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供配电技术短路电流的计算.ppt

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    • 任务四任务四任务四任务四 短路故障和短路电流计算短路故障和短路电流计算短路故障和短路电流计算短路故障和短路电流计算 1. 短路故障的原因和种类短路故障的原因和种类((1)短路故障的原因)短路故障的原因①①设设备备或或装装置置存存在在隐隐患患如如绝绝缘缘材材料料陈陈旧旧老老化化、、绝绝缘缘机机械械损损伤伤、、设设备备缺缺陷陷未未发现和消除、设计安装有误等发现和消除、设计安装有误等 ②②运运行行、、维维护护不不当当如如不不遵遵守守操操作作规规程,技术水平低,管理不善等程,技术水平低,管理不善等 ③③雷雷击击,,特特大大洪洪水水、、大大风风、、冰冰雪雪、、塌塌方方等等引引起起的的线线路路倒倒杆杆、、断断线线,,鸟鸟,,鼠鼠、、蛇蛇等等小小动物跨接裸导体等自然灾害动物跨接裸导体等自然灾害 供配电技术短路电流的计算 ((2)) 短路故障的种类短路故障的种类①①单相短路单相短路 短路电流仅在故障相中流过,故障相电压短路电流仅在故障相中流过,故障相电压下降,非故障相电压会升高下降,非故障相电压会升高 ②②二相短路二相短路 短路回路中流过很大的短路电流,电压和短路回路中流过很大的短路电流,电压和电流的对称性被破坏。

      电流的对称性被破坏 ③③二相短路接地二相短路接地 短路回路中流过很大的短路电流短路回路中流过很大的短路电流 ,故障相,故障相电压为零电压为零④④三相短路三相短路 三相电路中都流过很大的短路电流,短路三相电路中都流过很大的短路电流,短路时电压和电流保持对称时电压和电流保持对称 ,短路点电压为零短路点电压为零 供配电技术短路电流的计算 ((3)) 短路的危害短路的危害①①大电流产生巨大电动力,造成机械损坏(动稳定);大电流产生巨大电动力,造成机械损坏(动稳定);②②烧毁设备(热稳定);烧毁设备(热稳定);③③电网大面积电压下降;电网大面积电压下降;④④破坏电力系统的稳定;破坏电力系统的稳定;⑤⑤影响电力系统通讯影响电力系统通讯供配电技术短路电流的计算 最严重三相短路时的电流波形图 供配电技术短路电流的计算 2003年年8月月14日-美国大停电日-美国大停电•美国东部美国东部(EDT)时间时间2003年年8月月14日日16:11开始开始(北京时间(北京时间8月月15日晨日晨4:11),美国东北部和加拿大东),美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大面积停电事故部联合电网发生了大面积停电事故•纽约纽约: 交通瘫痪、公路堵塞、人困在电梯和地下隧道里、冒交通瘫痪、公路堵塞、人困在电梯和地下隧道里、冒酷热步行回家酷热步行回家•停电影响停电影响 美国:美国: 俄亥俄州、密歇根州、纽约州、俄亥俄州、密歇根州、纽约州、 马萨诸塞州、康涅狄克州、新泽西州、马萨诸塞州、康涅狄克州、新泽西州、 宾夕法尼亚州、佛蒙特州(宾夕法尼亚州、佛蒙特州(8个州)个州) 加拿大:安大略省、魁北克省(加拿大:安大略省、魁北克省(2个省)个省)供配电技术短路电流的计算 停电前后卫星拍到的美国上空照片供配电技术短路电流的计算 短路计算的目的 为确保设备在短路情况下不致破坏,减轻短路危为确保设备在短路情况下不致破坏,减轻短路危 害和防止故障扩大,必须事先对短路电流进行计算。

      害和防止故障扩大,必须事先对短路电流进行计算计算短路电流的具体目的是:计算短路电流的具体目的是:①①选择和校验电气设备;选择和校验电气设备;②②进行继电保护装置的选型与整定计算;进行继电保护装置的选型与整定计算;③③分析电力系统的故障及稳定性能,选择限制短路电分析电力系统的故障及稳定性能,选择限制短路电流的措施;流的措施;④④确定电力线路对通信线路的影响等确定电力线路对通信线路的影响等 供配电技术短路电流的计算 ((4 4)) 短路计算方法简介短路计算方法简介短路计算方法短路计算方法有名单位制法有名单位制法标幺制法标幺制法短路容量法短路容量法如如果果各各种种电电气气设设备备的的电电阻阻和和电电抗抗及及其其他他电电气气参参数数用用有有名名值值表表示示,,称称为为有有名名单单位位制制法法低低压压系系统统的的短短路路电电流流计计算算通通常常采采用用这这种种方方法法,,简单明了简单明了如如果果各各种种电电气气设设备备的的电电阻阻和和电电抗抗及及其其他他电电气气参参数数用用相相对对值值表表示示,,称称为为标标幺幺值值法法这这种种计计算算方方法通常用于高压系统法通常用于高压系统如如果果各各种种电电气气设设备备的的电电阻阻和和电电抗抗及及其其他他电电气气参参数数用用短短路路容容量量表表示示,,称称为为短短路路容容量量法法。

      这这种种方方法法比比较较适适用于高压系统用于高压系统供配电技术短路电流的计算 短路计算步骤短路计算步骤有名单位制法有名单位制法标幺制法标幺制法短路容量法短路容量法绘绘制制短短路路回回路路等等效效电电路路;;计计算算短短路路回回路路中中各各元元件件的的阻阻抗抗值值;;求求等等效效阻阻抗抗,,化化简简电电路路;;计计算算三三相相短短路路电电流流周周期期分分量量有有效效值值及及其其他他短短路路参参数数;;列列短短路路计计算表 略讲略讲选选择择短短基基准准容容量量、、基基准准电电压压、、计计算算短短路路点点的的基基准准电电流流;;绘绘制制短短路路回回路路的的等等效效电电路路;;计计算算短短路路回回路路中中各各元元件件的的电电抗抗标标幺幺值值;;求求总总电电抗抗标标幺幺值值,,化化简简电电路路;;计计算算三三相相短短路路电电流流周周期期分分量量有有效效值值及及其其他他短短路路参参数数;;列列短路计算表短路计算表 供配电技术短路电流的计算 ((5 )) 短路电流的计算概述短路电流的计算概述 在计算电路图上将短路计算所需考虑的各元件额定参在计算电路图上将短路计算所需考虑的各元件额定参数都表示出来,并将各元件依次编号,然后确定短路计数都表示出来,并将各元件依次编号,然后确定短路计算点,短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气算点,短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。

