短路电流的计算
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短路电流的计算
在短路电流的计算中，分为无限容量系统及有限容量系统短路电流计算。无限容量系统短路电流计算适用于电源容量很大或者是短路点距电源的电气距离很远的电网，这时系统电压认为是不变的；有限容量系统短路电流计算适用于电源功率不大或短路点距电源的电气距离很近的电网，这时电源母线电压是变化的。理想中的无限容量系统是指电源容量为无限大，阻抗为零。在实际计算中，只要电源阻抗不超过短路时总阻抗的5%--10%，则认为是无限容量系统。煤矿供电一般引自大电力系统，计算时采用无限容量系统短路电流的计算方法。
一、高压供电系统短路电流的计算
1）短路电流变化过程分析：
下图为无限容量供电系统发生三相短路时的单线图。
当d点发生三相短路时，整个电路阻抗缩小到ZL，而无限容量系统母线电压不变，所以短路后回路中的电流突然增大。此时会产生一个短路电流冲击ich，其有效值为Ich,大小为：
ich=2.55Id(3) Ich=1.52Id(3)
在校验电气设备动稳定性时，要用短路电流冲击值来校验。
2）短路回路中元件阻抗的计算
在计算高压电网中的短路电流时，一般只计算发电机、变压器、线路、电抗器的电抗，只有在短路回路中总阻抗大于总电抗的1/3时，才计算电阻。计算时一般采用标么值。
（1）系统电抗标么值：
)(*dtdjxSSSX或
Sj—基准容量，一般取100MVA；Sd－电源母线电大短路容量 Sdt－电源线路断路器的切断容量 系统
Sr=∞ r=0 x=0 xL 负载ZF rL ZL d(3) （２）电力变压器的标么值：
22*100%jebebjbUUSSUX
Ｕ%－阻抗电压； Ｓj－基准容量； Ｓeb－额定容量； Ｕeb－额定电压；
Ｕj－基准电压，一般取Ｕp（平均电压）。见下表
常用线路的额定电压与平均电压（ＫＶ）
额定电压 0.127 0.22 0.38 0.66 1.14 3 6 10 35 60 110
平均电压 0.133 0.23 0.40 0.69 3.15 6.3 10.5 37 63 115
（３）线路的标么值：
20*pjLUSLXX
X0－线路单位电抗值（Ω/km），见下表。L－线路长度（km）
线路电抗平均值（Ω/km）
线路名称 35KV及以上架空线路 3~10KV
架空线路 0.44/0.22KV架空线路 35KV电缆 3~10KV电缆 1KV以下电缆
每相单位长度平均电抗值 0．4 0．38 0．36 0．12 0．08 0．06
（4）电抗器的电抗标么值：
ekjjekkIUIUUX100%*
3）短路电流的计算
在计算短路电流之前，首先应根据供电系统图作出对应短路点的等值电路单线图，然后用网路简化规则加以简化，求出短路回路总阻抗，最后计算短路电流。
（1）三相短路：
**1XId 所以
*)3(XIIjd （2）两相短路：
)3()2(87.0ddII
二、井下低压网络短路电流计算
在计算短路电流时，首先要选择短路点。短路点通常选在保护线路的始、末端，因为始端的三相短路最大，末端的两相电流最小。最大的三相短路电流用来校验设备及电缆的热稳定性，最小的两相短路用来校验保护装置的灵敏度。
井下低压电网短路电流计算时，一般不允许忽略电阻。因为当电缆截面在500mm2及以下时，感抗远小于电阻。短路电流的计算方法可分为解析法和图表法两种。
1）解析法：
（1）各元件的阻抗计算：
A、系统（电源）电抗：dextSUX22
其中：U2e—变压器二次侧额定电压，KV；
Sd—电源（变压器一次侧）母线短路容量（MVA），如果此短路容量未知，可采用该处高压开关柜的额定断流容量。
B、变压器的阻抗：ebebdbSUUZ2100%
变压器的相电阻：2223ebebebSPUIPR 其中△P为变压器的铜损，W。
变压器的相电抗：22bbbRZX
C、低压电缆的阻抗：
电阻：RL=r0l (r0—电缆单位长度电阻Ω/km，可查表计算，也可公式计算：DSLr0，其中L为电缆长度，S为电缆截面，D为电导率，见下表)
电缆名称 电缆的电导率D（m/Ωmm2）
20℃ 65℃ 80℃
铜芯橡套电缆 53 42.5
铜芯铠装电缆 53 48.6 44.3
铝芯铠装电缆 32 28.8 电抗：XL=x0L （x0—电缆单位长度的电抗，Ω/km。可查表得。L为电缆长度）
（2）短路电流的计算
A、三相短路电流：
22)3(3XRUIebd
Ueb—变压器二次侧额定电压，V；
R∑--短路回路内一相电阻的总和； X∑--短路回路内一相电抗的总和。
B、两相短路电流：
22)2()(2XRRUIhebd
Rh为电弧电阻，因短路一般通过电弧发生，所以在计算可能发生最小短路电流时，要将此值计入，取Rh=0.01Ω
