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
28.025
100
1007%33=?==*r j
S S x x
(4)
067.01500
100"
===
*S
j s S S x 56.137
.03100
U 3I j =?=
=
j
j S (KA)
2.302
.044.0067.056
.1"2
1=-+=
++I =
I ***x x x S j
k (KA)
(5) 5.55
.103100
=?=
j I (KA)
99.628
.044.0067.05
.5"3
1=++=
++I =
I ***x x x S j
k (KA)
见《工业与民用配电设计手册》第三版P131，P134。
2、按下图用标幺值法进行下列各项计算，取基准容量S j =100MV A
S "s 6.3KV
6.3KV
115KV
115KV K 0.0670.44－0.22
37kv
1
10.5kv
0.28
2
K
(1)K 1点前的综合电抗标幺值为( )。
A 、0.333
B 、0.454
C 、0.121
D 、0.212
(2)K 1点的超瞬态三相短路电流周期分量有效值I K ”为( )。 A 、20.18KA B 、75.70KA C 、27.51KA D 、12.11KA
(3)K 2点前的综合电抗标幺值为( )。
A 、1.617
B 、0.555
C 、1.597
D 、1.718
(4)K 2点的超瞬态三相短路电流周期分量有效值I K ”为( )。 A 、5.66KA B 、16.51KA C 、5.33KA D 、5.74Ka
(5)K 2点的短路容量S K ”为( )。
A 、62.62MV A
B 、58.21MV A
C 、61.84MV A
D 、180.18MV A
2题答案 (1)B (2)A (3)D (4)C (5)B
计算过程 (1)121.0115
100
404.0U 2
2
=??==*j
j L S x
x 333.05
.31100
1005.10100%U k T =?=?=
*r j S S x 454.0333.0121.0T L 1=+=+=∑***x x x
(2) 18.20454
.016.9454.03.63100
"1
==?=
∑I =
I *x j k (KA)
(3) 163.13
.616.93.061004Uj Ij Ir Ur 100%=??=??=
K *k x x 101.03
.6100
08.05.0Uj 2
2
=?
?==*j C S x
x 718.1101.0163.1454.012=++=++∑=∑****c k x x x x
(4)33.5718
.116
.9”I 2
K ==
∑I =
*x j (KA) (5)21.58264
.1454.0100
"2
1=+=
∑+∑=
**K x x S S j (MV A)
见《工业与民用配电设计手册》第三版P128表4－2，P134。
3、按下图用有名值法进行下列各项计算，取基准电压级为6.3KV 。
1A 、0.048Ω B 、0.312Ω C 、0.18Ω D 、0.264Ω
(2)K 1点的超瞬态三相短路电流周期分量有效值I K ”为( )。 A 、13.78KA B 、20.21KA C 、11.66KA D 、75.78KA
(3)K 2点前的综合电抗有名值为( )。
A 、0.682Ω
B 、0.634Ω
C 、 0.55Ω
D 、0.642Ω
(4)K 2点的超瞬态三相短路电流周期分量有效值I K ”为( )。 A 、6.61KA B 、5.74KA C 、5.67KA D 、5.33KA
(5)K 2点的短路容量S K ”为( )。
A 、61.87MV A
B 、72.13MV A
C 、58.16MV A
D 、62.63MV A
3题答案 (1)C (2)B (3)A (4)D (5)C
计算过程
(1))(048.0115
3.640
4.02
2
L Ω=?=x )(132.05.313.61005.10U 100%U X 2
r 2
r T Ω=?=?=S k
()Ω=+=+=∑18.0132.0048.0x T L 1x x (2)20.21(KA)
18
.033.63U ”I 1
j K =?=
∑=
x (3)()Ω=??=?X =
462.03
.036
1004I 3U 100%r r K K x S "s 6.3KV
6.3KV
115KV
115KV
()Ω=?=04.008.05.0C x
()Ω=++=X +X +∑X =∑X 682.00.040.4620.18C K 12 (4)33.5682
.033.63Uj "2
K =?=
∑X ?=
I (KA)
(5)16.583.633.53Uj "3"K K =??=I =S (MV A)
见《工业与民用配电设计手册》第三版P128表4－2，P134。
