电力系统短路电流计算方案

XX

电力系统短路电流计算方案 1 短路电流计算的目的

a. 电气接线方案的比较和选择。 b. 选择和校验电气设备、载流导体。 c. 继电保护的选择与整定。

d. 接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e. 大、中型电动机起动。

2 短路电流计算中常用符号含义及其用途 a.

I2－次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。

定及断路器额定断流容量。

b. Ich－三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳

c. ich－三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 d. I－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e. Sz\"－次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f. S－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3 短路电流计算的几个基本假设前提

a. 磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。

b. 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。

c. 各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。 d. 短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4 基准值的选择

为了计算方便，通常取基准容量Sb＝100MVA，基准电压Ub取各级电压的平均电压，即Ub＝Up＝1.05Ue，基准电流

IbSb3Ub；基准电抗

XbUb3IbUb2Sb。

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常用基准值表（Sb＝100MVA） 基准电压Ub（kV） 基准电流Ib（kA） 基准电抗Xb（Ω） 6.3 9.16 0.397 10.5 5.50 1.10

各电气元件电抗标么值计算公式

元件名称 发电机（或电动机） 变压器 电抗器 线路 标 么 值 备 注 37 1.56 13.7 115 0.502 132 230 0.251 530 Xd\"*Xd%100\"bPNScosXd\"%为发电机次暂态电抗的百 分值 X\"T*Uk%100SbSN Uk%为变压器短路电压百分值，SN为最大容量线圈额定容量 Xk*Xk%100UN3INSbbUb2 bSXk%为电抗器的百分电抗值 其中X0为每相电抗的欧姆值 Skd为与系统连接的断路器的开断容量；S为已知系统短路容量 Xl*X0lU2 系统阻抗 Xc*SbSkdSbS 其中线路电抗值的计算中，X0为： a. 6~220kV架空线 取0.4 Ω/kM b. 35kV三芯电缆 取0.12 Ω/kM c. 6～10kV三芯电缆 取0.08 Ω/kM

上表中SN、Sb单位为MVA，UN、Ub单位为kV，IN、Ib单位为kA。 5 炼油厂短路电流计算各主要元件参数

5.1 系统到长炼110kV母线的线路阻抗（标么值）

a. 峡山变单线路供电时：

 最大运行方式下：正序0.1052；  最小运行方式下：正序0.2281 b. 某城变单线路供电时：

 最大运行方式下：正序0.1491

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 最小运行方式下：正序0.2683

5.2 1＃、2＃主变：SN＝50000kVA；X％＝14％ 5.3 200分段开关电抗器：IN＝4000A；X％＝6％ 5.4 厂用电抗器：IN＝400A；X％＝4％ 5.5 配出线电抗器1：IN＝750A；X％＝5％

配出线电抗器2：IN＝1000A；X％＝6％ 5.6 陆城变：UN＝35kV；SN＝63kVA；X％＝7.43％ 5.7 陆城架空线：l=11.3kM；UN＝35Kv

5.8 1＃催化9000kW电机电抗器：IN＝1500A；Xk％＝5％ 5.9 1＃催化5000kW电机电抗器：IN＝1000A；Xk％＝4％ 5.10 2＃催化4200kW电机电抗器：IN＝1000A；Xk％＝3％ 5.11 4＃发电机：SN＝15MVA；Xd”＝12.4％

