1. 求最短路问题的计算方法
知道某点的短路电流和电压就可以得到某点的短路容量。
某点的电压是已知数,某点的短路电流计算十分复杂:首先你要有整个电力系统接线图,你要知道系统中发电机,变压器,输电线路的阻抗参数,这样你就可以画出系统的等效阻抗图,通常还要换算成标幺值,再经过电路简化,最终得出某点与系统之间的等值阻抗,这才能得出三相对称短路电流的标幺值,还要再还原成实际值。要是计算非对称短路,还要画出零序网络,计算零序电流。过去没有计算机时靠人工计算某点短路电流要几个月时间。现在有了计算机,可以建立系统模型,但是必须知道各项原始参数和系统接线方式和实际运行方式,否则无法计算
2. 短路计算的三种方法
线路短路电压计算公式?
1. 短路电流计算
如果6kV电压等级,短路电流(单位Ka,下同)等于9.2除以总电抗x*∑(短路点前,下同);如果10KV电压等级,短路电流等于5.5除以总电抗x*∑;如果35kV电压等级,等于1.6除以总电抗x*∑;如果电压等级为110kV,等于0.5除以总电抗x*∑;如果电压等级为0.4kV,等于150除以总电抗x*。
计算公式为:id=ijz/X*∑(6)
其中ijz:表示参考容量为100mva时的参考电流(KA),6kV为9.2ka,10kV为5.5ka,35kV为1.6ka,110kV为0.5ka,0.4kV为150ka。
D1点的短路电流为:Id1=9.2/0.443=20.77ka
最小短路电流计算公式?
一般来说,为了充分保护配电系统中的线路和设备,需要计算系统不同点的短路电流,以便在获得预期短路电流后,选择保护元件和导线。具体计算方法以线路阻抗和变压器最大短路容量为基础。公式是Z=u/I
短路电流的计算非常复杂,几句话就不清楚了。建议你在大学里先读一读《电气工程》这本书,了解基本的计算过程。从一个简单的稳态短路计算开始,并尝试计算它。建筑电气设计中经常涉及短路计算。《工业与民用配电设计手册》第三版中有计算过程的实例,可以学习。
3. 短路计算有几种方法
1.短路阻抗计算公式一:
Xs=Un×ΔUk%/In 计算得到的是变压器的相阻抗,其中Un为变压器的额定相电压,In是变压器的额定电流,都是计算侧的。
2、短路阻抗计算公式二:
Z= R+i( ωL–1/(ωC))
说明:负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物,复合后统称“阻抗”,写成数学公式即是:阻抗Z= R+i(ωL–1/(ωC))。其中R为电阻,ωL为感抗,1/(ωC)为容抗。
4. 求最短路问题的计算方法公式
计算短路电流。
设变压器的容量是Sn,则变压器的额定电流是: ,这里的Un是额定电压。
再设变压器的短路电流是Ik,则有: 。
举例:已知变压器的容量是1250kVA,低压侧额定电压是400V,阻抗电压Uk=6%。我们来求短路电流:
故知,此变压器的短路电流是30.1kA。
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利用阻抗电压还可以推出有关电动机起动方式的判据公式,见我的书《低压成套开关设备的原理及其控制技术》第5.4节。书中的内容主题是:关于低压笼形异步电动机直接起动经验公式的讨论,其中用到阻抗电压。分享如下:
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以上给出的公式 应用很广,用它可以计算电机是否可以直接起动,还是要采用星三角起动,或者软启动器起动。
举例:若变压器的容量为1250kVA,电动机的功率分别为16kW、75kW和110kW,试确定这些电机的起动方式:
对于16kW电机,我们有: ,故可以直接起动。
对于75kW电机,我们有: ,故需要配星三角起动器起动。
对于110kW电机,我们有: ,故需要配软启动器起动。
可见,阻抗电压的应用面还是挺广的。
5. 短路计算短路点的选择
这个量称作为变压器的短路电压百分比。它是在短路试验中测得的。即变压器二次短路,一次逐渐升高电压,到电流(一次或二次)为额定电流时,一次侧电压与额定电压之比。在变压器的说明书或产品样本中多有提供,可以查到的。 一、计算条件 1.假设系统有无限大的容量,用户处短路后,系统母线电压能维持不变。即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 二、介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量 Sjz=100 MVA 基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4 因为S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144 (2)标么值计算 容量标么值 S*=S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量 S* =200/100=2. 电压标么值 U*= U/UJZ ; 电流标么值 I* =I/IJZ 3无限大容量系统三相短路电流计算公式 短路电流标么值: I*d= 1/x* (总电抗标么值的倒数). 短路电流有效值: Id=IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA) 冲击电流有效值: IC = Id *√1 2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8 所以IC =1.52Id 冲击电流峰值: ic=1.41* Id*KC=2.55 Id (KA) 当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3 这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA) 冲击电流峰值: ic=1.84 Id(KA) “口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 4.简化算法 【1】系统电抗的计算 系统电抗,百兆为一。容量增减,电抗反比。100除系统容量 例:基准容量100MVA。当系统容量为100MVA时,系统的电抗为XS*=100/100=1 当系统容量为200MVA时,系统的电抗为XS*=100/200=0.5 当系统容量为无穷大时,系统的电抗为XS*=100/∞=0 系统容量单位:MVA 系统容量应由当地供电部门提供。当不能得到时,可将供电电源出线开关的开断容量 作为系统容量。如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA。则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系统的电抗为XS*=100/692=0.144。 【2】变压器电抗的计算 110KV, 10.5除变压器容量;35KV, 7除变压器容量;10KV{6KV}, 4.5除变压器容量。 例:一台35KV3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875 一台10KV1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813 变压器容量单位:MVA 这里的系数10.5,7,4.5实际上就是变压器短路电抗的%数。