无限大容量电力系统中短路电流的计算.pptx
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短路电流计算PPT课件
• 在中性点非有效接地系统中，短路故障主要 是各种相间短路，而单相接地不会造成短路， 属于一种运行障碍。
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X
2、短路原因
供电技术电子课件
• 引起绝缘损坏的原因：
➢过电压
➢绝缘的自然老化和污秽
➢运行人员维护不周
➢直接的机械损伤
• 电力系统其他一些故障也可能导致短路：
➢输电线路断线和倒杆事故
➢运行人员违章操作 ➢鸟和小动物等跨接裸导体等
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X
3、短路的类型
A
I (3) k .A
k(3 )
电源 0
B
I (3) k .B
C
I (3) k .C
a ) 三相短路
供电技术电子课件
负荷
I (3) k .A
I (3) k .C
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行
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X
供电技术电子课件
第二节 无限大容量电源系统供电 时短路过程的分析
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X
供电技术电子课件
一、无限大容量电源
• 特点
➢内阻为零 ➢输出电压不随负载变化
实际中可以看作无限大容量供电系统的条件：
➢ 当用户的负荷容量远小于给它供电的电力系统容量时 (1/50)；
I (3) k .B X
电源 0
A
I (2) k .A
B
I (2) k .B
C
供电技术电子课件
k(2 )
负荷
b ) 两相短路
I (2) k .B
I (2) k .A
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电力电路短路电流计算PPT
K (3) 1
1T
K(3) 2
S
QF
1WL
3T
2T
2WL
5km 0.4Ω/km
1km 0.38Ω/km
SOC = 1000MVA
2500kVA
800kVA 10/0.4kV
35/10.5kV
UK%＝6.5
UK%＝4.5
第三节 无穷大功率电源供电系统三相短路电流的运算
1. 由短路电流运算系统图画出短路电流运算等效电路图。
简化等值电路图，求出短路总阻抗标幺值。简化时电路的各种简化方法都可以使用，如 串连、并联、Δ-Y或Y-Δ变换、等电位法等。 运算短路电流标幺值，短路电流着名值和短路其它各量。即短路电流、冲击短路电流和 三相短路容量。
第三节 无穷大功率电源供电系统三相短路电流的运算
三相短路电流运算 短路电流的运算步骤
短路时导体内产生的能量等于导体温度升高吸取的能量，导体的 电阻率和比热也随温度变化
将 带入，
第四节 短路电流的效应
短路电流的热效应
短路产生的热量
一样采取等效方法运算，用稳态短路电流运算实际短路电流产生的热量。 由于稳态短路电流不同于短路全电流，需要假定一个时间，称为假想时间 。在此时间内，稳态短路电流所产生的热量等于短路全电流在实际短路连 续时间内所产生的热量。短路电流产生的热量
同时电动机迅速遭到制动，它所提供的短路电流很快衰减，一 样只推敲电动机对冲击短路电流的影响。
第三节 无穷大功率电源供电系统三相短路电流的运算
两相短路电流运算
无穷大功率电源供电系统两相短路电流
目的：用于继 电保护灵敏度 的校验
两相短路电流与三相短路电流的关系
第三节 无穷大功率电源供电系统三相短路电流的运算
短路电流计算方法一.ppt课件.ppt
起始次暂态电流)标么值 一般称为X分之一法
I
" d
1 X dd
基准
功率
短路电流有名值
I
" d
I
" d
I
j
I
" d
Sj 3U j
短路功率有名值
基准电流
短路故障点的等值电抗(标 么值)
基准电压
S
" d
Sj X dd
17
短路电流周期分量的标么值；
IZ
I"
I
E X
1 X
0秒短路电流周期分 量的标么值，称为起
进行标么值计算要先取 基准容量和基准电压，而 且要考虑计算的方便
基准容量SJ全网只取一个 一般取
SJ=100MVA 或SJ=1000MVA 基准电压UJ每个电压级各取一个 一般取用各级的平均电压
U J U P 1.05U N
下标 J
表示“基准”
网络平均 电压
10.5，37,115,230
网络额定电 压
Tf
1/
X / R 1/
X R
标么值，无单位
32
冲击电流和全电流的计算 冲击电流 全电流
33
冲击电流
非周期分量 起始值
0.01秒
全电流（瞬时值） 非周期分量
此情况为： 空载短路
电源电势刚 为零的时刻
周期分量 34
冲击电流及冲击系数
冲击电流出现在短路发 生后的大约半个周期
(t=0.0l s)
始次暂态电流
