短路电流计算方法(一)
低压系统短路电流的计算
低压系统短路电流的计算概述：一、基本概念1.短路电流：电力系统中在电气设备两个相或相与地之间产生的短路电流。
2.非感性负荷：电阻负荷和感性负荷的总和。
3.短路阻抗：电力系统在短路点的阻抗。
4.X/R比：电力系统短路时，电感阻抗与电阻的比值。
二、计算方法1.对称短路电流计算对称短路电流计算是指短路时三相之间电气参数相等，无损耗和非感性负荷的情况下的短路电流计算。
1.1系统等效短路电流计算方法该方法适用于系统短路电流的初步估算，一般采用简化的计算模型。
1.1.1电抗率法通过系统的等效电抗率和额定电流来计算短路电流。
电抗率与系统电抗的比为系统等效电抗率。
短路电流的计算公式为：Isc = K × In其中，Isc为短路电流，K为系统等效电抗率，In为额定电流。
采用一个合适的变比将电源侧的短路电流转换到负荷侧。
定比法适用于主变电站、变电站等。
1.2单相短路电流计算方法单相短路电流计算是指只考虑一相短路时的电流值。
1.2.1滑块法通过测量一相的电压、电流和功率因数，并利用滑块器计算短路电流。
该方法适用于事故现场的短路电流测量。
1.2.2暂态法通过测量电流波形的快速变化以及额定电流计算短路电流。
该方法适用于有标称线路电压的暂态短路。
2.不对称短路电流计算不对称短路电流计算是指考虑非感性负荷、非对称运行和非对称故障时的短路电流计算。
不对称短路电流计算需要引入负荷的电抗率和相角、电源的电抗率和相角等因素。
2.1非对称短路电流计算方法非对称短路电流的计算一般采用叠加法或K方法。
2.1.1叠加法将正序短路电流、负序短路电流和零序短路电流分别计算后，再进行叠加得到总的不对称短路电流。
K方法是一种通过电抗率和相角来计算不对称短路电流的方法。
具体计算步骤较为复杂，需要手动计算。
三、简化计算方法除了上述详细的计算方法外，还存在一些简化的计算方法。
例如，利用已知的短路电阻和短路电压、安培-欧姆定律、Thévenin定理等。
电网短路电流计算
电网短路电流计算1.短路电流的定义和基本原理：短路电流是电力系统中电流的最大值，通常发生在电网出现故障时。
故障时，电流会沿着故障点附近低阻抗路径流动，形成短路电流。
短路电流的大小取决于电源的最大输出功率、电网的电压和阻抗。
2.发电机短路电流计算方法：发电机并网接入电网时，短路电流的计算方法如下：2.1基础参数的获取：首先，需要获取发电机和电网的基础参数，包括发电机的额定功率（MVA）、额定电压（kV）、短路阻抗（pu）以及电网的短路容量（MVA）等。
2.2短路阻抗的确定：根据发电机的类型和连接方式，可以通过实验或者参考标准，确定发电机的短路阻抗。
短路阻抗通常以百分比（pu）的形式给出。
2.3短路电流计算方法：根据公式 I = U / Z ，其中I为短路电流（kA），U为发电机的电压（kV），Z为短路阻抗（pu），可以计算出短路电流的大小。
2.4确定故障位置：根据实际情况，需要确定故障发生的位置。
故障可以发生在发电机附近的高压侧，也可以发生在电网的其他位置。
2.5短路电流的限制：根据电网的规范和安全要求，需要对短路电流进行限制。
通常通过设置保护装置或者选择合适的发电机容量来限制短路电流。
3.短路电流计算的影响因素：短路电流的大小受到多种因素的影响，包括发电机容量、电网电压、短路阻抗、电缆长度等。
调整这些参数可以对短路电流进行控制和限制。
4.短路电流计算的用途：短路电流计算有助于电力系统的设计和保护设置。
它可以帮助工程师评估电网的稳定性、选择合适的保护装置、确定故障位置和排除电力系统中的潜在问题。
总结：电网短路电流计算是电力系统设计和保护设置中重要的一部分。
通过计算短路电流，可以评估电力系统的稳定性和安全性，为工程师提供有关电网故障的关键信息。
在发电机并网的情况下，短路电流的计算需要考虑发电机和电网的基本参数、短路阻抗的确定以及故障位置的确定等因素。
同时，通过合理调整这些参数，可以对短路电流进行控制和限制，以确保电力系统的正常运行。
220v短路电流计算公式
220v短路电流计算公式一、什么是短路电流？短路电流是指电路中出现短路时，通过短路点的电流。
在正常工作状态下，电流从电源经过电路元件流向负载，而当电路中出现短路时，电流会由于缺乏负载的阻抗而大幅增加，形成短路电流。
短路电流的大小与电源的电压、电路的阻抗以及短路点的位置有关。
二、为什么需要计算短路电流？短路电流是评估电路安全性的重要指标之一。
在电路中发生短路时，电流会瞬间增大，可能会导致电气设备受损、电路故障，甚至引发火灾等危险情况。
因此，我们需要计算短路电流，以确保电路和电气设备的安全运行。
三、220V短路电流计算公式根据欧姆定律，电流（I）等于电压（U）除以电阻（R）。
