短路电流计算及电气设备选择
短路电流计算
目录一、绪论 (2)（一）、原始资料 (2)（二）、设计内容 (2)（三）、原始资料分析 (3)二、电气主接线方案的拟定 (4)（一）电气主接线的基本要求和设计原则 (4)（二）主变压器的选择 (4)（三）确定各侧接线方式 (4)三、短路电流计算 (4)（一）短路电流计算的目的 (4)（二）短路电流计算的一般规定 (5)（三）计算步骤 (5)四、主要设备的选择 (5)五、主要设备的配置 (7)（一）、PT的配置 (7)（二）CT的配置 (8)（三）避雷器的配置 (8)六、所用电设计 (8)（一）用电电源数量及容量 (9)（二）所用电源引接方式 (9)（三）变压器低压侧接线 (9)七、配电装置设计 (9)八、主变保护的配置 (10)九、无功补偿装置 (10)一、绪论（一）、原始资料1、根据电力系统规划需新建一座220kv区域变电站，该站建成后与110kv 和220kv电网相连，并供给近区用户，按规划该站装设两台容量为120MVA主变压器。
2、按规划要求，该站有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv出线6回（其中备用2回），110kv出线8回（其中备用2回），10kv出线12回（其中备用2回）。
变电站还安装4组5Mvar(共20Mvar)无功补偿电容器以满足系统调压要求。
3、110kv侧有两回出线供给远方大型冶炼厂（如：驻马店市南方钢铁公司），其容量为60000KVA，其它作为一些地区变电站进线，最大负荷与最小负荷之比0.6，10kv侧总负荷为30000KVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60％，最大一回负荷为2500KVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。
4、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：220kv侧 cosφ=0.9 Tmax=3800小时/年110kv侧 cosφ=0.85 Tmax=4200小时/年10kv侧 cosφ=0.8 Tmax=4500小时/年5、220kv和110kv侧出线主保护为瞬时动作,后备保护时间为0.15秒,10kv 出线过流保护时间为2秒,断路器燃弧时间按0.05秒考虑。
低压断路器的选择与低压短路电流计算
低压断路器的选择与低压短路电流计算低压断路器分断能⼒的选择和低压短路电流计算赵庆贤鞍⼭冶⾦设计研究院摘要：通过对影响低压主母线上短路电流的各种因素的分析与具体计算，找出影响短路电流的主要因素，进⽽得出简化计算办法。
同时根据计算得出的三相短路电流周期分量和短路冲击电流值，合理选择断路器的分断能⼒。
关键字：短路电流；分断能⼒；电⼒系统的短路电流计算是电⽓设计中的主要⽂件之⼀。
通过计算，获取系统的短路数据，为⾼压电⽓设备的选择：如，⾼压断路器、⾼压隔离开关、电流互感器选择等提供了依据。
同时，也是继电保护整定的主要依据。
⽽上述主要针对⾼压系统的短路计算书，因为对低压系统的特殊性质没有全⾯包含，因⽽不能直接⽤来选择低压断路器。
本⽂结合国外某矿⼭项⽬的设计，阐述低压短路电流计算在低压断路器选型上的应⽤。
1 低压短路电流的计算1.1依据某矿⼭项⽬的设计，截取其中⼀段线路的计算结果 (见表1)及计算⽤线路图（见图1），两者都表明，上述计算中对于415V的计算，指的是6.6KV/0.415KV 变压器的⼆次出⼝，⽽不是低压主母线。
换⾔之，影响低压主母线上短路电流的许多因素，上述计算中没有予以考虑。
例如：变压器⼆次出线电缆（或母线）阻抗，低压受电断路器的阻抗，低压隔离开关的阻抗、低压主母线阻抗，等。
图1: 计算电路图1.2 另外，在电⼒系统的⾼压短路电流计算中，通常不计及各种元件的电阻。
⽽在低压短路计算时，元件电阻的影响，不能忽略。
1.3 根据规范：验算电器在短路条件下的通断能⼒，应采⽤安装处预期短路电流周期分量的有效值，当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1%时，应计⼊电动机反馈电流的影响。
在⾼压短路电流计算中，⼀般没有考虑低压电动机反馈电流的影响。
1.4 低压短路电流的计算： 1）系统阻抗：Xx = Ue *Ue *1000/Sdx =1.12m Ω Xx=系统阻抗；Ue=0.433Kv ；Sdx=系统短路容量或变压器⾼压侧短路容量； Sdx =168MVA(根据短路电流计算结果)。
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。
短路电流计算方法
短路电流计算方法短路电流是指在电路中出现短路时所产生的电流。
短路电流的计算对于电路的设计和保护具有重要意义。
正确计算短路电流可以帮助我们选择合适的电器设备和保护装置，从而确保电路的安全运行。
下面将介绍一些常见的短路电流计算方法。
首先，我们需要了解短路电流的定义。
短路电流是指在电路中出现短路时，电流突然增大的现象。
短路电流的大小取决于电路的阻抗、电压和负载等因素。