4、某工厂的供电系统如下图，有两台50MV A ，110/10KV 变压器，阻抗电压为U K %=10.5，并列运行，接入110KV 电网系统，系统短路容量S S ”=∞ 。送出线上装设限流电抗器，正常通过电抗器的负荷电流0.8KA ，功率因数
8.0cos =?，取 S j =100MV A 。
(1)K 1点的超瞬态三相短路电流周期分量有效值I K ”为
A 、26.19KA
B 、87.24KA
C 、43.62KA
D 、52.38KA
(2)现想将K 2点的三相短路电流I K ”限制到最大允许值25KA,则出线上装设限流电抗器的X K %为( )。(根据计算值选取最靠近且大于计算值的正整数电抗器)。
A 、3%
B 、4%
C 、5%
D 、6%
(3)根据上述所选电抗器后，K 2点的三相短路电流周期分量有效值I K ”被限制到( )。
A 、17.49KA
B 、14.99KA
C 、21KA
D 、13.12KA
(4)K 2点三相短路时10KV 母线的剩余电压为( )。 A 、73.5% B 、63% C 、84% D 、52.5%
(5)限流电抗器上通过正常负荷电流时的电压损失为( )。 A 、1.92% B 、2.4% C 、2.88% D 、1.44%
4题答案 (1)D (2)A (3)C (4)B (5)D
计算过程
(1)21.050
100
1005.10100%U 21=?=?=
==*r j k T S S x x x 105.02
21
.02T 3===
*x x 38.52105
.05.5105.05
.103100
I ”I 3
j K ==?=
X =
(KA)
(2)K 4*=x x
255.543=+x x 25105.05.5K
=+*x
()5.5105.025K =+*x
∴115.025
875
.225105.0255.5K ==?-=
*x
0.115是以100MV A 为基准的，将它转化为以电抗器额定容量为基准，可按下式计算。
115kv
10.5kv
40.157
K 1
2
K 0.105
310.5kv
115kv
2.25
.5105
.101115.0100I U U I 100%j
r j r K K =???
?=?
=X *x
∴选1KA ，3%电抗器 (3)157.05
.1015.5101003U I I U 100%x j r j r K K
=???=?=*x ∴21157
.0105.05
.5X X I "I 4
3j K =+=
+=
(KA)
即装设置3%电抗器后将K 2点I K ”降低到21KA 。
(4)电抗器后三相短路时，10KV 母线上的剩余电压百分数为
%631
21
%3I I %%K r "
K K =?==x u y
(5)电抗器通过正常负荷电流时的电压损失百分数为 △%44.16.01
8
.0%3sin I I %
X %rk
g K =??
==?u 见《工业与民用配电设计手册》第三版P128表4－2，P134，P219～220。 5、某一供电系统如下图，工厂的变电所分别由电网及发电厂各来一回110KV 电源，在110KV 母线并网运行，变电所内装设一台31.5MV A ，110/10KV ， U K %=10.5变压器。电网各参数标明在图上。计算取基准容量S j =100MV A 。
=0.8
?115KV
发电厂
(1)K1点三相短路时从电力系统提供的超瞬态短路电流周期分量有效值I KS”为( )。
A、5.56KA
B、5.18KA
C、1.18KA
D、1.29KA
(2) K1点三相短路时从发电厂提供的超瞬态短路电流周期分量有效值I KG”为( )。
A、5.18KA
B、1.18KA
C、5.56KA
D、1.29KA
(3) K2点三相短路时总的超瞬态短路电流周期分量有效值I K”为( )。
A、12.56KA
B、9.34KA
C、13.45KA
D、10.87KA
(4)K2点三相短路时总的短路冲击电流i p为( )。
A、34.30KA
B、27.72KA
C、32.03KA
D、23.82KA
(5)K2点三相短路时短路第一周期全电流最大有效值I p为( )。
A、16.41KA
B、14.10KA
C、20.31KA
D、18.97KA
5题答案(1)B (2)D (3)C (4)A (5)C
计算过程
先求出各元件的电抗标幺值，再通过网络变换逐步化简。
电力系统发电厂
1 0.05
2
0.2
4
0.1513
0.167
115KV 5
0.06
6
0.03
7
0.333
115KV
10.5KV
1
2
3
115KV
K1
K2
05.02000
100
"
S S s j 1==
=
=*S x x 2.08
.050
1001005.12S S 100"%x r j d G
2=?=?==*x x 167.063
200
1005.10S S 100%U r j K 1T 3=?=?=
=*x x 151.0115100
504.0U S 2
2
j
j 1L 4=??===*x
x x 06.0115100
204.0U S 2
2
j j L25=??===*x x x 03.0115
100
104.0U S 2
2
j
j
L36=?