5.12 1＃、2＃、3＃、6＃发电机：SN＝3.75MVA；Xd”＝9.87％ 6 各元件阻抗标么值的计算 6.1 1＃、2＃主变：

Xb\"*0.14100500.28

6.2 200分段开关电抗器：

9.166Xk*0.064.06.30.131

6.3 厂用电抗器：

9.166Xk*0.040.46.30.873

6.4 配出线电抗器1：

9.166 k*0.756.3X0.050.582

6.5 配出线电抗器2：

9.166Xk*0.061.06.30.523

6.6 陆城变：

Xb\"*0.07431006.31.179

X*0.411.31000.33

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6.7 陆城架空线：

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6.8 1＃催化9000kW电机回路出线电抗器：

9.166Xk*0.051.56.30.29

6.9 1＃催化5000kW电机回路出线电抗器：

9.166 k*1.06.3X0.040.3496.10 2＃催化4200kW电机回路出线电抗器：

9.166Xk*0.031.06.30.26

6.11 4＃发电机：

0.8Xd\"*0.1241000.826 126.12 1＃、2＃、3＃、6＃发电机：

\"1000.8 d*3X0.09872.632

6.13 6kV三芯电力电缆

 1kM，每回路2根三芯电缆

0.08100 *26.32X0.101

 2kM，每回路2根三芯电缆

X*0.08221006.320.202

7 最大运行方式（500、200均合闸运行）下系统及内部系统标么值阻抗图：

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8 最大运行方式下，主6kV I段母线K1点三相短路电流计算（4＃机、2台3000kW机及500、200合闸运行）：

当电源容量大于基准量的7.56倍时，即以供电电源的容量为基准的阻抗标么值Xjs≥3时（3/Xb＝3/0.397＝7.56），可以将供电电源视为无穷大电源系统。短路电流的周期分量在整个短路过程中保持不变，即短路电流不衰减。 8.1 k1点由大系统提供的三相短路电流为Isk1：

9.16 sk1ch0.2722III\"33.65kA8.2 k1点由4＃发电机提供的三相短路电流为If4k1：

0.82615Xf4jsXf4d12.40.124 100100查汽轮发电机运算曲线得：

Izt*8.6t0s2.5ts

Se3Ub

If4k1Izt*8.6152.51536.311.82kAt0s36.33.437kAts

8.3 k1点由一台3000kW发电机提供的三相短路电流为

If1k1

3.75Xf1js3.5050.1314

100查汽轮发电机运算曲线得：

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Izt*8.2t0s2.5ts

If1k1

Ik1即

38.23.752.53.7536.32.818kAt0s36.30.859kAts

所以，最大运行方式下，主6kV I段母线三相短路电流为：

11.8222.81851.11kAt0s33.6533.653.43720.85938.81kAts

Ich51.11kAI38.81kA

2Ik1点两相短路电流为k10.866Ich44.26kA

7 750A，5％电抗器后方各变电所最大运行方式下母线三相短路电流计算 7.1 电缆长度取1km，每回路按2根电缆并联（含一循、二循、重整、焦化、常

减压），k2点的三相短路电流为：

Ichk29.16(0.18320.5820.101)

9.160.866210.575kA

7.2 电缆长度取2km，每回路按2根电缆并联（含幸福

村、加氢、分子筛等），k3点的三相短路电流为：

Ichk39.16(0.18320.5820.202)

9.160.96729.47kA

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8 1000A，6％电抗器后方各变电所最大运行方式下母线三相短路电流计算 8.1 电缆线路取1km，每回路按2根电缆并联（含一套催化、聚丙烯、连续重整、

焦化高压泵、三循、四循、二套催化等），k4点的三相短路短路为：

Ichk49.160.807211.35kA

8.2 电缆线路取2km，每回路按2根电缆并联（含加氢压缩机、微球、王垄坡等），

k5点的三相短路短路为：

Ichk59.160.908210.09kA

一套催化1＃主风机（9000kW，4根3×240mm2铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k6为：

9

Ichk69.160.523617.49kA

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10 一套催化2＃主风机（5000kW，三根3×240mm2

铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k7为：

Ichk79.160.599415.28kA

11 二套催化1＃主风机（4200kW，两根3240mm2

铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k8为：

Ichk89.160.544216.83kA

12 动力厂厂用6kV母线最大运行方式下三相短路电流为：

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大系统及动力厂2台发电机提供的三相短路电流为：

Isk99.161.06648.59kA

背压机单独提供的三相短路电流为： 查汽轮发电机运算曲线得：

If1k9If1出口8.50.3442.924kA0s2.830.3440.974kAs

所以，k9点的三相短路电流为：

Ichk9Isk9If1k9

8.592.92411.514kA0s8.590.9749.564kAs

13 最小运行方式下系统及内部供电系统标么阻抗图（由某城变单线路供电，500、

200均断开运行，动力厂不开机）

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13.1 最小运行方式下，动力厂厂用6kV母线三相短路电流：

