第八章简单电力系统短路电流计算
电力系统的短路电流计算方法
电力系统的短路电流计算方法在电力系统的运行过程中，短路事故是一种常见的故障形式。
短路电流的计算是电力系统设计和运行中重要的一部分，对于确保电力系统的稳定和安全运行至关重要。
本文将介绍电力系统的短路电流计算方法。
一、短路电流的概念和意义短路电流是指在系统中发生短路故障时产生的电流。
短路故障是指两个或多个系统元件之间的短接，导致电流异常增加。
短路电流的大小直接关系到系统设备的安全运行和保护装置的选择。
因此，准确计算短路电流对于系统的设计和运行至关重要。
二、对称短路电流的计算方法对称短路电流是指发生对称型短路故障（如三相短路故障）时的电流。
对称短路电流的计算方法主要有两种：解析法和数值法。
1. 解析法解析法是通过应用基本的电路理论和计算公式来计算短路电流。
首先需要确定短路电流的路线，然后根据系统参数和电路拓扑关系计算短路电流。
这种方法的优点是计算结果准确，但对于复杂的系统结构和参数较多的情况下，计算过程繁琐。
2. 数值法数值法是通过建立系统的模型，根据短路电流计算方程和计算程序进行计算。
数值法的优点是计算过程简单，适用于复杂系统结构和参数较多的情况。
常用的数值法有潮流法、有限差分法和外推法等。
这些方法在复杂系统中具有较大的优势，得到了广泛应用。
三、非对称短路电流的计算方法非对称短路电流是指发生非对称型短路故障时的电流。
由于非对称故障导致的电流不对称，计算方法相对复杂。
1. 正序、负序和零序分量法正序、负序和零序分量法是计算非对称短路电流的常用方法之一。
该方法将非对称电流分解为三个分量，即正序、负序和零序分量。
通过计算各个分量的电流值，再结合系统的参数和拓扑关系进行计算。
这种方法在非对称分析和保护装置选择中应用广泛。
2. 矩阵法矩阵法是一种基于复数计算的方法，通过建立节点矩阵和支路矩阵，求解节点电压和支路电流的未知量。
这种方法具有较强的适应性，能够计算各种复杂情况下的非对称短路电流。
四、短路电流计算中的注意事项在进行短路电流计算时，还需注意以下几个方面：1. 系统参数的准确性系统参数对于计算结果的准确性具有重要影响。
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算附录1电力系统的短路计算1.1一般规定1.1.1一般要求1.1.1.1本附录适用于船舶交流电力系统三相短路的短路电流和短路功率因数的计算。
两相短路的短路电流值，可取为相应三相短路的短路电流值的0.866倍。
1.1.1.2本计算方法适用于交流50Hz或60Hz非网格形，且中性点通过阻抗接地或中性点绝缘的低压和高压三相电力系统。
其计算结果具有足够的精确度。
1.1.1.3采用本计算方法计算短路发生后100m以内的短路电流，其计算结果可用作：(1)校核所选用的保护电器的短路接通能力和短路分断能力；(2)校核汇流排等元件的电动力稳定性和热稳定性；(3)为电力系统保护的设计和整定提供依据；(4)为在必要时选择适当的限流设备，以能将短路电流限制在保护电器的能力范围之内提供依据。
1.1.1.4在计算最大短路电流时，应考虑最恶劣情况，即应计及对应于船舶或海上设施电站最大负载工况下：(1)所有可能并联连接于主汇流排的发电机(包括短时转移负载的发电机在内)所馈送的短路电流；(2)所有可能投入运行的电动机所馈送的短路电流。
1.1.1.5一般应计算下列各处的短路电流：(1)发电机输出端；(2)主汇流排；(3)应急配电板、区配电板以及分配电板的汇流排；(4)电力和照明变压器次级侧。
此外，为电力系统保护的设计和整定需要，有时还应进行馈电线末端短路电流的计算。
1.1.1.6计算所需要的发电机、电动机、变压器和电缆等的各项特征参数，应由产品制造厂提供，并保证足够的精确度。
1.1.2定义1.1.2.1短路在正常情况下电路中处于不同电压的两点或更多点，通过一比较低的电阻或阻抗偶然或有意的连接。
1.1.2.2短路电流在电源不变情况下，由于故障或误操作引起短路而产生的过电流。
1.1.2.3预期短路电流(针对开关电器)当开关电器的每一极由一阻抗可以忽略不计的导体代替时，电路中可能流过的短路电流。
1.1.2.4对称短路电流预期(可达到的)短路电流交流对称分量的方均根值。
短路电流的计算方法
短路电流的计算方法短路电流是电力系统中的一种重要电气特性，在电路中出现故障时会产生短路电流，对设备、线路和人员等产生威胁。
因此，计算短路电流是电气系统设计和运行中必不可少的一项任务。
本文将介绍短路电流的计算方法。
1.短路电流的定义。
短路电流，也称为故障电流，是指在电路中发生短路时，电源输出电流超过额定电流的情况。