在进行短路电流计算时，我们需要考虑这些因素，并采用适当的方法进行计算。
一种常见的短路电流计算方法是采用对称分量法。
对称分量法是一种基于对称分量理论的电路分析方法，通过将三相电路中的不对称系统转化为对称系统，简化了电路的分析和计算过程。
在使用对称分量法进行短路电流计算时，我们需要先将电路转化为正序、负序和零序对称分量，然后分别计算它们的短路电流，最后将它们合成为总的短路电流。
另一种常用的短路电流计算方法是采用复功率法。
复功率法是一种基于复功率理论的电路分析方法，通过将电路中的各个元件的功率表示为复数形式，简化了电路的分析和计算过程。
在使用复功率法进行短路电流计算时，我们需要先将电路中各个元件的复功率表示出来，然后利用复功率的运算规则进行计算，最终得到短路电流的大小和相位。
除了对称分量法和复功率法，还有一些其他的短路电流计算方法，如有限元法、潮流法等。
这些方法各有特点，适用于不同类型的电路和不同的计算要求。
在实际工程中，我们可以根据具体的情况选择合适的方法进行短路电流计算。
总的来说，短路电流的计算对于电路的设计和保护具有重要意义。
正确计算短路电流可以帮助我们选择合适的电器设备和保护装置，从而确保电路的安全运行。
在进行短路电流计算时，我们可以采用对称分量法、复功率法等不同的方法，根据具体的情况选择合适的方法进行计算。
希望本文介绍的短路电流计算方法对大家有所帮助。
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。
短路电流计算及设备选择
短路电流计算及设备选择摘要进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。
再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。
关键词：短路电流计算电气设备选择第一章短路电流计算1 .1 短路电流计算的步骤目前在电力变电站建设工程设计中，计算短路电流的方法通常是采用实用曲线法，其步骤如下：1、选择要计算短路电流的短路点位置；2、按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图；1）在网络图中，首选去掉系统中所有负荷之路，线路电容，各元件电阻；2）选取基准容量和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）；3）将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；4）由上面的推断绘出等值网络图；3、对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，即转移电抗；4、求其计算电抗；5、由运算曲线查出短路电流的标么值；6、计算有名值和短路容量；7、计算短路电流的冲击值；1）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。
标幺值：有名值：2）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：短路电流冲击值：8、绘制短路电流计算结果表1.2 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∴X12* =( Ud1%/100)*(Sj/SB) =(10.75/100) *(100/40)= 0.269X13* =( Ud2%/100)*(Sj/SB) =(0/100) *(100/40)= 0X14* =( Ud3%/100)*(Sj/SB) =(6.75/100) *(100/40)= 0.1692、三相短路计算简图，图4-23、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1.、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S2〃= I＂F2*SB=2.933*100=293.3 MVA1.、10kV侧三相短路简图如下图4-5当F3短路时，I＇F3 = SB/( 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S3〃= I＂F3*SB=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稳态短路电流有名值I″KA短路电流冲击值短路全电流最大有效值短路容量S″( MVA)（ KV ）ich(KA)Ich(KA)F 1115 6.316.0659.51980F 237 4.5811.686.92293.3F 310.510.18425.9715.38185.2第二章导体和电气设备的选择2.1 断路器和隔离开关的选择1、110KV侧断路器和隔离开关的选择短路参数：ich =9.84(kA); I"=I∞=9.8(kA) Ue=110 KVIgmax =1.05Ie=1.05S/1.732*110=286.3(A)110KV侧断路器的选择：查设备手册试选LW14—110型六氟化硫断路器。
