单相短路,两相短路,三相短路电流的关系
供配电技术习题答案第3章_0
供配电技术习题答案第3章第3章短路电流计算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? 答：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。
第三章短路电流及其计算
例题 3—2，P60
6、计算示例
例题：已知供电系统如图所示，系统出口断路器的断路容量为 500MVA。 求：1）工厂配电所10kV母线上k1点和车间变电所低压380V母线上 * * k2点短路回路的总电抗标幺值 X k 1 X k 2 ，值； ， ( (3 ( 2）k1 ，k2两点的 I k 3) ish ) 及 S k 3 ) 值。 ，
根据
Id * X
I
( 3) 可以分别计算出 k
( (3 (3 I k( 2) , I ''(3) , I 3) , ish ) , I sh ) , S k(3) 。
4、三相短路容量
S
( 3) k
3I dU c S d 3I U C * * X X
( 3) k
5、计算步骤
（1）确定各基准值； （2）分别计算各元件电抗标幺值； （3）根据计算电路绘出等效电路，并将各元件电抗标幺值和短路 计算点一一标出在等效电路上； （4）分别求出各短路计算点的总电抗标幺值； （5）分别计算各短路计算点的各短路参数值； （6）将各计算结果列表。
2、短路电流非周期分量
（波形按指数函数衰减 ）
t t
inp inp( 0)e
2 I ' 'e
3、短路瞬时电流
ik i p inp I k .m sin( t k ) inp( 0) e
Rt t L
4、短路冲击电流
ish K sh 2I ''
第三章
短路电流及其计算
本章主要内容：无限大容量电力系统三相短路时的物理过 程及物理量 三相短路及两相和单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 第一节 短路的原因、后果、形式及几率
供电技术知识点(可打印修改)
1、电力系统：由发电厂、电力网与电能用户（电力电荷）所组成的整体，，称为电力系统。
电力网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。
作用是将发电厂生产的电能进行输送，变换和分配。
动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户，就称为动力系统。
2、常把电力系统中的发电、输变电与供配电等环节叫做一次系统；电力系统中的二次系统包括继电保测量和调度等环节。
3、电力负荷是电力系统中所有用电设备消耗功率的总和。
电力系统中综合用电负荷、供电负荷和发电负荷三者的联系：电力系统的综合用电负荷+电力网中损耗的功率（就是系统中各发电厂应提供的功率）=供电负荷；供电负荷+各发电厂本身消耗的功率（即厂用电，就是系统中各发电机应发出的功率）=发电负荷。
4、电力负荷分级及接线要求：5、用户对供电的基本要求：①保证供电安全可靠；②保证供电电能质量；③保证供电系统的经济性。
6、供电设备额定电压应高出电网和受电设备额定电压的5%～10%。
7、电压调整措施：①正确选择供电变压器的变比和电压分接头；②合理减少供配电系统的阻抗；③均衡安排三相负荷；④合理调整供电系统的运行方式；⑤采用无功功率补偿装置；⑥采用有载调压变压器。
8、供电系统的接线方式：1、按网络界线布置方式，可分为放射式、干线式、环式及两端供电式等界限系统；2、按网络接线运行方式，可分为开式和闭式网络接线系统；3、按对负荷供电可靠性的要求，可分为无备用（单回线路放射式、直接连接干线式和串联型干线式）和有备用（双回线路放射式、环式和双回线路干线式）接线系统。
9、无备用系统接线简单、运行方便、易于发现故障，缺点是供电可靠性差。
主要用于对三级负荷和一部分次要的二级负荷供电。
有备用系统接线的主要优点是供电可靠性高，正常供电时电压质量好，但是设备多，投资大。
10、桥式接线适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所。
11、电网中性点运行方式：①中性点不接地方式；②中性点经消弧线圈接地的方式；③中性点直接接地的方式。
第七章 电力系统三相短路
短路后——两个独立的回路
有源回路：
短路的全电流:
di Ri L E m sin( t ) dt
t / Ta
i i P iaP I Pm sin( t ) Ce
i P I Pm sin( t ) 变化规律：
