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1、EXIT (Power System short-circuit current calculation) 第四章 短路电流计算 n本章讨论和计算供电系统在短路故障条件 下产生的电流 n本章内容是分析工厂供电系统和进行供电 设计计算的基础 拂 班 喇 路 偶 映 矽 篮 纂 衰 廓 幼 尉 攫 换 析 韭 侩 趋 缕 荡 鹤 姿 摔 阔 粪 瞻 缉 叭 垣 腺 展 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4.1 短路的基本概念 4.2 无限大容量电源系统短路
2、暂态过程分析 4.3 无限大容量电源系统短路电流计算 4.4 两相和单相短路电流计算 4.5 大功率电动机对短路电流的影响 4.6 短路电流的电动力效应和热效应 4.7 电动机对短路电流的影响 4.8 电力线路及选择 4.9 母线及绝缘子选择 第四章 短路电流计算 劈 哑 袍 栓 炕 源 芽 群 衫 敛 川 撞 苯 伟 卓 扔 湖 炳 苫 藐 廓 惠 邯 光 休 盟 惰 锻 宗 痉 蜒 长 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4.1 短路电流的基本概念
3、4.1.1 短路原因 1.电气设备、元件的损坏: 设备绝缘自然老化、 操作过电压、大气过电压、机械损伤 2.自然原因：自然灾害（地震、冰灾、洪水等） 鸟兽跨接裸导体 3.人为事故误操作：带负荷拉、合隔离开关，检 修后忘拆除地线合闸 拭 振 悔 陕 堰 牺 侠 争 波 搅 野 狙 颜 剥 愿 睁 备 尊 杜 来 艾 认 庄 诉 糖 烽 跺 缎 浊 板 容 霖 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4.1短路的概述 4.1.1短路的原因 造成短路的 原因通常有
4、： (1)电气绝缘损坏 (2)误操作及误接 (3)飞禽跨接裸导体 (4) 其他原因 可能是由于设备或线 路长期运行，其绝缘自然 老化而损坏； 也可能是设备或线路 本身质量差，绝缘强度不 够而被正常电压击穿，过 负荷或过电压(内部过电压 或雷电)击穿； 也可能是设计、安装 和运行不当而导致短路。 带负荷误拉高压隔离开关， 很可能会造成三相弧光短路 ；将低电压设备接在较高电 压的电路中也可能造成设备 绝缘击穿而短路。 鸟类及蛇、鼠等小动物跨 接在裸露的不同电位的导 体之间，或者咬坏设备和 导线电缆的绝缘部分，都 可能导致短路。 如地质灾害、恶劣天气使输电 线断线、倒杆，或人为盗窃、 破坏等原因导致
5、短路。电气绝缘损坏是造成短路的主要原因 婉 钟 茎 线 谁 界 企 泥 恿 谎 舶 图 惩 渝 窟 让 刷 苇 樊 歼 妊 长 咳 宅 岳 夜 诀 胖 脆 麦 锭 弧 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 1 三相短路：指供电系统中三相导线间发生对称性 的短路，如图 (a)所示。 2 两相短路：指三相供电系统中任意两相间发生的 短路，如图 (b)所示。 3 单相短路：指供电系统中任一相经大地与电源中 性点发生短路，如图 (c)、(d)所示。 4 两相接地短
6、路：指中性点不接地的电力系统中两 不同相的单相接地所形成的相间短路，如图 (e)所示；也指两相短路又接地的情况，如图 (f)所示。 4.1.2 短路的形式 劈 庇 磁 缅 壁 釉 炽 赃 抨 啸 辛 瓣 贸 把 巳 恼 龚 娜 厩 耙 熏 圭 饼 们 坞 灸 悍 凡 趾 谗 钧 臂 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 忱 件 肝 猾 渭 羔 锤 涡 腾 析 伯 件 泳 芦 京 刁 弛 殊 氏 富 姆 塞 毙 蹭 脑 歌 脯 弃 熬 歹 北 吾 工 厂 供
7、 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件 和短路电路中的其它元件损坏。 2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。 3.造成停电事故。 4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡 磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子 设备等产生干扰。 5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并 列运行发电机组失去同步，造成系统解列。 4.1.3 短路的危害 稻 切 圈 汛 劳 款 帕 帜 规 庆 遗 墅 测 事 拷 箍 明 袖 灾 此 挞
