供配电技术第3章短路电流计算

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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

第三章短路电流计算1分析

'' I k3 I b3 I k3 24.67kA
ip3 2.26 24.67kA 55.75kA I p3 1.31 24.67kA 32.32kA
4）三相短路容量
'' Sk3 Sd / X (k 2) 100MVA / 5.85 17.09MVA
4）三相短路容量
'' Sk3 Sd / X (k 2) 100MVA/ 3.60 27.78MVA
两台变压器分列运行情况下： 1）总电抗标么值
X X X X (k 2) 1 2 3 0.4 0.95 4.5 5.85
2) 三相短路电流周期分量有效值 I d2 '' I k3 144.34kA 24.67kA 5.85 X (k 2) 3) 其他三相短路电流
变压器的额定容量，特别注意单位应与基准容量一致（MVA）
4.限流电抗器的电抗标么值
X % U r.L * XL XL / Xd L 100 3I r.L
2 Ud Sd X % U r.L L Sd 100 3I r.L (cU n )2
* 利用其等效电路图进行电路化简求总电抗标么值 X 。
选择和检验电器、电线电缆的基本依据。在继电保护装置的
整定及灵敏系数检验时，还需计算不对称短路的最小短路电流值；在检验电器及载流导体的电动力稳定和热稳定时，还要用到三相短路电流峰值、三相稳态短路电流。另外，在计算大中型电动机的起动压降时，要用到三相短路容量；在验算接地装置的接触电压与跨步电压时，要用到单相对地短路电流等。
试求工厂变电所在系统最大运行方式下，10kV母线上k-1点短路和两台变压器并联运行和分列运行两种情况下低压380V母线上k-2点三相短路时的三相短路电流和短路容量。

供配电技术基础第3章短路电流

某一瞬时短路全电流有效值Ik(t)是以时间t为中点的一个周期内的 i p 有效值Ip(t)与 i 在t时刻的瞬时值 inp (t ) 的平方和的 np 开方根值，即：
I k (t ) I p (t ) 2 inp ( t ) 2
(3-5)
(3）全电流周期分量瞬时值与非周期分量瞬时值两量之和（即短路全电流瞬时值）为。（4）冲击值从图3-2可见：由于 inp 的叠加,全电流 ik 在半个周期（即0.01s）时达到最大瞬时值，即短路全电流冲击值为：
得
RT
PKU N UN 2 P ( ) 依次为变压器二次绕组的额定电压、额定电流。再类式（3-15），推得阻抗
XT
2 2 ZT RT
(3-17) (3-18)
最后得出电抗为
2 U K % UC ZT 100 S N
3）电力线路。 ① 电阻。查出线缆单位长度电阻值R0，则
第3 章
3.1
短路电流
短路的概念短路是指不同电位的导体之间的电气短接，这是电力系统中最常见的一种故障，也是电力系统中最严重的一种故障。为了确保电力系统安全运行，有必要研究短路及有关问题。 3.1.1 危害电路短路后，其阻抗值比正常时小得多，因此短路电流往往比正常负荷电流大很多倍。在大容量电力系统中，短路电流可高达几十，甚至几百千安培。如此大的短路电流对电力系统将产生极大的危害： ① 形成极大的电动力,使元器件、设备永久变形或严重损坏； ② 电流热效应,使设备急剧发热，若持续发热过久，绝缘会老化或损坏；
③ 大幅降低电压,将影响用户正常工作，如异步电动机电磁转矩下降，致使转速减慢，甚至停转； ④ 导致停电,严重短路可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列，短路保护装置动作，最终造成停电。越靠近电源的保护装置动作，造成的停电范围越大。 ⑤ 干扰电子设备工作,不对称短路将产生极强的不平衡交变磁场，对通信及电子设备产生极大的干扰。 3.1.2 原因短路产生的原因及相应对策如下。 1）误操作。运行、使用人员操作不规范、不正确, 约占形成原因的70%左右。因此应强调规范、正确地操作。 2）绝缘老化。绝缘材料使用后自然老化使绝缘强度下降，在正常使用即发生短路故障。故要求定期对设备维护、检修、更换。

电气注册工程师必考之供配电3--短路电流计算

'
非故障相
U N loh 35lcab IE 350
电压升高中性点与地之间存在电位差线电压不变设备可继续运行接地电流为

单相接地后特点：
故障相电位为零非故障相相电压升高为线电压—电网按线电压设计
中性点与地之间存在电位差----零序电压
线电压不变设备可继续运行2小时接地电流为3倍零序电流，较小，电流保护不动作
有名值法（绝对值法、欧姆法）
由欧姆定律计算，各个物理量均有单位 *对于高压电路，一般只计电抗，不计电阻，当
X 3
时需计算电阻。 *对于低压短路，一般只计电阻，不计电抗，当 R 时才需计算电抗。 X
R

3
U av Ik 3Z k
Z k 为短路回路的阻抗值
4.3.1 有名值法计算短路电流步骤
* B
计算短路电流
U IK IK IB * IB XK
* *
2) 基准值的选取 SB 基准容量 SB=100MVA IB 3U B 基准电压 UB=Uav 基准电流选各元件及短路点线路的平均电压Uav
3)系统各元件标幺电抗
①电源系统的标幺电抗
Xs S oc S B X 2 X B U av S B S oc
Soc=500MV.A
2)架空线路由手册得x0=0.35 X2=x0L=0.35*5=1.75 3)变压器由手册得Uk%=5 2 2 UK % UN 5 0 . 4 .T X3 0.008 3 100 S N .T 100 1000 10
1) K1点：XK1= X1 + X2 =0.22+1.75=1.97 2) K2点:
1）绘制短路计算电路图：标参数、找短路点; 2）求短路回路中各元件阻抗，在图上标出各元件阻抗值； 3）计算短路回路的总阻抗。（注意：等效阻抗的换算）。 4）计算短路电流。

