第七章 短路电流计算
第一章短路电流计算
系统图转化为等值电路图
一、基准值：
工程上通常选取基准容量Sj=100MV A,基准电压通常取各元件所在的各级平均电压：
220KV电压级：Vj=1.05×220KV=230KV
110KV电压级： Vj=1.05×110KV=115KV
10KV电压级： Vj=1.05×10KV=10.5KV
基准电流220KV侧Ij=0.251KA，110KV侧Ij=0.502KA，10KV侧Ij=5.5KA
三绕组变压器阻抗电压为
U12%=14.5 U13%=23.2 U23%=7.2
三绕组变压器等值电抗分别为：
X1%=1/2(U12%+U13%-U23%)=1/2(14.5+23.2-7.2)=15.25
X2%=1/2(U12%+U23%-U23%)=1/2(14.5+7.2-23.2)=0
X3%=1/2(U13%+U23%-U12%)1/2(23.2+7.2-14.5)=7.95
功率：
Sd1=100Sc/x1%=100×120/15.25=786.89MVA
Sd3=100Sc/x3%=100×120/7.95=1509.43MVA
各绕组电抗标么值：
X4*=X1*=x1%/100×Sj/Sn=15.25/100×100/120=0.127
X6*=X3*=x3%/100×Sj/Sn=7.95/100×100/120=0.066
等值线路图：各取220KV，110KV和10KV母线处短路点为d1,d2,d3
1、220KV短路计算
由图知：220KV母线d1点发生短路时，
系统等效电抗
X7*=xd2*+x1*∥x4*=0.3835
d1短路时的短路电流标么值：
Id1*=E1*/xd1*+E2*/x7*=1/0.16+1/0.3835=8.86 故d1处短路时短路电流的有名值为：
Id1=Ij×Id1*=0.251×8.86=2.22KA
冲击电流：
Ich1=ich= 2Kch I d=2.55Id
冲击电流最大有效值为：
Ich=2)1
+Kch Id=1.51Id
(2
1-
工程设计中所取冲击系数为Kch=1.8
即220KV测冲击电流和最大有效值为：
ich1=2.55Id=2.55×2.22=5.661KA
Ich1=1.51Id=1.51×2.22=3.352KA
短路容量:
Sd1=3Vj1Id1=3×230×2.22=884.4MVA
2、110KV母线发生短路时：
由以上等效图计算：
X8*=xd1*+x1*∥x4*=0.2235
标么值：
Id2*=1/x8*+1/xd2*=7.599
有名值为：
Id2=I2j×Id2*=0.502×7.599=3.815KA
冲击电流：
ich2=2.55Id2=2.55×3.815=9.728KA
冲击电流有效值：
Ich2=1.51Id=1.51×3.815=5.76KA
短路容量：
Sd2=3Vj2Id2=3×115×3.815=759.894MVA
3、10KV母线发生短路时：
由以上等效图计算：
X9*=xd1*+x1*∥x4*=0.2235
X10*=x3*∥x6*=0.033
X11*=x9*+x10*+x9*x10*/xd2*=0.2235+0.033+0.2235 0.033/0.32=0.2795
X12*=xd2*+x10*+xd2*x10*/x9*=0.4002
标么值：
Id3*=1/x11*+1/x12*=6.077
有名值：
Id3=6.077×5.5=33.424KA
冲击电流：
ich3=2.55Id3=2.55×33.424=85.231KA
冲击电流有效值：
Ich3=1.51Id3=50.47KA
短路容量：
Sd2=3Vj3Id3=3×10.5×33.424=607.867MVA
常用电压电流电抗基准值表（Sj=100MVA）
第二章电气设备的选择计算
第一节断路器选择计算
一、220KV断路器的选择与校验
1、按额定电压选择
Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve
2、按额定电流选择
Ie≥Igmax
考虑到变压器在电压降低5％时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax＝1.05Ie。
即Igmax ＝
220
305.11202???＝0.66133 KA
3、按开断电流来选择
I Nbr ≥I ''=20.242 KA 4、 按短路关合电流选择 i Ncl ≥ich＝51.617 KA
根据以上计算，可以初步选择LW6－220型断路器，其参数见下表：
表2.1 所选220KV 断路器的参数
br t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.036+0.05+0.15＝0.2366 s 式中 t k ： 短路计算时间； t pr ： 继电保护动作时间； t in ： 断路器固有分闸时间； t a ： 断路器开断时电弧持续时间。
短路电流的热效应为：
Qk ＝I 2'' t k =（20.242）2?0.2366＝96.944 KA 2s 电气设备在4s 内热稳定电流的热效应：
Qn =I 2n t=502?4＝10000 KA 2
s 从而知Qk ＜Qn ，
满足要求。 6．校验动稳定: icj ＝56.617＜idw ＝100, 满足要求。
将上述计算结果列表如下：
表2.2 220KV 断路器选择与校验结果表
二、110KV 断路器的选择与校验
1．按额定电压选择
Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve
2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax ＝
110
305
.11202???＝1.3227 KA
3．按开断电流来选择
INbr ≥I ''=7.11 KA 4．按短路关合电流选择
iNcl ≥ich＝18.131 KA
根据以上计算，
可以初步选择LW14－110型断路器，其参数见下表：
表2.3 所选110KV 断路器的参数
5．校验热稳定，取后备保护动作时间t br 为0.15s 。 t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.025+0.05+0.15＝0.225 s Qk ＝I 2'' t k =（7.11）2?0.225＝11.37 KA 2
Qn =I 2n t=31.52?3＝2977 KA 2
s
从而知Qk ＜Qn ，满足要求。 6．校验动稳定
icj ＝18.131＜idw ＝80, 满足要求。 将上述计算结果列表如下：
表2.4 110KV 断路器选择与校验结果表
三、10KV 侧断路器的选择与校验 1. 10KV 最大负荷出线正常工作时 Igmax=＝
e
V S ??305.1max
＝
10
35400
05.1??=327.358 A
短路时，由前面的短路计算结果可知 Id=35.855 KA 由于加装了电抗器，可以选择断路器，根据10KV 侧出线的额定电压和最大负荷电流，选定断路器的型号为：SN10-10I ，其技术参数见下表：
表2.7 所选10KV 侧断路器的参数
经过动、热稳定及相关校验知SN10-10I 断路器满足要求
第二节 隔离开关选择计算
一、220KV 隔离开关的选择与校验 1．按额定电压选择
Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve
2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax ＝
220
305.11202???＝0.661 KA
根据以上计算，可以初步选择GW7-220DW 型隔离开关，其参数见下表：
表2.8所选220KV 隔离开关的参数
br t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.036+0.05+0.15＝0.2366 s Qk ＝I 2'' t k =（20.242）2?0.2366＝96.944 KA 2s
Qn =I 2n t=31.52?3＝2977 KA 2
s
从而知Qk ＜Qn ，满足要求。 4．校验动稳定
icj ＝56.617＜idw ＝80, 满足要求。
注：由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路电流校验。
由上述计算表明，选择GW7－220DW 型隔离开关能满足要求 将上述计算结果列表如下：
表2.9 220KV 隔离开关选择与校验结果表
二、110KV 隔离开关的选择与校验 1．按额定电压选择
Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve
2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax ＝
110
305
.11202???＝1.3227 KA
根据以上计算，可以初步选择GW5－110型隔离开关，其参数见下表：
表2.10 所选110KV 隔离开关的参数
br t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.025+0.05+0.15＝0.225 s Qk ＝I 2'' t k =（7.11）2?0.225＝11.37 KA 2s
Qn =I 2n t=31.52?4＝3969 KA 2
s
从而知Qk ＜Qn ，满足要求。
4．校验动稳定
icj ＝18.131＜idw ＝100, 满足要求。 将上述计算结果列表如下：
表2.11 110KV 隔离开关的选择与校验结果表
三、10KV 侧隔离开关的选择与校验
1．按额定电压选择
Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve
2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax=＝
e
V S ??305.1max
＝10
35400
05.1??=327.358 A
根据以上计算数据，可以初步选择GN2－10/3000型隔离开关，其参数见下表：
表2.14 所选10KV 隔离开关的参数
3．校验热稳定
t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.06+0.05+0.15＝0.26 s QK ＝I 2'' t k =（35.855）2?0.26＝334.25 KA 2
Qn=I 2n t=502?4＝25000 KA 2s
从而知Qk ＜Qn ，满足要求。
4．校验动稳定
icj＝91.430＜idw＝100, 满足要求。
由上述计算结果列表明选择GN2－10/3000隔离开关能满足要求
将上述计算结果列表如下：
表2.15 10KV侧隔离开关的选择与校验结果表
从上表可知，
选择GN2－10/3000型隔离开关满足要求
第三节电流互感器选择计算
一、220KV侧电流互感器的选择：
1．根据电流互感器安装处电网额定电压Uns=220KV，线路Imax=727A
查表，可初步选择型号为LB9-220的电流互感器参数如下表
2．热稳定校验：只需对本身带有一次回路导体的互感器进行。
（KtIn1）2=(42×1.2)2=2540.16 故满足要求3．内部动稳定校验：电流互感器的内部动稳定能力，常以允许通
过的动稳定电流ies或对一次额定电流最大值的倍数Kes表示，
2IN1Kes=2×1.2×78=132.37KA>5.661KA(i sh) 可满足内部动稳定要求。
二、110KV侧电流互感器选择
1．根据电流互感器安装处电网额定电压Uns=110KV线路Imax=735A
查表，选择LB1-110型电流互感器，变比为2×400/5，准确级次0.5,
额定阻抗Z N2=2.0Ω,1s热稳定倍数52.5，动稳定倍数138.
2、热稳定校验，由（KtIn1）2=(52.5×0.8)2=1764(KA)2s
3、动稳定校验
由2IN1Kes=2×0.8×138=156.13KA>9.728KA(i sh)
满足内部动稳定要求。
第四节电压互感器选择计算
一、 220KV侧电压互感器的选择
根据电压互感器的用途，装设地点及母线电压，查表选用JCC-220（GYW1）型干式串级绝缘防污型电容式TV，技术数据如下：
二、 110KV侧电压互感器的选择
根据电压互感器安装处电网额定电压Uns=110KV，用途及安装地点查表选择Jcc6-110(GYW1)型TV，技术数据如下表：
三、 10KV侧电压互感器的选择
根据要求初选型号JSZW3-10型三相五柱浇注绝缘TV，其额定电
1.0KV.由于接有计费电能表，故选用0 .5准确级，与压10/0.1/
3
之对应的三相额定容量S N2=150VA
（1）按二次负荷选择三只互感器的原副和辅助绕组应分别接成星-星-开口三角形。各负荷分配如下表：
电压互感器各相负荷分配（不完全星形部分）
由此可得：S UV =
()()
()VA Q P UV
UV
65.1688.132.9222
2=+=+∑∑
φ
UV =arccos
5.5665
.162
.9arccos ==∑UV
UV
S P
S UW =
()()
()VA Q P UW
UW
82.1688.135.92222
=+=+∑∑
φ
UW =arccos
6.5582
.165
.9arccos ==∑UW
UW S P
由于S UV S UW 相当，φUV ，φUW 可以判定P V >P U >P W ,Q V >Q W >Q U ,
即V 相绕组负荷最大，只需求出该相负荷进行校验。在计算时，绝缘监察电压表（P V ’=0.3w ，Q V ’=0） 得：
P V =[S UV cos(φuv+30 )+Svwcos(φvw-30 )]/3+ P V ’
=[16.65cos(56.5 +30 )+16.82cos(55.6 -30 )]/3+0.3
=11.26(W)
Q V =[S UV sin(φuv+30 )+S UW sin(φvw-30 )]3 =[16.65sin(56.5 +30 )+16.82sin(55.6 -30 )]3
=13.20(W)
S V =15035.1720.1326.112222<=+=+V V Q P /3(V A)
可见，即使有一台互感器退出，另一台运行中的互感器仍能承担全部负荷，故所选电压互感器满足要求。
第五节 母线的选择计算
一 、10KV 母线的选择
根据母线安装处工作电压U NS =10KV 及使用技术条件，可初步选择矩形铝母线，由于10KV 侧Tmax=4500h 查经济电流密度曲线得j=0.84Amm 2
按经济电流密度选择母线截面，母线最大持续工作电流Imax=1732A Sj=
