GBT21066-2007船舶和移动式及固定式近海设施的电气装置三相交流短路电流计算方法.pdf 31页

'免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载Ics47．020．60U60固亘中华人民共和国国家标准GB／T21066--2007／IEC61363-1：1998船舶和移动式及固定式近海设施的电气装置三相交流短路电流计算方法Electricalinstallationsofshipsandmobileandfixedoffshoreunits——Proceduresforcalculatingshort。circuitcurrentsinthree-phasea．c．2007-08-06发布(IEC61363—1：1998，IDT)2008-03-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局借看中国国家标准化管理委员会仅111 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载目次免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯····⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-·2规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·3术语和定义、符号、下标和上标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·3．1术语和定义⋯⋯⋯⋯⋯·····⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯·3．2符号⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3．3下标⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3．4上标⋯····⋯···⋯·----······⋯·······--⋯一-··············4概述···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯··4．1一般要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯··4．2计算精度⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··4．3基本假设⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·4．4计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·5系统元件和模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯··5．1有源元件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯5．2无源元件⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6简化计算假设⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··6．1一般要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6．2同步电机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6．3异步电动机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯一7等效发电机的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯7．1一般要求·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯7．2假设⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯·7．3等效电动机的计算⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯·7．4等效发电机的计算⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯·8系统计算⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯·⋯⋯⋯⋯⋯······8．1一般要求⋯····⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯·8．2与有源元件串接的无源元件的影响⋯⋯⋯⋯⋯··⋯·8．3发电机汇流排的短路电流⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯·8．4直接连接到发电机汇流排的次级汇流排的短路电流8．5变压器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8．6用于变速驱动的半导体变换器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8．7计算步骤⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯·9计算结果的应用与说明⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··9．1一般要求⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··9．21kV以下的系统⋯⋯⋯⋯····⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯9．31kV以上的系统⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998Ⅲ●，：04o，，，00oo坫¨¨¨M珀拇均¨∞毖船毖勰弘弘狙拍孙孙孙胛 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载刖吾GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998本标准等同采用IEC613631：1998《船舶和移动式及固定式近海设施的电气装置第1部分：三相交流短路电流计算方法》(英文版)。本标准等同翻译IEC61363—1：1998。为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改：a)“本国际标准”一词改为“本标准”；b)用小数点‘．’代替作为小数点的逗号‘，7；c)删除了国际标准的前言；d)原文中图3增加注释；e)对原文中公式(65)、(66)、(67)、(72)、(75)和(78)进行编辑性修改。本标准由中国船舶工业集团公司提出。本标准由中国船舶工业综合技术经济研究院归口。本标准起草单位：中国船舶工业综合技术经济研究院、广东湛江海洋大学。本标准主要起草人：李大屹、刘勇、巩志祥、严苹。Ⅲ 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--20071IEC61363-1：1998船舶和移动式及固定式近海设施的电气装置三相交流短路电流计算方法1范围本标准规定了可能发生在船用或近海设施交流电力装置的短路电流的计算方法。本计算方法适用于具有下列特征的非网格形三相交流系统：a)工作频率50Hz或60Hz；b)具有在GB／T73581998表2中所规定的系统电压；c)具有一个或多个不同的电压等级；d)包括发电机、电动机(异步和同步)、变压器、电抗线圈、电缆和变换器单元；e)具有通过一个阻抗(用来限制流向船体的短路电流)将系统中性点连接到船体；f)具有与船体绝缘的中性点。本计算方法适用于三相对称短路状态，即三相导线一起短路，或与船体的短路致使三相同时短路。对于非对称短路状态引起的短路电流计算会得出较高的短路电流非周期(直流)分量，本标准不予考虑。本标准所描述的计算公式和方法，能足够精确的计算故障状态的前100ms的短路电流。当计算一个与发电机直接连接的汇流排系统时，也可以用这些公式和方法来计算大于100ms时间段的短路电流。当时间段超过100ms时，系统电压调节器的控制作用可能是主要的。本标准的计算不考虑电压调节器的影响。本标准的目标是给出电力系统中有源元件短路电流的计算公式，并指明在计算电力系统不同位置的短路电流时，如何简化这些计算公式。考虑到系统有源元件产生的最大影响，计算给出了对预期短路电流的估算。计算公式是从与系统元件相关的基础电气工程理论推导而来。为了简化计算方法，但同时又保持可接受结果的精确度，列出了合适的假设并且说明这些假设对计算结果的影响。本标准提供了一个计算方法。当利用相应结果来选择开关设备时，本标准在解释及应用简化公式和相应结果方面提供指导。除了计算网络中的短路电流外，本标准不提供其他任何信息。为了理解计算方法和结果，假设致力于短路电流计算的人员完全熟悉电气工程原理。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。