短路電流計(jì)算與設(shè)備選型及繼電保護(hù)整定

1、一 短路電流 有關(guān)短路的物理量 其他短路電流： （對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）短路過程中短路電流變化的情況取決于系統(tǒng)電源容量的大小或短路點(diǎn)離電源的遠(yuǎn)近。工程計(jì)算中一般按近端系統(tǒng)【交流分量衰減】和遠(yuǎn)端系統(tǒng)【交流分量不衰減】?jī)煞N情況來計(jì)算。短路電流計(jì)算大致思路【利用標(biāo)么制和有名制求出電路元件的電抗，然后通過網(wǎng)絡(luò)換算求出電源到短路點(diǎn)之間的等值總阻抗，進(jìn)而利用公式或者曲線求出短路電流】 二 電氣設(shè)備的選擇與效驗(yàn)電氣設(shè)備的選擇，必須滿足供電系統(tǒng)正常工作條件下和短路故障條件下工作要求，同時(shí)電氣設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。按正常工作條件選擇n 按正常工作條件選擇，就是要考慮電氣設(shè)備的環(huán)境條

2、件和電氣要求。n 環(huán)境條件：是指電氣設(shè)備的使用場(chǎng)所、環(huán)境溫度，海拔高度以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求，據(jù)此選擇電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)類型。n 電氣要求：是指電氣設(shè)備在電壓、電流、頻率等方面的要求，即所選電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于所在線路的額定電壓、電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流；即 n 對(duì)一些開斷電流的電器，如熔斷器、斷路器和負(fù)荷開關(guān)等，則還有斷流能力的要求，即最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流。1）對(duì)斷路器，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大短路電流。即 2）對(duì)負(fù)荷開關(guān)，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大負(fù)荷電流。即 3）對(duì)熔斷器，其

3、最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大短路電流。即（對(duì)限流型熔斷器） （對(duì)非限流型熔斷器）按短路故障條件選擇按短路故障條件校驗(yàn)，就是要按最大可能的短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)。 對(duì)于一般電器，滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： 即電器的額定峰值耐受電流大于等于三相短路全電流瞬時(shí)值 滿足熱穩(wěn)定的條件是： 即電器的額定短時(shí)耐受電流有效值大于等于三相短路電流穩(wěn)態(tài)值 （tj = 繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+分段時(shí)間一般取0.2秒） t=4秒 It=設(shè)備的開斷電流值 對(duì)于載流導(dǎo)體，滿足熱穩(wěn)定的條件是： 即 導(dǎo)體的最小允許截面A C為導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)由于回路的特殊性，對(duì)下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：(1) 用熔

4、斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔體的熔斷時(shí)間保證，故可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定； (2) 采用限流熔斷器保護(hù)的設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定，電纜因有足夠的強(qiáng)度也可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；(3) 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。高低壓電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)的項(xiàng)目及條件。選擇變電所高壓側(cè)的電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)取變壓器高壓側(cè)額定電流。對(duì)高壓負(fù)荷開關(guān)，最大開斷電流應(yīng)大于它可能開斷的最大過負(fù)荷電流；對(duì)高壓斷路器，其開斷電流（或功率）應(yīng)大于設(shè)備安裝地點(diǎn)可能的最大短路電流周期分量（或功率）；對(duì)熔斷器的斷流能力亦依據(jù)熔斷器的具體類型（保護(hù)對(duì)象）而定；對(duì)互感器應(yīng)考慮準(zhǔn)確度等級(jí)；對(duì)補(bǔ)償電容器應(yīng)按照無(wú)功容量選擇。三 具體設(shè)備選擇效驗(yàn)項(xiàng)目1

5、. 高壓斷路器額定電壓 額定電流 短路關(guān)合電流的選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的短路關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值，即 iNdish額定開斷電流選擇: 斷路器在額定電壓下運(yùn)行時(shí),允許的最大開斷電流. 即 INkIk 額定動(dòng)穩(wěn)電流？ （額定峰值耐受電流）斷路器在額定電壓下運(yùn)行時(shí),在一定時(shí)間內(nèi),允許的最大電流.(材料不至于變形) 4s熱穩(wěn)電流: （額定短時(shí)耐受電流）在4s內(nèi),允許的最大電流 (材料在容許發(fā)熱范圍之內(nèi),不至于損害) 2. 高壓熔斷器通常高壓（35KV以下）熔斷器有兩類 一類是戶內(nèi)高壓限流熔斷器 RN1 XRNT 系列 另一類是戶外高壓噴射式熔斷器 RW系列對(duì)于一般