短路电流计算及电气设备的选择校验知识
短路电流计算及电气设备的选择校验知识
短路电流计算是指在电气系统中由于短路故障引起的电流计算。
在进行电气设备的选择校验时，必须对短路电流进行准确计算，以确保所选设备符合系统的安全标准。
短路电流计算通常需要考虑电源系统的额定电流、电压、阻抗和负载特性等因素。
通过计算短路电流，可以确定系统的短路容量，并据此选择合适的电气设备和保护装置。
在进行电气设备的选择校验时，需要对短路电流进行验证。
首先，需要检查所选设备的额定短路容量是否符合系统的实际短路电流。
如果设备的额定短路容量小于系统的短路电流，那么设备可能无法有效地保护系统，并且可能会造成设备损坏、火灾等不良后果。
另外，还需要考虑设备的故障持续时间和过电压保护能力。
一旦系统发生短路故障，设备需要能够快速、可靠地切断电路，以避免损坏其他设备或引发安全事故。
因此，设备的过载保护能力和短路切断能力也是选择校验的重要指标。
总而言之，短路电流计算及电气设备的选择校验是电气工程中非常重要的部分。
通过准确计算和验证短路电流，可以确保所选设备能够有效地保护电气系统，提高系统的安全性和可靠性。
短路电流计算及电气设备的选择校验知识
/
X (k 2)
100MVA / 4.49
22.27MVA
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两台变压器分列运行情况下：
1）总电抗标么值
X (k 2)
X1
X
2
X
3
0.4 1.59 5
6.99
2) 三相短路电流周期分量有效值
I (3) k 2
I j2
X (k 2)
144.34kA 6.99
20.65kA
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2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统的电抗标幺值 2）电力线路的电抗标幺值
X
* 1
Sj Sk
100MVA 250MVA
0.4
X
* 2
x0
L
Sj U2
av1
0.35( / km) 5km 100MVA (10.5kV )2
1.59
3）电力变压器的电抗标幺值
Im sin ，可求得积分常数，即
C Izm sin k Im sin
则得短路电流
t
ik Izm sin(t k ) (I zm sin k Im sin )e Tf i
iz i fi
式中，iz为短路电流周期分量; ifi为短路电流非周期分量。
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无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线如下图：
3) 其他三相短路电流
i(3)
sh
1.84 20.65kA
38.00kA
I (3) sh
1.09
20.65kA
22.51kA
I (3) k 2
I (3) k2
(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。
短路电流的计算及步骤
短路电流的计算及步骤一、短路电流的计算步骤：1、首先绘出计算电路图2、接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图二、短路电流的计算方法：1、欧姆法2、标幺制法三、采用欧姆法进行三相短路电流的计算根据设计的供电系统图1-1所示。
电力系统出口断路器为SN10-10Ⅲ型。
可计算本饲料厂变电所高压10KV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
图1-11.k-1点的三相短路电流和短路容量（U=10.5KV）(1)计算短路电流中各元件的电抗及总电抗1）电力系统的电抗：由附表8查得SN10-10Ⅲ型短路器的断流容量S=750MV·A,因此X===0.1472)架空线路的电抗：由表3-1得X=0.35/km,因此X=X l=0.35 (/km)5km=1.753)绘k-1点短路的等效电路图，如图1-2(a)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为:X= X+ X=0.147+1.75=1.897图1-2 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===3.18 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =3.18kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=2.55=2.553.18kA=8.11kA=1.51=1.513.18kA=4.8kA4)三相短路容量==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A2 K-2点的短路电流和短路容量（U=0.4KV）1）电力系统的电抗===2.132)架空线路的电抗==0.35(/km) 