73581998船舶电气设备系统设计总则(idtIEC60092—201：1994)IEC60034—4：1985旋转电机第4部分：确定同步电机参数的测量方法IEC60038：1983IEC标准电压IEC60050(151)：1978国际电工词汇(IEV)第151章：电磁装置IEC60050(411)：1996国际电工词汇(IEV)第411章：旋转电机IEC60050(441)：1984国际电工词汇(IEV)第441章：开关设备、控制设备和熔断器IEC60092—202：1994船舶电气设备第2部分：系统设计保护1 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998IEC60909：1988三相交流系统短路电流计算3术语和定义、符号、下标和上标3．1术语和定义以下术语、定义与符号适用于本标准。3．1．1短路shortcircuit电路中在正常情况下处于不同电压下的两个或多个点之间，通过比较低的电阻或阻抗的偶然或有意形成的连接。Emv15103—41]3．1．2短路电流short-circuitcurrent由于故障或连接错误而在电路中造成短路时所产生的过电流。[IEV441—1107]3．1．3预期电流(针对开关电器)prospectivecurrent假如开关电器的每一个极或一个熔断器被阻抗可忽略不计的导体所代替时，电路中将会流过的短路电流。[IEV441—1701，修正版]3．1．4对称短路电流symmetricalshort-circuitcurrent预期(可达到的)短路电流交流对称分量的均方根值。如果有直流分量，应不计算在内。[IEC60909：1988，3．4]3．1．5对称短路电流初始值initialsymmetricalshort-circuitcurrentJ：在短路瞬间，如果阻抗保持零值的预期(可达到的)短路电流的对称交流分量均方根值。[mc60909：1988，3．5，见图2]3．1．6直轴超瞬态短路电流subtransientshort-circuitcurrentinthedirectaxisI‰旋转电机的阻抗(电抗)等于电路超瞬态阻抗(电抗)的电路中流过的短路电流的均方根值。3．1．7直轴瞬态短路电流transientshort-circuitcurrentinthedirectaxis10旋转电机的阻抗(电抗)等于电路瞬态阻抗(电抗)的电路中流过的短路电流的均方根值。3．1．8直轴稳态短路电流steady-stateshort-circuitcurrentinthedirectaxisIu瞬态现象衰减后流过带有发电机的电路中的对称短路电流的均方根值。3．1．9短路电流非周期(直流)分量aperiodic(d．c．)componentoftheshort-circuitid。电路突然短路后瞬间的电路电流分量，不包括所有基波和高频分量。注：短路电流上下包络线间的平均值，该值从初始值A衰减到零值(见图2)。2 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-1：19983．1．10峰值短路电流peakshort-circuitcurrentip预期(可达到的)短路电流的最大可能瞬时值(见图2和IEC60909，3．8)。注：对于三相短路，假设所有相的导体同时发生短路。3．1．11直轴超瞬态短路时间常数direct-axissubtransientshort-circuittimeconstantT：电机(或等效电机)在额定转速下运转时，直轴短路电流在最初的几个周期内出现的瞬变分量，当运行条件发生突然变化后，减小到初始值的lie(即0．368倍)所需的时间。[IEV4114830，修正版]3．1．12直轴超瞬态开路时间常数direct-axissubtransientopen-circuittimeconstantT：。电机在额定转速下运转时，直轴磁通所产生的初级绕组开路电压的最初几个周期内出现的瞬变分量，当运行条件发生突然变化后，减小到初始值的1／e(Ep0．368倍)所需的时间。[IEV411—48—29，修正版]3．1．13直轴瞬态短路时间常数direct-axistransientshort-circuittimeconstantT：电机在额定转速下运转时，直轴短路初级电流的渐变分量，当运行条件发生突然变化后，减少到初始值的l／e(即0．368倍)所需的时间。[IEV411—48—28，修正版]3．1．14直轴瞬态开路时间常数direct—axistransientopen-circuittimeconstantTI电机在额定转速下运转时，直轴磁通所产生的开路初级电压的渐变分量，当运行条件发生突然变化后，减小到初始值的l／e(即0．368倍)所需的时间。[IEV411—48—27，修正版]3．1．15直流时间常数DCtimeconstantTd。电机在额定转速下运转时，存在于短路电流中的直流分量，当运行条件发生突然变化后，从初始值减小到初始值的l／e(即0．368倍)所需的时间。[见IEC60034—4第20章]3．1．16直轴超瞬态电抗(饱和值)direct-axissubtransientreactance(saturatedvalue)x：电机在额定转速下运转时，由直轴初级总磁通感生的初级电压交流基波分量的一个突变的初始值，与同时在直轴初级电流交流基波分量中发生变化的值之比。Emv411—50—11，修正版]3．1．17直轴瞬态电抗(饱和值)direct-axistransientreactance(saturatedvalue)x：电机在额定转速下运转时，由直轴初级总磁通感生的初级电压交流基波分量中一个突变的初始值，与同时在直轴初级电流交流基波分量中发生变化的值之比。最初若干周期内各快速衰减的分量都不计在内。[IEC411—5009，修正版]3 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：19983．1．18直轴同步电抗direct-axissynchronousreactanceXd瞬态现象衰减后，由直轴初级总磁通感生的初级电压交流基波分量的稳态值，与直轴初始电流交流基波分量之比。3．1．19同步电机定子电阻statorresistanceofageneratorR。在直流电流下测量的同步电机的定子电阻。3．1．20短路阻抗short-circuitimpedanceZ平衡交流系统中，每相正弦电压与该系统中短路电流同频分量之比。3．1．21电压源voltagesource可用一个与电路中所有电压和电流无关的理想电压源同一个无源元件相串联来表示的有源元件。[IEV131—-01—·3733．1．22标称系统电压nominalsystemvoltageU。用来指定系统的并且与某些运行特性有关的电压(线电压)[见IEC60038]。3．1．23旋转电机超瞬态电动势subtransientvoltageofarotatingmachineE”短路时刻，在超瞬态电抗后起作用的旋转电机对称内电势的均方根值。3．1．24旋转电机瞬态电动势transientvoltageofarotatingmachineE’短路时刻，在瞬态电抗后起作用的旋转电机对称内电势的均方根值。3．1．25标称值(n)nominalvalue用以标志或标识元件、器件或设备的适当的近似量值。[IEV151—04—0133．1．26额定值(r)ratedvalue一般由制造商为元件、器件或设备在特定运行条件下所规定的量值。[IEv151—04一0333．1．27等效发电机(电动机)equivalentgenerator(motor)一台具有特性参数的虚拟发电机(电动机)，在电气装置中任何一点短路，其产生的短路电流与连接于该系统的具有不同定额和不同特性的一组发电机(电动机)所产生的短路电流相同。3．2符号所有列出的因子并无特定单位。这些符号表示数值和量纲，此量纲与所选相关单位制，即国际单位制sI提供的单位无关。对于阻抗、电抗、电阻和压降来说，大写字母代表绝对值，小写字母代表相对值(标幺值或百分比)。4 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-1：1998对与时间相关的值(电压、电流)，大写字母代表均方根值，小写字母代表瞬时值。圣相角E：E：发电机超瞬态和瞬态交轴电动势(均方根值)E‰电动机超瞬态电动势(均方根值)，频率，c轴带发电机最低频率，，网络额定频率I：J：等效发电机超瞬态和瞬态短路电流(均方根值)I。等效发电机电流(均方根值)I‰J二。异步电动机和等效电动机超瞬态短路电流(均方根值)比I厶同步电机超瞬态和瞬态初始短路电流(均方根值)I电流(均方根值)I。。同步电机短路电流交流分量(均方根值)I。。”异步电动机对称短路电流(均方根值)I。。异步电动机堵转电流im同步电机短路电流直流分量(瞬时值)ia。u异步电动机和等效电动机短路电流直流分量(瞬时值)i-短路电流上包络线值J。等效发电机稳态短路电流(均方根值)I。。同步电机稳态短路电流(均方根值)i。异步电动机短路电流上包络线值i。i。。同步电机和异步电动机短路电流峰值I．额定电流(均方根值)L塾轴带发电机系统(同步电机)同步调相机的超瞬态电感L釜带变换器的同步轴带发电机系统的超瞬态电感L。电缆电感L一带变换器的同步轴带发电机系统的换向线圈的电感La。带变换器的同步轴带发电机系统的直流电路电感P。。额定频率下变压器铜耗R电阻R．等效发电机电阻足同步电机定子电阻Rc电缆电阻R“直流电阻Rm异步电动机电阻RR折算到定子侧的异步电动机转子电阻风折算到定子侧的等效异步电动机转子电阻R。异步电动机定子电阻R。等效异步电动机定子电阻Rt变压器电阻srT变压器额定功率￡以短路发生时刻为起点的持续时问￡，变压器额定高压与额定低压之比 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998t。以短路发生时刻为起点的某一规定持续时间T：T：同步电机超瞬态和瞬态时间常数T：。T：．等效发电机超瞬态和瞬态时间常数T：。T；。同步电机超瞬态和瞬态开路时间常数T：T：包括无源元件的同步电机超瞬态和瞬态时问常数T‰丁j。异步电动机和等效异步电动机超瞬态时间常数T‰。计及连接电缆的等效异步电动机超瞬态时间常数n。Td。．同步电机和等效发电机的直流时间常数T“包括无源元件的同步电机直流时间常数Td。uTd。”．