第七章 短路电流计算
短路电流的计算
一、无限大容量电源供电系统的概念
• 无限大容量电源——内阻抗为零的电源。当电源内阻抗 为零时，不管输出的电流如何变动，电源内部均不产生 压降，电源母线上的输出电压维持不变。
无限大容量电源短路电流变化曲线
•
三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制
法两种。
•
欧姆法是最基本的短路计算方法，适用于两个及
S
j
S Sj
U
j
U Uj
I
j
I Ij
X
j
X Xj
S、U、I、X需要满足以下关系式：
选取基准值时，只要选定两个，另外两个可以通过计算得到。
I Sj
j 3U j
X
U
2 j
j Sj
基准容量一般取100MVA，基准电压取短路点所在网路段的平均额定电压。
二、供电系统中各元件电抗标幺值
1）输电线路
X
x0
l
S U
j
2 j
x0l
Sj
U
2 av
图3－5 多级电压的供电系统示意图
2）变压器
u k %
3I NT X T 100 S NTX T 100
U NT
U
2 NT
X
T
XT Xj
u
k
%
U
2 NT
100 SNT
Sj
U
2 j
u k % S j 100 SNT
3）电抗器
X LR %
3I NLR X LR 100 U NLR
I 3 z2max
1 8.586
0.177
I 3 z2min
1 8.668
0.115
I 3 z2max
第七章 三相短路分析
短路的原因： 电气设备载流部分绝缘损坏； 运行人员误操作； 其他因素（如鸟兽等）。
短路的现象： 电流剧烈增加； 系统中的电压大幅度下降。
第七章 电力系统三相短路分析计算
? 短路的危害： 1. 短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设 备过热而损坏甚至烧毁； 2. 短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭 曲甚至损坏； 3. 短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常 工作； 4. 严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列， 破坏系统的稳定性。 5. 不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及 弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
第七章 电力系统三相短路分析计算
第二节 恒定电势源电路的三相短路
1. 恒定电势源的概念
说明：无限大功率电源是一个相 对概念，真正的无限大功率电源 是不存在的。
? 恒定电势源（又叫无限大功率电源），是指 系统的容量为 ∞ ，内阻抗为零。
? 恒定电势源的特点：在电源外部发生短路，电源母线上的 电压基本不变，即认为它是一个恒压源。
第七章 电力系统三相短路分析计算
2. 由恒定电势源供电的三相对称电路
图7-2 恒定电势源中的三相短路
a）三相电路 b）等值单相电路
短路前，系统中的a相电压和电流分别为
e ? Em sin(? t ? ? ) i ? Im sin(? t ? ? ? ? ' )
? 为电压的初始相位，亦称合闸角。? '为电压与电流的相位差。
?短路前空载（即 I m ? 0）
?短路瞬间电源电压过零值，即初始相角 ? ? 0
第七章 电力系统三相短路分析计算
短路电流的计算方式
这本身就不是一个简单的事！你既然用到短路电流了，就肯定不是初中阶段的计算了吧所以你就不用找省劲的法子了当然你也可以找个计算软件嘛就不用自己计算了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.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(MVA)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(Ω)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 MVA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 MVA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1000KVA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.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.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.4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗，百兆为一。
短路电流的计算方法 Word 文档
1、短路电流的计算方法：1.1、两相短路电流计算公式：I=∑R=R1/K+Rb+R2∑X=Xx+X1/K+Xb+X2式中：I——两相短路电流，A∑R、∑X——短路回路内一相电阻、电抗值的总和，ΩXx——根据三相短路容量计算的系统电抗值，ΩR1、X1——高压电缆的电阻、电抗值，ΩKb——变压器变压比Rb、Xb——变压器的电阻、电抗值，ΩR2、X2——低压电缆的电阻、电抗值，ΩUe——变压器二次侧额定电压，V1.2、三相短路电流计算公式：I=1.15 I2、电缆线路短路保护2.1、1200V及以下电网中电磁式过电流继电器的整定2.1.1、保护干线装置公式：Iz≥IQe+Kx∑Ie式中：IQe——最大容量电动机额定起动电流，A，为电动机额定电流的6.0~7.0倍。
∑Ie——其余电动机额定电流之和，AKx——需用系数，取0.5～1.0，一般取1.0。
2.1.2、校验公式：≥1.5若线路上串联两台以上开关（其间无分支线路），则上一级开关整定值，也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验，校验灵敏度应满足1.2～1.5的要求，以保证双重保护的可靠性。
若校验不满足时，应采取以下措施：1.加大干线或支线电缆截面。
2.设法减少低压电缆线路的长度。
3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。
4.更换大容量变压器或采取变压器并联。
5.增设分段保护开关。
6.采用移动变电站或移动变压器。
2.2、电子保护器的整定:2.2.1、电磁起动器中电子保护器过流整定公式：Iz≤Ie当运行中电流超过Iz时视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达到8Iz时视为短路，电子保护器瞬时动作。
2.2.2、校验公式：≥1.2若校验不满足时，应采取以下措施：1.加大干线或支线电缆截面。
2.设法减少低压电缆线路的长度。
3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。
4.更换大容量变压器或采取变压器并联。
5.增设分段保护开关。
