短路电流计算2
8.1.2 低压系统短路电流计算[65]
本节内容主要包括220/380V 低压网络电路组件阻抗的计算，三相短路、单相短路（包括单相接地故障）电流的计算。 8.1.2.1 计算条件
高压系统短路电流的计算条件同样适用于低压网络。
（1）一般用电单位的电源来自地区大中型电力系统，配电用的电力变压器的容量远小于系统的容量，因此短路电流可按远离发电机端，即无限大电源容量的网络短路进行计算，短路电流周期分量不衰减。
（2）计入短路电路各元件的有效电阻，但短路点的电弧电阻、导线连接点、开关设备和电器的接触电阻可忽略不计。
（3）当电路电阻较大，短路电流非周期分量衰减较快，一般可以不考虑非周期分量。只有在离配电变压器低压侧很近处，例如低压侧20m 以内大截面线路上或低压配电屏内部发生短路时，才需要计算非周期分量。
（4）单位线路长度有效电阻的计算温度不同，在计算三相最大短路电流时，导体计算湿度取为20℃；在计算单相短路（包括单相接地故障）电流时，假设的计算温度升高，电阻值增大，其值一般取20℃时电阻的1.5倍。
（5）计算过程采用有名单位制，电压用伏、电流用千安、容量用千伏安、阻抗用毫欧。 （6）计算220/380V 网络三相短路电流时，计算电压 取电压系数 为1.05，计算单相接地故障电流时， 取1.0， 为系统标称电压（线电压）380V 。
8.1.2.2 三相和两相短路电流的计算
在220/380网络中，一般以三相短路电流为最大。一台变压器供电的低压网络三相短路电流计算电路见图8?1?1。
图8?1?1 低压网络三相短路电流计算电路
（a ）系统图；（b ）等效电路；（c ）用短路阻抗表示的等效电路图 低压网络三相起始短路电流周期分量有效值按下式计算
22
22230
3
/05.13/k
k
k
k
n k n X R X
R U Z cU I +
=
+==
'' kA （8-1-19）
L m T s k R R R R R +++=
L m T s k X X X X X +++=
式中 n U ——网路标称电压（线电压），V ，220/380V 网络为380V ；
c ——电压系数，计算三相短路电流时取1.05；
k Z 、k R 、k X ——短路电路总阻抗、总电阻、总电抗，mΩ；
s R 、s X ——变压器高压侧系统的电阻、电抗（归算到400V 侧）
，mΩ； T R 、T X ——变压器的电阻、电抗，mΩ；
m R 、m X ——变压器低压侧母线段的电阻、电抗，mΩ； L R 、L X ——配电线路的电阻、电抗，mΩ；
I ''、k I ——三相短路电流的初始值、稳态值。
只要222
2/s s T T X R X R ++≥2，变压器低压侧短路时的短路电流周期分量不衰减，即I I k ''=。
短路全电流k i 包括有周期分量z i 和非周期分量f i 。短路电流非周期分量的起始值I i f ''=20，短路冲击电流ch i ，即为短路全电流最大瞬时值，它出现在短路发生后的半周期（0.01s ）内的瞬间，其值可按下式计算
I K i ch ch ''=2 kA
（8?1?20）
短路全电流最大有效值ch I 按下式计算
2)1(21-+''=ch ch K I I kA
（8?1?21）
式中 ch K ——短路电流冲击系数，f
ch T e
K 01
.01+=； f T ——短路电流非周期分量衰减时间常数，s ，当电网频率为50Hz 时，∑
∑
=R X T f 314； ∑X ——短路电路总电抗（假定短路电路没有电阻的条件下求得），Ω； ∑R ——短路电路总电阻（假定短路电路没有电抗的条件下求得）
，Ω。 如果电路只有电抗，则∞=f T ，2=ch K ，如果电路只有电阻，则0=f T ，1=ch K ；可见2≥ch K ≥1。
电动机反馈对短路冲击电流的影响，仅当短路点附近所接用电动机额定电流之和大于短路电流的1%（I I M r ''>∑?01.0）时，才予以考虑。异步电动机起动电流倍数可取为6~7，异步电动机的短路电流冲击系数可取1.3。由异步电动机馈送的短路冲击电流的计算式（8?1?22）。 由异步电动机提供的短路冲击电流M ch I .按下式计算
rM qM M ch M ch I K K I ..29.0= kA
（8?1?22）
计入异步电动机影响后的短路冲击电流ch i 和短路全电流最大有效值ch I ，按下列两式计算
M ch s ch ch i i i ..+= kA
（8?1?23）
])1()1[(2)(..2M M ch s s ch M s
ch I K I K I I I ''-+''-+''+''= （8?1?24）
以上式中 s ch i .——由系统送到短路点去的短路冲击电流，kA ；
s
I ''——由系统送到短路点去的超瞬变短路电流，kA ； M
I ''——由短路点附近的异步电动机送到短路点去的超瞬变短路电流，kA ，其值rM qM M
I K I 9.0=''，如果有多台异步电动机，则rM qM M I K I '=''9.0； qM K ——异步电动机的起动电流倍数，一般可取平均值6，亦可由产品样本查得，如果有多台异步电动机，则应以等效电动机起动电流倍数qM K '代之其值rM
rM qM qM P P K K ∑∑=')(；
rM P ——异步电动机的额定功率，kW ；
rM I ——异步电动机的额定电流，kA ，可由产品样本查得，如果有多台异步电动机，则应以各台电动机额定电流的总和rM I ∑代之；
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，准确资料可查图8?1?2。
图8?1?2 异步电动机额定容量rM P 与冲击系数M ch K .的关系
f T ''－反馈电流周期分量衰减时间常数
低压网络两相短路电流2k
I ''与三相短路电流3k I ''的关系也和高压系统一样，即32866.0k k I I ''=''。 两相短路稳态电流2k I 与三相短路稳态电流3k I 比值关系也与高压系统一样，在远离发电机短路时，32866.0k k I I =；在发电机出口处短路时，325.1k k I I =。 8.1.2.3 单相短路（包括单相接地故障）电流的计算
（1）单相接地故障电流的计算：TN 接地系统的低压网络单相接地故障电流1k I ''可用下述公式计算
2)0()2()1(2)0()2()1()
0()2()1(1333
/0.133/???? ??+++???? ??++?=
++=''X X X R R R U Z Z Z cU I n n k
p
p
p
p
p
n Z X R X R U ?????220
220
3
/2
2
2
2
=
+
=
+
= kA （8?1?25）
??