      接下来要按所选择的元件有最大可能的短路电流通过接下来要按所选择的短路计算点绘出等效电路图,短路计算点绘出等效电路图, 如上图所示如上图所示供配电技术短路电流的计算 工厂供电系统通常把电力系统当作工厂供电系统通常把电力系统当作无限大容量无限大容量电源,短路电路电源,短路电路一般只采用阻抗串、并联的方法进行化简对简化电路求出其等一般只采用阻抗串、并联的方法进行化简对简化电路求出其等效总阻抗,最后计算短路电流和短路容量效总阻抗,最后计算短路电流和短路容量 短路计算中有关物理量的单位:电流为短路计算中有关物理量的单位:电流为kA;电压为;电压为kV;短路;短路容量和断流容量单位为容量和断流容量单位为MVA;设备容量单位为;设备容量单位为kW或或kVA;阻抗;阻抗单位为单位为Ω等如果采用工程上常用的单位来计算,则应注意所用等如果采用工程上常用的单位来计算,则应注意所用公式中各物理量单位的换算系数公式中各物理量单位的换算系数供配电技术短路电流的计算 采用欧姆法进行短路计算采用欧姆法进行短路计算 欧姆法即有名单位制法因其短路计算中的阻抗都采用欧姆法即有名单位制法因其短路计算中的阻抗都采用有名单位有名单位“欧姆欧姆”而得名。

      在无限大容量系统中发生三相而得名在无限大容量系统中发生三相短路时,其三相短路电流周期分量有效值可按下式计算:短路时,其三相短路电流周期分量有效值可按下式计算: 式中式中UC是短路点的短路计算电压,也称为平均额定电压由是短路点的短路计算电压,也称为平均额定电压由于线路于线路首端短路时其短路最为严重,因此按线路首端电压考虑首端短路时其短路最为严重,因此按线路首端电压考虑,,即短路计算电压取为比线路额定电压即短路计算电压取为比线路额定电压UN高高5% 在高电压的短路计算中,通常总电抗远比总电阻大,所以一在高电压的短路计算中,通常总电抗远比总电阻大,所以一般可只计电抗,不计电阻在计算低压侧短路时,也只有当短般可只计电抗,不计电阻在计算低压侧短路时,也只有当短路电路的电阻大于电抗的三分之一时才需考虑电阻路电路的电阻大于电抗的三分之一时才需考虑电阻供配电技术短路电流的计算 ((1)) 电力系统的阻抗电力系统的阻抗 电力系统的电阻相对于电抗来说很小,一般不予考虑电力电力系统的电阻相对于电抗来说很小,一般不予考虑电力系统的电抗由电力系统变电所高压馈电线系统的电抗由电力系统变电所高压馈电线出口断路器的断流容出口断路器的断流容量量SOC来估算,来估算,SOC可看作是电力系统的极限短路容量可看作是电力系统的极限短路容量Sk,因此,因此电力系统的电抗:电力系统的电抗:X XS S====U UC C2 2/S/SOCOC 式中,式中,UC是高压馈电线的短路计算电压,是高压馈电线的短路计算电压,SOC是系统出口断是系统出口断路器的断流容量,如只有开断电流路器的断流容量,如只有开断电流IOC的数据,则断流容量的数据,则断流容量: 不计电阻时,三相短路电流的周期分量有效值为:不计电阻时,三相短路电流的周期分量有效值为: 三相短路容量为:三相短路容量为: 供配电技术短路电流的计算 ((2)) 电力变压器的阻抗电力变压器的阻抗式中式中UC、、SN、、ΔPk、、 Uk%均可从相关手册或产品样本查阅。

      均可从相关手册或产品样本查阅 变压器的短路损耗变压器的短路损耗 由短路损耗可近似地求出变压器的电阻:由短路损耗可近似地求出变压器的电阻:变压器的短路电压变压器的短路电压 由短路电压可近似地求出变压器的电抗:由短路电压可近似地求出变压器的电抗:供配电技术短路电流的计算 ((3)) 电力线路的阻抗电力线路的阻抗 求出短路电路中各元件的阻抗后,就化简了短路电路,求出短路电路中各元件的阻抗后,就化简了短路电路,求出其总阻抗,然后求出其总阻抗,然后可可计算短路电流周期分量计算短路电流周期分量 ①①线路的电阻线路的电阻RWL可由导线、电缆的单位长度电阻可由导线、电缆的单位长度电阻R0值求得值求得 ②②线路的电抗线路的电抗XWL可由导线、电缆的单位长度电抗可由导线、电缆的单位长度电抗X0值求得值求得 式中式中R0、、X0是分别为导线、电缆单位长度的电阻和电抗,是分别为导线、电缆单位长度的电阻和电抗, l是线路长度均可从相关手册或产品样本查阅是线路长度均可从相关手册或产品样本查阅供配电技术短路电流的计算 ((3)) 电力线路的阻抗电力线路的阻抗 必须注意:在计算短路电路的阻抗时,假如电路内含有必须注意:在计算短路电路的阻抗时,假如电路内含有电力变压器,则电路内各元件的阻抗都应统一换算到短路电力变压器,则电路内各元件的阻抗都应统一换算到短路点的短路计算电压。

      阻抗等效换算的条件是元件的功率损点的短路计算电压阻抗等效换算的条件是元件的功率损耗不变阻抗换算的公式为耗不变阻抗换算的公式为 式中,式中,R、、X和和UC为换算前元件的电阻、电抗和元件所为换算前元件的电阻、电抗和元件所在处的短路计算电压;在处的短路计算电压;R’、、X’和和UC’为换算后元件的电阻、为换算后元件的电阻、电抗和短路点的短路计算电压电抗和短路点的短路计算电压供配电技术短路电流的计算 采用标幺制法进行短路计算采用标幺制法进行短路计算 电压[电压[kV],电流[],电流[kA],容量[],容量[kVA],电阻],电阻和和电电抗抗 [Ω]等]等物理量均可用标幺值表示物理量均可用标幺值表示标幺值无量纲标幺值无量纲 按标幺制法进行短路计算,通常先选定基准容量按标幺制法进行短路计算,通常先选定基准容量Sd和基和基准电压准电压Ud工程设计中通常取基准容量工程设计中通常取基准容量Sd=100MVA;通常;通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压,即取取元件所在处的短路计算电压为基准电压,即取Ud= Uc 则基准电流则基准电流Id和基准电抗和基准电抗Xd可按下述公式计算:可按下述公式计算:标幺值标幺值( (相对值相对值) )==有名值有名值( (有单位的物理量有单位的物理量) )基准值基准值( (与有名值同单位的物理量与有名值同单位的物理量) )供配电技术短路电流的计算 线路的额定电压和基准电压(线路的额定电压和基准电压(kV))额定电压额定电压0.3861035110220500基准电压基准电压0.46.310.537115230550 假设短路发生在假设短路发生在4WL,选基准容量为,选基准容量为Sd,各级基准电压分别,各级基准电压分别为为Ud1=Uav1,,Ud2=Uav2,,Ud3=Uav3,,Ud4=Uav4,则线路,则线路1WL的电的电抗抗X1WL归算到短路点所在电压等级的电抗归算到短路点所在电压等级的电抗X1WLˊ为为~~1WL的标幺值电抗为的标幺值电抗为供配电技术短路电流的计算 电力系统的电抗标幺值计算公式电力系统的电抗标幺值计算公式 上述分析表明:变压器的变比标幺值等于上述分析表明:变压器的变比标幺值等于1 1,这种近似估算,这种近似估算法避免了多级电压系统中阻抗的换算,使得计算简单、结果清法避免了多级电压系统中阻抗的换算,使得计算简单、结果清晰。

