(yùn)行方式 (一臺(tái)變壓器） 三相短路電流（ KA） 沖擊短路電 流（ KA） 三相短路容量（ MVA） 最小運(yùn)行方式（兩臺(tái)變壓器） 三相短路電流（ KA） 最小運(yùn)行方式（一臺(tái)變壓器） 三相短路電流（ KA） 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 電氣設(shè)備選擇 電氣設(shè)備選擇要求 供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備是在一定的電壓、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的，電氣設(shè)備的選擇除了滿足在正常時(shí)能安全可靠運(yùn)行，并適應(yīng)所處的位置、環(huán)境溫度，以及防塵、防火、防腐、防爆等要求，還應(yīng)滿足在短路故障時(shí)不至于損壞的條件，開(kāi)關(guān)電 器必須具有足夠的斷流能力。電氣設(shè)備的額定電壓 UN 應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓 NWU. ，即 NU ≥ NWU. （ 4— 1） ② 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)和高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的具體選擇原則如下： ① 根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來(lái)選擇設(shè)備的型號(hào)； ② 在正常條件下，選擇設(shè)備的額定電壓和額定電流； ③ 短路校驗(yàn)： 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：電氣設(shè)備的極限通過(guò)電流應(yīng) 不小于設(shè)備安裝的最大沖擊短路電流，即 Imax ? i )3(sh （ 4— 4） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)；電氣設(shè)備允許的短時(shí)發(fā)熱應(yīng)不小于設(shè)備安裝的最大短路發(fā)熱，即 I tt?2 ? mintI ?? （ 4— 5） ④ 開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。因此，高壓斷路器不僅能在正常時(shí)通斷負(fù)荷電流，而且能在出現(xiàn)短路故障時(shí)在保護(hù)裝置作用下切斷短路電流。 10kV 進(jìn)線側(cè)的線路額定電流為： IN ＝ SN 247。?4＝ 1024kA178。 (+)＝ kA178。 (+)＝ kA178。 避雷器的選擇 參考《供配電參考資料》的表 3— 29，則選擇 FS— 10型避雷器。（ 37 號(hào)方案規(guī)定的兩根線的額定電流為 200 和 400）。 IC＝ ?＝ 由于額定電壓為 380V， 故應(yīng)選 I )1(OP ＝ 400A ③斷路器額定電流選擇： I QFN. ? I ORN. ＝ 400A 應(yīng)選 400A， DW15型斷路器 IOC ＝ 50kA 斷流能力校驗(yàn)： IOC ＝ 50kAI )3(K ＝ kA 故應(yīng)選低壓斷路器型號(hào)為 DW15— 400A ，過(guò)電流瞬時(shí)脫扣器額定電流為 400A。 第二車間 電流互感器按規(guī)定選擇 []/5. 以下為各大容量單獨(dú)進(jìn)線線上低壓設(shè)備的選擇和校驗(yàn) .我選擇 GGD37,拉出兩根線，一種選擇各組斷路器的額定電流為 200,400。 1）冷加工機(jī)床：計(jì)算電流 IC＝ ，三相短路電流采用變壓器二次側(cè)的短路電路即 I )3(K ＝ ，選用 DW15 型半導(dǎo)體式，配置瞬時(shí)和長(zhǎng)延時(shí)脫扣器，校驗(yàn)如下： ①過(guò)電流瞬時(shí)脫扣器額定電流的選擇： I ORN. ? IC＝ 故應(yīng)取 I ORN. ＝ 400A ②長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的整定： I )1(OP ? krel 表 45：刀開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)選擇校驗(yàn)表 序號(hào) HD12— 400 選擇要求 裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件 結(jié)論 項(xiàng) 目 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 目 數(shù) 據(jù) 1 UN 380V ? U NW. 380V 合格 2 IN 400A ? IC 合格 ④靈敏度的校驗(yàn)： KS =OPKII min. = 3? = 機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 故靈敏度滿足要求。 IC＝ ?＝ 由于額定電壓為 380V， 故應(yīng)選 I )1(OP ＝ 200A ③斷路器額定電流選擇： I QFN. ? I ORN. ＝ 200A 應(yīng)選 200A， DW15型斷路器 IOC ＝ 50kA 斷流能力校驗(yàn)： IOC ＝ 50kAI )3(K ＝ kA 故應(yīng)選低壓斷路器型號(hào)為 DW15— 200A ，過(guò)電流瞬時(shí)脫扣器額定電流為 200A。 第三車間 電流互感器按規(guī)定選擇 []/5. 以下為各大容量單獨(dú)進(jìn)線線上低壓設(shè)備的選擇和校驗(yàn) .我選擇 GGD37,拉出機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 四根線，一種選擇各組斷路器的額定電流為 200,400,400,400。 IC＝ 18