论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题
电力系统分析(上)复习考试资料——简答题(1)
的整体称为电力系统。
）2. 电力生产的主要特点。
（电能不能大量存储,电能生产、输送、分配与消费同时进行;暂态过程非常短促,从一种运行状态到另一种运行状态的过度极为迅速;与国民经济及人民日常生活关系密切）3. 对电力系统的基本要求。
（简单:安全、优质、经济、环保）（问答题回答:1.保证安全可靠的供电 2.要有合乎要求的电能质量 3.要有良好的经济性4.减小对生态环境的有害影响.）4. 无备用网络(放射式网络, 干线式网络, 树状网络)和有备用网络(双回路,环形网络,两端供电网络)分别包括哪几种接线形式，分别适合什么情况和什么负荷类型的供电。
(采用哪一类接线,取决于负荷的性质,无备用接线只适合用于向第三级负荷供电.对于低一级和第二级负荷占比较大比重的用户,应由有备用网络供电.)5. 变压器的主要参数包括哪几个，掌握参数计算公式和等值电路。
变压器主要参数包括：电阻T R 、电抗T X 、电导TG 、电纳T B 、变压比T K Ω⨯∆=32210N N s T S V P R ，Ω⨯⨯=3210100%N N S T S V V X ，S V P G N o T 310-⨯∆=，S V S I B N N o T 310100%-⨯⨯=，N N T V V K 21=线路的主要参数包括哪几个，掌握参数计算公式和等值电路。
单位长度的电阻r,电抗x,电容b S r /ρ=sb eqD D x lg 1445.0= ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=12ln 20s D l l μ分裂导线的特点和优点。
（1.减少电抗。
2，增大电容。
3.增加临界电压）6. 有名单位制和标幺制的概念。
（用实际有名单位表示物理量的方法称为有名单位制。
）（标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中各物理量都用标幺值表示，标幺值等于有名值除以基准值）7. 标幺值的计算公式，为什么要采用标幺制？（标幺值=实际有名值/基准值）（1.易于比较电力系统各元件的特性及参数，2，采用标幺制能够简化计算公式3.采用标幺制能在一定程度上简化计算工作）单相系统和三相系统基准值的选取必须满足的方程式,单相电路基准值的选取必须满足的方程式三相电路基准值的选取必须满足的方程8. 单相系统和三相系统标幺值的计算公式9. 同步电机的基本方程包括d,q,0坐标系下同步电机的（电势方程）和（磁链方程）。
低压配电系统短路电流计算
0.0137
0.0266
0.0411
0.128206618
0.1603
0.1815
0.3371
0.3560
0.5145
四、配电线路阻抗（L-Line）
由于缺乏各类电缆的几何尺寸及钢管的电气参数，无法计算其阻抗值。现采用现成的，刊载在《工业与民用配电设计手册》第二版。（1992年电力出版社出版）第135～137页上列的数值，见表5。请注意，按计算规定，配电线路中电缆及导线的相保电阻计算温度取+20℃时的1.5倍，即： 。
1.02
1.055
80X10
1.09
1.18
80X6.3
1.03
1.09
100X10
1.13
1.23
100X6.3
1.06
1.14
125X10
1.18
1.25
3.母线电抗可按下式计算
而
所以：
式中： —母线的电感H
--空气的导磁系数为 H/Km
—母线长度m
--线母线间互几何均距， ＝ ， , 为三相母线相互之间的距离cm
--保护母线的自几何均距， ＝0.224（b+h）cm
因而：
母线的布置尺寸如下：
经计算后母线的阻抗及相保阻抗列于表4
表4
变压器容量KVA
母线规格
mm
D=150
D=250
D=350
Do=200
Do=200
Do=1600
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
D=250
D=350
D150
高压系统的阻抗可按下式计算：
短路电流冲击系数取值范围
