施奈德2010年培訓講義03-短路電流計算

1、1SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June第三章第三章短路電流的計算短路電流的計算2SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June短路的兩類情況短路的兩類情況金屬性短路：金屬性短路：短路點被熔焊，短路點阻抗可以忽略不計。短路點被熔焊，短路點阻抗可以忽略不計。短路電流一般在線路額定電流的幾百倍甚至上千倍短路電流一般在線路額定電流的幾百倍甚至上千倍通過設定保護電器的短延時和瞬動可以很好的保護線路。通過設定保護電器的短延時和瞬動可以很好的保護線路。電弧性短路電弧性短路短路點建立電弧，短路點呈現(xiàn)大阻抗的弧電阻。短路點建立電弧，短路點呈現(xiàn)大阻

2、抗的弧電阻。電弧的形成與電壓無關電弧的形成與電壓無關故障電流很小故障電流很小保護電器不能動作或不能及時動作來切斷電源保護電器不能動作或不能及時動作來切斷電源分成兩種形式：相線之間或相線和分成兩種形式：相線之間或相線和N線之間的電弧性短路；相線或線之間的電弧性短路；相線或N線與線與地之間的接地故障形成的電弧性短路。地之間的接地故障形成的電弧性短路?；馂碾[患極大?；馂碾[患極大。3SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June金屬性短路保護金屬性短路保護 根據(jù)根據(jù) IEC60364-434.2 和和 IEC60364-533.2 條文中的規(guī)定，必須條文中的規(guī)定，必須計算在

3、電路電源點的預期最大短路電流和電路末端的預期最小短計算在電路電源點的預期最大短路電流和電路末端的預期最小短路電流。路電流。 預期最大短路電流確定：預期最大短路電流確定： 斷路器的選擇：斷路器的額定斷路器的選擇：斷路器的額定運行分斷能力運行分斷能力 (Ics) 應大于或等于預期最大應大于或等于預期最大短路電流短路電流 Isc。 負荷開關的選擇：開關的負荷開關的選擇：開關的額定接通能力額定接通能力 (Icm)和額定短時耐受電流和額定短時耐受電流 (Icw )是是否滿足回路短路預期電流要求。否滿足回路短路預期電流要求。 電氣線路和開關裝置的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性電氣線路和開關裝置的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性 預

4、期最小短路電流確定：預期最小短路電流確定：開關靈敏度校驗開關靈敏度校驗 Imin1.3Iset 當下列情況時，選擇脫扣器當下列情況時，選擇脫扣器 (曲線曲線) 和熔斷器：和熔斷器： 人身保護取決于所選的脫扣器和熔斷器人身保護取決于所選的脫扣器和熔斷器 (TN-IT 系統(tǒng)系統(tǒng)) 電纜很長時電纜很長時 電源阻抗大電源阻抗大 (發(fā)電機組發(fā)電機組) 時時 在所有情況下，保護裝置應與電纜的熱效應在所有情況下，保護裝置應與電纜的熱效應 I2dt K2S2 相適應相適應4SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June分斷能力校驗分斷能力校驗斷路器分斷能力應不小于預期最大短路電流斷

5、路器分斷能力應不小于預期最大短路電流Icu (Ics)IscmaxIcu斷路器極限短路分斷能力斷路器極限短路分斷能力Ics斷路器運行短路分斷能力斷路器運行短路分斷能力Iscmax安裝點預期最大短路電流安裝點預期最大短路電流5SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June電纜熱穩(wěn)定校驗電纜熱穩(wěn)定校驗當短路持續(xù)時間不大于當短路持續(xù)時間不大于5s時，絕緣導體的熱穩(wěn)定應按時，絕緣導體的熱穩(wěn)定應按下式校驗：下式校驗：S t S絕緣導體的線芯截面絕緣導體的線芯截面 ( mm2)I 短路電流有效值短路電流有效值 ( A )t 導體內(nèi)短路電流持續(xù)作用的時間導體內(nèi)短路電流持續(xù)作用的時

6、間 ( s )K不同絕緣的計算系數(shù)不同絕緣的計算系數(shù)IKT如何取值？如何取值？6SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June絕緣材料的絕緣材料的 K 值，供計算短路電流熱效應用值，供計算短路電流熱效應用導體材質導體材質絕緣材料絕緣材料限定起始限定起始限定最終限定最終K溫度溫度 C 溫度溫度 C 銅銅pvc70160/140115/10360 C 橡膠橡膠6020014185 C 橡膠橡膠8522013490 C 熱凝固的熱凝固的90250143油浸紙油浸紙80160108礦物質礦物質導體導體70160115中間接頭盒及密封劑中間接頭盒及密封劑105250135鋁鋁

