短路电流实用计算的基本假设条件
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|
短路电流实用计算的基本假设条件
短路电流实用计算的基本假设条件1.系统在正常工作时三相是对称的；2.电力系电力系统中各元件的磁路不饱和，即各元件的电抗值与电流大小无关；3.统各元件电阻，一般在高压电路中都略去不计，但在计算短路电流的衰减时间常数应计及元件电阻。
此外，在计算低压网络的短路电流时，应计及元件电阻，但可以不计算复阻抗，而是用阻抗的绝对值进行计算； （1） 输电线路的电容忽略不计；（2） 变压器的励磁电流忽略不计，相当于励磁阻抗回路开路，这样可以简化变压器的等值电路；4.3 短路电流计算结果表4-1 最大运行方式表4-1 最小运行方式一. 当d1点发生短路时，三相短路电流计算 1. 系统最大运行方式时，总电抗标幺值：X *Σ(K -1)=X 1*＋X 2*=0.32Ω（1）三相短路电流周期分量有效值I (K-1)(3)=I d1/X *Σ(K -1)=1.56/0.32=4.875A （2）其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=I (K-1)(3)=4.875Ai sh (3)(K-1)=2.55×I (K-1)(3)=2.55×4.875=12.43A （3）三相短路容量S (K-1)(3)=S d /X *Σ(k -1)=100MVA/0.32=312.5MVA 2. 系统最小运行方式时，总电抗标幺值X *′Σ(K -1)=X 1*＋X 2*=0.36+0.15=0.51Ω（1）三相短路电流周期分量有效值I′(K-1)(3)=I d1/X *′Σ(K -1)=1.56/0.51=3.06A（2）其他三相短路电流I (3)′=I (3)′∞=I (3)′(K-1)=3.06Ai sh (3)′(K-1)=2.55×I (3)′(K-1)=2.55×3.06=7.80A（3）三相短路容量S(K-1)(3)′=S d/X*′Σ(k-1)=100MVA/0.51=196.09MVA二. 当d2点发生短路时，三相短路电流计算1. 系统最大运行方式时，总电抗标幺值：X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*=0.17+0.15+1.75=2.07Ω（1）三相短路电流周期分量有效值I(K-2)(3)=I d1/X*Σ(K-2)=5.5/2.07=2.66A（2）其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=I(K-2)(3)=2.66Ai sh(3)(K-2)=2.55×I(K-2)(3)=2.55×2.66=6.78A（3）三相短路容量S(K-2)(3)=S d/X*Σ(k-2)=100MVA/2.07=48.31MVA 2. 系统最小运行方式时，总电抗标幺值X*′Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*=0.36+0.15+1.75=2.26Ω（1）三相短路电流周期分量有效值I′(K-2)(3)=I d1/X*′Σ(K-2)=5.5/2.26=2.43A（2）其他三相短路电流I(3)′=I(3)′∞=I(3)′(K-2)=2.43Ai sh(3)′(K-2)=2.55×I(3)′(K-2)=2.55×2.43=6.21A（3）三相短路容量S(K-2)(3)′=S d/X*′Σ(k-2)=100MVA/2.26=44.25MVA第5章电气设备。
三相短路计算
1 Zi
可以把该变 化推广到 i=n的情况 i=n的情况
（2）有源支路的并联 ）
(a) 图3-3
ɺ ɺ Ei − V ɺ ∑ Z =I i =1 i
m
(b) 并联有源支路的化简
由上图可得
ɺ ɺ Ei − V ɺ ∑ Z =I i =1 i
m
由戴维南定 理定义计算
令
ɺ Ei
＝0
Z eq
ɺ V =− = ɺ I
4 4 f 4 1 2
Z1 f
ɺ ɺ c3 = I 3 / I f
Z2 f Z3 f
Z fΣ = c1 Z fΣ = c2 Z fΣ = c3
网络还原法
图3-8 并联支路的电流分布系数
ɺ ɺ Z i I i = Z eq I
ɺ Ii =
Z eq Zi
ɺ I
用 次 暂 态 参 数 表 示 的 等 值 电
2. 冲击电流的计算
•异步电机的提供的冲击电流： iim⋅LD 异步电机的提供的冲击电流 冲击电流：
′′ = k im⋅LD 2 I LD
对小容量电机和综合负荷： kim . LD = 1 对小容量电机和综合负荷： 容量为200~500kW的异步电机： 容量为200~500kW的异步电机： kim . LD = 1.5 ~ 1.7 的异步电机 容量为1000kW以上的异步电机 容量为1000kW以上的异步电机：kim . LD = 1.7 ~ 1.8 以上的异步电机：
ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ Vb = V a + Z 4 I 4 , I 3 = V b / Z 3 , I f = I 4 + I 3
单位电流法
ɺ ɺ ɺ E f = Vb + Z 5 I f
短路电流计算的基本步骤和注意事项教学教材
短路电流计算的基本步骤和注意事项短路电流计算方法的基本步骤和注意事项一.概述供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.二.一般计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.三、短路电流计算步骤1．确定计算条件，画计算电路图1）计算条件：系统运行方式，短路地点、短路类型和短路后采取的措施。
