科普下什么是短路 短路电流计算方法(短路电流计算口诀)

一.导言:

当供电网络发生短路时，较大的短路电流会使电气设备过热或被电力损坏，同时会使网络中的电压大大降低，从而破坏网络中电气设备的正常工作。为了消除或减少短路的后果，有必要计算短路电流。

当供电网络发生短路时，大的短路电流会使电气设备过热或被电力损坏，同时会使网络中的电压大大降低，从而破坏网络中电气设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果，需要计算短路电流，以便正确选择电气设备、设计继电保护和选择限制短路电流的元件。

二、计算条件

1.假设系统有无限的容量。在用户处短路后，系统总线电压可以保持不变。也就是说，计算阻抗远大于系统阻抗。

具体规定:对于3~35KV电网短路电流的计算，可认为110KV以上系统容量无限大。只要计算35KV以下的网元阻抗即可。

2.计算高压电器中的短路电流时，只需考虑发电机、变压器和电抗器的电抗，而忽略电阻；对于架空空电线电缆，只有当电阻大于电抗的1/3时，才需要计入电阻，一般只计算电抗，忽略电阻。

3.短路电流的计算公式或图表是基于三相短路的。因为单相短路或两相短路的短路电流比三相小，所以能开断三相短路电流的电器必须能开断单相短路电流或两相短路电流。

三。简化计算方法

即使设置了一些假设，要正确计算短路电流还是很困难的，一般用户也没必要。有些设计手册提供了图表来简化计算，省去了计算的麻烦，使用起来更方便。但是手头没有设计手册怎么办？这里有一个公式计算方法。背七个公式就能掌握短路电流计算方法。

在介绍简化计算方法之前，必须了解一些基本概念。

主要参数

Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量，用于短路容量检查开关分断能力。

Id三相短路电流周期分量有效值(KA)短路电流检查开关分断电流

和热稳定性。

检查三相短路ic第一周期全电流有效值(KA)的动态稳定性，简称冲击电流有效值。

检查ic短路第一个周期的峰值全电流(KA)的动态稳定性(称为峰值冲击电流)。

x电抗(ω)

其中，系统短路容量Sd和计算电抗X是重点。

2.标准值

在计算期间选择参考电容(Sjz)和参考电压(Ujz)。短路计算中的每个参数都换算成该参数参考量的比值(相对于参考量的比值)，称为标准单位值(电工家)。这是短路电流计算最特殊的部分，为了简化计算)。

(1)基准

参考电容Sjz =100 MVA

参考电压UJZ规定为8级。230，115，37，10.5，6.3，3.15，0.4和0.23kV。

有了以上两项，就可以计算出各电压的参考电流，例如:UJZ (KV)3710.56.30.4。

IJZ (KA)1.565.59.16144因为S=1.73*U*I

(2)标准值计算

标准单位容量S* =S/SJZ。例如，当10KV母线的短路容量为200 MVA时，其标准单位容量

S* = 200/100=2。

电压单位值U * = U/UJZ；电流的单位值I* =I/IJZ

3无限容量系统中三相短路电流的计算公式

短路电流标准值:I*d = 1/x*(总电抗标准值的倒数)。

短路的有效值:Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)

冲击电流有效值:IC = Id *√1 2 (KC-1)2 (KA)，其中KC冲击系数为1.8。

因此IC =1.52Id

峰值电流:ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)

1000KVA及以下变压器二次侧短路时，冲击系数KC取1.3。

此时；冲击电流的有效值IC =1.09*Id(KA)

峰值电流:ic =1.84 Id(KA)

有了上面的知识，我们就可以计算短路电流了。公式少而简单，但问题是如何求出短路点的总电抗。例如:地区变电站变压器电抗、输电线路电抗、企业变电站变压器电抗等等。

一种方法是查相关设计手册，从中可以查到常见变压器、输电线路、电抗器的电抗标准值。得到总电抗后，就可以用上面的公式计算短路电流了。设计手册里也有一些图表，可以直接查出短路电流。