220628
.01732
Im mm j ax == 查表选用每相2条100m m ×10mm 矩形铝导体，三相垂直布置，I N =2840A ，
当θ=40 时允许电流为
Ial=KI N =0.149A I N 1732201428404070149.070>=?-=-θ 满足长期允许发热条件。 二、 110KV 母线的选择
按最大持续工作电流选择母线截面，母线回路最大持续工作电流为314.93A
由要求Tmax=4200h,查j=1.26A /mm 2
Sj=
258326
.1735
max 'mm j I == 可初步选择母线型号为LGJQ-600型钢芯铝绞线，导体最高允许温度选择80度时，长期允许载流量I N =1047A 环境温度30度时，温度修正系数为K θ=0.94
Ial=K θI N =0.94×1047=984A>735A 故满足长期允许发热条件。 三、 220KV 母线的选择
按母线的安装地点，使用条件及电网电压要求，可初步选管形母线
按最大持续工作电流选择母线截面，最大持续工作电流为330.67A 导体截面216mm 2的铝锰合金管形导体，其最高允许温度为80 时的截流量为565A
选择GN2－10/3000型隔离开关满足要求
第三章 防雷设计计算
一、220KV 侧避雷器的选择和校验 1、型式选择
根据设计规定选用FCZ 系列磁吹阀式避雷器。 2、额定电压的选择： 220N NS U U KV ==
因此选 FCZ-220避雷器，其参数如下表7-2：
表7-2 避雷器参数
3、灭弧电压校验：
最高工作允许电压： 1.15 1.15220253m N U U KV ==?= 直接接地： 0.8253202.4mh d m U C U >=?=KV ，满足要求。 4、工频放电电压校验： 下限值：03438.2gfx xg U k U >==KV 上限值： 1.2 1.2438.2525.84gfs gfx U U ==?=KV ＜580KV 上、下限值均满足要求。
5、残压校验： 2.35202.4672.657bc bh mh U k U ===KV ＜740KV ，满足要求。
6、冲击放电电压校验：672.657chfd bc U U ==KV ＜710KV ，满足要求。
所以，所选FCZ-220 型避雷器满足要求 二、110KV 侧避雷器的选择和校验 1、型式选择
根据设计规定选用FCZ 系列磁吹阀式避雷器。 2、额定电压的选择： 110N NS U U KV ==
因此选FCZ-110避雷器，其参数如下表7-3：
表7-3 避雷器参数
3、灭弧电压校验：
最高工作允许电压： 5.12611015.115.1=?==N m U U KV 直接接地： 2.1015.1268.0=?=>m d mh U C U KV ，满足要求。 4、工频放电电压校验： 下限值： 2193
5.12630=?
=>xg gfx U k U KV
上限值： 2622192.12.1=?==gfx gfs U U KV ＜290KV 上、下限值均满足要求。
5、残压校验： 3362.101235.2=??==mh bh bc U k U KV ＜365KV ，满足要求。
6、冲击放电电压校验：336chfd bc U U ==KV ＜345KV ，满足要求。 所以，所选FCZ-110 型避雷器满足要求。 三、10KV 侧避雷器的选择和校验
1、型式选择： 根据设计规定选用FS 系列普通阀式避雷器。
2、额定电压的选择： 10N NS U U KV == 因此，选择FS —10型磁吹阀式避雷器.
表7-4 FS-10主要技术数据
3、灭弧电压校验：
最高工作允许电压：5.111015.115.1=?==N m U U KV
直接接地： 65.125.111.1=?=>m d mh U C U KV ，满足要求。 4、工频放电电压校验 下限值： 233
5.115.30=?
=>xg gfx U k U KV
上限值： 28262.12.1=?==gfx gfs U U KV ＜31KV 上、下限值均满足要求。
题目短路电流及其计算
题目：短路电流及其计算 讲授内容提要：三相短路、两相短路及单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 教学目的：掌握三相短路、两相短路及单相短路电流的计算，会根据短路条件进行设备校验。 教学重点：欧姆法和标幺值法计算短路电流的方法，掌握短路热稳定和动稳定校验的方法。 教学难点：欧姆法和标幺值法计算短路电流的方法 采用教具和教学手段：多媒体及板书 授课时间：年月日授课地点：新教学楼教室 注：此页为每次课首页，教学过程后附；以每次（两节）课为单元编写教案。
第三章 短路电流及其计算 本次课主要内容：三相短路、两相短路及单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算 计算过程：绘出计算电路图、元件编号、绘等效电路、计算阻抗和总阻抗、计算短路电流和短路容量。 一、欧姆法进行三相短路计算 22 ) 3(3∑ ∑ += X R U I C K 计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。 、电力系统的阻抗计算 OC C S S U X 2= 、电力变压器的阻抗计算 2)(N C K T S U P R ?≈ N C K T S U U X 2 100%? ≈ 、电力线路的阻抗计算 l R R WL 0= l X X WL 0= 、阻抗换算 2'' )(C C U U R R = 2'' )(C C U U X X = 三、标幺制法三相短路电流计算 、基准值 基准容量 MVA S d 100= （可以任意选取） 基准电压 c d U U = （通常取短路计算电压） 基准电流 C d d d d U S U S I 33==
基准电抗 d C d d d S U I U X 2 3= = 、元件标幺值： 电力系统电抗标幺值： OC d d C OC C d S S S S S U S U X X X ===*//22 电力变压器电抗标幺值： N d K d C N C K d T T S S U S U S U U X X X ?=?==*100%/100%2 2 电力线路电抗标幺值： 22/C d O d C O d WL WL U S l X S U l X X X X ?===* 、短路电流标幺值及短路电流计算 *)* 3()3(2) 3()3(1 3/3/∑ * ∑ ∑∑* = =====X I I I I X X S U U S X U I I I d d K K d C C d C d K K 、三相短路容量 ** ) 3()3(33∑ ∑== =X S X U I U I S d c d C K K 四、两相短路电流的计算 ∑ =Z U I C K 2) 2( 866.02/3/) 3()2(==K K I I 五、单相短路电流的计算 ∑ ∑∑++=321)1(3Z Z Z U I K ? 工程计算 0 )1(-= ??Z U I K 第四节 短路电流的效应和稳定度校验 一、短路电流的电动效应和动稳定度 动稳定度校验 一般电器： )3(max ) 3(max sh sh I I i i ≥≥
第七章 短路电流计算