供配电技术(第3版)[完整可编辑版]第3章

若假设短路电流非周期分量在所取的周期内恒定不变，
其值等于在该周期中心的瞬时值
i；np 周( t ) 期分量的有
效值为
I，p (则t ) 此时的全电流有效值得：
IK(t)
I2 p(t)
in2p(t)
3.2 无限大容量供电系统三相短路分析
4．短路冲击电流和冲击电流的有效值
短路冲击电流是短路全电流的最大瞬时值，由图分析可知，短路全电流最大瞬时值出现在短路后半周期，即 t0.0S1 时，由短路全电流表达式可得：
▪ 供电系统可以认为是无限大容量供电系统，不考虑电源对于短路的影响，简化分析。
3.2 无限大容量供电系统三相短路分析
二．无限大容量供电系统的三相短路暂态过程
三相短路是对称的，可以采用单相等值电路进行分析，三相短路的系统图和电路图，以及单相等值电路如图所示。其中：为短路回路的电阻和电抗，为负载的电阻和电抗。
第三章短路电流计算
内容：短路计算基础，无限大容量系统三相短路分析，无限大容量系统三相短路电流的计算，短路电流的效应。
难点: 熟悉无限大容量系统三相短路分析和短路电流的效应，掌握用标幺制法计算无限大容量系统三相短路电流。
第三章短路电流计算
§3.1 短路概述 §3.2 无限大容量系统三相短路分析 §3.3 无限大容量系统三相短路电流的计算 §3.4 短路电流的效应小结思考题与习题
Ish
I I 2 p(0.01)
2 np(0.01)
将短路电流冲击系数带入即得：
Ish 12(ksh1)2Ip
3.2 无限大容量供电系统三相短路分析
3.2 无限大容量供电系统三相短路分析
1．正常运行
正常运行时，设电源侧A相电压为：uUmsi nt () 电流为： iImsi nt ()

