电力系统短路电流计算书
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算附录1电力系统的短路计算1.1一般规定1.1.1一般要求1.1.1.1本附录适用于船舶交流电力系统三相短路的短路电流和短路功率因数的计算。
两相短路的短路电流值，可取为相应三相短路的短路电流值的0.866倍。
1.1.1.2本计算方法适用于交流50Hz或60Hz非网格形，且中性点通过阻抗接地或中性点绝缘的低压和高压三相电力系统。
其计算结果具有足够的精确度。
1.1.1.3采用本计算方法计算短路发生后100m以内的短路电流，其计算结果可用作：(1)校核所选用的保护电器的短路接通能力和短路分断能力；(2)校核汇流排等元件的电动力稳定性和热稳定性；(3)为电力系统保护的设计和整定提供依据；(4)为在必要时选择适当的限流设备，以能将短路电流限制在保护电器的能力范围之内提供依据。
1.1.1.4在计算最大短路电流时，应考虑最恶劣情况，即应计及对应于船舶或海上设施电站最大负载工况下：(1)所有可能并联连接于主汇流排的发电机(包括短时转移负载的发电机在内)所馈送的短路电流；(2)所有可能投入运行的电动机所馈送的短路电流。
1.1.1.5一般应计算下列各处的短路电流：(1)发电机输出端；(2)主汇流排；(3)应急配电板、区配电板以及分配电板的汇流排；(4)电力和照明变压器次级侧。
此外，为电力系统保护的设计和整定需要，有时还应进行馈电线末端短路电流的计算。
1.1.1.6计算所需要的发电机、电动机、变压器和电缆等的各项特征参数，应由产品制造厂提供，并保证足够的精确度。
1.1.2定义1.1.2.1短路在正常情况下电路中处于不同电压的两点或更多点，通过一比较低的电阻或阻抗偶然或有意的连接。
1.1.2.2短路电流在电源不变情况下，由于故障或误操作引起短路而产生的过电流。
1.1.2.3预期短路电流(针对开关电器)当开关电器的每一极由一阻抗可以忽略不计的导体代替时，电路中可能流过的短路电流。
1.1.2.4对称短路电流预期(可达到的)短路电流交流对称分量的方均根值。
电力系统的短路电流的计算
3.4 电力系统三相短路的实用计算
在工程实际问题中，多数情况下只需计算短路瞬间的短路电流基波交流分量 的起始值。
基波交流分量的起始值的计算方法：将各同步发电机用其暂态电动势（或次暂态 电动势）和暂态电抗（或次暂态电抗）作为等值电势和电抗，短路点作为零电位， 然后将网络作为稳态交流电路进行计算。
短路冲击电流和最大有效值电流
短路电流的最大有效值：在短路过程中，任意时刻t的短路电流有效值
It，是以时刻t为中心的一个周期T内瞬时电流的方均根值。其表达式为：
IM
( I pm /
2)2
i2
t ( t 0.01s )
0.707I pm 1 2( K M 1)2
当KM＝1.8时，IM＝1.075Ipm； 当KM＝1.9时，IM＝1.145Ipm；
当转子旋转时，磁通切割定子导体而在其中感应电势。磁通首先切割A相导体，当转子转过120 度及240度，磁通再一次切割B相导体和C相导体。因此，A 相感应电势超前B相120度，
B相超前C相120度。
3.3 同步发电机突然三相短路的物理过程
同步发电机空载时突然三相短路的物理过程
电枢反应：同步电机在空载时，定子电流为零，气隙中仅存在着转子磁势。负载后， 除转子磁势外，定子三相电流也产生电枢磁势。同步电机在负载时，随着电枢磁势 的产生，使气隙中的磁势从空载时的磁势改变为负载时的合成磁势。因此，电枢磁 势的存在，将使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象称之为电枢反应。
第三章电力系统三相短路的实用计算
计算的条件和近似：电源
E|0| U|0| jI|0| xd
发电机的等值电动势为次暂态电动势； 等值电抗为直轴次暂态电抗； 若忽略负荷，则短路前为空载状态，所有电源的等值电动 势标幺值均为1，且同相位。 当短路点远离电源时，发电机端电压母线看作恒定电压源。
计算的条件和近似：电网 • 忽略线路对地电容和变压器的励磁回路 • 计算高压网时忽略电阻，低压网和电缆 线路用阻抗模值计算 • 标幺值计算中取变压器变比为平均额定 电压之比
计算的条件和近似：负荷 • 不计负荷（均断开）。 • 短路前按空载情况决定次暂态电动势， 短路后电网上依旧不接负荷。 • 近似的可行性是由于短路后电网电压下 降，负荷电流<<短路电流。
计算的条件和近似：电动机
• 短路后瞬间电动机倒送短路电流现象：图3-1 异步电动机在失去电源后能提供短路电流: 机械惯性和电磁惯性。 异步电动机短路电流中有交流分量和直流分量。
• 电力系统短路电流的工程计算只要求计 算短路电流基频交流分量的初始值，即 次暂态电流 I 。
WHY? 由于使用快速保护和高速断路器以后， 断路器开断时间小于0.1S
Q:各种电机的时间常数的大致范围为多少？
P32 表2-2
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
第一节 短路电流交流分量初始值计算
线形 网络
I f
f
只有第i个电势源 单独作用时的电 流分布
Iii
表示第i个电势源单独作用时从节点i流入网络的电流 表示第j个电势源单独作用时从节点i流出网络的电流
Iij
第i个电源节点的电流可以表示为：
I i I ii I ij
j 1 j i
n
第三章 电力系统三项短路电流的使用计算
