第5章短路电流及其计算

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短路电流及其计算

短路电流及其计算短路电流是指在电路中，当发生短路故障时，电流会迅速增大到很高的数值。

短路故障是指电路中的正、负极之间或者两个不同元件之间发生距离非常短的导通，导致电流异常增大。

短路电流的计算是为了评估电路中的设备或元件的安全工作能力，以确保其能够承受短路故障所产生的巨大电流，并选择合适的保护装置来防止其发生。

短路电流的计算方法根据电路的类型和复杂程度有所不同。

下面针对不同情况进行具体说明。

1.直流电路的短路电流计算方法：在直流电路中，由于电流只会沿着一条路径流动，所以短路电流的计算相对简单。

可以通过欧姆定律计算得到。

短路电流（Isc）= 电源电压（Us）/ 短路电阻（Rs）式中，Us为电源电压，Rs为短路电阻的阻值。

2.单相交流电路的短路电流计算方法：在单相交流电路中，短路电流的计算稍微复杂一些。

需要考虑电源电压、短路阻抗和负载阻抗之间的关系。

a) 短路电流（Isc）= 电源电压（Us）/ 短路阻抗（Zs）b) 短路电流（Isc）= 电源电压（Us）/ （短路阻抗（Zs）+ 负载阻抗（Zl））式中，Us为电源电压，Zs为短路阻抗，Zl为负载阻抗。

3.三相交流电路的短路电流计算方法：在三相交流电路中，短路电流的计算需要考虑三相电源之间的相位差、各相的电流大小以及负载阻抗和短路阻抗之间的关系。

a) 短路电流（Isc）= 母线电压（U）/ 短路阻抗（Zs）b) 短路电流（Isc）= 母线电压（U）/ （短路阻抗（Zs）+ 负载阻抗（Zl））式中，U为母线电压，Zs为短路阻抗，Zl为负载阻抗。

需要注意的是，短路电流的计算一般是在额定工况（即正常运行工况）下进行的。

此外，在实际的电路设计中，还需要考虑短路电流的持续时间、短路电流对设备和元件的热稳定性造成的影响等因素。

短路电流的计算对于电气工程师来说是非常重要的，它能够帮助工程师评估不同元件或设备的安全性能，同时也能够指导选择合适的保护措施，以最大程度地减少短路故障对电路和设备的损坏。

短路电流热效应公式

短路电流热效应公式短路电流热效应公式在电力系统中，电流会在电路中产生热量，尤其是在短路发生时。

短路电流热效应公式用于计算短路过程中的温升和热损耗。

以下是一些相关公式及其解释：短路电流的计算公式1.短路电流幅值公式：[Is = (Uk / Zk) * e^(jθ)](–Is: 短路电流的幅值–Uk: 额定电压–Zk: 短路阻抗的复数表示–θ: 短路电流的相位角该公式表示短路电流的幅值与额定电压Uk和短路阻抗Zk之间的关系。

2.短路电流的相位角公式：[θ = θk - φ](–θ: 短路电流的相位角–θk: 短路阻抗的相角–φ: 短路时电压与电流之间的相角差该公式表示短路电流的相位角与短路阻抗的相角和电压/电流相角差之间的关系。

短路电流热效应计算公式3.短路电流对应的温升公式：[ΔT = K * Is^2 * t](–ΔT: 电流对应的温升–K: 热损耗系数–Is: 短路电流的幅值–t: 短路持续时间该公式表示短路电流的幅值平方乘以短路持续时间与热损耗系数之间的关系。

4.短路电流对应的热损耗公式： [P_loss = K *Is^2](–P_loss: 短路电流对应的热损耗–K: 热损耗系数–Is: 短路电流的幅值该公式表示短路电流的幅值平方与热损耗系数之间的关系。

示例解释假设某电力系统的额定电压为1kV，短路阻抗为2 + j3Ω，短路电流相位角为30°，电压与电流相角差为20°，短路持续时间为秒。

根据短路电流幅值公式可得：Is = (Uk / Zk) * e^(jθ) = (1000 / (2 + j3)) * e^(j30°) = * e^(j30°)根据短路电流的相位角公式可得：θ = θk - φ = 30° - 20° = 10°根据短路电流对应的温升公式可得：ΔT = K * Is^2 * t = K * ()^2 *根据短路电流对应的热损耗公式可得： P_loss = K * Is^2 = K* ()^2以上是关于短路电流热效应的相关公式和一个示例解释。