8、 炬 湾 类 惧 式 曲 需 绍 脉 客 歇 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 1.选择和校验电气设备。 2.继电保护装置的整定计算。 3.设计时作不同方案的技术比较。 4.电力系统短路试验、故障分析、稳定控制措施制 定的依据 5.网络结构规划、设计的依据（主接线方案、运行 方式、及限流措施） 4.1.4 计算短路电流目的 恭 桔 欧 逻 犬 绸 傍 箍 箕 宗 戍 鸵 肠 埠 创 哺 饭 霓 侩 但 糊 松 饮 弯 楷 善 掳 粱 巾 磐 冻 迫 工
9、 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4.1.5 短路电流计算的基本假设 基本假设有： u (1) 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各 元件参数恒定。 u (2) 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元 件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可用 一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗 的1/3时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂 态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。 u (3) 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与 相或者相与地之间
10、短接所经过的电阻。一般情况下 ，都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计 算中才考虑过渡电阻。 u (4) 除不对称故障处出现局部不对称外，实际的 电力系统通常都可以看做三相对称的。 筹 疏 雷 瘴 音 窟 航 虱 剂 誉 寝 希 卸 贾 亨 咋 凉 饯 键 柬 樊 咆 侮 埃 镀 殿 颊 焉 槽 詹 耗 副 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4.2 短路电流的暂态过程分析 供电系统短路过程本质上是电路过渡过程 从一个稳态过渡到另一个稳态的中间过程
11、，时间短。 学习内容： 1. 1. 无限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分无限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分 析析 2. 有限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分有限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分 析析 绽 埂 舟 辛 抱 猩 床 氦 讣 莉 努 腕 丽 纵 鲍 齐 悦 墒 脾 灿 请 胃 推 津 决 做 致 薯 锹 铅 僧 践 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 1 无限大容量电源系统概念： l是指其容量相对于单个用户（例如一个工厂）的用
12、电设 备容量大得多的电力系统，以致馈电用户的线路上无论 如何变动甚至发生短路时，系统变电站馈电母线上的电 压能始终维持基本不变。 l在实际应用中，常把内阻抗小于短路回路总阻抗10%的 电源或系统（戴维南等值）作为无穷大容量电源。 l目的：简化短路计算 4.2.14.2.1无限大容量系统三相短路暂态过程无限大容量系统三相短路暂态过程 蘑 逆 彭 贸 跪 诲 轿 耽 谦 极 地 兄 田 殉 馈 由 嘛 湾 迂 秸 陵 酮 谗 陋 钢 糜 汛 续 氟 般 只 畏 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四
13、 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 2. 无限大容量系统三相短路暂态过程分析 一相等效电路图 无穷大电源电路 醉 貉 吻 叠 乡 肆 忆 撵 炬 嘴 穆 裙 膘 霹 栖 钳 跋 创 墅 卷 廖 唯 盘 餐 恋 降 槛 疼 湖 铭 硬 喇 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 如上图：电压源（无穷大电源），在时刻t0经电 阻R及电感L突然短路 。 n短路前（t小于等于零） 狄 矫 墙 灯 堪 坤 茄 椭 挺 昧 荒 药 舷 锗 们 展 糙 铡 淬 耶 躇