5km=2.543)电力变压器的电抗：由附录表5得%=5,因此X===84) 绘k-2点短路的等效电路图，如图5-2(b)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为：= X+ X+ X//= X+ X+=6.753(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===34.04kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =34.04kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=1.84=1.8434.04kA=62.64kA=1.09=1.0934.04 kA=37.11Ka4)三相短路容量==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A综上所述可列短路计算表，如下表1-1工厂变配电所的选择第一节工厂变配电所类型、所址的选择一、变配电所的任务便配电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。
关于短路电流的计算
关于短路电流的计算短路是指电力系统中带电部分与大地（包括设备的外壳、变压器的铁心、低压线路的中线等）之间，以及不同相的带电部分之间的不正常连接。
短路将使系统的电压急剧下降，电流大幅度增加，使电力系统稳定性遭到破坏。
K (3)三相短路（对称短路），K (2)两相短路，K (1)单相接地短路，K (1.1)两相接地短路。
计算短路电流的方法:有名值法、标幺值值法。
（1）电力系统发生三相短路时，短路电流的计算方法：I k (3)=X Uav 3U av 短路点的计算电压（平均额定电压），即0.4、10.5、37、63、115、230、347。
X ∑短路回路的总阻抗值。
（2）电力系统的等值电抗：可用电力系统变电所高压线路出口断路器的断流容量S K 进行估算即：X X =KS av U 2U av 短路计算点的平均额定电压（用于计算时的线路电压），kV ; S K 出口短路器的断流容量，MV ·A,由产品手册查得。
（3）电力变压器的等值电抗：X T =100%Uk ·NS av U 2U K %变压器短路电压百分数，可由产品手册查得； S N 变压器的额定容量，MV ·A; X T 变压器的正序等值电抗，欧姆。
（4）电力线路的等值电抗X L =X 0LX 0架空线路或电缆线路的单位电抗，欧姆/千米； L 电力线路的长度，千米。
类别 10kV 35kV 63kV 110kV 220kV330kV 500kV架空 线路0.38 0.42 0.420.43 0.31(0.44) 0.320.30 电缆 0.08 0.12注：架空线路的正序等值电抗与负序等值电抗相等，零序等值电抗X 0=3.5X 1。
（三相短路）K (3)XRI k(3)计算短路电流的目的：（1）为确定电气主接线提供参考。
（2）为载流导体的选择提供依据。
（3）为确定继电保护定值提供依据。
（4）进行电力系统运行及故障分析。
短路电流计算
目录一、绪论 (2)(一）、原始资料 (2)（二)、设计内容 (2)(三）、原始资料分析 (3)二、电气主接线方案的拟定 (3)（一）电气主接线的基本要求和设计原则 (4)（二）主变压器的选择 (4)（三）确定各侧接线方式 (4)三、短路电流计算 (4)（一）短路电流计算的目的 (4)（二）短路电流计算的一般规定 (4)（三）计算步骤 (5)四、主要设备的选择 (5)五、主要设备的配置 (6)（一）、PT的配置 (7)（二）CT的配置 (7)（三)避雷器的配置 (8)六、所用电设计 (8)(一)用电电源数量及容量 (8)(二)所用电源引接方式 (8)（三）变压器低压侧接线 (8)七、配电装置设计 (9)八、主变保护的配置 (9)九、无功补偿装置 (10)一、绪论（一）、原始资料1、根据电力系统规划需新建一座220kv区域变电站，该站建成后与110kv和220kv电网相连，并供给近区用户，按规划该站装设两台容量为120MVA主变压器.2、按规划要求，该站有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv出线6回（其中备用2回），110kv出线8回(其中备用2回)，10kv出线12回（其中备用2回）。
变电站还安装4组5Mvar（共20Mvar)无功补偿电容器以满足系统调压要求。
3、110kv侧有两回出线供给远方大型冶炼厂（如：驻马店市南方钢铁公司），其容量为60000KVA，其它作为一些地区变电站进线，最大负荷与最小负荷之比0.6，10kv侧总负荷为30000KVA,Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回负荷为2500KVA，最大负荷与最小负荷之比为0。
65。
4、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为:220kv侧 cosφ=0。