!15-电力系统短路分析-无穷大系统

21
三、不同基准标幺值之间的换算
在进行系统计算时应当选择一个共同的基准值，把所有设备以自身的额定值为基准的阻抗标幺值都按照这个新选择的共同基准值去进行归算，只有经过这样的归算后，才能进行统一的计算。
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换算的方法是：先将各自以额定值作为基准的标幺值还原为有名值。
例如，对于电抗器，按式（5-5）得
16
在进行标幺值计算时，首先需选定基准值。
➢ 对于阻抗、电压、电流和功率等物理量，如选定Zd、 Ud、Id、Sd为各物理量的基准值，则其标幺值分别为
Z *
U
*
I
*
Z Zd U Ud I Id
Rd
jX d
S * S Sd Pd jQd
（5-2）
式中：上标注“*”者为标幺值；下标注“d”者为基准值；无下标者为有名值。
对于多电压等级的复杂网络，不管何处短路，系统各元件的标幺电抗都不改变，这给短路电流计算带来方便。
在某些情况下，高额定电压的电抗器可以装在低额定电压的系统上，在计算电抗器电抗的标幺值时，当电抗器的额定电压与所装系统的额定电压不同级时，仍采用电抗器本身的额定电压值；同级时，也可以消掉。
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K(3) K(2) K(1,1) K(1)
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表5-1 各种短路的示意图和代表符号
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表5-2为我国某220kV电力系统自1961年至1955年间短路故障的统计数据。
另据统计，在电压较低的输配电网络中，单相短路约占65%，两相接地短路约占20%，两相短路约占 10%，三相短路仅占5%左右。
（4）鸟兽跨接在裸露的载流部分以及风、雪、雹等自然灾害也会造成短路。

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。

课题5短路电流及其计算

课题5 短路电流及其计算
5.1 短路概述 5.2 短路电流的计算 5.3 短路电流的效应
5.1.1 短路故障产生的原因
短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或相与地之间的短接。

（1）设备原因（2）自然原因（3）人为原因
5.1.2 短路故障的危害
（1）短路电流的热效应（2）短路电流的电动力效应（3）短路时系统电压下降（4）不对称短路的磁效应（5）短路时的停电事故（6）破坏系统稳定性，造成系统瓦解

≈√2I″(1+e-0.01/τ)=Ksh√2I″

Ksh可用下式确定:

Ksh=1+e-0.01/τ

短路冲击电流有效值Ish为

Ish = 1+2(Ksh -1)2I3
在高压电路中发生三相短路时，一般可取
Ksh= 1.8，所以有 ish=2.55I″

Ish=1.51I″
在1000 kV·A及以下的电力变压器二次侧
(2) 按所选择的短路计算点绘出等效电路图, 在图上将短路电流所流经的主要元件表示出来，并标明其序号。

(3) 计算电路中各主要元件的阻抗，并将计算结果
标于等效电路元件序号下面分母的位置。

(4) 将等效电路化简，求系统总阻抗。对于供电系
统来说，由于将电力系统当做无限大容量电源，而且短
路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的
期分量inp之和,即
ik=ip+inp
在无限大容量电源系统中，短路电流周期分量
的幅值和有效值是始终不变的，习惯上将周期分量
的有效值写作Ik，即Ip=Ik。
从图5.3可以看出，短路后经过半个周期（一瞬时电流称为

单相短路电流计算公式

单相短路电流计算公式在电力系统运行中，单相短路电流是一项重要的参数，用于评估电路和设备的能力来承受系统中的故障电流。

单相短路电流通常指的是在系统中只有一条相线出现短路故障时的电流。

1.短路电流的计算公式：公式1:I=U/Z其中I：短路电流（单位：安培，A）U：电源电压（单位：伏特，V）Z：总阻抗（单位：欧姆，Ω）该公式适用于计算直接短路情况下的短路电流，即电源直接连接到短路点。

2.考虑电源阻抗的短路电流计算公式：公式2:I=U/(Zs+Zt)其中I：短路电流（单位：安培，A）U：电源电压（单位：伏特，V）Zs：短路点阻抗（单位：欧姆，Ω）Zt：电源阻抗（单位：欧姆，Ω）该公式适用于考虑了电源阻抗的短路电流计算，即在电源与短路点之间存在阻抗的情况下。