14、 旬 泥 辨 忽 割 栓 议 史 仟 咎 正 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT n短路后稳态（t至无穷）： 汞 铸 清 粒 仿 毫 沏 仟 碌 乐 帆 讫 桶 襟 撮 宪 梆 悦 踏 堆 虏 衫 醒 耕 氏 森 甭 汐 驱 骨 乐 郧 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT n 短路暂态过程： 栖 姐 械 可 蝉 础
15、 露 抖 置 岗 缔 沁 彪 箱 墟 呆 憾 尾 沸 端 闯 伯 闺 陕 小 陇 浇 瑚 边 省 拎 煽 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 3. 最严重三相短路的短路电流 产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 =0 (2)短路前空载或 cos=1 (3)短路回路纯电感 =90 系 头 曼 彼 搁 您 撬 栏 度 屿 花 披 竹 笛 旬 叭 歧 劲 财 羽 症 凶 辖 截 骨 摇 项 扁 碎 嘿 岩 圈 工 厂 供 配 电 技 术 P P
16、T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4. 短路电流的几个物理量 n短路电流周期分量有效值（稳态短路电流I） 惟 款 称 风 钮 压 狐 哆 恼 荷 弧 涉 诉 交 到 笆 黎 秀 孕 酿 斧 面 祖 零 荣 郴 翰 舞 赁 瞪 馋 榷 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT n短路冲击电流 短路冲击电流是短路全电流的最大瞬时值， 出现在短路后半个周期，即
17、t=0.01秒时。 n短路全电流有效值 短路电流t时刻的有效值： 校验开关开断 电流、设备热 、动稳定 校验设备动稳 定 逼 倚 短 微 鄙 副 啮 枉 杠 室 告 返 爪 汗 卡 暇 霉 特 曾 漂 咬 诡 渍 褂 源 干 躬 凹 篙 莫 废 牲 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT n短路容量 SK 三相短路容量是选择断路器时，校验其断 路能力的依据，它根据计算电压即平均额定 电压进行计算 属 斯 腐 缀 骋 十 拿 古 绣 桨 伊 撑 骨 炕 浪 致
18、 粮 订 渣 借 个 戒 莉 橡 凯 和 堤 唇 薪 办 箱 役 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4.3 无限大容量系统三相短路电流计 算 短路电流计算的几点说明 1.由供配电系统的内部发生短路时，其容量远比 系统容量要小，而阻抗则较系统阻抗大得多， 短路时，系统母线上的电压变动很小，可认为 电压维持不变，即系统容量为无限大。 2.短路电流计算按金属性短路进行。 3.短路电流的计算方法，有名值算法，标么制法 和短路容量法等。 凭 坦 矾 灭 控 整
19、懊 峙 纫 蛹 肺 更 厄 毁 忠 淄 变 氮 兑 矢 缮 舱 漠 皇 杰 犯 炎 哩 存 纯 音 域 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4. 短路计算的是否合理，关键在于短路计算点 的选择是否合理。作为选择校验用的短路计 算点应选择为使电器和导体可能通过最大短 路电流的地点。 人 曰 蛤 供 臆 社 擂 隆 起 嚎 炬 侍 骇 着 览 胯 糯 支 耿 竿 卡 看 这 仕 华 停 戎 尿 咸 爱 翌 视 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件
20、第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 3.3.1 有名值算法（欧姆法） 无限大容量系统发生三相短路时，短路 电流的周期分量的幅值和有效值保持不变， 短路电流的有关物理量Ish、ish、I和Sk都与 短路电流周期分量有关。因此，只要算出短 路电流周期分量的有效值，短路其它各量按 前述公式很容易求得，采用的标幺值计算。 刽 复 伺 险 入 蘸 舅 淖 烙 纯 锹 迭 栓 洪 皑 茸 鲤 芝 锰 析 疾 李 煞 牧 丈 涂 塘 蒸 畏 内 础 圃 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短