?===*x x x 333.05
.311001005.10Sr Sj 100%U K T2
7=?=?===*x x 将X 2、X 3合并
X 8=X 2+X 3=0.2+0.167=0.367
将X 4、X 5、X 6组成的△形变换成Y 形 007.003.006.0151.003
.006.0X X X X X X 654659=++?=++=
038.003.006.0151.006
.0151.0X X X X X X 6545410=++?=++=
019
.003
.006.0151.003
.0151.0X X X X X X 6546411=++?=++=
088.0038.005.0X X X 10112=+=+= 386.0019.0367.0X X X 11813=+=+=
电力系统
发电厂
电力系统
发电厂
将X 9、X 12、X 13网络化简 097.0386.0007
.0088.0007.0088.0X X X 1391291214=?++=X X X +
+= 424.0088
.0007
.0386.0007.0386.0X X X 1291391315=?++=X X X +
+= (1)K 1点三相短路时由电力系统提供的超瞬态短路电流周期分量有效值I KS ”为
KA)(18.5097
.0115
3100
X I "I 13
j KS =?=
=
(2) K 1点三相短路时由发电厂提供的短路电流，应将X 15换算到以发电机容量为基准的电抗，判断它是否属于有限容量系统。
265.0100
5.62424.0S S X X j r 15C =?=?
=<3，故应按有限容量计算。 查汽轮发电机运算曲线数字表（见《工业与民用配电设计手册》第三版P142
表4－15），在X C =0.265,t=0(s)时的I *为4.1。而发电机的额定电流为
(KA)314.0115
362.5I r =?=
故由发电厂提供的超瞬态短路电流零秒时的有效值为 (K A )
29.1314.01.4I I "I r K G =?=?= 发电厂
电力系统
(3)将网络中X 7、X 14、X 15作进一步化简
506.0424
.0333
.0097.0333.0097.0X X X X X X 1571471416=?++=+
+= 213.2097
.0333
.0424.0333.0424.0X X X X X X 1471571517=?++=+
+= 故K 2点三相短路时由电力系统提供的超瞬态短路电流周期分量有效值”I KS 为
()KA 87.10506
.05
.103100
X I "I 16
j KS =?=
=
将X 17换算到以发电机容量为基准的电抗 383.1100
5.62213.2S X X r 17
C =?==j S <3 故仍为一有限容量系统，查曲线t=0(s)时为75.0=I *
而发电机的额定电流为
(KA)44.35
.1035
.62=?=
I r
故从发电厂提供的超瞬态电流零秒时的有效值为 )KA (58.244.30.75I I I r x "
K G =?== 总的短路电流为
)KA (45.1358.287.01I I I "
K G "
K S "
K =+=+= (4)K 2点三相短路时总的短路冲击电流为 KA)(30.3445.1355.2I K 2i "
K P P =?==
发电厂
电力系统
(5)K 2点三相短路时第一周期全电流最大有效值为 K A )(31.20)1－8.1(2145.13)1－K (21I I 22P "
K
P =+=+=
见《工业与民用配电设计手册》第三版P128表4－2，表4－3，P134，P150
及《钢铁企业电力设计手册》上册P186表4－6。
6、现有一频率为50周波的电网，在某点短路时其三相短路电流I K ”=15KA 。短路电流周期分量不衰减。
(1)当短路点前的总电抗与总电阻之比为
7.15R X =∑
∑
时，则短路电流峰值系数(或称冲击系数)K P 为( )。
A 、1.1
B 、1.8
C 、1.3
D 、1.9
(2)第(1)小题中短路全电流峰值P i 为( )。
A 、40.30KA
B 、23.33KA
C 、27.57KA
D 、38.18KA
(3) 第(1)小题中短路全电流最大有效值I P 为( )。
A 、22.65KA