在电气系统设计时，短路电流是评估系统安全性的重要参数之一、计算短路电流的目的是为了保证系统能承受故障时的电流，从而达到系统安全运行的目的。
2.短路电流的计算方法。
（1）简单短路电流的计算方法。
简单短路电流指的是在发生短路时，电路中只有一个源和一个负载的情况。
在这种情况下，短路电流的计算方法如下：Isc = E / Z。
其中，Isc表示短路电流；E表示电源的电动势；Z表示短路阻抗。
在实际应用中，Z是根据电路的图纸和电气参数计算得出的。
因此，短路电流的计算只需知道电源电动势即可。
（2）对称分量法。
对称分量法是计算三相电路短路电流的常用方法。
它将三相电路分解为正序、负序和零序三部分，分别计算其短路电流，再根据三者合成得到总短路电流。
在正常情况下，三相电路中的电流包含正、负、零三种分量。
而在短路情况下，正、负分量的相位角发生变化，但其大小仍然相等，而零序分量则减小为0。
这些特点是对称分量法计算短路电流的基础。
对于一个三相电路，它的短路电流按对称分量法计算的步骤如下：1）分解正、负、零序。
三相电路中，正、负、零序分量的计算方法分别如下：正序分量：Ia0 = Ia, Ib0 = Ibe某p(-2π/3i), Ic0 = Ibe某p(2π/3i)。
负序分量：Ia2 = Ia, Ib2= Ibe某p(2π/3i), Ic2 = Ibe某p(-2π/3i)。
零序分量：I0=(Ia+Ib+Ic)/3。
其中，i为虚数单位。
2）计算短路电流。
在计算正、负、零序分量短路电流前，需先确定短路点的相序。
短路点的相序为零序时：I0sc = 3E / Z。
电力系统短路电流计算方法
电力系统短路电流计算方法电力系统的短路电流计算是电力系统设计和运行中的重要环节，它能够直接反映电力系统在故障状态下电流的大小和方向，为电力系统的保护设计提供关键参数。
本文将介绍电力系统短路电流的计算方法，并探讨其中的理论基础和实际应用。
一、短路电流的概念和影响因素短路电流指的是系统在故障状态下，电流直接从电源端短接到地或其他无源电网发生短接时的电流大小。
短路电流的大小决定了保护设备的选择和系统的可靠性，因此，准确计算短路电流是电力系统设计的基础。
电力系统的短路电流受到多个因素的影响，包括系统拓扑结构、设备参数、电源特性等。
在实际计算时，需要考虑发电机、变压器、线路和负载等各个设备的参数和特性，以及系统电源的类型和连接方式。
各个因素之间的相互作用将直接影响短路电流的大小和分布。
二、对称分量法对称分量法是一种常用的短路电流计算方法，它将短路电流分解成正序、负序和零序三个对称分量进行计算。
其中，正序分量表示电流的对称分量，负序分量表示电流的非对称分量，零序分量表示电流在三相间不存在，只存在于三相中和零线之间。
对称分量法的基本原理是将三相电路视为单相电路进行计算。
通过基于频率的正负序等效模型，可以将三相电路转化为等效的正序电路和负序电路。
通过计算等效正负序电路的电流，再进行相量叠加和逆变换，就可以得到短路电流的结果。
三、复归法复归法是一种比较精确的短路电流计算方法，它通过建立电力系统的网络模型和短路电流方程组来计算电流的大小和分布。
复归法考虑了电力系统中各个元件的参数和互连关系，并使用复归扩展算法对电路进行解耦和求解。
复归法的基本原理是将电力系统转化为网络模型，通过建立节点电流方程和支路电流方程，以及设定节点电压或支路电流的参考值，建立求解矩阵方程组并进行求解。
复归法在计算精度和计算复杂度之间取得了良好的平衡，适合于中小型电力系统和复杂电力系统的短路电流计算。
四、计算软件和工具随着计算机技术的发展，短路电流的计算已经可以由专业的软件和工具来完成。
电力系统短路电流计算方法
电力系统短路电流计算方法短路电流计算呢，是电力系统分析里挺重要的一事儿。
有一种比较简单的方法叫欧姆法。
这个就有点像咱们以前学的简单电路计算，根据电路里的电阻、电抗这些参数来算。
比如说，知道了电源的电动势，再把电路里的电阻、电抗啥的都找出来，按照欧姆定律的那些变形公式就能算出短路电流啦。
不过这个方法呢，在一些复杂的电力系统里就有点吃力喽，因为电力系统一复杂，电路结构就变得超级复杂，找那些参数就像在一团乱麻里找线头一样。
还有一种方法是标幺制法。
这名字听起来是不是有点酷？这个方法就很巧妙啦。
它是把各个物理量都转化成相对值来计算。
就好比把不同单位的东西都换算成一种特殊的相对单位，这样在计算的时候就方便很多。
在标幺制法里呢，我们要先选一个基准值，这个基准值就像是一个标准的尺子，然后把所有的参数都按照这个尺子来换算成标幺值。
这样做的好处就是不管电力系统多复杂，只要按照这个套路来，计算就会变得比较清晰。