6.采用移动变电站或移动变压器。
短路电流计算及计算结果
短路电流计算及计算结果等值网络制定及短路点选择：根据前述的步骤，针对本变电所的接线方式，把主接线图画成等值网络图如图4-1所示：F1-F3为选择的短路点，选取基准容量 =100MVA ，由于在电力工程中，工程上习惯性标准一般选取基准电压. 基准电压 （KV ）： 10.5 37 115基准电流 (KA)： 5.50 1.56 0.50 1、主变电抗计算SFSZ7—31500/110的技术参数∴X 12* =( U d1%/100)*(S j /S B ) =(10.75/100) *(100/40)= 0.269 X 13* =( U d2%/100)*(S j /S B ) =(0/100) *(100/40)= 0X 14* =( U d3%/100)*(S j /S B ) =(6.75/100) *(100/40)= 0.1692、三相短路计算简图，图4-2eav b U U U 05.1==图4-2 三相短路计算简图图4-3 110KV 三相短路kA 0.643110*732.1100311'===B B F V S I 3、三相短路计算（1）、110kV 侧三相短路简图如下图4-3当F1短路时， 短路电流稳态短路电流的有名值冲击电流短路全电流最大有效值短路容量（2）、35kV 侧三相短路简图如下图4-4当F2短路时，短路电流稳态短路电流的有名值KA I I IF F F 3.68.9*643.0*''1'1'1''===KA I I F ch 065.16*55.2'1''1'==KA I I F ch 51.9*51.1'1''1''==MVA S I S B F 980100*8.9*1''01===KA V S I B B F 56.137*732.110032'2===933.20269.0102.01113121''2=++=++=X X X I F KA I I I F F F 58.4933.2*56.1*''2'22''===8.9102.011''==F I 图4-4 35kV 侧三相短路简图冲击电流 I ＇ch2 =2.55*4.58=11.68 kA短路全电流最大有效值I ＂ch2 =1.51*4.58 = 6.92 kA 短路容量 S 2〃= I ＂F2*S B =2.933*100=293.3 MVA （3）、10kV 侧三相短路简图如下图4-5当F3短路时，I ＇F3 = S B /(VB3)= 100/(1.732*10.5) =5.499 kA短路电流I ＂F3〃=1/（0.102+0.269+0.169）=1.852稳态短路电流的有名值IF3′= I ＇F3*I ＂F3〃= 5.499*1.852 =10.184 kA 冲击电流 I ＇ch3 =2.55*10.184 = 25.97 kA短路全电流最大有效值I ＂ch3 =1.51*10.184 =15.38 kA 短路容量 S 3〃= I ＂F3*S B =1.852*100=185.2MVA 短路电流计算结果见表4-1表4-1 短路电流计算结果短路点 基准电压VaV （KV ） 稳态短路电流有名值I″KA 短路电流冲击值ich(KA)短路全电流最大有效值Ich(KA) 短路容量S″( MVA) F1 115 6.3 16.065 9.51 980 F2 37 4.58 11.68 6.92 293.3 F310.510.18425.9715.38185.23图4-5 10KV 侧35kV 侧三相短路简小结短路电流是效验导体和电气设备热稳定性的重要条件，短路电流计算结果是选择导体和电气设备的重要参数，同时继电保护的灵敏度也是用它来效验的。
第七章短路电流的计算与分析
第七章短路电流的计算与分析在电力系统中，短路故障是指电路中直接相连的两点之间发生低阻抗的故障。
当发生短路故障时，短路电流会迅速增大，可能导致设备受损甚至发生火灾、爆炸等危险情况。
因此，正确计算和分析短路电流对于电力系统的设计和运行至关重要。
短路电流的计算是为了确定电力系统中各个设备的短路能力以及保护装置的选择和设置。
一般来说，短路电流的计算可以分为两种情况：对称短路电流计算和不对称短路电流计算。
对称短路电流是指在故障中各相之间电路参数相等的短路，而不对称短路电流是指在故障中各相之间电路参数不相等的短路。
对称短路电流的计算是电力系统中最基本的计算方法，其计算公式为：I=U/Z其中，I为对称短路电流，U为短路点的电压，Z为短路点的阻抗。
不对称短路电流的计算相对来说更加复杂，需要考虑电力系统中各个设备的不对称参数。
不对称短路电流的计算公式为：I=U/Zs其中，I为不对称短路电流，U为短路点的电压，Zs为短路电流的阻抗。
在进行短路电流的计算时，需要考虑一些因素，如电源类型、电网结构、短路地点以及电力设备的参数等。
同时，还需要使用计算工具，如电力系统短路计算软件或电力系统网路分析软件进行计算。
在进行短路电流分析时，需要对短路电流进行合理的分析和评估。
首先需要对短路电流的大小进行评估，判断是否超过设备的额定电流。
其次，还需要对短路电流的方向进行分析，判断是否会对系统的其他设备产生不利影响。
最后，还需要对短路电流的持续时间进行评估，判断是否会对设备造成临界损坏。
总之，短路电流的计算与分析是确保电力系统正常运行的重要环节。
正确的短路电流计算和分析可以确保电力设备的安全性和可靠性，从而保障电力系统的正常运行。
因此，在实际工作中，电力系统的设计和运行人员需要对短路电流的计算和分析有深入的了解，并采取相应的措施来确保电力系统的安全运行。
短路电流的计算课件
计算短路电流的直流分量
总结词
短路电流的直流分量是指短路发生后，持续存在的直流电流分量。它对断路器的分断能 力和设备保护有影响。
详细描述
计算短路电流的直流分量需要考虑电源容量和短路点的位置等因素。通常使用电路分析 的方法来计算直流分量的大小，并考虑其对系统的影响。
PART 04
短路电流计算的实际应用
特点
短路电流通常很大，可以达到正常工 作电流的几十倍甚至几百倍，会对电 路和设备造成严重损坏。
短路电流的产生
01
02
03
设备故障
设备故障是短路电流产生 的主要原因之一，如电线 老化、绝缘层破损、设备 内部故障等。
误操作
操作人员误操作也可能导 致短路电流的产生，如错 误地连接线路、错误地操 作开关等。
系统稳定性受影响
短路电流的产生可能会对电力系统的 稳定性造成影响，如导致电压波动、 电流波动等，严重时可能导致整个系 统崩溃。
PART 02
短路电流计算的基本原理
REPORTING
欧姆定律的应用
欧姆定律是计算短路电流的基本原理之一，它指出在电路中 ，电流、电压和电阻之间的关系。在短路情况下，欧姆定律 可以帮助我们计算出短路电流的大小。
短路电流的计算课件
REPORTING
• 短路电流概述 • 短路电流计算的基本原理 • 短路电流计算的步骤和方法 • 短路电流计算的实际应用 • 短路电流计算的注意事项 • 短路电流计算案例分析
目录
PART 01
短路电流概述
REPORTING
定义与特点
定义
短路电流是指电力系统在正常运行时 ，由于某种原因导致电路中出现不正 常的通路，使得电流不经过负载而直 接流过这个通路的现象。
短路电流计算方法