异步电动机和等效异步电动机的直流时间常数Td“。包括连接电缆的异步电动机直流时间常数u。故障前电压(线电压)u。标称电压(线电压)u。额定电压(线电压)札变压器额定短路电压“，。电抗线圈额定短路电压u“电动机额定电压‰变压器额定电压的电阻分量叫，2Ⅱ，rx’：等效发电机超瞬态电抗X电抗x：x：同步电机直轴超瞬态和瞬态电抗x‰异步电动机超瞬态电抗x‰．等效异步电动机超瞬态电抗x乱计及连接电缆的异步电动机超瞬态电抗xd同步电机直轴电抗xnxs折算到定子侧的异步电动机转子电抗和定子电抗墨线圈电抗xt变压器电抗ZZ。阻抗和等效阻抗z：等效发电机超瞬态阻抗z：z：同步电机超瞬态和瞬态阻抗z：Z包括无源元件的同步电机超瞬态阻抗和瞬态阻抗z‰异步电动机超瞬态阻抗z‰．等效异步电动机超瞬态阻抗ZT变压器阻抗3．3下标*等效发电机或异步电动机0故障前状态ac交流C电缆Com轴带发电机的换向线圈d直轴 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载dc直流e包括无源元件(外部的)的值E，I，UE，I，U的相量G同步发电机Hv变压器高压侧i发电机台数j电动机台数k短路L电感Lv变压器低压侧M异步电动机或异步电动机组n标称值q交轴R异步电动机转子r额定值S异步电动机定子SC轴带发电机同步调相机SG轴带发电机To总的T变压器Z复阻抗3．4上标”超瞬态值’瞬态值4概述GB／T21066--200711EC61363—1：19984．1一般要求为了在正常和短路状态下评估系统的性能、可靠性、安全性和运行情况，需要多次研究船用或近海设施装置的计划、设计和运行。研究的内容也许是负载变动、稳定性、电动机启动、瞬变状况、接地，或谐波。对任何特定装置，由系统设计工程师来决定进行哪一项研究。对于船用和近海设施的系统而言，不论其容量大小与复杂程度如何，短路电流研究被认为是最有必要的。在实际系统中，自动调节器的控制效应和并联连接的电机的非线性会影响所产生的电流。精确计算由这些效应引起的电流超出了本标准的范围，可应用计算机模拟技术来解决。船舶和近海结构物的电力系统的设计应确保采取所有可能的预防措施来防止短路电流的产生。计算短路电流的主要目的是保证系统及其元件能够承受短路状态的影响，从而将短路引起的损害降到最低。系统短路保护一般由熔断器和断路器提供。计算的基本目的是提供足够的信息，以便有把握地选择能提供必要保护的电器。此外，这些计算有助于选择一些能将短路电流降低到保护电器的允许范围内的器件。当计算短路电流时，有必要理解由单个设备所产生的短路电流与系统中数个设备所产生的短路电流之间的差异。当只考虑一台孤立的电机时，只有该电机的电气参数会对短路电流产生影响。然而，系统中的短路电流还受到无源元件阻抗的限制，如系统组成中改变短路电流暂态和稳态值的电缆、变压器等。大部分船用和近海设施的电力系统采用中性点与船体绝缘或与船体间接入电阻的方式运行。这类7 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-1：1998系统的短路电流最大值是三相短路电流。如果中性点直接接到船体，则线对线的短路或线对船体的短路可能产生较大的电流。4．2计算精度第5章列出了用于各种系统中有源元件短路电流的计算公式。当分析计算结果时，应当确定有源元件特性参数的固有精度，而有源元件确定了短路电流的幅值。系统对超瞬态和瞬态阻抗的容许限度与对时间常数的容许限度相比，在更大的程度上会改变短路电流的计算结果。本标准推导出的关于有源元件的公式，在实际应用中，就三相短路状态的精度而言是足够的。当应用于系统计算时，最终结果的精度不但取决于元件特性参数的固有精度，也取决于使用的计算方法、计算公式以及系统中的特定元件产生或削弱短路电流的能力的相对重要性。为了简化计算步骤，可做出一些假设(见第6章)，但是简化会导致精度降低。好的简化方法会产生趋于保守的结果，导致比实际系统短路电流值较大的值。4．3基本假设一个完整的短路电流计算应给出从起始到结束的每个时间点上的电流值。计算应关注预加载状态、有源元件的内在特性、无源元件的阻尼效应和短路开始时刻系统不同点上的瞬时电压。这样的计算对大多数实际工程是没有必要的，因此超出本标准的范围。本标准给出的计算公式用于计算时间相关的短路电流最大值的上包络线(见图2)。计算上包络线时，使用由设备制造商提供的公认试验方法获得的专用电机特性参数，并应用下列假设：a)忽略系统所有电容；b)短路发生瞬问，短路点某相的相电压瞬时值为零；c)短路期间短路电流的路径不变；d)忽略短路电流的电弧阻抗；e)变压器处于主抽头位置；f)短路在三相同时发生；g)并联运行的发电机，在短路开始时刻和整个短路期间，所有发电机按比例承担有功负载和无功负载；h)在每个离散的时间段内，所有电路元件作线性响应。在上述假设前提下，对于达到本标准的目的而言，计算结果是可接受的。短路电流包络线通常包括故障开始的前若干个毫秒(超瞬态期间)，还有接下来的若干个毫秒(瞬态期间)和数秒(稳态期间)。由于同步发电机产生的短路电流极大地受到它的电压调节器的特性的影响，为了精确计算调节器的影响，需要知道电压调节器的准确的设计参数，但还是难以估计得来的等式的误差。然而，考虑电压调节器所产生的短路电流稳态值，一般都能从发电机制造商获得。对于对称三相故障的情况，只需考虑系统元件的正序分量。4．4计算方法第5章推导出的公式，一般认为最适合于计算短路电流。当信息不完整时，不能使用这些公式。除非进行公式简化，一般来说，任何简化都意味着某个参数的近似或忽略，因此，会引起计算结果精度降低。第6章给出了各种简化方法，并给出了由此引起的精度降低的说明。第8章描述这些公式在系统计算中的应用。可采用两种基本的系统计算方法，时间相关计算和非时间相关计算。在某些情况下，可以忽略短路电流的时间相关特性。然而，在需要进行精确分析，例如在确定非限流型式断路器(如在低压系统中)，或者直流分量的定额是重要的(如对于中压系统)情况下，就需要进行时间相关计算。对于这两种计算方法，系统划分为有源元件和无源元件。有源元件是短路电流的来源，无源元件传递或转换短路电流，将短路电流从短路电流源分送到故障点。每个元件用一个由其特性参数导出的数学模型来表示。8 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998同一定额的并联元件，如电动机和发电机，可以看作是一个单一的“成块”机械。为了完成对一个包含多个不同有源元件的系统的时间相关计算，应使用第7章给出的等效发电机方法。对于电动机来说，有必要区分开“小”电动机和“大”电动机。连接到一个共用配电点的一组小电动机，可以看作是连接到该配电点的单台等效电动机。大电动机应作为独立的短路电流源。注：6．3．3给出了术语“大电动机”的定义。对于使用变频器的轴带发电机，描述其特性的精确的等式，取决于各制造商的系统设计的一些参数。相应地，要用要求的精度描述此类系统，就需要使用一个不易求解的复杂方程式。本标准提出的方法是将一个典型系统分成若干分立元件，再分别求出这些元件的短路电流值。但是，建议只要有可能，就要听取制造商的建议。5系统元件和模型5．1有源元件5．1．1同步电机5．1．1．1一般要求在船上及近海电气装置中使用的同步电机包括同步发电机、电动机和调相机。这些电机产生短路电流的知识是计算电力系统短路电流的基础。在短路的前数个周期内，所有同步电机作出响应的方式是相似的。相应地，由同步电机产生的短路电流也具有相同的基本特性。同步发电机可能是复励的或并励的。对于并励电机，在短路状态期间，随着短路电流减小，励磁电流会下降到接近零。在复励电机中，短路电流用来控制和维持励磁电流。相应地，对于定额相近的并励和复励发电机，在超瞬态影响衰减之后，复励电机会产生较高的短路电流值。5．1．1．2等效电路为了计算三相同步电机机端短路电流，在正序分量网络中将特性参数连接在一起，见图1。x：xj系统中同步电机正序网络图1同步电机正序分量网络5．1．1．3基本计算同步电机的短路电流计算是基于电机实际时间相关短路电流最大值包络线的计算。包络线是基本电机参数(功率、阻抗等)和对应于电机超瞬态、瞬态和稳态阻抗的电动势(量”、墨’、墨)的函数。这些阻抗由短路状态即将发生之前的电机运行状态决定。a)电动势为了精确计算，应考虑在超瞬态和瞬态期间直轴和交轴的电动势(墨：、茧、亘：、墨：)，以及超瞬态和瞬态期间对直轴和交轴阻抗起作用的故障前电流产生的电压。b)电机阻抗电机阻抗包括在直轴和交轴中起作用的电阻和电抗。虽然，为了完成计算假设电机电抗为常数，但仅分别在短路电流的超瞬态、瞬态和稳态期间电9 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998机电抗是常数。c)超瞬态和瞬态电流时问常数短路电流交流分量的衰减由电机的超瞬态和瞬态时间常数表征。超瞬态时间常数T：与短路电流交流分量的初始衰减有关，取决于转子电路(主要是阻尼绕组)的衰减效应。瞬态时间常数T：与短路电流交流分量的衰减有关，主要取决于励磁电路的衰减效应。直流时间常数Td。与短路电流的直流分量的衰减有关，取决于定子电路的衰减特性。5．1．1．4三相短路电流三相同时短路时，三相短路电流状态发生。每一相中产生的短路电流是一个复杂的时间相关函数。电流中包含有直流和交流分量的典型情况见图2。＼I▲兰Ik(￡)，、]_(f)Tn—下n可兀一＼厂_上包＼黼j《l’-y＼州上LUUUUVf：——初始对称短路电流；i。——峰值短路电流；J-——稳态短路电流；z*——短路电流衰减(非周期)分量；A——非周期分量的初始值图2同步发电机机端短路电流时间函数如5．1．1．3所述，任何时间上的电流取决于电机特性参数的瞬时值。对于三相短路状态，只有正序网络(图1)是至关重要的。5．1．1．5三相短路电流计算如5．1．1．3所述，为了对短路电流精确求值，要考虑直轴和交轴的电机特性。这样的计算是很复杂的，而且，由其他计算方法获得的额外计算精度并不能保证所做的工作是有用的。如果忽略交轴电流分量，其结果与考虑交轴分量计算的结果将会相差在+10％以内。故障前电机运行在额定负载、电压、频率和功率因数下，则会产生短路电流最大值。