近似计算2：
假设条件：
所有发电机的电势为1，相角为 0，即 E 10 不计电阻、电纳、变压器非标准变比。 不计负荷（空载状态）或负荷用等值电抗表示。 短路电路连接到内阻抗为零的恒定电势源上
起始次暂态电流和冲击电流的 实用计算
没有给出系统信息
X S*
IB IS
有阻尼绕组 jxd
jxd 无阻尼绕组
E
E
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
•起始次暂态电流：短路电流周期分量（基频分量） 的初值。
•静止元件的次暂态参数与稳态参数相同。
•发电机：用次暂态电势 E 和次暂态电抗 X d
表示。
E G 0 U G 0 jX dIG 0
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
（3）短路电流使用计算步骤
较精确计算步骤
绘制电力系统等值电路图 进行潮流计算 计算发电机电势 给定短路点，对短路点进行网络简化 计算短路点电流 由短路点电流推算非短路点电流、电压。
例题
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
电力系统三相短路的实用计算
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
（1）同步发电机的模型
ia
Eq xd
cos(t
0 )
Ed xq
sin(t
0 )
I cos(t 0－）
ia
Eq|0| xd
当cos(xtd
0
)xq(时Exqd|0|
Exqd|0I| )cos(x1td0E)qe|0|Ttd E(qE|0x|qd|0| ExE|dx0q|d|0|
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 3 U 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 2 U 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 ·N S av U 2 U 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 10kV35kV 63kV 110kV 220kV 330kV 500kV 架空 线路0.380.42 0.42 0.43 0.31(0.44) 0.32 0.30 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） X K (3)RI k (3)。
电力系统短路电流计算书
电力系统短路电流计算书电力系统短路电流计算书是电力系统设计和运维中非常重要的一份文档。
短路电流计算是电力系统中最重要的计算之一。
此计算是为了估算电力设备在发生电线短路时所承受的电流大小和持续时间，以便选定恰当的保护电器和电缆。
短路电流分析是依据系统的拓扑结构、线路参数和源的参数进行的。
因此，在短路电流计算中，根据电力设备的电气参数对整个电网进行仿真模拟是非常关键的一步。
比如说，在AC电源的电路分析过程中，需要考虑到系统的电阻、电抗和电容等电性质。
而在DC电源的分析过程中，需要把握电势差、电场和电流的关系。
电力系统短路电流的计算和分析有助于工程师们对电力设备的负荷特性进一步加深理解，从而能够设计出更为安全和稳定的电力系统。
在短路电流计算中，工程师们需要考虑很多因素，如需要仿真的系统拓扑结构，电缆线路的参数以及电气设备的参数等。
对于短路电流分析的结果，工程师们需要编写一份详细的短路电流计算书，并进行仔细的校对和核对。
这份文档将包含以下内容：1. 系统拓扑结构和各个节点的参数表格：这个表格将涵盖系统中所有电气设备的电性质参数，包括电流、电阻、电抗和电容等等。
2. 短路电流计算的详细过程：这个部分包括全部的短路电流计算过程，包括短路电流的费用和电力质量分析等。
3. 选定保护设备的详细方案：根据短路电流的计算结果，工程师们需要选定合适的保护设备，包括断路器、熔断器、隔离开关等等。
这一部分将提供关于保护设备相关性能和规格的详细参数表格。
4. 搜集短路电流计算数据的方法：短路电流测试可以提供真实有效的数据，让工程师们对他们的计算结果进行进一步的验证和校对。
这一部分将详细解释如何进行短路电流测试，并给出一些有用的短路电流测试方法和建议。
总之，电力系统短路电流计算书的编写对于电力工程来说是至关重要的。
它为电力系统的规划、实施和维护提供了基石。
不仅如此，这份文档更是对于电力系统设计和运维人员的一份重要参考，可以帮助他们做出最为理性和科学的决策。
电力系统短路电流计算书
电力系统短路电流计算书1短路电流计算的目的a.电气接线方案的比较和选择。
b.选择和校验电气设备、载流导体。
c.继电保护的选择与整定。
<1.接地装置的设计及确定中性点接地方式。
e.大、中型电动机起动。
2短路电流计算中常用符号含义及其用途a.厶-次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。
b.厶厂三相短路电流第一周期全电流有效值,用于校验电气设备和母线的动稳定及断路器额定断流容量。
c. b —三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。
