变压器短路容量短路电流计算公式短路冲击电流的计算.docx
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变压器短路容量短路电流计算公式短路冲击电流的计算
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算发布者：
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2009-3-23 阅读：
513次 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。
为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。
二.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.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。
具体规定:
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。
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。
三.简化计算法
即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。
一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?
下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。
1.主要参数
Sd三相短路容量（MVA）简称短路容量校核开关分断容量
Id三相短路电流周期分量有效值（KA）简称短路电流校核开关分断电流和热稳定
IC三相短路第一周期全电流有效值（KA）简称冲击电流有效值校核动稳定
ic三相短路第一周期全电流峰值（KA）简称冲击电流峰值校核动稳定
x电抗（W）
其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键.
2.标么值
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）,称为标么值（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=100MVA
基准电压UJZ规定为8级.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV
有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例:
UJZ（KV）3710.56.30.4
因为S=1.73*U*I所以IJZ（KA）1.565.59.16144
（2）标么值计算
容量标么值S*=S/SJZ.例如:
当10KV母线上短路容量为200MVA时,其标么值容量
S*=200/100=2.
电压标么值U*=U/UJZ;电流标么值I*=I/IJZ
3无限大容量系统三相短路电流计算公式
短路电流标么值:
I*d=1/x*（总电抗标么值的倒数）.
短路电流有效值:
Id=IJZ*I*d=IJZ/x*（KA）
冲击电流有效值:
IC=Id*√12（KC-1）2（KA）其中KC冲击系数,取1.8
所以IC=1.52Id
冲击电流峰值:
ic=1.41*Id*KC=2.55Id（KA）
当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC,取1.3
这时:
冲击电流有效值IC=1.09*Id（KA）
冲击电流峰值:
ic=1.84Id（KA）
掌握了以上知识,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,再用公式计算短路电流;设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流。
下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
4．简化算法
【1】系统电抗的计算
系统电抗，百兆为一。
容量增减，电抗反比。
100除系统容量
例：
基准容量100MVA。
当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100＝1
当系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200＝0.5
当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/∞＝0
系统容量单位：
MVA
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。
如已知供电部门出线开关为W-VAC12KV2000A额定分断电流为40KA。
则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系统的电抗为XS*=100/692＝0.144。
【2】变压器电抗的计算
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35KV3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875
一台10KV1600KVA变压器的电抗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】电抗器电抗的计算
电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。
例：
有一电抗器U=6KVI=0.3KA额定电抗X=4%。
额定容量S=1.73*6*0.3=3.12MVA.电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15
电抗器容量单位：
MVA
【4】架空线路及电缆电抗的计算
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：
10KV6KM架空线。
架空线路电抗X*=6/3=2
10KV0.2KM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。
【5】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=50MVA。
短路容量单位：
MVA
【6】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Id=9.2/2=4.6KA。
短路电流单位：
KA
【7】短路冲击电流的计算
1000KVA及以下变压器二次侧短路时：
冲击电流有效值Ic=Id,冲击电流峰值ic=1.8Id
1000KVA以上变压器二次侧短路时：
冲击电流有效值Ic=1.5Id,冲击电流峰值ic=2.5Id