B 、16.29KA
C 、24.28KA
D 、15.15KA
(4)若短路点前的
6.2R X =∑
∑
时，则短路全电流值P i 为( )。 A 、38.18KA B 、23.33KA C 、27.58KA D 、40.30KA
(5)若短路点前的
30R X =∑
∑
时，则短路全电流峰值P i 为( )。 A 、40.30KA B 、38.18KA C 、23.33KA D 、27.58KA
6题答案 (1)B (2)D (3)A (4)C (5)A
计算过程
短路全电流峰值ip 出现在短路发生后半个周期即0.01S 时并假定超瞬态短路电流周期分量不衰减。
(1) )(05.0314
7
.15314R X T s f ===
∑∑
8.111K 0.05
.0.01T t P f
=+=+=－
－
e
e
(2))KA (18.3815414.18.1I 2K "
K P =??==p i
(3)()()65.2218.121151K 21I I 2
2
P "
K P =+=+=－－(KA)
(4)00828.0314
6
.2314R X T ===
∑∑f
3.13.0111K 0..00828
0.01T t P =+=+=+=－
－
e
e
f
2p =i K P I K ”=58.2715414.13.1=??(KA) (5) 0955.0314
30
314R X T ===
∑∑f
9.19.0111K 0.0955
0.01T t P =+=+=+=－
－
e
e
f
KA)(31.4015414.19.1I 2K "
K P =??==p i
见《工业与民用配电设计手册》第三版第149～150页。
7、有一配电系统如下图，配电变压器容量为1000KV A ，10/0.4KV ，U K %=4.5，S 9型，绕组结线为D,yn11，连接母线及电缆的参数均表示在图上，现从《工业与民用配电设计手册》第三版P154表4－21, P155表4－22, P157表4－24 , P158～159表4－25中分别查得各元件的相电阻、相电抗、相保电阻及相保电抗值，列于下表
系统
26m
（125×10）+80×6.3mm
K3A 、10.25KA B 、6.23KA C 、10.76KA D 、5.94KA
(2)K 点发生单相接地故障时的电流I K1为( )。
A 、4.90KA
B 、5.15KA
C 、5.89KA
D 、8.82KA
(3)K 点短路时短路冲击系数K P 为( )。 A 、1.30 B 、1.90 C 、1.80 D 、1.08 (4)K 点短路时短路冲击电流P i 为( )。
A 、9.52KA
B 、16.43KA
C 、15.66KA
D 、9.07KA
(5)K 点短路时短路全电流最大有效值I P 为( )。
A 、10.83KA
B 、6.27KA
C 、10.32KA
D 、5.98KA
7题答案 (1)C (2)A (3)D (4)B (5)A
计算过程
(1)短路点前总的相阻抗为Ω+m j 52.166.13，则
)(40.2152.166.13Z 22Ω=+=m 故三相短路电流为 )KA (76.1040
.21338005.1Z
3I "
K3=??=
=
n cu
(2)短路点前总的相保阻抗为Ω+m j 95.2433.37，则
Ω=+=m Z 90.4495.2435.3722 故单相接地故障电流为
KA)(90.490
.44338013cu I n K1=??=
=
Z
(3)因
2147.160.1352
.16R X ==∑∑ 00397.0314R X T ==
∑
∑
f
∴08.108.0111K 0.00397
0.01T t P
=+=+=+=－
－
e
e
f
(4)2p =i K P I K3”=43.1676.1008.12=??(KA) (5)83.10)1－08.1(2176.10)－1K (21I I 22P "
K3
P =+=+=(KA)
见《工业与民用配电设计手册》第三版P150、P162～163。
8、有一台配电变压器，绕组联结组别为D,yn11，变比为T n ，二次侧中性点直接接地如图如示。
(1)二次侧发生uvw 三相短路时，一次侧I U 超瞬态短路电流为( )。
A 、T "22K3I 3n
B 、T "22K3I n
C 、T "22K3I 31n ?