      这也是采用标幺制法计算短路电流具有的突出优点这也是采用标幺制法计算短路电流具有的突出优点 电力变压器的电抗标幺值计算公式电力变压器的电抗标幺值计算公式电力线路的电抗标幺值计算公式电力线路的电抗标幺值计算公式供配电技术短路电流的计算 短路电路中各主要元件的电抗标幺值求出以后,即可根据其短路电路中各主要元件的电抗标幺值求出以后,即可根据其电路图进行电路化简,计算其总电抗标幺值由于各元件电抗电路图进行电路化简,计算其总电抗标幺值由于各元件电抗相对值与短路计算点的电压无关,因此不需要进行电压换算,相对值与短路计算点的电压无关,因此不需要进行电压换算,这一点也是标幺制法的优越之处这一点也是标幺制法的优越之处 无限大容量电源系统的概念无限大容量电源系统的概念 无限大容量电源系统无限大容量电源系统是指其容量相对于一个工厂(或任意一是指其容量相对于一个工厂(或任意一个电力用户)的用电设备容量大得多的电力系统,以致馈电用个电力用户)的用电设备容量大得多的电力系统,以致馈电用户的线路上无论如何变动甚至发生短路时,户的线路上无论如何变动甚至发生短路时,系统变电站馈电母系统变电站馈电母线上的电压能始终维持基本不变线上的电压能始终维持基本不变。

      在实际应用中,为了简化短路计算,通常把内阻抗小于短路在实际应用中,为了简化短路计算,通常把内阻抗小于短路回路总阻抗回路总阻抗10%10%的电源或系统均作为无穷大容量电源进行分析的电源或系统均作为无穷大容量电源进行分析供配电技术短路电流的计算 无限大容量无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值系统三相短路电流周期分量有效值 无限大容量无限大容量系统系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值三相短路电流周期分量有效值的标幺值 三相短路容量的计算公式三相短路容量的计算公式供配电技术短路电流的计算 试用标幺制法计算下图所示供电系统中试用标幺制法计算下图所示供电系统中k-1点和点和k-2点的三点的三相短路电流和短路容量相短路电流和短路容量 ①①确定基准值确定基准值Sd=100MVA,Uc1=10.5kV;Uc2=0.4kV供配电技术短路电流的计算 ②②计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 查有关资料得电力线路的查有关资料得电力线路的Soc=500MVA,所以,所以查有关资料得架空线路的查有关资料得架空线路的Xo=0.38ΩΩ/ /km,所以,所以查有关资料得电力变压器的查有关资料得电力变压器的Uk%=0.45,所以,所以绘出短路等效电路如下图所示绘出短路等效电路如下图所示供配电技术短路电流的计算 ③③求求k-1点的短路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量点的短路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值总电抗标幺值三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值其它三相短路电流其它三相短路电流三相短路容量三相短路容量供配电技术短路电流的计算 ④④求求k-2点的短路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量点的短路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值总电抗标幺值三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值其它三相短路电流其它三相短路电流三相短路容量三相短路容量供配电技术短路电流的计算 两相短路电流的计算两相短路电流的计算 图示电路发生两相短路时,图示电路发生两相短路时,短路电流为短路电流为Uc为短路点的平均额定电压为短路点的平均额定电压XΣ为短路回路一相总阻抗为短路回路一相总阻抗其他两相短路电流其他两相短路电流 、、 、、 、、 等,都可以按前等,都可以按前面的三相短路对应短路电流的公式进行计算。

      面的三相短路对应短路电流的公式进行计算关于两相短路电流与三相短路电流的关系,可由关于两相短路电流与三相短路电流的关系,可由 和和两式比较可知,两相短路电流较三相短路电流小两式比较可知,两相短路电流较三相短路电流小供配电技术短路电流的计算 单相短路电流的计算单相短路电流的计算 在中性点接地电流系统中或三相四线制系统中发生单相短路在中性点接地电流系统中或三相四线制系统中发生单相短路时,根据对称分量法可求得其单相短路电流为时,根据对称分量法可求得其单相短路电流为 通常可按下式求得通常可按下式求得 式中式中 是电源的相电压;是电源的相电压; 是单相短路回路的阻抗,是单相短路回路的阻抗, 式式中中RT和和XT分分别别为为变变压压器器单单相相的的等等效效电电阻阻和和电电抗抗,,Rφ-0和和Xφ-0分分别别为为相相与与零零线线或或与与PE线线或或PEN线线的的回回路路电电阻阻和和电电抗抗,,包包括括回回路路中中低低压压断断路路器器过过流流线线圈圈的的阻阻抗抗、、开开关关触触头头的的接接触触电电阻阻及及电电流流互互感感器器一一次绕组的阻抗等,可查有关手册或产品样本获得。

      次绕组的阻抗等,可查有关手册或产品样本获得 供配电技术短路电流的计算 在远离发电机的用户变电所低压侧发生单相短路时,正序阻在远离发电机的用户变电所低压侧发生单相短路时,正序阻抗抗Z1Σ约等于负序阻抗约等于负序阻抗Z2Σ,单相短路电流为,单相短路电流为 三相短路电流为三相短路电流为 比比较较上上述述两两式式可可得得出出结结论论::在在无无限限大大容容量量系系统统中中或或远远离离发发电电机机处处短短路路时时,,两两相相短短路路电电流流和和单单相相短短路路电电流流均均较较三三相相短短路路电电流流小小,,因因此此用用于于选选择择电电气气设设备备和和导导体体的的短短路路稳稳定定度度校校验验的的短短路路电电流流,,应应采采用用三三相相短短路路电电流流;;两两相相短短路路电电流流主主要要用用于于相相间间短短路路保保护护的的灵灵敏敏度度检检验验;;单单相相短短路路电电流流主主要要用用于于单单相相短短路路保护的整定及单相短路热稳定度校验保护的整定及单相短路热稳定度校验 供配电技术短路电流的计算 电力电力系统故障后的一般计算方法示意图系统故障后的一般计算方法示意图等值等值对对称称分分量量 法法叠加原理叠加原理供配电技术短路电流的计算 短路故障的原因有哪些?有短路故障的原因有哪些?有哪几种短路形式?它们各自的哪几种短路形式?它们各自的特点是什么?特点是什么? 某供电系统如下图所某供电系统如下图所示。