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.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.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(MVA)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(Ω)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 MVA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 MVA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1000KVA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.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.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. 4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗，百兆为一。
07第七章短路电流计算.doc
U
2 B
SB
)2 (K 1 K 2
) 2 X SB
U
2Байду номын сангаасB
2 、 有变压器联系的网络标么值计算的简化
条件： U B U av ，用U av计算变比，并用 U av代替元件的 U N
则：
发电机电抗
X
'' d
的标么值
X '' dB
X
'' d
N
SB SN
变压器U k% 的标么值
XT B
XT XB
U K % SB 100 SN
U B 10.5
若取基准值 U B 10kV ,则 U G 1.05; 若取基准值 U B 1kV ,则 U G 10.5 . 可见:标么值是一个没有量纲的数值 ,对于同一个有名值 ,基准值选得不同 ,其 标么值也就不同 . 因此:说明一个量的标么值时，必须同时说明它的基准值；否则，标么值的 意义不明确！
1.三相短路电流
1） R i k L dditk U m sin(wt
)
ou
则：i k U m sin( wt
Z
ou
)
U m sin( Z
ou
R t
)e L
＝ ikp inp
其中：
ou —短路时电源电压相位角 (合闸相位角 )
artg x R
i kp —稳态分量，周期分量
i np —暂态分量，非周期分量
为等值电路中只有各元件的电抗。
§7-2 标么值计算方法与短路电流计算步骤 Per-unit system and the process of short-circuit current calculation 一、 标么制的概念 conception of per-unit system 1 、标么制 per-unit system：将电压、电流、功率、阻抗等物理量不用其有
短路电流计算方法
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.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 (MVA)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(Ω)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 MVA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 MVA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1000KVA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.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.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.4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗,百兆为一.容量增减,电抗反比.100除系统容量例：基准容量 100MVA.当系统容量为100MVA时,系统的电抗为XS*=100/100＝1 当系统容量为200MVA时,系统的电抗为XS*=100/200＝0.5当系统容量为无穷大时,系统的电抗为XS*=100/∞＝0系统容量单位：MVA系统容量应由当地供电部门提供.当不能得到时,可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量.如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA.则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系统的电抗为XS*=100/692＝0.144.【2】变压器电抗的计算110KV, 10.5除变压器容量；35KV, 7除变压器容量；10KV{6KV}, 4.5除变压器容量.例：一台35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875一台10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813变压器容量单位：MVA这里的系数10.5,7,4.5 实际上就是变压器短路电抗的％数.不同电压等级有不同的值.【3】电抗器电抗的计算电抗器的额定电抗除额定容量再打九折.例：有一电抗器 U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% .额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15电抗器容量单位：MVA【4】架空线路及电缆电抗的计算架空线：6KV,等于公里数；10KV,取1/3；35KV,取 3％0电缆：按架空线再乘0.2.例：10KV 6KM架空线.架空线路电抗X*=6/3=210KV 0.2KM电缆.电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013.这里作了简化,实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关,截面越大电抗越小. 【5】短路容量的计算电抗加定,去除100.例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 则短路点的短路容量Sd=100/2=50 MVA.短路容量单位：MVA【6】短路电流的计算6KV,9.2除电抗；10KV,5.5除电抗; 35KV,1.6除电抗; 110KV,0.5除电抗.0.4KV,150除电抗例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 短路点电压等级为6KV, 则短路点的短路电流 Id=9.2/2=4.6KA.短路电流单位：KA【7】短路冲击电流的计算1000KVA及以下变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id1000KVA以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id例：已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流 Id=4.6KA,则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA.可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗。
