短路电流计算的基本概念三相短路冲击电流有效值峰值
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算一.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。
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(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 MVA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 MVA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/IJZ3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1000KVA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。
供配电第3章短路电流计算
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. 严重的短路将电力系统运行的稳定性，使同步发 电机失步。
6. 单相短路产生的不平衡磁场，对通信线路和弱电 设备产生严重的电磁干扰。
四、防止短路对策
预防性试验 正确安装和维护防雷设备 文明施工 严格遵守操作规程
式中，Ksh·M为电动机的短路电流冲击系数，低压电动机 取1.0，高压电机取1.4~1.6 ；IN·M为电动机额定电流；
为电动机的次暂态电势标幺值；
为电动机的次暂态电抗标幺值;
该两参数可查表（见书P60 表3－2）。 实际计算中，只有当高压电动机单机或总容量大于 1000kW，低压电动机单机或总容量大于100kW; 在靠近 电动机引出端附近发生三相短路时，才考虑电动机对冲 击短路电流的影响.
电源到变电站母线间的阻抗情况未知, 但是已知:
(1)变电站母线出线侧短路容量 或(2)供电线路电源端上的断路器的断流容量
各主要元件的阻抗标幺值
2）电力变压器的电抗标幺值 3）电力线路的阻抗标幺值
4）电抗器的电抗标幺值
标幺制短路阻抗计算
• 按电路结构计算短路总阻抗
• 考虑短路总电阻值与短路总电抗值之间 的大小关系
第1节 概述
短路的概念：
运行中的电力系统或工厂供配电系统的相与相或者相 与地之间发生的金属性非正常连接。
原因：
(1)电力系统中电器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绝缘自然老化，绝缘
受到机械损伤,设备本身的质量问题；操作过电压或大气过 电压引起的过电压击穿等。 (2)人为故障，包括：设计、安装和维护不良，及误操作。
短路及短路电流的相关概念及计算
2、1短路与短路电流有关概念短路是指不同电位的导电部分之间的低阻性短接。
短路后，短路电流比正常电流大很多，有时可达十几千安至几十千安。
造成短路的主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏、工作人员误操作、动物或植物跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间。
短路电流的危害：（1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，造成元件和设备损坏。
（2）短路时短路电路中电压要骤降，严重影响其中电气设备的正常运行。
（3）短路会造成停电损失并影响电力系统运行的稳定性。
（4）不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰。
由于短路的后果十分严重，因此必须设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。
短路的形式：在三相系统中，可能发生三相短路、两相相间短路、两相接地短路、单相接地短路。
其中三相短路属于对称性短路。
无限大容量电力系统：若系统容量相对于输配电系统系统中某一部分的容量大很多时，当该部分发生负荷变动甚至短路时，系统馈电母线上的电压能基本维持不变，或者系统电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%-10%，或者系统容量大于该部分容量的50倍时，可将电力系统视为无限大容量电力系统。
将电力系统视为无限大容量的电源在计算系统发生三相短路的电流时更苛刻，所以通常的短路计算都是建立在将系统视为无限大容量电力系统的基础上。
短路计算的目的：（1）分析短路时的电压、电流特征。
（2）验算导体和电器的动、热稳定以及确定开关电器所需开断的短路电流及相关参数。
短路计算方法：分为欧姆法和标幺制法。
欧姆法又称有名单位制法，各物理量均以实际值参与计算；标幺制法又称相对单位制法，任一物理量的标幺值为该物理量的实际值与所选定的基准值的比值。
由于三相短路电流计算对设计选型及设备校验具有重要意义，下面重点讲述其计算方法。
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算变压器短路容量-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/IJZ3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。
短路电流计算基础相关知识