当电路中出现短路时，电阻接近于零，电流会大幅增加。
对于220V电源来说，可以使用如下公式计算短路电流：短路电流 = 220V / 电路总阻抗其中，电路总阻抗包括电源的内阻、电缆的电阻、电路元件的阻抗等。
在实际应用中，我们需要根据具体情况考虑各个因素，并进行综合计算。
四、短路电流计算的注意事项1. 在计算短路电流时，需要准确测量电路的各个参数，如电源电压、电缆电阻等。
这些参数的准确性对于计算结果的准确性至关重要。
2. 在计算电路总阻抗时，需考虑电路中各个元件的阻抗，并按照电路的实际连接方式进行计算。
不同的电路连接方式会对电路总阻抗产生不同的影响。
3. 短路电流计算结果应与电气设备的额定短路电流进行比较，以评估电气设备的可靠性。
如果计算得到的短路电流超过设备的额定短路电流，可能需要采取相应的安全措施，如增加保护装置、调整电路参数等。
五、短路电流计算实例假设有一个220V电源，电路总阻抗为5Ω，我们可以使用短路电流计算公式进行计算。
短路电流= 220V / 5Ω = 44A根据计算结果，该电路在短路时的电流为44A。
我们可以将这个结果与电气设备的额定短路电流进行比较，以评估设备的安全性和可靠性。
六、总结短路电流是评估电路安全性的重要指标，计算短路电流可以帮助我们选择合适的电气设备，并采取相应的安全措施。
短路电流的计算方法
短路电流的计算方法短路电流是指电路中发生短路故障时的电流值。
短路故障指电路中两个或多个电气元件之间的绝缘失效或直接发生短路连接。
短路电流的计算方法需要考虑电源电压、电路阻抗、短路位置等因素。
下面将详细介绍短路电流的计算方法。
1.短路电流基本概念短路电流是指从电源到发生短路故障处的电流。
短路电流的大小直接取决于电源的供电能力和短路处的阻抗。
短路电流一般分为对称短路电流和非对称短路电流两种。
2.对称短路电流计算对称短路电流是指发生短路故障时，电流的各相之间的大小和相位差相同。
对称短路电流的计算一般通过复数法或者对称分量法来进行。
（1）复数法：首先需要获得正常工作条件下电路的电压和电流的复数表示形式，即用复数表示的幅值和相位。
然后根据发生短路故障时电路的分析，将短路电流的每一个分量都转换成复数，然后通过复数的叠加原理，将每个分量的复数相加得到短路电流的复数。
（2）对称分量法：对称分量法是将实际电流分解成对称分量和零序分量的和，其中对称分量包括正序、负序和零序的幅值，计算对称短路电流时只需要考虑对称分量。
对称分量法适用于计算对称短路电流较为复杂的电力系统。
3.非对称短路电流计算非对称短路电流是指发生短路故障时，电流的各相之间的大小和相位差不同。
非对称短路电流的计算需要考虑不同相电流的不同阻抗和各相电源之间的相位差。
非对称短路电流计算的方法有很多，比较常用的方法包括：（1）等效电路法：等效电路法是通过将非对称短路问题转化为等效电路的问题来进行计算。
首先根据故障点的实际情况，绘制等效电路图，然后根据等效电路的特性进行计算。
（2）解析法：解析法是通过对非对称电路进行解析计算，得到各相之间的电流和相位差。
这种方法一般适用于较为简单的电路。
（3）数值法：数值法是通过数值计算的方式来求解非对称短路电流。
数值法的计算过程较为繁琐，但是对于复杂的电路系统可以得到较为准确的结果。
总结：短路电流的计算方法需要根据具体的电路型号和故障情况进行选择。
短路电流的计算(一)近端短路和远端短路
短路电流的计算（一）近端短路和远端短路当我考基础时看到短路电流这个词的时候，我有一种很莫名其妙的感觉，不是因为电流两个字，而是因为短路两个字。
在我的印象中，短路肯定会产生非常大非常大的电流，可是到底有多大呢？我感觉要求工作电流那是很简单的事情，但是要求短路的电流，那就无从下手了。
所以我就想到这样一件事情，我上初中的时候喜欢用铜丝短路干电池的两端。
我想，干电池的电压是1.5v，短路的时候电阻是接近于0，如果根据欧姆定律，那么将产生非常大非常大的电流，根据P=I*I*R在这根线上会产生非常非常大的功率，发出非常非常大的热量，可是为什么我的双手还能捏住电池呢？难道是欧姆定律出错了？后来到了中专上了电子线路的课，我才知道我那么计算是错误的，因为我把电池看成是既没有内阻，而且还恒压的电源了，可是它不是。
看来不是欧姆定律出错了，而是我井底观天了。
照这么说，短路电流还是能用欧姆定律来求的，的确是这样。
而欧姆定律应该是最简单不过的了，电流=电压/电阻，I=U/R，于是我们就从这个公式开始短路电流之旅。
为了简单的理解短路电流，我们不妨先从一个最最简单的电路开始，在这个图中，有一个电源（用红框表示），R1表示这个电源的内阻，当靠近电池的两端短路的时候，这个电池的端电压还能保持不变吗？当然不能，根据欧姆定律我们很容易得到一个结论，那就是这个电压大部分都降在内阻上了，电池对外的电压已经很低了。