D 、T "
22K3
I 32n ?
T
(2)二次侧发生vw 两相短路时，一次侧I W 超瞬态短路电流为( )。
A 、T "22K2I 31
n ? B 、T
"22K2I 32n ? C 、0 D 、T "
22K2
I 23n ?
(3)二次侧发生vw 两相短路时，一次侧电流I U 与I V 之间的相位角为( )。 A 、1800 B 、1200 C 、600 D 、00
(4)二次侧发生un 单相短路时，一次侧I W 电流为( )。 A 、
T 22K1I 31
n ?
B 、T 22K1I 32n ?
C 、0
D 、T 22K1
I 23n ?
(5)二次侧发生un 单相短路时，一次侧 电流I U 与I V 之间的相位角为( )。
A 、1800
B 、1200
C 、00
D 、600
以上题中：
22K3I" 变压器二次侧三相短路电流 22K2I" 变压器二次侧两相短路电流 22K I 变压器二次侧单相接地电流
8题答案 (1)B (2)B (3)D (4)C (5)A
见《工业与民用配电设计手册》第三版P361表7－30。
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 ≥≥
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
短路电流及其计算
短路电流及其计算 第一节短路电流概述 本节将了解短路的原因及危害，掌握短路的种类，并知道短路电流计算的基本方法。 一、短路的概念 短路时至三相电力供电系统中，相与相或相与地的导体之间非正常连接。 在电力系统设计和运行中，不仅要考虑正常工作状态，而且还必须考虑到发生事故障碍时所照成的不正常工作状态。实际运行表明，在三相供电系统中，破坏供电系统正常运新的故障最为常见而且危害最大的就是各种短路。当发生短路时，电源电压被短接，短路回路阻抗很小，于是在回路中流通很大的短路电流。 对中性点不接地的系统又相遇相之间的短路；对于中性点接地的系统又相遇相之间的短路，一项于几项与大地相连接以及三相四线制系统中相与零项的连接等，其中两相接地的短路实际上是两相短路。常见的短路形式如图3—1所示 2.短路的基本种类 在三相供电系统中，短路的类型主要有： （1）三相电路 三相短路是指供电系统中，三相在同一点发生短接。用“d（3）”表示，如图3-1a所示。（2）两相电路 两相短路是指三相供电系统中，任意两项在同一地点发生短接。用“d（2）”表示，如图3-1b 所示。 （3）单相电路 单相短路是指在中性点直接接地的电力系统中，任一项与地发生短接。用“d（1）”表示，如图3-1c所示。 （4）两相接地电路 两相接地的短路是指在中性点直接接地的电力系统中，不同的两项同时接地所形成的两相短路，用“d（1-1）”表示，如图3-1d所示。 按短路电流的对称性来说，发生三相短路时，三项阻抗相等，系统中的各处电压和电流仍保持对称，属于对称性短路，其他形式的短路三相阻抗都不相等，三相电压和电流不对称，均为不对称短路。
短路电流的定义、分类、计算方法、口诀、危害
短路电流 科技名词定义 中文名称：短路电流 英文名称：short-circuit current 定义：在电路中，由于短路而在电气元件上产生的不同于正常运行值的电流。 应用学科：电力（一级学科）；电力系统（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 短路电流 short-circuit current 电力系统在运行中，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）时流过的电流。其值可远远大于额定电流，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。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。 目录
短路电流分类 三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90％。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。 发生短路时，电力系统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 短路电流相关示意图 时机械应力的动稳定性。短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。它为电力系统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。 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. 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大.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.