第一章短路电流计算 系统图转化为等值电路图 一、基准值： 工程上通常选取基准容量Sj=100MV A,基准电压通常取各元件所在的各级平均电压： 220KV电压级：Vj=1.05×220KV=230KV 110KV电压级： Vj=1.05×110KV=115KV 10KV电压级： Vj=1.05×10KV=10.5KV 基准电流220KV侧Ij=0.251KA，110KV侧Ij=0.502KA，10KV侧Ij=5.5KA 三绕组变压器阻抗电压为 U12%=14.5 U13%=23.2 U23%=7.2 三绕组变压器等值电抗分别为： X1%=1/2(U12%+U13%-U23%)=1/2(14.5+23.2-7.2)=15.25 X2%=1/2(U12%+U23%-U23%)=1/2(14.5+7.2-23.2)=0
X3%=1/2(U13%+U23%-U12%)1/2(23.2+7.2-14.5)=7.95 功率： Sd1=100Sc/x1%=100×120/15.25=786.89MVA Sd3=100Sc/x3%=100×120/7.95=1509.43MVA 各绕组电抗标么值： X4*=X1*=x1%/100×Sj/Sn=15.25/100×100/120=0.127 X6*=X3*=x3%/100×Sj/Sn=7.95/100×100/120=0.066 等值线路图：各取220KV，110KV和10KV母线处短路点为d1,d2,d3 1、220KV短路计算 由图知：220KV母线d1点发生短路时，
系统等效电抗 X7*=xd2*+x1*∥x4*=0.3835 d1短路时的短路电流标么值： Id1*=E1*/xd1*+E2*/x7*=1/0.16+1/0.3835=8.86 故d1处短路时短路电流的有名值为： Id1=Ij×Id1*=0.251×8.86=2.22KA 冲击电流： Ich1=ich= 2Kch I d=2.55Id 冲击电流最大有效值为： Ich=2)1 +Kch Id=1.51Id (2 1- 工程设计中所取冲击系数为Kch=1.8 即220KV测冲击电流和最大有效值为： ich1=2.55Id=2.55×2.22=5.661KA Ich1=1.51Id=1.51×2.22=3.352KA 短路容量: Sd1=3Vj1Id1=3×230×2.22=884.4MVA 2、110KV母线发生短路时： 由以上等效图计算：
短路电流计算案例
短路容量及短路电流的计算 1、计算公式： 同步电机及发电机标么值计算公式： r j d d S S x X ?= 100%""* （1-1） 变压器标么值计算公式： rT j k T S S u X ?= 100%* （1-2） 线路标么值计算公式： 2*j j L L U S L X X ??= （1-3） 电抗器标么值计算公式： j j r r k k U I I U x X ? ?= 100%* （1-4） 电力系统标么值计算公式：s j s S S X = * （1-5） 异步电动机影响后的短路全电流最大有效值： 2 ""2""])1()1[(2)(M M ch s s ch M s ch I K I K I I I -+-++=?? （1-6） 其中：%"d x 同步电动机超瞬变电抗百分值 j S 基准容量，100MV A j U 基准容量，10.5kV j I 基准电流，5.5kA r S 同步电机的额定容量，MV A rT S 变压器的额定容量，MV A %k u 变压器阻抗电压百分值 L X 高压电缆线路每公里电抗值，取0.08km /Ω 高压电缆线路每公里电抗值，取0.4km /Ω L 高压线路长度，km
r U 额定电压，kV r I 额定电流，kA %k x 电抗器的电抗百分值 s S 系统的短路容量，1627MV A "s I 由系统送到短路点去的超瞬变短路电流，kA "M I 异步电动机送到短路点去的超瞬变短路电流，kA ，rM qM M I K I 9.0"= rM I 异步电动机的额定电流，kA qM K 异步电动机的启动电流倍数，一般可取平均值6 s ch K ?由系统馈送的短路电流冲击系数 M ch K ?由异步电动机馈送的短路电流冲击系数，一般可取1.4~1.7 2、接线方案 图1 三台主变接线示意图 3、求k1点短路电流的计算过程 3.1网络变换
电力系统三相短路电流的计算
能源学院 课程设计 课程名称：电力系统分析 设计题目：电力系统三相短路电流的计算 学院：电力学院 专业：电气工程及其自动化____________ 班级：1203班________________________ 姓名：将________________________ 学号：1310240006__________________
目录 摘要 (1) 课题 (2) 第一章.短路的概述 (2) 1.1发生短路的原因 (2) 1.2发生短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (3) 1.4短路的后果 (3) 第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算 (4) 2.1收集已知电力系统的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (4) 2.2.1标幺值的概念 (4) 2.2.2计算各元件的电抗标幺值 (5) 2.2.3系统的等值网络图 (5) 第三章.故障点短路电流计算 (6) 第四章.电力系统不对称短路电流计算 (9) 4.1对称分量法 (9) 4.2各序网络的定制 (10) 4.2.1同步发电机的各序电抗 (10) 4.2.2变压器的各序电抗 (10) 4.3不对称短路的分析 (12) 4.3.1不对称短路三种情况的分析 (12) 4.3.2正序等效定则 (14) 心得体会 (15) 参考文献 (16)
电力系统分析是电气工程、电力工程的专业核心课程，通过学习电力系统分析，学生可以了解电力系统的构成，电力系统的计算分析及方法、电力系统常见的故障及其处理方法、电力系统稳定性的判断，为从事电力系统打下必要的基础。 电力系统短路电流的计算是重中之重，电力系统三相短路电流计算主要是短路电流周期（基频）分理的计算，在给定电源电势时，实际上就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法，对系统元件模型和标幺参数计算作简化处理，将电路转化为不含变压器的等值电路，这样，就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。 在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生最严重故障的后果之一。
3短路电流和计算课后习题解析