3.考虑变压器的短路电流计算公式：公式3:I=U/(Zs+Zt/Zv)其中I：短路电流（单位：安培，A）U：电源电压（单位：伏特，V）Zs：短路点阻抗（单位：欧姆，Ω）Zt：电源阻抗（单位：欧姆，Ω）Zv：变压器短路阻抗（单位：欧姆，Ω）该公式适用于考虑了变压器短路阻抗的短路电流计算，即在电源、变压器与短路点之间都存在阻抗的情况下。

在实际的电力系统中，单相短路电流的计算还涉及到更多的参数和考虑因素，如线路长度、电缆电阻、电源类型等。

此外，还需要选择合适的电源模型和阻抗模型。

需要注意的是，以上提到的公式只是计算短路电流的一种常用方法，实际计算中应根据具体情况选择合适的公式，并仔细考虑各项参数及其相互关系。

此外，短路电流的计算结果还需要与设备的额定短路电流进行对比，确保设备能够安全运行。

总结起来，单相短路电流的计算是电力系统设计和运行中的一项重要任务，需要考虑多个参数和因素。

以上提到的公式仅为常用的计算方法，实际计算中应根据具体情况选择合适的公式，并进行详细的计算和分析。

短路电流及计算范文

短路电流及计算范文短路电流是指电路中发生短路时，电流的最大值。

当电路发生短路时，电流会迅速增大，可能会造成电设备的损坏甚至引发火灾等危险情况。

因此，了解和计算短路电流是电气工程领域的重要知识。

短路电流可以通过欧姆定律计算得出。

根据欧姆定律，电流(I)等于电压(U)与电阻(R)之比，即I=U/R。

在短路情况下，电阻接近于0，因此电流可能非常大。

计算短路电流可以使用短路电流计算公式。

这个公式是根据欧姆定律推导出来的，它可以帮助工程师准确地计算电流的最大值。

短路电流计算公式如下：I_sc = U / (Z_s + Z_l)其中，I_sc是短路电流，U是电压，Z_s是源阻抗，Z_l是负载阻抗。

源阻抗是指电源本身的阻抗。

它包括电源内部阻抗和连接线路的阻抗。

负载阻抗是指电路中的负载元件的阻抗。

上面的公式可以规定正常电压下电路的短路电流，但在实际应用中，我们也需要考虑其他情况。

例如，电动机短路电流计算。

电动机的短路电流计算比较复杂，因为电动机包含很多绕组。

我们可以使用Park夺格拉夫法(Park's circle method)来计算电动机短路电流。

另一个需要考虑的情况是变压器的短路电流计算。

变压器的短路电流计算可以使用相似变压器法(Similar Transformer method)。

该方法通过将变压器视为两个相似的变压器来计算短路电流。

以上这些计算方法只是对短路电流计算的一些基本方法，实际情况可能会更加复杂。

在实际应用中，我们还需要考虑电源的稳定性、环境因素、电缆长度和截面积等因素。

在电气工程中，短路电流计算是非常重要的一项工作。

它可以帮助工程师合理设计电路，确保电设备的安全运行。

因此，掌握短路电流的计算方法对电气工程师来说非常关键。

总结一下，短路电流是电路中发生短路时的电流最大值。

我们可以使用欧姆定律和短路电流计算公式来计算短路电流。

同时，我们还需要考虑不同设备的特殊计算方法和其他因素的影响。

电力系统短路电流计算及标幺值算法

电力系统短路电流计算及标幺值算法一、短路电流计算方法短路电流计算是电力系统设计和运行中的重要工作之一，它可以用来确定电力系统设备的选型和保护装置的设置。

一般而言，短路电流计算有三种主要的方法：解析法、计算机法和试验法。

1.解析法：解析法是利用电路的解析模型，通过简化的计算方法来估算短路电流。

该方法适用于简化的电路模型，如单相等效模型或对称分量法。

其中，单相等效模型是将三相系统简化为单相系统进行计算，对于简单的配电系统较为实用。

而对称分量法则是将三相系统分解为正序、负序和零序三部分进行计算，适用于较为复杂的计算。

2.计算机法：计算机法是运用电力系统仿真软件进行短路电流计算，其中最常用的软件包括PSS/E、ETAP、PowerWorld等。

该方法可以更加精确地模拟电力系统的实际运行情况，适用于复杂的大型电力系统。

通过输入系统的拓扑结构和参数，软件可以自动计算得到短路电流及其分布情况。

3.试验法：试验法是通过实际的短路试验来测量电力系统的短路电流。

该方法需要选取适当的试验装置和测试方法，并进行数据处理来得到准确的短路电流数值。

试验法适用于对系统的实测与验证，尤其对于重要设备或复杂系统来说更具可靠性。

标幺值是将物理量除以其基准值得到的比值，它可以用来统一比较和分析不同系统中的电流、电压等参数。

在电力系统中，短路电流的标幺值常用于比较不同设备和不同系统的短路能力。

短路电流的标幺值计算方法一般有以下几种：1.基准短路电流法：基准短路电流法是将电力系统的短路电流与一个基准电流进行比较，得到标幺值。

基准短路电流可以是短路电流中最大值，也可以是系统额定电流、设备额定电流等。

该方法适用于对系统整体的短路能力进行评估。

2.额定电流法：额定电流法是将短路电流与设备或系统的额定电流进行比较，得到标幺值。

该方法适用于对设备的短路能力进行评估，如断路器、开关等。

3.等值电路法：等值电路法是通过将电力系统简化为等效电路进行计算，然后将计算得到的电流与基准电流进行比较，得到标幺值。

短路电流及其计算课后习题解析

