船用低壓配電系統的短路電流計算結果中,為何在匯流排處為最大短路點,而在發電機出線端短路電流較小?
本人從事船舶配電工作,經常需要做短路電流計算。船舶系統多為IT系統(中性點通過阻抗接地或中性點絕緣的低壓三相電力系統),發電機供電。在計算最大短路電流時,多為多台發電機並聯的情況。在中國船級社鋼製海船規範中,特別介紹了短路電流的計算過程,但我並不十分理解。在規範附錄的計算實例里,匯流排處的短路電流最大,而在發電機出線端要小一點。多年來我只知道結果,但是並不知道原因,請教大神指點!
我們看下圖:
圖中紅色的就是短路點,我們看到G1、G2和G3的短路電流都流向短路點,並且電機M1和M2的反饋電流也流向短路點。所以,短路點母線電流是所有短路電流之和。
再看下圖:
我們看到短路點左側是兩台發電機短路電流之和,短路點右側是1台發電機的短路電流,再加上兩台電機的反饋電流。顯然,母線上的短路電流比前一張圖要小得多。
由此可見,把電源安排在母線的兩側,或者安排在母線的中間,當母線發生短路時,電源安排在兩側時母線上出現的短路電流要小於電源在中間。
這就是題主的答案。
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看評論區許多人並沒有把這裡的道理弄明白,我再解釋一下。
我們看下圖:
注意到電動機反饋的電流只是發電機輸出的短路電流的零頭而已。
對於短路點1,我們看到短路電流均來自右方,其數值為:
對於短路點2,我們看到短路電流既有來自左方的,也有來自右方的。
來自左方的短路電流為:
來自右方的短路電流為:
我們看到,短路點2的短路電流小於短路點1的短路電流。
短路點3和短路點4的電流請大家自行分析。
發電機的布置位置會改變母線某截面上流過的短路電流,但不會改變單台發電機所貢獻的短路電流。正因為母線截面上的短路電流被改變了,所以母線間的短路電動力也會發生變化。
所以,對於題主提供的圖紙來說,最好的布局是發電機在母線兩側,中間是電動機。如此一來,等效於降低了短路電動力,提高了控制櫃的峰值耐受電流,提高了控制櫃的使用壽命和母線系統的使用壽命。
題主提問用的是鋼製海船入級規範中的實例,我也用鋼規實例回答你。匯流排短路時,按照2015版鋼規第四篇附錄1中1.2.5.1中所述,主配電板內主匯流排範圍內的短路,均可看作是主匯流排處短路。結合這個實例,匯流排處短路時,短路電流由G1、G2、G3、M1、M2同時提供。這點題主應該是沒有疑問的。單台發電機出線處短路時,應算做主匯流排外饋電線處。按照2015版鋼規第四篇附錄1中1.2.6.1等效發電機的應用中所述,向短路點饋送短路電流的所有發電機和電動機,在它們的共同連接點處集合在一起,合併成一台等效發電機。結合這個實例,A1處短路時,G1、G3、M1、M2和匯流排一起,應等效為一台發電機,為A1短路點提供短路電流。實際上,發電機G2在短路點也是提供短路電流的,但G2提供的短路電流不流經G2發電機的出口斷路器,流經這個短路器的短路電流由由G1、G3、M1、M2同時提供。在選擇這個斷路器的問題上,G2提供對短路點提供的短路電流無意義,故不進行計算。所以,短路電流計算的目的是進行斷路器的選擇、保護數值的整定等工作,並不一定真是短路點的電流。從工程計算上來說,發電機出線的處的短路電流要比匯流排小一台發電機的短路電流。如果在短路點實測的話,就不是這樣了。希望以上回答能對題主產生幫助。
在圖中,已經標明了實例的短路點,B1在主匯流排左側開關下口處,A1,A2,B2分別在發電機G2,G3和大馬達M1出口處。張工標註的藍色箭頭應該是發電機或者大馬達饋送的短路電流直流部分吧?
建議題主描述清楚一點,哪個點的短路電流?
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