电网短路电流计算(发电机并网)
电网短路电流计算(发电机并网)
电网(diànwǎng)短路电流计算(发电机并网)电网(diànwǎng)短路电流计算(发电机并网)短路(du ǎnl ù)电流计算书（发电机并网(b ìn ɡ w ǎn ɡ)）一、原始数据系统(x ìt ǒng)阻抗标么值为0.0122（最大运行(y ùnx íng)方式），0.0428（最小运行(y ùnx íng)方式） 取基准容量，基准电压（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下： （1） 发电机G1~G2：，，（2） 主变压器1T~2T ，（3） 辅助变压器 3T~4T ，9%=k U（4） 厂用变压器5T~8T ，9%=k U三、各元件阻抗参数计算 发电机（G1~G2）：1.4857主变压器（1T~2T ）：辅助变压器（5T ）：e jk T S S U X ⨯=100% 厂用变压器（3T~4T ）：ejk T S S U X ⨯=100% 四、电气主接线图五、阻抗(zǔkàng)系统图六、短路(duǎnlù)电流计算（1）求计算(jì suàn)电抗及查表求电流标幺值对于(duìyú)无限大容量系统：对于发电机(有限容量系统(xìtǒng))：先求计算电抗，再查表得到电流标幺值It（2）计算短路电流、冲击电流和短路容量对于无限容量系统：电流基准值短路电流短路容量对于发电机(有限容量系统)：电流(diànliú)基准值(归算到短路点)短路(duǎnlù)电流短路(duǎnlù)容量冲击(chōngjī)电流，在实用计算中，当短路发生(fāshēng)在发电机电压母线时，取；短路发生在发电厂高压侧母线时，取；在其他地点短路时，取.全电流系数1.1系统S出口6.6KV母线k1 点短路（1）系统及其等值网络的化简各电源的计算电抗如下：最大运行方式：最小运行方式：1）系统S供给K1点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值：起始短路容量：短路电流冲击值：式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1Ksh最小运行方式：短路电流周期分量起始值：起始短路(du ǎnl ù)容量：短路电流(di ànli ú)冲击值：式中，因为短路(du ǎnl ù)发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2)发电机G1供给(g ōngj ǐ)K1点的短路(du ǎnl ù)电流： 最大运行方式： 根据的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：4.75，3.0换算到35kV 的发电机额定电流为 所以短路电流周期分量起始值：稳态短路电流有效值： 起始短路容量： 短路电流冲击值：最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
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。
电力系统的短路电流的计算
3.4 电力系统三相短路的实用计算
在工程实际问题中，多数情况下只需计算短路瞬间的短路电流基波交流分量 的起始值。
基波交流分量的起始值的计算方法：将各同步发电机用其暂态电动势（或次暂态 电动势）和暂态电抗（或次暂态电抗）作为等值电势和电抗，短路点作为零电位， 然后将网络作为稳态交流电路进行计算。
短路冲击电流和最大有效值电流
短路电流的最大有效值：在短路过程中，任意时刻t的短路电流有效值
It，是以时刻t为中心的一个周期T内瞬时电流的方均根值。其表达式为：
IM
( I pm /
2)2
i2
t ( t 0.01s )
0.707I pm 1 2( K M 1)2
当KM＝1.8时，IM＝1.075Ipm； 当KM＝1.9时，IM＝1.145Ipm；
当转子旋转时，磁通切割定子导体而在其中感应电势。磁通首先切割A相导体，当转子转过120 度及240度，磁通再一次切割B相导体和C相导体。因此，A 相感应电势超前B相120度，
B相超前C相120度。
3.3 同步发电机突然三相短路的物理过程
同步发电机空载时突然三相短路的物理过程
电枢反应：同步电机在空载时，定子电流为零，气隙中仅存在着转子磁势。负载后， 除转子磁势外，定子三相电流也产生电枢磁势。同步电机在负载时，随着电枢磁势 的产生，使气隙中的磁势从空载时的磁势改变为负载时的合成磁势。因此，电枢磁 势的存在，将使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象称之为电枢反应。
第三章 电力系统三项短路电流的使用计算
近似计算2：
假设条件：
所有发电机的电势为1，相角为 0，即 E 10 不计电阻、电纳、变压器非标准变比。 不计负荷（空载状态）或负荷用等值电抗表示。 短路电路连接到内阻抗为零的恒定电势源上
起始次暂态电流和冲击电流的 实用计算
没有给出系统信息
X S*
IB IS
有阻尼绕组 jxd
jxd 无阻尼绕组
E
E
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
•起始次暂态电流：短路电流周期分量（基频分量） 的初值。
•静止元件的次暂态参数与稳态参数相同。
•发电机：用次暂态电势 E 和次暂态电抗 X d
表示。
E G 0 U G 0 jX dIG 0
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