习题和思考题 3-1.什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路故障的原因有哪些？短路有哪些危害？短路电流计算的目的是什么？ 答：所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路，其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有： （1）电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 （2）运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关（部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置），检修后忘拆除地线合闸等； （3）自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘，大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。因此，短路将会造成严重危害。 （1）短路产生很大的热量，造成导体温度升高，将绝缘损坏； （2）短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏； （3）短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热而烧坏； （4）短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便； （5）严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃； （6）单相对地短路时，电流产生较强的不平衡磁场，对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。 计算短路电流的目的是: （1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
短路电流计算公式
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算发布者：admin 发布时间：2009-3-23 阅读：513次供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器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,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz =100 MV A 基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4
电力工程基础 第4章习题答案
第四章 4-1 什么叫短路？短路的类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？ 答：短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。短路的类型有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。 短路对电力系统的危害有：短路电流所产生的热效应使设备发热急剧增加，短路持续时间较长时，可使设备因过热而损坏甚至烧毁；短路电流的力效应可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；短路时因系统电压大幅度下降，将会严重影响用户的正常工作，造成产品报废甚至设备损坏；短路情况严重时可导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性；不对称短路电流所产生的不平衡磁场会对邻近的平行线路产生电磁干扰，影响其正常工作。 4-2 什么叫标幺值？在短路电流计算中，各物理量的标幺值是如何计算的？ 答：某一物理量的标幺值，等于它的实际值与所选定的基准值的比值。 在短路电流计算中，常取基准容量d S =100MV A ，基准电压用各级线路的平均额定电压，即av d U U =，则基准电流d d d U S I 3=，基准电抗d d d S U X 2=。 4-3 什么叫无限大容量系统？它有什么特征？ 答：无限容量系统亦称无限大功率电源，是指系统的容量为无限大，内阻抗为零。它是一个相对概念，真正的无限大功率电源是不存在的。 特征：在电源外部发生短路时，电源母线上的电压基本不变，即认为它是一个恒压源。当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%～10%时，就可以认为该电源是无限大功率电源。 4-4 什么叫短路冲击电流sh i 、短路次暂态电流I ''和短路稳态电流∞I ？在无限大容量系统中，它们与短路电流周期分量有效值有什么关系？ 答：短路冲击电流sh i 是指在最严重短路情况下三相短路电流的最大瞬时值；短路次暂态电流I ''是指短路瞬间（0=t s ）时三相短路电流周期分量的有效值；短路稳态电流∞I 是指短路电流非周期分量衰减完后的短路全电流。在无限大容量系统中，有p sh sh I K i 2=和p I I I ==''∞。 4-5 如何计算电力系统各元件的正序、负序和零序电抗？变压器的零序电抗与哪些因素有关？ 答：发电机的正序电抗包括稳态时的同步电抗d X 、q X ，暂态过程中的d X '、q X '和d X ''、q X ''。 负序电抗与故障类型有关，零序电抗和电机结构有关，查教材表4-2；变压器的负序电抗与正序电抗相等，零序电抗与变压器的铁心结构及三相绕组的接线方式等因素有关；线路的负序电抗和正序电
习题参考答案
习题与思考题 3－1 无限大与有限电源容量系统有何区别？对于短路暂态过程有何不同？ 答：所谓无限大容量电源系统是指电源的内阻抗为零，在短路过程中电源的端电压恒定不变，短路电流周期分量恒定不变。事实上，真正无限大容量电源系统是不存在的，通常将电源内阻抗小于短路回路总阻抗10％的电源看作无限大容量系统。一般工矿企业供电系统的短路点离电源的电气距离足够远，满足以上条件，可作为无限大容量电源供电系统进行短路电流计算和分析。 所谓有限容量电源系统是指电源的内阻抗不能忽略，且是变化的，在短路过程中电源的端电压是衰减的，短路电流的周期分量幅值是衰减的。通常将电源内阻抗大于短路回路总阻抗10% 的供电系统称为有限大电源容量系统。 有限大容量电源系统短路电流的周期分量幅值衰减的根本原因是：由于短路回路阻抗突然减小和同步发电机定子电流激增，使发电机内部产生电磁暂态过程，即发电机的端电压幅值和同步电抗大小出现变化过程，由其产生的短路电流周期分量是变化的。所以，有限容量电源系统的短路电流周期分量的幅值是变化的，历经从次暂态短路电流（I）暂态短路电流（I）稳态短路电流（I∞）的衰减变化过程。 3－2 有人说三相电路中三相的短路电流非周期分量之和等于零，并且三相短路全电流之和也为零，这个结论是否正确？为什么？ 答：两种说法都是对的。为了简化分析，考虑在由无限大电源容量供电的空载线路中发生三相短路时A相电压瞬时值为零，分别对各相短路回路微分方程求解可得各相的短路电流为 （3-1） 式中--各相短路电流瞬时值； --短路电流周期分量幅值； --短路回路蛆抗角，； --短路回路时间常数，。 当系统参数变化时，有不同的数值，但在实际电力系统巾，系统电抗远较电阻为大，即短路回路中有，故≈，则上式可简化为 （3-2） 可见，各相短路电流都是由一个周期分量和一个幅值按指数规律衰减的非周期分量叠加而成。由式(3-2)可知，各项周期分量由于幅值相等、相位互差，是一组对称量，故其相量和必为零，故各相非周期分量除系数外均为三个完全相等的、时问常数相同的衰减量，而它们的系数和又为零，故各相非周期分量之和也为零；同样道理，各相短路电流之和也为零。 3－3 在什么条件下，发生三相短路冲击电流值最大？若A相出现最大冲击短路电流，