注1：如果故障前电机运行在额定有功功率之下，但在额定无功功率之上，则超出额定的过励磁将会导致短路电流超出上述短路电流的上限。当计算短路电流时，只考虑电流最大值。图2说明了短路电流最大值是沿着复杂时间相关函数上包络线变化的时间函数。由这条上包络线定义的电流按公式(1)计算。i。(￡)一~，三I。。(幻+i。。(￡)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)对于一般应用的目的，通常由该包络线计算三个函数：交流分量J。。(f)、直流分量ia。(f)和最大可能】o 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998峰值i。。a)交流分量I。。(￡)交流分量时间函数I。。(￡)由超瞬态和瞬态时问段期间的超瞬态、瞬态和稳态电流描述其特性，这些时间段由直轴超瞬态和瞬态时间常数T：和T：来确定，交流分量I。。(￡)按公式(2)计算。，。(f)一(J乞一I厶)e叫7巧+(I厶一Jkd)e叫佴+I。。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)其中k—h，为稳态短路电流，由制造商提供。三相短路电流的超瞬态和瞬态初始值j乞、J0是用相对于各自阻抗的电动势，按公式(3)和公式(4)计算。J‰一E：／z：一E：／(R：+x”5)“2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)f乙一E，0／z：一E；／(R：+x7：)“2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)电动势E：和E：。取决于预加负荷电流，按公式(5)和公式(6)计算，公式(7)和公式(8)为推导的公式(5)和公式(6)的向量等式。E：一瞧cos丸+RL)2+(》丸+冲。)2]l”岛一[(等cos丸+RL)2+(净丸“L)2r(5)E：一u。／√手+I。Z：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)E，。一U。／~／手+f。z：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(8)式中：z：一(R。+jx：)Z：一(R。+jX：)注2：如果在短路前同步电机运行于配电网标称电压和额定电流，则I。一f，，u。一u。。b)直流分量i。。(f)直流分量按公式(9)计算。id。(￡)一42(I乞一Josin≠o)e*／k⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(9)c)峰值电流i。短路电流峰值发生于短路状态的t=0和t--T／2时刻之间。其确切时间取决于预加载状态、发电机阻抗和时问常数。然而，在T／2时刻，即短路发生后的第一个半周期时刻，峰值电流按公式(10)计算。i。一√2I。(￡)+idc(￡)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(10)5．1．2异步电动机5．1．2．1一般要求异步电动机可分为两大类：——大电动机；——小电动机。分类取决于系统发电机容量和实际电动机定额。侧推器、货油泵、起重机和重型甲板机械的电动机一般是大电动机。而为船舶辅助系统(燃油输送泵、净水器等)提供动力的电动机是小电机。在系统发生短路电流的瞬间，所有连接系统的电动机都能送出短路电流。大电动机单独计算，小电动机可组合在一起，作为一个等效的单一短路电流源。用同样的方式，单一大电动机可作为一个发电机，用特性参数计算在短路状态下产生的最大电流的上包络线。5．1．2．2等效电路对于三相短路故障状态，只考虑正序元件网络，如图3所示。11 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998系统内异步电动机正序网络3原国际标准此处为xu，本标准将其改正为x‰。图3异步电机正序元件网络5．1．2．3基本计算对于三相短路，异步电动机在很短时间内产生短路电流。短路电流取决于内部超瞬态电动势、阻抗和时间常数，并且包括在适当的超瞬态时间常数和直流时间常数下衰减的交流和直流分量。5．1．2．4电动机阻抗在正序网络中(见图3)所指的电动机电阻和电抗是以定子电压为基准，即转差率S--l时的电动机转子和定子的电阻和电抗，其按公式(11)和公式(12)计算。RM—RR+Rsx‰一x。+x。⋯⋯⋯·⋯⋯⋯(11)·⋯⋯⋯⋯⋯⋯(12)5．1．2．5时间常数超瞬态时间常数T：与交流分量的快速衰减有关。其主要取决于转子电路的阻尼效应，按公式(13)计算。T‰一(xR+Xs)／∞，RR⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(13)直流时间常数与短路电流的直流分量的衰减有关，其主要取决于定子电路的阻尼效应，按公式(14)计算。Td。M一(XR+Xs)／％Rs⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(14)5．1．2．6三相短路电流计算异步电动机三相短路电流最大值的上包络线见图4。按公式(15)计算。iM(t)一√虿f。。M(￡)+imM(￡)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(15)a)交流分量J。。。(t)交流分量取决于电机超瞬态效应，按公式(16)计算。J。。M(￡)一I乞e“％⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(16)式中J‰按公式(17)计算。J名一E‰／[(RR+R。)2+(xR+x。)2]Ⅲ／⋯⋯⋯⋯⋯⋯(17)电动势E‰由短路时刻的电动机机端电压、电动机负载电流和功率因数确定，按公式(18)计算。亘‰一(型。v／~，手)一!“兰‰⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(18)式中：兰‰一Rm+ix‰。将公式(18)写成标量式如公式(19)所示。E盘一[(等cosCM--RMIrM)2+(等s槲”一x‰IrM门“2⋯⋯㈤， 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--200711EC61363—1：1998／<／厂下骼线竺关，～一，∑《一一一母l"／，ioM——空载电流；，叠初始对称短路电流；i。v——峰值短路电流；i州短路电流衰减(非周期)分量；A——非周期分量ia。初始值。图4异步电动机机端短路电流的时间函数b)直流分量id“(f)直流分量按公式(20)计算。id。M(f)一√i(J盘+IrMsin‰)e叫丁d¨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一(20)式中：cos≠“电动机功率因数。c)峰值i。M峰值按公式(21)计算。i。M一√2J。。M(f)+id。M(f)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(21)在f—T／2时刻计算峰值。5．1．3轴带发电机5．1．3．1一般要求轴带发电机是从船的主推进轴上获得机械动力的任何发电机。诸如：a)由机械、液压或电力驱动的以固定转速运行的系统所驱动的同步发电机；b)转子电路中，带变频励磁的异步发电机；c)以变换器连接电源系统的直流或交流发电机。对于上述a)、b)两种情况的短路电流可用5．1．1列出的方法计算。用变换器设备连接到电源系统的直流或交流发电机的短路电流的计算需做特殊考虑。5．1．3．2连接有变换器的发电机由变换器系统连接的发电机的短路特性方面的资料很少。有很多可用的不同方案，在所有情况下应首先向制造商咨询以获得具体的发电机系统的短路运行条件。计算短路电流需要变换器控制系统特性，以及包括限流装置、静态开关和能限制短路电流的任何其他装置在内的变换器保护功能等方面的准确经验。即使所有信息都可用，由于固态装置的开关动作，进行精确计算也是很复杂的。在没有制造商相关信息的情况下，应采用下列方法预算短路电流。 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-11199814a)总电路图图5给出了用变换器将轴带发电机接到一个系统的总布置图。发电机可以是直流的或交流的，无论哪种情况，仅使用一个变换器桥。么∑么∑7＼7—＼』——一，／夕么∑么∑7弋7＼7一厂图5有变换器的轴带发电机系统b)假设在计算轴带发电机短路电流时，做下列假设：一短路期间，所有元件正常工作；——系统只产生峰值短路电流；——计算所考虑的时间段内，没有电路保护电器动作；——视发电机短路为三相短路故障；一变换器持续换向至少10ms。采用上述假设，图5的电路可以用系统阻抗图表示，如图6所示。／，一、、R卅凡Lsn+Lm，⋯、刚。。R一+R。L。。+L。厂、．见“．k_弋“／“＼／缈，图6带变换器的轴带发动机系统阻抗图逆变器可与同步调相机(辅助设备)组合在一起，使得轴带发电机被看作常规的同步发电机，但应注意：——La。是直流电路的电感。为了获得#=5ms时刻的短路电流，电感除以一个因子2／(“√3)。——轴带发电机可能在较低频率下运行。通过L‰除以因子^／，r将其内整，其中^是产生额定电压时轴带发电机的最低频率，，r是额定网络频率。 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-1：1998L一是换向线圈的电感。——L釜是同步调相机的超瞬态电感。从图6可以看出，依据L。。与同步调相机超瞬态电抗L釜的比率，轴带发电机的影响可以忽略。5．1．3．3带自换向逆变器的轴带发电机使用自换向逆变器的轴带发电机见图7。L{7{7式7——≥={7{7／夕一／图7带自换向逆变器的轴带发电机对于该系统，在短路电流到达其最大可控峰值前关断半导体器件，或用快速限流熔断器限制电流。