?
????+++=++=
+++=++=????????L p m p T
p s p p L p m p T p s p p X X X X X X X R R R R R R R R R ??????????3
3
)
0()2()1()
0()2()1(
（8?1?26）
L m T s R R R R R ????+++=)1()1()1()1()1( L m T s R R R R R ????+++=)2()2()2()2()2( L m T s R R R R R ????+++=)0()0()0()0()0(
以上式中 n U ——220/380V 网路标称线电压，即380V ，3/3803/=n U ，取220V ；
C ——电压系数，计算单相接地故障电流时取1；
)1(R 、)2(R 、)0(R ——短路电路正序、负序、零序电阻，mΩ； )1(X 、)2(X 、)0(X ——短路电路正序、负序、零序电抗，mΩ； )1(Z 、)2(Z 、)0(Z ——短路电路正序、负序、零序阻抗，mΩ；
p R ?、p X ?、p Z ?——短路电路的相线—保护线回路（以下简称相保，保护线包括PE 线和PEN 线）电阻、相保电抗、相保阻抗，mΩ。
（2）相线与中性线之间短路的单相短路电流1k
I ''的计算：TN 和TT 接地系统的低压网络相线
与中性线之间短路的单相短路电流1k
I ''的计算，与上述单相接地故障电流计算一样，仅将配电线路的相保电阻L p Z .?、相保电抗L p X .?改用相线—中性线回路的电阻、电抗。 8.1.2.4 低压网络电路元件阻抗的计算
在计算三相短路电流时，元件阻抗指的是元件的相阻抗，即相正序阻抗。因为已经假定系统是对称的，发生三相短路时只有正序分量存在，所以不需要特别提出序阻抗的概念。 在计算单相短路（包括单相接地故障）电流时，则必须提出序阻抗和相保阻抗的概念。在低压网络中发生不对称短路时，由于短路点离发电机较远，因此可以认为所有组件的负序阻抗等于正序阻抗，即等于相阻抗。
TN 接地系统低压网络的零序阻抗等于相线的零序阻抗与三倍保护线（即PE 、PEN 线）的零序阻抗之和，即
?
?
?
??
+=+=+=??????)0()0()0()0()0()0()0()0()0(333X X X R R R Z Z Z （8?1?27）
TN 接地系统低压网络的相保阻抗与各序阻抗的关系可从式（8?1?26）求得
?
???
???
??+=++=+=++=++=
3233233)0()1(0)2()1()0()1()0()2()1()
0()2()1(X X X X X X R R R R R R Z Z Z Z p p p ???