那么短路电流也就不能再用电池的端电压除以短路电阻了。
我们再看这一个图，这个图中多了一个电阻R2，这个电阻表示的含义是除电源内阻外传输线路的电阻。
在加入传输线路电阻的时候，如果发生短路，这个电池的端电压还能保持不变吗？只能回答不知道，因为电池的端电压也就变成在R2电阻上的压降了，这要看R2的值和R1的值谁大谁小，如果R2的值还是很小，那么就和第一种短路差别不大，如果R2的值很大，那么对电池的端电压的变化影响会非常小。
我们假设R1=1欧，R2=3欧，理想电池的电压为4V。
短路电流计算
第一部分 电力系统短路电流计算上级变电站矿井地面降压站井下中央配电所一、绝对值法（有名值法）计算高压回路短路电流设：电源电压为U；短路回路电阻为R 、电抗为X 、阻抗为Z ★ 三相短路电流周期分量为:(3)dI ==(2-13)★ 两相短路电流周期分量为:(2)2dU ZI = (2-14)由(2-13)式和(2-14)式可得：(2)(3)2ddII =★ 短路容量S d：ddpSU I =●电源系统电抗X x：2px dU U S X ==●变压器电抗X b : b X =式中：Z b ——变压器阻抗 R b ——变压器电阻变压器阻抗：2%e d b eU U S Z =式中：e U %——变压器短路电压百分比e U ——变压器额定电压（伏）； e S ——变压器额定容量（伏安）；变压器电阻：2e b eU PS R =∆式中：P ∆——变压器短路有功损耗（瓦） 实际上对较大的变压器，可以认为b b X Z ≈●电抗器的电抗k X :k k X X =式中：X k %——电抗器的百分电抗值；ke U ——电抗器额定电压（伏）； e I ——电抗器额定电流（安）； ●线路的电抗l X :0L X L X =式中：L ——导线长度（公里）X 0——单位长度电抗值；可用下式求得：020.1445lg 0.0157D X d≈+近似计算时：架空线路可取0=0.4X 欧姆/公里；1千伏以下的电缆0=0.06X 欧姆/公里；3～6千伏电缆0=0.08X 欧姆/公里。
●线路的电阻R L 可按下式计算：L L R D S=⋅式中：L ——导线长度（米）S ——导线截面（毫米2）D ——电导率（米/欧*毫米2）二、相对值法（无名值法或标么值法）(一)、相对值概念在计算短路电流中的四个基准量：基准功率S j ， 基准电压U j ， 基准电流I j , 基准电抗X j.四个基准量的关系：(在三相电路系统中各电量基准值要符合电路的一切定律)j j jU S=2j jjU U S X==四个基准量中给定了两个（通常是S j 、U j ）则其他两个基准量就可算出。
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1-11.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===0.1472)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=1.753)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 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =3.18kA3)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=4.8kA4)三相短路容量==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A2 K-2点的短路电流和短路容量（U=0.4KV）1）电力系统的电抗===2.132)架空线路的电抗==0.35(/km) 5km=2.543)电力变压器的电抗：由附录表5得%=5,因此X===84) 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===34.04kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =34.04kA3)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=37.11Ka4)三相短路容量==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A综上所述可列短路计算表，如下表1-1工厂变配电所的选择第一节工厂变配电所类型、所址的选择一、变配电所的任务便配电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。