6、高壓熔斷器，額定電壓 必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓。對(duì)于填充石英砂的熔斷器，則只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中。額定電流 為了保證熔斷器外殼不致?lián)p壞，熔管的額定電流IN，F(xiàn)E,t應(yīng)大于或等于熔體的額定電流IN，F(xiàn)E，即IN，F(xiàn)E，tIN，F(xiàn)E 選擇熔體額定電流應(yīng)滿足下列條件： 1 熔體的額定電流IN，F(xiàn)E應(yīng)不小于回路的最大工作電流Ilmax，即 IN，F(xiàn)EIlmax 2 保護(hù)35 kV以下電力變壓器的高壓熔斷器，為了防止熔體在通過變壓器勵(lì)磁涌流和保護(hù)范圍以外的短路及電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)等沖擊電流時(shí)誤動(dòng)作，其熔體的額定電流可按下式選擇： IN，F(xiàn)E=K1Ilmax 3 用于保護(hù)電力電容器的高壓熔斷器，當(dāng)系

7、統(tǒng)電壓升高或波形畸變引起回路電流增大或運(yùn)行過程中產(chǎn)生涌流時(shí)不應(yīng)誤動(dòng)作，其熔體額定電流可按下式選擇： IN，F(xiàn)E=K2INC 開斷電流 IN，OCIsh 對(duì)于非限流熔斷器，選擇時(shí)用沖擊電流的有效值Ish進(jìn)行校驗(yàn)；對(duì)于限流熔斷器，在電流達(dá)到最大值之前電路已切斷，可不計(jì)非周期分量的影響，而采用Ik進(jìn)行校驗(yàn)。選擇性校驗(yàn) 為了保證前后兩級(jí)熔斷器之間保護(hù)動(dòng)作的選擇性，應(yīng)進(jìn)行熔體選擇性校驗(yàn)。熔體的選擇性校驗(yàn)應(yīng)根據(jù)制造廠提供的熔體的安秒特性進(jìn)行。安秒特性是熔體的熔斷時(shí)間與通過電流的關(guān)系。圖所示為兩個(gè)不同熔體的安秒特性曲線(IN，F(xiàn)E1IN，F(xiàn)E2),同一電流同時(shí)通過此兩熔體時(shí)，熔體1先熔斷。所以，為了保證保護(hù)

8、動(dòng)作的選擇性，前一級(jí)熔斷器應(yīng)采用熔體1，后一級(jí)熔斷器應(yīng)選用熔體2。 熔斷器的安秒特性曲線對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及開斷電流兩項(xiàng)來選擇。3. 高壓隔離開關(guān) 隔離開關(guān)因無(wú)切斷故障電流的要求，所以它只根據(jù)一般條件進(jìn)行選擇，并按照短路條件下作動(dòng)力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn)4. 高壓負(fù)荷開關(guān) 35 kV及以下通用型負(fù)荷開關(guān)應(yīng)具有以下開斷和關(guān)合能力：(1) 開斷有功負(fù)荷電流和閉環(huán)電流，其值等于負(fù)荷開關(guān)的額定電流；(2) 開斷不大于10 A電纜電容電流或限定長(zhǎng)度的架空線的充電電流；(3) 開斷1250 kVA配電變壓器的空載電流；(4) 能關(guān)合額定的“短路關(guān)合電流”。5. 高壓電流互感器 額

9、定電壓 額定電流 安裝條件、環(huán)境條件 準(zhǔn)確度等級(jí) 為滿足電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)的要求，其二次側(cè)所接負(fù)荷容量不得大于規(guī)定準(zhǔn)確度等級(jí)所對(duì)應(yīng)的額定二次容量S2N，即 S2NS2式中,S2由互感器二次側(cè)的阻抗|Z2|來決定，而|Z2|為其二次回路所有串聯(lián)的儀表、繼電器電流線圈的阻抗|Zi|、連接導(dǎo)線阻抗|ZWL|和二次回路接頭的接觸電阻RXC（可近似地取為0.1 ）之和，即 S2=I22N|Z2|I22N(|Zi|+|ZWL|+RXC) 在互感器準(zhǔn)確度等級(jí)一定時(shí)，其二次側(cè)負(fù)荷阻抗Z2與二次電流（或一次電流）的平方成反比?；ジ衅髟诔鰪S時(shí)均已給出電流互感器誤差為10%時(shí)的一次電流倍數(shù)K1(即一次電流I1與一次額定電流I1N的比值)與最大允許的二次負(fù)荷阻抗Z2，al的關(guān)系曲線（簡(jiǎn)稱10%倍數(shù)曲線），用戶可根據(jù)短路時(shí)一次電流倍數(shù)K1查出相應(yīng)的允許二次負(fù)荷阻抗Z2，al。因此,保護(hù)用電流互感器滿足保護(hù)準(zhǔn)確度等級(jí)要求的條件為|Z2，al|Z2|短路動(dòng)穩(wěn)定 電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值的倍數(shù)來表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，所以內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)： Kes2IN1ish 短路熱穩(wěn)定 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1