9 Tmax=3800小时/年110kv侧 cosφ=0。
85 Tmax=4200小时/年10kv侧 cosφ=0.8 Tmax=4500小时/年5、220kv和110kv侧出线主保护为瞬时动作,后备保护时间为0.15秒，10kv出线过流保护时间为2秒，断路器燃弧时间按0.05秒考虑.6、系统阻抗:220kv侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kv母线侧为0.16（SJ=100MVA），110kv侧电源容量为1000MVA,归算至本所110kv母线侧阻抗为0。
短路电流计算在电气设备选型中的应用
短路 电流计算在 电气设备 选 型 中的应 用
高 林 王成 龙 朱嘉坤 汪春 生 吴晓凤 ２
（ １ ． 西安 陕鼓 动力 股份 有 限公 司，西安 ７ １ ０ ０ ７ ５ ；
２ ． 西安铁 路 职业技术 学 院，西 安 ７ １ ０ ０ １ ４）
摘要 电力系统中，设备的选型对于系统安全运行起着至关重要的作用，在设备选型中，必 须满足供 电系统 正常工 作条件 下 和短路 故 障条件 下 的工 作 要求 ，而其 中最重 要 的就 是 短路故 障条 件 下 的计算 。本 文主要介 绍 了短路 电流 计算在 设备 选型 中 的应 用 ，并结合 实 际项 目中相 关设备 的 选 型进行 了实 际应用 。
２ ． Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ １ ４ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ， Ｅｑ ｕ ｉ ｐｍｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐｌ ａ ｙ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｉ ｎ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，
ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
设备， 一定 能够分 断单相短 路 电流 或二 相短路 电流 ，
短路电流计算及电气设备的选择校验知识
短路电流计算及电气设备的选择校验知识引言在电气工程中，了解短路电流计算以及电气设备的选择校验知识是非常重要的。
本文将介绍短路电流计算的基本原理和方法，并介绍电气设备选择和校验的相关知识。
短路电流计算短路电流是指在电气系统中出现短路故障时，电流路径上的最大瞬时电流。
短路电流计算主要用于确定电气设备的额定容量和选择适当的保护设备以保护电气系统的安全运行。
短路电流计算方法短路电流计算可以使用不同的方法，常用的方法有：1.阻抗法：该方法基于电气系统中各个部件（如电缆、变压器）的阻抗参数进行计算。
通过对系统的阻抗进行求和，可以得到短路电流的数值。
2.电流平衡法：该方法基于电流的平衡原理，通过对短路点附近的电流进行计算，根据电流的平衡关系求解短路电流的数值。
3.检查表法：该方法根据电气设备的额定容量和故障电阻，通过查表得到短路电流的数值。
这种方法相对简单，但可能不够准确。
短路电流计算的注意事项在进行短路电流计算时，需要注意以下几点：1.采用合适的故障电阻值进行计算，该值应该能够反映实际的故障情况。
2.考虑电气系统的变化情况，如电源的电压、变压器的变比等因素，这些因素会对短路电流的大小产生影响。
3.选择合适的计算工具，如电气计算软件，以提高计算的精确性和效率。
电气设备的选择校验电气设备的选择和校验是电气设计的重要环节，它涉及到系统的安全性、可靠性和经济性。
下面将介绍一些常见的电气设备的选择校验知识。
开关设备的选择校验在选择开关设备时，需要考虑以下因素：1.额定电流：根据短路电流的计算结果，选择适当的额定电流，以确保设备能够满足系统的要求。
2.热稳定能力：开关设备应具有足够的热稳定能力，以防止过负荷引起的破坏。
3.动热稳定能力：开关设备应具有足够的动热稳定能力，以应对短路故障时的大电流冲击。
电缆的选择校验在选择电缆时，需要考虑以下因素：1.额定电流：根据短路电流的计算结果，选择适当的额定电流，以确保电缆能够承受短路电流的冲击。
110KV变电站负荷及短路电流计算及电气设备的选择及校验
第一章短路电流计算1、短路计算的目的、规定与步骤1.1短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。
其计算的目的主要有以下几方面：在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。
1.2短路计算的一般规定(1)计算的基本情况1）电力系统中所有电源均在额定负载下运行。
2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。
3）短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。
