短路电流,决定了短路电流的大小

本文将重点介绍电网中的短路。我们会考虑短路的典型例子,计算短路电流的方法,在计算短路电流时要注意电感电阻与变压器额定功率的关系,并给出这些计算的具体简单公式。

短路电流,决定了短路电流的大小

在设计电气装置时,需要知道三相电路不同点的对称短路电流值。这些临界对称电流的值使得计算电缆、开关设备、 选择性保护装置 ETC。

接下来,考虑通过典型配电降压变压器馈入的三相零电阻短路电流。在正常情况下,这种损坏(螺栓连接短路)是最危险的,计算也很简单。根据某些规则,简单的计算允许获得足够准确的结果,这些结果对于电气装置的设计是可以接受的。

降压配电变压器次级绕组中的短路电流。作为一阶近似,假设高压电路的电阻非常小,因此可以忽略不计:

这里 P 是以伏安为单位的额定功率,U2 是空载次级绕组的相间电压,In 是以安培为单位的额定电流,Isc 是以安培为单位的短路电流,Usc 是短路电流电路电压百分比。

下表显示了 20 kV 高压绕组的三相变压器的典型短路电压。

三相变压器短路电压典型值

例如,如果我们考虑几个变压器并联到母线的情况,那么连接到母线的线路开始处的短路电流值可以等于短路的总和电流,这是先前为每个变压器单独计算的。

当所有变压器都从同一个高压网络馈电时,短路电流的值加起来会比实际出现的值略高。忽略母线和开关的电阻。

设变压器额定功率为400kVA,次级绕组电压为420V,则若取Usc=4%,则:

下图对此示例进行了解释。

短路电流计算图

获得的值的准确性将足以计算电气安装。

低压侧任意安装点的三相短路电流:

式中:U2为变压器次级绕组相间空载电压。 Zt——位于故障点上方的电路的阻抗。然后考虑如何找到Zt。

安装的每个部分,无论是网络、电力电缆、变压器本身、断路器还是母线,都有自己的阻抗 Z,由有源 R 和无功 X 组成。

电容电阻在这里不起作用。 Z、R 和 X 以欧姆表示,并计算为直角三角形的边,如下图所示。阻抗根据直角三角形法则计算。

电阻三角

将网格分成单独的部分,为每个部分找到X和R,以便于计算。对于串联电路,电阻值简单相加,结果就是Xt和RT。总电阻 Zt 由直角三角形的勾股定理通过以下公式确定:

当各段并联时,按并联电阻进行计算,如果并联的并联段有电抗或有源电阻,则得到等效总电阻:

Xt没有考虑电感的影响,如果相邻的电感相互影响,那么实际电感会更高。需要注意的是,Xz的计算只涉及一个单独的独立电路,即也不受互感的影响。如果并联电路彼此靠近,则电阻 Xs 将明显更高。

现在考虑连接到降压变压器输入端的网络。三相短路电流Isc或短路功率Psc由电力供应商确定,但根据这些数据可以得出总等效电阻。等效阻抗,同时导致低压侧等效:

Psc——三相短路电源,U2——低压回路的空载电压。

通常,高压网络电阻的有源分量 Ra 非常小,与电感电阻相比微不足道。通常,Xa 等于 Za 的 99.5%,Ra 等于 Xa 的 10%。下表显示了 500 MVA 和 250 MVA 变压器的这些值的近似值。

油变压器的特点
干式变压器的特点

全 Ztr — 低压侧变压器电阻:

Pn——变压器的额定功率,单位为千伏安。

绕组的有源电阻是基于 电力损失.

进行近似计算时,忽略Rtr,Ztr = Xtr。

如果要考虑低压断路器,则要考虑短路点以上断路器的阻抗。每个开关的电感电阻等于 0.00015 欧姆,有源元件被忽略。

至于汇流排,它们的有源电阻小到可以忽略不计,而无功分量分布在每米长度上大约 0.00015 欧姆,当汇流排之间的距离加倍时,它们的电抗仅增加 10%。电缆参数由其制造商指定。

对于三相电机,在短路瞬间进入发电机模式,绕组中的短路电流估计为 Isc = 3.5 * In。在单相电机中,短路瞬间电流的增加可以忽略不计。

通常伴随短路的电弧,其电阻绝非恒定,但其平均值极低,但电弧两端的电压降很小,因此电流实际上降低了约20%,便于操作在不影响断路器运行的情况下,不特别影响跳闸电流。

线路受端短路电流与线路供电端短路电流有关,但还要考虑传输线的截面和材料以及长度帐户。有了电阻的想法,任何人都可以做这个简单的计算。我们希望我们的文章对您有用。

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