短路电流计算方法
短路电流计算方法
短路电流的计算方法有多种，以下介绍两种常用的方法：
方法一：基于对称分量法
1.利用对称分量法实现A、B、C三相网络与正、负、零三序网络的
参数转换。
2.列出正、负、零序网络方程，大多采用节点导纳矩阵方程描述序
网络中电压、电流的关系。
3.根据故障形式，推导出故障点的边界条件方程。
4.将网络方程与边界条件方程联立求解，求出短路电流及其他分量。
方法二：基于公式计算
5.三相短路电流计算： IK(3)=UN2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}。
式中IK(3)——三相短路电流、安。
UN2变压器二次侧额定电压，对于127、380、660伏电网，分别取133、400、690伏。
∑R、∑X 短路回路内一相的电阻、电抗的总和，欧。
6.二相短路电流计算：IK(2)=UN2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}式中。
IK(2) ——二相短路电流、安。
7.三相短路电流与二相短路电流值的换算：IK(3)=2 IK(2)/√
3=1.15 。
IK(2)或IK(2)=0.866 IK(3)。
此外，对于不同电压等级，短路电流的计算也有所不同。
例如，若电压等级为6kV，则短路电流等于9.2除以总电抗X∑；若电压等级为10kV，则等于5.5除以总电抗X∑。
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称为冲击系数 它的大小在1
到2之间
0.01
Kch 1 e Tf 36
短路电流最大有效值
37
短路电流最大有效值
短路电流全电流最大有效值，也 出现在短路发生后的大约半个周
期(t=0.0l s)I来自h I I 2 z 0.01
2 fz 0.01
当不计周期分量
I z0.01 I z I "
的衰减时
进行标么值计算要先取 基准容量和基准电压，而 且要考虑计算的方便
基准容量SJ全网只取一个 一般取
SJ=100MVA 或SJ=1000MVA 基准电压UJ每个电压级各取一个 一般取用各级的平均电压
U J U P 1.05U N
下标 J
表示“基准”
网络平均 电压
10.5，37,115,230
网络额定电 压
感应电动机正常运行时，从系统吸收电能， 因而也储存有电磁能量，相对有一个等值 电势存在；正常运行时，外施电压高于其 电势，电流流入电动机；但是，当离电动 机接入点较近的外接电路发生短路时，电 动机接入点的电压就有可能低于电动机电 势，这时，电动机就会变为一个电源，向 外提供短路电流，这时就需要计及电动机 反馈对短路冲击电流的影响
标么值
有名值 基准值
有名值 标么值基准值
各元件参数计算
11
有名值
发电机参数计算
标么值
X
" d
X
" d
%
U
2 N
100 SN
X
" d
%
U
2 N
100 PN / Cos
X
" d
X
" d
Xj
X
" d
%
U
2 N
100 SN
S U
j
2 j
X
" d
%
Sj
X
" d
%
Sj
100 SN 100 PN / Cos
12
2f
衰减时间常数，取决于回路电 抗及电阻大小
即周期分 量的幅值
有名值 单位为秒
标么值 无单位
Tf
X R
Tf
L R
L R
X
R
X 314R
s
32
非周期分量衰减时间常数
短路电流非周期分
量衰减时间常数， s，当电网频率为
50Hz时：
Tf
L R
L R
X
R
X 314R
s
有名值，秒
Tf
Tf Tj
I
b
a 2
a
1
I
a
2
Ic a a2 1 Ia0
U a 1 1 1 U a1
U
b
a 2
a
1
U
a
2
Uc a a2 1 U a0
电流序分量合 成相分量
电压序分量 合成相分量
46
三序对称分量的独立性
在三相对称网络中，由于三相网络内施加任一组对称 分量电压（或电流）都只在网络内产生相应的对称分 量电流（或电压），此即所谓三相对称网络中对称分
10，35,110,220
7
电流基准值和阻抗基准值的计算
当基准容量SJ（MVA）、基准电压UJ（kV）选定后， 根据各物理量之间的关系
基准电流IJ（kA），与基准阻抗ZJ （） 便可求得
基准电流 基准阻抗
IJ
Sj 3U j
ZJ
Uj
U
2 j
3I j S j
8
各元件参数标幺值的计算
标么值的意义：电路元件物理量有名值与同 一物理量基准值的之比称标么值。
KA
异步电动机的额定电流
40
计入异步电动机影响后的电流
短路冲击电流
短路全电流最 大有效值