1、短路电流计算基础知识1.1.1 计算短路电流的目的（1）在选择电气主接线时，为了比较各种主接线的方案，确定某接线方案是否需要采取限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算；（2）在选择电气设备时，为了保证各种电气设备和导体在正常和故障情况下都能安全、可靠的工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验，（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路电流校验软导线的相间和相对地的安全距离；（4）在选择继电保护方法和整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
1.1.2 计算短路电流的一般规定（1）验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电所用的短路电流，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统5～10年的远景发展规划；（2）选择导体和电器用的短路电流，在电气接线的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响；（3）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应该选择在正常接线方式时短路电流的为最大的点；对带电抗器的6～10KV出线，选择母线至母线隔离开关之间的音箱、套管时，短路计算点应选在电抗器之前，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。
（4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路电流校验算。
若中性点直接接地系统及 自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。
1.2 网络的等值变换和简化为计算不同短路点的短路电流，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射性等值网络，并求出各电源与短路点之间的转移电抗X。
在工程计算中，nd常用以下方法化简网络。
1.2.1 网络等值变换等值变换的原则，是在网络变换后，应使未变化部分的电压和电流分布保持不变。
常用的网络变换方法和公式见有关设计手册。
1.2.2 利用网络的对称性化简网络在网络简化中，常常可以发现对短路点具有局部和全部对称关系，利用对称关系根据下列原则可以大大简化：（1）同电位的点，可以用线联结起来；（2）同电位的点之间的电抗被短接后可以除去。
三相短路电流计算
短路电流次暂态值 I ′′ = Id = 9.16 = 2.92kA X*KΣ 3.14
短路电流冲击值 ish = 2K sh I ′′ = 2.55 × 2.92 = 7.45kA
次暂态短路功率 S ′′ = 3U av I ′′ = 3 × 6.3 × 2.92 = 31.86MVA
4.4.2 有限容量电源系统的三相短路电流计算
1．有效值的计算---运算曲线法 有限容量电源系统发生三相短路后，其母线电压不再保持恒定，短路电流周期分量也随 之发生变化。如果已知短路后某一时刻发电机的电势，则短路电流周期分量相应时刻的有效 值可按下式求取
I pt =
Et 3X KΣ
（4.4.9）
式中： Et ——短路后 t 时刻的发电机的电势；
（4.4.4）
式中： I d ——计算点所在电压级的基准电流， I d =
Sd 3U d
X *KΣ ——短路回路总电抗的标幺值， X *KΣ = X KΣ
3I d Ud
于是可得：
2.短路电流冲击值
I ′′ =I ∞=
Ip
=
Id X *KΣ
（4.4.5）
由式（4.2.9）和（4.2.10）可求得短路电流冲击值和短路冲击电流有效值
X KΣ ——短路回路总电抗。
但是同步发电机突然短路时，电势随时间变化的规律是很复杂的，用上式计算比较困难。 电力部门根据国产同步发电机参数和容量配置情况，用概率统计的方法分别制定了汽轮发电 机和水轮发电机的短路电流运算曲线。利用运算曲线可以方便地查出三相短路电流周期分量
的有效值 I*pt ，因此在实际工程计算中，通常采用“运算曲线”来求解三相短路电流周期分
Id1 =
Sd = 3U av
三相短路电流的计算
技
业的贡献，有必要从专业、技能、经验、学历以及年龄等多方面进行考
术
量。
方
面
➢ 软件技术领域最好根据研发人员所擅长的技术能力来划分不同的专业技
术组。
➢ 培养研发人员对新技术的学习掌握，并创新应用。
5.1.2 软件生产函数
提高软件生产率的主要举措有：
➢ 建立良好的人才激励机制，通过物质、精神奖励以及职务晋升制度提高
X *ca
X *dK
S N Sd
（4.4.11）
南京师范大学电气工程系
有限容量电源系统三相短路电流的计算
注意：
通过运算曲线法求得的I*pt 是以向短路点直接提供短路 电流的发电机总容量为基准功率所对应的三相短路电流 周期分量在t时刻的有效值的标幺值。因此， 所求短路 后t时刻的短路电流周期分量有效值为
③生产函数具有非负性，总产出必 须是正值，且总产量是生产要素组 合的结果，单一要素的投入是不能 获得产出的
5.1.1 生产函数
3. 规模报酬 规模报酬又称为规模经济，主要研究所有要素都同比例增加时，产量时如何发生变化的。
通常在规模较小时，增加投入可以促进规模报酬递增，而当规模达到一定 程度时，则会出现规模报酬递减的情况。
Ip
U av 3X K
无穷大电源系统三相短路电流的计算
2.短路电流冲击值
由式（4.2.9）和（4.2.10）可求得短路电流冲 击值和短路冲击电流有效值
ish 2Ksh I I sh I 1 2(Ksh 1)2