（3）短路电流使用计算步骤
较精确计算步骤
绘制电力系统等值电路图 进行潮流计算 计算发电机电势 给定短路点，对短路点进行网络简化 计算短路点电流 由短路点电流推算非短路点电流、电压。
例题
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
电力系统三相短路的实用计算
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
（1）同步发电机的模型
ia
Eq xd
cos(t
0 )
Ed xq
sin(t
0 )
I cos(t 0－）
ia
Eq|0| xd
当cos(xtd
0
)xq(时Exqd|0|
Exqd|0I| )cos(x1td0E)qe|0|Ttd E(qE|0x|qd|0| ExE|dx0q|d|0|
发电机短路电流计算公式
发电机短路电流计算公式
发电机短路电流计算公式如下：
短路电流=额定电压/ (短路阻抗+阻抗内降)
其中，短路阻抗是指发电机的短路阻抗，通常用相对单位即短路
电压标定值表示，可以通过测量或者设备参数查表获取；阻抗内降是
指由于发电机的额定电流、发热、剩磁等原因导致的内部阻抗的降低。
拓展：
发电机短路电流是指在发电机短路故障状态下通过故障点的电流。
短路故障是指发电机绕组之间或与地之间发生直接连接的故障，例如
绕组间相间短路、对地短路等。
短路电流是短路故障时内部电机的负
载电流，具有很高的电能和热能，对设备和系统安全运行带来威胁。
对于发电机的短路电流计算，需要考虑短路故障类型、发电机的
参数、运行状态等因素。
通常，短路电流会远远高于额定电流，因此
在设计和运行发电机系统时需要合理考虑短路电流带来的影响。
发电机短路电流计算公式
短路电流（Isc）= (Eg - Vt) / Zs
其中， - Isc 是短路电流，单位为安培（A）； - Eg 是发电机的额定电压，单位为伏特（V）； - Vt 是发电机的绕组电压降，单位为伏特（V）； - Zs 是发电机的同步阻抗，单位为欧姆（Ω）。
发电机短路电流计算公式
需要注意的是，这个公式是一个简化的计算公式，它假设发电机的电压和电流是正弦波形 式，并且忽略了发电机的内阻和电抗等参数。在实际应用中，为了更准确地计算短路电流， 需要考虑更多的因素，如发电机的内阻、电抗、励磁电流等。
此外，短路电流的计算还需要考虑短路点的位置和类型，以及电路的拓扑结构等因素。因 此，在实际应用中，为了准确计算短路电流，需要根据具体的电路和发电机参数进行详细的 分析和计算。
短路电流的简便估算法
短路电流的简便估算法沈 坚在工程设计中，我们经常需要确定变压器的阻抗值是否满足电气设备的开断水平，这就需要进行短路电流计算。
《电力工程电气设计手册》中叙述的计算方法虽然计算结果比较准确，但是计算过程比较复杂。
我们可以通过变压器、发电机的额定电流除以短路电压百分值或次暂态电抗百分值，快速得到短路电流的估算值。
以下分三种情况介绍计算方法和算例。
一．由发电机提供的短路电流I"I"X √(Ue为额定电压，X’’d为发电机次暂态电抗值)将X d X/、S Pe/cos 和S √3UeIe 代入上式，经化简可得：I Ie/X(Ie为额定电流，X为发电机电抗百分值)算例：某600MW发电机的额定电流为18525A，X为20.49%，求发电机供的短路电流值。
解：I Ie/X=18525/0.2049=90.41kA二．双卷变压器低压侧的短路电流I"I"X √(Ue为额定电压，X’’d为变压器电抗值)将Xd和Se √ 代入上式，经化简可得：I Ie/(Ie为额定电流，为变压器短路电压百分值)算例：某双卷变压器容量为2500KVA, 变比为10/0.4‐0.23kV, 短路电压百分值为10%，变压器低压侧额定电流为3798A。
求变压器低压侧的短路电流。
解：I Ie/ =3798/0.10=37.98 kA对于380V系统，当考虑电动机反馈电流时，计算结果应乘以1.3的修正系数；对于10KV或6KV系统，不用乘以修正系数。
即：37.98X1.3=49.374 kA。
若按《火力发电厂厂用电设计技术规定》附录N的计算方法，短路电流计算值为48.8 kA。
由此看出，用估算法计算出的短路电流值比较接近真实值。
三．分裂变压器低压侧的短路电流I"先按高低压绕组容量的比例，把以高压绕组额定容量为基准的半穿越短路电抗折算为低压分裂绕组的电抗值，再根据上述双卷变压器的短路电流的估算法。
短路电流计算
第一节 概 况
三相交流系统中可能发生的短路故障主要有三相生短路， 相接地故障）通常三相短路电流最大。
两相短路和单相短路 （包括单
当短路点发生在发电机附近时，两相短路电流可能大于三相短路电流。
当短路点靠近中性点接地的变压器时；单相短路电流有可能大于三相短路电流。
短路过程中，短路电流变化情况决定于电源容量大小及短路点离电源的远近。
X
2 1
)
R2 )2 ( X 1 X 2 ) 2
Ω (4-10)
总电阻
R
R1( R22 (R1
X
2 2
)
R2 (R1 2
X12)
R2 ) 2 ( X1 X 2 )2
Ω (4-11)
如果两个并联元件的电阻与电抗的比值比较接近 （例两台同容量变压器并联 ),则并联
电路的总电阻和总电抗可按并联公式分别计算，当
X ω------- 自发电机出口至短路点间的短路电路电抗 Ω
-7-
X *d " ,X ＊ω------- 以发电机额定容量， SnΣ为基准容量的 X " d 和 X ω的标幺值。
K------- 考虑到，水轮发电机的超瞬变电抗 X d" 值比较大而引入的计算系数。