(完整版)短路电流的计算方法
第七章短路电流计算 Short Circuit Current Calculation §7-1 概述General Description 一、短路的原因、类型及后果 The cause, type and sequence of short circuit 1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地 的系统）发生通路的情况。 2、短路的原因： ⑴元件损坏 如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路. ⑵气象条件恶化 如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等. ⑶违规操作 如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压. ⑷其他原因 如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等. 3、三相系统中短路的类型： ⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路； )1( k—单相接地短路；)1,1(k—两相接地短路； ⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路； 不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称; 如两相短路、单相短路和两相接地短路. 注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。4、短路的危害后果 随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面。 （1）电动力效应 短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导 体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭 到破坏。 （2）发热 短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备 可能过热以致损坏。 （3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃
历年注电考试短路电流计算题目解析
2005年发输变电 解：取基准容量60B S =MV Ａ，则1*2*0.1G G X X == 11 %(201010)102 K U =+-=，因此1*0.1T X =，同理可得2*0.1T X =，3*0T X = *(0.10.1)||(0.10.1)0.1X j j j ∑=++= ，32.99f I = =，选A 。 解：1*1000.11000G X = =，1*0.1T X =，*0.03l X =，2*0.1T X =，1*100 0.12833 G X == 当f3点短路时，*1 (0.10.1)||(0.030.10.12)9 X j j j ∑=+++= *31001 9 f X M ∑= =，因此f3点短路容量为900,选C 。
解：12=0.10.10.2X X ∑∑=+=，1121 2.5 2.5270() o a I j j X X ∑∑= =-=∠+，21 2.5 2.590o a a I I j =-==∠ 对于YN,d11接线，存在下列关系：1130 2.5300o o A a I I =∠=∠，2230 2.560o o A a I I =∠-=∠ 12 2.5A a a I I I =+=。 解：12=0.10.20.3X X ∑∑=+=，00.20.2X ∑=+，13 33f a I I X ∑ ===，选D 。 2008 供配电 解：12=0.10.10.150.35X X ∑∑=++= 0(0.1 0.45)//0.170.13 X ∑=+=
11201 1.205a I X X X ∑ ∑∑= =++ ，所以30.907f a I I ==，选D 。 2007 发输变 解：此题缺少条件，右边变压器参数应该和2008供配电52题一样，因此经过类似计算可得： 11201 1.1236a I X X X ∑∑∑==+ +30.846f a I I == 1120*()*230131.79a a U I X X ∑∑=+=，选A 。 解：1250=1.2 =0.31000G X 12250=50*0.4=0.378115l X 2 22503 =50*0.4*=0.2275115l X 322502 =50*0.4 *=0.1515 115l X =0.105T X 2=0.12G X (0.30.378)//0.151+0.105+0.12+0.2270.469X ∑=+=（ ） 2.677f I KA = = 冲击电流为2.55=6.82f I ，选A 。
短路电流计算(案例分析)
4-10 某工厂变电所装有两台并列运行的S9-800（Y,yn0接线）型变压器，其电源由地区变电站通过一条8km 的10kV 架空线路供给。已知地区变电站出口断路器的断流容量为500MVA ，试用标幺制法求该厂变电所10kV 高压侧和380V 低压侧的三相短路电流k I 、sh i 、sh I 及三相短路容量k S 。 解：（1）取100=d S MVA ， 5.101=d U kV ，4.02=d U kV ，则 kA 5.5kA 5 .10310031 1=?= = d d d U S I ，kA 3.144kA 4 .0310032 2=?= = d d d U S I （2）计算各元件电抗标幺值 系统 2.0500 100 * === oc d S S S X 线路 9.25 .10100 84.02 21* =??==av d WL U S l x X 变压器 625.58 .0100 1005.4100%* =?==N d k T S S U X （3）k 1点短路： 1.39.22.0* **1=+=+=∑WL S X X X kA 77.1kA 1.35 .5* 1 11=== ∑X I I d k kA 51.4kA 77.155.255.21=?==k sh I i kA 67.2kA 77.151.151.11=?==k sh I I kA 77.11==∞k I I MV A 26.32MV A 1.3100* 1 === ∑X S S d k （4）k 2点短路： 9125.52 625.59.22.02****2 =++=++=∑T WL S X X X X
第三章 短路电流及其计算习题及答案
