不对称短路的计算方法.
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。
35kv线路短路电流计算公式
35kv线路短路电流计算公式35kV线路短路电流计算公式引言：35kV线路是一种高压输电线路，其短路电流是指在线路发生故障时，电流流过故障点的大小。
准确计算35kV线路的短路电流对于线路的设计、运行和维护至关重要。
本文将介绍35kV线路短路电流的计算公式及其相关内容。
一、35kV线路短路电流的定义短路电流是指在电力系统中，当电路发生故障时，电流从电源到达故障点的电流值。
短路电流的大小决定了电路故障时的电压和电流水平，对电力设备的选择、保护和运行有着重要影响。
二、35kV线路短路电流计算公式35kV线路的短路电流计算公式可以根据电路参数和故障类型来进行推导。
以下是常用的两种计算公式：1. 对称短路电流计算公式对称短路电流是指电路发生对称故障时的短路电流，通常包括三相短路故障和两相短路故障。
对称短路电流计算公式如下：Isc = U / (√3 * Z)其中，Isc为对称短路电流，U为电压，Z为电路阻抗。
2. 不对称短路电流计算公式不对称短路电流是指电路发生不对称故障时的短路电流，通常包括单相接地故障和两相短路故障。
不对称短路电流计算公式如下：Isc = U / Z其中，Isc为不对称短路电流，U为电压，Z为电路阻抗。
三、35kV线路短路电流计算步骤根据以上的短路电流计算公式，我们可以按照以下步骤来计算35kV 线路的短路电流：1. 确定故障类型：根据实际情况确定故障类型，是对称故障还是不对称故障。
2. 收集电路参数：收集35kV线路的电压和电路阻抗参数，包括电源电压、线路长度、线路材料等。
3. 计算短路电流：根据故障类型和电路参数，利用相应的短路电流计算公式进行计算。
4. 分析计算结果：得到短路电流数值后，需要对结果进行分析，判断是否符合线路设计要求，是否会对设备产生过大的负荷，从而选择合适的保护装置。
四、35kV线路短路电流计算的影响因素35kV线路的短路电流受到多种因素的影响，以下是一些常见的影响因素：1. 电源电压：电源电压的大小直接影响短路电流的大小，电压越高，短路电流越大。
6-7不对称短路计算概述
1. 单相接地短路（a相）
相量边界条件
U a Ib
= 0
=
0
Ic = 0
U a = U a1 + U a2 + U a0 = 0 Ib = a 2 Ia1 + aIa2 + Ia0 = 0 Ic = aIa1 + a 2 Ia2 + Ia0 = 0
序量边界条件
U a1
+ Ua2
=
j
X 2Σ X 0Σ X 2Σ + X 0Σ
Ia1
3. 两相接地短路（b、c相）
短路电流绝对值
I
= (1.1)
k
I=b
Ic =
3
1
−
(
X
X0Σ X2Σ 0Σ + X2Σ
)2
I
a1
非故障相电压、故障相电流
= Ua 3= Ua1
j3
X2Σ X0Σ X2Σ + X0Σ
Ia1
Ib
=
a 2 Ia1
+ aIa2
=1 + a 2U a2
+ U a0 + U a0
= =
j[(a 2 − a) X 2Σ j[(a − a 2 ) X 2Σ
+ +
(a (a
2 −1) X 0Σ ]Ia1 −1) X 0Σ ]Ia1
2. 两相短路（b、c相）
相量边界条件
Ia1 + Ia2 + Ia0 = 0 a2Ia1 + aIa2 + Ia0 = −(aIa1 + a2Ia2 + Ia0 ) a2Ua1 + aUa2 + Ua0 = aUa1 + a2Ua2 + Ua0
不对称短路的计算方法-PPT课件
IB2 I A2
IC1 IA1
IC2 2 IA2
IB0 IC0 IA0
IAIA1IA2IA0
I
1 j 3 e j120 22
2 1 j 3 e j240 22
1 2 0
IBIB1IB2IB0 2IA1 IA2IA0
3、零序电抗X0=U0/I0
当零序电流流过电力系统各元件时产生的零序电 压降与零序电流的比值。（短路计算时，不考虑 电阻）
零序电流从短路点出发，由于三相的零序电流同 相位，如果前方变压器或旋转电机的绕组没有接 地的中性点（△或Y），零序电流就不能通过。
只有在系统有接地的故障现象时才有零序电压和 零序电流。