（8?1?28）
（1）高压侧系统阻抗：在计算220/380网络短路电流时，变压器高压侧系统阻抗需要计入。
若已知高压侧系统短路容量为s
S ''，则归算到变压器低压侧的高压系统阻抗可按下式计算 32
10)(?''=s
n s S cU Z m Ω
（8?1?29）
如果不知道其电阻s R 和电抗s X 的确切数值，可以认为s s X R 1.0=，s s Z X 995.0=。 以上式中 n U ——变压器低压侧标称电压，0.38kV;
c ——电压系数，计算三相短路电流时取1.05； s
S ''——变压器高压侧系统短路容量，MV A ； s R 、s X 、s Z ——归算到变压器低压侧的高压系统电阻、电抗、阻抗，mΩ。
至于零序阻抗，Dny 和Yyn0连接的配电变压器，当低压侧发生单相短路时，由于低压侧绕
组零序电流不能在高压侧流通，高压侧对于零序电流相当于开路状态，故在计算单相接地短路时视无此阻抗。表8?1?2列出了10（6）/0.4kV 配电变压器高压侧系统短路容量与高压侧系统阻抗、相保阻抗（归算到400V ）的数值关系。
表8?1?2 10（6）/0.4kV 变压器高压侧系统短路容量与高压侧阻抗、相保阻抗（归算到400V ）的数值关系
mΩ
注 ① s
s s S S U Z ''=
?''=160
1032ρm Ω ② s s Z X 995.0=，s s X R 1.0=。
③对于Dny11或Yyn0连接变压器，零序电流不能在高压侧流通，故不计入高压侧的零序阻抗s R ?)0(，s X ?)0(，即：
3232)(31
)1()0()2()1(s s s s s ps R R R R R R =
=++=?????m Ω，
3
232)(31
)1()0()2()1(s s s s s ps
X X X X X X ==++=????? m Ω （2）10（6）/0.4kV 三相双绕组配电变压器的阻抗：配电变压器的正序阻抗可按（式8?1?30~式8?1?33）有关公式计算，变压器的负序阻抗等于正序阻抗。Yyn0连接的变压器的零序阻抗比正序阻抗大得多，其值由制造厂通过测试提供；Dyn11连接变压器的零序阻抗如没有测试数据时，可取其值等于正序阻抗值，即相阻抗
3
2310103--??=??=rT
r r T S PU I P R （8?1?30）
2
2T T T R Z X -=
（8?1?31） r
r k T S U u Z 2
100%?
= （8?1?32）
当电阻值允许忽略不计时
r
r k T S U u X 2
100%?
= （8?1?33）
式中 rT S ——变压器的额定容量，MV A （对于三绕组变压器，是指最大容量绕组的额定容量）；
P ?——变压器短路损耗，kW ；
%k u ——变压器阻抗电压百分值； r U ——额定电压（指线电压）
，kV ； r I ——额定电流，kA 。
（3）低压配电线路的阻抗：线路的零序阻抗和相保阻抗的计算方法。
1）线路零序阻抗的计算：各种形式的低压配电线路的零序阻抗Z (0)均可由式（8?1?27）变化为
2)0()0(2)0()0(),0()0()0(]3[]3[3p p p X X R R Z Z Z ?????+++=+=??? （8?1?34）
式中 ??)0(Z ——相线的零序阻抗2)0(2)0()0(p p X R Z ???+=? ； p Z ?)0( ——保护线的零序阻抗，2)0(2)0()0(p p X R Z ???+=? ；
??)0(R 、??)0(X ——相线的零序电阻和电抗； p R ?)0(、p X ?)0(——保护线的零序电阻和电抗。
相线、保护线的零序电阻和零序电抗的计算方法与正、负序电阻和电抗的计算方法相同，但在计算相线零序电抗??)0(X 和保护线零序电抗p X ?)0(时，线路电抗计算公式中的几何均距j D 改用0D 代替，其计算公式如下
p L p L p L D D D D 3210=
（8?1?35）
式中 p L D 1、p L D 2、p L D 3——相线L 1、L 2、L 3中心至保护线PE 或PEN 线中心的距离，mm 。
2）线路相保阻抗的计算公式：单相接地短路电路中任一组件（配电变压器、线路等）的相保阻抗p Z ?计算公式为
???
?
?
?
?
????+++=+++=++=+=+++=++=+=p p p p p p p
p p X X X X X X X X X X X X R R R R R R R R R R X R Z )0()0()2()1()0()0()2()1()0()2()1()0()0()2()1()0()2()1(22][31
]3[31
][31]3[31
][31????????? （8?1?36）
式中 p R ?——元件的相保电阻，][31
)0()2()1(R R R R p ++=?；
p X ?——元件的相保电抗，][31
)0()2()1(X X X R p ++=?；
)1(R 、)1(X ——元件的正序电阻和正序电抗； )2(R 、)2(X ——元件的负序电阻和负序电抗；
)0(R 、)0(X ——元件的零序电阻和零序电抗，p R R R )0()0()0(3+=?；p X X X )0()0()0(3+=?； ?R 、?)0(R 、?)0(X ——元件相线的电阻、相线的零序电阻和相线的零序电抗； p R 、p R )0(、p X )0(——元件保护线的电阻、保护线的零序电阻和保护线的零序电阻。 （4）导线阻抗的具体计算方法： 1）导线电阻计算： a ）导线直流电阻
A
L
C R j
θθρ= Ω （8?1?37）
)]20(1[20-+=θαρρθ Ω·cm
（8?1?38）
上两式中 L ——线路长度，m ；
A ——导线截面，mm 2；
j C ——绞入系数，单股导线为1，多股导线为1.02；
20ρ——导线温度为20℃时的电阻率，
铝线芯（包括铝电线、铝电缆、硬铝母线）为0.0282Ω·μm （或0.028×10?4Ω·cm ），铜线芯（包括铜电线、铜电缆、硬铜母线）为0.0172Ω·μm （即0.0172×10?4Ω·cm ）;