假设从短路电流开始，半导体器件动作的最小时间为0．1ms，短路电流随时间线性增长，增长速率由限流电感L-(见图7)决定，直到到达最大值为止。应向制造商索取峰值电流幅值，若缺少准确数据，可以假设峰值电流是发电机在t=O．1ms时刻额定电流的两倍。这个峰值将在有源(旋转的)元件的峰值电流前产生，而对网络中的峰值短路电流不构成影响。如果在离变换器较远处发生短路，则计算中应包括连接电路的阻抗。5．1．4由变换器供电的电动机只有变换器包含两组反并联连接的可控硅整流器，并且反向可控硅整流器正向导通或将要导通时，由变换器供电的电动机才会对短路电流产生影响。忽略同步调相器，可以用与带逆变器的轴带发电机同样的方法处理。5．2无源元件5．2．1一般要求系统无源元件指电缆、变压器和电抗器。这些元件衰减短路电流并且不会促成短路电流。5．2．2电缆正序元件网络如图8所示。系统中电缆R。X。o_——1二二]——(二二卜一正序网络图8电缆正序元件网络电缆阻抗包括电阻和电抗。应当考虑正常工作期间导体的温度和由于短路电流产生的温度上升。大多数情况下，可以从产品标准中获得电阻和电抗值，并且能够在导体温度为200c和额定系统频率下计算。15 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／1EC61363—1：1998对于并联连接的电缆，参见IEC60092—202：1994的8．5．2。5．2．3变压器图9给出了变压器正序元件网络。该网络包括了磁漏电阻值和电抗值，该值可从制造商处获得。1RTxT系统中变压器正序网络图9变压器正序网络正序电阻、电抗和阻抗按公式(22)、公式(23)和公式(24)计算。RT一“rRU：／100S，TXT一({强一R})“2ZT—UfkU：／IOOSfT如果知道电阻损耗P。。，可按公式(25)计算电阻。R，一P。√3J2T5．2．4电抗器UrR和U“的值以百分比给出。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(22)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(23)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(24)(25)电抗器正序元件网络如图10所示。电抗器电阻一般很小，可以忽略。电抗一般以百分比形式给出，按公式(26)计算。“．值以百分比给出。X。．一“⋯U／(100√手f，)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(26)RLXoo_——_|●●■卜——一o_——_[二二]_——二二]——_o系统中电抗器图10电抗器正序元件网络正序网络6简化计算假设6．1一般要求第5章给出的公式最适合于计算发生在装置端部的时间相关短路电流。当元件在系统中被连接在一起时，希望简化计算公式并且将计算方法标准化。任何简化方法都不可避免地产生误差，因此，所选择的简化的程度不仅取决于现有的数据，而且取决于最终结果所允许的精度。如果所有信息都可用，则用第5章的公式。如果信息有限，可使用本章适当的方法。本章列出了能简化计算的近似方法，并且说明与更复杂的方法相比时，由此引起的精度降低的情况。决定计算中能接受精度可以下降多大程度和选择合适的公式是系统工程师的职责。6．2同步电机6．2．1三相短路电流5．1．1．5的公式，除预加载状态和功率因数以外，还要求知道电机参数。16 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-1：1998对于主要目的是选择保护器件的短路电流计算，可以作出简化运算方法的几个合理假设，但同时在所考虑的时间段内仍保留有足够的精确度。这些假设包括：a)忽略定子电阻，这是可忽略的误差；b)忽略预加载状态，结果将有5％到10％的误差；c)忽略交流分量的瞬态衰减，峰值短路电流具有过多的不确定性；d)忽略交流分量的超瞬态和瞬态衰减，峰值短路电流具有过多的不确定性。6．2．2定子电阻效应如果未获得定子电阻R。，公式(3)～公式(8)中可将其忽略。对于在设备接线端估算的短路电流结果可能偏高，但在可接受的范围内。对于系统计算，其误差是可忽略的。6．2．3预加载状态效应如果在公式(5)～公式(8)中忽略预加载状态／o，则E‰和E：的值可认为相等，都等于U。／√3。这实际上是假设发电机空载的情况下估算短路电流，结果是对称短路电流的一个较低的估算值(通常比对称短路电流低10％)。6．2．4忽略交流分量的瞬态部分的衰减如果忽略瞬态部分衰减，峰值短路电流具有过多不确定性。这种不准确性将使故障发生后的第一个半周期以后的计算值无效，因此需要进行时间相关计算时不推荐这种近似计算方法。如果使用这种近似计算，公式(2)变成公式(27)。I。。(￡)一(J乞一J7“)e_‘7《+J0⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(27)6．2．5忽略短路电流衰减在第5章，由于超瞬态、瞬态和同步分量的结果，所有公式都是基于计算短路电流包络线的衰减而得出的。如果忽略这个衰减，短路电流中的交流分量可以看作是电压常量除以超瞬态电抗常量所得的比率，同时直流分量可以看作是一个与之成比例的常量。应当忽略定子电阻和预加载电流，此时计算的峰值电流具有最大不对称性。只有估计近似值时才能做这些假设，因为对于要求进行第一个半周期以后的估算，其结果会产生过大的误差。估算公式变成公式(28)～公式(31)。I。。一Uo／“3X：)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(28)i。一~，iI。一A⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(29)i。一√EJ。+id。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(30)即i。一2√if。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(31)注1：U0是发电机故障前电压，为了保证包括短路电流最大值的计算，应当认为在故障前状态下，发电机在额定工况下运行。注2：为了得到半周期时刻峰值的比较接近的估计值，系数2可以用1．8代替。6．2．8时间常数如果难以获得交流和直流时问常数，可以从电机开路时间常数和阻抗按公式(32)～公式(34)计算。a)超瞬态时间常数(通常为lms～30ms)：T：一(x：／x：)T：。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(32)b)瞬态时间常数(通常为20ms～1200ms)：T：一(x：／x。)E。c)直流时间常数(通常为15ms～300ms)： 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-1：19981j。一x：／(2x，fR。)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(34)6．3异步电动机6．3．1第一步近似作为第一步近似，假设在短路时刻接上去的所有异步电动机产生等于它们起动电流(通常是电机满载电流的4倍～7倍)的交流短路电流。同样可假设电动机产生的短路电流在整个短路故障期间是恒定的。使用这些假设会得出比发生在实际装置中的短路电流偏大的数值，误差取决于所连接电动机的数量和容量。6．3．2忽略电动机预加载状态公式(18)和公式(19)计算包括电动机预加载状态效应的电动机内部超瞬态电动势E‰。带有可忽略误差的电动机预加载状态可以忽略不计，按公式(35)计算。E盘一UrM／√i⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(35)此外，如果连接电缆较短，u，。可以近似为系统额定电压u。，按公式(36)计算。E‰=u。／√i⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(36)同样，对于公式(17)和公式(20)中的直流和交流分量，可以忽略电动机预加载电流，公式变为公式(37)和公式(38)：I‰一(u。／43)／[(R。+Rs)2+(xR+Xs)2]”⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(37)iacM(f)一√三J％e‘7～“⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-～(38)6．3．3适用于大电动机的参数对于定额大于100kW或大于与其正常连接的发电机额定容量15％的任何电动机，应当使用第5章中的公式。如果缺少足够的电动机数据，可以使用下列电动机参数的近似值：a)电动机阻抗z‰对于50Hz和60Hz的装置：Z‰一0．16P．u．x‰一0．15P．u．rs一0．034P．u．7R一0．021P．u．’M—os+h一0．055P．u．其中：z‰是堵转转子阻抗。b)时间常量——当60Hz时，T‰一18．67msTd。M一11．73ms——当50Hz时，T‰一22．4msTd。M一14．08msc)忽略预加载电流如果忽略预加载电流，使用上述给出的特性参数，则按公式(39)～公式(41)计算：J‰一6．25I，M⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(39)I。“一4．OO／，M当t—T／2时⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(40)i。M一10I。M⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(41)d)使用电动机堵转转子电流如果已知电动机堵转转子电流JLR，可以假设J‰等于Itn。e)如果没有全部的电动机参数，电动机的输入功率可以计算如下：感应电动机1kW一1．