<1.人-三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。
e.S「•次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。
f.Sg -稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定.3短路电流计算的几个基本假设前提a.磁路饱和、磁滞忽略不计。
即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。
b.在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。
c・各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。
<1.短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。
4基准值的选择为了计算方便，通常取基准容量S b=100MVA，基准电压3取各级电压的平均电压，即U h = U p=1.05U e ,基准电流I h=S b/y/3U h ;基准电抗x 厂常用基准值表(S b=100MVA)各电气元件电抗标么值计算公式其中线路电抗值的计算中，X。
为：a. 6~220kV 架空线取0.4 Q/kMb・3 5kV三芯电缆取0.12 Q/kMc.6〜10 k V三芯电缆取0.08 Q/kM上表中S”、Sb单位为MVA, U N、lh单位为kV, g、八单位为M。
5某炼油厂短路电流计算各主要元件参数5.1系统到长炼1 10kV母线的线路阻抗(标么值)a.峡山变单线路供电时：◊最大运行方式下：正序0. 1 05 2;O最小运行方式下：正序0.2 281b.巴陵变单线路供电时:◊ 最大运行方式下：正序0. 1 49 I ◊最小运行方式下:正序0.2 68 35.2 1 #、2 # 主变:S N =5 0 00 0 kVA;X%=14% 5.3 200分段开关电抗器：I N =4O0 OA ： X% = 6%5.4 厂用电抗器:I N =4 0 0 A;X%=4% 5.5配出线电抗器1： I N=7 5 0A ； X%=5%配出线电抗器2:I N = 1 000 A ;X% = 6%5.6 陆城变：UN=35kV ；SN=63k V A;X% = 7.43% 5.7陆城架空线：1= 1 1.3kM;UN=35K v5.8 1#催化 900 OkW 电机电抗器:I N=1500A ； Xk% = 5% 5.9 1 # 催化 5000kW 电机电抗器：lN=1000A;Xk%=4% 5.10 2# 催化 4 2 OOkW 电机电抗器：I^IOOOA ； Xk%=3% 5.11 4#发电机：S N =15MVA ； Xd”=12.4%5.12 1#、2#、3#、6#发电机:S N = 3.7 5MVA ： Xd”=9. 8 7% 6各元件阻抗标么值的计算6.11#、2#主变：人；=0.14•器= 0.286.2200分段开关电抗器："0.06 •聽= 0.1316.3厂用电抗器：^=0.04-^ = 0.8736.4配出线电抗器1：^=0.05.^ = 0.5826.5配出线电抗器2:^=0.06.^ = 0.5236.6陆城变：=0.0743-^ = 1.1796.7陆城架空线:築龍網X*=0.4xll.3x^=0・33*37~6.81井催化9 OOOkW 电机回路出线电抗器：X 厂 0・05 •跆= 0.296.91 #催化5000kW 电机回路出线电抗器：^=0.04.^ = 0.3496.10 2#催化4200 k W 电机回路出线电抗器：X ^=0.03^ = 0.266.11 4#发电机：X (/； =0.124-^^ = 0.8266.12 1 #、2#、3#、6#发电机：X,； =0.0987-^ = 2.6326.13 6kV 三芯电力电缆 ◊ lkM,每回路2根三芯电缆X —哆•器=0.101z6・3~◊ 2kM,每回路2根三芯电缆7最大运行方式（500. 200均合闸运行）下系统及某内部系统标么值阻抗图:V 3:kV J ...h >0.3建筑资料下载就崔筑龙网V — 0.08x2入水一—5—竺=0.202大系统j.i....h JO 架空戋 rc ：r::ii ：yi<5%岂漏主6kY I 段:.工.1「n.!. .1： ^< 7似交 .叮8 vF 交一点讪门I 段世线、1门9>0.;/3J.78<20吩段电抗A厂軒骨线 >0肿?5CJ 3% <〉［■>0.523俘能三 广二二 厂滤线尹汀!！築龍網H •> =2?.8最大运行方式下，主6 kV I 段母线K1点三相短路电流计算(4#机、2台30 OOkW 机及500、20 0合闸运行):当电源容量大于基准量的7.5 6倍时，即以供电电源的容量为基准的阻抗标么值冷$3 ^i(3/Xb=3 /0.3 97=7. 56),可以将供电电源视为无穷大电源系统。
第三章电力系统三相短路电流的实用计算
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算上一章讨论了一台发电机的三相短路电流，其阐发过程已经相当复杂，并且还不是完全严格的。
那么，对于包含有许多台发电机的实际电力系统，在进行短路电流的工程实际计算时，不成能也没有必要作如此复杂的阐发。
实际上工程计算时，只要求计算短路电流基频交流分量的初始值I ''即可。