（4.4.6） （4.4.7）
无穷大电源系统三相短路电流的计算
3.三相短路功率
4.4 三相短路电流的计算
无穷大容量电源系统的三相短路电流计算 有限容量电源系统的三相短路电流计算
三相交流系统短路电流计算
Z∑ R∑2 X∑2 为短路电路的总阻抗[模];
k arctan( X∑ / R∑) 为短路电路的总阻抗角;
L∑/R∑ 为短路电路的时间常数;
C为积分常数,由电路初始条件(T=0)来确定.
当t=0时,由于短路电路存在着电感,因此电路电流不
计算短路电流时，电路的电容不加以考虑。
2、基准值的选择
按标么值法进行计算时，一般是先选定基准容量 Sd
和基准电压 Ud ，基准容量，工程设计中
通常取 Sd 100MVA
基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压，
即 Ud Uc
选定了基准容量和基准电压后，基准电流按下式计
算：
一）、概述
进行短路电流计算，首先要绘制出计算电路图，在计 算电路图上，将要考虑的各元件的额定参数都表示出 来，并将各元件依次标号，然后确定短路计算点。
其次，根据选择的短路计算点绘制出等效电路图，并 计算短路电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上， 只需要将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表 示出来，并表明其序号和阻抗之值，一般是分子标序 号，分母标阻抗值。然后将等效电路化简，求出短路 电路的等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
此外，电力系统中，发生单相短路的几率 最大，而发生三相短路的可能性最小。但 从用户这方面说，一般是三相短路的电流 最大，造成的危害也最为严重。为了使电 力系统的电气设备在最严重的短路状态下 也能可靠工作，在选择和校验电气设备用 的短路计算中，常以三相短路计算为主。
二）、采用标么制法计算高压网络系统短路电流
Ish
I I 2
2
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短路电流计算的一些基本概念
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1.主要参数
S d：三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量。
I d：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。
I c：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。
i c：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S d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(S jz)和基准电压(U jz).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。
(1)基准
基准容量S jz =100 MVA
基准电压 U jz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: U jz＝37、10.5、6.3、0.4(KV)
因为S=1.73*U*I
所以 I jz＝1.56、5.5、9.16、144(KA)
(2)标么值计算
容量标么值S* =S/S jz.
例如:当10kV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量
S* = 200/100=2.
电压标么值U*= U/U jz; 电流标么值I* =I/I jz
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: I d= I jz I*d=I jz/ x*(KA)
冲击电流有效值: I c = I *d√〔1+2 （K c-1）2〕(KA)其中K c冲击系数,取1.8
所以 I c =1.52I d
冲击电流峰值: i c=1.414×I*d K c=2.55 I d (KA)
当1000kVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数K c ,取1.3
这时:冲击电流有效值I c =1.09*I d(KA)
冲击电流峰值: i c =1.84 I d(KA)
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.
基准容量100MVA。
当系统容量为100MVA时，系统的电抗为X*S=100/100＝1
当系统容量为200MVA时，系统的电抗为X*S=100/200＝0.5
当系统容量为无穷大时，系统的电抗为X*S=100/∞＝0
系统容量单位：MVA
系统容量应由当地供电部门提供。
当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量。
如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA。
则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系统的电抗为X*S=100/692＝0.144。
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