在计算短路电流的时候啊，我们还得考虑很多因素呢。
像发电机的电抗，线路的电抗这些都是影响短路电流大小的关键因素。
发电机要是电抗小，短路的时候电流可能就会很大，就像一个大力水手突然发力一样。
线路的电抗也类似，如果线路短，电抗小，那短路电流也容易变大。
另外呀，计算的时候还要注意短路的类型。
有三相短路、两相短路这些不同的情况呢。
三相短路是最严重的一种短路情况，就像三个小伙伴同时出了问题一样。
它产生的短路电流往往是最大的。
不同类型的短路，计算方法也会有一些小区别。
宝子，电力系统短路电流计算虽然有点复杂，但是只要掌握了这些方法，多做几道题，也就慢慢熟悉啦。
就像学骑自行车，刚开始有点难，摔几跤，慢慢就骑得顺溜啦。
第8章 电力系统三相短路的分析与计算
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电力系统
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计算短路电流的基本假设 8.1.6 计算短路电流的基本假设
1.电力系统在正常工作时三相是对称的。 1.电力系统在正常工作时三相是对称的。 电力系统在正常工作时三相是对称的 2.所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保 2.所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保 所有发电机的转速 不变。 持不变。 3.电力系统各元件的电容和电阻略去不计， 3.电力系统各元件的电容和电阻略去不计，只计 电力系统各元件的电容和电阻略去不计 电抗。 电抗。 4.各元件的电抗在短路过程中保持不变 4.各元件的电抗在短路过程中保持不变。 各元件的电抗在短路过程中保持不变。
第8章 电力系统三相 短路的分析与计算
§8-1 短路的基本概念
• 故障:一般指短路和断线,分为简单故障和复杂故障 故障:一般指短路和断线, • 简单故障:电力系统中的单一故障 简单故障: • 复杂故障:同时发生两个或两个以上故障 复杂故障: • 短路:指一切正常运行之外的相与相之间或相与地 短路: 之间的连接。 之间的连接。
电力系统 13
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2.基准值的选取 2.基准值的选取
（1）除了要求和有名值同单位外，原则上可以是任意值。 （2）考虑采用标幺值计算的目的。 目的：（a)简化计算。 （b)便于对结果进行分析比较。 单相电路中处理
UP = ZI , SP = UP I
基准值的选取原则： 选四个物理量,使它们满足: 1.全系统只选一套
f (1,1)
非对称故障
10～20%
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电力系统
4
短路的危害 8.1.3 短路的危害
(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长， (1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可 电流剧增 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 电动力效应 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 导体间还将产生很大的机械应力， 导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至 损坏。 损坏。 (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 电压大幅度下降 (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时， (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并 当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时 发电机可能失去同步， 列运行的发电机可能失去同步 列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定 造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 发生不对称短路时 线路感应出电动势,影响通讯. 线路感应出电动势,影响通讯.