θρ——导线温度为θ℃时的电阻率，Ω·μm （或×10?4Ω·cm ）
；
α——电阻温度系数，铝和铜都取0.004；
θ——导线实际工作温度，℃。 b ）导线交流电阻
θR K K R j if j 1= Ω （8?1?39）
)
2(2
δδ-=
r r K if （8?1?40）
f
μρδθ
5030
=cm （8?1?41）
上三式中 θR ——导线温度为θ℃时的直流电阻值，Ω；
if K ——集肤效应系数，电线的if K 可用式（8?1?40）计算（当频率为50Hz 、芯线截面不超过240mm 2时，if K 均为1），平线的if K 见表8?1?3；
j K 1——邻近效应系数，电线j K 1可从图8?1?3曲线求取，母线的j K 1取1.03；
θρ——导线温度为θ℃时的电阻率，Ω·cm ，其值见表8?1?4；
r ——线芯半径，cm ；
δ——电流透入深度，cm ，因集肤效应使电流密度沿导线横截面的径向按指数函数规律分布，工程上把电流可等效地看作仅在导线表面δ厚度中均匀分布，不同频率时的电流渗入深度δ值见表8?1?5；
μ——相对导磁率，对于有色金属导线为1；
f ——频率，Hz 。
表8?1?3 母线的集肤效应系数K jf
图8?1?3 实习圆导体和圆管导体的邻近效应系数曲线 （a ）实心圆导体；（b ）圆管导体
f —频率，Hz ；100R —长100m 的电线、电缆在运行温度时的电阻，Ω
表8?1?4 导线温度为θ℃时的电阻率θρ值 Ω·cm
表8?1?5 不同频率时的电流透入深度δ值
c ）导线实际工作温度。线路通过电流后，导线产生温升，可按《工业与民用配电设计手册》（第二版）P424页中电压损失计算公式中的线路电阻R '，就是对应这一温升工作温度下的电阻值，它与通过电流大小（即负荷率）有密切关系。由于供电对象不同，各种线路中的负荷率也各不相同，因此导线实际工作温度往往不相同，在合理计算线路电压损失时，应首先求得导线的实际工作温度。
导线温升近似地与负荷率的平方成正比。因此，电线、电缆的实际工作温度可按下式估算
αααθθθθθθ+?=+-=22)(P C p n K K
（8?1?42）
式中 θ——电线、电缆线芯的实际工作温度，℃；
n θ——电线、电线线芯允许长期工作温度，℃，其值如表8?1?6；
αθ——敷设处的环境温度，℃，我国幅员辽阔，环境温度差异较大，为实用和编制表格的方
便，本书中，室内采用35℃，室外采用40℃；
C θ?——导线允许温升，℃。
电线、电缆在不同负荷率p K 时的实际工作温度θ推荐值见表8?1?7。 表8?1?6 电线、电缆线芯允许长期工作温度
表8?1?7 电线、电缆在不同负荷率p K 时的实际工作温度θ推荐值
2）导线电抗计算：配电工程中，架空线的各相导线一般不换位，不简化计算，假设各相电抗相等。另外，线路容抗常可忽略不计，因此，导线电抗值实际上是感抗值。 电线、母线和电缆的感抗按下式计算
L f X '='π2
（8?1?43）
25.04
425.04ln 10210ln ln 2105.0ln 2----?=????? ??+=????? ??+='re D e r D r D L j j j
z
j j D D r
D lg
106.4778.0lg
106.444--?=?=
（8?1?44）
当50=f Hz 时，式（8?1?43）可简化为
z
j D D X lg 1445.0=' （8?1?45）
图8?1?4 母线排列图 （a ）母线平放；（b ）母线竖放
图8?1?5 架空线路导线排列图
（a ）三线制导线三角形排列；（b ）三线制导线水平排列； （c ）四线制导线水平排列之一；（d ）四线制导线水平排列之二 以上三式中 X '——线路每相单相长度的感抗，Ωkm ；
f ——频率，Hz ；
L '——电线、母线或电缆每相单位长度的电感量，H/km ；
j D ——几何均距，cm ，对于架空线为3CA BC AB D D D ，见图8?1?5，穿管电线及圆形线芯的电缆为δ2+d ，扇形线芯的电缆为δ2+h ；
r ——电线或圆形线芯电缆主线芯的直径，cm ；
d ——电线或圆形线芯电缆主线芯的直径，cm ；
z D ——线芯自几何均距或等效半径，cm ，其值见表8?1?8；
——穿管电线或电缆主线芯的绝缘厚度，cm；
h——扇形线芯电缆主线芯的压紧高度，cm。
铠装电缆和电缆穿钢管，由于钢带（丝）或钢管的影响，相当于导体间距增加15%~30%，使感抗约增加1%，因数值差异不大，本书编制时忽略不计。
1kV及以下的四芯电缆感抗略大于三芯电缆，但对计算电压损失影响很小，故本节电压损失计算表均用三芯电缆数据。
表8?1?8 线芯自几何均距
D值
z
短路电流计算方法
一种实用的短路电流计算方法 尚德彬中原油田设计院 [摘要]本文针对短路电流计算复杂，易出差错等原因，根据自己实际工作中对短路电流的计算，总结出了一种简单、实用、易于掌握的计算方法。 [关键词]短路电流实用计算方法 一、概述 在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。按照传统的计算方法有标么值法和有名值法等。采用标么值法计算时，需要把不同电压等级中元件的阻抗，根据同一基准值进行换算，继而得出短路回路总的等值阻抗，再计算短路电流等。这种计算方法虽结果比较精确，但计算过程十分复杂且公式多、难记忆、易出差错。下面根据本人在实际工作中对短路电流的计算，介绍一种比较简便实用的计算方法。 二、供电系统各种元件电抗的计算 通常我们在计算短路电流时，首先要求出短路点前各供电元件的相对电抗值，为此先要绘出供电系统简图，并假设有关的短路点。供电系统中供电元件通常包括发电机、变压器、电抗器及架空线路(包括电缆线路)等。目前，一般用户都不直接由发电机供电，而是接自电力系统，因此也常把电力系统当作一个“元件”来看待。 假定的短路点往往取在母线上或相当于母线的地方。图1便是一个供电系统简图，其中短路点d1前的元件有容量为无穷大的电力系统，70km的110kV架空线路及3台15MVA的变压器，短路点d2前则除上述各元件外，还有6kV，0.3kA，相对额定电抗(XDK%)为4的电抗器一台。 下面以图1为例，说明各供电元件相对电抗(以下“相对”二字均略)的计算方法。 1、系统电抗的计算 系统电抗，百兆为1，容量增减，电抗反比。本句话的意思是当系统短路容量为100MVA时，系统电抗数值为1; 当系统短路容量不为100MVA，而是更大或更小时，电抗数值应反比而变。例如当系统短路容量为200MVA时，电抗便是0.5(100/200=0.5); 当系统短路容量为50MVA时，电抗便是2(100/50=2)，图1中的系统容量为“∞”，则100/∞=0，所以其电抗为0。