工厂供配电技术-短路电流计算

㊀㊀ʌ项目导入ɔ某新建机械厂，拟建设一个10kV降压变电所，变电所主接线一㊁二次侧均采用单母线分段㊂线路实际运行时，采用了单母线分段联络，双电源分列运行的主接线形式㊂又因为两路10kV高压母线联络非经过特殊许可的，一般只能作手动操作分㊁合高压断路器；而在低压侧220/380V配电系统母线上采用高性能低压断路器作自投㊁互投㊁自复装置，系统回路设置过电流㊁短路㊁失电压㊁过电压保护㊂对于新建变电所，就需要选择变压器及线路出线保护设备，为此需要计算各线路短路电流的大小，以确定保护电流动作值继而选择继电保护设备㊂供配电系统中的短路，是指相导体之间或相导体与地之间不通过负载阻抗而发生的电气连接，是系统常见的故障之一㊂进行短路电流计算的原因如下：1）校验系统设备能否承受可能发生的最严重短路㊂2）作为设置短路保护的依据㊂3）可通过短路电流大小判断系统电气联系的紧密程度，作为评价各种接线方案的依据之一㊂系统发生短路的主要原因是系统中某一部位的绝缘遭到破坏㊂绝缘遭到破坏的原因有很多，根据长期的事故统计分析，主要有以下一些原因：1）雷击或高电压侵入㊂2）绝缘老化或外界机械损伤㊂3）误操作㊂4）动㊁植物造成的短路㊂对中性点接地系统，可能发生的短路类型有三相短路㊁两相短路㊁单相短路和两相接地短路，后者是指两根相线和大地三者之间的短路㊂单相短路有相线与中性线间的短路，也有相线直接与大地之间的短路，这时的单相短路又称单相接地短路㊂对中性点不接地系统，可能发生的短路类型有三相短路和两相短路㊂另外，异相接地也应算作一种特殊类型的短路，它是指有两相分别接地，但接地点不在同一位置而形成的相间短路㊂据统计，从短路发生的类型来看，单相短路或接地的发生率最高；从短路发生的部位来看，线路上发生的短路或接地的比例最大㊂我国在中压系统中采用中性点不接地系统，主要就是为了避免单相接地造成的停电㊂㊃05㊃短路计算分最小㊁最大运行方式两种计算㊂为确定系统短路电流，就需要理解掌握电力系统短路的类型和原因，通过对短路过程的分析，得出短路后短路电流的变化规律，进一步得到短路电流的计算方法㊂ʌ项目目标ɔ专业能力目标㊀短路后短路电流的变化过程方法能力目标㊀短路电流的计算社会能力目标㊀培养学生分析问题㊁解决问题的应变能力ʌ主要任务ɔ任务工作内容计划时间完成情况1㊀短路概述2㊀无限大容量供电系统三相短路分析3㊀无限大容量供电系统三相短路电流的计算4㊀两相和单相短路电流的计算5㊀短路电流的效应和稳定度校验任务1　短路概述ʌ任务导读ɔ某大型煤矿，当班操作员反映一二线煤磨系统掉电，电气人员来到电力室发现煤磨变压器跳停，高压柜分闸，综保显示故障，随即速断，经仔细检查发现变压器下属设备低压柜处一二线煤磨照明断路器上端熔断器进线线路短路损坏所致，随即将变压器所属高压柜退出停电挂牌，对损坏线路进行更换，并对整排低压柜母排进行了清灰处理，随即恢复变压器送电㊂产生短路的原因是什么？还有其他形式的短路故障吗？ʌ任务目标ɔ1.了解短路产生的原因及类型㊂2.熟悉短路所产生的后果㊂3.掌握短路的表示方法和分析方法㊂ʌ任务分析ɔ分析上述短路故障的产生原因，一方面，熔断器上端接线松动，接触电阻增大发热，是致使线路短路的原因；另一方面，照明线路断路器下端负载分布不均，其中一相电流很大，致使熔断器上端发热损坏，导致短路㊂短路的危害是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素㊂严格遵守电气设备的运行操作规程，提高设计㊁安装㊁检修的质量㊂选择合理的电气接线图及合理运行方式，使操作简单，杜绝误操作；使变压器和线路分列运行，减少并列回路，从而减小短路电流㊂另外通过严密的短路电流计算，正确选择电气设备，保证㊃15㊃有足够的短路动稳定性和热稳定性；还可以选用可靠的继电保护装置和自动装置，及时切除短路回路，防止事故扩大㊂ʌ知识准备ɔ一㊁短路概述（一）短路的原因工厂供电系统发生短路，究其原因，主要是以下方面：（1）电气绝缘损坏㊀这是发生短路故障的主要原因㊂绝缘损坏可能是绝缘自然老化而损坏，也可能是机械外力造成设备绝缘受损，另外过电压㊁直接雷击㊁设备本身质量差㊁绝缘不够等都有可能使绝缘损坏㊂（2）误操作㊀没有严格依据操作规程的误操作也将造成短路故障，如倒闸操作时带负荷拉开高压隔离开关；检修后未拆接地线接通断路器，或者误将低压设备接上较高电压电路㊂（3）鸟兽害㊀鸟类及蛇鼠等小动物跨越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，都会造成短路事故㊂（二）短路的后果短路后，由于短路回路阻抗远比正常运行负荷时电路阻抗小得多，因此短路电流往往比正常负荷电流大几十倍甚至几百倍㊂在现代大型电力系统中，短路电流可高达几万安或几十万安㊂如此大的短路电流将对供电系统造成极大的危害：1）短路电流产生很大的电动力并使通过短路电流的导体和电气设备的温度急剧上升而造成极大的破坏力㊂2）使供电电源母线电压骤降，若电压低于额定电压40%以上，持续时间不小于1s，电动机就有可能停止转动，严重影响设备正常运行㊂3）造成停电事故，发生短路后，短路保护装置将动作切除短路，从而使电源终止供电㊂短路点越靠近电源，短路引起停电范围越大，造成经济损失也越大㊂4）损坏供电系统的稳定性，严重的短路故障产生的电压降低可能引起发电机之间并列运行的破坏，造成系统解列㊂5）单相接地短路可产生电磁干扰，单相接地短时不平衡电流所产生的电磁干扰，将使附近的通信线路㊁信号系统及电子设备无法正常运行，甚至发生误动作㊂由此可见，短路的危害是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素，如严格遵守电气设备的运行操作规程；提高设计㊁安装㊁检修的质量㊂选择合理的电气接线图及合理运行方式，使操作简单杜绝误操作；使变压器和线路分列运行，减少并列回路，从而减小短路电流㊂另外通过严密的短路电流计算，正确选择电气设备，保证有足够的短路动稳定性和热稳定性；还可以选用可靠的继电保护装置和自动装置，及时切除短路回路，防止事故扩大㊂（三）短路的类型三相系统中短路的基本类型有三相短路㊁两相短路㊁单相短路（单相接地短路）和两相接地短路，如图3-1所示，其中，k表示短路状态，k（3）㊁k（2）㊁k（1）㊁k（1.1）分别表示三相短路㊁两相短路㊁单相短路（或单相接地短路）㊁两相接地短路㊂两相接地㊃25㊃短路常发生在中性点不接地系统中，两相在同一地点或不同地点同时发生单相接地㊂在中性点接地系统中单相接地短路将被继电器保护装置迅速切除，因而发生两相接地短路可能性很小㊂图3-1㊀短路的形式（虚线表示短路电流的路径）a）三相短路㊀b）两相短路㊀c）单相接地短路㊀d）单相短路㊀e）㊁f）两相接地短路上述三相短路属于对称短路，其他形式的短路均属于不对称短路㊂运行经验表明，电力系统中发生单相短路的可能性最大，两相短路及两相接地短路次之，三相短路可能性最小㊂但是三相短路电流最大，造成的危害最为严重㊂因此电气设备的选择和校验要依据三相短路电流，这样才能确保电气设备在各种短路状态下均能可靠地工作㊂后面所讲的短路计算也以三相短路为主㊂ʌ任务实施ɔ查阅资料，描述一项电力系统短路故障实例，并分析其短路故障产生的原因㊂属于哪种形式的短路？㊃35㊃姓名专业班级学号任务内容及名称㊀1.任务实施目的㊀2.任务完成时间：1学时㊀3.任务实施内容及方法步骤㊀4.