当时间 t≤0.06s 时，周期分量处于超瞬变过程，换算过后的时间为
Ij------- 基准电流
KA
Sj------- 基准容量
KA
(三 ) 用有名单位制计算，三相短路电流周期分量有效值，按下式计算：
Up
Iz=I " =
3X js
KA (4-19)
如果， Rjs>1/3Xjs 则应计入有效电阻， Rjs I z”值应按下式计算：
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短路电流计算书（发电机并网）一、原始数据系统阻抗标么值为0.0122（最大运行方式），0.0428（最小运行方式） 取基准容量MVA S j 100=，基准电压N av j U U U 05.1==（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下：（1） 发电机G1~G2：MW P e 7=，,8.0cos =φ MVA P G e e 75.8cos /==φ，13%''=d X（2） 主变压器1T~2TMVA S S T T 921==，9%=k U（3） 辅助变压器 3T~4T MVA S S T T 243==，9%=k U （4） 厂用变压器5T~8T MVA S S S S T T T T 28765====，9%=k U 三、各元件阻抗参数计算发电机（G1~G2）： φcos /100''e j dG P S X X ⨯= =⨯==8.0/71001001321G G X X 1.4857 主变压器（1T~2T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 19100100921=⨯==T T X X 辅助变压器（5T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X 厂用变压器（3T~4T ）：ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X四、电气主接线图五、阻抗系统图六、短路电流计算（1）求计算电抗及查表求电流标幺值t I *对于无限大容量系统：01CI I X **∞*== 对于发电机(有限容量系统)：先求计算电抗**Gejs m jS X X S =⨯，再查表得到电流标幺值t I *（2）计算短路电流、冲击电流和短路容量 对于无限容量系统：电流基准值3b avS I U =⨯短路电流0"b I I I I *∞==⨯ 短路容量"j C CS S X*=对于发电机(有限容量系统)：电流基准值(归算到短路点)3GeGb avI U =⨯ 短路电流t t Gb I I I *=⨯短路容量""3C av S U I =⨯冲击电流''2I K i sh sh =，在实用计算中，当短路发生在发电机电压母线时，取9.1=sh K ；短路发生在发电厂高压侧母线时，取85.1=sh K ；在其他地点短路时，取8.1=sh K .全电流系数2)1(21-+sh K1.1系统S 出口6.6KV 母线k1 点短路 （1）系统及其等值网络的化简各电源的计算电抗如下： 最大运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X 2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0122.01/==X X S js最小运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X 2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0428.01/==X X S js1） 系统S 供给K1点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值： )(2265.1350122.013531001''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量： )(7213.81960122.01001"MVA X S S j S===短路电流冲击值： )(3543.3632265.1359.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 最小运行方式：短路电流周期分量起始值：)(5415.380428.0135310012''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量：)(4486.23360428.010012"MVA X S S j S ===短路电流冲击值：)(5612.1035415.389.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2) 发电机G1供给K1点的短路电流： 最大运行方式：根据1/G js X 的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：==0*"*I I 4.75，=∞*I 3.0 换算到35kV 的发电机额定电流为 )(1443.035311kA S I G b G =⨯=所以短路电流周期分量起始值：)(6856.01443.075.41"*''1kA I I I b G G =⨯==稳态短路电流有效值：)(6854.01443.075.41*1kA I I I b G G =⨯==∞∞起始短路容量：)(5623.416856.03533''1''1MVA I U S G av G =⨯⨯== 短路电流冲击值：)(8422.16856.09.122"11kA I K i G sh G sh =⨯⨯==•最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