其中
I Pm Em R 2 (L) 2
T a=0
X/R Ta kim 14 0.045 1.799
kim
30 0.064 1.855
2
实际计算时：
1
短路点 发电机母线 发电厂高压侧母线 其它地点
kim 1.9 1.85 1.8
30
X/R
7.2.3 短路电流的有效值:
1 It T
以时刻t为中心的一个周期 内瞬时电流的均方根值
第七章 电力系统三相短路的分析计算
短路的一般概念 恒定电势源电路的三相短路 同步电机的三相短路的暂态过程 同步电机三相短路电流计算 电力系统三相短路的实用计算
7.1
短路的一般概念
所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或 相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路 的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间 或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其 绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生 了短路故障。 对称短路；不对称短路。
7.1.5 短路计算方法：
三相短路时系统三相参数仍然是对称的，可以采用 对称电路的分析计算方法。 不对称短路时，系统在短路发生处三相参数不再对 称，所以要采用对称分量法将这种不对称转化为对 称以后，再归结为对称短路的计算。
7.2 恒定电势源电路的三相短路
7.2.1三相短路的暂态过程
试析电力系统短路故障及短路电流危害及限制对策
案 例 AN LI摘要：短路故障是电力系统的常见故障之一。
短路故障发生以后，电路中会产生强度较大的短路电流，并在短时间内达到最大值，对电力系统连接的相关设备以及电路本身都会造成较大的电流危害。
因此，本文对电力系统短路故障产生的原因以及短路电流的危害进行了简要介绍，并讨论有关限制短路电流的相关对策措施。
关键词：电力系统；短路故障；短路电流一、电力系统发生短路故障的原因及其类型（一）电力系统发生短路故障的因素电力系统中的短路故障，就是由于电力系统中的相与相之间或者相与地之间的绝缘体在遭到破坏以后，逐渐形成的非正常的低阻抗通路。
从目前我国对电力系统短路故障的研究来看，引发短路故障的因素主要分内部因素和外部因素两种。
1.外部因素所谓的外部因素是指电路系统本身没有出现问题，而是由于气候因素、意外因素等外在因素的影响，而造成了系统中的绝缘体被破坏，从而导致电力系统发生了短路故障，对电力系统的正常运行产生了影响。
例如：大风天气引起的电杆歪倒；霜冻天气引起的导线覆冰；动物长期经过，导致裸露在外的在载流部分受到影响。
因此，在实际的工作中，要重视短路故障产生的外在因素，做好电路系统的安全防控工作。
2.内部因素所谓的内部因素，就是线路自然老化导致的绝缘体外露，从而导致电力系统发生了短路的现象。
除此之外，电力系统中，电路安装不合理也是导致短路故障发生的原因之一。
（二）电力系统短路故障的类型按照电力系统短路故障的行程，可以将短路故障分为四种类型，分别是：单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路；电力系统短路故障发生后的状态来看，三相短路后，电路仍然可以保持三相对称的状态，可以称之为对称短路。
其余三种，都可称之为不对称短路；按照短路持续时间以及停电后的短路状态是否能够自行消除，可以将短路故障分为瞬时性和持续短路性两种。
如果是受到动物长时间停留或者是带电物体进入系统内，导致的电路故障，一旦动物离开或者是带点物体远离故障线路，该线路就能恢复正常供电。
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。
两相短路和三相短路电流计算
两相短路和三相短路电流计算《两相短路和三相短路电流计算》一、引言在电力系统中，短路是一种常见的故障形式，其产生的瞬时电流可以对设备和系统造成严重的损坏。
对于电力系统的设计、运行和保护来说，正确计算两相短路和三相短路电流至关重要。
本文将从两相短路和三相短路的基本概念入手，探讨短路电流的计算方法，并结合实际案例进行深入探讨，以便读者全面理解这一重要主题。
二、两相短路和三相短路的基本概念1. 两相短路两相短路是指在电力系统中，两相之间或相对中性线出现短路故障。
这种故障可能在任何两个相之间或相对中性线产生，导致严重的故障电流。