电力系统短路电流计算书
电力系统短路电流计算书电力系统短路电流计算书是电力系统设计和运维中非常重要的一份文档。
短路电流计算是电力系统中最重要的计算之一。
此计算是为了估算电力设备在发生电线短路时所承受的电流大小和持续时间，以便选定恰当的保护电器和电缆。
短路电流分析是依据系统的拓扑结构、线路参数和源的参数进行的。
因此，在短路电流计算中，根据电力设备的电气参数对整个电网进行仿真模拟是非常关键的一步。
比如说，在AC电源的电路分析过程中，需要考虑到系统的电阻、电抗和电容等电性质。
而在DC电源的分析过程中，需要把握电势差、电场和电流的关系。
电力系统短路电流的计算和分析有助于工程师们对电力设备的负荷特性进一步加深理解，从而能够设计出更为安全和稳定的电力系统。
在短路电流计算中，工程师们需要考虑很多因素，如需要仿真的系统拓扑结构，电缆线路的参数以及电气设备的参数等。
对于短路电流分析的结果，工程师们需要编写一份详细的短路电流计算书，并进行仔细的校对和核对。
这份文档将包含以下内容：1. 系统拓扑结构和各个节点的参数表格：这个表格将涵盖系统中所有电气设备的电性质参数，包括电流、电阻、电抗和电容等等。
2. 短路电流计算的详细过程：这个部分包括全部的短路电流计算过程，包括短路电流的费用和电力质量分析等。
3. 选定保护设备的详细方案：根据短路电流的计算结果，工程师们需要选定合适的保护设备，包括断路器、熔断器、隔离开关等等。
这一部分将提供关于保护设备相关性能和规格的详细参数表格。
4. 搜集短路电流计算数据的方法：短路电流测试可以提供真实有效的数据，让工程师们对他们的计算结果进行进一步的验证和校对。
这一部分将详细解释如何进行短路电流测试，并给出一些有用的短路电流测试方法和建议。
总之，电力系统短路电流计算书的编写对于电力工程来说是至关重要的。
它为电力系统的规划、实施和维护提供了基石。
不仅如此，这份文档更是对于电力系统设计和运维人员的一份重要参考，可以帮助他们做出最为理性和科学的决策。
短路电流计算方法
短路电流计算方法短路电流是指在电路中出现短路时所产生的电流。
短路电流的计算对于电路的设计和保护具有重要意义。
正确计算短路电流可以帮助我们选择合适的电器设备和保护装置，从而确保电路的安全运行。
下面将介绍一些常见的短路电流计算方法。
首先，我们需要了解短路电流的定义。
短路电流是指在电路中出现短路时，电流突然增大的现象。
短路电流的大小取决于电路的阻抗、电压和负载等因素。
在进行短路电流计算时，我们需要考虑这些因素，并采用适当的方法进行计算。
一种常见的短路电流计算方法是采用对称分量法。
对称分量法是一种基于对称分量理论的电路分析方法，通过将三相电路中的不对称系统转化为对称系统，简化了电路的分析和计算过程。
在使用对称分量法进行短路电流计算时，我们需要先将电路转化为正序、负序和零序对称分量，然后分别计算它们的短路电流，最后将它们合成为总的短路电流。
另一种常用的短路电流计算方法是采用复功率法。
复功率法是一种基于复功率理论的电路分析方法，通过将电路中的各个元件的功率表示为复数形式，简化了电路的分析和计算过程。
在使用复功率法进行短路电流计算时，我们需要先将电路中各个元件的复功率表示出来，然后利用复功率的运算规则进行计算，最终得到短路电流的大小和相位。
除了对称分量法和复功率法，还有一些其他的短路电流计算方法，如有限元法、潮流法等。
这些方法各有特点，适用于不同类型的电路和不同的计算要求。
在实际工程中，我们可以根据具体的情况选择合适的方法进行短路电流计算。
总的来说，短路电流的计算对于电路的设计和保护具有重要意义。
正确计算短路电流可以帮助我们选择合适的电器设备和保护装置，从而确保电路的安全运行。
在进行短路电流计算时，我们可以采用对称分量法、复功率法等不同的方法，根据具体的情况选择合适的方法进行计算。
希望本文介绍的短路电流计算方法对大家有所帮助。
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为短路回路的三相阻抗相等，所以三相短路电流和电压仍
然是对称的，只是电流比正常值增大，电压比额定值降低
。三相短路发生的概率最小，只有5％左右，但它却是危
害最严重的短路形式。
两相短路是不对称短路，用k(2)表示，如图b所 示。两相短路的发生概率为10％～15％。
两相接地短路也是一种不对称短路，用k(1.1) 表示，如图（c）、（d）所示。它是指中性点不接 地系统中两个不同的相均发生单相接地而形成的两 相短路，亦指两相短路后又接地的情况。两相接地 短路发生的概率为10％～20％。
两相接地短路 k 1.1 两相短路接地 k 1.1
示，两相接地短路用 k 1.1 表示。只有三相短路，
属对称短路。
•
在三相系统中，可能发生的短路类型有三相短路、两
相短路、两相接地短路和单相短路。
•
三相短路是对称短路，用k(3)表示，如图a所示。因
6 短路电流计算条件
• 1）.基本假定 • 短路电流计算中，为简化分析，通常采用以下
基本假定： • （1） 正常运行时，三相系统对称运行。 • （2） 所有电源的电动势相位角相同。 • （3） 系统中所有同步和异步电动机均为理想
电机，即不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集 肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组 空间位置相差120°电气角度。
相短路用k(1)表示，如图（e）、 （f）所示，也是一种不对称短路。它 的危害虽不如其他短路形式严重，但 在中性点直接接地系统中发生的概率 最高，占短路故障的65％～70％。
短 路 的 类 型
4、短路电流计算的目的
• （1） 电气主接线比选 • 短路电流计算可为不同方案进行技术经济比