Ich9.16(0.26830.280.873)6.45kA

13.2 最小运行方式下，750A、5％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取

1km，每回路按2根电缆并联，含一循、二循、重整、焦化、常减压等）

Ich9.16(0.26830.280.5820.101)7.44kA

13.3 最小运行方式下，1000A、6％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取

1km，每回路按2根电缆并联，含一套催化、四循、北区、二套催化、聚丙烯、连续重整、焦化高压泵、三循等）

Ich9.16(0.26830.280.5230.101)7.814kA

13.4 最小运行方式下，一套催化1＃主风机（9000kW）电缆末端三相短路电流：

Ich9.16(0.26830.280.290.0504)10.309kA

13.5 最小运行方式下，一套催化2＃主风机（5000kW）电缆末端三相短路电流：

Ich9.16(0.26830.280.3490.0672)9.497kA

13.6 最小运行方式下，二套催化1＃主风机（4200kW）电缆末端三相短路电流：

Ich9.16(0.26830.280.260.101)10.074kA

13.7 最小运行方式下，1000A、6％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取

2km，每回路按2根电缆并联，含微球、王垄坡、加氢压缩机等）

Ich9.16(0.26830.280.5230.202)7.20kA

13.8 最小运行方式下，幸福村、加氢、分子筛6kV母线三相短路电流：

Ich9.16(0.26830.280.5820.202)6.875kA

13.9 最小运行方式下，动力厂主6kV母线三相短路电流：

Ich9.16(0.26830.28)16.71kA

14 陆城变容量63kVA，阻抗百分比7.43％，出线电抗器1000A，6％。则6kV侧

电缆短路电流： 14.1 最大运行方式：

Ich9.16(0.18320.523)12.97kA

14.2 最小运行方式：

Ich9.16(0.54830.523)8.55kA

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15 陆城35kV线路末端三相短路电流：（折算到6kV侧） 15.1 最大运行方式：

Ich9.16(0.18320.5231.1790.33)4.14kA

15.2 最小运行方式：

Ich9.16(0.54830.5231.1790.33)3.55kA

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各点三相短路电流明细表（单位kA）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 第 12 页 共 12 页

名 称 主6kV母线 一套催化9000kW电机电缆末端 一套催化5000kW电机电缆末端 二套催化4200kW电机电缆末端 陆城变电抗器至变压器电缆 一套催化6kV母线 二套催化6kV母线 三循6kV母线 连续重整6kV母线 聚丙烯6kV母线 焦化高压泵电缆末端 一循6kV母线 二循6kV母线 常减压6kV母线 重整6kV母线 焦化6kV母线 烷基化6kV母线 一垄6kV母线 王垄坡6kV母线 微球6kV母线 加氢压缩机电缆末端 加氢6kV母线 分子筛6kV母线 幸福村6kV母线 陆城变35kV线路末端（折算至6kV） 4＃发电机 1＃、2＃、3＃、6＃发电机至主6kV母线 1＃、2＃、3＃、6＃发电机 动力厂厂用6kV母线 最大运行方式下 51.11 17.49 15.28 16.83 12.97 11.35 11.35 11.35 11.35 11.35 11.35 10.575 10.575 10.575 10.575 10.575 10.575 10.575 10.09 10.09 10.09 9.47 9.47 9.47 4.14 11.07（出口0S） 2.58（0S） 2.924（出口0S） 11.514（0S） 9.564（∞S） 最小运行方式下 16.710 10.307 9.497 10.074 8.55 7.814 7.814 7.814 7.814 7.814 7.814 7.44 7.44 7.44 7.44 7.44 7.44 7.44 7.20 7.20 7.20 6.875 6.875 6.875 3.55 3.85（出口∞S） 0.946 0.974（出口∞S） 6.45