例：
已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流Id=4.6KA，
则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。
可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗。
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短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备，使其满足电流的动、热稳定性的要求。
对于低压开关设备和熔断器等，还应按短路电流校验其分断能力。
计算短路电流时，首先要选择好短路点，短路点通常选择在被保护线路的始、末端。
始端短路点用于计算最大三相短路电流，用于校验设备和电缆的动、热稳定性；末端用于计算最小二相短路电流，用于校验继电保护整定值的可靠性。
短路电流的计算方法有解释法和图表法，主要以解释法为主。
一、短路电流的计算公式
1、三相短路电流计算：
IK（3）=UN2/{√3·[（∑R）2+（∑X）2]1/2}
式中：
IK（3） 三相短路电流，安；
UN2 变压器二次侧额定电压，对于127、380、660伏电网，分别取133、400、690伏；
∑R、∑X 短路回路内一相的电阻、电抗的总和，欧。
2、二相短路电流计算：
IK
（2）=UN2/{2·[（∑R）2+（∑X）2]1/2}
式中：
IK
（2） 二相短路电流，安；
3、三相短路电流与二相短路电流值的换算
IK（3）=2IK
（2）/√3=1.15IK
（2）
或 IK
（2）=0.866IK（3）
二、阻抗计算
1、系统电抗
XS=UN22/SK
式中：
XS 折合至变压器二次侧的系统电抗，欧/相；
UN2 变压器二次侧的额定电压，KV；
SK 电源一次侧母线上的短路容量，MVA。
XS、SK 指中央变电所母线前的电源电抗和母线短路容量。
如中央变的短路容量数据不详，可用防爆配电箱的额定断流容量代替计算。
额定断流容量与系统电抗值 （欧）
断流容量MVA 额定电压V
25
30
40
50
400
0.0064
0.0053
0.004
0.0032
690
0.019
0.0159
0.0119
0.0095
2、变压器阻抗（可查参考文献3附录六表19-3）
变压器每相电阻、电抗按下式计算：
RB=ΔP/3IN22=ΔP·UN22/SN2
XB=10UX%·UN22/SN=10（UK2-UR2）1/2·UN22/SN
式中：
RB、XB 分别为变压器每相电阻和电抗值，欧；
UX 变压器绕组电抗压降百分值，%；UX=（UK2-UR2）1/2
UK 变压器绕组阻抗压降百分值，%；
UR 变压器绕组电阻压降百分值，%；UR=[△P/（10·SN）]%
ΔP 变压器短路损耗，瓦；
UN2、IN2 变压器二次侧额定电压（KV）和电流（A）;
SN 变压器额定容量，KVA。
3、高压电缆的阻抗
高压电缆的阻抗折合至变压器二次侧的数值可按下式计算，同时计算出的电阻数据应换算至65℃时的数据。
电阻：
R=R0L/K2； 欧
电抗：
X=X0L/K2 欧
式中：
R0 高压电缆每公里的电阻，欧。
R0=1000ρ0/S
ρ0 导电线芯的直流电阻系数，20℃时不小于下列数值：
铜芯：
0.0184Ω·mm2/m
铝芯：
0.0310Ω·mm2/m
S 电缆线芯截面，mm2
X0 高压电缆每公里电抗，欧；对6～10KV电压，电抗平均值为：
0.08欧/公里。
L 电缆长度， 米。
K 变压比，变压器一次侧平均电压与二次侧平均电压的比值。
6KV电缆折合至下列电压后每公里的阻抗值（欧/相）
电缆截面 mm2
（线芯温度65℃）
铜芯
400V
690V
25
0.0035
0.0106
35
0.0025
0.0076
50
0.0018
0.0055
70
0.0012
0.0037
95
0.0009
0.0029
4、低压电缆的电阻和电抗（可查参考文献3附录三表5-1）
所提供的数据如是20℃时的数据，应换算到65℃的数据，按下式计算：
R=R20[1+0.004（t-20）]
即：
R65=1.18R20
阻抗
电缆型号
电缆线芯截面（mm2）
4
6
10
16
25
35
50
70
电阻
UZ
6.36
U或UP
5.50
3.69
2.16
UC
2.18
MY
1.21
0.78
0.554
0.386
0.272
电抗
0.101
0.095
0.092
0.090
0.088
0.084
0.081
0.078
短路电流计算方法
2010年06月05日星期六11:
10
介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
原作是多年前发表在《建筑电气》上的。
具体时间和作者已不记得。
供有需要的同行参考。
关键词：
短路电流计算方法口诀
一.概述
供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.
二.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.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.
具体规定:
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.
三.简化计算法
即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?
下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.
1.主要参数
Sd三相短路容量（MVA）简称短路容量校核开关分断容量
Id三相短路电流周期分量有效值（KA）简称短路电流校核开关分断电流
和热稳定
IC三相短路第一周期全电流有效值（KA）简称冲击电流有效值校核动稳定
ic三相短路第一周期全电流峰值（KA）简称冲击电流峰值校核动稳定
x电抗（Ω）
其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键.
2.标么值
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）,称为标么值（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=100MVA
基准电压UJZ规定为8级.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV
有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例:
UJZ（KV）3710.56.30.4
因为S=1.73*U*I所以IJZ（KA）1.565.59.16144
（2）标么值计算
容量标么值S*=S/SJZ.例如:
当10KV母线上短路容量为200MVA时,其标么值容量
S*=200/100=2.
