短路电流计算与选型及继电保护整定.doc

短路电流计算与选型及继电器保护整定 一 短路电流 有关短路的物理量 其他短路电流： （对高压系统） （对低压系统） 短路过程中短路电流变化的情况取决于系统电源容量的大小或短路点离电源的远近。 工程计算中一般按近端系统【交流分量衰减】和远端系统【交流分量不衰减】两种情况来计算。 短路电流计算大致思路【利用标么制和有名制求出电路元件的电抗，然后通过网络换算求出电源到短路点之间的等值总阻抗，进而利 用公式或者曲线求出短路电流】 二 电气设备的选择与效验 电气设备的选择，必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下工作要求，同时电气设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。 按正常工作条件选择 n 按正常工作条件选择，就是要考虑电气设备的环境条件和电气要求。 n 环境条件：是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构类型。 n 电气要求：是指电气设备在电压、电流、频率等方面的要求，即所选电气设备的额定电压应不低于所在线路的额定电压、电气设备的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流；即 n 对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则还有断流能力的要求，即最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。 1）对断路器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即 2）对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大负荷电流。即 3）对熔断器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即 （对限流型熔断器） （对非限流型熔断器） 按短路故障条件选择 按短路故障条件校验，就是要按最大可能的短路故障时的动稳定性和热稳定性进行校验。 对于一般电器，满足动稳定的条件是： 即电器的额定峰值耐受电流大于等于三相短路全电流瞬时值 满足热稳定的条件是： 即电器的额定短时耐受电流有效值大于等于三相短路电流稳态值 （tj = 继电保护动作时间+分段时间一般取0.2秒） t=4秒 It=设备的开断电流值 对于载流导体，满足热稳定的条件是： 即 导体的最小允许截面A C为导体的热稳定系数 　由于回路的特殊性，对下列几种情况可不校验热稳定或动稳定： 　　(1) 用熔断器保护的电器，其热稳定由熔体的熔断时间保证，故可不校验热稳定； (2) 采用限流熔断器保护的设备可不校验动稳定，电缆因有足够的强度也可不校验动稳定； (3) 装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不校验动、热稳定。 高低压电气设备选择校验的项目及条件。 　　选择变电所高压侧的电气设备时，应取变压器高压侧额定电流。 　　对高压负荷开关，最大开断电流应大于它可能开断的最大过负荷电流； 对高压断路器，其开断电流（或功率）应大于设备安装地点可能的最大短路电流周期分量（或功率）； 对熔断器的断流能力亦依据熔断器的具体类型（保护对象）而定； 对互感器应考虑准确度等级； 对补偿电容器应按照无功容量选择。 三 具体设备选择效验项目 1. 高压断路器 额定电压 额定电流 短路关合电流的选择 为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的短路关合电流不应小于短路电流的最大冲击值，即 　　 iNd≥ish 额定开断电流选择: 断路器在额定电压下运行时,允许的最大开断电流. 即 　INk≥Ik 额定动稳电流？ （额定峰值耐受电流） 断路器在额定电压下运行时,在一定时间内,允许的最大电流.(材料不至于变形) 4s热稳电流: （额定短时耐受电流） 在4s内,允许的最大电流 (材料在容许发热范围之内,不至于损害) 2. 高压熔断器 通常高压（35KV以下）熔断器有两类 一类是户内高压限流熔断器 RN1 XRNT 系列 另一类是户外高压喷射式熔断器 RW系列 对于一般高压熔断器， 额定电压 必须大于或等于电网的额定电压。对于填充石英砂的熔断器，则只能用在等于其额定电压的电网中。 额定电流 为了保证熔断器外壳不致损坏，熔管的额定电流IN，FE,t应大于或等于熔体的额定电流IN，FE，即IN，FE，t≥IN，FE 选择熔体额定电流应满足下列条件： 　　 1 熔体的额定电流IN，FE应不小于回路的最大工作电流Ilmax，即 　　 IN，FE≥Ilmax 2 保护35 kV以下电力变压器的高压熔断器，为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自起动等冲击电流时误动作，其熔体的额定电流可按下式选择： 　　 IN，FE=K1Ilmax 　 3 用于保护电力电容器的高压熔断器，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误动作，其熔体额定电流可按下式选择： IN，FE=K2INC 开断电流 　IN，OC≥Ish 　　 对于非限流熔断器，选择时用冲击电流的有效值Ish进行校验；对于限流熔断器，在电流达到最大值之前电路已切断，可不计非周期分量的影响，而采用Ik″进行校验。 选择性校验 为了保证前后两级熔断器之间保护动作的选择性，应进行熔体选择性校验。熔体的选择性校验应根据制造厂提供的熔体的安秒特性进行。安秒特性是熔体的熔断时间与通过电流的关系。图所示为两个不同熔体的安秒特性曲线(IN，FE1＜IN，FE2),同一电流同时通过此两熔体时，熔体1先熔断。所以，为了保证保护动作的选择性，前一级熔断器应采用熔体1，后一级熔断器应选用熔体2。 熔断器的安秒特性曲线 　对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及开断电流两项来选择。 3. 高压隔离开关 隔离开关因无切断故障电流的要求，所以它只根据一般条件进行选择，并按照短路条件下作动力稳定和热稳定的校验 4. 高压负荷开关 35 kV及以下通用型负荷开关应具有以下开断和关合能力： 　　(1) 开断有功负荷电流和闭环电流，其值等于负荷开关的额定电流； 　　(2) 开断不大于10 A电缆电容电流或限定长度的架空线的充电电流； 　　(3) 开断1250 kV·A配电变压器的空载电流； 　　(4) 能关合额定的“短路关合电流”。 5. 高压电流互感器 额定电压 额定电流 安装条件、环境条件 准确度等级 为满足电流互感器准确度等级的要求，其二次侧所接负荷容量不得大于规定准确度等级所对应的额定二次容量S2N，即 　　 S2N≥S2 式中,S2由互感器二次侧的阻抗|Z2|来决定，而|Z2|为其二次回路所有串联的仪表、继电器电流线圈的阻抗∑|Zi|、连接导线阻抗|ZWL|和二次回路接头的接触电阻RXC（可近似地取为0.1 Ω）之和，即 　 　S2=I22N|Z2|≈I22N(∑|Zi|+|ZWL|+RXC) 在互感器准确度等级一定时，其二次侧负荷阻抗Z2与二次电流（或一次电流）的平方成反比。互感器在出厂时均已给出电流互感器误差为10%时的一次电流倍数K1(即一次电流I1与一次额定电流I1N的比值)与最大允许的二次负荷阻抗Z2，al的关系曲线（简称10%倍数曲线），用户可根据短路时一次电流倍数K1查出相应的允许二次负荷阻抗Z2，al。因此,保护用电流互感器满足保护准确度等级要求的条件为 　　|Z2，al|≥|Z2| 短路动稳定 　电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值的倍数来表示其内部动稳定能力，所以内部动稳定可用下式校验： 　　 Kes×√2IN1≥ish 短路热稳定 电流互感器热稳定能力常以1 s允许通过一次额定电流IN1的倍数来表示，故热稳定应按下式来校验： 　 　 (KtIN1)2t≥I(3)2∞tima 6.高压电压互感器 额定电压 工作条件 环境条件 准确度等级 为满足电压互感器准确度等级的要求，其二次侧所接负荷容量S2不得大于规定准确度等级所对应的额定二次容量S2N，即 　 　S2N≥S2 　　其中