34kVA18 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998同步电动机功率因数1．0pf1kW—lkVA对于近似计算，可认为电动机功率因数和效率的乘积等于0．8。6．3．4适用于小电机的参数连接到同一汇流排的所有小型电动机可认为是一个单一的等效电动机，该等效电动机的额定电流等于单个电动机额定电流之和，并且在共用汇流排上与系统连接。整个电动机组，包括它们的连接电缆可以看作是一个单一的等效电动机，该等效电动机具有以下特性参数：a)电动机阻抗z‰对于50Hz和60Hz：z奄--0．2P．u．x‰一0．188P．U．T"S一0．043P．u．rR=0．027P．U．rM—rs+rR—o．07P．U．b)时问常数——当60Hz时，T‰一18．67ms——当50Hz时，T‰一22．4msc)忽略预加载电流11．73nls14．08Nls如果忽略预加载电流，使用上述特性参数，则按公式(42)～公式(44)计算：，备一5LM⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(42)I。Ⅲ一3．21，M当t—T／2时⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(43)i，M一81，M⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(44)d)6．3．3中的公式可以用来计算电动机功率。6．3．5限制使用的异步电动机对设计成限制使用且参数不全的电动机，其产生的短路电流的计算可假设它是在降低功率情况下连续运转。7等效发电机的应用7．1一般要求对于有发电机和／或电动机的系统，这些发电机和电动机有不同的定额和／或特性参数，则这些发电机和电动机应合并成一个“等效发电机”或“等效电动机”。7．2假设通过用具有能产生与所置换有源元件相同短路电流的特性参数的等效发电机和／或电动机置换有源元件，假设计算方法可以计算装置上任一点的短路电流。7．3等效电动机的计算7．3．1一般要求为了计算等效电动机，应在共同连接点处计算各个单独电动机的短路电流，如5．1．2．6所示。总的短路电流L“(￡)丁。和ie“(f)n应由各短路电流的代数和决定，按公式(45)和公式(46)计算。I。。M(￡)To一∑J。cM(￡)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(45)idcM(f)To一∑idcM(f)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(46)应使用短路电路之和确定上述计算的产生相同短路电流的等效电动机的特性参数。在特定时间点上求值，等效电动机短路电流J。一．(f)To和i。．(幻T。等于I。。(￡)。和ia。(￡)。。，即按公式(47)和公式(48)计算： 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998J“(f)一J‰．e“％。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一(47)i㈨(f)一抠I‰．C17“．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(48)7．3．2确定等效电动机参数为了对公式(47)和公式(48)求值，等效电动机参数应计算如下：a)等效电动机超瞬态电流I‰．J‰等于各单独电动机电流I‰之和，各个J‰由公式(17)算出，I‰．按公式(49)计算aI‰．一∑J名⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一(49)b)等效电动机超瞬态阻抗z‰．Z‰用上述值I‰．按公式(50)计算：z盘一U。／“玎”M．)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘(50)c)等效电动机时问常数T‰．、Td。。．按公式(51)和公式(52)计算：T名一一tl／lnEK‰(￡。)／i‰．]⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(51)T。．一一tx／ln[K。(￡；)／听1名．)]⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(52)K‰(￡；)和KdcM(￡；)按公式(53)和公式(54)计算。K‰(f，)一∑，‰c_“％⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(53)K。M(f。)一√i∑f盘f(L／t”’⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(54)t，是计算电流的时间点。d)等效电动机的电阻和电抗⋯⋯·⋯⋯⋯⋯(55)·⋯⋯⋯⋯⋯⋯f56)c。一1／(2ufr惫．)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(57)f：一1／(27[fT：“。)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(58)z％．一[(Rs。+Rn．)2+X馏．]”⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(59)并且：x‰。一z‰．／[1+(cl+cz)2]1肥⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(60)7．4等效发电机的计算7．4．1一般要求为了计算等效发电机，要在共同连接点处计算独立发电机和电动机的时间相关短路电流，如5．1．1．5和5．1．2．6所述。总的短路电流J。。(￡)T。和i。。(幻T。由各短路电流代数和确定，按公式(61)和公式(62)计算：I。。(￡)T。=∑J。cG(f)+∑IⅫ(f)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(61)id。(￡)To=∑id∞(f)+∑idⅢ(f)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(62)应使用短路电流之和确定上述计算的产生同样短路电流的等效发电机的特性参数。7．4．2交流分量I。(t)．交流分量时间函数1。。(￡)。应在任一时间点用公式(61)进行计算。该函数包括等效电动机的超瞬态、瞬态和稳态电流时，即按公式(63)计算。L。(f)．一(J0一J0)e叫巧．+(J0一L．)e_‘7巧．+L．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(63)可以写成：I。(f)。一M．e_“巧．+N+e_‘7《．+Ik．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(64)等效发电机的超瞬态、瞬态和稳态三相短路电流初始值J’：、I：和Jt．分别按公式(65)～公式(67)20RS乳RR、r∞式公～踮式公按抗电和：阻中电其 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载计算。I二一∑iI乞：+∑；n，I：一∑；I缸L．一∑；L。GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998上述求和公式适用于计算连接在一个公共点的i台发电机和j台电动机的等效电动机。常量M．和N。按公式(68)和(69)计算：M．一(f二一只)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(68)N．一(J：一L．)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(69)7．4．3等效发电机超瞬态时间常数T：．为了计算T：。，必须定义函数K”it)，并且其中对于每个发电机按公式(70)计算。K”(f)；(I乞J厶)e_‘7《．+J厶⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(70)类似的函数K”(￡)．应按公式(71)定义。K一(￡)．一M．e“巧．+I：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(71)对于每一个电动机和发电机，也等于公式(72)：K”(￡)．=∑jK”(￡)+∑jI‰e“％⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(72)上述等式应在时间t，求值，将求出的K”(￡：)。代入公式(73)中，T：．按公式(73)计算：T：一一￡；／ln([K”(t，)。一f：]／M．}⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(73)7．4．4等效发电机瞬态时间常数疋．当时间#f。，T：．按公式(74)计算。f。。(‘；)，一M．e_c。／《．+N．e。7‘。+Ik．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(74)考虑i台发电机和J台电动机，J。。(￡，)．也等于公式(75)。J。(f。)．一∑iI。。(‘。)。+∑；J。。M(￡；)，⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(75jM．e，／《．由公式(68)和公式(73)得出，N．由公式(69)得出，Ik．由公式(67)得出。T：．则按公式(76)计算。E二￡；／ln([J，。(￡；)．一(M，e～x7《。+L．)]