      试求工厂配电所示试求工厂配电所10kV母线上母线上k-1点短路和点短路和车间变电所低压车间变电所低压380V母母线上线上k-2点短路的三相短点短路的三相短路电流和短路容量路电流和短路容量 供配电技术短路电流的计算 任务四任务四任务四任务四 供配电系统电气设备的选择和校验供配电系统电气设备的选择和校验供配电系统电气设备的选择和校验供配电系统电气设备的选择和校验 电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则 电电气气设设备备的的额额定定电电压压不不得得低低于于所所接接电电网网的的最最高高运运行电压电电气气设设备备的的额额定定电电流流不不小小于于该该回回路路的的最最大大持持续续工工作作电流或计算电流电流或计算电流应应考考虑虑设设备备的的安安装装地地点点、、环环境境及及工工作作条条件件,,合合理理地地选选择择设设备备的的类类型型,,如如户户内内户户外外、、海海拔拔高高度度、、环环境境温温度及防尘、防爆等度及防尘、防爆等按正常工作条件选择按正常工作条件选择供配电技术短路电流的计算 电气设备校验的一般原则电气设备校验的一般原则短路热稳定校验:短路热稳定校验:短路热稳定校验:短路热稳定校验:系统中有短路电流通过电气设备时,导体和系统中有短路电流通过电气设备时,导体和电器各部件温度电器各部件温度(或热量或热量) 不应超过允许值,不应超过允许值,应满足热稳定的条件应满足热稳定的条件短路动稳定校验:短路动稳定校验:当短路电流通过电气设备时,短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力,即满足动稳定的条件开关设备断流能力校验开关设备断流能力校验对断路器、熔断器等能开断短路电流的开关设备,其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量,即按短路情况校验按短路情况校验供配电技术短路电流的计算 试选择下图所示电路中高压断路器的型号和规格。

      已知试选择下图所示电路中高压断路器的型号和规格已知10kV侧母线短路电流为侧母线短路电流为5.3kA,控制,控制QF的线路继电保护装置实际的线路继电保护装置实际最长的动作时间为最长的动作时间为1.0s 变压器高压侧最大工作电流按变压器的额定电流计算得变压器高压侧最大工作电流按变压器的额定电流计算得 线路首端短路时流过断路器的电流最大,而线路首端线路首端短路时流过断路器的电流最大,而线路首端k1点短点短路与母线路与母线k2点短路,其短路电流相等,即短路电流冲击值:点短路,其短路电流相等,即短路电流冲击值:供配电技术短路电流的计算 短路容量短路容量 拟选用高压真空断路器,断路时间拟选用高压真空断路器,断路时间toc=0.1s故短路假想时间故短路假想时间 高压断路器选择和校验结果高压断路器选择和校验结果序号序号安装处的电气条件短路电流校验项目数据项目技术数据结论1UNI30Ik(3)Ish(3)10kV57.7A5.3kA13.5kAUNINIOCImax10kV630A16kA40kA合格合格合格合格合格合格合格合格234 根据选择条件和相关数据,可选用根据选择条件和相关数据,可选用ZN3─10Ⅰ/630型高压真空型高压真空断路器,其技术数据可由相关手册查出。

      断路器,其技术数据可由相关手册查出 校验结果表明所选高压真空断路器满足要求校验结果表明所选高压真空断路器满足要求供配电技术短路电流的计算 高压熔断器的选择高压熔断器的选择额定电压选择额定电压选择额定电压选择额定电压选择对于对于—般的高压熔断器,其额定电压必须大于或等般的高压熔断器,其额定电压必须大于或等于电网的额定电压对于充填石英砂具有限流作用于电网的额定电压对于充填石英砂具有限流作用的熔断器,则只能用在等于其额定电压的电网中,的熔断器,则只能用在等于其额定电压的电网中,因为这种类型的熔断器能在电流达最大值之前就将因为这种类型的熔断器能在电流达最大值之前就将电流截断,致使熔断器熔断时产生过电压电流截断,致使熔断器熔断时产生过电压熔断器熔体额定电流选择:熔断器熔体额定电流选择:熔断器熔体额定电流选择:熔断器熔体额定电流选择: 熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定电流,即:定电流,即:IN.FU≥IN.FE供配电技术短路电流的计算 还应必须满足以下几个条件:还应必须满足以下几个条件:还应必须满足以下几个条件:还应必须满足以下几个条件:①①正常工作时熔断器的熔体不应熔断,要求熔体额定电流大于或等于正常工作时熔断器的熔体不应熔断,要求熔体额定电流大于或等于通过熔体的最大工作电流。

      通过熔体的最大工作电流②②在电动机启动时,熔断器的熔体在尖峰电流的作用下不应熔断在电动机启动时,熔断器的熔体在尖峰电流的作用下不应熔断 ③③对于对于6~10kV变压器,凡容量在变压器,凡容量在1000kVA及以下者,可采用熔断器作及以下者,可采用熔断器作为变压器的短路及过载保护,其熔体额定电流可取为变压器一次侧额为变压器的短路及过载保护,其熔体额定电流可取为变压器一次侧额定电流的定电流的1.4~~2倍④④低压网络中用熔断器作为保护时,为了保证熔断器保护动作的选择低压网络中用熔断器作为保护时,为了保证熔断器保护动作的选择性,一般要求上级熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电性,一般要求上级熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流大两级以上流大两级以上⑤⑤ 应保证线路在过载或短路时,熔断器熔体未熔断前,导线或电缆不应保证线路在过载或短路时,熔断器熔体未熔断前,导线或电缆不至于过热而损坏至于过热而损坏 高压熔断器的选择高压熔断器的选择供配电技术短路电流的计算 高压熔断器的校验高压熔断器的校验极限熔断电流或极限熔断容量的校验极限熔断电流或极限熔断容量的校验极限熔断电流或极限熔断容量的校验极限熔断电流或极限熔断容量的校验①①对有限流作用的熔断器,由于它们会在短路电流到达冲击值之前熔对有限流作用的熔断器,由于它们会在短路电流到达冲击值之前熔断,因此可按下式校验断流能力:断,因此可按下式校验断流能力: I IOFFOFF≥I" ≥I" 或或或或 S SOFFOFF≥S"≥S"式中:式中:IOFF和和 SOFF是熔断器极限熔断电流和容量;是熔断器极限熔断电流和容量; I"和和 S"分别是分别是熔断器安装处三相短路次暂态有效值和短路容量熔断器安装处三相短路次暂态有效值和短路容量②②对无限流作用的熔断器,由于它们会在短路电流到达冲击值之后时对无限流作用的熔断器,由于它们会在短路电流到达冲击值之后时熔断,因此可按下式校验断流能力:熔断,因此可按下式校验断流能力: I IOFFOFF≥ ≥I Ishsh 或或或或 S SOFFOFF≥ ≥S Sshsh式中:式中:Ish和和 Ssh是熔断器安装处三相短路冲击电流有效值和短路容量是熔断器安装处三相短路冲击电流有效值和短路容量③③对有断流容量上、下限值的熔断器,对有断流容量上、下限值的熔断器, 其断流容量的上限值按上式进其断流容量的上限值按上式进行校验;其断流容量的下限值行校验;其断流容量的下限值IOFFmin和和 SOFFmin在小电流接地系统中应在小电流接地系统中应小于或等于小于或等于最小运行方式下熔断器所保护线路末端两相短路电流的有最小运行方式下熔断器所保护线路末端两相短路电流的有效值和容量。