第三章短路电流及其计算习题及答案 3—1 什么叫短路?短路的类型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害? 解: 短路是不同相之间,相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接. 短路种类有三相短路,两相短路,单相短路和两相接地短路. 短路的原因主要有设备长期运行,绝缘自然老化,操作过电压,雷电过电压,绝缘受到机械损伤等. 短路的危害: 1 短路产生很大的热量,导体温度身高,将绝缘损坏. 2 短路产生巨大的电动力,使电器设备受到机械损坏 3 短路使系统电压严重减低,电器设备正常工作受到破坏. 4 短路造成停电,给国家经济带来损失,给人民生活带累不便. 5严重的短路将影响电力系统运行的稳定性,使并联运行的同步发电机失去同步,严重的可能造成系统解列,甚至崩溃. 6 单相短路产生的不平横磁场,对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰,影响其正常工作. 3-2．什么叫无限大容量系统?它有什么特征?为什么供配电系统短路时,可将电源看做无限大容量系统? 答:无限大容量系统的指端电压保持恒定,没有内部阻抗和容量无限大的系统.它的特征有:系统的容量无限大.系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变.实际上,任何电力系统都有一个确定的容量,
并有一定的内部阻抗.当供配电系统容量较电力系统容量小得多,电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%,或短路点离电源的电气距离足够远,发生短路时电力系统母线降低很小,此时可将电力系统看做无限大容量. 3-3无限大容量三相短路时，短路电流如何变化？ 答：三相短路后，无源回路中的电流由原来的数值衰减到零；有源回路由于回路阻抗减小，电流增大，但由于回路内存在电感，电流不能发生突变，从而产生一个非周期分量电流，非周期分量电流也不断衰减，最终达到稳态短路电流。短路电流周期分量按正弦规律变化，而非周期分量是按指数规律衰减，最终为零，又称自由分量。 3-4 产生最严重三相短路电流的条件是什么？ 答：（1）短路前电路空载或cosΦ=1； （2）短路瞬间电压过零，t=0时a=0度或180度； （3）短路回路纯电感，即Φk=90度。 3-5 什么是次暂态短路电流? 什么是冲击短路电流? 什么是稳态短路电流? 它们与短路电流周期分量有效值有什么关系? 答: 次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值. 冲击短路电流是短路全电流的最大瞬时值. 高压系统Ksh=1.8,ish=2.55I″,Ish=1.51I″，低压系统Ksh=1.3,ish=1.84I″,Ish=1.09I″稳态短路电流是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流.无限大容量系统I″=IP= I∞，高压系统ish=2.55I″,Ish=1.51I″，低压系统
第四章 短路电流计算
第四章短路电流的计算 答案 4-1供配电系统中常见的短路种类有那些？短路的主要危害是什么？ 答：供配电系统中常见的短路类型有： （1）中性点接地系统：三相短路、两相短路、单相短路、两相接地短路 （2）中性点不接地系统：三相短路、两相短路 危害： （1）短路电流远大于正常工作电流，其带来的力效应和热效应足以使设备受到破坏。 （2）短路点附近的母线电压严重下降，使接于母线其他回路电压严重低于正常工作电压，影响设备的正常工作。 （3）短路点处可能产生电弧。 （4）不对称短路会在系统中产生复杂的电磁过程。 （5）不对称短路会使磁场不平衡。 4-2低压配电系统有哪两种分类方式？ 答：（1）带电导体系统型式（带电导体是指相线和中性线） （2）系统接地型式（配电系统中的保护线PE与系统中某一部分相连接的方式） 4-3 无限大容量电源系统有什么特征？如何确定一个系统是否可以等效为无限大容量的电源系统？ 答：无限大容量电源系统的特征是电力系统某局部无论发生了什么扰动，电源的电压幅值和频率均保持恒定。 对于一个系统来说，若能找到一点，当供配电系统发生短路时，该点的电压可以小到忽略不计时，则这一点就可以看成是一个无限大容量电源系统。 4-4短路冲击电流瞬时值i sh和第一周期短路冲击电流有效值I sh各有什么不同？各有什么用途？ 答：i sh是第一周期内全电流峰值，即瞬时最大短路电流值。它可用来校验母线及绝缘子的动稳定性。 而I sh为三相短路时第一周期内的全电流有效值。它用于校验开关设备的动稳定性。 4-5短路容量的物理意义是什么？工程上有什么用途？ 答：工程上，短路容量主要有以下两方面的应用：
短路电流计算公式
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器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,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz =100 MV A 基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV
短路电流计算案例解析
A 短路容量及短路电流的计算 1、计算公式：X"*d X"x% S i 100 S r 变压器标么值计算公式：X *T U k% S j 100 S rT 线路标么值计算公式：X *L X L L S j U2 电抗器标么值计算公式：X *k X k% U r 100 l r U 电力系统标么值计算公式：X *s S 异步电动机影响后的短路全电流最大有效值:(1-1) (1-2) (1-3) (1-4) (1-5) (1-6) 同步电机及发电机标么值计算公式: j S s j
U r 额定电压，kV I r 额定电流，kA X k %电抗器的电抗百分值 S s 系统的短路容量，1627MVA I s 由系统送到短路点去的超瞬变短路电流， kA I M 异步电动机送到短路点去的超瞬变短路电流， kA ，I M 0.9K qM I rM I rM 异步电动机的额定电流， kA K qM 异步电动机的启动电流倍数，一般可取平均值 6 K ch?s 由系统馈送的短路电流冲击系数 K ch ?M 由异步电动机馈送的短路电流冲击系数，一般可取 1.4~1.7 2、接线方案 3、求k1点短路电流的计算过程 3.1网络变换 xw* 躬* Tdl-IZ&T 5l fit H9 n: \i.v thin ：o ：v ? 旬口屛 三台主变接线示意图 X3曲 iifiJuEi/i u NO/X 如 诂如I 汽- 姒切iU nO/iftM 押i| 6S
(a) z ?2 X I . T < < s 4X 7 J 2 V A 4 X □ J o X K s 2X 5 - 3 2 图 iy： ：2 o (j) 求k1点短路电流网络变换图 T ￡ (g) 缪 I o (k)
第四章短路电流及其计算