／N+)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(76)7．4．5直流时间常数n．当时间tt。，Td。．按公式(77)计算。id。(f。)．一厄I二e,／rdc．考虑i台发电机和J台电动机，也等于公式(78)。i。(f。)．一∑ji*(￡。)。+∑{id。(}，)，I：由公式(65)得出，Td。．则可按公式(79)计算：L一一f，／ln[i。。(￡。)．／(以r二)]其中，id。(￡：)。由式(78)得出。7．4．6等效发电机阻抗电阻和电抗可按公式(80)～公式(88)计算。R。一X二／(2Ⅱ，TdcI)一c。X：其中：白一1／(2“，】"dc-)阻抗由下列公式计算：Z。一(R：+X：)”z”．一Uo／(矗I”．)^^^∞∞卯vvv犯韶n(( 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363-1：1998则8系统计算z：一U0／(~，手一)z。一U。／(√3I，)x：一Z二／(1+c；)1“x：一(z7：一R：)⋯／X，一(Zj—R：)1／2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一(84)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～(85)⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯(86)⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(87)⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(88)8．1一般要求系统计算要求计算下列各点的短路电流：a)主发电机汇流排；b)连接到主发电机汇流排上的配电板；c)连接到主发电机汇流排上的配电板或开关板或通过变压器供电的配电板。系统短路电流计算应包括连接至系统，及连接至主发电机汇流排、区配电板和分配电板上的所有电动机和发电机产生的短路电流。第5章及第6章的计算公式用于计算系统元件终端的时间相关短路电流。对于系统计算，这些计算公式应作如以下条文所述的修改，以能将电缆和变压器的影响包括进来，这些电缆和变压器将系统元件连接至配电板和开关板上。要建立完成系统计算的标准方法是相当困难的，但是为了保证方法的一致性，应当遵守8．7中给出的标准计算步骤。由于其中涉及到的复杂性，完成一个详细的计算过程相当费时，因此应当采用8．3中所述的“试算”，以确定是否可接受由于使用简化的或近似的方法所引起的误差。8．2与有源元件串接的无源元件的影响8．2．1一般要求计算某一点上由无源元件(电缆或变压器)串接到有源元件(发电机和电动机)的装置的短路电流时，应当考虑无源元件的阻抗。该阻抗减小了短路电流幅值，增大了超瞬态和瞬态时间常数，并且减小了直流时间常数。实际结果是产生一个衰减得更慢的较低的短路电流幅值。8．2．2发电机a)阻抗变换通过有源元件阻抗的增加，来对无源元件的阻抗加以考虑。在公式(3)和公式(4)中，z：和反应由z：和z：代替，分别按公式(89)和公式(90)计算。z：一[(R。+R)2+(x：+x)2]V2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(89)Z：一[(R。+R)2+(X：+x)2]“2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(90)在公式(7)和公式(8)中兰：和蜀应由兰：和互代替，按公式(91)和公式(92)计算。z：一z：+z⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(91)Z：一Z：+z⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(92)b)时间常数变化时间常数中应包括新增加的无源元件的阻抗。超瞬态时间常数T：按公式(93)计算：个。[(R。+R)2+(x：+x)2]x：T：1。一E(R。+R)2+(x：+x)(x：+x)]x：瞬态时间常数T：按公式(94)计算：_[(R。+R)2+(x：+x)2IXd一“一r(R。+R)2+(x：+x)(x。+x)]x：直流时间常数Td。。按公式(95)计算出： 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998Td。一[Td。+X／(ZzfR。)]／(1+R／R，)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(95)或按公式(96)计算：Td。。一(x：+X)／[2Ⅱf(R，+R)]⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(96)8．2．3电动机a)阻抗变化通过提高有源元件的阻抗考虑无源元件的阻抗，修改公式(11)和公式(12)后按公式(97)和公式(98)计算：RM。一RR+Rs+R⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(97)XHMe—XR+Xs+X⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(98)b)时间常数变化时间常数应包括增加的无源元件的阻抗，超瞬态时间常数T‰。按公式(99)计算：T备。一x％。／(m，R。)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(99)直流时间常数T一。按公式(100)计算。Td。M。一X盘。／[叫。(R。+R)]⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(100)8．3发电机汇流排的短路电流计算发电机汇流排的短路电流，应包括：a)并联连接的发电机；b)直接连接的发电机；c)连接到分配电板或区配电板的电动机和／或发电机，这些配电板直接连接在主发电机汇流排上。8．3．1并联运行发电机如果并联的发电机有同样的定额和特性，则计算时它们可以看作是一个定额与各独立发电机定额之和相等的发电机。发电机电缆一般很短，通常可忽略。但是，如果这些电缆导致短路电流降低超过5％，则需用8．2给出的公式加入计算。如果发电机电缆长度相互之间相差在5％以内，则计算时所有的发电机应看作与相同长度的电缆连接来计算。为了确定发电机电缆或不同电缆长度的影响，应使用近似公式在一台发电机上做一些简单的“试算”。应按包含和忽略电缆，并考虑最大长度和最小长度分别进行“试算”，如果所有结果只在彼此相差结果5％的范围内波动，则可放心地忽略这些影响。对于中压装置，电缆阻抗没有什么影响，但对于低压系统，这种影响是相当大的。如果发电机有不同的定额，或电缆长度和尺寸不可忽略，则各发电机应独立考虑，如果有必要的话，还应包括各自电缆的影响，短路电流使用第7章中等效发电机的方法计算。8．3．2直接连接的电动机应当根据电动机相对于系统发电机装机容量的定额来计算电动机。将小电动机合并，并看作是等效的单一电动机。大电动机应用第5章中的方法计算，如果所有数据都不可用，可用6．3．3给出的参数计算。实际上，由于短路汇流排的失压，使电动机控制器脱离短路汇流排后，电动机就送不出短路电流了。这种情况可能发生在半周期至三周期之间。第5章中所述的方法包括电动机电流衰减的影响。电动机短路电流应在各离散时间段计算，并且在同一时间点上与发电机短路电流算术相加。这时，发电机与电动机的合并可以看作第7章中所述的单一等效发电机计算。23 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／1EC61363—1：19988．3．3连接到其他汇流排的发电机和／或电动机在对与系统其他部件连接的发电机和电动机所产生短路电流完成一个精确计算之前，应做一些忽略短路电流衰减的近似计算，并应确定由这些分量作用的重要性。如果需要精确计算，则用8．3．1和8．3．2列出的考虑电流衰减的方法来处理连接到系统其他部件的发电机和电动机。这些发电机和电动机所产生的短路电流可加到在短路汇流排上其他有源元件所产生的短路电流中去，这些短路电流是用第7章规定的等效发电机方法的计算结果。8．4直接连接到发电机汇流排的次级汇流排的短路电流为了计算直接连接到发电机汇流排的次级汇流排的短路电流，对连接到次级汇流排的部件短路电流的计算应用第7章中等效发电机的方法，并应包括子汇流排和发电机汇流排之间的内部连接件的影响。如果次级汇流排用大横截面的短电缆连接，则可忽略连接电缆，并认为次级汇流排的短路情况与发电机汇流排相同。为了测试连接电缆的影响，应做近似计算，把发电机系统看作是一个已知短路容量的无穷大系统。通过比较系统阻抗和连接电缆阻抗，可确定连接电缆的影响。如果需要更精确的计算，则发电系统应看作是一个等效发电机并且其电抗和时间常数可用第7章中的方法计算。应用8．2的方法加入连接电缆阻抗修正这些特性参数，并计算时间相关短路电流。8．5变压器连接到主发电机汇流排的变压器初级短路电流的计算，可以包括或不包括次级电路分量的影响。同样，变压器次级短路电流的计算可以包括或不包括初级电路分量的影响。应考虑以下两个主要方面：a)变压器足够小，次级系统负载不影响初级系统计算，同样变压器次级的短路电流计算不受初级系统负载的影响；b)变压器足够大，以致次级系统负载影响到初级系统计算，同样初级电流分量影响到次级系统短路电流的计算。如果变压器很小但其阻抗大，则初级电流分量不影响次级短路电流，此时可认为变压器连接到无穷大汇流排上。如果变压器很大但其阻抗小，则初级短路电流的计算应包括连接到次级系统的电动机和发电机所产生的短路电流。进一步说，次级系统短路电流的计算应包括初级电路分量的影响。将变压器阻抗与系统阻抗相比较，得出的大小是相对的，但是不能根据其绝对数值做出判断。作为第一个近似，变压器阻抗应与系统阻抗比较(两者计算基于同一基值)，并判断是否包括初级分量，如果包含初级电路分量则会导致数值升高。