施奈德2010年培训讲义-短路电流计算

第三章 短路电流的计算

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短路的两类情况●金属性短路：● 短路点被熔焊，短路点阻抗可以忽略不计。 ● 短路电流一般在线路额定电流的几百倍甚至上千倍 ● 通过设定保护电器的短延时和瞬动可以很好的保护线路。

●电弧性短路● 短路点建立电弧，短路点呈现大阻抗的弧电阻。 ● 电弧的形成与电压无关 ● 故障电流很小 ● 保护电器不能动作或不能及时动作来切断电源 ● 分成两种形式：相线之间或相线和N线之间的电弧性短路；相线或N线与 地之间的接地故障形成的电弧性短路。 ● 火灾隐患极大。

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分断能力校验●断路器分断能力应不小于预期最大短路电流 Icu (Ics)>Iscmax Icu-断路器极限短路分断能力 Ics-断路器运行短路分断能力

Iscmax-安装点预期最大短路电流

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电缆热稳定校验●当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按 下式校验： S≥I √t K

S-绝缘导体的线芯截面 ( mm2)I -短路电流有效值 ( A ) t -导体内短路电流持续作用的时间 ( s ) K-不同绝缘的计算系数SLIC- LVDI training – Chen ke – 2009 June 5

T如何取值？

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电缆热稳定校验●绝缘材料的 K 值，供计算短路电流热效应用导体材质 铜 pvc 60 C 橡胶 85 C 橡胶 90 C 热凝固的 油浸纸 矿物质 -导体 -中间接头盒及密封剂 pvc 60 C 橡胶 85 C 橡胶 90 C 热凝固的 油浸纸 限定起始 温度 C 70 60 85 90 80 70 105 70 60 85 90 80 限定最终 温度 C 160/140 200 220 250 160 160 250 160/140 200 220 250 160 K 115/103 141 134 143 108 115 135 76/68 93 89 94 71

注：表中对限定最终温度和 K 列出二个值，较低的值用于截面积大于 300mm2 的电缆。SLIC- LVDI training – Chen ke – 2009 June 6

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短路电流计算步骤上方侧短路容量 Ssc 高压/低压 变压器额定值 导体特性 母线： 长度 宽度 厚度 电缆： 绝缘材料 单芯或多芯 长度 截面 环境： 环境温度 敷设方式 并列敷设回路数

Usc (%)在变压器出线端 Isc 分断能力 瞬时脱扣设定 总配电柜引出线 Isc 主断 路器 总配电柜 出线断路器

功率因数 同时系数 暂载率 预见的增长系数

分断能力 瞬时脱扣设定二次配电柜的首端 Isc 分断能力 瞬时脱扣设定

-馈电线 -额定电流 -电压降

二级配电 断路器

末端配电柜的首端 Isc分断能力 瞬时脱扣设定

末端配电 断路器

负荷额 定 值

最终引出线末端的 Isc

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短路电流的定义● 短路电流是由于在正常供电时有电位差的两点之间，发生 一起阻抗极

小的故障而引起的过电流

Zt R XZt

2

2

Isc3=

U Zt

=Zt

U R2 + X2A X

A X

U

ZI

U

ZI

B

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不同的短路电流●三相故障ZL

Zsc

ZL ZL

~

V

I sc3

U/ 3 Zsc

●相间故障ZL

Zsc

ZL

~

U Zsc

I sc2

U 2×Zsc

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不同的短路电流(续)●相对中性线故障ZLZLn ZSC

~●相对地故障ZL

V ZLn

Isc1

U/ 3 Zsc + Z Ln

ZSC

~Z(0)

V

Isc (0)Z(0)

U/ 3 Zsc + Z (0)

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短路电流的计算方法●阻抗法： 用于计算三相系统中任一点的短路电流，该方法具有高 的计算精度 Isck = U20 3 Zk = U20 3 Rk2 + Xk2

U20: 变压器二次侧空载线电压Zk : 故障点电源侧每相总阻抗

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阻抗法计算短路电流

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短路电流的计算方法(续)●合成法： 当不掌握电源参数时，可以根据回路首端已知的短路电流， 计算回路末端的短路电流

U IscB = U/ IscA+ Zc

= IscA

U U + Zc IscA

IscA:上级短路电流 IscB: 线路末端短路电流 Zc: 回路阻抗

适用范围？

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合成法短路电流速查表

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短路电流的计算方法(续)●传统法： 当不掌握给定回路电源侧的阻抗或短路电流时，可用这种 方法计算线路末端的最小短路电流 Iscmin或单相对地故障 电流 Id具体方法将在 TN系统的分析中详细介绍。

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