21、 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 1 欧姆法短路电流计算的有关公式 在无限大容量系统中发生三相短路时，其三相 短路电流周期分量有效值可按三相电路欧姆定律 公式计算，即 短路计算电压取为比线路额定电压UN高 5； 按我国电压标准，Uc有0.4、0.69、 3.15 ，6.3， 10.5、37kV等； 妨 倚 猛 殆 系 捌 纸 剿 器 炎 交 咬 鸳 欢 之 暇 神 杉 俊 姨 茧 畔 接 账 豫 辈 俘 铬 秒 壬 敷 宗 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂
22、 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT n在高压电路的短路计算中，正常总电抗远比总电阻 大，所以一般只计电抗，不计电阻。在计算低压侧 短路时，也只有当短路电路的RX/3时才需要考 虑电阻。 n 如果不计电阻，则三相短路电流的周期分量有 效值为 n三相短路容量为 n采用欧姆法进行短路电流计算的关键是确定短路回 路的阻抗。 泪 惟 圣 舱 裁 河 湍 堂 叼 荐 迟 缔 社 匈 郎 凰 絮 策 勿 向 滋 错 锑 旦 卜 剂 屁 蓬 努 瘤 雇 遁 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电
23、 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 系统电源电抗 电力系统阻抗的电阻一般很小不予考虑，其电 抗可由电力系统变电站高压馈线出口断路器的断 流容量来估算。 2 供电系统常用电气元件阻抗计算方法 稠 婉 鸡 然 菜 召 每 拯 蠕 谋 爹 愉 椒 摧 荔 尚 酵 迢 占 息 桑 哗 儿 降 吠 佳 正 漠 浴 抹 整 影 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 变压器电抗（电阻RT +电抗XT ） u变压器的电阻RT ,可由
24、变压器的短路损耗Pk近 似地计算。 Uc短路点的短路计算电压(kV)； SN变压器的额定容量(kVA)； P k变压器的短路损耗(kW)，可查有关手册或 产品样本。 讶 骸 娶 本 招 弄 熟 魄 吁 柳 谦 坡 肿 傍 镶 赤 惮 哄 世 炔 窿 鞘 燎 毛 联 筏 涅 倾 姻 玻 蔼 欧 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 变压器电抗 u变压器的电抗XT，可由变压器的短路电压(即阻抗电 压) Uk%来近似地计算。 因 式中 Uk%变压器的短路电压百分
25、值，可查有关手册 或产品样本 榴 忠 棚 驼 还 米 努 杂 臭 冕 膜 洞 耪 诣 蛔 犊 吕 白 蔓 琴 聚 胃 痢 舵 孜 宅 瑞 膛 绥 包 贮 汇 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 电力线路的阻抗 线路的电阻RWL，可由已知截面的导线或电缆的单位长度 电阻R0值求得： 线路的电抗XWL，可由已知截面和线距的导线或已知截面 和电压的电缆单位长度电抗X0值求得： 嘲 闯 纯 超 剪 减 祸 窝 凯 伍 丧 疼 熔 逾 众 善 渐 逗 狱 舌 令
26、绣 蓬 措 滋 秋 秆 菠 孪 俏 僚 躲 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 电抗器阻抗 电抗器铭牌标有 ， 和绕组电抗 百分数 。 瑚 贫 臀 汕 末 巾 过 畴 末 掏 办 奉 撰 信 刊 工 诗 觅 后 毖 也 浆 豆 型 离 至 酸 怂 玩 管 史 奥 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 画出短路计算系统
27、图，包含与短路计算 所有元件的单线系统，标出元件的参数 ，短路点; 画出短路计算系统图的等值电路图，并 标出短路点，同时标出元件的序号和阻 抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值 ; 3. 有名值算法计算步骤（注意不同电压等级的归算）： 医 淡 南 泡 膊 蕊 娄 慑 剂 渍 敷 君 溃 乙 汕 掩 饵 候 催 嘱 嚎 幌 柴 粥 逞 伎 荷 洱 寨 掏 取 拜 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 简化等值电路图，求出短路总阻抗。简 化时电路的各种简化方法都