习题和思考题3-1.什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路故障的原因有哪些？短路有哪些危害？短路电流计算的目的是什么？答：所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。

其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。

在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。

三相短路称为对称短路，其余均称为不对称短路。

在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。

供电系统发生短路的原因有：（1）电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。

造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。

（2）运行人员不遵守操作规程发生的误操作。

如带负荷拉、合隔离开关（内部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置），检修后忘拆除地线合闸等；（3）自然灾害。

如雷电过电压击穿设备绝缘，大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。

发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。

同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。

因此，短路将会造成严重危害。

（1）短路产生很大的热量，造成导体温度升高，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,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热而烧坏；（4）短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便；（5）严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃；（6）单相对地短路时，电流产生较强的不平衡磁场，对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。

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。

《牵引供电系统》_第五章_短路的计算

1 & & & a2 F &) F ( F a F A1 A B C 3 1 & & 2 & & FA2 ( FA a F B aFC ) 3 & 1 (F & F & F &) F A0 A B C 3
a为旋转算子， a e
j120
根据对称电路的这一特性，就可以对正序、负序和零序分
量进行计算，最后再作叠加。任一相序的对称分量电压和
电流之间完全适合欧姆定律的关系
§5.2 三相不对称短路的分析计算二、序网络的基本概念与构成
应用对称分量法求解不对称短路，需将不对称系统分解
为三组对称系统，再分析求解。表示各序对称三相系统的网络，分别称为正序、负序和零序网络。因为对称分量系统是三相对称的，因此序网络可用单相图表示。各序网络中，习惯上总认为短路点为首端，记以k，地点为末端，记以N。短路点处各序电压总是由首端指向末端。
零序分量
1 3 j 2 2
& F & F & F a0 b0 c0
§5.2 三相不对称短路的分析计算
2、序分量独立性在三相参数相同的对称线性电路中，通以某一序的对称分量电流，只产生同一序分量的电压降。反过来，若施以三相某一序的对称分量电压，也只产生同一序的对称分量电
流。这一特性称为三相对称电路的序分量独立性。
3、正序等效定则的应用利用正序等效定则求解不对称短路电流利用正序等效定则求解不对称短路电流的算法为：
(n) ，以将不对称 Step1：在每相中加入(串入)附加电抗 X
短路简化为对称短路；
(n)。 & Step2：按照对称短路计算方法，求解对称短路电流 I 1

短路电流的计算方法

X
k

arctg R
XL
Tfi R R
R2 X 2
C ——积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周
期分量的初始值
。i fi 0
LOGO
由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突变，
则短路前瞬间（用下标0－表示）的电流i0－应该等于短路发生后瞬间（用下标0＋表示）的电流i0＋，将t＝0分
RL
XL
式中：
I M—— 短路前电流的幅值
a)
I M
Um
/
( R R )2 ( X X )2
—0 — 短路前回路的阻抗角 0 arctg( X X ) /( R R )
—— 电源电压的初始相角，亦称合闸角；
R∑
2、短路时
短路后电路中的电流应满足： u G
别代入短路前后的电流表达式,可得
C