      效值和容量供配电技术短路电流的计算 低压断路器过电流脱扣器的选择、整定与校验低压断路器过电流脱扣器的选择、整定与校验①①①①低压断路器过电流脱扣器的选择低压断路器过电流脱扣器的选择低压断路器过电流脱扣器的选择低压断路器过电流脱扣器的选择过流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的计算电流,即:过流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的计算电流,即: IN.OR≥I30②②②②低压断路器过流脱扣器的整定低压断路器过流脱扣器的整定低压断路器过流脱扣器的整定低压断路器过流脱扣器的整定a.瞬时过流脱扣器动作电流应躲过和大于线路的尖峰电流,即瞬时过流脱扣器动作电流应躲过和大于线路的尖峰电流,即 IOp(o)≥KrelIpk 式中:式中:Krel——可靠系数对动作时间在可靠系数对动作时间在0.02s以上的以上的DW系列断路器可系列断路器可取取1.35;对动作时间在;对动作时间在0.02s及以下的及以下的DZ系列断路器宜取系列断路器宜取2~2.5。

      可见,可见,断路器动作时间越短,越不易防止尖峰电流使其动作,所以可靠系数断路器动作时间越短,越不易防止尖峰电流使其动作,所以可靠系数越要取大越要取大b.短延时过流脱扣器动作电流和时间的整定应使过流脱扣器的动作电短延时过流脱扣器动作电流和时间的整定应使过流脱扣器的动作电流流IOp(s)躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流Ipk,即,即 IOp(s) ≥KrelIpk 式中:式中:Krel——可靠系数取可靠系数取1.2供配电技术短路电流的计算 低压断路器过电流脱扣器的选择、整定低压断路器过电流脱扣器的选择、整定③③③③长延时过流脱扣器动作电流和时间的整定长延时过流脱扣器动作电流和时间的整定长延时过流脱扣器动作电流和时间的整定长延时过流脱扣器动作电流和时间的整定其动作电流只需躲过线路的计算电流其动作电流只需躲过线路的计算电流I30,即,即IOp(1) ≥KrelI30式中:式中:Kel——可靠系数取可靠系数取1.1长延时过流脱扣器的动作电流应躲过线路过负荷的持续时间,其动作特长延时过流脱扣器的动作电流应躲过线路过负荷的持续时间,其动作特性通常为反时限,即过负荷电流越大,动作时间越短,一般动作时间为性通常为反时限,即过负荷电流越大,动作时间越短,一般动作时间为1~2h。

      ④④④④过流脱扣器与被保护线路的配合过流脱扣器与被保护线路的配合过流脱扣器与被保护线路的配合过流脱扣器与被保护线路的配合允许绝缘导线或电缆短时过负荷,过负荷越严重允许运行的时间越短允许绝缘导线或电缆短时过负荷,过负荷越严重允许运行的时间越短反之,过电流保护的动作时间越短,过电流保护的动作电流允许整定的反之,过电流保护的动作时间越短,过电流保护的动作电流允许整定的越大;动作时间越长,动作电流整定的越小只有这样,当线路过负荷越大;动作时间越长,动作电流整定的越小只有这样,当线路过负荷或短路时,才能避免绝缘导线或电缆因过热烧毁而低压断路器不会跳闸或短路时,才能避免绝缘导线或电缆因过热烧毁而低压断路器不会跳闸的事故发生,因此要求的事故发生,因此要求:IOp≤KOLIal式中:式中:Ial——绝缘导线或电缆的允许载流量;绝缘导线或电缆的允许载流量; KOL——绝缘导线或电缆的允许短时过负荷系数绝缘导线或电缆的允许短时过负荷系数对瞬时和短延时过流脱扣器取对瞬时和短延时过流脱扣器取4.5;对长延时过流脱扣器取;对长延时过流脱扣器取1;对保护有;对保护有爆炸性气体区域内的线路,应取爆炸性气体区域内的线路,应取0.8。

      供配电技术短路电流的计算 低压断路器过电流脱扣器的低压断路器过电流脱扣器的灵敏度校验灵敏度校验 为了保证低压断路器的瞬时或短延时过流脱扣器在系为了保证低压断路器的瞬时或短延时过流脱扣器在系统最小运行方式下在其保护区内发生最轻微的短路故障统最小运行方式下在其保护区内发生最轻微的短路故障时就能可靠地动作,过流脱扣器动作电流的整定值必须时就能可靠地动作,过流脱扣器动作电流的整定值必须满足过电流保护灵敏度的要求保护灵敏度可按下式进满足过电流保护灵敏度的要求保护灵敏度可按下式进行校验:行校验: K Ksensen= =I Ik.mink.min/ /I Iopop≥1.3≥1.3 式中:式中:Iop——低压断路器瞬时或短延时过流脱扣器的动低压断路器瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流 Ik.min——被保护线路末端在系统最小运行方式下被保护线路末端在系统最小运行方式下的最小短路电流对的最小短路电流对TT、、TN系统取单相接地短路电流;系统取单相接地短路电流;对对IT系统取两相短路电流系统取两相短路电流。

      供配电技术短路电流的计算 低压断路器低压断路器型号规格的选择和校验型号规格的选择和校验选择低压断路器应满足如下条件:选择低压断路器应满足如下条件:选择低压断路器应满足如下条件:选择低压断路器应满足如下条件:①①低压断路器的额定电压应不低于安装处的额定电压低压断路器的额定电压应不低于安装处的额定电压②②低压断路器的额定电流应不低于它所安装的脱扣器额定电流低压断路器的额定电流应不低于它所安装的脱扣器额定电流③③低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能的要求,并应确定低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能的要求,并应确定操作方式,即选择断路器的同时应选择其操作机构操作方式,即选择断路器的同时应选择其操作机构④④低压断路器还应满足安装处对断流能力的要求低压断路器还应满足安装处对断流能力的要求低压断路器必须进行断流能力的校验:低压断路器必须进行断流能力的校验:低压断路器必须进行断流能力的校验:低压断路器必须进行断流能力的校验:①①对动作时间在对动作时间在0.02s以上的断路器,其极限分断电流以上的断路器,其极限分断电流Ioc应不小于通应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值,即过它的最大三相短路电流周期分量有效值,即 ②②对动作时间在对动作时间在0.02s及以下的断路器,其极限分断电流及以下的断路器,其极限分断电流Ioc或或ioc应应不小于通过它的最大三相短路冲击电流或,即不小于通过它的最大三相短路冲击电流或,即 供配电技术短路电流的计算 电流互感器的选择电流互感器的选择①①①①电流互感器型号的选择电流互感器型号的选择电流互感器型号的选择电流互感器型号的选择根据安装地点和工作要求选择电流互感器的型号。