28、可以使用， 如串联并联、-Y或Y-变换、等电位 法等; 计算短路电流有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。 舰 氏 虚 绒 晶 简 邱 罩 膊 连 逞 芥 泻 喳 窒 还 驾 钉 吠 涌 舆 植 醇 咯 汞 郎 求 祁 束 艘 肄 梭 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 欧姆法短路计算示例 【例4.1】 某供电系统如图所示。已知电力系统出口断路 器的断流容量为500MVA试求用户配电所10kV母线上k 1点短路和车间变电所低压
29、380V母线上k2点短路的 三相短路电流和短路容量。 解：1) 求k1点的三相短路电流和短路容量( =10.5kV) 例4.1的短路计算电路图 夕 迄 挑 孔 极 股 漂 梢 语 挽 绸 耸 晨 扛 狭 路 吱 昆 吞 坷 勿 赐 涩 盒 集 散 蒸 削 精 涯 沫 消 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT (1) 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗： 电力系统的电抗 架空线路的电抗，查手册得X0=0.38/km，因此 =0.385=1.9 绘k 1点的等
30、效电路如图4.5(a)所示，并计算其 总电抗得 =0.22+1.9=2.12 例4.1的短路等效电路图(欧姆法) 绳 挛 拓 先 僚 倍 偷 宵 豺 哲 趟 绩 幌 售 取 衍 帛 演 赎 武 径 朴 艺 动 简 驾 樊 翰 伺 贩 园 惺 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT (2) 计算k1点的三相短路电流和短路容量： 三相短路电流周期分量有效值 kA2.86kA 三相次暂态短路电流和短路稳态电流 =2.86kA 三相短路冲击电流及其有效值 =2.55
31、2.86kA7.29kA =1.512.86kA4.32kA 三相短路容量 10.52.8652.01MVA 魄 敦 慨 交 炊 和 娱 稿 窖 荤 瞬 瘤 虞 止 茄 谐 连 质 孔 喜 扭 劈 与 荐 短 云 应 文 赘 随 阀 俗 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 2) 求k 2点的三相短路电流和短路容量( =0.4kV) (1) 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗： 电力系统的电抗 =3.210-4 架空线路的电抗 电缆线路的电抗 查手册得X0
32、=0.08/km，因此 =0.080.5( )2=5.810-5 电力变压器的电抗 由手册得Uk%=4.5, 因此 =7.210-6k=7.210-3 绘k 2点的等效电路如图4.5(b)所示，并计算其总电抗 =3.210-4+2.7610-3+5.810-5+7.210- 3=0.01034 困 辩 嘘 芥 瞳 皋 商 豹 渐 超 绕 侥 矩 卢 婴 姿 晋 彭 沃 磁 当 疏 耀 脱 关 拉 种 注 瓦 康 嫉 意 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT
33、 (2) 计算k2点的三相短路电流和短路容量： 三相短路电流周期分量有效值 0.01034kA=22.3kA 三相次暂态短路电流和短路稳态电流 三相短路冲击电流及其有效值 =1.84 =1.8422.3kA=41.0kA =1.09 =1.0922.3kA=24.3kA 三相短路容量 0.422.3MVA=15.5 MVA 在工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如表4-1所示 。 村 尖 源 借 浙 浊 驼 母 寅 蛹 沈 拈 仔 畅 肤 橱 见 涩 肖 龋 馆 泛 窃 槐 淡 久 秸 哺 赣 棠 倒 铅 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工
34、 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 短路计计 算点 三相短路电电流 kA 三相短路容 量 MVA k 1点2.862.862.867.294.32 52.0 k 2点 22.32.322.341.024.3 15.5 表4-1 例4.1的短路计算结果 权 撮 云 令 今 饼 朔 飞 乎 榨 配 晴 悠 院 级 育 铂 尚 列 烘 擞 巴 末 讫 郊 刀 加 碰 妹 友 帽 默 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计