分析结论㊀指导教师评语（成绩）年㊀月㊀日ʌ任务总结ɔ通过本任务的学习，让学生了解了短路的原因主要有电气设备绝缘损坏㊁有关人员误操作和鸟兽危害事故，短路的形式主要有三相短路㊁两相短路㊁单相短路和两相接地短路㊂任务2　无限大容量供电系统三相短路分析ʌ任务导读ɔ短路后，短路电流数值通常是正常工作电流的十几倍或几十倍甚至更大㊂当它通过电气设备时，设备温度急剧上升，过热会使绝缘加速老化㊁损坏；大电流会产生很大的电动力，可使设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们在短路电流作用下的力稳定性及机械强度㊂同时由于短路电流在线路上通过也会产生很大的电压损失，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与该母线连接的电动机或其他设备的正常运行㊂本任务主要对三相短路后短路电流的变化过程进行分析㊂ʌ任务目标ɔ1.了解什么是无限大容量电力系统㊂2.掌握无限大容量电力系统发生三相短路的短路过程㊂3.掌握系统发生三相短路后短路电流及电压的变化过程㊂4.掌握各短路物理量的表示方法㊂ʌ任务分析ɔ当系统发生三相短路时，负载和部分线路被短接，短路回路阻抗远比正常回路总阻抗低，而电源电压不变，依据欧姆定律，短路电流会急剧增大㊂由于短路电路中存在电感，电流不能突变，因此短路电流的变化必然存在一个过渡过程，即短路暂态过程，最后短路电流才达到一个新的稳定状态㊂ʌ知识准备ɔ一㊁无限大容量电力系统无限大容量电力系统就是这个系统的容量相对于单个用户（例如工厂）总的用电设备㊃45㊃容量大得多，以至于馈电给用户的电路上无论负荷如何变化甚至发生短路时，系统变电站馈电母线上的电压始终保持基本不变㊂无限大容量电力系统的特点是系统容量无穷大，母线电压恒定，系统阻抗很小㊂一般说来，小工厂的负荷容量相对于现代电力系统是很小的，因此在计算中小工厂供电系统的短路电流时，可以认为电力系统是无限大容量㊂二㊁无限大容量电力系统三相短路过程图3-2所示为一由无限大容量电力系统供电的计算电路图㊂其中图3-2a 为三相电路发生三相短路的等效电路㊂由于三相短路是一对称短路，因而可用图3-2b 所示的等效单相电路表示㊂图3-2㊀无限大容量电力系统中发生三相短路系统正常工作时，负荷电流取决于电源电压和回路总阻抗（包括线路阻抗和负载阻抗）㊂当系统发生三相短路时，负载阻抗和部分线路阻抗被短接，短路回路阻抗远比正常回路总阻抗低，而电源电压不变，依据欧姆定律，短路电流急剧增大㊂短路电路中存在电感，按照楞次定律，电流不能突变，因此短路电流的变化必然存在一个过渡过程，即短路暂态过程，最后短路电流才达到一个新的稳定状态㊂下面就短路电流变化过程简要分析如下：在图3-2b 中根据基尔霍夫电压定律有下列方程u =U m sin（ωt +θ）=i k R +Ld i k d t （3-1）解这个微分方程可得短路电流瞬时值为i k =U m Z sin（ωt +θ-φk ）+C e -t τ=I pm sin（ωt +θ-φk ）+C e -t τ（3-2）式中，I pm 为短路电流正弦周期变化分量的幅值；U m 为电源相电压幅值；Z 为短路回路总阻抗；θ为电源相电压初相角；φk 为短路电流与电源相电压之间的相位角，由于短路电路中感抗X L 远大于电阻R ，φk 可近似为90ʎ；C 为常数，其值根据短路初始条件决定；τ为短路回路的时间常数，τ=L R㊂根据式（3-2）可知，短路电流的全电流是由两部分叠加而成，一部分为呈正弦规律变㊃55㊃化的周期分量i p，另一部分为呈指数函数变化的非周期分量i np，即i k=i p+i np（3-3）短路电流周期分量i p，是由短路电路的电压和阻抗所决定，在无限大容量系统中，由于电源电压不变，故i p的幅值I pm也固定不变㊂短路电流非周期分量i np，主要是由于电路中电感的存在而产生，其衰减快慢与电路中的电阻和电感有关，电阻值越大和电感越小，i np衰减越快㊂可以证明，电路中产生最大短路电流的条件：①电路短路前为空载，即i k（0-）=0；②短路回路近似为纯感性电路；③短路瞬间电压恰好通过零点，即θ=0，将上述条件代入式（3-3），可得i k=I pm sin（ωt-90ʎ）+I pm e-tτ（3-4）可见，短路后经过半个周期即出现短路全电流的最大瞬时值㊂图3-3表示无限大容量电力系统发生三相短路时，短路电流为最大相的短路全电流i k和两个分量i p和i np的变化曲线，假定电路在t=0时刻发生三相短路，t=0以前为正常运行状态㊂图3-3㊀无限大容量电力系统发生三相短路时短路电流为最大相短路电流变化曲线三㊁短路有关物理量1.短路电流的周期分量短路电流的周期分量i p，出即方程式的特解，它是一按正弦规律变化的周期量，其值在短路过程中自始至终保持不变㊂由于短路电路的电抗远大于电阻，所以该周期分量i p差不多滞后电压90ʎ㊂假若在电压过零时短路，则i p的值瞬间增大到负的幅值，其初始值为：i p（0+）=-I pm=-2Iᵡ（3-5）式中，Iᵡ是短路次暂态电流的有效值，它是短路后第一个周期内短路电流周期分量i p的有效值㊂2.短路电流的非周期分量短路电流的非周期分量i np，也即方程式的通解，它是一按指数规律变化的函数，约经过十个周期后，其非周期分量消亡㊂假若在电压过零时短路，则i np的值瞬间增大到其正的㊃65㊃幅值，其初始值为：i np（0+）=I pm=2Iᵡ（3-6）3.短路全电流短路全电流为周期分量与非周期分量之和，或者说是通解与特解之和，即：i k=i p+i np（3-7）在短路瞬间t=0时刻，由于系统近似纯感性电路，故电流不能突变，这时短路电流的周期分量与非周期分量的初始值大小相等方向相反，所以短路初始电流保持原初始值不变㊂4.短路冲击电流假若电路在电压过零时短路，则短路电流约经过半个周期（即t=0.01s时），其瞬时值可达到最大值，该最大值称为短路冲击电流，用i sh表示㊂短路冲击电流的有效值是指短路后第一个周期内短路电流对应的有效值，用I sh表示㊂在高压电路中（一般指大于1000V的电压）发生三相短路时，短路冲击电流及短路冲击电流的有效值一般取：i sh=2.55Iᵡ（3-8）I sh=1.51Iᵡ（3-9）在低压电路中（一般指小于1000V的电压）发生三相短路时，可取：i sh=1.84Iᵡ（3-10）I sh=1.09Iᵡ（3-11）5.短路稳态电流短路电流非周期分量一般经过十个周期后衰减完毕，短路电流达到稳定状态㊂这时的短路电流称为短路稳态电流，用Iɕ表示㊂在无限大容量电力系统中，短路电流周期分量的有效值i k在短路全过程中是恒定的㊂因此有：I k=Iɕ=Iᵡ（3-12）ʌ任务实施ɔ分组讨论无限大容量电力系统发生三相短路的物理过程及有关物理量的内涵姓名专业班级学号任务内容及名称㊀1.任务实施目的㊀2.任务完成时间：1学时㊀3.任务实施内容及方法步骤㊀4.分析结论㊀指导教师评语（成绩）年㊀月㊀日ʌ任务总结ɔ通过本任务的学习，让学生了解无限大容量电力系统发生三相短路的物理过程，知道短路电流周期分量㊁短路电流非周期分量㊁短路全电流㊁短路冲击电流和短路稳态电流等物理㊃75㊃量的含义，为进行短路电流计算打下基础㊂任务3　无限大容量供电系统三相短路电流的计算ʌ任务导读ɔ短路电流的计算方法常用的有欧姆法和标幺制法㊂欧姆法又称有名单位制法，也是短路电流计算最基本的方法，一般适用于低压短路回路中电压级数少的场所㊂但在高压短路回路中，电压级数较多，如用欧姆法进行计算时，常常需要折算，非常复杂㊂标幺制法又称相对单位制法，标幺制法由于采用了相对值，不需折算，运用起来简单迅速，目前在工程设计中被广泛采用㊂ʌ任务目标ɔ1.采用欧姆法计算短路电流㊂2.采用标幺制法计算短路电流㊂3.