1、I ''假设取 1.8M K =2.551.52M ch M ch i i I I I I ''==''==2、求I ''的方法：〔1〕手算 〔2〕计算机计算〔3〕运算曲线法：不单可以求0t =时刻的I '，还可以求任意时刻t 的t I 值。
§3－1I ''的计算〔I ''－周期分量起始有效值〕一、计算I ''的条件和近似1、电源参数的取用〔1〕发电机： 以101E ''和d X ''等值〔且认为d q X X ''''=，即都是隐极机〕 101101101d E U jI X ''''=+ 〔3－1〕101E ''在0t =时刻不突变。
〔2〕调相机： 与发电机一样，以101E ''和d X ''等值 但应注意：当调相机短路前为欠激运行时，∵101101E U ''< ∴不提供§3－2应用运算曲线法求任意时刻周期分量有效值tI由上章的阐发可知，即使是一台发电机，要计算其任意时刻的短路电流，也是较繁的。
首先必需知道各时间常数、电抗、电势参数，然后进行指数计算。
这对工程上的实用计算显然不适合的。
50年代以来，我国电力部分持久采用畴前苏联引进的一种运算曲线法来计算的。
此刻试行据我国的机组参数绘制的运算曲线，下面介绍这种曲线的制定和应用。
第三章电力系统三相短路电流的实用计算
为短路电流周期分量是不衰减的，而求得的短路电流周 期分量的有效值即为起始次暂态电流 I 。
例3－1 (P66)
条件与近似
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 a)直接法（如图（3-1）所示）
假设条件： 1.所接负荷为综荷
2. E 1 0
短路电流为：
1 1 I f x1 x2
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
（a）
（b）
(a)等值网络 (b)分解后正常、故障运行网络 图3-4 计及负荷时计算短路电流等值网络
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
（c）
（d） 图3-5 不计及负荷短路电流计算等值网络
正常运行方式为空载运行，网络各点电压为1；
故障分量网络中， U f 0 1
U1 Z11 Z U 2 21 U i Z i1 Z f 1 U f U n Z n1 Z12 Z 22 Zi 2 Zf2 Zn2 Z1i Z1 f Z 2i Z 2 f Z ii Z fi Z ni Z if Z ff Z nf Z1n 0 Z1 f Z2 n 0 Z2 f Z in Z if (3-16) Z fn I f Z ff Z nn 0 Z nf
同步发电机计算方法与调相机类似；
异步电动机短路失去电源后能提供短路电流。
突然短路瞬间，异步电动机在机械和电磁惯性作用下，
定转子绕组中均感应有直流分量电流，当端电压低于 次暂态电动势时，就向外供应短路电流。
第三章：电力系统三相短路实用计算
E ＿
''
＋
1
x '' d1
xL1
E ＿
''
＋
2
xd'' 2
+ xL2
U f |0|
x '' d1 xL1
xd'' 2
xL2 U f |0|
正常分量
故障分量
采用
E'' |0|
1
和忽略负荷的近似后
I
'' f
1
x '' d1
xL1
1
x'' d2
x '' L2
或者应用叠加原理，直接由故障分量求的
G
G
S LD1
L1 L2
S LD 2
f (3)
K
S LD 3
SLD1 SLD 2 SLD 3 为负荷
短路发生在 K 点
发生三相短路后的等效电路图
_
+ E1''
x '' d1
_
+ E2''
xd'' 2
xL1
零点电势等效为
xL2
U f |0|
U f |0|
上图可以等效 故障后网络=正常分量＋故障分量
SB
30 103
1650A
3U B 3 10.5
k (3) 115kV
50km
xd
xd
U S
2 N
N
U
2 B
xd 0.2
配变电系统短路电流计算实用手册
配变电系统短路电流计算实用手册摘要：一、引言二、配变电系统短路电流计算的基本概念1.短路电流的定义2.短路电流计算的目的和意义三、配变电系统短路电流计算的方法1.确定电路结构和参数2.计算电源侧的短路电流3.计算负载侧的短路电流4.计算短路电流的冲击分量四、配变电系统短路电流计算的实际应用1.确定继电保护动作值2.制定限流方案3.优化电气设计五、结论正文：一、引言配变电系统是电力系统中的重要组成部分，其安全稳定运行对电力供应具有举足轻重的作用。
短路电流计算是配变电系统设计、运行和维护过程中的关键环节，对于保证电力系统的安全和稳定具有重要意义。
本文旨在为您提供一本实用的配变电系统短路电流计算手册，帮助您更好地理解和应用短路电流计算。
二、配变电系统短路电流计算的基本概念1.短路电流的定义短路电流是指在电气设备或线路发生短路时，通过短路点的电流。
短路电流的大小取决于电源电压、短路阻抗以及电气设备的特性。
2.短路电流计算的目的和意义短路电流计算的主要目的是确定发生短路时各支路电流的大小，以便整定相应的继电保护动作值，使继电保护既灵敏又有好的选择性。
此外，短路电流计算还有助于制定限流方案、优化电气设计等。
三、配变电系统短路电流计算的方法配变电系统短路电流计算主要包括以下几个步骤：1.确定电路结构和参数在进行短路电流计算之前，首先要了解配变电系统的电路结构，包括电源、负载、变压器、开关等设备的连接方式和参数。
