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新闻主题	如何计算柴油发电机组的冲击短路电流

 

柴油发电机供电时若发生短路时，很大的短路电流会使负载设备过热或受电动力作用而遭到损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了发电网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流。短路冲击电流是指短路发生经过约半个周期后（当f=50Hz时，此时间约为0.01秒），短路电流（包括周期分量和直流分量）达到最大值。因此，短路冲击电流是柴油发电机组选型时考虑的一个重要参数。

短路电流波形图

 

 

一、短路冲击电流系数

 

短路冲击电流指最恶劣短路条件下的短路电流的最大瞬时值，它出现在短路发生后约二分之一周期时间时，短路冲击电流可以由I M=Km*1.414*Ip计算，其中Km称为短路冲击系数。柴油发电机组在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时而流过非常大的电流。其电流值远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。大容量柴油发电机组中，短路电流可达数万安。这会对柴油发电机组的正常运行造成严重影响和后果。

柴油发电机组正常运行情况的破坏，大多数是由于短路故障所引起，因此，合理地选择保护电器和载流导体，对柴油发电机组设计的经济性及供电的可靠性十分重要，这就需要进行柴油发电机组的短路电流计算。在三相四线制交流低压柴油发电机组中可能发三种短路故障，即单相接地短路、两相短路和三相短路。发生短路后的最大全电流瞬时值称为冲击短路电流，两相冲击短路电流约为三相冲击短路电流的0.866倍，单相冲击短路电流约为三相冲击短路电流的1.2~1.35倍。程设计中一般只考虑一相对称短路这一最严重的故障情况，在需要计算两相或单相短路电流时，可乘以上述系数得到。

 

二、次暂态短路电流及冲击短路电流

 

相对称次暂态短路电流及冲击短路电流值是校验断路器的分断能力、母线承受电动力的稳定性以及柴油发电机组继电保护整定等的依据。在实际短路电流计算中，由于发电机励磁和调速系统的影响，电磁和机电暂态过程、短路电网的结构、发电机和电动机的分布情况等都十分复杂，不容易得到精确的数据，通常是采用一定的简化和近似地进行计算。

1、三相对称短路故障的暂态过程

发电机供电网络发生短路故障时，在一两个周期时间内可以认为励磁调节器还未起调节作用，即作为恒压励磁系统来考虑，发电机电势不变。根据电机学分析，同步发电机三相突然短路最严重的情况是发电机空载，并且电压的起始相角时。刚发生短路时，定子电流不能突变，短路电流是由交流分量和直流分量相加而成，短路电流的直流分量初始值与交流分量最大值相等但方向相反，直流分量按定子回路的时间常数指数衰减，交流分量在短路初期很大，以后逐渐减小，这是因为电枢反应磁链所经过的磁路在改变。

2、次暂态短路电流的估算

选择柴油发电机组主断路器时，相关规范要求主断路器的额定断流容量（或额定开断电流）不应小于装设处的次暂态短路电流。一般交流同步发电机出口的次暂态短路电流为发电机额定电流的5.7~14.7倍，在不知道发电机某些参数的情况下，发电机出口的次暂态短路电流可按10、15倍额定电流进行估算。

 

三、短路冲击电流的周期

 

发生短路时，柴油发电机组从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需3～5秒。在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。它有多种分量，其计算需采用电子计算机。在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。它会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。短路电流的分析、计算是柴油发电机组分析的重要内容之一。它为柴油发电机组的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。

 

 

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