I M
sin(
0
)
I PM
sin(
k
)
因此，短路的全电流为
t
ik iz ifi IPM sin(t k ) IM sin( 0) IPM sin( k )e
t
ik iz ifi IPM sin(t k ) IM sin( 0 ) IPM sin(LOGOk ) e
无穷大容量系统三相短路暂态过程1正常运行rlxldtdi短路的全电流可以用下式表示短路电流周期分量的幅值短路后回路的阻抗角短路回路时间常数积分常数由初始条件决定即短路电流非周期分量的初始值fipmlogo由于电路中存在电感而电感中的电流不能突变则短路前瞬间用下标0表示的电流i应该等于短路发生后瞬间用下标0表示的电流i别代入短路前后的电流表达式可得因此短路的全电流为fipm正常运行状态001s暂态稳态izifi3

第五章短路电流及其计算

低压系统发生三相短路时
ksh 1.8 ish 2.55I p I sh 1.52 I p
ksh 1.3 ish 1.84I p
Ish 1.09I p
5. 短路稳态电流
短路稳态电流是指短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电
流，其有效值用 I 表示。短路稳态电流只含短路电流的周期分量，所
任何一个复数乘以一个旋转因子，就旋转一个角.
例8-1
F=F1e j
即F1旋转一个ψ 角
为F
特殊：

j
e 2 j
(逆时针旋 90转 )
j F

F1
+1

j
e 2 j
(顺时针9旋 0) 转
+j
e j( ) co )s js ( i n ) (1B
+j , –j , -1 都可以看成旋转因子
A
B
C
Ik(1)
电源 0
c)
A
B
(1,1)
Ik
C
I
(1
k
,
1
)
电源
负荷
0
k(1)
单相短路(c,d)
k( 1 , 1 )
电源
负荷
0
A
B
C
Ik(1)
N
d)
A
(1,1)
B
Ik
C
I
(1
k
,
1
)
负荷
k(1)
k( 1 , 1 )
负荷
e)
f)
两相接地短路(e,f)
续上页
短路形式:
三相短ห้องสมุดไป่ตู้，属对称性短路；

短路电流的计算及步骤

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。

短路电流及其计算

短路电流及其计算第一节短路电流概述本节将了解短路的原因及危害，掌握短路的种类，并知道短路电流计算的基本方法。

一、短路的概念短路时至三相电力供电系统中，相与相或相与地的导体之间非正常连接。

在电力系统设计和运行中，不仅要考虑正常工作状态，而且还必须考虑到发生事故障碍时所照成的不正常工作状态。

实际运行表明，在三相供电系统中，破坏供电系统正常运新的故障最为常见而且危害最大的就是各种短路。

当发生短路时，电源电压被短接，短路回路阻抗很小，于是在回路中流通很大的短路电流。

对中性点不接地的系统又相遇相之间的短路；对于中性点接地的系统又相遇相之间的短路，一项于几项与大地相连接以及三相四线制系统中相与零项的连接等，其中两相接地的短路实际上是两相短路。

常见的短路形式如图3—1所示2.短路的基本种类在三相供电系统中，短路的类型主要有：（1）三相电路三相短路是指供电系统中，三相在同一点发生短接。

用“d（3）”表示，如图3-1a所示。

（2）两相电路两相短路是指三相供电系统中，任意两项在同一地点发生短接。

用“d（2）”表示，如图3-1b 所示。

（3）单相电路单相短路是指在中性点直接接地的电力系统中，任一项与地发生短接。

用“d（1）”表示，如图3-1c所示。

（4）两相接地电路两相接地的短路是指在中性点直接接地的电力系统中，不同的两项同时接地所形成的两相短路，用“d（1-1）”表示，如图3-1d所示。

按短路电流的对称性来说，发生三相短路时，三项阻抗相等，系统中的各处电压和电流仍保持对称，属于对称性短路，其他形式的短路三相阻抗都不相等，三相电压和电流不对称，均为不对称短路。