短路电流冲击系数取值范围一、概述短路电流冲击系数是电力系统中的一个重要参数，用于描述短路电流的峰值与正常运行电流之间的比值。
该系数在电力系统的设计和运行中起着至关重要的作用。
本篇文档将详细介绍短路电流冲击系数的取值范围。
二、定义和计算方法短路电流冲击系数定义为：短路电流峰值与线路额定电流之比。
其中，短路电流峰值是在线路发生短路故障时，短时间内流过电源端和故障点的最大电流；线路额定电流是在正常工作条件下，线路允许的最大电流。
短路电流冲击系数的取值范围通常在0.5至2之间。
具体取值取决于电力系统的设计、设备参数、线路长度、保护装置等因素。
在某些特殊情况下，如大容量发电机、高电压等级线路等，短路电流冲击系数可能会更高。
三、影响因素1. 电源特性：电源的短路电流输出能力对短路电流冲击系数有很大影响。
高容量的电源将导致更大的短路电流峰值，从而使短路电流冲击系数变大。
2. 设备参数：设备如开关、电线、变压器等的额定电流和电阻将影响短路电流冲击系数的计算结果。
设备的额定电流是决定短路电流冲击系数的重要因素之一。
3. 线路长度：线路长度是影响短路电流冲击系数的另一个重要因素。
线路越长，短路电流峰值越小，从而使短路电流冲击系数变小。
4. 保护装置：保护装置如熔断器、断路器等对短路电流冲击系数的取值也有影响。
保护装置的动作时间会影响短路电流峰值的大小，从而影响短路电流冲击系数的取值。
四、应用和意义短路电流冲击系数在电力系统的设计和运行中具有重要意义。
它可以帮助工程师评估电力系统在发生短路故障时的风险，并选择合适的保护装置和设备。
此外，短路电流冲击系数也是评估电力系统可靠性和安全性的重要指标之一。
五、总结本篇文档详细介绍了短路电流冲击系数的定义、计算方法、影响因素以及应用和意义。
短路电流冲击系数是电力系统中的一个重要参数，用于描述短路电流的峰值与正常运行电流之间的比值。
其取值范围通常在0.5至2之间，但具体取值还受到电源特性、设备参数、线路长度和保护装置等多种因素的影响。
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究摘要：当今时代，我国电力行业发展蒸蒸日上，电网建设规模不断扩大。
在低压配电系统中，做压或者开关证备一旦发生严重短路，特导致配电网中产生最大短路电流，促使线路产生最大电动力。
在设备结构设计强度不足的情况下，就可能发生损坏，导致电力系统受到严重破坏。
两线路最大电动力大小与短路冲击系数密切相关，因此还应加强短路冲击系数运算分析，为系统设计提供科学指导。
关键词∶电力系统；短路冲击系数；最大电动力引言现如今，国内电力资源与负荷分布十分不均衡，远距离输电不可避免，加之可再生能源的开发利用，电力能源不匹配的格局将会进一步加制，因此大规模，远距离输电在我国十分重要。
超导输电技术是实现大规模电力远距离输送的有效方法。
近年超导电缆的研究不断涌现，同时在全球柔性直流输电技术迅速发展的大背景下，越导直流输电以其输电电缆无焦耳损耗和交流损耗的优势，得到广泛关注。
1短路分析条件当前，我国电力系统越来越完善，对短路冲击系数展开分析，需要对系统在空载和负载等不同状况下的短路电流展开分析，并且对单相和对称三相短路两种不同情况进行进一步探讨，确定最大电动力的产生情形。
考虑到各种数据运算较为复杂，还要利用计算机程序进行数值模拟分析和计算。
而无论是单相还是对称三相系统，如果存在中性线，在发生短路时按照电路等效理论，短路冲击电流应该为初始电流不为0的RL串联电路接通正弦电压源的情况，此时短路电流周期分量幅值可以根据短路后系统电压、电阻和电抗确定，系统瞬时电流满足：式（1）中，Ⅰ0为系统瞬时电流，带＇的量指的是短路放的稳态量，Ⅰm 为短路电流周期分量幅值，w为相位角，Φ为短路后功率因数角，ψ指的是短路后电压初相角，t为某点到短路瞬间时间间隔。
2单相短路分析在线路发生短路状况之前，一直处于空载状态，电流零状态响应与接通RL串联电路的正弦电压源等效。
此时电流初始值为0，对零状态响应极值进行求取，还要加强极点坐标分析。
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究电力系统的短路冲击系数和最大电动力是电力系统运行中非常重要的参数，它们直接关系到电力系统的稳定性和安全性。