电力系统【第七章：电力系统三相短路的分析与计算】
电⼒系统【第七章：电⼒系统三相短路的分析与计算】⼀.电⼒系统故障概述 1.短路 短路是指电⼒系统正常运⾏情况下以外的相与相或相与地【或中性线】之间的故障连接。
2.对称短路与不对称短路 三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路。
其它⼏种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路，如下： 3.产⽣短路的主要原因是电⽓设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
4.系统中发⽣短路相当于改变了电⽹的结构，必然引起系统中功率分布的变化，⽽且发电机输出功率也相应发⽣变化。
5.为了减少短路对电⼒系统的危害，可以采⽤限制短路电流的措施，在线路上装设电抗器。
但是最主要的措施是迅速将发⽣短路的部分与系统其它部分进⾏隔离，这样发电机就可以照常向直接供电的负荷和配电所的负荷供电。
6.电⼒系统的短路故障有时也称为横向故障，因为它是相对相【或相对地】的故障。
还有⼀种故障称为纵向故障，即断线故障，指的是⼀相或多相断线使系统运⾏在⾮全相运⾏的情况。
在电⼒系统中的不同地点【两处以上】同时发⽣不对称故障的情况，称为复杂故障。
⼆.⽆限⼤功率电源供电的系统三相短路电流分析 1.电源功率⽆限⼤时外电路发⽣短路（⼀种扰动）引起的功率改变对电源来说微不⾜道，因⽽电源的电压和频率对应于同步发电机的转速保持恒定。
2.⽆限⼤电源可以看做由多个有限功率电源并联⽽成的，因其内阻抗为零，电源电压保持恒定。
实际上，真正的⽆限⼤电源是不存在的，只能是⼀种相对概念往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对⼤⼩来判断电源是否作为⽆限⼤功率电源。
若供电电源的内阻抗⼩于短路回路总阻抗的10%时，则可认为供电电源为⽆限⼤功率电源。
在这种情况下，外电路发⽣短路对电源影响较⼩，可近似认为电源电压幅值和频率保持恒定。
3.当短路点突然发⽣三相短路时，这个电路即被分成两个独⽴的回路。
及有电源连接的回路和⽆电源连接的回路。
在有电源连接的回路中，其每相阻抗减⼩，对应的稳态电流必将增⼤。
电力系统三相短路的分析计算
d q
X did X qiq
X adi f
f X adid X f i f
X X
d f
X ad X ad
Xa X f
∴
d q
( Xa X ad )id X qiq
X adi f
X aid
X ad (i f
id )
电力系统中某一处发生短路和 断相故障的情况
两个以上简单故障的组合
电力系统 短路故障
电力系统 断相故障
1.三相对称短路 2.单相接地短路 3.两相短路 4.两相接地短路
1.断一相故障 2.断两相故障
属
于
在各种短路故障中，单相
不
接地占大多数（65%），三
对
相短路的机会最少（5%）.
称
但三相短路的短路电流最
当电源距短路点的电气距离较远时，内阻抗相对于外阻抗要小得多，且 由短路而引起的电源送出功率的变化远小于电源的容量，这时认为电源的 电压幅值和频率都不发生变化。这样，可以将该电源视为恒定电势源或无 限大容量电源。
二、恒定电势源的三相短路
2.1、三相短路的暂态过程
短路前，系统中的A相电压和电流分别为
e Em sin(t ) i Im sin(t )
因此，在有限容量系统突然发生三相短路时，短路电流的 初值将大大超过稳态短路电流。
实际电机的绕组中都存在电阻，励磁绕组中的直流分量将衰减至零。 与该分量对应的定子电流中的自由分量也将逐步衰减，定子电流最终为 稳态短路电流。
三、同步发电机三相短路的暂态过程
同步发电机的暂态电势和暂态电抗
为了便于描述同步电机突然短路的暂态过程,需要确定一个短路瞬间不突 变的电势—交轴暂态电势 (通常以暂态后电势 代替)。
(整理)第七章 短路电流计算
第一章短路电流计算系统图转化为等值电路图一、基准值：工程上通常选取基准容量Sj=100MV A,基准电压通常取各元件所在的各级平均电压：220KV电压级：Vj=1.05×220KV=230KV110KV电压级： Vj=1.05×110KV=115KV10KV电压级： Vj=1.05×10KV=10.5KV基准电流220KV侧Ij=0.251KA，110KV侧Ij=0.502KA，10KV侧Ij=5.5KA三绕组变压器阻抗电压为U12%=14.5 U13%=23.2 U23%=7.2三绕组变压器等值电抗分别为：X1%=1/2(U12%+U13%-U23%)=1/2(14.5+23.2-7.2)=15.25X2%=1/2(U12%+U23%-U23%)=1/2(14.5+7.2-23.2)=0X3%=1/2(U13%+U23%-U12%)1/2(23.2+7.2-14.5)=7.95功率：Sd1=100Sc/x1%=100×120/15.25=786.89MVASd3=100Sc/x3%=100×120/7.95=1509.43MVA各绕组电抗标么值：X4*=X1*=x1%/100×Sj/Sn=15.25/100×100/120=0.127X6*=X3*=x3%/100×Sj/Sn=7.95/100×100/120=0.066等值线路图：各取220KV，110KV和10KV母线处短路点为d1,d2,d31、220KV短路计算由图知：220KV母线d1点发生短路时，系统等效电抗X7*=xd2*+x1*∥x4*=0.3835d1短路时的短路电流标么值：Id1*=E1*/xd1*+E2*/x7*=1/0.16+1/0.3835=8.86 故d1处短路时短路电流的有名值为：Id1=Ij×Id1*=0.251×8.86=2.22KA冲击电流：Ich1=ich= 2Kch I d=2.55Id冲击电流最大有效值为：Ich=2)1+Kch