4）所有电源的电动势相位角相等。
5）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。
对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
(2)接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
1.3 计算步骤(1)画等值网络图。
1）首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。
2）选取基准容量d S 和基准电压c U （一般取各级电压的1.05倍）。
3）将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。
4）绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。
(2)选择计算短路点。
(3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的总电抗的标幺值*X ∑。
(4)求计算无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值(3)*k I 。
工厂供配电技术实验指导项目五__短路电流计算及电气设备的选择与校验
任务一 短路电流的计算
短路电流太大以至必须选用昂贵的电气设备，而使所设计的方案在经 济上不合理，这时若采取一些措施，例如适当改变电路的接法，增加 限制短路电流的设备，或者限制某种运行方式的出现，就会得到既可 靠又经济的主接线方案。总之，在评价和比较各种主接线方案选出最 佳者时，计算短路电流是一项很重要的内容。
根据电路理论，突然短路时电路的方程式为. (5-1)
式中:ik——短路电流的瞬时值; θ——短路发生时的电源电压相位角;
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任务一 短路电流的计算
Um——电源电压的幅值。 求解方程可得短路电流瞬时值为
(5-2) 式中:Ivm——短路电流周期分量的幅值
Im——短路前负载电流的幅值; φ——短路前负载电流的阻抗角; φk——短路回路的阻抗角; τ——短路回路的时间常数， 由上式可见，短路电流Lk由两部分组成，第一部分是短路电流的
计算短路电流必需的原始资料: 应该了解变电所主接线系统，主要运行方式，各种变压器的型号、 容量、有关各种参数;供电线路的电压等级，架空线和电缆的型号， 有关参数、距离;大型高压电机型号和有关参数，还必须到电力部门 收集下列资料:
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任务一 短路电流的计算
①电力系统现有总额定容量及远期的发展总额定容量; ②与本变电所电源进线所连接的上一级变电所母线，在最大运行
(5-3) 产生非周期分量的原因在于，电路中有电感存在，在短路的瞬间， 回路中的电流由负载电流Imsin突然增加到气ain，由于电感电路的 电流不能突变，势必产生一个非周期分量电流而维持其原来的电流。 它的初始值，即为周期分量初始值和短路瞬间负载电流之差，即
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任务一 短路电流的计算
稳态分量，随时间按正弦规律变化的，所以又称周期分量，此分量是 外加电压在阻抗的回路内强迫产生的，所以又称为强制分量，用L表 示。第二部分为短路电流的暂态分量，是随时间按指数规律衰减的， 并且偏于时间轴的一侧，称为非周期分量或自由分量，可用L表示， 所以整个过渡过程短路电流为
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第4章 短路电流计算及电气设备选择
短路的基本概念
(3) 自然灾害，如雷电过电压击穿设备绝缘，特大的洪水、大风、冰雪、地 震等引起的线路倒杆、断线，鸟、老鼠及蛇等小动物跨越裸露的导体等。
二、 短路的危害
由于短路后电路的阻抗比正常运行时电路的阻抗小得多，所以短路电流比 正常电流一般要大几十倍甚至几百倍。在大的电力系统中，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。所以 短路的后果往往都是破坏性的，其主要危害大致有如下几方面。 ➢(1) 短路时会产生很大的电动力和很高的温度，使故障元器件和短路电路中的 其他元器件损坏。 ➢(2) 短路时电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。 ➢(3) 短路时会造成停电事故，而且短路越靠近电源，引起停电的范围越大，给 国民经济造成的损失也越大。 ➢(4) 严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去 同步，造成系统解列。 ➢(5) 单相对地短路时，电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信线路、信 号系统及电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。