较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供 依据。
2.有名值法
有名值法就是以实际有名单位给出电路元 件参数，这种方法通常用于1 kV以下低压供配 电系统短路电流的计算
标么制
一、标么值的概念
有名值：用实际有名单位表示物理量的方法 标么值：采用其实际值（有名单位值）与某一选定的基准值 的比值来表示
标幺值＝
实际值(任意单位)
基准值(与有名值同单位)
标幺值实际就是某个物理量的有名值与选定的同单位的基准 值的比值，也就是对基准值的倍数值。显然，同一个物理量 当选取不同的基值时，其标幺值也就不同。当描述一个物理 量的标幺值时，必须同时说明其基准值为多大，否则仅一个 标幺值是没有意义的。
• （2） 验算导体和电器用的短路电流，在电气连 接的网络中，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。
7 短路电流计算方法
1.标幺制法
标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参 数对其基准值的比值。标幺制法就是将电路元件各参数均用标幺值表 示。在短路电流计算中通常涉及四个基准量，即基准电压Ud、基准电 流Id、基准视在功率Sd和基准阻抗Zd。在高压系统中，由于回路电抗 一般远大于电阻，为了方便，在工程上一般可忽略电阻，直接用电抗 代替各元件的阻抗，这样Zd≈Xd。由于电力系统有多个电压等级的网 络组成，采用标幺制法可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在 高压系统中宜采用标幺制法进行短路电流计算。
• （4） 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯 的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。
• （5） 同步电机都具有自动调整励磁装置。 • （6） 不考虑短路点的电弧电阻。 • （7） 不考虑变压器的励磁电流。 • （8） 除计算短路电流的衰减时间常数和低压电网
的短路电流外，元件的电阻略去不计。 • （9） 输电线路的电容略去不计。 • （10） 元件的计算参数取额定值。
电流可确定中性点接地方式。
（4） 验算接地装置的跨步电压和接触电压。
（5） 选择继电保护装置和整定计算
在考虑正确、合理地装设保护装置和校验保护 装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三 相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布 情况；不仅要算出最大运行方式下电路可能出现 的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可 能出现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路 电流，而且也要计算两相短路电流，或根据需要 计算单相接地电流等。
• 2）.一般规定 • （1） 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器
开断电流所用的短路电流应按本工程的规划容量 计算，并考虑电力系统的远景规划（一般为本工 程预期投产后5～10年的发展规划考虑）。 • 确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的 正常接线方式计算，不应按仅在切换过程中可能 并列运行的接线方式计算。
（4） 不对称短路的磁效应
当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应 所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动 势，这对于附近的通信线路、铁路信号系统及其他电子设 备、电动控制系统可能产生强烈干扰。
（5） 短路时的停电事故
短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且 短路越靠近电源，停电波及范围越大
• （6） 破坏系统稳定性，造成系统瓦解
• 短路可能造成的最严重后果就是使并列运行 的各发电厂之间失去同步，破坏系统稳定性，最 终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停 电。
3.短路种类
短路形式：
短路
对称短路 k 3
不对称短路
单相短路 两相短路
单相接地短路 k 1
单相接中性点短路 k 1
两相短路 k 2
5 短路电流计算的内容
• （1） 短路点的选取短路点为各级电压母线、各级线 路末端。
• （2） 短路时间的确定根据电气设备选择和继电保护 整定的需要，确定计算短路电流的时间。
• （3） 短路电流的计算包括最大运行方式下最大短路 电流、最小运行方式下最小短路电流以及各级电压中 性点不接地系统的单相接地短路电流，计算的具体项 目及其计算条件取决于计算短路电流的目的。
• （2） 选择导体和电器
• 如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器 、母线、绝缘子、电缆、架空线等。其中包括计 算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电 气设备电动力稳定度，计算三相短路电流稳态有 效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性， 计算三相短路容量以校验断路器的遮断能力等。
（3） 确定中性点接地方式 对于35 kV、10 kV供配电系统，根据单相短路