对于两相短路电流的计算，我们需要考虑短路点的电阻、电抗、系统电压等参数，利用对称分量法或赫德—格林公式来进行计算。
2. 三相短路三相短路是指系统中所有三相同时出现短路故障。
这种故障通常会导致巨大的短路电流，对设备和系统的损坏可能会更为严重。
三相短路电流的计算通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算，需要考虑系统参数、接地方式等因素。
三、两相短路和三相短路电流的计算方法1. 两相短路电流的计算在进行两相短路电流计算时，我们首先需要确定短路点的位置和相关参数，包括短路电阻、电抗等。
接下来，可以采用对称分量法来进行计算。
对称分量法是一种将非对称系统转化为对称系统进行计算的方法，通过对系统进行对称和正序分解，计算出正序、负序和零序短路电流，再将其合成得到最终的短路电流。
2. 三相短路电流的计算对于三相短路电流的计算，通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算。
瞬时对称分量法是一种将三相电路转化为正序、负序和零序分量进行计算的方法，而复数法则是利用复数理论进行计算，通过计算系统的阻抗和电压来得到短路电流。
四、实际案例分析为了更好地理解两相短路和三相短路电流的计算方法，我们将结合一个实际案例进行分析。
某变电站发生了两相短路故障，需要计算短路电流来评估设备的承受能力。
我们首先确定短路点的位置和相关参数，然后利用对称分量法进行计算，最终得到了短路电流的值。
《工厂供电》第4章短路电流及其效应的计算.
式中，SK为三相短路容量（MVA）；Uav为短路点所在 级的线路平均额定电压（kV）；Ik为短路电流（kA）。
4.3 无限大容量系统三相短路电流计算
通常采用标幺值计算，以简化计算，便于比较分析。
一、标幺制
用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。
标么值
S
d
S
* k
Sk
Sd
Z
* k
上式表示，三相短路容量数值上等于基准容量与三相
短路电流标幺值或与三相短路容量标幺值的乘积，三
相短路容量的标幺值等于三相短路电流的标幺值。
4、短路电流的计算步骤
①画出短路计算系统图，
包含与短路计算所有元件的单线系统，标出 元件的参数，短路点。
②画出短路计算系统图的等值电路图，
U
2 n
Sn
Sj U j2
式中，XF为发电机的电抗(Ω /km),Sn为基准容量
(MVA)，Un为线路所在电压等级的基准电压(kV)。
2、变压器的电抗标幺值
XB
Ud
%U
2 n
100Sn
X B*
XB Xj
Ud
%U
2 n
100Sn
Sj U j2
Ud %S j 100Sn
Ud % (Sj ) 100 Sn
U m 电源电压相量 I m 工作电流相量 I zm 短路电流周期分量相量
三相短路时的相量图
短路电流非周期分量的 初值等于相量 I zm 和 I m 之差在纵坐标上的投影
产生最严重短路电流的条件： (1)短路前空载或 cosΦ=1 (2)短路瞬时电压过零 α=0或1800 (3)短路回路纯电感 d 90
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单相短路,两相短路,三相短路电流的关系在电力系统中，短路是指电路中发生不正常的低阻抗连接，导致电流大幅增加，通常会引发保护设备动作，以防止设备或电网受到过载或损坏。
短路电流的大小与短路类型有关，包括单相短路、两相短路和三相短路。
1. 单相短路：单相短路是指电路中只有一个相与地或相与相之间出现短路。
当单相短路发生时，短路电流只在一个相或线路上流动。
短路电流的大小取决于电源电压、电阻和电抗等参数。
2. 两相短路：两相短路是指电路中两个相之间或一个相与地之间出现短路。
两相短路会导致电流在两个相或线路之间流动，而第三个相或线路不会受到短路电流的影响。
两相短路的短路电流大小也与电源电压、电阻和电抗等参数有关。
3. 三相短路：三相短路是指电路中三个相同时出现短路。
这是最严重的短路类型，会导致电流在整个电力系统中流动，电流非常大。
三相短路会导致高电流、高瞬态力和高热损耗，严重情况下可能引发电力设备损坏、火灾甚至事故。
总的来说，三相短路电流最大，两相短路电流次之，而单相短路电流最小。
电力系统的保护设备需要根据不同类型的短路来设置合适的动作阈值，以确保在发生短路时能够及时切断电源，保护设备和电力系统的安全运行。
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