电压标么值U*=U/UJZ;电流标么值I*=I/IJZ
3无限大容量系统三相短路电流计算公式
短路电流标么值:
I*d=1/x*（总电抗标么值的倒数）.
短路电流有效值:
Id=IJZ*I*d=IJZ/x*（KA）
冲击电流有效值:
IC=Id*√12（KC-1）2（KA）其中KC冲击系数,取1.8
所以IC=1.52Id
冲击电流峰值:
ic=1.41*Id*KC=2.55Id（KA）
当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC,取1.3
这时:
冲击电流有效值IC=1.09*Id（KA）
冲击电流峰值:
ic=1.84Id（KA）
掌握了以上知识,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;设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.
下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.
4．简化算法
【1】系统电抗的计算
系统电抗，百兆为一。
容量增减，电抗反比。
100除系统容量
例：
基准容量100MVA。
当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100＝1
当系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200＝0.5
当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/∞＝0
系统容量单位：
MVA
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。
如已知供电部门出线开关为W-VAC12KV2000A额定分断电流为40KA。
则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系统的电抗为XS*=100/692＝0.144。
【2】变压器电抗的计算
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35KV3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875
一台10KV1600KVA变压器的电抗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】电抗器电抗的计算
电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。
例：
有一电抗器U=6KVI=0.3KA额定电抗X=4%。
额定容量S=1.73*6*0.3=3.12MVA.电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15
电抗器容量单位：
MVA
【4】架空线路及电缆电抗的计算
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：
10KV6KM架空线。
架空线路电抗X*=6/3=2
10KV0.2KM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。
【5】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=50MVA。
短路容量单位：
MVA
【6】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Id=9.2/2=4.6KA。
短路电流单位：
KA
【7】短路冲击电流的计算
1000KVA及以下变压器二次侧短路时：
冲击电流有效值Ic=Id,冲击电流峰值ic=1.8Id
1000KVA以上变压器二次侧短路时：
冲击电流有效值Ic=1.5Id,冲击电流峰值ic=2.5Id
例：
已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流Id=4.6KA，
则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。
可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗
5.举例
系统见下图.由电业部门区域变电站送出一路10KV架空线路,经10KM后到达企业变电所,进变电所前有一段200M的电缆.变电所设一台1600KVA变压器.求K1,K2点的短路参数.
系统图电抗图合并电抗图
系统容量:
S=1.73*U*I=1.73*10.5*31.5=573MVA
用以上口诀,很容易求得各电抗标么值,一共有4个.
系统电抗X0=100/573=0.175
10KM,10KV架空线路电抗X1=10/3=3.333
200M,10KV电缆线路电抗X2=（0.2/3）*0.2=0.133
1600KVA变压器电抗X3=4.5/1.6=2.81
请注意:
以上电抗都是标么值（X*）
将每一段电抗分别相加,得到K1点总电抗=X0X1=3.51
K2点总电抗=X0X1X2X3=6.45（不是2.94!
）
再用口诀,即可算出短路电流
U（KV）X*Id（KA）IC（KA）ic（KA）Sd（MVA）
口诀5.5/X*1.52*Id2.55Id100/X*
K110.53.511.562.374.028.5
口诀150/X*1.52*Id2.55Id100/X*
K20.46.4523355915.5
用口诀算和用第3节公式算有什么不同?
用口诀算出的是实名制单位,KA,MVA,而用公式算出的是标么值.
细心的人一定会看出,计算短路电流口诀中的系数150、9.2、5.5、1.6.实际上就是各级电压基准值.只是作了简化.准确计算应该是144、9.16、5.5、1.56.
有了短路参数有什么用?
是验算开关的主要参数.例:
这台1600KVA变压器低压总开关采用M25,N1.额定电流2500A,额定分断电流55KA.
验算:
变压器额定电流为2253A
开关额定电流>变压器额定电流;开关额定分断电流>短路电流Id..验算通过.
短路电流速算
【浏览次数】2359
【供稿】中国电气论文网
【中文关键词】短路电流速算
【添加日期】2005-5-18
【更新日期】2005-5-18
【全部正文】一.概述供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.二.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.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定:
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
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