      根据安装地点和工作要求选择电流互感器的型号②②②②电流互感器额定电压的选择电流互感器额定电压的选择电流互感器额定电压的选择电流互感器额定电压的选择电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压③③③③电流互感器变比选择电流互感器变比选择电流互感器变比选择电流互感器变比选择电流互感器一次侧额定电流有电流互感器一次侧额定电流有20、、30、、40、、50、、75、、100、、150、、200、、300、、400、、600、、800、、1000、、1200、、1500、、2000((A)等多种规格,二)等多种规格,二次侧额定电流均为次侧额定电流均为5A一般情况下,计量用的电流互感器变比的选择一般情况下,计量用的电流互感器变比的选择应使其一次额定电流应使其一次额定电流I1N不小于线路中的计算电流不小于线路中的计算电流I30保护用的电流互保护用的电流互感器为保证其准确度要求,可以将变比选得大一些感器为保证其准确度要求,可以将变比选得大一些④④④④电流互感器准确度选择及校验电流互感器准确度选择及校验电流互感器准确度选择及校验电流互感器准确度选择及校验准确度选择的原则:计量用的电流互感器的准确度选准确度选择的原则:计量用的电流互感器的准确度选0.2~~0.5级,测量级,测量用的电流互感器的准确度选用的电流互感器的准确度选1.0~~3.0级。

      为了保证准确度误差不超过规级为了保证准确度误差不超过规定值,互感器二次侧负荷定值,互感器二次侧负荷S2应不大于二次侧额定负荷应不大于二次侧额定负荷S2N,所选准确度,所选准确度才能得到保证才能得到保证 供配电技术短路电流的计算 电流互感器的校验电流互感器的校验①①①①电流互感器准确度校验电流互感器准确度校验电流互感器准确度校验电流互感器准确度校验 准确度校验公式为:准确度校验公式为:S2≤S2N 二次回路的负荷二次回路的负荷S2取决于二次回路的阻抗取决于二次回路的阻抗Z2的值,即:的值,即:式中式中I2N是电流互感器二次侧额定电流,一般取是电流互感器二次侧额定电流,一般取5A;;│Z2│是电流互感器是电流互感器二次回路总阻抗电流互感器的二次负载阻抗为计算等效阻抗,并不一二次回路总阻抗电流互感器的二次负载阻抗为计算等效阻抗,并不一定等于二次侧实际测量阻抗定等于二次侧实际测量阻抗②②②②电流互感器的动稳定校验电流互感器的动稳定校验电流互感器的动稳定校验电流互感器的动稳定校验电流互感器动稳定校验条件为:电流互感器动稳定校验条件为:式中式中Kes为电流互感器的动稳定系数。

      为电流互感器的动稳定系数 ③③③③电流互感器的热稳定校验电流互感器的热稳定校验电流互感器的热稳定校验电流互感器的热稳定校验热稳定校验条件为:热稳定校验条件为:式中式中Kt为电流互感器的热稳定系数为电流互感器的热稳定系数供配电技术短路电流的计算 电压互感器的选择电压互感器的选择 电压互感器的一、二次侧均有熔断器保护,所以不需要电压互感器的一、二次侧均有熔断器保护,所以不需要校验短路动稳定和热稳定校验短路动稳定和热稳定电压互感器的选择如下:电压互感器的选择如下:①①按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号②②电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压③③按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度 计量用电压互感器准确度选计量用电压互感器准确度选0.5级以上,测量用的准确度级以上,测量用的准确度选选1.0~~3.0级,保护用的准确度为级,保护用的准确度为3P级和级和6P级供配电技术短路电流的计算 电压互感器的校验电压互感器的校验为为了了保保证证准准确确度度的的误误差差在在规规定定的的范范围围内内,,二二次次侧侧负负荷荷S2应应不大于电压互感器二次侧额定容量,即不大于电压互感器二次侧额定容量,即 S2≤S2N 其中:其中: 仪表、继电器电压线圈消耗的总有功功率和总无功功率。

      仪表、继电器电压线圈消耗的总有功功率和总无功功率式中式中和和分别为分别为供配电技术短路电流的计算 你能回答吗?高低压熔断器、高压隔离开关、高低压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高低压断路器高压负荷开关、高低压断路器及低压刀开关在选择时,哪些及低压刀开关在选择时,哪些需校验断流能力?需校验断流能力? 在低压断路器的选在低压断路器的选择中,为什么过流择中,为什么过流脱扣器的动作电流脱扣器的动作电流要与被保护的线路要与被保护的线路相配合?相配合? 在熔断器的选在熔断器的选择中,为什么熔择中,为什么熔体的额定电流要体的额定电流要与被保护线路相与被保护线路相配合?配合? 供配电技术短路电流的计算 供配电线路母线、导线和电缆的选择供配电线路母线、导线和电缆的选择母线、导线和电缆都是用来输送和分配电能的导体在母线、导线和电缆都是用来输送和分配电能的导体在供配电系统中,它们选择的是否恰当,关系到供配电系供配电系统中,它们选择的是否恰当,关系到供配电系统能否安全、可靠、优质、经济地运行统能否安全、可靠、优质、经济地运行1 1)硬母线)硬母线 工厂变电所中,硬母线通常用工厂变电所中,硬母线通常用来来汇集和分配电流汇集和分配电流,因此也被称,因此也被称为汇流排,简称母线。

      为汇流排,简称母线 硬母线按所使用的材料不同分为硬母线按所使用的材料不同分为硬铜硬铜母线和母线和硬铝硬铝母线、铝合金母线母线、铝合金母线等;按截面形状不同硬母线又分为等;按截面形状不同硬母线又分为矩形、圆形和槽形、管形矩形、圆形和槽形、管形等结构供配电技术短路电流的计算 母线、导线和电缆形式的选择母线、导线和电缆形式的选择((1 1)硬母线)硬母线 硬铜母线的电阻率较低、机械硬铜母线的电阻率较低、机械强度较大、抗腐蚀能力较强,因强度较大、抗腐蚀能力较强,因此在硬母线材料中属于最好的此在硬母线材料中属于最好的因其价格较贵,所以实用中仅用因其价格较贵,所以实用中仅用于空气中含有腐蚀性气体的屋外于空气中含有腐蚀性气体的屋外配电装置中配电装置中 硬铝母线电阻率略高于铜,但铝轻且相对铜母线价格低,硬铝母线电阻率略高于铜,但铝轻且相对铜母线价格低,因此广泛应用于工厂企业的变电所硬钢母线的电阻率大,因此广泛应用于工厂企业的变电所硬钢母线的电阻率大,交流电路使用会产生铁损耗,电压损失也较大,但机械强度交流电路使用会产生铁损耗,电压损失也较大,但机械强度高且最便宜,所以在工作电流不大于高且最便宜,所以在工作电流不大于200~300A的电路中,尤的电路中,尤其在接地装置中,采用钢母线作为接地母线仍较普遍。