第四章短路电流及其计算 第一节概述 在供电系统的设计和运行中，首先应考虑供电系统可靠地连续供电，从而保证生产和生活正常进行；同时也应考虑故障情况的影响。故障的种类有多种多样，最严重的故障是短路故障。短路故障，是供电系统中一相或多相载流导体接地或各相间相互接触从而产生超出规定值的大电流。在通常条件下，最严重的短路故障是三相短路，即供电系统中三相之间发生短路。也有两相短路和单相短路。无论哪种短路，所产生的大电流都将会供电系统中的电器设备和人身安全带来极大的危害和威胁。为了准确地掌握这种情况，应该对供电 系统中可能产生的短路电流数值加以计算，并根据计算值装设相应的保护装置来消除短路故障。另外，还要计算出其值所产生的电动效应、电热效应，从而保证供电系统中的所有与载流部分有关的电器设备在选择时有据可依。在实际运行在红，能承受得起最大的短路电流所产生的热效应和电动效应的作用而不造成损坏。 在短路电流的计算中，通常把电力系统分为无限容量系统和有限容量系统两大类，由这两类作为供电电源的供电系统短路电流的变化是不完全一样的：所谓“有限” 、“无限”，只是一个相对的问题。在工程计算中，特别是建筑电气设计中，由于一般民用的供电系统容量远比整个电力系统容量小，而供电系统的阻抗又比整个电力系统阻抗大，因此在供电系统发生短路时，电力系统馈出的母线上电压几乎保持不变，这时我们就可以认为给民用建筑供电的电力系统是无限大容量系统。 本章所研究的问题和提出的使用公式均是以无限大容量系统供电为前提，并且对于高压电网仅考虑电抗对短路的影响。对于低压则考虑电抗和电阻对短路的影响。 第二节短路电流对供电系统的影响 一、短路的形式和造成的后果 （一）短路的形式 造成短路原因的因素大体可分为人为因素、自然因素和一些不可预见的综合因素。所谓人为因素是指由于供电系统的工作人员操作失误所造成的。例如违反操作规程的操作、误接线和运行维护不当，未及时发现设备老化绝缘损坏造成的系统短路等。自然因素是指由于自然的条件突变造成的系统短路。例如：因受雷电的袭击造成电气设备过电压而使设备的绝缘损坏而形成的短路；大风、低温、冰雹等造成的线路的短路等。另外还有一些不可预见的因素也会造成系统的短路。例如：鸟类、爬行类动物跨越在两个导线之间，或导线和大地之间，或咬坏导线、设备的绝缘造成的系统短路。在三相供电系统中无论哪种原因短路的形成大体可分为：三相短路、两相短路和单相短路。有时系统发生短路后又接地了，则称接地短路。三相短路称为对称短路，其他则称为非对称短路。根据实际的系统运行结果表明，单相短路的出现机会相对其他的短路机会多。两相和三相短路机会较少，但是三相短路所造成的影响比单相和两相都大。（二）短路造成的后果 供电系统短路时，系统的阻抗值比正常运行时的阻抗值要小很多。短路电流要比正常运行时电流大几十倍有时可以达到几百倍。显然这个数值是根据系统容量的大小来确定的。通常的建筑供电系统（变压器容量在1000kVA 时）高压侧三相短路电流也能达到几千安培。而低压侧要达到几万安培。不难看出如此大的短路电流将会给供电系统带来什么样的影响。虽然短路的形式不同所带来的影响性质和程度都不同，从理论上定性分析造成的影响主要有如下几个方面： 1.短路造成停电事故，会给生产、生活带来不便和损失； 2.有时短路不会造成停电，但会使供电系统的电压骤然下降，形成在供电系统中连接的所有用电设备在低电压下运行，如果作为主要动力的电动机处于低电压下运行，必然会造成电动机损坏。对于照明系统中的照明装置也会带来影响，白炽灯变暗、气体放电光源不能点燃等。 3.如果系统发生非对称短路，非对称的短路电流会有磁效应产生，当磁通量达到一定值时，必然对相邻的通信线路、电子设备、控制系统造成强烈的电磁干扰。
短路电流计算方法及习题
三相短路的有关物理量 1）短路电流周期分量有效值： 短路点的短路计算电压（或称平均额定电压），由于线路首端短路时 其短路最为严重，因此按线路首端电压考虑，即短路计算电压取为比 线路额定电压高5%，按我国标准有,, ,,,37,69,…… 短路电流非周期分量最大值： 2）次暂态短路电流： 短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值。 3）短路全电流有效值： 指以时间t 为中心的一个周期内，短路全电流瞬时值的均方根值。 4）短路冲击电流和冲击电流有效值： 短路冲击电流：短路全电流的最大瞬时值. 出现在短路后半个周期，t= ksh 为短路电流冲击系数；对于纯电阻电路，取1； 对于纯电感性电路，取2；因此，介于1和2之间。 冲击电流有效值：短路后第一个周期的短路全电流有效值。 5）稳态短路电流有效值： 短路电流非周期分量衰减后的短路电流有效值 p pm I I =p I == 0np pm p i I ≈ = ''p I I I == 0.01 (0.01)(0.01)(1)sh p np p sh p i i i e I τ - =+=+=sh sh p I I ==或 p I I ∞=''p k I I I I ∞====
6）三相短路容量： 短路电流计算步骤 短路等效电路图 短路电流计算方法 相对单位制法——标幺值法 概念：用相对值表示元件的物理量 步骤: 选定基准值 基准容量、基准电压、基准电流、基准阻抗 且有 通常选定Ud 、=100MVA,Ud=Uav= 3 K av K S U I =(,,,) (,,,)MVA kV kA MVA kV kA Ω=Ω物理量的有名值标幺值物理量的基准值d S d I d Z d U 33d d d d d d S U I U I Z ==2/(3)/d d d d d d I S U Z U S ?==
第六章 短路电流计算习题-案例题
案例题 1，有一台三绕组变压器，容量为25MV A ，电压为110/35/10KV ，阻抗电压U k %按第二种组合方式(即降压型)为U k12%=10.5，U k13%=18，U K23%=6.5，接入110KV 供电系统，系统短路容量S S ”=1500MV A,见下图。 (1)阻抗电压的这种组合，则高、中、低三个绕组排列顺序自铁芯向外依次为( )。 A 、中—低—高 B 、高—中—低 C 、低—中—高 D 、高—低—中 (2)每个绕组的等值电抗百分值为( )。 A 、1x =11 2x =7 3x =－0.5 B 、1x =7 2x =－0.5 3x =11 C 、1x =－0.5 2x = 11 3x =7 D 、1x =11 2x =－0.5 3x =7 (3)取基准容量S j =100MV A ，则每个绕组归算到基准容量时的电抗标幺值为( )。 A 、28.01=*x 02.02-=*x 44.03=*x B 、44.01=*x 02.02-=*x 28.03=*x C 、28.01=*x 44.02=*x 02.03-=*x D 、44.01=*x 28.02=*x 02.03-=*x 1 2 1 37KV K 3
(4)短路点K 1的超瞬态三相短路电流周期分量有效值"K I 为( )。 A 、3.2KA B 、3.71KA C 、1.98KA D 、2.17KA (5)短路点K 2的超瞬态三相短路电流周期分量有效值"K I 为( )。 A 、7.64KA B 、11.29KA C 、13.01KA D 、6.99KA 1题答案 (1)C (2)D (3)B (4)A (5)D 计算过程 (2)()%U %U %U 2 1 %2313121k k k x -+= ()115.6185.102 1 =-+= ()%U %U %U 2 1 %1323122k k k x -+= ()5.0185.65.102 1 -=-+= ()%U %U %U 2 1 %1223133k k k x -+= ()75.105.6182 1 =-+= (3)44.025 10010011% 11=?==*r j S S x x 02.025 100 1005.0% 22-=?-= =*r j S S x x
《电力系统分析I》习题三参考答案
《电力系统分析I 》习题三答案 一、单项选择题（本大题共30小题，每小题2分，共60分） 1、同步发电机，三种电势q E 、E q '、E q '' 之间的大小关系为( A ) A 、q E >E q q E '''> B 、 q E