Id=1.51Id(21-工程设计中所取冲击系数为Kch=1.8即220KV测冲击电流和最大有效值为：ich1=2.55Id=2.55×2.22=5.661KAIch1=1.51Id=1.51×2.22=3.352KA短路容量:Sd1=3Vj1Id1=3×230×2.22=884.4MVA2、110KV母线发生短路时：由以上等效图计算：X8*=xd1*+x1*∥x4*=0.2235标么值：Id2*=1/x8*+1/xd2*=7.599有名值为：Id2=I2j×Id2*=0.502×7.599=3.815KA冲击电流：ich2=2.55Id2=2.55×3.815=9.728KA冲击电流有效值：Ich2=1.51Id=1.51×3.815=5.76KA短路容量：Sd2=3Vj2Id2=3×115×3.815=759.894MVA3、10KV母线发生短路时：由以上等效图计算：X9*=xd1*+x1*∥x4*=0.2235X10*=x3*∥x6*=0.033X11*=x9*+x10*+x9*x10*/xd2*=0.2235+0.033+0.2235 0.033/0.32=0.2795X12*=xd2*+x10*+xd2*x10*/x9*=0.4002标么值：Id3*=1/x11*+1/x12*=6.077有名值：Id3=6.077×5.5=33.424KA冲击电流：ich3=2.55Id3=2.55×33.424=85.231KA冲击电流有效值：Ich3=1.51Id3=50.47KA短路容量：Sd2=3Vj3Id3=3×10.5×33.424=607.867MVA常用电压电流电抗基准值表（Sj=100MVA）第二章电气设备的选择计算第一节断路器选择计算一、220KV断路器的选择与校验1、按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve2、按额定电流选择Ie≥Igmax考虑到变压器在电压降低5％时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax＝1.05Ie。
电气工程基础-第7章-电力系统的短路计算.pdf
Ø 为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据，为此， 计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分 量以校验设备的热稳定性；
Ø 为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据； Ø 为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提
X L(d)*
XL Zd
XL
Sd
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 实际计算中，基准值的选择可作如下考 虑：如只有一台发电机或变压器，则可 直接取发电机或变压器的额定功率、额 定电压为基准值。如系统元件较多，为 了便于计算，通常基准功率可选取某一 整数，如100或1000MVA，或选取某一最 大容量设备的额定功率，而基准电压则 可取用网络的各级额定电压或平均额定 电压
U
2 N
SN
Sd
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 电抗器通常给出其额定电压UN、额定电 流IN及电抗百分值XR（%）
X R(N )*
X R (%) 100
X R (d )*
X R (%) 100
U N Sd
3I N
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 输电线路的电抗，通常给出每公里欧姆 值
也就是说，当假设基准电压等于正常工作电压时，短路功率的 标幺值与短路电流的标幺值相等。因此
St＝It*Sd þ 短路功率的含义：一方面开关要能切断这样大的短路电流； 另一方面，在开关断流时，其触头应能经受住工作电压的作用。
因此，短路功率只是一个定义的计算量，而不是测量量。
无限大功率电源供电网络的三相短路
短路电流怎么计算
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.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(MVA)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(Ω)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 MVA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 MVA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1000KVA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.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等. 一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流. 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.4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗,百兆为一.容量增减,电抗反比.100除系统容量例：基准容量100MVA.当系统容量为100MVA时,系统的电抗为XS*=100/100＝1当系统容量为200MVA时,系统的电抗为XS*=100/200＝0.5当系统容量为无穷大时,系统的电抗为XS*=100/∞＝0系统容量单位：MVA系统容量应由当地供电部门提供.当不能得到时,可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量.如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA.则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系统的电抗为XS*=100/692＝0.144.【2】变压器电抗的计算110KV, 10.5除变压器容量；35KV, 7除变压器容量；10KV{6KV}, 4.5除变压器容量.例：一台35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875一台10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813变压器容量单位：MVA这里的系数10.5,7,4.5 实际上就是变压器短路电抗的％数.不同电压等级有不同的值.【3】电抗器电抗的计算电抗器的额定电抗除额定容量再打九折.例：有一电抗器U=6KV I=0.3KA 额定电抗X=4% .额定容量S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15电抗器容量单位：MVA【4】架空线路及电缆电抗的计算架空线：6KV,等于公里数；10KV,取1/3；35KV,取3％0电缆：按架空线再乘0.2.例：10KV 6KM架空线.架空线路电抗X*=6/3=210KV 0.2KM电缆.电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013.这里作了简化,实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关,截面越大电抗越小.