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 ≥≥
短路电流计算方法
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
短路电流的计算及步骤
短路电流的计算及步骤 一、短路电流的计算步骤： 1、首先绘出计算电路图 2、接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图 二、短路电流的计算方法： 1、欧姆法 2、标幺制法 三、采用欧姆法进行三相短路电流的计算 根据设计的供电系统图1-1所示。电力系统出口断路器为SN10-10Ⅲ型。可计算本饲料厂变电所高压10KV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。 图1-1 1.k-1点的三相短路电流和短路容量（U=10.5KV） (1)计算短路电流中各元件的电抗及总电抗 1）电力系统的电抗：由附表8查得SN10-10Ⅲ型短路器的断流容量S=750MV·A,因此 X===0.147 2)架空线路的电抗：由表3-1得X=0.35/km,因此 X=X l=0.35 (/km)5km=1.75 3)绘k-1点短路的等效电路图，如图1-2(a)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为: X= X+ X=0.147+1.75=1.897 图1-2 短路等效电路图（欧姆法） (2)计算三相短路电流和短路容量 1）三相短路电流周期分量有效值 ===3.18 kA
2)三相短路次暂态电流和稳态电流 = = =3.18kA 3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 =2.55=2.553.18kA=8.11kA =1.51=1.513.18kA=4.8kA 4)三相短路容量 ==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A 2 K-2点的短路电流和短路容量（U=0.4KV） 1）电力系统的电抗 ===2.13 2)架空线路的电抗 ==0.35(/km) 5km=2.54 3)电力变压器的电抗：由附录表5得%=5,因此 X===8 4) 绘k-2点短路的等效电路图，如图5-2(b)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为： = X+ X+ X//= X+ X+=6.753 (2)计算三相短路电流和短路容量 1）三相短路电流周期分量有效值 ===34.04kA 2)三相短路次暂态电流和稳态电流 = = =34.04kA 3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 =1.84=1.8434.04kA=62.64kA =1.09=1.0934.04 kA=37.11Ka 4)三相短路容量 ==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A
(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
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。
短路电流计算2
8.1.2 低压系统短路电流计算[65] 本节内容主要包括220/380V 低压网络电路组件阻抗的计算，三相短路、单相短路（包括单相接地故障）电流的计算。 8.1.2.1 计算条件 高压系统短路电流的计算条件同样适用于低压网络。 （1）一般用电单位的电源来自地区大中型电力系统，配电用的电力变压器的容量远小于系统的容量，因此短路电流可按远离发电机端，即无限大电源容量的网络短路进行计算，短路电流周期分量不衰减。 （2）计入短路电路各元件的有效电阻，但短路点的电弧电阻、导线连接点、开关设备和电器的接触电阻可忽略不计。 （3）当电路电阻较大，短路电流非周期分量衰减较快，一般可以不考虑非周期分量。只有在离配电变压器低压侧很近处，例如低压侧20m 以内大截面线路上或低压配电屏内部发生短路时，才需要计算非周期分量。 （4）单位线路长度有效电阻的计算温度不同，在计算三相最大短路电流时，导体计算湿度取为20℃；在计算单相短路（包括单相接地故障）电流时，假设的计算温度升高，电阻值增大，其值一般取20℃时电阻的1.5倍。 （5）计算过程采用有名单位制，电压用伏、电流用千安、容量用千伏安、阻抗用毫欧。 （6）计算220/380V 网络三相短路电流时，计算电压 取电压系数 为1.05，计算单相接地故障电流时， 取1.0， 为系统标称电压（线电压）380V 。 8.1.2.2 三相和两相短路电流的计算 在220/380网络中，一般以三相短路电流为最大。一台变压器供电的低压网络三相短路电流计算电路见图8?1?1。 图8?1?1 低压网络三相短路电流计算电路 （a ）系统图；（b ）等效电路；（c ）用短路阻抗表示的等效电路图 低压网络三相起始短路电流周期分量有效值按下式计算 22 22230 3 /05.13/k k k k n k n X R X R U Z cU I + = +== '' kA （8-1-19） L m T s k R R R R R +++=
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.