前面电网各元件电抗计算方法得到的值就是 正序电抗。
二、短路回路中各元件的序电抗
2、负序电抗X2=U2/I2
当负序电流流过电力系统各元件时产生的负 序电压降与负序电流的比值。（短路计算时， 不考虑电阻）
对于静止元件： X1＝X2 对于旋转电机： X1≠X2
二、短路回路中各元件的序电抗
第二章 短路电流的计算
第二章 电力系统概述
2－1 概述 2－2 发生短路时电网的等值电路 2－3 短路计算中的网络化简 2－4 三相短路的计算方法 2－5 不对称短路的计算方法
2-5 不对称短路的计算方法
短路种类 对称短路 三相短路
两相短路
不
对
称
短
单相短路接地
路
两相短路接地
示意图
不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)
不对称短路故障分析
02
不对称短路故障类型
单相接地短路
其中一相电流通过接地电阻，其余两 相保持正常。
两相短路
两相接地短路
两相电流通过接地电阻，另一相保持 正常。
两相之间没有通过任何元件直接短路。
不对称短路故障产生的原因
01
02
03
设备故障
设备老化、绝缘损坏等原 因导致短路。
外部因素
如雷击、鸟类或其他异物 接触线路导致短路。
操作错误
如误操作或维护不当导致 短路。
不对称短路故障的危害
设备损坏
短路可能导致设备过热、烧毁或损坏。
安全隐患
短路可能引发火灾、爆炸等安全事故。
停电
短路可能导致电力系统的局部或全面停电。
经济损失
停电和设备损坏可能导致重大的经济损失。
不对称短路故障计算
03
方法
短路电流的计算
短路电流的计算是电力系统故障分析中的重要步骤，它涉及到电力系统的 运行状态和设备参数。
不对称短路故障分析与 计算(电力系统课程设计)
contents
目录
• 引言 • 不对称短路故障分析 • 不对称短路故障计算方法 • 不对称短路故障的预防与处理 • 电力系统不对称短路故障案例分析 • 结论与展望
引言
01
课程设计的目的和意义
掌握电力系统不对称短路故障的基本原理和计算 方法
培养解决实际问题的能力，提高电力系统安全稳 定运行的水平
故障描述
某高校电力系统在宿舍用电高峰期发生不对称短路故障，导致部 分宿舍楼停电。
故障原因
经调查发现，故障原因为学生私拉乱接电线，导致插座短路。
解决方案
加强学生用电安全教育，规范用电行为；加强宿舍用电管理，定 期检查和维护电路。
电力系统不对称故障
对称分量中分解和合成的相量关系
Fa2 Fa1
Fc1
Fb1
(a)
Fb2
(b)
Fa0
Fa2
Fa
Fa1
Fc2
Fa0 Fb0 Fc0
(c)
Fc1
Fc2
Fc
Fb1 Fc0
Fb2
Fb
(d)
Fb0
注意：
➢ a b c T 1 2 0 是一对一的线性变换。独立总变 量数不变。
➢ 这样的转换并非纯数学的，各序电流、电压 是客观存在的，可以测出。
U a
a
Zs
Ia
U b
Zm
b
Zm
Zs
U c
Ib
Zm
c
Zs
Ic
从变换上来看：
U UbaZZm a
Zm Zb
Uc Zm
Zm
U a b c Z a b c Ia b c
Zm Zm
IIba
Zc Ic
将三相电压降和三相电流变换成对称分量 ：
U 1 2 0 T 1 U a b c T 1 Z a b c T I 1 2 0 Z 1 2 0 I 1 2 0
Y0 /Y/ 开 开 Y0/Y0/ 开 合
x(0) xI xII//xIII
xI xIII xIxII/I/x(II )
3、自耦变压器
自耦变压器的中性点一般都直接接地，或者 经过阻抗接地。如果有第三个绕组，则通常
都采用 接线。
（1）中性点直接接地的 Y0 / Y0 和 Y0 / Y0 / 自耦变压器
Y0 / Y0 接线
1
R1jX1
•
U0
R2jX2 RmojXmo
两侧绕组中都可以有零序电流流过。即等值 电路中的两个端点都可以与外电路相连。
20不对称短路分析(新)
一、单相短路接地f(1)
以a相为特殊相（a相发生单相接地短路）
1、边界条件： b、c相没有接地，其接地电流
a b
c
Ua
Ub
Uc
Ib 0, Ic 0
Ia Ib Ic
a相短路点的对地电压 Ua 0
f
2、用对称分量表示的边界条件
Ua 0 Ua Ua1 Ua2 Ua0 0