不同电压等级有不同的值。 【3】电抗器电抗的计算 电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。 例:有一电抗器U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 。 额定容量S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15 电抗器容量单位:MVA 【4】架空线路及电缆电抗的计算 架空线:6KV,等于公里数;10KV,取1/3;35KV,取 3%0 电缆:按架空线再乘0.2。 例:10KV 6KM架空线。架空线路电抗X*=6/3=2 10KV 0.2KM电缆。电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。 这里作了简化,实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关,截面越大电抗越小。 【5】短路容量的计算 电抗加定,去除100。 例:已知短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 则短路点的短路容量 Sd=100/2=50MVA。 短路容量单位:MVA 【6】短路电流的计算 6KV,9.2除电抗;10KV,5.5除电抗; 35KV,1.6除电抗; 110KV,0.5除电抗。 0.4KV,150除电抗 例:已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 短路点电压等级为6KV, 则短路点的短路电流Id=9.2/2=4.6KA。 短路电流单位:KA 【7】短路冲击电流的计算 1000KVA及以下变压器二次侧短路时:冲击电流有效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id 1000KVA以上变压器二次侧短路时:冲击电流有效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id 例:已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流 Id=4.6KA, 则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,=1.5*4.6=7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。 可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗。 短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备,使其满足电流的动、热稳定性的要求。对于低压开关设备和熔断器等,还应按短路电流校验其分断能力。 计算短路电流时,首先要选择好短路点,短路点通常选择在被保护线路的始、末端。始端短路点用于计算最大三相短路电流,用于校验设备和电缆的动、热稳定性;末端用于计算最小二相短路电流,用于校验继电保护整定值的可靠性。 短路电流的计算方法有解释法和图表法,主要以解释法为主。 三、短路电流的计算公式 1、三相短路电流计算: IK(3)=UN2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2} 式中:IK(3) 三相短路电流,安; UN2 变压器二次侧额定电压,对于127、380、660伏电网,分别取133、400、690伏; ∑R、∑X 短路回路内一相的电阻、电抗的总和,欧。 2、二相短路电流计算: IK(2)=UN2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2} 式中:IK(2) 二相短路电流,安; 3、三相短路电流与二相短路电流值的换算 IK(3)=2 IK(2)/√3=1.15 IK(2) 或 IK(2)=0.866 IK(3) 四、阻抗计算 1、系统电抗 XS=UN22/SK 式中:XS 折合至变压器二次侧的系统电抗,欧/相; UN2 变压器二次侧的额定电压,KV; SK 电源一次侧母线上的短路容量,MVA。 XS 、SK 指中央变电所母线前的电源电抗和母线短路容量。如中央变的短路容量数据不详,可用防爆配电箱的额定断流容量代替计算。 额定断流容量与系统电抗值 (欧) 断流容量MVA 额定电压 V 25 30 40 50 400 0.0064 0.0053 0.004 0.0032 690 0.019 0.0159 0.0119 0.0095 2、变压器阻抗 变压器每相电阻、电抗按下式计算: RB=ΔP/3IN22=ΔP·UN22/SN2 XB=10UX%·UN22/ SN=10(U K2-UR2)1/2·UN22/ SN 式中:RB、 XB 分别为变压器每相电阻和电抗值,欧; UX 变压器绕组电抗压降百分值,%;UX =(U K2-UR2)1/2 U K 变压器绕组阻抗压降百分值,%; UR 变压器绕组电阻压降百分值,%;UR=[△P/(10·SN)]% ΔP 变压器短路损耗,瓦; UN2、IN2 变压器二次侧额定电压(KV)和电流(A); SN 变压器额定容量,KVA。 线路阻抗可以查表。
6. 求解最短路问题的算法有
问题:从某顶点出发,沿图的边到达另一顶点所经过的路径中,各边上权值之和最小的一条路径——最短路径。
解决最短路的问题有以下算法,Dijkstra算法,Bellman-Ford算法,Floyd算法和SPFA算法,另外还有著名的启发式搜索算法A*,不过A*准备单独出一篇,其中Floyd算法可以求解任意两点间的最短路径的长度。任意一个最短路算法都是基于这样一个事实:从任意节点A到任意节点B的最短路径不外乎2种可能,1是直接从A到B,2是从A经过若干个节点到B。(1) 迪杰斯特拉(Dijkstra)算法按路径长度(看下面表格的最后一行,就是next点)递增次序产生最短路径。先把V分成两组: S:已求出最短路径的顶点的集合 V-S=T:尚未确定最短路径的顶点集合 将T中顶点按最短路径递增的次序加入到S中,依据:可以证明V0到T中顶点Vk的最短路径,或是从V0到Vk的直接路径的权值或是从V0经S中顶点到Vk的路径权值之和(反证法可证,说实话,真不明白哦)。(2) 求最短路径步骤 初使时令 S={V0},T={其余顶点},T中顶点对应的距离值, 若存在
7. 求最短路问题的计算方法有哪些
通常,三相短路电流最大,当短路点发生在发电机附近时,两相短路电流可能大于三相短路电流;当短路点靠近中性点接地的变压器时,单相短路电流也有可能大于三相短路电流。建议看下《工业与明勇配电设计手册》第四章,专门讲短路电流计算的。
8. 短路计算的条件
1、主题内容,本标准规定了用等效电压源法计算三相交流系统短路电流,并提出了计算中采用的校正系数的求取方法及推荐值。2、适用范围,本标准适用于标称电压380V~220KⅤ,频率50Hz的三相交流系统的短路电流计算。 本标准不适用于受控条件(短路试验站)下人为短路和飞机、船舶用电气设备的短路计算。本标准主要作为进出口设备及对外工程投标使用。


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