短路电流计算各基准量的选取和计算㊂ʌ任务分析ɔ本章重点讲解利用标幺制法进行短路电流的计算与分析，通过对供电系统各元器件的电抗标幺制进行计算，进而计算出短路电流的大小㊂对欧姆法进行短路电流的计算不进行分析㊂ʌ知识准备ɔ一㊁概述进行短路电流计算，首先要绘出计算电路图，如图3-4所示㊂在电路图上将计算所需考虑的各元器件的额定参数都标出来，并将各元器件依次编号，然后确定短路计算点㊂短路计算点的选择要使得需要进行短路校验的电气元器件有最大可能的短路电流通过㊂短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺制法㊂这里仅给出欧姆法计算公式，不做具体阐述㊂采用欧姆法计算短路电流的公式为I k=U c3|Zð|=U c3R2ð+X2ð（3-13）式中，U c为短路计算点所在那一级网络的平均额定电压，比额定电压U N高出5%；|Zð|㊁Rð㊁Xð分别为短路电路的总阻抗㊁总电阻和总电抗㊂二㊁采用标幺制法进行三相短路电流的计算1.标幺值及其基准某一物理量的标幺值（A∗），是该物理量的实际值（A）与所选定的基准值（A d）的比值，即A∗=A Ad （3-14）标幺制法计算短路电流，一般是先选定基准容量S d和基准电压U d㊂工程计算通常取㊃85㊃S d =100MVA㊂基准电压的值取发生短路的那一段线路区间的平均电压作为基准电压，即为短路计算点所在那一级网路的平均额定电压U c ㊂U d =U c ，U c 比额定电压U N 高出5%㊂确定了基准容量和基准电压后，根据三相交流系统中的容量㊁电压㊁电流㊁阻抗的关系，基准电流和基准阻抗有以下关系式：I d =S d 3U d （3-15）|Z |d =U d 3I d =U 2d S d （3-16）2.短路回路总阻抗在计算短路电流时，先应根据供电系统做出计算电路图，根据它对各短路点做出等效电路图，然后利用网络简化规则，将等效电路逐步简化，求出短路回路总阻抗㊂根据短路回路总阻抗就可进一步求出短路电流㊂在高压电路的短路计算中，短路回路总电抗值（X ð）远大于总电阻（R ð），可以只计电抗不计电阻㊂只有当短路回路中R ð>13X ð时，才计入电阻㊂用标幺值计算总阻抗，需将短路回路中各元器件归算到同一基值条件，才能做出等效电路图，而按网络简化规则求出总阻抗㊂图3-4所示为几个电压级的电路，图中所标明的电压为各级的平均额定电压（U c1㊁U c2㊁U c3），各元器件电抗值分别对应于所在电压级的平均额定电压，如X 1对应于U c1，X 2和X 3对应于U c2，X 4对应于U c3㊂求图3-4中的短路电流，应将各电抗折算到U c3㊂电抗等效核算的条件是元器件的功率损耗不变㊂因此由ΔQ =U 2X的关系可知元器件的电抗值是与电压的二次方成正比的，电抗X 由某一电压级U c 折算到另一电压级U d 时，有X ᶄ=U d U c 〓〓〓〓〓〓X （3-17）图3-4㊀计算电路图与等效电路图㊃95㊃由式（3-17）和图3-4得短路点k 短路回路总阻抗为X ðk =X ᶄ1+X ᶄ1+X ᶄ3+X ᶄ4=U c3U c1〓〓〓〓〓〓2X 1+U c3U c2〓〓〓〓〓〓2X 2+U c3U c2〓〓〓〓〓〓2X 3+X 4（3-18）取基值功率为S d ，基准电压U d =U c3，则X d =S dU 2d将式（3-18）两边分别乘以U dY c3，则有S d U 2d X ðk=S dU 2c1X 1+S dU 2c2X 2+S dU 2c2X 3+S dU 2c3X 4即X ∗ðk=X ∗1+X ∗2+X ∗3+X ∗4（3-19）由式（3-19）可以看出，元器件的电抗标幺值与所选基值功率以及元器件本身所在网络平均额定电压有关，与基值电压（短路计算点所在平均额定电压）无关㊂在多级电压的高压网络中，计算不同电压等级的各短路点的总阻抗时，用标幺值表示可共用一个等效电路，大大简化计算过程㊂这就是计算高压网络短路电流时工程设计常用的标幺制法的主要原因㊂3.电力系统主要元器件电抗标幺值确定短路回路总电抗标幺值，需首先按同一基值求出各主要元器件电抗标幺值㊂（1）电力系统的电抗标幺值㊀对工厂供电系统来说，电源即电力系统的电抗值牵涉的因素较多，并且缺乏数据，不容易准确确定㊂但是工厂供电系统的最大短路容量受电源出口断路器断流容量限制，电力系统的电抗标幺值可以依据出口断路器断流容量进行估算，且计算出的电抗标幺值结果偏小，使计算出的短路电流偏大，对选择电气设备是有利的㊂X ∗s=X sX d =U 2cS oc U 2d S d =S dS oc （3-20）式中，S oc 为系统出口断路器的断流容量㊂（2）电力变压器的电抗标幺值㊀电力变压器的电抗标幺值依据变压器技术参数所给出的阻抗电压百分数U k %近似求得X ∗T=X T X d =U k %100U 2c S N U 2d S d =U k %S d 100S N（3-21）（3）电抗器的电抗标幺值㊀电抗器的电抗标幺值根据电抗器技术参数所给出的电抗百分值X L %求得X ∗L =I c I NL U NL U c X L %100式中，I c 为基准电流，由基准容量S d 及电抗器所在网络的平均额定电压U c 获得，I c =S d3U c ；U NL ㊁I NL 为电抗器的额定电压与额定电流㊂（4）电力线路的电抗标幺值㊀电力线路的电抗标幺值可由已知截面积和线距的导线或㊃06㊃已知截面积和电压的电缆的单位长度的电抗得到X ∗WL=X WL X d=X 0lU 2d/S d=X 0lS dU 2c（3-22）式中，X 0为导线或电缆的单位长度电抗，可查有关设计手册或产品标本得到，LJ 铝绞线及LGJ 钢芯铝绞线的X 0可查附表5，户内明敷及穿管的绝缘导线（BLX㊁BLV）的X 0可查附表5㊂如果线路的结构数据不知，可以取导线和电缆电抗平均值，6 10kV 电力线路㊁架空线路单位长度电抗平均值X 0取0.38Ω/km㊂电缆线路单位长度电抗平均值X 0取0.08Ω/km㊂4.采用标幺制法计算三相短路电流在忽略短路回路电阻的前提下，无限大容量电力系统三相短路电流周期分量有效值为I （3）k =U c3X ð（3-23）根据标幺值定义，三相短路电流周期分量有效值的标幺值为I җk =I k I d=U c /3X ðU d /3X d=X ðX d =1X ∗ð（3-24）由此在设定基准容量㊁基准电压得出基准电流的条件下，三相短路电流周期分量有效值采用标幺制法可表示如下：I （3）k=I ∗k㊃I d =I dX ∗ð（3-25）求出I （3）k后，就可利用前面公式求出I ᵡ（3）㊁I （3）ɕ㊁i （3）sh 和I （3）sh ，三相短路容量可由下式求出：S （3）k=3U c I （3）k=3U cI dX ∗ð=S dX ∗ð（3-26）5.标幺制法短路计算的步骤和示例按标幺制法进行短路计算的步骤大致如下：1）绘制短路计算电路图，并根据短路计算目的确定短路计算点㊂2）确定标幺值的基准，取S d =100MVA，U d =U c （有几个电压级就取几个U c ），求出所有基准电压下的I d ㊂3）计算短路电路中所有主要元器件的电抗标幺值㊂4）绘出短路电路的等效电路图，用分子标明元器件序号或代号，分母用来表明元器件的电抗标幺值，在等效电路图上标出所有短路计算点㊂5）分别简化各短路计算点电路，求出总电抗标幺值㊂6）计算短路点的三相短路电流周期分量有效值I （3）k ㊂7）计算短路点其他短路电流I ᵡ（3）㊁I （3）ɕ㊁i （3）sh 和I （3）sh 以及短路点的三相短路容量S （3）k ㊂例3-1㊀某供电系统如图3-5所示㊂无限大容量电力系统出口断路器QF 的断流容量为300MVA，工厂变电所装有两台并列运行的SL7-800/10型电力变压器㊂试用标幺制法计算该变电所10kV 母线上k 1点短路和380V 母线k 2点短路的三相短路电流和短路容量㊂㊃16㊃。