Ia1 Ia2 Ia0 Ia / 3 相当于各序网络相串联
Ua1
n1
jX 2 f2
Ia2 Ua2 n2
jX 0 f0
Ia0
Ua 0
n0
4、短路点各相的电流和电压
Ia 3Ia1 Ib 0 Ic 0 Ua 0 Ub a2Ua1 aUa2 Ua0 Uc aUa1 a2Ua2 Ua0
5.相量图：以 Ia1 为参考相量画电流、电压相量图
Ic 2 Ib1
0
即:Ua1 Ua2 Ua0 0
又 : Ia1 Ia2 Ia0 0
表明：正序网与负序网相并联，零序网络开路，没有 零序电流分量。
3、复合序网 两相短路的复合序网=正序网与负序网络相并联
jX 1
E
Ia1
f1
Ua1
n1
jX 2
Ia 2
f2
Ua 2
n2
由复合序网可求出短路点处的a相的电流和电压的对
Uc2 Ub1
Ua1 Ua 2
Ua
6、结论：
1）短路电流、电压中无零序分量。
2）两相短路电流中的正、负序分量大小相等，方向相反；
两故障相的电流大小相等（幅值=
）3I，a 方向相反。
3）短路点处两故障相的电压大小相等、相位相同，幅值
为非故障相的电压的一半，相位与非故障相电压相反。
不对称短路电流计算
X
1
U 0 jI0 X 0
(4.6.8)
18
不对称短路的分析计算
➢ 单相接地短路 ➢ 两相短路 ➢ 两相接地短路
19
1．单相（A相）接地短路
故障处的边界条件为
A
B
用对称分量表示为
C
化简可得
(4.6.9)
U A 0 IA
IB IC 0
(a) jX1∑
IA1
20
不对称短路的分析计算
变压器的绕组接线形式 变压器零序电抗
Y0，d Y0，y
X0＝XⅠ＋XⅡ X0= ∞
Y0，y0
X0＝XⅠ＋XⅡ＋XL0 X0= ∞
备注
变压器副边至少有 一个负载的中性点 接地 变压器副边没有负 载的中性点接地
13
不对称短路的序网络图
利用对称分量法分析不对称短路时，首先必 须根据电力系统的接线、中性点接地情况等原始 资料绘制出正序、负序、零序的序网络图。
IA IA1 IA2 IA0
3IA1
3E1 j( X 1 X 2 X 0 )
(4.6.11)
22
1．单相（A相）接地短路
电压和电流的各序分量， 也可直接应用复合序网来求 得。 复合序网：根据故障处各分 量之间的关系，将各序网络 在故障端口联接起来所构成 的网络。
与单相短路相对应的复 合序网示于图4.6.3（b）。
U 1 U 2
E1 jI2
jI1 X2
X
1
U 0 jI0 X 0
IA1 IA2 U A1 U
A2
IA0UA00
(4.6.8) (4.6.16)
28
B
C
不对称短路的分析计算 IA 0 IB IC
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IC IC1 IC2 IC0
其中下标（1）表示正序分量，下标（2）表示负 序分量，下标（0）表示零序分量。
正序分量
I A1
负序分量
I A2
IC1
I B1
I B2
I A0
IA
I A2
I A1
零序分量
I A0
I B0
IC2
IC0
合成
IC
IB
已知某相的序分量电量，求三相电量
f (3)
5
f (2)
10
f (１)
65
f (１,1)
20
一、对称分量法
在三相电路中，任意一组不对称的三相相量（电 压或电流），可以分解为三相对称的相量分量， 以电流为例，有：
I A I A1 I A2 I A0
I B I B1 I B2 I B0
与外电路接通 与外电路断开 但与励磁支路并联
例1：YN，d变压器零序电抗
I A0
Ic0 Ia0
IB0
Ib0
IC0
X0
XI
X II X 0 X II X 0
X0
X I X II X1
例2：中性点经电抗器接地的变压器零序电抗
I A0
IB0 3I A0
IC0
Ic0 Ia0
2、对称分量法说明，对于三相系统，当其处于 不对称短路或运行状态时，可将其分解为相对独立 的正序、负序和零序三个对称的系统，相应的有三 个相对独立的正序、负序和零序等值电路。
3、当正序电流、负序电流和零序电流流过电力 系统各元件时会产生正序电压降、负序电压降和零 序电压降，相应有正序电抗、负序电抗和零序电抗。 （各元件电抗平均值见表2-4）
Ib0
X0
3Xn
XI
X II X 0 X II X 0