变压器短路电流的实用计算方法
变压器短路电流的实用计算方法 胡浩，杨斌文，李晓峰 （湖南文理学院，湖南常德415000） 基金项目：湖南省科技厅计划项目（2007FJ3046） 1前言 在电力系统中，对于电气设备的选用、电气接线方案的选择、继电保护装置的设计与整定以及有关设备热稳定与动稳定的校验等工作，都需要对变压器的短路电流进行计算。短路电流的计算，一般采用有名制或标幺值算法，再者是应用曲线法。然而,无论哪种方法应用起来都比较繁琐，尤其是对于企业的技术人员与农村的电工，因缺乏相应的技术资料，又不能从变压器铭牌上查到所有计算短路电流的数据，所以想快速算出短路电流值是相当困难的。笔者在多年的实际工作中，依据变压器的基本原理与基本关系式，总结出快速计算短路电流值的实用方法，以满足现场与工程上的需要。 2变压器低压三相短路时高压侧短路电流的计算 变压器的阻抗电压是在额定频率下，变压器低压绕组短接，高压绕组施加逐步增大的电压，当高压绕组中的电流达到额定电流时，所施加的电压为阻抗电压Ud，一般以高压侧额定电压U1N为基础来表示： Ud%=Ud/U1N×100% （1） 由变压器的等值电路可知，低压侧短路后的阻抗折算到高压侧，与高压侧阻抗相加后得总的阻抗Zd，在阻抗电压Ud时，高压绕组电流为额定值I1N， 即： I1N=Ud/Zd （2） 如果高压绕组的电压为U1，则此时高压绕组的电流I1为： I1=U1/Zd （3） 由式（2）和式（3）可得： I1=U1/Ud*I1N （4） 对于单个变压器，其容量远小于电力系统的容量，故可以认为当变压器低压侧出现短路时，高压侧电压不变，即为U1N，代入式（4）就可得到变压器低压侧短路时，高压侧的短路电流I1d： I1d=U1N/Ud*I1N （5） 将式（1）中的Ud代入式（5）得： I1d=I1N/Ud%×100 （6） 而变压器高压绕组的额定电流I1N可表示为： I1N=SN/√3U1N （7） 式中SN———变压器的额定容量 将式（7）代入式（6）可得： I1d=100SN/√3U1NUd% （8） 由式（6）或式（8）可计算出变压器低压三相短路时，高压侧的短路电流值。 3变压器低压三相短路时低压侧短路电流的计算 由于变压器的励磁电流仅为I1N的1%~3%，忽略励磁电流，则高、低压绕组的电流I1、I2与电压U1、 U2的关系为： I1/I2=U2/U1=U2N/U1N 式中
短路电流计算
短路电流计算 第一节概述 一、电力系统或电气设备的短路故障原因 （1）自然方面的原因。如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等，造成单相接地短路和相间短路。 （2）人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。 （3）设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。 二、短路种类 1.单相接地短路 电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，单相接地电流不超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。 2.两相接地短路 两相接地短路一般不超过全部短路的10%。大电流接地系统中，两相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中，常见是发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地，此两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。 3.两相及三相短路 两相及三相短路不超过全部短路的10%。这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两相及三相短路。
4.断相或断相接地 线路断相一般伴随相接地。而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相，或三相熔断器熔断一相的两相运行，两相运行一般不允许长期存在，应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。 5.绕组匝间短路 这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中，虽然占全部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。例如，变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大，这种短路能严重损坏设备，要求继电保护迅速切除这种短路。 6.转换性故障和重叠性故障 发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障，或发生两种及两种以上的故障（称之复故障），这种故障不超过全部故障的5%。 第二节 对称短路电流计算 一、阻抗归算 为方便和简化科计算，通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件的阻抗归算至同一基准容量bs S （一般取100MVA 或1000MVA 基准容量）和基准电压bs U （一般取电网的平均额定电压bv U ）时的基准标么阻抗（以下不作单独说明，简称标么阻抗）；归算至额定容量的标么阻抗称相对阻抗。 （一）标么阻抗的归算 1.发电机等旋转电机阻抗的归算 发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗对值，其标么可按下式计算 bs G G GN S X X S * = （1-1） 式中 G X * ——发电机在基准条件下电抗的标么值； G X ——发电机额定条件电抗的标对值； G X ——基准容量（MVA ）；
短路电流计算计算方法.docx
