短路电流计算方法及知识题

三相短路的有关物理量 1）短路电流周期分量有效值：
短路点的短路计算电压（或称平均额定电压），由于线路首端短路时 其短路最为严重，因此按线路首端电压考虑，即短路计算电压取为比 线路额定电压高5%，按我国标准有0.4,0.69, 3.15,6.3,10.5,37,69,…… 短路电流非周期分量最大值：
2）次暂态短路电流：
短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值。

3）短路全电流有效值：
指以时间t 为中心的一个周期内，短路全电流瞬时值的均方根值。

p pm I I
=p I =
=
np pm p
i I ≈
=
''
p I I I ==
4）短路冲击电流和冲击电流有效值：
短路冲击电流：短路全电流的最大瞬时值.
出现在短路后半个周期，t=0.01s
ksh 为短路电流冲击系数；对于纯电阻电路，取1； 对于纯电感性电路，取2；因此，介于1和2之间。

冲击电流有效值：短路后第一个周期的短路全电流有效值。

5）稳态短路电流有效值：
短路电流非周期分量衰减后的短路电流有效值
0.01
(0.01)(0.01)(1)sh p np p sh p
i i i e
I τ
-
=+=+
=sh sh p
I I ==或
p I I ∞=''p k I I I I ∞====
6）三相短路容量：
短路电流计算步骤
短路等效电路图
3
K av K
S U I
.
短路电流计算方法 相对单位制法——标幺值法 概念：用相对值表示元件的物理量 步骤:
选定基准值
基准容量、基准电压、基准电流、基准阻抗
且有
通常选定Ud 、Sd.Sd=100MVA,Ud=Uav=1.05UN 计算标幺值
(,,,)(,,,)
MVA kV kA MVA kV kA Ω=
Ω物理量的有名值标幺值物理量的基准值d S d I d
Z d U
2)/d d d d d d
I S Z U S ⇒==
换算到短路点电压等级的等效电抗
换算到短路点电压等级的等效电抗标幺值
*2d d
d
d
d d
S S I U Z
S I U Z Z S I U Z U ***=
=
=
=
='*
'22212341112
24123
41122
11
()()()WL d av av av d WL
WL WL d d av av av av d d
WL
WL av d X S U U U S X
X X Z U U U U U S S X X U U ===•••==
短路回路元件的标幺值阻抗 1、电力线路阻抗有名值：
给定参数：电力线路长度、单位长度电阻和电抗 2、变压器的电抗标幺值 变压器阻抗有名值：
给定参数：额定容量和阻抗电压 3、电抗器的电抗标幺值 电抗器电抗有名值为：
'2222
23441111231
(
)()()()av av av av WL WL WL av av av av U U U U
X X X U U U U =••=00
WL WL R R l X X l ==**0022WL d WL d WL WL d d
d d
R S
X S
R R l X X l Z U Z U =
==
=2
2%,100,3k NT
T NT
k
T NT
T U U Z S P R I X ⎫=Ω⎪
⎪⎪∆=Ω⎬
⎪⎪
=Ω⎪
⎭
22*
%%/100100NT d d
T K K T
d NT d NT U U S X U U X Z S S S ==
≈L X =
Ω
给定参数：电抗器的额定电压、额定电流、电抗百分数 4、电力系统的电抗标幺值
1）给定参数：电力系统电抗有名值Xs
2）给定参数：电力系统出口断路器断流容量
3）给定参数：电力系统出口处的短路容量
5、短路回路的总阻抗标幺值
给定参数：总电阻标幺值和总电抗标幺值
三相短路电流的计算
三相短路电流周期分量有效值
2
*d
L L
d d U X X Z S ==*
2
d S S
d S X X U
=oc oc av
S U =2*
22d d d d
S
S d oc d oc
S U S S X X U S U S ===
*d S K
S X S
=
*K Z =
冲击短路电流
高压系统： 低压系统：
三相短路容量
*K
Z =
总阻抗标幺值
K I =
====
2.551.52sh K sh K
i I I I == 1.841.09sh K sh K
i I I I ==
短路电流具体计算步骤：
☐ ①画出短路电流计算系统图；包含所有与短路计算有关的元件，并标出各元件的参
数和短路点；
☐ ②画出等效电路图；每个元件用一个阻抗表示，电源用一个小圆表示，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选取基准容量和基准电压，计算各元件的阻抗标幺值； ☐ ④等效电路化简，求出短路回路总阻抗的标幺值；
⑤由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值，再计算短路各量，即短路电流、
冲击短路电流和三相短路容量。

例题：已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。

试求企业变电所高压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。

*
****1d K av K d
d K d K K
K K
I S I S I S Z Z S I =====
解 （1）绘制计算电路图
三相绘成单相电路 各元件额定参数加以标明 （2）绘制等效电路图
（3）确定基准值
A
MV S d ·100=1110.5d av U U kV ==220.4d av U U kV
==
（4）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
➢ 电力系统的电抗标幺值
由附录表A-4 可查得SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量SOC=500MVA
➢ 架空线路电抗标幺值
6~10kv 架空线路每相单位长度电抗
➢ 电力变压器电抗标幺值
km
X /35.00Ω=
由附录表A-3可查得
（5）k-1点
➢ 总电抗标幺值
➢ 三相短路电流周期分量有效值
625
.5·800100·101005.4100%3
4
3
=⨯⨯⨯===**
A
kV A
kV S S U X X N d Z 79
.159.12.02
11=+=+=**
*-∑X X X
K ）
（kA
kA
X I I
k d k 07.379.150.511
31
===*-∑-）
（）（
➢ 其他三相短路电流
➢ 三相短路容量
（6）k-2点
➢ 总电抗标幺值
kA
I I I k 07.3)3(1)3()3(===''-∞kA
kA I i
sh
83.707.355.255.2)3()3(=⨯=''=A
MV A MV X
S S
k d k ·9.5579
.1·100)
1()
3(1
===
*
-∑-
➢ 三相短路电流周期分量有效值
➢ 其他三相短路电流
三相短路容量
60
.42
625
.559.12.0||4
3
2
1
)
2=++=++=*****-∑X X X X X
k （32
2214431.34.60
d k k I kA
I kA X -*
∑-=
=
=（）（）
kA
I
I
I k 3.31)3(2
)3()
3(==='
'-∞
kA
kA I i
sh
6.573.3184.184.1)
3()3(=⨯='
'=A
MV A MV X
S S
k d k ·7.2160
.4·100)
2()3(2
===
*
-∑-。