对这两个参数进行深入研究和分析，对于提高电力系统的运行稳定性和安全性具有重要意义。
一、电力系统的短路冲击系数短路冲击系数是指电力系统在发生短路故障时，系统承受冲击的能力。
它是评价电力系统运行稳定性的重要指标之一。
短路冲击系数的大小决定了系统在发生短路故障时能否保持稳定运行，直接影响了系统的安全性和可靠性。
短路冲击系数的计算可以通过电力系统仿真软件进行模拟分析，也可以通过实际的电力系统运行数据进行计算。
一般来说，短路冲击系数的计算包括以下几个步骤：1. 确定系统的短路故障点，包括短路位置和短路类型；2. 确定系统的短路故障电流，包括瞬时短路电流和谐波电流；3. 计算系统的短路冲击系数，包括计算系统的瞬时短路电流对系统各个元件的影响程度，确定系统承受短路冲击的能力。
研究表明，短路冲击系数的大小与电力系统的各个元件的参数和结构有关，包括变压器、发电机、输电线路等。
通常情况下，短路冲击系数的大小与系统的短路电流密切相关，电流越大，短路冲击系数越大。
二、电力系统的最大电动力研究表明，最大电动力的大小与电力系统的负载特性、电动力响应速度和系统结构有关。
通常情况下，最大电动力越大，系统对负载变化的响应速度越快，系统的稳定性和可靠性越高。
电力系统的最大电动力是评价系统运行安全性和可靠性的重要指标之一。
研究最大电动力，可以更好地了解系统在负载变化时的运行特性，为系统的保护和控制提供重要依据。
低压系统短路电流的计算
短路的类型
对称短路： 三相短路 图a) 不对称短路： 两相短路 图b) d) 、 两相接地短路图f) e) 、 单相接地短路 图c)
实用短路电流计算的近似条件
1．短路计算的基本假设条件 （1）磁路的饱和、磁滞忽略不计。系统中各元件的参数便都 是恒定的，可以运用叠加原理。 （2）系统中三相除不对称故障处以外都可当作是对称的。因 而在应用对称分量法时，对于每一序的网络可用单相等值电路 进行分析。 （3）短路为金属性短路。
X (0) X (0)s X (0)T X (0)m X (0)L
低压网络电路元件阻抗的计算
在计算三相短路电流时，元件阻抗 指的是元件的相阻抗，即相正序阻 抗。因为已经三相系统是对称的， 发生三相短路时只有正序分量存在， 所以不需要特别提出序阻抗的概念。
相保阻抗
发生不对称短路时，保护线中将会有 电流流过，相保阻抗则是包括相线及 保护线在内的阻抗总称。
两相短路次暂态电流，它 也不衰减：
I
" k
2
0.866
I
" k3
单相短路(包括单相接地故障)电流的计算
单相接地故障电流的计算：TN接地系 统的低压网络单相接地故障电流
C：电压系数，计算单相 Un / 3 380/ 3 220
接地故障电流时取1；
线电压有名值
I k1
cU n / | Z(1) Z(2)
主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏； 人员误操作、雷击或过电压击穿； 以及鸟兽危害等。
短路电流计算主要目的
1、为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系 统的继电保护装置，需要计算三相短路电流； 2、在校验继电保护装置/低压断路器的灵敏度时还需计 算不对称短路的短路电流值； 3、校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定性，就 要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量； 4、作为选择和评价电气主接线方案的依据 ；
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究【摘要】电力系统的短路冲击系数和最大电动力是电力系统研究领域中重要的参数之一。
本文从短路冲击系数的概念入手，介绍了其在电力系统中的作用和重要性。
随后，通过研究方法和步骤的详细说明，分析了影响短路冲击系数的因素，探讨了最大电动力的计算方法。
通过案例分析，验证了所提出的计算方法的有效性。