如果阻抗升高足够大，引起次级短路电流上升超过5％，则不可忽略初级电路分量。相应地，也应考虑短路产生压降的影响。当短路发生时，在假设变压器连接到无穷大母线的条件下计算的变压器次级接线端的短路电流值，可以用于确定原边汇流排的可能压降。如果得到的压降低于20％，则发电机不可能对短路做出反应。在这种情况下，发电机阻抗会对次级接线端短路电流产生可忽略的影响，可以假设变压器连接到无穷大的汇流排上，来计算次级接线端短路电流。注：用来计算发电机短路电流交流分量的公式中包括f。a。Iu等于Jt取决于由发电机电压调节器引起的电压降，并且只在电压调节器“受压”，即忙流排电压降到接近零时，才会影响短路电流。如果初级电路分量的影响不可忽略，则由变压器产生的阻抗一定要加到(等效)发电机的阻抗上，并重新计算时间常数。然后如8．2所述，用这些新参数确定时问相关短路电流。8．6用于变速驱动的半导体变换器考虑由半导体变换器供电的电动机产生的短路电流影响，确定电动机在什么条件下会对系统短路电流产生影响是最基本的。受控半导体器件，例如用于速度控制驱动嚣，只有电动机重启时才会通过短路电流。由此产生的短路电流值将取决于电动机转速(和相应电压值)，并且电流的频率和幅值会随着24 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—111998驱动减速而降低。一个由双向变流器桥供电的速度控制电动机(如推进电动机)，只有当电动机重启并且其反向变流器桥导通的时候，才会对初级系统产生三相短路电流。如果电动机处在发电机模式，且初级系统发生短路，则电动机会影响系统产生的短路电流，但在顺向桥第一个零点关断时这个短路电流会消失。在电动机减速至停车过程中，反向桥不导通，阻断由电动机产生的任何电流。因此，电动机只会对峰值短路电流产生影响。8．7计算步骤8．7．1一般要求对所有系统短路电流建立一个标准的计算方法是相当困难的。每一个系统应根据其特性来考虑，相应地选择相关的简化方法、假设和计算方法。对一个系统适用的公式并不一定适用于另一个系统。但是建立一个标准规程，以保证考虑到系统的所有方面是很重要的。用本标准为指导，确定计算的相关重要性，做出关于可以应用近似方法的工程准则，是系统设计工程师的职责。8．7．2短路电流研究程序短路电流研究应包括下列步骤：a)确定系统和问题，准备系统研究图表；b)标识元件特征参数；c)编制一个共同基值系统阻抗图表；d)非时间相关快速计算，以便在特定点建立近似故障电流值；c)在要求的计算精度内，评估简化计算步骤的合适的近似方法；f)在系统主要点上计算时间相关短路电流；g)短路电流汇总，研究结论。8．7．3确定系统和问题，准备系统研究图表应提出一个基本系统单线图表，并标定所有主要元件。应说明计算的目的、范围和可接受的精度，记录任何应用的假设，详述要进行计算的运行状态，记录在线的发电机运行台数和发电机与电动机估计负载。给出可应用公式一览表，说明影响特定元件短路电流的任何特殊条件。列出结果并简述其可用性。8．7．4标识元件特定参数应记录单线图表上的每一个元件所有相关特性参数，并应说明哪些是实际的数据，哪些是假设的数据。8．7．5系统阻抗图应通过由系统单线图确定的阻抗相联，绘制系统阻抗图。如果每一个元件由它的相对于同一基值计算的阻抗表示，则对短路任何一点产生作用的各元件相应的重要性，阻抗图将直接显示，并可能作出近似的说明。注：对发电机来说，一般只用超瞬态阻抗就足够了，因为图的目的是解释系统构造。8．7．6近似计算各主配电板应用6．2．5中的公式进行非时间相关近似计算。应用6．3估算电动机短路电流。应将计算结果制成表格，用于核查时间相关计算。注：为了计算峰值短路电流，假设最大不对称性。对于发电机，使用超瞬态阻抗；对于变压器，假设它们连在无穷大汇流排上。注：对于某些应用，进一步计算是没有必要的。例如：如果计算的目的是核算开关设备定额，而开关设备定额超过了用这种方法计算的短路电流。8．7．7适用近似方法的评估应运用5．1．1．5的公式对系统的发电机建立时间相关短路电流衰减函数，建立评价其他近似方法的基础，如：25 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／1EC61363—1：1998a)计算确定发电机电缆对结果的影响；注：考虑电缆和不考虑电缆的情况下，对一台发电机进行时间相关计算，并比较所得结果。然后判断在计算中是否考虑电缆。b)计算确定由内连变压器次级的短路电流所引起的初级汇流排压降。注：计算变压器初级系统的短路电流时，这些计算结果应提供确定是否考虑发电机阻抗的判断准则。8．7．8系统计算应用时间相关计算的结果以及允许的假设求出系统每个相关节点的短路电流。短路电流计算应当针对最严峻的运行状态进行即产生短路电流最大值的状态。此外，应标识理论上最严峻的状态和产生短路电流的所有有源元件计算确定系统设计中是否应包括保护设施以避免这些理论上最严峻状态的发生。8．7．9计算结论应提供一个完整的结论，说明提供给装置的保护器件的适用性。9计算结果的应用与说明9．1一般要求研究短路电流的主要目的是；a)在一个系统网络的特定点上获得短路电流值；b)确定系统元件有足够的短路电流容量；c)确保有把握地选择电流保护装置。算出短路电流之后，应审定用以测试保护设施的具体条件和标准，并且考虑这些应用短路电流计算结果的条件。而且，注意到船上电力系统和近海设施一般有发电容量大安装空间小的特点。因此，可能发生的短路电流值相对较高，功率因数较低。9．21kV以下的系统1kV以下系统中，用以保护短路电流的保护器件一般包括熔断器和断路器。为1kV以下系统选择断路器时，应获得下述的断路器短路定额和试验条件：——额定短路接通能力；—额定短路分断能力；——一触点分离时间；一一额定运行电压；——功率因数。a)额定短路接通能力对于所有类型的断路器，额定短路接通能力应不低于由计算得到的、断路器在系统安装点上的峰值短路电流i。。断路器的额定短路接通能力应确保额定运行电压不低于系统安装点上的系统额定电压值。b)额定短路分断能力断路器的额定短路断开能力应不低于计算的预期短路断开值。在断路器触点分离的时刻，计算在它的系统安装点上的短路电流交流分量J。。(￡)，可获得预期短路断开值。对触头能在少于半周期分断的短路器，其短路定额可向其制造商咨询。应在功率因数不大于计算的预期短路断开电流的功率因数，并且电压不低于它的系统安装点上的额定电压的情况下，保证断路器的额定分断能力。c)功率因数通常在稳定电路功率因数的情况下测试断路器。由于短路期间有源元件阻抗的非线性和时间26 免费标准下载网(www.freebz.net)标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／1EC61363-1：1998相关性质，在短路情况下功率因数经常改变。由于船上和近海交流电气装置没有恒定的功率因数，因此，应在时间特定点上计算功率因数。由于船上和近海设施用电设备与发电装置之间的距离短，电缆一般很短且横截而大，导致短路条件下的功率因数小于断路器测试的功率因数。如果短路条件下的功率因数小于测试的断路器功率因数，断路器的额定容量也可能不足，即使它的额定短路分断能力可能高于预期短路断开电流。注1：断路器额定短路接通能力可能低于计算的峰值电流(i，)，该断路器可能不适用。注2：一般来说，在功率因数不大于o．2下测试的断路器用于故障功率因数在o．05～o．20范围内的电路是足够的。但是如果在较高功率因数(如o．2～o．5)下测试断路器，断路器的断开能力可能会受到恢复电压的影响，相关事宜应向制造商咨询。d)小结测试之后，断路器应标明以下额定值：——额定短路接通能力；——额定短路分断能力；——额定运行电压；——功率因数；——触点分离时间。当断路器装入系统时，其额定短路的接通能力不应低于计算的短路电流峰值i，，断路器额定短路分断能力不应低于在断路器触点分离时刻计算得的I。。(￡)，额定运行电压不应低于断路器系统安装点上的电路额定电压，功率因数应不大于计算的预期短路电流功率因数。在计算的短路电流状态和指定的断路器定额之间偏差不大时，应在使用前先向制造商咨询，如果其同意改变断路器定额，应向制造商索取合适的证据，这些证据最好附加有测试数据。9．31kV以上的系统为1kV以上系统选择断路器时，应获得以下断路器短路定额和测试条件：——额定短路接通能力；——额定短路分断能力；一一直流分量最大可接受值；～断路器分断时问；—继电器动作时间；——额定运行电压。a)额定短路接通能力断路器额定短路接通能力应不低于它在系统的安装点上计算的峰值短路电流i，，并确保电压不低于断路器在系统安装点上的电路额定电压。b)额定短路分断能力额定短路分断能力应不小于计算的预期短路断开电流，该电流通过计算断路器触头开始分离时的时间点上的短路电流交流分量f。(f)获得。该时间段应是断路器分断时间和继电器动作时间之和，可能为70ms～80ms。断路器的额定短路分断能力应确保电压不低于断路器在系统安装点上的电路额定电压。c)直流分量最大可接受值应向制造商索取断路器开通时刻的直流分量最大可接受值，且该值应不低于在断路器开通时刻计算的短路电流ia。(￡)直流分量的计算值。在开通时刻，以测试的断路器短路电流峰值的百分数表示直流分量最大可接受值。对于船用和近海设施的电气装置，直流分量一般大于其他类型的网络的直流分量。如果计算27 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载GB／T21066--2007／IEC61363—1：1998的直流分量值超过了断路器的直流分量值，则应向制造商咨询。d)功率因数对于1kv以上系统，通常在功率因数为0．15时测试断路器，相应的，这类断路器一般适用于船用和近海设施电气装置。e)小结对于额定电压大于1kv的装置，应计算至少超过五个周期的短路电流I。(￡)和id。(￡)。并应计算峰值。应以峰值和交流分量为指导研究合适的断路器，获得其开通时间和最大直流分量可接受值。断路器最大直流分量可接受值应与计算的短路电流值相比较，来选择合适的断路器。'