此外，还需要获取系统的阻抗数据，通常可以从供电局获取供电点的短路阻抗。
2.计算电源侧的短路电流电源侧短路电流的计算主要是根据电路结构和参数，通过欧姆定律计算得出。
通常将电源侧的短路阻抗设为0，以计算各分支的电流，结果即为短路电流。
3.计算负载侧的短路电流负载侧短路电流的计算同样需要根据电路结构和参数，通过欧姆定律计算得出。
需要注意的是，负载侧的短路电流可能包含三相短路电流、两相短路电流和单相短路电流。
4.计算短路电流的冲击分量短路电流的冲击分量是指在短路发生瞬间，电流瞬间变化的分量。
电力系统三相短路电流计算
电力系统三相短路电流及其计算短路全电流，为短路电流周期分量与非周期分量之和。
k p np i i i =+ 式中，p i 为短路电流周期分量，np i 为短路电流非周期分量。
短路冲击电流，三相短路电流峰值sh p i K =式中，sh K 为短路电流冲击系数。
12sh K <<（）短路全电流k i 的最大有效值，也称短路冲击电流有效值（指第一个周期内）sh p I =在高压电路发生三相短路时，一般可取 1.8sh K =，因此2.55sh p i I = 1.51sh p I I =在1000kVA 及以下电力变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时，一般可取 1.3sh K =，因此1.84sh p i I = 1.09sh p I I =一般来说，sh i 用来校验电气设备短路时的动稳定性，sh I 校验冲击电流的热稳定性高压三相短路电流计算短路计算中有关物理量一般采用以下单位。
电流kA ，电压kV ，短路容量和断流容量MVA ，设备容量kW 或kVA ，阻抗Ω。
标幺值法进行短路计算时，一般先选定基准容量100B S MVA =和基准电压 1.05B N av U U U ==（115kV ，10.5kV ，0.4kV ）根据功率方程S =，欧姆定律U = 基准电流B S I =基准电抗2BBBUXS==系统电源阻抗（电力系统的电抗）标幺值22*//B B Bs S BK B KU U SX X XS S S===KS为母线Ⅰ上的短路容量（电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量，一般由供电部门提供）电力变压器的电抗标幺值22*%%//100100K B B K BT T BT B TU U U U SX X XS S S===TS为配电变压器的额定容量（MVA）电力线路的电抗标幺值架空线路2*002//B BW W BB BU SX X X X l X lS U===电缆线路2*2//B BC C BB BU SZ X XS U===（注：一般高压短路回路的总电阻值R∑远小于总电抗X∑的1/3，计算中可不计高压元件有效电阻）限流电抗器2*//BK K BBU UUX X XS===其中KX，NU，NI为电抗器电抗百分值，额定电压，额定电流三相稳态短路电流（短路周期分量有效值）P KI I I∞==标幺值2***1//K PBK BBU S UI I I IS X X∑∑=====由此可得**1PP K B BI I I I IX∑=====三相短路容量**PBK av K av BSS I S IX∑====由**P KK B K BS S I S S S==，得**P KI S=即某点短路容量标幺值与该点的短路电流标幺值在数值上相等。
电力系统短路及短路电流计算-5
组不对称相量的对称分量中不包含有零序分量，这
是因为
Fu0
1 3
(Fu
Fv
Fw )
0
三相系统中，三个线电压之和恒等于零，所以 线电压中不含有零序分量。三角形接线中，线电流 也不含零序分量。没有中线的星形接线中，三相的 相电流之和必然为零，因而也不含零序分量。零序 电流必须以中性线（或以地代中性线）作为通路， 从中性线流过的零序电流等于一相零序电流的3倍。
I (2) A
3 1 3.86
100 2.467 kA 3 10.5
计算水电厂提供的短路电流
计算电抗
X C*
2.48
125 100
3.1
查运算曲线得，t=0.6s时，
I (2) 1*
0.32
则：
I (2) B
3 0.32
125 3.81kA 3 10.5
所以，短路点K发生两相短路，在t=0.6s 时的短路电流为：
（3）零序分量 Fu0 、Fv0 、Fw0 ，各相零序分量大
小相等，相位相同。
则一组不对称的三相相量就表示为：
Fu Fu1 Fu2 Fu0
Fv Fv1 Fv2 Fv0 Fw Fw1 Fw2 Fw0
注：若将任意一 个相量乘上“a”， 相当于将此相量 逆时针旋转120º；
为方便计算，引入一个旋转因子a：乘于上将“此相a2”量，顺相时当
漏磁电抗： XⅠ 、XⅡ 、X Ⅲ 与正序的相等
零序励磁电抗 X m0 ： 对三个单相、三相五柱式或壳式变压器： X m0
对三相三柱式： X m0 0.3 1
接线方式与零序电抗 在Y连接的绕组中，方向相同的零序电流无法
流通，其等值电路中相当于开路（即 X 0 ） 在Y0连接的绕组中，零序电流可以流通，其
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。
电力系统短路及短路电流计算-4
3U av
3 10.5
火电厂H2：
计算电抗
X CH 2
X 17
SH 2 Sj
0.208