第3章短路电流的计算

对于一般的电能用户供配电系统，由于距供电电源的电气距离较远，供配电系统的容量又远比电力系统总容量小，而阻抗又较电力系统大得多，因此用户供配电系统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压几乎维持不变，即可将电力系统视为无限大容量的电源。
第3章短路电流的计算
3.2.2 无限大容量系统三相短路时的暂态过程及物理量 1. 无限大容量系统三相短路时的暂态过程图3-2(a)为无限大容量系统发生三相短路时的电路图，图中
第3章短路电流的计算
2. 短路的后果电力系统发生短路时，系统的总阻抗会显著减小，短路所产生的电流随之剧烈增加。如在大容量的电力系统中短路电流可达几万安甚至几十万安。在电流急剧增加的同时，系统中的电压将大幅度下降，如三相短路时，短路点的三相电压均降到零，靠近故障点的各点电压也将显著下降。因此，短路的后果往往都是具有破坏性的。
I″=I∞=Ik=Ip
(3-14)
第3章短路电流的计算
3.2.3 三相短路电流计算的目的在第2章我们介绍了确定供配电系统计算负荷的目的，即按
计算负荷所选择的导体和电气设备在正常工作条件下是安全的。但是电力系统在运行过程中难免会出现各种故障和不正常的工作状态，特别是短路故障会使系统的正常运行遭到破坏，甚至会使导体或电气设备损坏，其后果是十分严重的。因此，需要计算供配电系统在短路故障条件下产生的电流，以便正确选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。同时，为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等，也必须计算短路电流。在电力系统中，发生单相短路的
第3章短路电流的计算
5) 短路电流对电力系统稳定性的影响严重的短路故障有可能使电力系统运行的稳定性遭到破坏，使并列运行的发电机组失去同步，进而导致电力系统解裂，甚至 “崩溃”，引起大面积的停电，这是短路故障最严重的后果。由此可见，短路的后果是十分严重的。所以在供电系统的设计和运行中，首先应设法消除可能引起短路的一切原因。此外，为了减轻短路的一切后果和防止故障的扩大，就需要计算短路电流，以便正确地选择和校验各种电气设备，进行继电保护装置的整定计算以及选用限制短路电流的电器。