【5】短路容量的计算电抗加定,去除100.例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2,则短路点的短路容量Sd=100/2=50 MVA.短路容量单位：MVA【6】短路电流的计算6KV,9.2除电抗；10KV,5.5除电抗; 35KV,1.6除电抗; 110KV,0.5除电抗.0.4KV,150除电抗例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2, 短路点电压等级为6KV,则短路点的短路电流Id=9.2/2=4.6KA.短路电流单位：KA【7】短路冲击电流的计算1000KVA及以下变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id 1000KVA以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id 例：已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流Id=4.6KA,则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝ 1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA.可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗。
短路电流计算教学课件
在进行短路电流计算时，应充分考虑电路阻抗的影响，并 根据实际情况进行修正。同时，为了减小电路阻抗对短路 电流的影响，应选择合适的导线材料和截面积，并合理设 计电路布局和布线方式。
短路点的选择
短路点的选择是短路电流计算中的一 个重要步骤，它决定了短路电流的大 小和方向。在选择短路点时，应充分 考虑电源、负荷和电路的实际情况， 并选择适当的短路点位置。
VS
在选择短路点时，应注意以下几点： 首先，应选择在电源侧或负荷侧的适 当位置；其次，应选择在电路中电势 较高的位置；最后，应选择在便于计 算和分析的位置。
特点
短路电流计算是电力系统故障分 析和保护配置的重要依据，其计 算结果直接影响电力系统的安全 稳定运行。
短路电流计算的重要性
保障电力系统安全
短路电流计算有助于评估电力系统的 安全性能，为保护装置的配置和整定 提供依据，防止设备损坏和系统崩溃 。
提高供电可靠性
降低维护成本
准确的短路电流计算有助于合理选择 电气设备，降低维护成本和延长设备 使用寿命。
安全意识培养
强调短路电流计算中的安全意识 ，让学生认识到安全的重要性。
安全操作规范
介绍短路电流计算中的安全操作 规范，确保学生在操作过程中的
安全。
安全事故案例分析
选取短路电流计算中发生的安全 事故案例，引导学生分析原因，
加强安全教育。
THANKS
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叠加原理法
总结词：精度较高
详细描述：叠加原理法是将电路中的各个元件对电流的贡献分别计算，然后将各部分电流叠加得到总短路电流。该方法精度 较高，适用于较复杂的电路。
短路电流计算
短路电流计算第一节概述一、电力系统或电气设备的短路故障原因（1）自然方面的原因。
如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等，造成单相接地短路和相间短路。
（2）人为原因。
如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。
（3）设备本身原因。
如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。
二、短路种类1.单相接地短路电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。
对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。
对中性点经小电阻或中阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。
对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。
对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，单相接地电流不超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。
2.两相接地短路两相接地短路一般不超过全部短路的10%。
大电流接地系统中，两相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。
中性点非直接接地的系统中，常见是发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地，此两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。
3.两相及三相短路两相及三相短路不超过全部短路的10%。
这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两相及三相短路。
4.断相或断相接地线路断相一般伴随相接地。
而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相，或三相熔断器熔断一相的两相运行，两相运行一般不允许长期存在，应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。
5.绕组匝间短路这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中，虽然占全部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。
例如，变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大，这种短路能严重损坏设备，要求继电保护迅速切除这种短路。
短路电流计算
短路电流计算短路电流是指电力系统中出现故障时，电流突然增大至异常高值的现象。
短路电流会对电力设备和系统造成严重的损害，因此准确计算短路电流，对于电力系统的可靠运行和设备的安全是非常重要的。
本文将以一些具体案例为例，详细分析短路电流的计算过程，并探讨如何合理选择保护装置。
工厂的电力系统由两个主变电站供电，分别为T1变电站和T4变电站，两个变电站通过一条10kV的电缆进行连接。
T1变电站的额定功率为100MVA，短路阻抗为20%，而T4变电站的额定功率为50MVA，短路阻抗为15%。
在正常运行条件下，两个变电站之间的频率为50Hz，电压为10kV。
发生故障时，常用的故障形式有线路短路故障、变压器短路故障和母线短路故障。
本文以线路短路故障为例，详细介绍短路电流的计算过程。
首先，需要确定故障点的位置。
在工厂的电力系统中，T1变电站和T4变电站之间的电缆发生了短路故障，假设短路点距离T1变电站1000米，距离T4变电站2000米。