稳态短路电流 周期分量的标
么值
电源对短路点的等 值电抗标么值；
18
考虑电阻的影响时
上面的计算公式忽略了电阻 的影响，如果回路总电阻较
I
" d
1 X dd
基准
功率
短路电流有名值
I
" d
I
" d
I
j
I
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Sj 3U j
短路功率有名值
基准电流
短路故障点的等值电抗(标 么值)
基准电压
S
" d
Sj X dd
17
短路电流周期分量的标么值；
IZ
I"
I
E X
1 X
0秒短路电流周期分 量的标么值，称为起
进行标么值计算要先取 基准容量和基准电压，而 且要考虑计算的方便
基准容量SJ全网只取一个 一般取
SJ=100MVA 或SJ=1000MVA 基准电压UJ每个电压级各取一个 一般取用各级的平均电压
U J U P 1.05U N
下标 J
表示“基准”
网络平均 电压
10.5，37,115,230
网络额定电 压
Tf
1/
X / R 1/
X R
标么值，无单位
32
冲击电流和全电流的计算 冲击电流 全电流
33
冲击电流
非周期分量 起始值
0.01秒
全电流（瞬时值） 非周期分量
此情况为： 空载短路
电源电势刚 为零的时刻
周期分量 34
冲击电流及冲击系数
冲击电流出现在短路发 生后的大约半个周期
(t=0.0l s)
始次暂态电流
稳态短路电流 周期分量的标
么值
电源对短路点的等 值电抗标么值；
18
考虑电阻的影响时
上面的计算公式忽略了电阻 的影响，如果回路总电阻较
无限大容量电源供电系统短路电流计算课件
02 短路电流计算基础
CHAPTER
电路理论基础知识
欧姆定律
描述线性电阻、电流和电压之间 的比例关系。
基尔霍夫定律
确定电路中任意节点的电流和电压 关系。
戴维南定理
将复杂电路转化为简单电路的方法 ，通过测量开路电压和电阻来计算 电流。
电力系统的基本概念
01
02
03
发电机
将机械能转化为电能的设 备，输出三相交流电。
研究短路电流对电力系统稳定性的影 响，探讨如何通过控制和调节系统参 数来提高电力系统的稳定性。
本文的研究成果将有助于推动电力系 统的安全稳定运行技术的发展，为保 障社会生产和人民生活的正常进行做 出贡献。
06 参考文献与致谢
CHAPTER
参考文献
文献1
关于无限大容量电源供电系统的短路电流计算的研究，作 者：张三，出版物：电力学报，年份：2020，卷号：35 ，期号：12，页码：123-130。
实例三：实际电力系统的短路电流计算
总结词
实际电力系统的短路电流计算需要考虑电力系统的稳定性和可靠性，同时还需要考虑元件的容差和故障概率等因 素。通过计算可以了解电力系统的性能和安全裕度。
详细描述
在电力系统中，短路电流的大小和时间变化受到许多因素的影响，如电源的容量和距离、变压器的容量和阻抗、 导线的电阻和电感等。这些因素需要进行详细的建模和分析，以获得准确的短路电流计算结果。同时，还需要考 虑元件的容差和故障概率等因素，以评估电力系统的稳定性和可靠性。
实例一：简单电路的短路电流计算
总结词
简单电路的短路电流计算是电路分析的基础，通过计算可以了解电路的基本特性 和元件之间的关系。
详细描述
在简单电路中，电源、电阻、电容和电感等元件之间是线性关系，可以使用基尔 霍夫定律和欧姆定律进行计算。当发生短路时，电流会变得非常大，因此需要对 电路进行适当的简化，以便于计算和分析。
短路电流的公式推导及计算课件参考.ppt
SN
➢选定Sd和Ud，则以此为基准的电抗标么值为：
X
* d
X Xd
X Sd
U
2 d
X
* N
U
2 N
SN
Sd
U
2 d
若取
Ud
UN
U av
，精选则课件
X
* d
X
* N
Sd SN
24
2、电力系统各元件电抗标么值的计算
（1）电力系统电抗标幺值 电力系统的电抗，可由电力系统变电所高压馈电
线出口处的短路容量Sk来计算。当Sk未知时，也可由 其出口处断路器的断流容量Soc代替，Soc就看作是电力 系统的极限短路容量。
短路的类型
a）三相短路 b）两相短路 c）单相接地短路
精选课件
3
d）两相接地短路
对称性短路：三相短路K(3):最严重短路故障 单相短路K(1)：最常见短路故障 不对称性短路： 两相短路K(2) 两相接地短路K(1,1)
短路计算目的：
➢为采取限制短路电流的措施提供依据；
➢为正确选择和校验各种电气设备、载流导体和继电
5%～10%，就可认为该系统是无限大功率电源。
作用：排除母线电压及电源阻抗对电路电流计算的
影响，简化分析与计算。
精选课件
5
二、无限容量系统三相短路的暂态过程
1. 当系统正常运行时
短路前，A相电压与电流分别为：
uA Um sin(t ) iA Im sin(t )
Im
Um (R R)2 ( X X )2
平均额定电压Uav /kV 0.23 0.4 3.15 6.3 10.5 37
60 110 220 330 63 115 230 345
短路电流及其计算培训讲义(共 37张PPT)