任何一种短路都有可能扩大而造成三相短路。

因为短路后所产生的电弧，会迅速破坏向自家的绝缘，形成三相短路。

这种情形在电缆电路中，更为常见。

由于煤矿供电系统大都为小接地电流系统，且大都距大发电厂较远，故单相短路电流值一般都小于三相短路电流值，而两相短路电流值亦比三相短路电流值小。

短路电流计算方法

之马矢奏春创作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、设计继电呵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需要.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此外地方,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 (KC1)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.公式未几,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,从中可以找到经常使用变压器、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分提供.当不克不及得到时,可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量.如已知供电部分出线开关为WVAC 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.分歧电压等级有分歧的值.【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KVA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????IdKVA以上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????Id例：已知短路点{ ??KVA变压器二次侧}的短路电流??Id??????KA则该点冲击电流有效值Ic????Id＝????????＝??????KA冲击电流峰值ic????Id??????????????KA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}但一定要包含系统电抗。

短路电流理论计算

变压器短路电流的理论计算变压器在运行过程中发生短路而引起过电流的情况有多种。

如：三相对称短路、两相相间短路、两相接地或单相接地事故等。

对三相双绕组变压器而言，以低压侧端口三相对称短路对绕组及所有的载流部件的影响最为严重。

虽然在短路发生之前变压器就已带负荷运行，但对于变压器短路电流来说，变压器正常负荷电流要小得多，所以在计算变压器短路电流时，正常的负载电流可以忽略不计。

国家标准GB 1094—2003和IEC 60076—5《电力变压器第5部分承受短路的能力》根据变压器的容量将具有两个独立绕组的变压器分为以下3类：第I类：容量小于2500kVA第II类：容量大于2500kVA，小于100000kVA第III类：容量大于100000kVA⑴稳态对称短路电流有效值的计算稳态短路电流是指在短路过渡过程结束以后，系统达到稳定状态时短路电流的有效值。

稳态短路电流的长时间作用，会对绕组、引线、开关、套管及所有的载流部件产生热效应，加速绝缘的老化。

在变压器标准中对稳态短路电流的持续时间作了规定，其限值为2s。

变压器标准中对于稳态短路电流计算方法是：对于容量为第II类和第III类的变压器，短路电流有效值的计算应该考虑变压器的短路阻抗和系统阻抗的影响。

对于第I类的变压器，如果系统短路阻抗大于变压器短路阻抗的5%，则变压器对称短路电流有效值的计算方法与第II 类和第III类的变压器相同。

如果系统阻抗不大于变压器短路阻抗的5%，则变压器对称短路电流有效值勤的计算中忽略系统短路阻抗的影响。

三相变压器对称短路电流有效值按下式计算:I = U / "3 （Zt + Zs）式中I一对称短路电流有效值（kA）Zs——系统阻抗，每相欧姆（等效星形联结）Zs = Us2 / S（Q）Us——系统标称电压（kV）S——系统短路视在容量（M VA）变压器使用部门对系统短路视在容量未提出特殊要求时，不同电压等级的系统短路视在容量见下表:50055060000 U和Zt按下规定计算：三相稳态短路电流值取决于变压器和系统的短路阻抗之和。

短路电流实用计算

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（一）正序电抗
在计算三相短路电流时所用的各元件电抗就是元件的正序电抗。因为三相短路电流就是正序电流。
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（二）负序电抗
静止电器是指不带旋转部件的电器，如变压器、电抗器、架空线路及电缆线路等，其负序电抗等于正序电抗。
同步电机的负序电抗一般不等于正序电抗。同步电机的负序电抗值可由产品目录或手册查出。如缺少这些数据时，也可采用下述平均值：
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第二节标么值
➢ 一、标么值的定义 ➢ 二、标么值的转换 ➢ 三、标么值的特点
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一、标么值的定义
标么值是某些电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比，即
可见标么值是一个无单位的比值，而且，对同一个实际值，当所算的基值不同时其标幺值也不同。标么值的符号为各量符号加下角码“*”。
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四、短路计算的目的与计算假设
➢ 计算短路电流的具体目的 ➢ 短路电流基本假设
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计算短路电流的具体目的
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。
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短路电流计算基本假设
（1）电力系统在正常工作时三相是对称的；所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保持不变，即发电机无摇摆现象。
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2. 三绕组变压器
等值电路额定标么值基准标么值
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等值电路
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额定标么值
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基准标么值
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三、线路
标么值
X l
X 0l
SB
U
2 P
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四、电抗器
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第四节短路电流计算的程序