接下来，需要计算短路电流的大小。
首先计算短路电流的对称分量，然后根据对称分量计算短路电流。
对称分量的计算采用复数法，主变电站T1的对称分量计算公式如下：I1=U1/(Z1+Z2+Zc)其中，I1为对称分量，U1为短路点的电压，Z1为T1变电站的短路阻抗，Z2为T4变电站的短路阻抗，Zc为电缆的短路阻抗。
T1变电站的短路阻抗为20%，电缆的短路阻抗可以通过查表得到。
假设电缆的短路阻抗为0.1pu。
代入数值，得到：I1=10kV/(0.2+0.15+0.1)=32.26kA同样的方式计算T4变电站的对称分量：I4=U4/(Z1+Z2+Zc)假设电缆的短路阻抗为0.1pu，代入数值得到：I4=10kV/(0.2+0.15+0.1)=21.51kA然后，根据对称分量计算短路电流。
短路电流的计算采用复合法，通过对称分量的合成得到。
电流合成公式为：Ia=I1+I4代入数值，得到：Ia=32.26kA+21.51kA=53.77kA根据短路电流的计算结果，可以选择合适的保护装置。
短路电流计算概述
短路电流计算一、短路电流计算概述1、电力系统或电气设备的短路故障原因1）自然方面的原因。
雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等，造成单相接地短路或相间短路。
2）人为原因。
误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电气设备过负荷、过电压、设备损坏等造成单相接地短路或相间短路。
3）设备本身原因。
设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等原因造成单相接地或相间短路故障、2、短路种类1）单相接地短路约占全部短路的75%以上，对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。
对中性点经小电阻或中阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。
对不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护应有选择性地切断单相接地短路。
对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，单相接地电流不超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。
2）两相接地短路一般不超过全部短路的10%。
大电流接地系统中，两相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。
中性点非直接接地的系统中，常见是先发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿后造成第二点接地，此两点多数不在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。
3）两相及三相短路不超过全部短路的10%，这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两相及三相短路。
4）断相或断相接地线路断相一般伴随断相接地，两相运行一般不允许长期存在，应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相5）绕组匝间短路多发生在发电机、变压器、电动机等电机电器的绕组中，占短路的概率很少，但对某一电机来说该概率不一定很少，如变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大，这种短路严重损坏设备，要求保护迅速切除这种短路。
3、短路电流计算的重要性短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。
巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。
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第一章短路电流计算系统图转化为等值电路图一、基准值：工程上通常选取基准容量Sj=100MV A,基准电压通常取各元件所在的各级平均电压：220KV电压级：Vj=1.05×220KV=230KV110KV电压级： Vj=1.05×110KV=115KV10KV电压级： Vj=1.05×10KV=10.5KV基准电流220KV侧Ij=0.251KA，110KV侧Ij=0.502KA，10KV侧Ij=5.5KA三绕组变压器阻抗电压为U12%=14.5 U13%=23.2 U23%=7.2三绕组变压器等值电抗分别为：X1%=1/2(U12%+U13%-U23%)=1/2(14.5+23.2-7.2)=15.25X2%=1/2(U12%+U23%-U23%)=1/2(14.5+7.2-23.2)=0X3%=1/2(U13%+U23%-U12%)1/2(23.2+7.2-14.5)=7.95功率：Sd1=100Sc/x1%=100×120/15.25=786.89MVASd3=100Sc/x3%=100×120/7.95=1509.43MVA各绕组电抗标么值：X4*=X1*=x1%/100×Sj/Sn=15.25/100×100/120=0.127X6*=X3*=x3%/100×Sj/Sn=7.95/100×100/120=0.066等值线路图：各取220KV，110KV和10KV母线处短路点为d1,d2,d31、220KV短路计算由图知：220KV母线d1点发生短路时，系统等效电抗X7*=xd2*+x1*∥x4*=0.3835d1短路时的短路电流标么值：Id1*=E1*/xd1*+E2*/x7*=1/0.16+1/0.3835=8.86 故d1处短路时短路电流的有名值为：Id1=Ij×Id1*=0.251×8.86=2.22KA冲击电流：Ich1=ich= 2Kch I d=2.55Id冲击电流最大有效值为：Ich=2)1+Kch Id=1.51Id(21-工程设计中所取冲击系数为Kch=1.8即220KV测冲击电流和最大有效值为：ich1=2.55Id=2.55×2.22=5.661KAIch1=1.51Id=1.51×2.22=3.352KA短路容量:Sd1=3Vj1Id1=3×230×2.22=884.4MVA2、110KV母线发生短路时：由以上等效图计算：X8*=xd1*+x1*∥x4*=0.2235标么值：Id2*=1/x8*+1/xd2*=7.599有名值为：Id2=I2j×Id2*=0.502×7.599=3.815KA冲击电流：ich2=2.55Id2=2.55×3.815=9.728KA冲击电流有效值：Ich2=1.51Id=1.51×3.815=5.76KA短路容量：Sd2=3Vj2Id2=3×115×3.815=759.894MVA3、10KV母线发生短路时：由以上等效图计算：X9*=xd1*+x1*∥x4*=0.2235X10*=x3*∥x6*=0.033X11*=x9*+x10*+x9*x10*/xd2*=0.2235+0.033+0.2235 0.033/0.32=0.2795X12*=xd2*+x10*+xd2*x10*/x9*=0.4002标么值：Id3*=1/x11*+1/x12*=6.077有名值：Id3=6.077×5.5=33.424KA冲击电流：ich3=2.55Id3=2.55×33.424=85.231KA冲击电流有效值：Ich3=1.51Id3=50.47KA短路容量：Sd2=3Vj3Id3=3×10.5×33.424=607.867MVA常用电压电流电抗基准值表（Sj=100MVA）第二章电气设备的选择计算第一节断路器选择计算一、220KV断路器的选择与校验1、按额定电压选择Vymax＝1.15Ve＞Vgmax=1.1Ve2、按额定电流选择Ie≥Igmax考虑到变压器在电压降低5％时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax＝1.05Ie。
