新聞主題	如何計算柴油發(fā)電機組的沖擊短路電流

 

柴油發(fā)電機供電時(shí)若發(fā)生短路時(shí)，很大的短路電流會(huì )使負載設備過(guò)熱或受電動(dòng)力作用而遭到損壞，同時(shí)使網(wǎng)絡(luò )內的電壓大大降低，因而破壞了發(fā)電網(wǎng)絡(luò )內用電設備的正常工作。為了消除或減輕短路的后果，就需要計算短路電流。短路沖擊電流是指短路發(fā)生經(jīng)過(guò)約半個(gè)周期后（當f=50Hz時(shí)，此時(shí)間約為0.01秒），短路電流（包括周期分量和直流分量）達到最大值。因此，短路沖擊電流是柴油發(fā)電機組選型時(shí)考慮的一個(gè)重要參數。

短路電流波形圖

 

 

一、短路沖擊電流系數

 

短路沖擊電流指最?lèi)毫佣搪窏l件下的短路電流的最大瞬時(shí)值，它出現在短路發(fā)生后約二分之一周期時(shí)間時(shí)，短路沖擊電流可以由I M=Km*1.414*Ip計算，其中Km稱(chēng)為短路沖擊系數。柴油發(fā)電機組在運行中，相與相之間或相與地（或中性線(xiàn)）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)而流過(guò)非常大的電流。其電流值遠大于額定電流，并取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機的短路電流最大瞬時(shí)值可達額定電流的10～15倍。大容量柴油發(fā)電機組中，短路電流可達數萬(wàn)安。這會(huì )對柴油發(fā)電機組的正常運行造成嚴重影響和后果。

柴油發(fā)電機組正常運行情況的破壞，大多數是由于短路故障所引起，因此，合理地選擇保護電器和載流導體，對柴油發(fā)電機組設計的經(jīng)濟性及供電的可靠性十分重要，這就需要進(jìn)行柴油發(fā)電機組的短路電流計算。在三相四線(xiàn)制交流低壓柴油發(fā)電機組中可能發(fā)三種短路故障，即單相接地短路、兩相短路和三相短路。發(fā)生短路后的最大全電流瞬時(shí)值稱(chēng)為沖擊短路電流，兩相沖擊短路電流約為三相沖擊短路電流的0.866倍，單相沖擊短路電流約為三相沖擊短路電流的1.2~1.35倍。程設計中一般只考慮一相對稱(chēng)短路這一最嚴重的故障情況，在需要計算兩相或單相短路電流時(shí)，可乘以上述系數得到。

 

二、次暫態(tài)短路電流及沖擊短路電流

 

相對稱(chēng)次暫態(tài)短路電流及沖擊短路電流值是校驗斷路器的分斷能力、母線(xiàn)承受電動(dòng)力的穩定性以及柴油發(fā)電機組繼電保護整定等的依據。在實(shí)際短路電流計算中，由于發(fā)電機勵磁和調速系統的影響，電磁和機電暫態(tài)過(guò)程、短路電網(wǎng)的結構、發(fā)電機和電動(dòng)機的分布情況等都十分復雜，不容易得到精確的數據，通常是采用一定的簡(jiǎn)化和近似地進(jìn)行計算。

1、三相對稱(chēng)短路故障的暫態(tài)過(guò)程

發(fā)電機供電網(wǎng)絡(luò )發(fā)生短路故障時(shí)，在一兩個(gè)周期時(shí)間內可以認為勵磁調節器還未起調節作用，即作為恒壓勵磁系統來(lái)考慮，發(fā)電機電勢不變。根據電機學(xué)分析，同步發(fā)電機三相突然短路最嚴重的情況是發(fā)電機空載，并且電壓的起始相角時(shí)。剛發(fā)生短路時(shí)，定子電流不能突變，短路電流是由交流分量和直流分量相加而成，短路電流的直流分量初始值與交流分量最大值相等但方向相反，直流分量按定子回路的時(shí)間常數指數衰減，交流分量在短路初期很大，以后逐漸減小，這是因為電樞反應磁鏈所經(jīng)過(guò)的磁路在改變。

2、次暫態(tài)短路電流的估算

選擇柴油發(fā)電機組主斷路器時(shí)，相關(guān)規范要求主斷路器的額定斷流容量（或額定開(kāi)斷電流）不應小于裝設處的次暫態(tài)短路電流。一般交流同步發(fā)電機出口的次暫態(tài)短路電流為發(fā)電機額定電流的5.7~14.7倍，在不知道發(fā)電機某些參數的情況下，發(fā)電機出口的次暫態(tài)短路電流可按10、15倍額定電流進(jìn)行估算。

 

三、短路沖擊電流的周期

 

發(fā)生短路時(shí)，柴油發(fā)電機組從正常的穩定狀態(tài)過(guò)渡到短路的穩定狀態(tài)，一般需3～5秒。在這一暫態(tài)過(guò)程中，短路電流的變化很復雜。它有多種分量，其計算需采用電子計算機。在短路后約半個(gè)周波（0.01秒）時(shí)將出現短路電流的最大瞬時(shí)值，稱(chēng)為沖擊電流。它會(huì )產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，其大小可用來(lái)校驗電工設備在發(fā)生短路時(shí)機械應力的動(dòng)穩定性。短路電流的分析、計算是柴油發(fā)電機組分析的重要內容之一。它為柴油發(fā)電機組的規劃設計和運行中選擇電工設備、整定繼電保護、分析事故提供了有效手段。

 

 

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