      其在接地装置中,采用钢母线作为接地母线仍较普遍 供配电技术短路电流的计算 母线、导线和电缆形式的选择母线、导线和电缆形式的选择 母线的排列方式应考虑散热母线的排列方式应考虑散热条件好、且短路电流通过时具条件好、且短路电流通过时具有有 一定的热、动稳定性常用一定的热、动稳定性常用的排列方式有的排列方式有水平布置和垂直水平布置和垂直布置布置两种 对对于于容容量量不不大大的的工工厂厂变变电电所所多多采采用用矩矩形形截截面面的的母母线线另另外外,,母母线线表表面面涂涂漆漆可可以以增增加加热热辐辐射射能能力力,,而而且且有有利利于于散散热热和和防防腐腐因因此此,,电电力力系系统统统统一一规规定定::交交流流母母线线A、、B、、C三三相相按按黄黄、、绿绿、、红红标标示示,,接接地地的的中中性性线线用用紫紫色色,,不不接接地地的的中中性性线线用用蓝蓝色色,,十十分方便识别各相的母线分方便识别各相的母线供配电技术短路电流的计算 母线的型号表达说明母线的型号表达说明供配电技术短路电流的计算 母线、导线和电缆形式的选择母线、导线和电缆形式的选择((2 2)架空母线)架空母线 架空导线是构成工厂供配电架空导线是构成工厂供配电网络的主要元件,在屋外配置网络的主要元件,在屋外配置中也常采用架空导线作母线,中也常采用架空导线作母线,又称为软母线。

      高压架空线路,又称为软母线高压架空线路,一般采用一般采用铝绞线铝绞线,当挡距较大、,当挡距较大、电杆较高时,宜采用电杆较高时,宜采用钢芯铝绞钢芯铝绞线线 通通常常架架空空导导线线选选用用裸裸导导线线,,按按其其结结构构不不同同可可分分为为单单股股线线和和多多股股绞绞线线绞绞线线又又有有铜铜绞绞线线、、铝铝绞绞线线和和钢钢芯芯铝铝绞绞线线之之分分在在工工厂厂中中最最常常用用的的是是铝铝绞绞线线;;在在机机械械强强度度要要求求较较高高的的35kV及及以以上上架空线路多采用钢芯铝绞线架空线路多采用钢芯铝绞线供配电技术短路电流的计算 ((3 3)电力电缆)电力电缆电电力力电电缆缆广广泛泛应应用用于于工工厂厂配配电电网网络络,,其其结结构构主主要要由由导导体体、、绝绝缘缘层层和和保保护护层层三三部部分分组组成成其其中中导导体体一一般般由由多多股股铜铜线线铝铝线线绞绞合合而而成成,,以以便便于于弯弯曲曲线线芯芯成成扇扇形形,,以以减减小小电电缆缆的的外外径径绝绝缘缘层层用用于于将将导导体体线线芯芯之之间间及及线线芯芯与与大大地地之之间间良良好好地地绝绝缘缘保保护护层层用用来来保保护护绝绝缘缘层层,,使使其其密密封封并并具具有有一一定定的的强强度度,,以以承承受受电缆在运输和敷设时所受的机械力,也可防止潮气侵入。

      电缆在运输和敷设时所受的机械力,也可防止潮气侵入 供配电技术短路电流的计算 母线、导线和电缆形式的选择母线、导线和电缆形式的选择((3 3)电力电缆)电力电缆 电缆的主要电缆的主要优点优点是供电可靠性高,不受雷是供电可靠性高,不受雷击、风害等外力破坏;可埋于地下或电缆沟击、风害等外力破坏;可埋于地下或电缆沟内,使环境整齐美观;线路电抗小,可提高内,使环境整齐美观;线路电抗小,可提高电网功率因数电网功率因数缺点缺点是投资大,约为同级电是投资大,约为同级电压架空线路投资的压架空线路投资的10倍;而且电缆线路一旦倍;而且电缆线路一旦发生事故难于查寻和检修发生事故难于查寻和检修 低压电缆线路,一般采用低压电缆线路,一般采用铝芯铝芯电缆;电缆;但特别重要的或有特殊要求的线路,可但特别重要的或有特殊要求的线路,可采用采用铜芯铜芯绝缘线 供配电技术短路电流的计算 母线、导线和电缆截面的选择母线、导线和电缆截面的选择((1 1)) 选择条件选择条件 为保证供配电线路安全、可靠、优质、经济地运行,供配电线路为保证供配电线路安全、可靠、优质、经济地运行,供配电线路的母线、导线和电缆截面的选择必须满足以下几个条件:的母线、导线和电缆截面的选择必须满足以下几个条件:((1)通过正常最大负荷电流时产生的温度不应超过其正常运行时)通过正常最大负荷电流时产生的温度不应超过其正常运行时的最高允许温度。

      的最高允许温度2)通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗,不应超过正常运)通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗对于厂内较短的高压线路,可不进行电压损行时允许的电压损耗对于厂内较短的高压线路,可不进行电压损耗校验3))35kV及以上高压线路及电压及以上高压线路及电压35kV以下但距离长、电流大的线以下但距离长、电流大的线路,其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择,以使线路的年费用路,其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择,以使线路的年费用支出最小,企业内的支出最小,企业内的10kV及以下线路可不按此原则选择及以下线路可不按此原则选择4)裸导线和绝缘导线)裸导线和绝缘导线 截面不应小于其最小允许截面对于电缆,截面不应小于其最小允许截面对于电缆,由于有内外护套,机械强度一般满足要求,不需校验,但需校验短由于有内外护套,机械强度一般满足要求,不需校验,但需校验短路热稳定度路热稳定度 除此之外,绝缘导线和电缆截面的选择还要满足工作电压的要求除此之外,绝缘导线和电缆截面的选择还要满足工作电压的要求供配电技术短路电流的计算 母线、导线和电缆截面的选择母线、导线和电缆截面的选择((2 2)) 按发热条件选择截面按发热条件选择截面 电电流流通通过过导导线线时时,,要要产产生生能能耗耗,,使使导导线线发发热热。

      裸裸导导线线温温度度过过高高还还会会使使接接头头处处氧氧化化加加剧剧,,增增大大接接触触电电阻阻,,使使之之进进一一步步氧氧化化最最后后可可发发展展到到断断线线而而绝绝缘缘导导线线和和电电缆缆的的温温度度过过高高时时,,又又可可使使绝绝缘缘加加速速老老化化甚甚至至烧烧毁毁因因此此,,母母线线、、导导线线和和电电缆缆的的截截面面还还应应按按发发热热条条件件来来选选择择使使其其允允许许载载流流量量Ial不不小小于于通通过过相相线线的的计计算算电电流流I30即: Ial≥I30 在在规规定定的的环环境境温温度度条条件件下下,,导导线线能能够够连连续续承承受受而而不不致致使使其其稳稳态态温温度度超超过过允允许许值值的的最最大大电电流流称称为为导导线线的的允允许许载载流流量量导导线线和和电电缆缆的的允允许许载载流流量量可可查查阅阅有有关关设设计计手手册册当当给给出出铝铝线线的的载载流流量量时时,,铜铜线线的的载载流流量量可可按按相相同同截截面面的的铝铝线线载载流流量量乘乘以以1.29即可得出即可得出 供配电技术短路电流的计算 母线、导线和电缆截面的选择母线、导线和电缆截面的选择((2 2))按发热条件选择截面按发热条件选择截面 为了满足机械强度的要求,对于室内明敷的绝缘导线,其为了满足机械强度的要求,对于室内明敷的绝缘导线,其最小截面不得小于最小截面不得小于4mm2;对于低压架空导线,其最小截面不;对于低压架空导线,其最小截面不得小于得小于16mm2。