即Igmax ＝220305.11202⨯⨯⨯＝0.66133 KA3、按开断电流来选择I Nbr ≥I ''=20.242 KA 4、 按短路关合电流选择 i Ncl ≥ich＝51.617 KA根据以上计算，可以初步选择LW6－220型断路器，其参数见下表：表2.1 所选220KV 断路器的参数br t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.036+0.05+0.15＝0.2366 s 式中 t k ： 短路计算时间； t pr ： 继电保护动作时间； t in ： 断路器固有分闸时间； t a ： 断路器开断时电弧持续时间。
短路电流的热效应为：Qk ＝I 2'' t k =（20.242）2⨯0.2366＝96.944 KA 2s 电气设备在4s 内热稳定电流的热效应：Qn =I 2n t=502⨯4＝10000 KA 2s 从而知Qk ＜Qn ，满足要求。
6．校验动稳定: icj ＝56.617＜idw ＝100, 满足要求。
将上述计算结果列表如下：表2.2 220KV 断路器选择与校验结果表二、110KV 断路器的选择与校验1．按额定电压选择Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax ＝110305.11202⨯⨯⨯＝1.3227 KA3．按开断电流来选择INbr ≥I ''=7.11 KA 4．按短路关合电流选择iNcl ≥ich＝18.131 KA根据以上计算，可以初步选择LW14－110型断路器，其参数见下表：表2.3 所选110KV 断路器的参数5．校验热稳定，取后备保护动作时间t br 为0.15s 。
t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.025+0.05+0.15＝0.225 s Qk ＝I 2'' t k =（7.11）2⨯0.225＝11.37 KA 2Qn =I 2n t=31.52⨯3＝2977 KA 2s从而知Qk ＜Qn ，满足要求。
6．校验动稳定icj ＝18.131＜idw ＝80, 满足要求。
将上述计算结果列表如下：表2.4 110KV 断路器选择与校验结果表三、10KV 侧断路器的选择与校验 1. 10KV 最大负荷出线正常工作时 Igmax=＝eV S ⨯⨯305.1max＝103540005.1⨯⨯=327.358 A短路时，由前面的短路计算结果可知 Id=35.855 KA 由于加装了电抗器，可以选择断路器，根据10KV 侧出线的额定电压和最大负荷电流，选定断路器的型号为：SN10-10I ，其技术参数见下表：表2.7 所选10KV 侧断路器的参数经过动、热稳定及相关校验知SN10-10I 断路器满足要求第二节 隔离开关选择计算一、220KV 隔离开关的选择与校验 1．按额定电压选择Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax ＝220305.11202⨯⨯⨯＝0.661 KA根据以上计算，可以初步选择GW7-220DW 型隔离开关，其参数见下表：表2.8所选220KV 隔离开关的参数br t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.036+0.05+0.15＝0.2366 s Qk ＝I 2'' t k =（20.242）2⨯0.2366＝96.944 KA 2sQn =I 2n t=31.52⨯3＝2977 KA 2s从而知Qk ＜Qn ，满足要求。
4．校验动稳定icj ＝56.617＜idw ＝80, 满足要求。
注：由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路电流校验。
由上述计算表明，选择GW7－220DW 型隔离开关能满足要求 将上述计算结果列表如下：表2.9 220KV 隔离开关选择与校验结果表二、110KV 隔离开关的选择与校验 1．按额定电压选择Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax ＝110305.11202⨯⨯⨯＝1.3227 KA根据以上计算，可以初步选择GW5－110型隔离开关，其参数见下表：表2.10 所选110KV 隔离开关的参数br t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.025+0.05+0.15＝0.225 s Qk ＝I 2'' t k =（7.11）2⨯0.225＝11.37 KA 2sQn =I 2n t=31.52⨯4＝3969 KA 2s从而知Qk ＜Qn ，满足要求。
4．校验动稳定icj ＝18.131＜idw ＝100, 满足要求。
将上述计算结果列表如下：表2.11 110KV 隔离开关的选择与校验结果表三、10KV 侧隔离开关的选择与校验1．按额定电压选择Vymax ＝1.15Ve ＞Vgmax=1.1Ve2．按额定电流选择 Ie ≥Igmax Igmax=＝eV S ⨯⨯305.1max＝103540005.1⨯⨯=327.358 A根据以上计算数据，可以初步选择GN2－10/3000型隔离开关，其参数见下表：表2.14 所选10KV 隔离开关的参数3．校验热稳定t k ＝t pr +t br ＝t in +t a + t br ＝0.06+0.05+0.15＝0.26 s QK ＝I 2'' t k =（35.855）2⨯0.26＝334.25 KA 2Qn=I 2n t=502⨯4＝25000 KA 2s从而知Qk ＜Qn ，满足要求。
4．校验动稳定icj＝91.430＜idw＝100, 满足要求。
由上述计算结果列表明选择GN2－10/3000隔离开关能满足要求将上述计算结果列表如下：表2.15 10KV侧隔离开关的选择与校验结果表从上表可知，选择GN2－10/3000型隔离开关满足要求第三节电流互感器选择计算一、220KV侧电流互感器的选择：1．根据电流互感器安装处电网额定电压Uns=220KV，线路Imax=727A查表，可初步选择型号为LB9-220的电流互感器参数如下表2．热稳定校验：只需对本身带有一次回路导体的互感器进行。