电工电气
【电工知识】变压器低压侧短路电流计算全攻略,实用方法大揭秘!
2024-04-21 15:13  浏览:13

我们看下图:


图1:电力变压器的铭牌

注意到图1所示电力变压器铭牌中有3个关键数据,其一是电力变压器容量Sn=630kVA,其二是电力变压器低压侧的额定电压(线电压Un=400V,其三是电力变压器的阻抗电压Uk%=5.9%,近乎为6%。我们据此来计算此变压器低压侧短路电流。

第一步:计算电力变压器低压侧的额定电流n

第二步:计算电力变压器低压侧的短路电流Ik


由此可知,此电力变压器低压侧短路电流的稳态值是15.4kA。

第三步:计算电力变压器低压侧短路电流的最大值Ipk

我们看下图:

图2:短路电流波形图

图2中在时刻t=0发生了短路。由于短路处阻抗很小,不变的系统电压u与短路阻抗比就是短路电流的周期分量(短路电流交流分量)ip。同时,电力变压器会把储存的磁场能向短路处释放,由此产生逐渐衰减的非周期量(短路电流直流分量ig。周期分量与非周期分量在短路后10毫秒时叠加产生了冲击短路电流值ipk,见图2短路电流的最大值。

当非周期分量(直流分量)衰减完毕后,系统中只剩下周期分量交流分量),它就是短路电流的稳态值。短路电流稳态值的有效值就是Ik。

短路电流最大值Ipk与短路电流稳态值Ik之比叫做峰值系数n。峰值系数n按经验法在低压配电网n=1.84,高压输送电和配电网中n=2.55。另外,还可按国家标准GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第1部分:总则中给出的数值来计算,数值表如下:

图3:国家标准给出的峰值系数

对应于Ik=15.4kA,我们从图3左边第一栏倒数第三行10000A<I≤20000A,往右查得峰值系数n=2.0。

计算冲击短路电流峰值Ipk如下:


在实用中,一般按峰值系数法来计算冲击短路电流峰值。

得到这些数据有何用?用于确定低压成套开关设备的进线回路断路器以及馈电回路断路器短路参数。我们看下图:

图4:范例配电系统

对于一级配电设备的低压进线断路器QF1,它的额定电流必须大于909A,可取1000A或者1250A;它的极限短路分断能力cu必须大于15.2kA,查手册得知最接近的数值一般是36kA。断路器的短路接通能力cm必须大于Ipk。由于Icm/Icu亦等于峰值系数n,对应于36kA的峰值系数是2.1(见图3),故知低压进线断路器的短路接通能力Icm=2.1x36=75.6kA,远大于30.8kA。

下图是低压断路器电流参数不等式:

图5:断路器的电流参数不等式

关于二级配电入口处的短路电流,最简单的办法就是查表。

在《工业与民用配电设计手册》第四版中给出了计算表,可供查阅。另外,还可以用K1000系数法来判断,表格如下:

图6:K1000系数法查阅电缆终端的二级配电短路电流

图6的上表中,我们看到绿色区域侧电缆截面积为70mm²,此电缆长度是240米。在图6的下表中我们看到电缆首端的短路电流是40kA,则电缆末端的短路电流是3.3kA,短路电流下降了不少。如果电缆始端是30.8kA,我们按35kA考虑,则上述电缆末端的短路电流也是3.3kA。

我们由此知道,配电网末端的短路电流一般不会超过6kA,故我们三级配电系统别是居家配电系统的断路器(空气开关)时,它的极限短路分断能力为6000A即可。

END

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目  录

  章 总则
  条 [立法宗旨]
  [业主]
  [物业服务企业]
  第二条 [物业管理定义]
  [物业管理]
  [物业管理的基本內容]
  第三条 [选择物业服务企业的方式]
  [公开、公平、公正原則]
  [物业管理的类别]
  第四条 [物业管理发展的途径]
  第五条 [物业管理的监管机关]
  [物业管理监管机构]
  [地方一级物业管理监管机构]

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