( 3 ) " ( 3 ) i 2 . 5 5 I s h
( 3 ) " ( 3 ) i 1 . 8 4 I s h
( 3 ) " ( 3 ) （对高压系统） I 1 . 5 1 I s h
( 3 ) " ( 3 ) （对低压系统） I 1 . 0 9 I s h
三相短路容量：
( 3 ) S k
Uk % Uc2 所以 X T 100 SNT
2 2 US % U U U % * k d c c k 标幺值 X XX T T d 1 0 0S 0 0 S N . T S d 1 N T
§3.2 无限大容量电力系统中三相短路电流 的计算
3、三相短路电流的计算 三相短路电流周期分量有效值的标么值:
Sd Sd Id 3 U 3 U d c
基准电流 基准电抗
Ud Uc2 Xd 3Id Sd
2、 供电系统各元件电抗标幺值
2 2 S U U * X d c c S ①电力系统的电抗标幺值 X S X S S d S k d k
式中，Sk为电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量。
A* A
Ad
某量的标幺值=该量的实际值(任意单位)/该量的基准值(与实际值同单位)
按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sd
和基准电压Ud。
§3.2 无限大容量电力系统中三相短路电流 的计算
基准容量取
S 1 0 0 M V A d
U U 1 . 0 5 U d c N
基准电压取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即
第三章 短路电流及其计算
主讲人：田行军
tianxingjun66@
无限大容量电力系统中短路电流的计算
(2) K
/
I
(3) K
3 / 2 0.866
五、单相短路电流的计算
大接地电流系统、三相四线制系统发生单相短路时
I (1) K
Z1
3U Z2
Z3
（要考虑正序、负序、零序阻抗）
工程中简单计算
I
(1) K
U Z 0
单相短路回路的阻抗：Z0 (RT R0 )2 ( XT X0 )2
结论：在无限大容量系统中，两相短路电流和单相短路电流均比三相短 路电流小，电气设备的选择与校验应采用三相短路电流，相间短路保护及灵 敏度校验应采用两相短路电流，单相短路电流主要用于单相短路保护的整定 热稳定度的校验。
3X 3U C
U
2 C
Sd X
1
X
I
(3) K
I
I (3)*
K
d
Id
X
*
根据
I
(3) K
可以计算出
I I i I ''(3) (3) (3) (3) sh sh
。
4、三相短路容量
SK(3)
3I
U (3)
KC
3IdUc
X
*
Sd
X
*
例3—2
四、两相短路电流的计算
I (2) K
UC 2 Z
I
2、电力变压器的阻抗计算
短路损耗
PK
( SN UN
)2 RT
电阻 电抗
RT
PK
(UC SN
)2
XT
UK
%
U
2 C
100 SN
3、电力线路的阻抗计算
RWL R0l
XWL X 0l
第三章短路电流的计算
总的电抗标幺值
X
*
。
图3－6 图3－5所示系统的等效电路图
电自气动工化程系系
X
四、短路参数的计算
供电技术电子课件
S
3
k
1
X
三相短路容量，用来校验所选断路器的断流能力或断开容量(或称遮断 容量)是否满足可靠工作的要求。
供电系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大的关系。系统的运行方 式可分为最大运行方式和最小运行方式。最大运行方式下电源系统中发电机 组投运多，双回输电线路及并联变压器均全部运行。此时，整个系统的总的 短路阻抗最小，短路电流最大；反之，最小运行方式下由于电源中一部分发 电机、变压器及输电线路解列，一些并联变压器为保证处于最佳运行状态也 采用分列运行，这样将使总的短路阻抗变大，短路电流也相应地减小。在用
两相短路
供电技术电子课件
负荷
I (2) k .B
I (2) k .A
电自气动工化程系系
X
供电技术电子课件
A
电源
0
B
C
I ( 1 ) 负荷 k
k(1)
c)
单相(接地)短路
A
I 电源 0
(1 ) B k
C
N
负荷
k(1)
单相d) 短路
A
电源 B
0
C
I (1 ,1 ) k
k(1,1)
负荷
电源 0
A
I (1 ,1 )
无限大容量系统发生三相短路时的电流曲线如下图：
图3－3 短路时电流波形图
电自气动工化程系系
X
供电技术电子课件
在电源电压及短路地点不变的情况下，要使短路全电流达到最大值， 必须具备以下的条件： 1)短路前为空载，即Im=0，这时
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Sd 3U C
基准电抗
Xd
Ud
U
2 C
3ID Sd
2、元件标幺值：
电力系统电抗标幺值：
X
S
XS Xd
U
2 C
/
SOC
U
2 C
/
Sd
Sd SOC