结合短路冲击系数与电动力的关系，总结了研究成果并提出了展望和建议。
本研究对于提高电力系统安全稳定运行具有重要意义，也为相关领域的研究提供了有益的参考。
通过本文的研究，可以对电力系统的短路冲击系数和最大电动力做进一步深入的了解，促进电力系统的发展和进步。
【关键词】电力系统、短路冲击系数、最大电动力、研究方法、影响因素、计算、案例分析、关系、研究成果、展望、建议1. 引言1.1 背景介绍电力系统作为现代社会中不可或缺的基础设施，承担着供电保障和能量传输的重要职责。
在电力系统运行过程中，短路事件不可避免地会发生，而短路冲击系数和最大电动力则成为了评估电力系统安全性和稳定性的重要指标。
背景介绍的内容主要围绕着电力系统中短路冲击系数和最大电动力的概念及意义展开。
短路冲击系数是指在电力系统发生短路时，系统各个节点之间电压的快速变化情况，是评估短路冲击影响的重要参数。
而最大电动力则是在短路事件发生时系统所能承受的最大电动力大小，直接关系到系统可靠性和安全性。
在这篇文章中，我们将通过对电力系统短路冲击系数和最大电动力的研究，探讨其概念、影响因素、计算方法以及与系统稳定性的关系。
通过案例分析和实际数据，深入探讨短路冲击系数和最大电动力对电力系统运行的影响，为提高电力系统运行的稳定性和安全性提供理论基础和实际指导。
1.2 研究意义电力系统的研究一直是电力领域的热点之一，而短路冲击系数和最大电动力作为电力系统设计和运行中的重要参数，其研究意义也越发凸显。
短路冲击系数可以反映电力系统在短路发生时对电动力的抵抗能力，对保护系统的设计和调整具有重要意义。
华南理工2017 电力系统分析(下) 随堂练习
B．增大C．减小D．不确定参考答案:B9。
（单选题) 在制定负序网络时，对于负序电流能流通的元件,其负序电流与正序电流的数值（）；A．相等B．不确定C．负序电流大于正序电流D．负序电流小于正序电流参考答案：A10。
(单选题) 在制定负序网络时，对于所有电源，其负序电势的数值等于（）A．正序电势B．0C．零序电势D．不确定参考答案：B11.（单选题）电力系统静态稳定的实用判据是（）A．B．C．加速面积大于减速面积D．加速面积小于减速面积参考答案：A12.（单选题）电力系统短路电流的近似计算中，元件模型方面可忽略发电机的（）A．电容B．电抗C．电阻D．电纳参考答案:C13.（单选题）电力系统短路电流的近似计算中,可忽略输电线路的电阻和（）A．电容B．电抗C．电阻D．电纳参考答案:A14.（单选题) 无阻尼绕组同步电机突然短路时，定子电流分量的包括：基频分量、倍频分量和（）A．多倍频分量B．直流分量C．基频分量D．两倍同步频率交流分量参考答案：B15.（单选题）电力网络中，各点电压的不对称程度主要由( ）分量决定。
B. 负荷曲线C. 正弦电压曲线D. 功角曲线参考答案:D31.(单选题）作为判据主要应用于分析简单系统的（)A. 暂态稳定B。
故障计算C. 静态稳定D. 调压计算参考答案：C32。
（单选题) 关于电力系统频率的调整，下述说法中错误的是( ）。
A. 电力系统频率调整的基本原理是根据电力系统有功负荷的变化,改变发电机的有功出力,维持电力系统在所要求频率下的有功功率平衡；B. 电力系统频率的一次调整是针对第一类负荷变化进行的，它通过发电机组装设的调速器来实现,但一次调整不能实现频率的无差调节；C。
电力系统频率的二次调整结束后,不管频率是否回到负荷变化前的数值，负荷的变化量均为调频机组所承担；D. 在无差调节方式下，二次调整结束后，负荷的变化全部为调频机组所承担.参考答案：C33。
(单选题）为减小系统负荷变化所引起的频率波动，应采取的措施是（）。
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论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题
在低压配电系统的设计计算中，要进行电气设备安装点三相短路电流、短路冲击电流的计算，用予校验所选设备是否满足动、热稳定条件。
在计算短路冲击电流时，常用冲击电流系数法，即用冲击系数乘以三相短路电流计算短路冲击电流。