【空白案例分享】-第六章短路电流计算
第6章短路电流计算 2018年专业案例(上午卷) 题6-10：某新建35/10kV变电站，两回电源可并列运行，其系统接线如下图所示，已知参数均列在图上，采用标幺值法计算，不计各元件电阻，忽略未知阻抗，汽轮发电机相关数据参见《工业与民用供配电设计手册》(第四版)，请回答下列问题，并列出解答过程。 6.假设断路器QF1闭合，QF5断开，d1点发生三相短路时，该点的短路电流初始值及短路容量最接近下列哪组数值？ (A)9.76kA，177.37MVA(B)10.32kA，187.59MVA (C)12.43kA，225.99MVA(D)15.12kA，274.94MVA 答案：【】(QQ群424457409) 解答过程： 7.假设断路器QF2闭合，QF5断开，d2点发生三相短路时，该点的短路电流初始值及短路容量最接近下列哪组数值？ (A)4.53kA，82.18MVA(B)6.22kA，113.15MVA (C)7.16kA，130.24MVA(D)7.78kA，141.49MVA 答案：【】(QQ群424457409) 解答过程：
【纳米教育?】第6章短路电流计算 8.假设断路器QF1～QF5闭合，两路电源同时运行，当d3点发生三相短路故障时，地区电网电源提供的短路电流交流分量初始有效值为12kA不衰减，直流分量衰减时间常数为30，发电机电源提供的短路电流交流分量初始有效值为6kA不衰减，直流分量衰减时间常数为60。请计算断路器QF6的额定关合电流最小值最接近下列那项数值？ (A)16.54kA (B)32.25kA (C)34.50kA (D)48.79kA 答案：【】(QQ群424457409) 解答过程： 9.当断路器QF1~QF4闭合，QF5断开时，10kV1#母线三相短路电流初始值为9kA，10kV2#母线三相短路电流初始值为6kA。若在变压器T3高压侧安装电流速断保护，请计算电流速断保护装置一次动作电流及灵敏系数为下列哪组数值？（可靠系数取1.3） (A)1.39kA，3.75 (B)1.45kA，3.58 (C)2.41kA，2.17 (D)2.85kA，1.82 答案：【】(QQ群424457409) 解答过程： 10.当断路器QF5断开时，10kV 1#母线三相短路电流初始值为9kA。10kV 2#母线三相短路电流初始值为6kA。若在变压器T3高压侧安装带时限的过电流保护作为变压器低压侧后备保护，请计算过电流保护装置一次动作电流及灵敏系数为下列哪组数值？（过负荷系数取1.5） (A)144.34A，6.06 (B)144.34A，7.0 (C)250A，3.5 (D)250A，4.04 答案：【】(QQ群424457409) 解答过程：
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。
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，
短路电流计算案例之欧阳家百创编
短路容量及短路电流的计算 欧阳家百（2021.03.07） 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 （a ） （b ） （c ） （d ）
2013年短路电流计算案例平时复习用习题
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(C )。 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(D)。 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( B )。 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 )。 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(D )。 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
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 ?==
短路电流计算案例
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，100MVA j U 基准容量， j I 基准电流， r S 同步电机的额定容量，MVA rT S 变压器的额定容量，MVA %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km /Ω 高压电缆线路每公里电抗值，取km /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，1627MVA "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~ 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 网络变换 （a ） （b ） （c ） （d ） （e ） （f ） （g ） （h ） （i ） （j ） （k ） 图2 求k1点短路电流网络变换图 用标么值计算各线路电抗 根据图1中所给数值，用标么制计算个电抗值： X1=s X *+L X *= s j S S +2j j L U S L X ? ?=+= X2=X3=X4=rT j k T S S u X ?= 100%*=
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
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 。
短路电流示例计算
一．概述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大。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(MVA)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(Ω)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
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