2 25 / 0.8 100
0.13
4.4 有限大容量系统供电电路内三相短路
《发电厂变电所电气设备》
举例
第四章 电力系统短路及短路电流计算
《发电厂变电所电气设备》
第四章 电力系统短路及短路电流计算
4.4 有限大容量系统供电电路内三相短路
《发电厂变电所电气设备》
复习旧课
第四章 电力系统短路及短路电流计算
一、无限大容量系统的概念
是指由这种电源供电的电路内发生三相短路时，电源 的端电压恒定不变，电压的幅值和频率也都恒定不变，即 认定为该系统的容量为“无限大”，记作S =∞，电源的内 阻抗Z=0。
0.151
X *
0.1
0.088 2
0.151 2
0.22
4.4 有限大容量系统供电电路内三相短路
《发电厂变电所电气设备》
举例
第四章 电力系统短路及短路电流计算
（2）计算电抗
X C*
X
SN Sj
0.22 500 100
1.1
（3）计算短路电流及剩余电压
查附录一中汽轮机运算曲线得P307图3
《发电厂变电所电气设备》
运算曲线法
第四章 电力系统短路及短路电流计算
在短路电流计算中，一般是先求出统一基准功率Sj 下的某一电源支路的短路回路总电抗的标么值XΣ*，那 么，将其换算为计算电抗的公式：
X C*
X *
S N Sj
短路电流周期分量的标么值可表示为计算电抗 XC*和时间t的函数，即
Iz* = f（XC* ，t）
电力系统短路电流计算及标幺值算法
第七章短路电流计算Short Circuit Current Calculation§7-1 概述General Description一、短路的原因、类型及后果The cause, type and sequence of short circuit1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。
2、短路的原因：⑴ 元件损坏如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路 .⑵ 气象条件恶化如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等 .⑶ 违规操作如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压 .⑷ 其他原因如挖沟损伤电缆 , 鸟兽跨接在裸露的载流部分等.3、三相系统中短路的类型：⑴基本形式 : k ( 3)—三相短路；k ( 2)—两相短路；k (1)—单相接地短路；k (1,1)—两相接地短路；⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称 , 如三相短路；不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称 ;如两相短路、单相短路和两相接地短路.注: 单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少 , 但后果较严重。
4、短路的危害后果随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。
短路的危险后果一般有以下几个方面。
（1）电动力效应短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。
（2）发热短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。
（3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃及周围设备 .（4）电压大幅下降，对用户影响很大 .（5）如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电。
这是短路故障的最严重后果。
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HMDL 浙江海盟电力设备有限公司电力系统短路电流计算书1短路电流计算的目的a.电气接线方案的比较和选择。
b.选择和校验电气设备、载流导体。
c.继电保护的选择与整定。
d.接地装置的设计及确定中性点接地方式。
e.大、中型电动机起动。
2短路电流计算中常用符号含义及其用途a.2I－次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。
b.chI－三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳定及断路器额定断流容量。
c.chi－三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。
d.I∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。
e."z S－次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。
f.S∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定.3短路电流计算的几个基本假设前提a.磁路饱和、磁滞忽略不计。
即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。