3）发电机G2供给k1点的短路电流： 最大运行方式：根据2/G js X 的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G2：==0*"*I I 4.75，=∞*I 3.0 换算到35kV 的发电机额定电流为 )(1443.035322kA S I G b G =⨯=所以短路电流周期分量起始值：)(6856.01443.075.42"*''2kA I I I b G G =⨯==稳态短路电流有效值：)(6854.01443.075.42*2kA I I I b G G =⨯==∞∞起始短路容量：)(5623.416856.03533''2''2MVA I U S G av G =⨯⨯== 短路电流冲击值：)(8422.16856.09.122"22kA I K i G sh G sh =⨯⨯==• 最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
2. 1#发电机出口6.6KV 母线k2 点短路（1）系统及其等值网络的化简图6-1 系统及等值网络化简图（2）计算各电源对短路点的转移电抗和计算电抗（略去角号“*”） 发电机G1，G2和系统S 各用一台等值机代表。
初步化简如图6-1所示x x x x x X 1323212)/).((++=各电源的计算电抗如下： 最大运行方式：13.01008.0/74857.1.141/=⨯=⨯=j G G js S S X X 13.01008.0/74857.1252/=⨯=⨯=j G G js S S X X 5122.012/==X X S js最小运行方式：13.01008.0/74857.1.141/=⨯=⨯=j G G js S S X X 13.01008.0/74857.1252/=⨯=⨯=j G G js S S X X 5428.012/==X X S js1） 系统S 供给K2点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值： )(0787.175122.016.6310012''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量： )(2362.1955122.010012"MVA X S S j S===短路电流冲击值： )(8905.450787.179.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K最小运行方式：短路电流周期分量起始值：)(1160.165428.016.6310012''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量：)(2299.1845428.010012"MVA X S S j S ===短路电流冲击值：)(3038.431160.169.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2) 发电机G1供给K2点的短路电流： 最大运行方式：根据1/G js X 的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：==0*"*I I 7.5，=∞*I 3.7 换算到6.6kV 的发电机额定电流为 )(7654.06.6311kA S I G b G =⨯=所以短路电流周期分量起始值： )(7407.55.77654.01"*''1kA I I I b G G =⨯==稳态短路电流有效值：)(8319.27654.07.31*1kA I I I b G G =⨯==∞∞起始短路容量：)(6250.657407.56.633''1''1MVA I U S G av G =⨯⨯== 短路电流冲击值：)(4253.157407.59.122"11kA I K i G sh G sh =⨯⨯==• 最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
3）发电机G2供给k2点的短路电流： 最大运行方式：根据2/G js X 的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G2：==0*"*I I 7.5，=∞*I 3.7 换算到6.6kV 的发电机额定电流为 )(7654.06.6321kA S I G b G =⨯=所以短路电流周期分量起始值： )(7407.55.77654.02"*''2kA I I I b G G =⨯==稳态短路电流有效值：)(8319.27654.07.32*2kA I I I b G G =⨯==∞∞起始短路容量：)(6250.657407.56.633''2''2MVA I U S G av G =⨯⨯== 短路电流冲击值：)(4253.157407.59.122"22kA I K i G sh G sh =⨯⨯==• 最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
3. 2#发电机出口10.5KV 段母线k2点短路由于对称性，2#发电机出口6.6KV 段母线k3点短路情况与1#发电机出口10.5KV 段母线k2点短路情况相同。