7、pvc70160/14076/6860 C 橡膠橡膠602009385 C 橡膠橡膠852208990 C 熱凝固的熱凝固的9025094油浸紙油浸紙8016071注：表中對限定最終溫度和注：表中對限定最終溫度和 K 列出二個值，較低的值用于截面積大于列出二個值，較低的值用于截面積大于 300mm2 的電纜。的電纜。電纜熱穩(wěn)定校驗電纜熱穩(wěn)定校驗7SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June高壓高壓/低壓低壓變壓器額定值變壓器額定值負荷額負荷額定定 值值 功率因數(shù)功率因數(shù) 同時系數(shù)同時系數(shù) 暫載率暫載率 預見的增長系數(shù)預見的增長系數(shù)導體特性導體特性 母線：母線： 長

8、度長度 寬度寬度 厚度厚度 電纜：電纜： 絕緣材料絕緣材料 單芯或多芯單芯或多芯 長度長度 截面截面 環(huán)境：環(huán)境： 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 敷設方式敷設方式 并列敷設回路數(shù)并列敷設回路數(shù)上方側短路容量上方側短路容量 SscUsc (%)在變壓器出線端在變壓器出線端 Isc總配電柜引出線總配電柜引出線 Isc二次配電柜的首端二次配電柜的首端 Isc末端配電柜的首端末端配電柜的首端 Isc最終引出線末端的最終引出線末端的 Isc-饋電線饋電線-額定電流額定電流-電壓降電壓降分斷能力分斷能力瞬時脫扣設定瞬時脫扣設定主斷主斷路器路器總配電柜總配電柜出線斷路器出線斷路器二級配電二級配電斷路器斷路器分斷能力分斷

9、能力瞬時脫扣設定瞬時脫扣設定分斷能力分斷能力瞬時脫扣設定瞬時脫扣設定分斷能力分斷能力瞬時脫扣設定瞬時脫扣設定末端配電末端配電斷路器斷路器短路電流計算步驟短路電流計算步驟8SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneZIUAZtXZIUABZtXIsc3= =UZtUR2 + X2Zt R2 X2短路電流的定義短路電流的定義 短路電流是由于在正常供電時有電位差的兩點之間，發(fā)生短路電流是由于在正常供電時有電位差的兩點之間，發(fā)生一起阻抗極小的故障而引起的過電流一起阻抗極小的故障而引起的過電流9SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June三相

10、故障三相故障相間故障相間故障ZLZLZLZLZLZscVZscUZscIsc2U2ZscIsc3U/3Zsc不同的短路電流不同的短路電流10SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June相對中性線故障相對中性線故障相對地故障相對地故障ZLZLnZLZ(0)ZSCVZ(0)ZSCVZLnIsc (0)U/3Zsc + Z (0)Isc1U/3Zsc + ZLn不同的短路電流（續(xù)）不同的短路電流（續(xù)）11SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June阻抗法：阻抗法： 用于計算三相系統(tǒng)中任一點的短路電流，該方法具有高用于計算三相系統(tǒng)中任一點的短

11、路電流，該方法具有高的計算精度的計算精度Isck = = U20: 變壓器二次側變壓器二次側空載空載線電壓線電壓 Zk : 故障點故障點電源側電源側每相總每相總阻抗阻抗U20 Rk2 + Xk233U20 Zk短路電流的計算方法短路電流的計算方法12SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June阻抗法計算短路電流阻抗法計算短路電流13SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June合成法：合成法： 當不掌握電源參數(shù)時，可以根據(jù)回路首端已知的短路電流，當不掌握電源參數(shù)時，可以根據(jù)回路首端已知的短路電流，計算回路末端的短路電流計算回路末端的短路

12、電流IscB = = IscA IscA:上級短路電流上級短路電流 IscB: 線路末端短路電流線路末端短路電流 Zc: 回路阻抗回路阻抗UU + Zc IscAUU/ IscA+ Zc短路電流的計算方法（續(xù)）短路電流的計算方法（續(xù)）適用范圍？適用范圍？14SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June合成法短路電流速查表合成法短路電流速查表15SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June傳統(tǒng)法：傳統(tǒng)法：當不掌握給定回路電源側的阻抗或短路電流當不掌握給定回路電源側的阻抗或短路電流時，可用這種時，可用這種方法計算線路末端的方法計算線路末端的最小最小短路電流短路電流 Iscmin或單相對地故障或單相對地故障電流電流 Id具體方法將在具體方法將在 TN系統(tǒng)的分析中