5.短路电流计算

4.短路电流的计算
4.1概述
电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接称为短路。

在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是相互绝缘的。

如果由于绝缘破坏而构成通路，电力系统就发生了短路故障。

通常引起绝缘损坏的原因有：绝缘材料的自然老化，机械损伤，雷电造成过电压等。

此外，运行人员的误操作，如带负荷拉隔离刀闸，设备检修后遗忘拆除临时接地线而误合刀闸均可造成短路；另外，鸟兽跨接在裸露的载流部分以及风、雪、雹等自然灾害也会造成短路。

4.2短路故障的危害
短路对电力系统的正常远行和电气设备有很大的危害。

在发生短路时，由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路问路中的短路电流值大大增加，可能超过该问路的额定电流许多倍。

短路点距发电机的电气距离愈近(即阻抗愈小)，短路电流愈大。

短路点的电弧有可能烧坏电气设备。

短路电流通过电气设备导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。

另方面，导体也受到很大电功力的冲击，致使导体变形甚至损坏。

因此，各种电气设备应有足够的热稳定度和机械稳定度(或称动稳定度)，使电气设备在通过最大可能的短路电流时不致损坏。

另外，短路还会引起网络中电压降低，特别是靠近短路点处电压下降很最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏[10]。

4.3短路电流计算的目的
在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。

其计算的目的主要有以下几方面：
1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。

2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。

3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。

4)在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。

5)接地装置的设计，也需用短路电流[11]。

4.4短路电流计算的一般规定
1）计算的基本情况：
①系统中所有电源均在额定负荷下运行； ②短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
③所有电源的电动势相位角相同； ④应考虑对短路电流值有影响的所有元件。

2）接线方式：
计算短路电流时所用的接线方式，应在最大运行方式，不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

3）计算容量： 按该设计规划容量计算
4）短路种类：均按三相短路计算。

5）短路电流计算点：
在正常运行方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点[7]。

4.5短路电流计算
短路点等效图
4.5.1选择基准值 S B ＝100MVA , U B ＝U av
对于K )3(1处，取 则, 对于K )
3(2处，取则，
4.5.2计算系统各元件阻抗标幺值
等值阻抗：15.0*
max
1=∑X
kA
I j 502.0115
3100
1=⨯=kV U av U j 1151==kV U av U j 5.102==kA
I j 49.55
.103100
2=⨯=
MVA
S I S j 66710067.6)*
3(max 1)
3(max 1=⨯=⨯=变压器阻抗标幺值 则
4.5.3求短路电流的周期分量及冲击电流
110kV 短路点等效电路
110kV 等级短路点：
短路点最大短路电流标幺值：
短路电流周期分量：
冲击电流：
短路容量：
10kV 短路点等效图
10kV 等级短路点：
短路点最大短路电流标幺值：
55.020
10010011100
%*=⨯=
=S
S U X
TN
B
k
T
425.02
55
.015.0*
max
2=+=∑
X 67.615
.01
1
*max
1)*
3(max
1
==
∑=X I kA
I I I j 35.367.6502.0)*
3(max 11)
3(max 1=⨯=⨯=
kA
I k i ch ch 53.835.38.122)
3(max 11=⨯⨯=⋅=35.2425
.01
1
*
max
*
)3(max 2==
∑
=
X
I
MVA
S I S j 23510035.2)*
3(max 2)3(max 2=⨯=⨯=短路电流周期分量：
冲击电流：
短路容量：
kA I I I j 92.1235.249.5)*
3(max 22)3(max 2=⨯=⨯=kA I k i
ch ch 88.3292.128.122)
3(max 22
=⨯⨯=⋅=。