第3章短路电流及其计算

选择和校验各种电气设备，例如断路器、互感器、电抗器、母线等；合理配置继电保护和自动装置；作为选择和评价电气主接线方案的依据。
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第二节无限大容量电力系统三相短路时的物理过程
• 无限大容量系统的概念
无限大容量只是一个相对概念，指电源系统的容量相对于用户容量大得多，在发生三相短路时电源系统的阻抗远远小于短路回路的总阻抗，以致无论用户负荷如何变化甚至发生短路，系统的母线电压都能基本维持不变。
第三章短路电流及其计算
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第二章电力负荷及短路计算第一节短路故障的原因、后果及其形式
一、短路故障的原因在工厂供配电系统的设计和运行中，不仅要考虑
系统的正常运行状态，还要考虑系统的不正常运行状态和故障情况，最严重的故障是短路故障。短路故障是指运行中的电力系统或工厂供配电系统的相与相或相与地之间发生的金属性非正常连接。即不同相之间，相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接。短路产生的原因主要是系统中带电部分的电气绝缘出现破坏。
（1）用欧姆值法进行短路计算的步骤归纳为：绘制短路回路等效电路计算短路回路中各元件的阻抗值求等效阻抗，化简电路计算三相短路电流周期分量有效值及其它短路参数列短路计算表
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（2）用标幺值法进行短路计算的步骤归纳为：选择基准容量、基准电压、计算短路点的基准电流绘制短路回路的等效电路计算短路回路中各元件的电抗标幺值求总电抗标幺值，化简电路计算三相短路电流周期分量有效值及其他短路参数列短路计算表
1 T
T
0 (ip
tia
p)t2dt
I2(

短路电流及其计算(4)

4) 三相短路容量
i (3) sh
1.84 I (3)
1.84 33.7kA
62 .0k A
I (3) sh
1.09 I (3)
1.09 33.7kA
36 .7k A
S (3) k 2
3Uc2
I
(3) k 2
3 0.4kV 33.7kA 23.3MVA
短路计算点
I (3) k
k 1
3.08
式中，SK为三相短路容量（MVA）； Uav为短路点所在级的线路平均额定电压（kV）； Ik为短路电流（kA）。
短路计算的目的和短路参数
I //(3) ——短路后第一个周期的短路电流周期分量的有效值，称为次暂态短路电流有效值。用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量。应采用电力系统在最大运行方式下，继电保护安装处发生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值。
X (k1) X1 X 2 0.22 1.75 1.97
例3-1的短路等效电路图（欧姆法）
(2) 计算三相短路电流和短路容量
1) 三相短路电流周期分量有效值
I (3) k 1
U c1
3X (k 1)
10.5kV 3.08kA 3 1.97
2) 三相短路次暂态电流和稳态电流
I "(3)
I (3)
2
6.86103
(2) 计算三相短路电流和短路容量 1) 三相短路电流周期分量有效值
I (3) k 2
Uc2 3X (k2)
0.4kV
33.7kA
3 6.86103
2) 三相短路次暂态电流和稳态电流
I (3)
I
(3)
I (3) k 2

第3章思考题和习题解答

第3章短路电流计算3-1 什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路的原因是什么？短路有什么危害？答：短路是不同相之间，相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接。

短路种类有三相短路，两相短路，单相短路和两相接地短路。

短路的原因主要有设备绝缘自然老化，操作过电压，大气过电压，污秽和绝缘受到机械损伤等。

短路的危害有：1 短路产生很大的热量，导体温度身高，将绝缘损坏。

2 短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏。

3 短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏。

4 短路造成停电，给国家经济带来损失，给人民生活带累不便。

5严重的短路将影响电力系统运行的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步，严重的可能造成系统解列，甚至崩溃。

6 不对称短路产生的不平横磁场，对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰，影响其正常工作。

3-2 什么叫无限大功率电源供电系统？它有什么特征？为什么供配电系统短路时，可将电源看做无限大功率电源供电系统？答：所谓“无限大容功率电源”是指端电压保持恒定、没有内部阻抗和功率无限大的电源，它是一种理想电源，即相当于一个恒压源。

无限大功率电源供电系统的特征是：系统的容量无限大、系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变。

实际上并不存在真正的无限大功率电源，任何一个电力系统的每台发电机都有一个确定的功率，即有限功率，并有一定的内部阻抗。

当供配电系统容量较电力系统容量小得多，电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%，或短路点离电源的电气距离足够远，发生短路时电力系统母线降低很小，此时可将电源看做无限大功率电源供电系统，从而使短路电流计算大为简化。

3-3无限大功率电源供电系统三相短路时，短路电流如何变化？答：三相短路后，无源回路中的电流由原来的数值衰减到零；有源回路由于回路阻抗减小，电流增大，但由于回路内存在电感，电流不能发生突变，从而产生一个非周期分量电流，非周期分量电流也不断衰减，最终达到稳态短路电流。

(完美版)《供配电技术》唐志平第三版习题答案(全)

第1章 For personal use only in study and research;not for commercial use第2章第3章电力系统概论1-1 什么叫电力系统？为什么要建立电力系统？电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。

为了充分利用动力资源，降低发电成本，发电厂往往远离城市和电能用户，因此，这就需要输送和分配电能，将发电厂发出的电能经过升压、输送、降压和分配，送到用户。

1-2 供配电系统由那些部分组成？在什么情况下应设总降压变电所或高压配电所？供配电系统由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。

总降压变电所是企业电能供应的枢纽。

它将35kV ～110kV 的外部供电电源电压降为6～ 10kV 高压配电电压，供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。

高压配电所集中接受 6～10kV 电压，再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。

一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。

1-3 发电机的额定电压、用电设备的额定电压和变压器额定电压是如何规定的？为什么？用电设备的额定电压等于电力线路的额定电压；发电机的额定电压较电力线路的额定电压要高5%；变压器的一次绕组的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电力线路的额定电压(降压变压器)；二次绕组的额定电压较电力线路的额定电压要高10%或5%(视线路的电压等级或线路长度而定)。