2运行方式：系统中投入的发电、输电、变电、用电设备的多少以及它们之间的连接情况。
3)根据计算目的确定系统运行方式，画相应的计算电路图。
4）选电气设备：选择正常运行方式画计算图；5）短路点取使被选择设备通过的短路电流最大的点。
6）继电保护整定：比较不同运行方式，取最严重的。
2．画等值电路，计算参数；分别画各段路点对应的等值电路。
标号与计算图中的应一致。
3．网络化简，分别求出短路点至各等值电源点之间的总电抗。
⑴. 星—角变换公式 角—星变换公式⑵.等值电源归算（1） 同类型且至短路点的电气距离大致相等的电源可归并；（2） 至短路点距离较远的同类型或不同类型的电源可归并；直接连于短路点上的同类型发电机可归并；四、注意事项23131231121X X X X X X n ++⋅=n n nn n X X X X X X 3212112⋅++=23131232122X X X X X X n ++⋅=n n nn n X X X X X X 1323223⋅++=23131231323X X X X X X n ++⋅=n nn n n X X X X X X 2131331⋅++=短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备，使其满足电流的动、热稳定性的要求。
短路电流实用计算的基本假设条件
短路电流实用计算的基本假设条件
1.忽略电源电压的内阻：在计算短路电流时，通常假设电源的输出电
压不受其内阻的限制，即认为电源的输出电压是恒定和稳定的。
2.忽略电源的动态特性：短路电流计算通常假设电源的动态特性可以
忽略不计。
这是为了简化计算，忽略电源的瞬态响应、频率响应等因素。
3.忽略电源的电磁特性：在计算短路电流时，一般不考虑电源的电磁
特性，如漏感、互感等因素。
因为这些因素通常是瞬态现象，而短路电流
计算一般是基于稳态分析进行的。
4.假设电源频率为恒定值：通常假设电源的频率为恒定值，如50Hz
或60Hz。
这是为了简化计算，目的是为了忽略电源频率对于电流的影响，在频率变化较小的情况下可忽略不计。
5.假设电源为理想电源：在短路电流计算中，一般假设电源为理想电源，即电源内部没有阻抗的存在。
这是为了简化计算，方便分析。
6.假设短路点电压为零：在短路电流计算中，通常假设短路点的电压
为零。
这是为了简化计算，方便进行理论分析和计算。
需要注意的是，以上的基本假设条件是为了简化短路电流的计算和分
析过程，并不完全符合实际情况。
在实际应用中，应根据具体的场景和要
求进行合理的假设和计算。
第三章电力系统三相短路电流的实用计算
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算上一章讨论了一台发电机的三相短路电流，其阐发过程已经相当复杂，并且还不是完全严格的。
那么，对于包含有许多台发电机的实际电力系统，在进行短路电流的工程实际计算时，不成能也没有必要作如此复杂的阐发。
实际上工程计算时，只要求计算短路电流基频交流分量的初始值I ''即可。
1、I ''假设取 1.8M K =2.551.52M ch M ch i i I I I I ''==''==2、求I ''的方法：〔1〕手算 〔2〕计算机计算〔3〕运算曲线法：不单可以求0t =时刻的I '，还可以求任意时刻t 的t I 值。
§3－1I ''的计算〔I ''－周期分量起始有效值〕一、计算I ''的条件和近似1、电源参数的取用〔1〕发电机： 以101E ''和d X ''等值〔且认为d q X X ''''=，即都是隐极机〕 101101101d E U jI X ''''=+ 〔3－1〕101E ''在0t =时刻不突变。
〔2〕调相机： 与发电机一样，以101E ''和d X ''等值 但应注意：当调相机短路前为欠激运行时，∵101101E U ''< ∴不提供§3－2应用运算曲线法求任意时刻周期分量有效值tI由上章的阐发可知，即使是一台发电机，要计算其任意时刻的短路电流，也是较繁的。
首先必需知道各时间常数、电抗、电势参数，然后进行指数计算。
这对工程上的实用计算显然不适合的。
50年代以来，我国电力部分持久采用畴前苏联引进的一种运算曲线法来计算的。
此刻试行据我国的机组参数绘制的运算曲线，下面介绍这种曲线的制定和应用。
三相短路电流的实用计算
线路L-1： X 9
0.4
60
100 1152
0.18
线路L-2：X10
0.4
20
100 1152
0.06
线路L-3：
X11
0.4
10
100 1152
0.03
18/45
5.3 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 7) 算例分析—计算f点发生三相短路的冲击电流
解 发电机次暂态电势取1.08，调相机按短路前额定满载运
0.35
100 30
1.17 负荷LD-2：X 4
0.35
100 18
1.95
16/45
5.3 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算
7) 算例分析—计算f点发生三相短路的冲击电流
变压器T-1: 31.5MVA，Vs% = 10.5；T-2: 20MVA，Vs% = 10.5；T-3: 7.5MVA，Vs% = 10.5。负荷：LD-3：6MVA。
"d
0.2
负荷：LD-1：30MVA；LD-2：18MVA；LD-3：6MVA。
解 计及负荷，取电抗0.35，电势0.8。
（一）选取SB = 100MVA和VB = Vav，计算各元件标幺值：
发电机：X1
0.12
100 60
0.2
调相机：
X2
0.2
100 5
4
负荷LD-1：X 3
星网变换
y23
2
3
2
y2
3
y3
y12
0
短路电流计算公式