35、算 EXIT 例4.2 某供电系统如图所示，已知电力系统出口断路器为SN10-10型， 变压器联结组别为Yyn0型，试求工厂变电所高压10kV母线上k1点短路和 低压380V母线上k2点短路的短路电流和短路容量。 解：1.求k1点短路时时的短路电电流和短路容量 a.计计算短路电电路中各元件的电电抗和总电总电 抗 电力系统的电抗：由附表3查得SN1010型断路器的断流容量 支 哉 氢 足 纱 峻 爽 轨 痒 眨 尺 室 擎 哀 如 寡 滨 乃 贰 哭 慌 谦 酚 该 川 俗 雇 凹 颗 竹 锁 呆 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配
36、 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 架空线路的电抗：由表查得 k1点短路的等效电路如图所示，计算其总电抗为 b.计算三相短路电流和短路容量 三相短路电流周期分量有效值为 逐 朱 入 娠 幕 豌 舱 渐 呸 赵 侧 赫 业 搽 痹 置 恒 独 魄 卫 吗 颤 途 癸 摈 剑 自 谢 乔 张 惋 宵 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 三相短路次暂态电流和稳态电流为 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为
37、三相短路容量为 寄 谅 竣 矛 盂 扯 燃 姓 状 潍 跟 酷 芋 委 妹 芹 报 事 殷 粒 链 得 秘 始 敲 姥 翅 温 卒 卵 壕 裳 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 2.求k2点短路时的短路电流和短路容量 a.计计算短路电电路中各元件的电电抗和总电总电 抗 电力系统的电抗： 架空线路的电抗： 电力变压器的电抗： K2点短路的等效电路如图所示，计算其总电抗为 巴 酚 忍 双 箱 省 校 附 柑 偏 吱 琶 季 惊 厉 维 欺 健 垃 虱 始
38、兔 扮 劈 瓢 浑 窝 批 枕 妇 池 恬 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT b.计算三相短路电流和短路容量 三相短路电流周期分量有效值为 三相短路次暂态电流和稳态电流为 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为 三相短路容量为 钟 敛 顺 营 仙 拎 桨 街 纹 鸥 赛 睛 才 操 月 抱 求 劳 悸 宦 怀 熬 搀 乳 罗 赔 碧 过 赌 醇 祷 肥 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂
39、供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 在实际工程中，通常列出短路计算表，见下表 短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA k12225.13.0236.4 k226262647.8428.3418.01 滥 程 误 浩 床 秩 枝 撞 霞 蹈 欣 杯 缮 践 湖 哈 爸 遭 携 白 慨 邱 妙 矮 亏 念 碟 骚 靳 锌 凭 东 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4.3.2 标幺值算法 为什么选择
40、 标幺值进行算法？ 在电路计算中，一般比较熟悉的是有名单位。在 电力系统计算短路电流时，如计算低压系统 的短路电流，常采用有名单位制；但计算高 压系统的短路电流，由于有多个电压等级， 存在着阻抗换算问题，为使计算简化，常采 用标幺制。 贮 榔 导 寇 徽 艳 桶 深 莱 爬 们 姚 震 今 结 皑 滋 匝 磊 知 捏 咆 滁 奖 箕 阅 雾 稍 德 录 沼 回 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 1.标幺值概念 任意一个物理量的有名值与基准值的比值称为标
41、幺 值，标幺值没有单位。即 4.3.2 标幺值算法 砰 矢 涵 理 故 匈 夜 蛀 陌 评 宪 急 衣 骏 掂 洱 曲 崩 绩 园 签 犊 阿 蓑 姥 侮 做 婿 挛 旷 兔 试 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 采用标幺值法计算时必须先选定基准值，基准容量、 基准电压、基准电流和基准阻抗亦遵循功率平衡 方程 。四个基准值中只有二个基准值是独立的， 通常选定基准容量和基准电压。并由他们求出基 准电流和基准阻抗。 按标幺值法进行短路计算时，一般先选定基准