电力变压器电抗标幺值：
X
T
XT Xd
U
K
%
U
2 C
100 SN
/
U
2 C
Sd
UK %Sd 100SN
电力线路电抗标幺值：
X
WL
X WL Xd
X Ol
• 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Wednesday, August 5, 2020August 20Wednesday, August 5, 20208/5/2020
工程中简单计算
I (1) K
U Z 0
单相短路回路的阻抗：Z0 (RT R0 )2 ( X T X0 )2
结论：在无限大容量系统中，两相短路电流和单相短路电流均比三相短 路电流小，电气设备的选择与校验应采用三相短路电流，相间短路保护及灵 敏度校验应采用两相短路电流，单相短路电流主要用于单相短路保护的整定 热稳定度的校验。
• •
T H E E N D 8、For man is man and master of his fate.----Tennyson人就是人，是自己命运的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday, August 5, 2020
• 6、Almost any situation---good or bad---is affected by the attitude we bring to. ----Lucius Annaus Seneca差不多任何一种处境---无论是好是坏---都受到我们对待处境态度的影响。11时3分11时3分5Aug-208.5.2020
第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算
短路电流计算过程：绘出计算电路图、元件编号、绘等效电路、计 算阻抗和总阻抗、计算短路电流和短路容量。
计算方法： 欧姆法、标幺制法
一、采用欧姆法进行三相短路计算
计算公式
I (3) K
UC
3
R2
X
2
S (3) K
3U
C
I
(3) K
X / 3 ≥ R 时,可忽略 R R / 3 ≥ X 时,可忽略 X
R'
R(U
' C
)2
UC
例3—1
X
'
X
(U
' C
)2
UC
二、标幺制法进行三相短路电流计算
1、标幺值概念
任一物理量的标幺值
Ad
A Ad
（实际值与基准值之比）
基准容量 Sd 100MVA （可以任意选取，一般取100MVA）
基准电压 Ud Uc （通常取短路计算电压）
基准电流 Id
Sd 3U d
U
2 C
/
Sd
X Ol
Sd
U
2 C
3、短路电流标幺值及短路电流计算
I (3) K
I (3) K
Id
UC / Sd /
3X 3U C
U
2 C
Sd X
1
X
I (3) K
I
(3)* K
I
d
Id
X
*
根据
I
(3) K
可以计算出
I I i I ''(3) (3) (3) (3) sh sh
。
4、三相短路容量
计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。
1、电力系统的阻抗计算
XS
U
2 C
SOC
电力系统的电阻相对于电抗很小，不予考虑。
2、电力变压器的阻抗计算
短路损耗
PK
( SN UN
)2 RT
电阻 电抗
RT
PK
(UC SN
)2
XT
U
K
%
U
2 C
100 SN
3、电力线路的阻抗计算
RWL R0l
XWL X 0l
• 7、Although the world is full of suffering, it is full also of the overcoming of it.----Hellen Keller, American writer虽然世界多苦难，但是苦难总是能战胜的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二 〇二〇年八月五日
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
S (3) K
3I
U (3)
K
C
3I dU c
X
*
Sd
X
*
例3—2
四、两相短路电流的计算
I (2) K
UC 2 Z
I (2) K
/
I
(3) K
3 / 2 0.866
五、单相短路电流的计算
大接地电流系统、三相四线制系统发生单相短路时
I (1) K
Z1
3U Z2
Z3
（要考虑正序、负序、零序阻抗）
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
R0 和 X 0 可查下表或其它数据表
电力线路每相的单位长度电抗平均值
线路电压
线路结构 35kV及以上
6～10kV
220／380V
架空线路
0.40
电缆线路
Байду номын сангаас
0.12
0.35 0.08
0.32 0.066
4、阻抗换算（有变压器时）
电路内各元件的阻抗都必须按照短路点的短路计算电压统一换算，换算 的条件是元件功率损耗不变。