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。
为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。
二.计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。
具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。
只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。
2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。
3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。
因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。
能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。
三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。
一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。
1.主要参数Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(W)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量Sjz =100 MV A基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MV A时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ3无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1 2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KV A及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了。
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短路电流实用计算的基本假设条件
1.系统在正常工作时三相是对称的；
2.电力系电力系统中各元件的磁路不饱和，即各元件的电抗值与电流大小无关；
3.统各元件电阻，一般在高压电路中都略去不计，但在计算短路电流的衰减时间常数应计及元件电阻。
此外，在计算低压网络的短路电流时，应计及元件电阻，但可以不计算复阻抗，而是用阻抗的绝对值进行计算； （1） 输电线路的电容忽略不计；
（2） 变压器的励磁电流忽略不计，相当于励磁阻抗回路开路，这样可以简化变压器的等值电路；
4.3 短路电流计算结果
表4-1 最大运行方式
表
4-1 最小运行方式
一. 当d1点发生短路时，三相短路电流计算 1. 系统最大运行方式时，总电抗标幺值：
X *Σ(K -1)=X 1*＋X 2*=0.32Ω
（1）三相短路电流周期分量有效值
I (K-1)(3)=I d1/X *Σ(K -1)=1.56/0.32=4.875A （2）其他三相短路电流
I"(3)=I∞(3)=I (K-1)(3)=4.875A
i sh (3)(K-1)=2.55×I (K-1)(3)=2.55×4.875=12.43A （3）三相短路容量
S (K-1)(3)=S d /X *Σ(k -1)=100MVA/0.32=312.5MVA 2. 系统最小运行方式时，总电抗标幺值
X *′Σ(K -1)=X 1*＋X 2*=0.36+0.15=0.51Ω
（1）三相短路电流周期分量有效值
I′(K-1)(3)=I d1/X *′Σ(K -1)=1.56/0.51=3.06A
（2）其他三相短路电流
I (3)′=I (3)′∞=I (3)′(K-1)=3.06A
i sh (3)′(K-1)=2.55×I (3)′(K-1)=2.55×3.06=7.80A
（3）三相短路容量
S(K-1)(3)′=S d/X*′Σ(k-1)=100MVA/0.51=196.09MVA
二. 当d2点发生短路时，三相短路电流计算
1. 系统最大运行方式时，总电抗标幺值：
X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*=0.17+0.15+1.75=2.07Ω（1）三相短路电流周期分量有效值
I(K-2)(3)=I d1/X*Σ(K-2)=5.5/2.07=2.66A
（2）其他三相短路电流
I"(3)=I∞(3)=I(K-2)(3)=2.66A
i sh(3)(K-2)=2.55×I(K-2)(3)=2.55×2.66=6.78A
（3）三相短路容量
S(K-2)(3)=S d/X*Σ(k-2)=100MVA/2.07=48.31MVA 2. 系统最小运行方式时，总电抗标幺值
X*′Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*=0.36+0.15+1.75=2.26Ω（1）三相短路电流周期分量有效值
I′(K-2)(3)=I d1/X*′Σ(K-2)=5.5/2.26=2.43A
（2）其他三相短路电流
I(3)′=I(3)′∞=I(3)′(K-2)=2.43A
i sh(3)′(K-2)=2.55×I(3)′(K-2)=2.55×2.43=6.21A
（3）三相短路容量
S(K-2)(3)′=S d/X*′Σ(k-2)=100MVA/2.26=44.25MVA
第5章电气设备。