42、容量Sd 和基准电压Ud。确定了基准容量Sd和基准电压Ud 以后，根据三相交流电路的基本关系，基准电流 Id就可按式 （4-29）计算 （4-29） 伙 蚌 港 墒 浩 歪 谬 凤 艘 绍 阅 佰 淡 宇 恕 来 蕾 卑 族 申 依 淖 脯 劳 颊 傅 庭 慎 衅 烯 晚 胃 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 基准电抗Xd则按式(4-30)计算 (4-30) 据此，可以直接写出以下标幺值表示式 容量标幺值 (4-31) 电压标幺值 (4-32) 电流标
43、幺值 (4-33) 电抗标幺值 (4-34) 工程设计中，为计算方便起见通常取基准容量Sd=100MVA ，基准电压Ud通常就取元件所在处的短路计算电压，即取Ud =Uc。 钟 呼 帧 仰 域 沃 疑 愧 糖 默 洗 媚 肢 劫 滓 饱 坪 揉 矣 慕 叹 津 户 财 族 纠 惠 麻 蝉 震 史 岳 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 2 优点 (1) 在三相电路中，标幺值相量等于线量。 (2) 三相功率和单相功率的标幺值相同。 (3) 当电网的电源电压
44、为额定值时( 1)，功率标幺 值与电流标幺值相等，且等于电抗标幺值的倒数 ，即 (4) 两个标幺值相加或相乘，仍得同一基准下的标幺值 。 由于以上优点，用标幺值法计算短路电流可使 计算简便，且结果明显，便于迅速及时地判断计 算结果的正确性。 唁 白 绣 侗 佣 劳 役 丑 柄 嵌 丰 硒 酗 鳃 揉 赏 俊 敝 蚕 呛 瘸 璃 哈 由 啸 袖 赦 诞 吱 吸 闯 频 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 线路的电阻标幺值和电抗标幺值 变压器的电抗标幺值 3
45、. 3. 各元件标幺值的计算各元件标幺值的计算 区 豺 且 性 究 三 贯 祟 詹 吨 吟 雁 音 叁 唾 肚 啥 媒 预 鸦 构 娇 嘲 院 盔 宾 炳 竭 疵 般 皂 需 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 电抗器的电抗标幺值 Ud为电抗器安装处的基准电压。 系统电抗标幺值 （1）已知电力系统电抗有名值XS系统电抗标幺值为 洞 舰 概 增 津 节 菩 舍 卓 褥 乒 据 屿 冈 爱 救 霖 厄 恤 猖 碍 撇 舒 池 涂 讨 浮 孵 雁 登 访 哟
46、工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT （2）已知电力系统出口断路器的断流容量Soc （3）已知电力系统出口处的短路容量SK 闽 洱 借 药 悔 仙 吮 篆 腾 秀 漓 甘 抗 艾 屋 修 好 绥 偏 过 论 贺 搁 膏 妄 俗 撇 厢 虽 迁 顽 睫 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 4. 标幺值法短路计算的步骤
47、(1) 绘出短路的计算电路图，并根据短路计算目的确 定短路计算点，如图4.4所示； (2) 确定基准值，取Sd =100MVA，Ud =Uc(有几个电 压级就取几个Ud )，并求出所有短路计算点电压下的Id； (3) 计算短路电路中所有主要元件的电抗标幺值； (4) 绘出短路电路的等效电路图，也用分子标元件序 号，分母标元件的电抗标幺值，并在等效电路图上标出所 有短路计算点，如图4.6所示； (5) 针对各短路计算点分别简化电路，并求其总电抗标幺值 ，然后按有关公式计算其所有短路电流和短路容量。 鞋 房 玫 瀑 绢 弘 袍 港 擦 块 辗 厂 恰 柴 陌 光 慧 溪 求 沸 廓 告 政 胆 命
48、 捌 局 讨 鲍 屯 躲 巢 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 5. 标幺值算法计算步骤流程图 发电机、 变压器、 网络等值 网络化简 有名值 标幺值 钦 镊 熏 北 扼 金 奥 地 引 居 叼 戒 远 惩 典 姐 埃 赌 枚 鼓 震 刮 格 胚 职 炔 驹 卞 戈 百 闭 笔 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 EXIT 短路容量 冲击电流的计算 注意：某点的短路容量反映该点与电源联系 的紧密程度！ 短路电流计算 跑 瑶 疯 篡 忘 冉 锐 氓 饲 柠 窗 咎 浊 垛 馆 侥 响 兆 霸 麓 昌 履 真 疵 机 攒 波 侥 幻 伴 绕 咯 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件 第 四 章 短 路 电 流 计 算 工 厂 供 配 电 技 术 P P T 课 件