如何理解电力系统中的短路容量?
通俗地讲,就是短路处的视在功率。
标准术语见《电工术语 发电、输电及配电 通用术语》
GB/T2900.50—2008
601.01.14 短路容量
在系统一点上的短路电流与约定电压(通常指运行电压)的乘积。
用公式表示,即
S”=√3UnI”
S”—短路视在功率
Un—标称电压
I”—次暂态短路电流
电力系统中的短路容量与其运行方式有关。在最大运行方式下,即系统具有最小阻抗时的短路容量叫最大短路容量;在最小运行方式下,即系统具有最大阻抗时的短路容量叫最小短路容量。
系统短路容量一般为多少,怎么确定?
系统短路容量与系统对应的电压等级和短路电流有关,不同的电压等级有不同短路电流的限定值,如220kV短路电流不能大于50kA,短路容量一般用来分析各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合,也可以分析以下几点;
①某一节点带负荷的能力和电压稳定性;
②某一节点与电力系统电源之间联系的强弱;
③某一节点发生短路时,短路电流的水平。短路容量也和整个系统的容量有关。随着电力系统容量的扩大,系统短路容量的水平也会增大;系统最高一级电压母线的短路容量应在不超过规定值的基础上,应维持一定的短路容量以减小受端系统的电源阻抗,即使系统发生震荡,也能维持各级电压不过低。
电力系统短路容量如何得出?
知道某点的短路电流和电压就可以得到某点的短路容量。
某点的电压是已知数,某点的短路电流计算十分复杂:首先你要有整个电力系统接线图,你要知道系统中发电机,变压器,输电线路的阻抗参数,这样你就可以画出系统的等效阻抗图,通常还要换算成标幺值,再经过电路简化,最终得出某点与系统之间的等值阻抗,这才能得出三相对称短路电流的标幺值,还要再还原成实际值。要是计算非对称短路,还要画出零序网络,计算零序电流。过去没有计算机时靠人工计算某点短路电流要几个月时间。现在有了计算机,可以建立系统模型,但是必须知道各项原始参数和系统接线方式和实际运行方式,否则无法计算。
短路容量计算意义?
短路容量的计算有一定的意义,当发生电力系统短路时,电流非常大,需要开关有效断开电路,其次校验电气设备动稳定和热稳定性等。
三相短路电流设置值?
答: 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(电工之家。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 =100 MVA
基准电压 UJZ规定为8级。 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV
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200 MVA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 *√1 2 (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=2.55 Id (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 =1.84 Id(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-VAC 12KV 2000A 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35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875
一台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=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 。
额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 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:10KV 6KM架空线。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=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}。
什么叫短路容量?
短路容量:电力系统中某点的三相稳态短路电流、系统标称电压与系数三者之乘积。通常以兆伏安(MVA)表示。
短路容量大小的影响因素?
与供应短路点电源导线或线路的截面积有关,截面积越大,短路电流越大; 与供应短路点电源导线或线路的长度有关,长度越短,短路电流越大; 与供应短路点电源的容量有关,容量越大,短路电流越大; 与电压等级有关,电压等级越高,短路电流越大等。
短路电流计算7句口诀?
答:短路电流计算7句口诀是:
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-VAC 12KV 2000A 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35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875
一台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=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 。
额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 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:10KV 6KM架空线。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=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。