短路电流计算 > 计算方法 短路电流计算 > 计算方法短路电流计算方法一、高压短 路电流计算（标幺值法） 1、基准值 选择功率、电压、电流电抗的基准值分别为、、、时，其对应关系为： 为了便于计算通常选为线路各级平均电压；基准容量 通常选为 100MVA 。由基准值确定的标幺值分别如下： 式中各量右上标的“ * “用来表示标幺值右，下标的“ d”表示在基准值下的标幺值。 2、元件的标幺值计算 （1）电源系统电抗标幺值 —电源母线的短路容量 （2）变压器的电抗标幺值 由于变压器绕组电阻比电抗小得多，高压短路计算时 忽略变压器的绕组电阻，以变压器的阻抗电压百分数（% ）
作为变压器的额定电抗，故变压器的电抗标幺值为： —变压器的额定容量，MVA （3）限流电抗器的电抗标幺值 % —电抗器的额定百分电抗—电抗器额定电压， kV —电抗器的额定电流， A （4）输电线路的电抗标幺值 已知线路电抗，当=时 —输电线路单位长度电抗值，Ω/km 3、短路电流计算 计算短路电流周期分量标幺值为 —计算回路的总标幺电抗值 —电源电压标幺值，在=时， =1 = 短路电流周期分量实际值为 = 对于电阻较小，电抗较大（<1/3 ）的高压供电系统，三相短路电流冲击值=2.55三相短路电流最大有效值
=1.52 常用基准值 (=100MVA) 电网额定电压（kV ） 3.0 6.0 10.0 35.0 60.0 110 基准电压（ kV ） 3.15 6.3 10.5 37 63 115 基准电流（ kA ） 18.3 9.16
5.5 1.56 0.92 0.502 二、低压短路电流计算（有名值法） 1. 三相短路电流 2.两相短路电流 3.三相短路电流和两相短路电流之间的换算关系 4.总电阻和总电抗 5.系统电抗 6.高压电缆的阻抗 7.变压器的阻抗
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 ?==
短路电流计算的方法
短路电流计算的方法 一、 网络的等值变换与化简 为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为衷心的辐射性等值网络，并求出个电源与短路点之间的转移电抗md X 。 1、 网络等值变换 在工程计算中，常用等值变换法进行化简，其原则是网络变换前后，应使未变换部分的电话和电流分布保持不变，常用的如星三角变换（查相关手册）。 2、 并联电源支路的合并（图） 112212121n n z n n n E y E y E y E y y y X y y y +++?=?+++???=?+++? 二、 三相短路电流周期分量的计算 1、 求计算电抗js X 计算电抗js X 是将各电源与短路点之间的转移阻抗md X 归算到以各供电电源（等值发电机）容量为基准值的电抗标幺值。 ..e m js m md j S X X S = 2、 无限大容量电源的短路电流计算 由无限大容量电源供给的短路电流，或者计算电抗3js X ≥时的短路电流，可以认为周期分量不衰减。短路电流标幺值： ** ''*1z X I X ∑= 或 *1z js X X = 其有名值：*''0.2z z j I I I I I I ∞====（kA ） ；j S I =式中：
*X ∑：无穷大容量电源到短路点之间的总阻抗（标幺值） ； ''I ：0秒的短路电流（kA ） ； I ∞：稳态的短路电流（kA ） ； 3、 有限容量电源的电路电流计算 通常采用使用运算曲线法，查表，注意折算电抗。 4、 短路点短路电流周期分量 将2、3中所求得的所有短路电流相加。 三、 三相短路电流非周期分量的计算 1、 单支路的短路电流费周期分量计算 按下述公式计算： 起始值：''0fz i = t 秒值：''0a a t T T fzt fz i i e e ω--== 其中：a X T R ∑ ∑= （衰减时间常数） 2、 多支路的短路电流非周期分量计算 复杂网络中个独立支路的衰减时间常数相差较大时，可采用多支路叠加法。衰减时间常数相近的分支可以归并简化，复杂的常仅近似化简为3~4个独立分支的等值网络，多数情况下化简为两个等值网络：系统支路（15a T ≤）和发电机支路（1580a T ≤≤）。对n 支路的系统： 起始值：''''''012)fz n i I I I =+++ t 秒值：12''''''12)a a an t t t T T T fzt n i I e I e I e ωωω---=+++ 3、 等效衰减时间常数 查表 四、 冲击电流和全电流计算 1、冲击电流 三相短路发生后的半个周期（0.01s ），短路电流瞬时值达到最大，称
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 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
3短路电流及其计算课后习题解析(精选、)
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: （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2
第一章 110kV变电站系统概述 某110/38.5/10.5kV变电站，110kV分为两段母线，I段母线与一个最大输送容量为80MW的系统用平行双回线连接，II段母线与一个最大输送容量为50MW的系统通过单回线连接，110kV线路架空引入，主接线采用单母线分段接线形式。35kV有两段母线，I段和II段母线各有一条与系统相连的进线和一条出线。有两台110/38.5/10.5kV的主变，内桥接线，为了保证一类负荷不停电的要求，110kV侧备自投（BZT）是在110kV电源电压消失后动作，而35kV侧和10kV的BZT 是在110/38.5/10.5kV主变压器差动保护或重瓦斯动作，35kV和10kV侧主断路器跳闸后才动作。站内10kV侧I段、II段母线上均设置10.5kV 电力电容器组，作为全站无功功率补偿，10 kV馈电回路向就近的电动机和配电变压器供电。 下图为本设计的电气主接线图：