额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压，它是国家根据经济发展的需要及电力的水平和发展的趋势经过全面技术经济分析后确定的。

1-4 电能的质量指标包括哪些？电能的质量指标是指电压质量、频率质量、供电可靠性。

1-5 什么叫电压偏移，电压波动和闪变？如何计算电压偏移和电压波动？电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。

电压波动是指电压的急剧变化。

周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动而造成人眼视觉不舒适的现象，成为闪变。

供配电技术第3章-短路电流计算

图3－3无限大功率电源供电系统三相短路时的短路电流波形图
图3－4 三相短路时的相量图
产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 α=0或1800 (2)短路前空载或 cosΦ1 (3)短路回路纯电感 ΦK=900
将I=0,a=0,øk=90o代入上式，得
图3－5 最严重三相短路时的电流波形图
I
* K
2
1
X
* KL
1 7.516
0.133
IK2
Id
I
* K
144.3 0.133 19.192kA
ish.k 2 1.84I K 2 1.84 19.192 35.313kA
SK2
Sd
X
* K
2
100 0.133 13.3MVA
5．计算K2点三相短路流经变压器3T一次绕组的短路电流 I'K2
电动机对冲击短路电流的影响，如图3-9所示。
图3－9 电动机对冲击短路电流的影响示意图
电动机提供的冲击短路电流可按下式计算
式中，Ksh·M为电动机的短路电流冲击系数，低压电动机取1.0，高压电机取 1.4~1.6；为电动机的次暂态电势标幺值；为电动机的次暂态电抗标幺值 IN·M为电动机额定电流。
稳态短路电流有效值是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流有效值，用I∞ 表示。在无限大容量系统中，I∞＝Ip。 6.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，即
3.3无限大功率电源供电系统三相短路电流的计算
3.3.1 标幺制
用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。标幺值没有单位。
图3-7 例3-1供电系统图

供配电技术(第四版)第3章短路电流计算检测题

第3章短路电流计算检测题解析一、填空题：1. 当无限大功率电源供电系统发生三相短路时，短路电流的周期分量I K的幅值和有效值保持不变。

因此，只要算出I K的有效值，短路其他各量则较易求得。

2.高压系统发生三相短路时，短路冲击电流有效值I sh= 1.51 I K；低压系统发生三相短路时，短路冲击电流有效值I sh= 1.09 I K。

3. 短路计算的方法有标幺值法、欧姆法和短路容量法3种。

在低压系统中，短路电流计算通常用欧姆法；在高压系统中，通常采用标幺值法或短路容量法计算。

4.供配电系统的短路种类有三相短路、两相短路、两相接地短路短路和单相接地短路短路4种。

5.标幺制中，物理量的有名值和物理量的基准值之比，称为标幺值，标幺值的单位是标幺值没有单位。

6.无限大功率电源系统短路计算时，通常取基准容量S d的数值为100M VA，基准电压等于平均额定电压。

7供配电系统发生三相短路时，从电源到短路点的系统电压急剧下降，严重时短路点的电压可降为零值。

8.短路发生时，导体通过电流时相互间电磁作用产生的力称为电动力，特别是短路冲击电流流过瞬间，产生的电动力很大，可能造成机械损伤。

9. 短路电流在很短时间内产生的很大热量全部用来使导体温度升高，不向周围介质散热，说明短路发热过程是一个绝热过程。

10.无限大功率电源是指电压和频率保持恒定、功率无限大和内阻抗为0 的理想恒压源。

二、判断下列说法的对、错题：1.两相短路发生时，必有短路电流流入接地极中。

（F）2.三相短路发生时，短路点的电压可能降到零，从而造成严重危害。

（T ）3.无限大功率电源是一个端电压恒定，内部阻抗较大和功率无限大的电源。

（F）4.无限大功率电源供电系统三相短路时，短路电流周期分量的幅值随之骤变。

（F）5.标幺值是有名值和基准值的比值，单位是Ω/km。

（F）6.三相短路和两相短路属于对称短路，单相和两相接地短路属不对称短路。

（F）三、单项选择题：1. 下列哪项不是造成短路的原因（）。

供配电技术-短路电流计算

按标幺制进行短路计算时，通常先选定基准容量Sd和基准电压Ud。工程设计中通常取基准容量Sd=100MVA；通常选取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取Ud= UC。而基准电流和基准阻抗可用下式求出：
常用系统的标称电压和基准值[Sd=100MVA)
系统的标称电压[kV] 0.38 6 10 35 110 220 500
基准电压[kV]
0.4 6.3 10.5 37 115 230 525
基准电流[kA]
144.3 9.16 5.5 1.56 0.5 0.25 0.11
显然，基准容量从一个电压等级换算到另一个电压等级时数值不变，但基准电压从一个电压等级换算到另一个电压等级时数值是变化的。
假设短路发生在4WL，选基准容量为Sd，各级基准电压分别为 Ud1=Uav1，Ud2=Uav2，Ud3=Uav3，Ud4=Uav4，则线路1WL的电抗X1WL 归算到短路点所在电压等级的电抗X1WLˊ为：
式中：Sd为基准容量[MVA]；Ud为线路所在电压等级的基准电压[kV]。
电力线路单位长度的电抗平均值
线路名称 35~220kV架空线路
X0(Ω/km) 0.4
3~10kV架空线路
0.38
0.38/0.22架空线路
0.36
35kV电缆线路
0.12
3~10kV电缆线路
0.08
1kV以下电缆线路
0.06
1. 正常运行
工厂供配电系统正常运行时，电源相电压Uφ、正常运行电流i分别为：
3.2.3 标幺制
电力系统分析与计算采用标幺制，便于直观和迅速地判断系统元件参数、状态变量的正确性，并能大量简化计算。标幺制中：
有名值(有单位的物理量) 标幺值(相对值)＝基准值(与有名值同单位的物理量)