目前，开关设备生产厂家已充分考虑了我国低压配电网络的实际情况，现有的低压开关设备在动、热稳定条件等方面都有足够的安全裕量；但是在成套低压开关设备的主母排，动稳定条件随成套设备的型号不同有较大的差异，因选取不同的冲击系数出现不同的电动力效应计算结果，从而影响了动稳定条件校验的结论。
笔者查阅了相关的技术资料，发现在设计计算中有两个相差较大的冲击系数，一个是选用在高压电网短路计算常用的冲击系数，取值为k im=1.8，短路冲击电流峰值为
;另一个是在工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，冲击电流瞬时值为。
可见，选取不同的冲击系数的计算结果相差了1.386倍。
根据母排动稳定条件校验计算公式，电动应力与短路冲击电流峰值的平方成正比，那么，用上述两个不同冲击系数计算得的电动应力相差了1.3862=1.92倍。
对同一安装地点的同型设备，采用不同冲击系数进行动稳定校验就有可能得出相反的结论，影响了工程设计的正确性。
二、冲击系数与电路参数的关系在低压配电网中发生三相短路，可将电源等效为无限大容量电源，短路全电流由幅值恒定的周期分量电流和按e指数规律衰减的非周期分量电流(直流分量)叠加而成。
当电路在短路前处于空载状态，而短路恰好发生在短路电流周期分量取幅值的时刻，对50Hz工频电路，最大短路电流峰值、即短路冲击电流在短路后约0.01s时出现，冲击电流i im算式为：
式中：冲击系数K im=
〔[1+e-0.01/T]〕；T是时间常数，与短路回路的电路参数T=XΣ/ωRΣ有关，其中XΣ是电源至短路点的总电抗，ω是角频率，RΣ是电源至短路点的总电阻；I K(3)是三相短路周期分量电流有效值。
从上述算式可知，冲击系数的大小取决于电路的时间常数，即电路参数。
在10kV 及以上高压电网中，电阻仅占总阻抗的6～7%，因此，时间常数T仅约为0.045s，所以有K im=1.8。
但在低压电网中，电阻所占的比例较大，沿用高压电网中短路计算使用的冲击系数，计算结果偏于保守。
若选取工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，当计及主高压回路时，得到的结论则可能造成安全裕度不足。
下面以示例说明冲击系数选取范围：设110kV 变电站10kV母线三相短路电流为16kA，变电站出线电缆型号是YJV22—240、长度为0.2km，到用户的架空线路是LGJ—240、长度为1km，用户配电变压器型号是S9—500kVA、变比
为10/0.4kV、阻抗电压百分数V%为4%；短路点设在低压出线开关出口处，系统接线图见例图。
经计算得短路回路总电阻和总电抗及冲击系数
RΣ=4.32Ω,XΣ=14.22Ω,K im=1.385 可见，此例得出的冲击系数介于高压电网短路计算与工厂配电设计冲击系数取值之间。
三、结论根据以上分析，笔者在上述系统结构的条件下，对S9系列不同容量配电变压器计算其短路总电阻、总电抗及冲击系数，计算结果参见表1。
注：此表所设定的系统参数与上例是一致的。
Kim Kim
另外，笔者还就两个不同、有代表性的系统结构，即假设在110kV变电站10kV母线三相短路电流为12kA，用户配电变压器安装在变电站附近(架空线长度为0)，对S9系列不同容量配电变压器计算其短路总电阻、总电抗及冲击系数，所得到的结果与表1相差很少。
对目前使用的其它系列配电变压器，如S8、S11等，因配电变压器短路试验参数相同，经计算得到的结果也与表1基本相同。
因此，表1所列出的冲击系数具有一定的代表性，解决了冲击系数取值不同所造成的矛盾，提高了工程设计的正确性。
为方便工程设计计算，在低压配电系统设计中，可按配电变压器的容量不同选取不同的短路冲击系数，建议：500kVA及以
下容量的配电变压器，冲击系数K im=1.414,500kVA以上
容量的配电变压器，冲击系数K im=1.485, 这既可简化冲击系数取值计算，又可满足工程计算的准确度要求。
参考文献[1]刘介才《工厂供电简明设计手册》机械工业出版社.1993 [2]苏文成《工厂供电》机械工业出版社.1990 [3]何仰赞等《电力系统分析(上)》华中理工大学出版社.1996。