短路電流計算與設(shè)備選型及繼電保護整定

1、一 短路電流 有關(guān)短路的物理量 其他短路電流： （對高壓系統(tǒng)）（對低壓系統(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離電源的遠近。工程計算中一般按近端系統(tǒng)【交流分量衰減】和遠端系統(tǒng)【交流分量不衰減】兩種情況來計算。短路電流計算大致思路【利用標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之間的等值總阻抗，進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，同時電氣設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。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)備的使用場所、環(huán)境溫度，海拔高度以及有無防塵、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行方式下的最大持續(xù)工作電流；即 n 對一些開斷電流的電器，如熔斷器、斷路器和負荷開關(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）對負荷開關(guān)，其最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的線路最大負荷電流。即 3）對熔斷器，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（對限流型熔斷器） （對非限流型熔斷器）按短路故障條件選擇按短路故障條件校驗，就是要按最大可能的短路故障時的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性進行校驗。 對于一般電器，滿足動穩(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值 滿足熱穩(wěn)定的條件是： 即電器的額定短時耐受電流有效值大于等于三相短路電流穩(wěn)態(tài)值 （tj = 繼電保護動作時間+分段時間一般取0.2秒） t=4秒 It=設(shè)備的開斷電流值 對于載流導(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，對下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：(1) 用熔

4、斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔體的熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定； (2) 采用限流熔斷器保護的設(shè)備可不校驗動穩(wěn)定，電纜因有足夠的強度也可不校驗動穩(wěn)定；(3) 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不校驗動、熱穩(wěn)定。高低壓電氣設(shè)備選擇校驗的項目及條件。選擇變電所高壓側(cè)的電氣設(shè)備時，應(yīng)取變壓器高壓側(cè)額定電流。對高壓負荷開關(guān)，最大開斷電流應(yīng)大于它可能開斷的最大過負荷電流；對高壓斷路器，其開斷電流（或功率）應(yīng)大于設(shè)備安裝地點可能的最大短路電流周期分量（或功率）；對熔斷器的斷流能力亦依據(jù)熔斷器的具體類型（保護對象）而定；對互感器應(yīng)考慮準確度等級；對補償電容器應(yīng)按照無功容量選擇。三 具體設(shè)備選擇效驗項目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行時,允許的最大開斷電流. 即 INkIk 額定動穩(wěn)電流？ （額定峰值耐受電流）斷路器在額定電壓下運行時,在一定時間內(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磁涌流和保護范圍以外的短路及電動機自起動等沖擊電流時誤動作，其熔體的額定電流可按下式選擇： IN，F(xiàn)E=K1Ilmax 3 用于保護電力電容器的高壓熔斷器，當系

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

8、動作的選擇性，前一級熔斷器應(yīng)采用熔體1，后一級熔斷器應(yīng)選用熔體2。 熔斷器的安秒特性曲線對于保護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來選擇。3. 高壓隔離開關(guān) 隔離開關(guān)因無切斷故障電流的要求，所以它只根據(jù)一般條件進行選擇，并按照短路條件下作動力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗4. 高壓負荷開關(guān) 35 kV及以下通用型負荷開關(guān)應(yīng)具有以下開斷和關(guān)合能力：(1) 開斷有功負荷電流和閉環(huán)電流，其值等于負荷開關(guān)的額定電流；(2) 開斷不大于10 A電纜電容電流或限定長度的架空線的充電電流；(3) 開斷1250 kV·A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

9、流互感器 額定電壓 額定電流 安裝條件、環(huán)境條件 準確度等級 為滿足電流互感器準確度等級的要求，其二次側(cè)所接負荷容量不得大于規(guī)定準確度等級所對應(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) 在互感器準確度等級一定時，其二次側(cè)負荷阻抗Z2與二次電流（或一次電流）的平方成反比。互感器在出廠時均已給出電流互感器誤差為10%時的一次電流倍數(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荷阻抗Z2，al的關(guān)系曲線（簡稱10%倍數(shù)曲線），用戶可根據(jù)短路時一次電流倍數(shù)K1查出相應(yīng)的允許二次負荷阻抗Z2，al。因此,保護用電流互感器滿足保護準確度等級要求的條件為|Z2，al|Z2|短路動穩(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)部動穩(wěn)定能力，所以內(nèi)部動穩(wěn)定可用下式校驗： Kes×2IN1ish 短路熱穩(wěn)定 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1