b.在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。
c.各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。
d.短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。
4基准值的选择为了计算方便，通常取基准容量S b＝100MVA，基准电压U b取各级电压的平均电压，即U b＝U p＝1.05Ue，基准电流b bI S=；基准电抗2b b b b bX U U S==。
常用基准值表（S b＝100MVA）基准电压U b（kV） 6.3 10.5 37 115 230基准电流I b（kA）9.16 5.50 1.56 0.502 0.251基准电抗X b（Ω）0.397 1.10 13.7 132 530各电气元件电抗标么值计算公式其中线路电抗值的计算中，X0为：a.6~220kV架空线取0.4 Ω/kMb.35kV三芯电缆取0.12 Ω/kMc.6～10kV三芯电缆取0.08 Ω/kM上表中S N、S b单位为MVA，U N、U b单位为kV，I N、I b单位为kA。
5长岭炼油厂短路电流计算各主要元件参数5.1系统到长炼110kV母线的线路阻抗（标么值）a.峡山变单线路供电时：✧最大运行方式下：正序0.1052；✧最小运行方式下：正序0.2281b.巴陵变单线路供电时：✧最大运行方式下：正序0.1491✧最小运行方式下：正序0.26831＃、2＃主变：S N ＝50000kV A ；X ％＝14％ 200分段开关电抗器：I N ＝4000A ；X ％＝6％ 厂用电抗器：I N ＝400A ；X ％＝4％配出线电抗器1：I N ＝750A ；X ％＝5％配出线电抗器2：I N ＝1000A ；X ％＝6％陆城变：U N ＝35kV ；S N ＝63kV A ；X ％＝7.43％ 陆城架空线：l =11.3kM ；U N ＝35Kv1＃催化9000kW 电机电抗器：I N ＝1500A ；Xk ％＝5％ 1＃催化5000kW 电机电抗器：I N ＝1000A ；Xk ％＝4％ 2＃催化4200kW 电机电抗器：I N ＝1000A ；Xk ％＝3％ 4＃发电机：S N ＝15MV A ；Xd”＝12.4％1＃、2＃、3＃、6＃发电机：S N ＝3.75MV A ；Xd”＝9.87％6 各元件阻抗标么值的计算1＃、2＃主变："100*500.140.28b X =⋅=200分段开关电抗器：9.166* 4.0 6.30.060.131k X ××=⋅=厂用电抗器：9.166*0.46.30.040.873k X ××=⋅=配出线电抗器1：9.166*0.756.30.050.582k X ××=⋅=配出线电抗器2：9.166* 1.0 6.30.060.523k X ××=⋅=陆城变："100*6.30.0743 1.179b X =⋅=陆城架空线：2100*370.411.30.33X =××=1＃催化9000kW 电机回路出线电抗器：9.166* 1.5 6.30.050.29k X ××=⋅=1＃催化5000kW 电机回路出线电抗器：9.166* 1.06.30.040.349k X ××=⋅= 2＃催化4200kW 电机回路出线电抗器：9.166* 1.0 6.30.030.26k X ××=⋅=4＃发电机："1000.8*120.1240.826d X ×=⋅=1＃、2＃、3＃、6＃发电机： "1000.8*30.0987 2.632d X ×=⋅=6kV 三芯电力电缆✧ 1kM ，每回路2根三芯电缆20.08100*26.30.101X =⋅=✧ 2kM ，每回路2根三芯电缆20.082100*26.30.202X ×=⋅=7 最大运行方式（500、200均合闸运行）下系统及长岭内部系统标么值阻抗图：HMDL 浙江海盟电力设备有限公司8 最大运行方式下，主6kV I 段母线K1点三相短路电流计算（4＃机、2台3000kW 机及500、200合闸运行）：当电源容量大于基准量的7.56倍时，即以供电电源的容量为基准的阻抗标么值X js ≥3时（3/X b ＝3/0.397＝7.56），可以将供电电源视为无穷大电源系统。
短路电流的周期分量在整个短路过程中保持不变，即短路电流不衰减。
8.1 k 1点由大系统提供的三相短路电流为1sk I ：9.1610.272233.65sk ch I I I kA∞8.2 k 1点由4＃发电机提供的三相短路电流为41f k I ："12.40.82615441001000.124f jsf d X X ×查汽轮发电机运算曲线得：{8.60* 2.5t s zt t s I −−−−−−−−−−−=−−−−−−−−−−−=∞={8.6 6.311.82041* 2.5 6.3 3.437kA t s f k zt kA t sI I ×=−−−−−−−−−=×=−−−−−−−−−=∞∴=×=8.3 k 1点由一台3000kW发电机提供的三相短路电流为11f k I3.5053.7511000.1314f js X ×==查汽轮发电机运算曲线得：HMDL 浙江海盟电力设备有限公司{8.20* 2.5t s zt t s I −−−−−−−−−−−=−−−−−−−−−−−=∞={8.2 6.3 2.818011 2.5 6.30.859kA