三、短路的种类
在三相供电系统中，短路的种类主要有4种： (1) 三相短路，是指供电系统中三相导线间发生对称性的短路，用k(3) 表示，如图4.1(a)所示。 (2) 两相短路，是指三相供电系统中任意两相间发生的短路，用k(2)表 示，如图4.1(b)所示。 (3) 单相短路，是指供电系统中任一相经大地与电源中性点发生短路， 用k(1)表示，如图4.1(c)、图4.1(d)所示。 (4) 两相接地短路，两相接地短路是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，用k(1.1)表示。如图4.1(e)所示；也指 两相短路又接地的情况，如图4.1(f)所示。
4.8
第4章 短路电流计算及电气设备选择
短路的基本概念
2. 短路电流计算的基本假设 选择和校验电气设备时，一般只需近似计算在系统最大运行方式下可
能通过设备的最大三相短路电流值。设计继电保护和分析电力系统故障时， 应计算各种短路情况下的短路电流和各母线接点的电压。要准确计算短路 电流是相当复杂的，在工程上多采用近似计算法。这种方法建立在一系列 假设的基础上，计算结果稍偏大。基本假设有：
第4章 短路电流计算及电气设备选择
第4章
短路电流计算及电气设备选择
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4.1
第4章 短路电流计算及电气设备选择
本章内容
•短路的基本概念 •无限大容量电源系统的三相短路过程分析 •无限大容量电源系统的三相短路电流计算 •不对称短路电流的计算 •低压电网短路电流的计算 •短路电流的热效应和电动效应 •电气设备的选择及校验 •导线和电缆截面的选择计算 •本 章 小 结 •习题与思考题
4.7
第4章 短路电流计算及电气设备选择
短路的基本概念
四、短路电流计算的目的与基本假设
1. 短路电流计算的目的 为确保电气设备在短路情况下不致损坏，减轻短路危害和防止故障扩
大，必须事先对短路电流进行计算。计算短路电流的目的是： ➢ (1) 选择和校验电气设备。 ➢ (2) 进行继电保护装置的选型与整定计算。 ➢ (3) 分析电力系统的故障及稳定性能，选择限制短路电流的措施。 ➢ (4) 确定电力线路对通信线路的影响等。
4.5
第4章 短路电流计算及电气设备选择
短路的基本概念
图4.1 短路的类型(虚线表示短 路电流的路径)
4.6
第4章 短路电流计算及电气设备选择
短路的基本概念
上述的三相短路，属对称性短路；其他形式的短路，都属不对称 短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的 可能性最小。从短路电流大小来看，一般三相短路的短路电流值最大， 造成的危害也最严重；而两相短路的短路电流值最小。为了使电力系 统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选 择校验电气设备用的短路电流采用系统最大运行方式下的三相短路电 流。而在继电保护(如过电流保护)的灵敏度计算中，则采用系统最小设备选择
短路的基本概念
本章首先简述供配电系统短路的原因、危害、短路种类及短路计算的 目的；其次重点讲述无限大容量系统发生三相短路时的暂态过程、用标幺 制法计算短路回路元件阻抗和三相短路电流的方法；同时讲述不对称短路 电流及低压电网短路电流的计算；介绍短路电流的热效应和电动力效应及 动、热稳定度校验；最后讲述电气设备选择的一般方法及高低压电气设备 的选择方法。
一、短路的原因
用户供配电系统要求安全、可靠、不间断地供电，以保证生产和生活 的需要。但是由于各种原因，系统难免出现故障，其中最严重的故障就是 短路。所谓短路，是指供配电系统正常运行之外的相与相或相与地之间的 “短接”。
短路发生的原因是多种多样的，主要有： (1) 电气设备存在隐患，如设备的绝缘材料自然老化、绝缘材料机械损伤、 设备缺陷未被发现和消除、设计安装有误等。 (2) 运行、维护不当，如不遵守操作规程而发生误操作，技术水平低，管理 不善等。
4.4
第4章 短路电流计算及电气设备选择
短路的基本概念
由此可见，短路的后果是非常严重的。为保证电气设备和电网安全可 靠地运行，首先应设法消除可能引起短路的一切原因；其次在发生短路后 应尽快切除故障部分和快速恢复电网电压。为此，可采用快速动作的继电 保护装置，以及选用限制短路电流的电气设备(如电抗器)等。
(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。 (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。 (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。 (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。