第二章 一次系统设计 2.1 变电站中主要参数的计算 发电机、变压器、电路等参数均从《电力工程电气设备手册》和《电力工程电气设计手册》中查出。10kV 线路均未标准配线，按短线路考虑，可忽略阻抗。所有元件的电阻不考虑，仅考虑电抗。 对于35kV 及以上线路应该有避雷线，故手册中规定X 2=X 1，X 0=3X 1。 对于在Y 侧中性点直接接地的变压器，取X 1=X 2=X 3。 S B =100MV A ，U B =U A V =1.05U e =121KV B I = 121 3100 =0.477kA=477A 一. 系统(正，负，零序电抗均相等) ⑴ *max .S X 1=0.1，* min .S X 1 =0.3 ⑵ *max .S X 2=0.2，*min .S X 2=0.4 ⑶ *max .S X 3=0.1，*min .S X 3=0.3 ⑷ *max .S X 4=0.2，*min .S X 4=0.4 二．110kV 线路 LGJ －150，X=0.403?/km ，X * =X 2B B U S =0.403×2121100=0.00275/km ⑴ l =16.582km *)(X 15=* )(X 16=0.00275×16.582=0.0456 *)(X 25=*)(X 26=0.0456 *)(X 05=*)(X 06=0.0456×3=0.1368 ⑵ l =14.520km *)(X 17=0.00275×16.582=0.0399 *)(X 27=0.0399
短路电流计算
课程设计报告 题目：短路电流计算 所在学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 提交日期
目录 一、计算原理： (1) 二、计算流程： (1) 三、程序分析： (3) 四、短路电流计算主程序输入文件清单： (4) 五、导纳矩阵程序输入文件清单： (7) 六、整理计算结果： (8) 七、短路电流计算的要点： (12) 八、体会 (12) 附件一： (13)
一、计算原理： 基于节点阻抗矩阵用MATLAB 语言编写程序计算图1所示的算例系统的三相短路电流，当4号母线发生金属性三相短路时（z f =0），分别按照精确算法和近似算法计算短路电流、系统中各节点电压以及网络中各支路的电流分布，并对两种情况下的计算结果进行比较。 近似算法是指：形成节点导纳矩阵时，所有节点的负荷都略去不计，短路前网络处于空载状态，短路前各节点电压均为1.0。 2 7 9 8 3 6 4 1 5 (3) f 图1 三机九节点系统 二、计算流程： 计算流程框图: 进行系统正常运行状态的潮流计算，求得(0)i V & 形成不含发电机和负荷的节点导纳矩阵Y N ； 将发电机表示为电流源i I &(/i di E x ''''=)和导纳i y (1/di jx ''=)的并联组合；节点负荷用恒阻抗的接地支路表示；形成包括所有发电机支路和负荷支路的节点导纳矩阵Y ，即在Y N 中的发电机节点和负荷节点的自导纳上分别增加发电机导纳i y 和负荷导纳,LD i y ；
利用，计算节点阻抗矩阵，从而得到阻抗矩阵中的第f列 计算短路电流 计算系统中各节点电压 计算各支路的短路电流 乘以IB得到有名值 解毕 注：计算短路电流以及各端电压请参见附录一。
低压短路电流计算方法
短路电流计算及设备选择 1短路电流计算方法 (2) 2.母线，引线选择及其计算方法 (4) 2.1 主变压器35KV侧引线：LGJ-240/30 ........... 错误！未定义书签。 2.2 35KV开关柜内母线：TMY-808 ................ 错误！未定义书签。 2.3 主变压器10KV侧引线及柜内主接线：TMY-10010 错误！未定义书签。 3. 35KV开关柜设备选择............................ 错误！未定义书签。 3.1 开关柜.................................... 错误！未定义书签。 3.2 断路器.................................... 错误！未定义书签。 3.3 电流互感器................................ 错误！未定义书签。 3.4 电流互感器................................ 错误！未定义书签。 3.5 接地隔离开关.............................. 错误！未定义书签。 4. 10KV开关柜设备选择............................ 错误！未定义书签。 4.1 开关柜.................................... 错误！未定义书签。 4.2 真空断路器................................ 错误！未定义书签。 4.3 真空断路器................................ 错误！未定义书签。 4.4 真空断路器................................ 错误！未定义书签。 4.5 电流互感器................................ 错误！未定义书签。 4.6 电流互感器................................ 错误！未定义书签。 4.7电流互感器................................ 错误！未定义书签。 4.8 电流互感器................................ 错误！未定义书签。 4.9 零序电流互感器............................ 错误！未定义书签。 4.10 隔离接地开关............................. 错误！未定义书签。 4.11 高压熔断器............................... 错误！未定义书签。 5. 电力电缆选择.................................. 错误！未定义书签。 5.1 10KV出线电缆............................. 错误！未定义书签。 5.2 10KV电容器出线........................... 错误！未定义书签。
2三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：
式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：
规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2 注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；