      架空裸导线的最小允许截面见表架空裸导线的最小允许截面见表3-1 表3-1 架空裸导线的最小允许截面 单位:mm2导线种种类备 注注35kV3~10kV低低压铝及铝合金线353516**与铁路交叉跨越时应为35mm2钢芯铝绞线352516供配电技术短路电流的计算 ((3 3)) 按经济电流密度选择导线和电缆的截面按经济电流密度选择导线和电缆的截面 导线截面大小,直接影响线路投资和年计算费用根据经导线截面大小,直接影响线路投资和年计算费用根据经济条件选择导线和电缆的截面,应从两个方面来考虑济条件选择导线和电缆的截面,应从两个方面来考虑: 1. 选择大截面电能损耗降低,投资及维修管理费用高;选择大截面电能损耗降低,投资及维修管理费用高; 2. 选择小截面电能损耗增加,投资及维修管理费用降低;选择小截面电能损耗增加,投资及维修管理费用降低; 综合上述两方面因素,制定出比较合理的经济效益最好的综合上述两方面因素,制定出比较合理的经济效益最好的截面,称为截面,称为经济截面经济截面对应于经济截面的电流密度称为经济对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度。

      我国规定的导线和电缆经济电流密度见下表电流密度我国规定的导线和电缆经济电流密度见下表3-2 线路类别导线材料年最大负荷利用小时数(h)3000以下3000~50005000以上架空线路架空线路铜3.002.251.75铝1.651.150.90电缆线路电缆线路铜2.502.252.00铝1.921.731.54供配电技术短路电流的计算 ((1)选择经济截面)选择经济截面例1有一条长度为有一条长度为5km的的10kV LJ型铝绞线架空线路,已知型铝绞线架空线路,已知计算负荷为计算负荷为1380kW,,cosφ=0.7,,Tmax=4800h,试选择,试选择其经济截面,并检验其发热条件和机械强度其经济截面,并检验其发热条件和机械强度 查手册后,初选标准截面为查手册后,初选标准截面为95mm2的的LJ-95型铝绞线型铝绞线 相线计算电流相线计算电流 由表由表3--2查得查得 根据式(根据式(3.2)可得导线经济截面为)可得导线经济截面为 供配电技术短路电流的计算 ((2)校验发热条件)校验发热条件例1有一条长度为有一条长度为5km的的10kV LJ型铝绞线架空线路,已知型铝绞线架空线路,已知计算负荷为计算负荷为1380kW,,cosφ=0.7,,Tmax=4800h,试选择,试选择其经济截面,并检验其发热条件和机械强度其经济截面,并检验其发热条件和机械强度 。

      从手册中可查到从手册中可查到LJ-95型铝绞线的载流量在室外型铝绞线的载流量在室外25℃时时等于等于325A,此值大于相线计算电流,此值大于相线计算电流114A,显然满足发热,显然满足发热条件 ((3)校验机械强度)校验机械强度 查表查表3-1得得10kV架空铝绞线的最小截面为架空铝绞线的最小截面为35mm2,小于,小于截面,因此所选铝绞线满足机械强度截面,因此所选铝绞线满足机械强度 供配电技术短路电流的计算 ((4))按允许线路电压损耗选择导体截面按允许线路电压损耗选择导体截面 例1有一条长度为有一条长度为5km的的10kV LJ型铝绞线架空线路,已知型铝绞线架空线路,已知计算负荷为计算负荷为1380kW,,cosφ=0.7,,Tmax=4800h,试选择,试选择其经济截面,并检验其发热条件和机械强度其经济截面,并检验其发热条件和机械强度 由由于于线线路路阻阻抗抗的的存存在在,,所所以以线线路路通通过过电电流流时时会会产产生生电电压压损损耗耗按按规规定定,,高高压压配配电电线线路路的的电电压压损损耗耗一一般般不不超超过过线线路路额额定定电电压压的的5%;;从从变变压压器器低低压压侧侧母母线线到到用用电电设设备备受受电电端端的的低低压压配配电电线线路路的的电电压压损损耗耗,,一一般般不不超超过过用用电电设设备备额额定定电电压压的的5%;;对对视视觉觉要要求求较较高高的的照照明明线线路路,,则则为为2%~3%。

      如如线线路的电压损耗值超过了允许值,则应适当加大导线截面路的电压损耗值超过了允许值,则应适当加大导线截面供配电技术短路电流的计算 IT线路都是三相三线制,选择相线截面即可线路都是三相三线制,选择相线截面即可 例2有一条采用有一条采用BLV-500型铝芯塑料线室内明敷的型铝芯塑料线室内明敷的220/380V的的IT线路,计算电流为线路,计算电流为50A,当地最热月的日最高气温,当地最热月的日最高气温均值为均值为30℃试按发热条件选择此线路的导线截面试按发热条件选择此线路的导线截面 室内环境温度应为室内环境温度应为30++5=35℃;;35℃时明敷的时明敷的BLV-500型铝芯塑料线截面为型铝芯塑料线截面为10mm2时,查阅课本表时,查阅课本表3-3可得绝缘导可得绝缘导线明线明敷现时的允许载流量为敷现时的允许载流量为Ial=51A,此值大于计算电流,此值大于计算电流50A,满足发热条件因此,相线截面选,满足发热条件因此,相线截面选10mm2、规格为、规格为BLV-500-3×10 供配电技术短路电流的计算 热稳定与动稳定校验热稳定与动稳定校验((1 1))热稳定校验热稳定校验常用最小允许截面校验其热稳定度,计算公式为:常用最小允许截面校验其热稳定度,计算公式为: 上式中上式中 是三相短路稳态电流,单位:是三相短路稳态电流,单位:A 是假想时间,单位:是假想时间,单位:S C是导体的热稳定系数,单位:是导体的热稳定系数,单位:As0.5/mm2,铝母线,铝母线C=87 As0.5/mm2;铜母线;铜母线C=171 As0.5/mm2。

      母线实际截面大于最小允许截面时可满足热稳定要求母线实际截面大于最小允许截面时可满足热稳定要求供配电技术短路电流的计算 热稳定与动稳定校验热稳定与动稳定校验((1 1)) 动稳定校验动稳定校验 σσC是是母线短路时三相短路冲击电流所产生的最大计算母线短路时三相短路冲击电流所产生的最大计算应力 上式中上式中 是母线材料的最大允许应力,单位:是母线材料的最大允许应力,单位:Pa 硬铝母线的硬铝母线的硬铜母线的硬铜母线的供配电技术短路电流的计算 。

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