X0
三、不对称短路时的序网络
例：画出电网中零序电流的流通路径及三序网络图
K（1）
G1
T1
T3
G3
L1 L2 T 2
L3
2
35 6
1
4 XQ—1
7
11 9 12
13
14 XQ—2 15
8
10
G2
零序电流通路及零序网络：
G1
T1
第二章 短路电流的计算
第二章 电力系统概述
2－1 概述 2－2 发生短路时电网的等值电路 2－3 短路计算中的网络化简 2－4 三相短路的计算方法 2－5 不对称短路的计算方法
2-5 不对称短路的计算方法
短路种类 对称短路 三相短路
两相短路
不
对
称
短
单相短路接地
路
两相短路接地
示意图
代表符号 发生的机率约(%)
对于静止元件： X1＝X2 对于旋转电机： X1≠X2
二、短路回路中各元件的序电抗
3、零序电抗X0=U0/I0
当零序电流流过电力系统各元件时产生的零序电 压降与零序电流的比值。（短路计算时，不考虑 电阻）
零序电流从短路点出发，由于三相的零序电流同 相位，如果前方变压器或旋转电机的绕组没有接 地的中性点（△或Y），零序电流就不能通过。
二、短路回路中各元件的序电抗
1、正序电抗X1=U1/I1
当正序电流流过电力系统各元件时产生的正 序电压降与正序电流的比值。（短路计算时， 不考虑电阻）
前面电网各元件电抗计算方法得到的值就是 正序电抗。
二、短路回路中各元件的序电抗
2、负序电抗X2=U2/I2
当负序电流流过电力系统各元件时产生的负 序电压降与负序电流的比值。（短路计算时， 不考虑电阻）
A1
1
(I
A
IB2
IC
)
3
I A2
1
(I A 2
IB
IC )
3
I A0
1
(
I
A
IB
IC )
3
说明：对称分量法应用的是叠加原理，只能用在 线性参数系统中
强调：1、不对称三相量的分解与合成适用于电压、 电流、电动势的讨论，不适用于功率的讨论；不仅 适用于发电机，还适用于变压器及整个电力系统的 分析。
I
I B1 2 I A1
I B2 I A2
I C1 I A1
I C2 2 I A2
I B0 IC0 I A0
I A I A1 I A2 I A0
I
1 j 3 e j120
22
2 1 j 3 e j240
10
G2
X5 X6 X8
X9 X10
UG2
X7 X1G2
X11 X1G3 UG3
负序网络：
K（1）
G1
T1
L1 L2
2
35 6
1
4 XQ—1
7
T3
G3
T2
L3
11 9 12
13
14 XQ—2 15
8
X2G1 X1 X2 X4 U2
10
G2
X5 X6 X8
X9 X10
X7 X2G2
X11 X2G3
不对称短路化简以后的序网络
L1
L2
T2
L3
T3
XQ—1
.
Uk0
G3 XQ—2
X1 X2 3XQ1 X4 X5 X6 X8 X9 X10 X11 X0G3 3XQ2
U0
X7
正序网络：
K（1）
G1
T1
L1 L2
2
35 6
1
4 XQ—1
7
T3
G3
T2
L3
11 9 12
13
14 XQ—2 15
8
X1G1 X1 X2 X4
UG1
U1
22
1 2 0
I B I B1 I B2 I B0 2 I A1 I A2 I A0
I C I C1 I C 2 I C0 I A1 2 I A1 I A0
若已知不对称量，可求出三组对称量：
I
只有在系统有接地的故障现象时才有零序电压和 零序电流。
短路点的零序电压最高，接地的中性点零序电压 为零。
二、短路回路中各元件的序电抗
3、零序电抗X0=U0/I0
（1）架空线路和电缆：X0＞＞X1 （2）同步电机：
当零序电流有通路时， X0=（0.15-0. 6）X1 当零序电流无通路时， X0=∞ （3）变压器：
当零序电流有通路时， X0=X1 当零序电流无通路时， X0=∞ 具体情况见表2-5、2-6。（注意表下的备注）
变压器零序电路与外电路的联接情况
2 1 I XI
XII II 1 2
3
XXμm0 0
3
YY或y YNY或0 yn DD或或△d
开关位置
1 2 3
绕组断电与外电路的联结
与外电路断开
+
jX 1
I1
E
U1
-
jX 2
I2
U2
jX 0
I0
U0
正序等值电路 有电动势
负序等值电路 无负序电动势
零序等值电路 无零序电动势