t sf k kA t s I ×=−−−−−−−−=×=−−−−−−−−=∞∴=所以，最大运行方式下，主6kV I 段母线三相短路电流为：(){333.6511.822 2.81851.110133.65 3.43720.85938.81kA t sk kA t sI ++×=−−−−−−−−=++×=−−−−−−−−=∞=即{51.1138.81ch I kA I kA ∞==k 1点两相短路电流为()210.86644.26k ch I I kA =×=7 750A ，5％电抗器后方各变电所最大运行方式下母线三相短路电流计算 7.1 电缆长度取1km ，每回路按2根电缆并联（含一循、二循、重整、焦化、常减压），k 2点的三相短路电流为：29.16(0.18320.5820.101)chk I =++9.160.866210.575kA =7.2 电缆长度取2km ，每回路按2根电缆并联（含幸福村、加氢、分子筛等），k 3点的三相短路电流为：39.16(0.18320.5820.202)chk I =++9.160.96729.47kA =81000A ，6％电抗器后方各变电所最大运行方式下母线三相短路电流计算 8.1 电缆线路取1km ，每回路按2根电缆并联（含一套催化、聚丙烯、连续重整、焦化高压泵、三循、四循、二套催化等），k4点的三相短路短路为：49.160.807211.35chk I kA ==8.2 电缆线路取2km ，每回路按2根电缆并联（含加氢压缩机、微球、王垄坡等），k5点的三相短路短路为：59.160.908210.09chk I kA9一套催化1＃主风机（9000kW ，4根3×240mm 2铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k6为：69.160.523617.49chk I kA ==10 一套催化2＃主风机（5000kW ，三根3×240mm 2铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k7为：79.160.599415.28chk I kA=11 二套催化1＃主风机（4200kW ，两根3240mm 2铜芯电缆）电缆末端三相短路电流k8为：89.160.544216.83chk I kA =12 动力厂厂用6kV 母线最大运行方式下三相短路电流为：大系统及动力厂2台发电机提供的三相短路电流为：99.161.06648.59sk I kA==背压机单独提供的三相短路电流为： 查汽轮发电机运算曲线得：{8.50.3442.924019 2.830.3440.9741kA s f k kA s f I I ×=−−−−−−−−−−×=−−−−−−−−−∞==出口所以，k9点的三相短路电流为：9919chk sk f k I I I =+{8.59 2.92411.51408.590.9749.564kA s kA s +=−−−−−−−−−−+=−−−−−−−−−−−∞=13 最小运行方式下系统及长岭内部供电系统标么阻抗图（由巴陵变单线路供电，500、200均断开运行，动力厂不开机）HMDL浙江海盟电力设备有限公司 13.1 最小运行方式下，动力厂厂用6kV 母线三相短路电流：9.16(0.26830.280.873) 6.45ch I kA =++=13.2 最小运行方式下，750A 、5％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取1km ，每回路按2根电缆并联，含一循、二循、重整、焦化、常减压等）9.16(0.26830.280.5820.101)7.44ch I kA =+++= 13.3 最小运行方式下，1000A 、6％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取1km ，每回路按2根电缆并联，含一套催化、四循、北区、二套催化、聚丙烯、连续重整、焦化高压泵、三循等） 9.16(0.26830.280.5230.101)7.814ch I kA =+++=13.4 最小运行方式下，一套催化1＃主风机（9000kW ）电缆末端三相短路电流：9.16(0.26830.280.290.0504)10.309ch I kA =+++= 13.5 最小运行方式下，一套催化2＃主风机（5000kW ）电缆末端三相短路电流： 9.16(0.26830.280.3490.0672)9.497ch I kA =+++=13.6 最小运行方式下，二套催化1＃主风机（4200kW ）电缆末端三相短路电流：9.16(0.26830.280.260.101)10.074ch I kA =+++=13.7 最小运行方式下，1000A 、6％电抗器后方变电所母线三相短路电流（电缆取2km ，每回路按2根电缆并联，含微球、王垄坡、加氢压缩机等）9.16(0.26830.280.5230.202)7.20ch I kA =+++=13.8 最小运行方式下，幸福村、加氢、分子筛6kV 母线三相短路电流：9.16(0.26830.280.5820.202) 6.875ch I kA =+++=13.9 最小运行方式下，动力厂主6kV 母线三相短路电流：9.16(0.26830.28)16.71ch I kA =+=14 陆城变容量63kV A ，阻抗百分比7.43％，出线电抗器1000A ，6％。