变压器短路电流的实用计算方法

《变压器短路电流的实用计算方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、变压器短路电流的实用计算方法胡浩，杨斌文，李晓峰（湖南文理学院，湖南常德415000）基金项目：湖南省科技厅计划项目（2007FJ3046）1前言在电力系统中，对于电气设备的选用、电气接线方案的选择、继电保护装置的设计与整定以及有关设备热稳定与动稳定的校验等工作，都需要对变压器的短路电流进行计算。短路电流的计算，一般采用有名制或标幺值算法，再者是应用曲线法。然而,无论哪种方法应用起来都比较繁琐，尤其是对于企业的技术人员与农村的电工，因缺乏相应的技术资料，又不能从变压器铭牌上查到所有计算短路电流的数据，所以想快速算出短路电流值是相当困难的。笔者在多年的实际工作中，依据变压器的基本原

2、理与基本关系式，总结出快速计算短路电流值的实用方法，以满足现场与工程上的需要。2变压器低压三相短路时高压侧短路电流的计算变压器的阻抗电压是在额定频率下，变压器低压绕组短接，高压绕组施加逐步增大的电压，当高压绕组中的电流达到额定电流时，所施加的电压为阻抗电压Ud，一般以高压侧额定电压U1N为基础来表示：Ud%=Ud/U1N×100%（1）由变压器的等值电路可知，低压侧短路后的阻抗折算到高压侧，与高压侧阻抗相加后得总的阻抗Zd，在阻抗电压Ud时，高压绕组电流为额定值I1N，即：I1N=Ud/Zd（2）如果高压绕组的电压为U1，则此时高压绕组的电流I1为：I1=U1/Zd（3）由式（2

3、）和式（3）可得：I1=U1/Ud*I1N（4）对于单个变压器，其容量远小于电力系统的容量，故可以认为当变压器低压侧出现短路时，高压侧电压不变，即为U1N，代入式（4）就可得到变压器低压侧短路时，高压侧的短路电流I1d：I1d=U1N/Ud*I1N（5）将式（1）中的Ud代入式（5）得：I1d=I1N/Ud%×100（6）而变压器高压绕组的额定电流I1N可表示为：I1N=SN/√3U1N（7）式中SN———变压器的额定容量将式（7）代入式（6）可得：I1d=100SN/√3U1NUd%（8）由式（6）或式（8）可计算出变压器低压三相短路时，高压侧的短路电流值。3变压器低压三相短路

4、时低压侧短路电流的计算由于变压器的励磁电流仅为I1N的1%~3%，忽略励磁电流，则高、低压绕组的电流I1、I2与电压U1、U2的关系为：I1/I2=U2/U1=U2N/U1N式中U2N—低压绕组的额定电压当低压侧出现短路时，高、低压绕组的短路电流I1d与I2d同样有：I1d/I2d=U2N/U1N（9）将式（8）代入式（9）可得：I2d=100SN/√3U2NUd%（10）第47卷√U2N，代入式（10），则：I2d=I2N/Ud%×100（11）由式（10）或式（11）可以计算出变压器低压三相短路时低压侧的短路电流值。4应用举例及结果分析一台变压器的容量SN=180kVA，U1

5、N/U2N=10kV/0.4kV，I1N/I2N=10.4A/260A，Ud%=4.5，当低压侧三相短路时求低压侧的短路电流。将SN=180kVA，U2N=0.4kV，Ud%=4.5代入式（10），或者把I2N=260A，Ud%=4.5代入式（11），均可求得低压侧短路电流I2d=5.77kA。应用曲线法，查《建筑电气设计手册》（中国建筑工业出版社，1991），当变压器高压侧短路容量分别为50MVA、100MVA和200MVA时，低压侧短路电流I2d分别为5.24kA、5.50kA和5.63kA。对两种不同方法的计算结果进行比较，用本文中提出的实用方法所计算的结果比用曲线法所计算

6、的值要大。这是因为该实用方法是建立在低压侧出现三相短路时，高压侧电压不变（即为U1N）的基础上。实际上电力系统的容量再大，低压侧出现三相短路时，高压侧电流也将大幅度增加，使得电力系统的电压损失增大，即高压侧电压U1

7、方法计算出的短路电流的误差分别为+9.2%、+4.7%和+2.4%，均在工程计算的允许范围之内。5有关说明（1）特殊情况下计算结果的修正。如果变压器高压侧的短路容量Sd更小，或者变压器的额定容量SN更大，那么当低压侧出现三相短路时，电力系统的电压损失会更大，即U1比U1N小得更多，这将导致用式（10）、式（11）计算出的结果误差更大，甚至超过工程上允许的范围。在这种情况下要对计算结果进行适当的修正。笔者经过多次的分析计算，当Sd/SN≥1000/Ud%时，计算误差小于10%，不必