由系统送到短路点 的短路冲击电流
由异步电动机 反馈短路冲击
电流
ich ichs ichM KA
Ich (Is IM )2 2[(Kchs 1)Is (KchM 1)IM ]2 KA
由系统送到短路点 的超瞬变（次暂态） 短路电流
三相短路发生后，短路电流的
最大瞬时值称为冲击电流 ich
当不及周期分 量的衰减时
0.01
ich iZ 0.01 i fz e Tf
0.01秒时， 非周期分量
的值
0.01
0.01
ich iZ 0.01 i fze Tf 2I " 2I "e Tf
0.01
2I "(1 e Tf ) 2KchI "
有名值 标么值
变压器参数计算
XT
X
T
%
U
2 N
100 SN
XT
XT Xj
X
T
%
U
2 N
100 SN
S U
j
2 j
XT % Sj 100 SN
13
有名值 标么值
电抗器参数计算
XK
XK% 100
UN 3I N
X k
Xk Xj
XK% 100
UN 3I N
S U
j
2 j
要特别注意，这里 的电压不能消去
短路电流计算
1
提要
1短路电流计算方法（掌握） 2短路电流计算结果的应用（熟悉） 3影响短路电流的因素及限制短路电流的措施
（熟悉）
2
1短路电流计算方法
3
短路电流计算主要目的
选择导体和电 器设备
电网电厂主接线 的比较、选择
继电保护等保 护设备整定选
择的依据
验算接地装置 的接触电压和
跨步电压
确定送电线路 对通信线电磁
始次暂态电流
稳态短路电流 周期分量的标
么值
电源对短路点的等 值电抗标么值；
19
考虑电阻的影响时
上面的计算公式忽略了电阻 的影响，如果回路总电阻较
大，满足条件：
R
1 3
X
则电阻对短路电流有较大的作用。此时，必须用 阻抗的标么值来代替式中的电抗标么值。
Z
R2Z
X
2 Z
20
有限电源供给的短路电流 通常用短路电流计算曲线计算
39
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％时，才予以考虑其反
馈电流的影响，即：
Ir•M 0.01I 异步电动机起动电流
倍数可取为6～7
由异步电动机馈 送的短路冲击电 流可由下式计算
异步电动机的短路电流 冲击系数可取1.4 ～ 1.7
ichM 0.9 2KchM KqM IrM
量的独立性。
因此，可以分别对各序电流电压分布进行计 算，然后再用对称分量法进行合成，从而求
I"
I
"
I
N
运算曲线可查出t时刻 短路电流，对于t时刻 电流为：
I zt Izt I N
28
运算曲线时注意
从运算曲线查出短路 电流时，注意，当：
t4s
或 者
X js 3.45
即认为周期 分量电流不
衰减了
I
E X js
29
三相短路电流 非周期分量计算
30
非周期分量电流产生的原因
由于电力系统是由一些具有电感或电容的元件组 成，在运行中的这些元件将会储存电磁能量，当 电路状态发生突变时（例如短路时）电路中这些 元件的电流（对于电感）或电压（对于电容）不 能发生突变，因而，为了维持能量的不突然变化， 于是在电路中就会产生电流的非周期分量，即电 路会有一个从原来状态过渡到一个新的状态的过 渡过程。
IJ
Sj 3U j
功率：有功功率、无功功 率、视在功率的基准相同
电压
ZJ
Uj
U
2 j
3I j S j
S
S Sj
电流
U
U Uj
I
I Ij
I
3U j Sj
阻抗、电阻及电阻， 它们的基准相同
X
X Z9j
X
Sj
U
2 j
采用标么值的一些好处，采用标么值后：
相电压和线电压的标么值是相等
单相功率和三相功率的标么值相等
和定义为计算电抗
X
js
X
SN Sj
发电机额 定容量
系统基准 容量
然后按给定时间值，查相应的发电机运算曲线 或查相应的发电机运算曲线数字表 I f ( X js ,t，) 即
可得到短路电流周期分量的标么值 I。
22
23
24
25
26
27
从运算曲线查出短路电流
查出短路电流标么值后，乘以基准电流（在这里，是发 电机的额定电流），即得短路电流有名值：
某些物理量还可 以用标么值相等 的另一些物理量
来代替，如
当用标么值计算时，
I
S
正常情况下，全网 各处电压均在1左右，
便于分析系统运行
情况
S
S Sj
3UI Sj
3UI 3U j I j
当U
U
时
j
S
3U j I 3U j I j
I Ij
I
当电压等于基 准电压时，即 电压的标么值 等于1时：
10
标么值和有名值之间的关系和变换
考虑了衰减后的 非周期分量为
0.01
I fz0.01 2I "e Tf 2I " (Kch 1)
短路电流 全电流最 大有效值
这是前面已经说明 的冲击系数
0.01
Kch 1 e Tf