煤矿高低压短路电流计算
短路电流计算 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大.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. 简化“短路电流”计算法 在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(Ω) 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(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 因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144 (2)标么值计算 容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MV A时,其标么值容量 S* = 200/100=2. 电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ 3.无限大容量系统三相短路电流计算公式 短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数). 短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA) 冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA) 当1000KV A及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取 1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA) 冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA) 掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等. 一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求
3短路电流及其计算课后习题解析
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（内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:
短路电流计算的matlab算法
河南城建皇家学院电力系统短路计算的MATLAB算法 姓名： 学号： 专业班级： 指导老师： 所在院系：电气与信息工程学院 2014年11月22 日
摘要 本设计是利用设计相关的MATLAB程序实现对不同类型电力系统短路故障进 行计算机计算。 随着人类生产生活对电力日加依赖，电网正向着跨国界的巨型电网发展，随着电网规模的扩大，人类对电力系统的稳定性要求也日益提高。电力系统的短路故障是电网故障中较为严重的故障，而且是发生几率最多的故障。当发生短路时，其短路电流可达数万安培，巨大的短路电流产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环，所以当发生短路时，开关电气设备必须经得起可能的最大短路电流而不致损坏，所以求取相关网络的短路电流对于电网的设计具有不可估量的巨大作用。 本文所设计的MATLAB算法是根据电力系统发生短路时的相关特点，建立不同故障所对应的短路数学模型，从而构造出网络的线性代数方程，最终得到电力系统短路电流的MATLAB汁算方法──节点阻抗矩阵的支路追加法，该办法适用于各种结构的电网，展现出了计算机计算的巨大优势。
目录 1 引言 (4) 2 理论分析 (5) 2.1计算条件 (5) 2.2计算步骤 (5) 3 仿真分析 (8) 3.1程序主框图 (8) 3.2程序代码 (9) 3.3仿真 (15) 4 结论 (20) 5 参考文献 (21)
1 引言 电力系统短路电流计算是电力系统运行、分析的重要环节，是电力设计中最重要的计算之一。传统的短路电流计算是以手工计算为基础进行的，先通过相关电路知识化简所求的电力网络,求出各电源点对短路点的转移阻抗，进而计算出电抗XJS，再查找运算曲线，最终求得短路电流的周期分量。传统的手工计算过程非常繁杂,工作量大, 容易出错。 随着电网规模的扩大传统的手工计算已经不能满足现代电力网络设计的要求。此时，采用计算机辅助计算显得势在必行。本文所设计的MATLAB算法是根据电力系统发生短路时的相关特点，建立不同故障所对应的短路数学模型，从而构造出网络的线性代数方程，最终得到电力系统短路电流的MATLAB汁算方法──节点阻抗矩阵的支路追加法。
低压系统短路电流计算和断路器选择
低压系统短路电流计算与断路器选择 低压系统短路电流计算是电气设计中的一项重要组成部分，计算数据量大，过程繁琐，设计人员大多以经验估算，常常影响设计质量，甚至埋下安全隐患。本文拟在通过对低压短路电流的计算简述以及实例介绍，说明低压断路器的选择及校验方法。 在设计中，短路电流计算与断路器选择的步骤如下： ①简单估算低压短路电流； ②确定配电中心馈出电缆满足热稳定的最小截面； ③选择合适的低压断路器； ④合理选择整定值，校验灵敏度及选择性。 1.低压短路电流估算 1.1短路电流的计算用途 短路电流的计算用途主要有以下几点： ①校验保护电器的整定值，如断路器、熔断器的分断能力应大于安装处最大预期短路电流。 ②确定保护电器的整定值，使其在短路电流对开关电器及线路器材造成破坏之前切断故障电路。 ③校验开关电器及线路器材的动热稳定是否满足规范和实际运行的要求。 1.2短路电流的计算特点 短路电流计算的特点： ①用户变压器容量远小于系统容量，短路电流周期分量不衰减。
②计入短路各元件有效电阻，但不计入元件及设备的接触电阻和电抗。 ③因线路电阻较大，不考虑短路电流非周期分量的影响。 ④变压器接线方式按D、yn11考虑。 1.3短路电流的计算方法 短路电流计算的方法： ——三相短路电流或单相短路电流kA； 式中 I k ——短路回路总阻抗mΩ（包括系统阻抗、变压器阻抗、母 Z k 线阻抗及电缆阻抗等，其中阻抗还包括电阻、电抗、相保电阻、相保电抗） U——电压V（用于三相短路电流时取230，用于单相短路电流时取220） 1.4短路电流的计算示例 下面通过范例来叙述低压短路电流的计算过程。