这里有一个公式计算方法。背七个公式就能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。容量增加或减少，电抗成反比。00除以系统容量

示例:基准容量为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。当它不可用时，可以调整电源出口开关的分断能力。

作为系统容量。如果已知供电部门的出线开关为W-VAC 12KV 2000A，额定分断电流为40KA。可以认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA，系统电抗xs * = 100/692 = 0.144。

[2]变压器电抗的计算

10.5千伏，变压器容量除外；35KV，7除变压器容量；10KV{6KV}，除变压器容量外为4.5。

例如:35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875

10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813

变压器容量单位:MVA

这里10.5，7，4.5的系数实际上是变压器短路电抗的%。不同的电压电平有不同的值。

[3]电抗器电抗的计算

电抗器的额定电抗是额定容量的10%。

例:有一个电抗器U=6KV I=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

反应堆容量单位:MVA

[4]架空线空和电缆电抗的计算

Rack 空线路:6KV，等于公里数；10KV，取1/3；35KV，取3% 0

电缆:按frame 空线，乘以0.2。

例如:10KV 6KM线路空。机架空线路电抗X*=6/3=2

10KV 0.2KM电缆。电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。

这里简化一下。实际空线路和电缆的电抗与其横截面有关。横截面越大，电抗越小。

[5]短路容量的计算

电抗增加和减少100。

例:若已知短路点前各元件的电抗标准值之和为X*∑=2，则短路点的短路容量

Sd=100/2=50 MVA .

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电抗移除

例:已知短路点前各元件电抗标准值之和为X*∑=2，短路点电压等级为6KV。

则短路点的短路电流id为9.2/2 = 4.6 ka。

短路电流单位:KA

[7]短路冲击电流的计算

当1000KVA或更小的变压器的次级侧短路时，浪涌电流的有效值Ic=Id，浪涌电流的峰值ic=1.8Id

1000KVA以上变压器二次侧短路时，冲击电流Ic的有效值Ic=1.5Id，冲击电流IC的峰值ic=2.5Id。

例:已知短路点的短路电流Id { 1600 kva变压器二次侧} Id=4.6KA，

此时冲击电流的有效值IC为1.5id，= 1.5 * 4.6 = 7.36ka，冲击电流的峰值IC为2.5id = 2.5 * 406 = 11.5ka..

可见，短路电流计算的关键是计算短路点前的总电抗{标称值}，但必须包含系统电抗。

5.例子

见系统的下图。一条10KV 空线路从电业局区域变电站引出，经过10公里到达企业变电站。在进入变电站之前有一条200米长的电缆。变电站配有一台1600KVA的变压器。求K1和K2点的短路参数。

系统电抗图组合电抗图

系统容量:S = 1.73 * U * I = 1.73 * 10.5 * 31.5 = 573 MVA

用上面的公式，很容易得到电抗标准值，一共有四个。

系统电抗X0=100/573=0.175

10KM，10KV机架空线路电抗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:以上电抗均为标称值(X*)

将各段电抗分别相加，得到K1点的总电抗=X0 X1=3.51。

K2总电抗=X0 X1 X2 X3=6.45(不是2.94！)

再次使用公式计算短路电流。

u(KV)X * Id(KA)IC(KA)IC(KA)Sd(MVA)

公式5.5/X*1.52* Id2.55 Id100/X*

K110.53

公式150/X*1.52* Id2.55 Id100/X*

k 20.46 . 53653653656

用公式计算和第3节用公式计算有什么区别？

实名制登记单位，KA，MVA，是用公式计算的，而标准单位值是用公式计算的。

细心的人一定会看出，短路电流计算公式中的系数150、9.2、5.5、1.6，其实都是各级电压的参考值，只是简化了而已。准确的计算应该是144，9.16，5.5，1.56。

有短路参数有什么用？它是检查开关的主要参数。例如这台1600KVA变压器的低压总开关采用M25和N1。额定电流2500A，额定开断电流55KA。

校核计算:变压器的额定电流为2253A。

额定开关电流>:变压器的额定电流；开关的额定开断电流>:短路电流Id..检查通过。

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