第七章电力系统的短路计算
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(2)在设计和选择电气主接线时也需要短路计算 提供数据；
(3)为合理配置各种继电保护和自动装置需要短 路计算提供依据。
第二节 标幺制
一、概述
在短路电流计算中，各电气量的数值，可以用有名值表示， 也可以用标幺值表示。通常在1kV以下的低压系统中宜采用 有名值，而高压系统中宜采用标幺值。
在高压电网中，通常总电抗远大于总电阻，所以可以只计 各主要元件的电抗而忽略其电阻。
➢发电机：通常给出SN、UN和额定电抗标幺值 X G(N )* ，则
XG(d)*
XG(N)*
Sd SN
UN2 Ud2
➢变压器：通常给出SN、UN和短路电压百分数 U k % ，
由于 所以
U k% U U N k1003 U IN N XT10X 0T(N)*100
XT(d)* XT(N)* S SN dU U N d 2 2U 1k% 0S S0 N dU U N d 2 2
在电力系统正常运行时，除中性点外，相 与相或相与地之间是绝缘的。如果由于某种 原因使其绝缘破坏而产生了通路，我们就称 电力系统发生了短路故障。
二、短路的原因
产生短路的主要原因： 1、电气设备载流部分的绝缘损坏
各种形式的过电压（如雷击） 绝缘材料的自然老化、脏污 直接机械损伤 2、人为事故 运行人员带负荷拉倒闸 线路检修后未拆除地线就加上电压 3、鸟兽跨接在裸露的载流部分 4、气象条件恶化 风、雪、雹等自然现象所造成的短路
工程中先选
Id
Sd 3Ud
Sd U d
Zd
Ud
U
2 d
3 Id Sd
I*
I Id
3Ud I Sd
Z*
R
jX Zd
R*
jX
*
Sd
U
2 d
R
j
S U
d 2 d
X
求实际值
U U *U d
I I*Id I*
Sd 3Ud
三、不同准标幺值之间的换算
来自百度文库
电力系统中各电气设备如发电机、变压器、电抗器等所 给出的标幺值都是额定标幺值 ，进行短路电流计算时必须将 它们换算成统一基准值的标幺值。 换算方法是：
XG*
XT1*
X X X ' L 1 *
' T2*
' L2*
画出等值电路。选基本级，基准Sd和Ud。将不是基本级上电抗 有名值折算到基本级，再分别求相应元件电抗标么值。
上例若选基本级为I,则有
I T1
Ⅱ
T2
Ⅲ
G
XL1
XL2
10.5/121
110/6.6
XG
XT1
XL '1 X T ' 2 XL ' 2
二、标幺制的概念
某一物理量的标幺值Ａ* ，等于它的实际值A与所选定的
基准值Ad的比值，即
A A* Ad
电力系统中的物理量 U I S Z
选择基准值
U d Id Sd Z d
U
*
U Ud
I I* Id
S*
S Sd
P jQ Sd
P*
jQ *
Z*
Z Zd
R
jX Zd
R * jX *
二、基准值选择
三、短路的种类
四、短路的现象及后果
短路所发生的基本现象是： 1 电流剧烈增加 2 系统中的电压将急剧下降
短路的后果：
（1）短路点的电弧有可能烧坏电气设备。
（2）很大的短路电流通过导体时，要引起导体间很 大的机械应力，如果导体和它们的支架不够坚固， 则可能遭到损坏；
（3）短路时，系统电压大幅下降，对用户工作影响 很大。系统中最主要的负荷异步电动机可能停转， 造成产品报废及设备损害；
式中，SRN 3URNIR为N 电抗器的额定容量。
➢输电线路：通常给出线路长度和每公里的电抗值，则 XL(d)* X ZdLXLU Sd d2x0lU Sd d2
五、多级电压网络中标么值计算
I T1
Ⅱ
T2
Ⅲ
G
10.5/121
XG
XT1
XL1
XL2
110/6.6
XL '1 X T ' 2 XL ' 2
XG*
XT1*
X X X ' L 1 *
' T2*
' L2*
求变压器变比和折算电抗
1.5 0
110
k1121k26.6
XL '1k1 2XL1
XT ' 2k1 2XT2
XL '2k1 2k2 2XL2
XG
XT1
XL '1 X T ' 2 XL ' 2
XG*
XT1*
X X X ' L 1 *
' T2*
X
Sd U L1 2
dII
X L1*
U dII
Ud k1
X' L 2*
X
' L2
S U
d 2 d
k
2 1
k
2 2
X
L
2
S U
电气工程基础
电气工程
绪论------电力系统的基本概念和知识 发电系统 输变电系统 电力系统负荷 电力网的稳态计算 电力系统的短路计算 电气主接线的设计与设备选择 电力系统继电保护 实验
电气工程
第七章 电力系统短路计算
第一节 电力系统的短路故障
一、短路的概念
所谓短路，是指电力系统除正常情况以 外的相与相之间或相与地之间的“短接”。
➢先将以额定值为基准的电抗标幺值 X (N )*还原为有名值，即
X()
X(N)*XNX(N)*
UN 2 SN
➢选定Sd和Ud，则以此为基准的电抗标幺值为：
X(d)*X X ( d) X( )U Sd d 2X(N)*U SN N 2U Sd d 2
四、电力系统各元件电抗标幺值的计算
选取统一的基准Sd Ud ，求各元件电抗标幺值
' L2*
X L '1 k 1 2 X L 1 X T '2 k 1 2 X T 2 X L '2 k 1 2 k 2 2 X L 2
X G*
XG
Sd
U
2 d
X T 1*
X
T
1
S U
d 2 d
X' L 1*
X
' L1
Sd
U
2 d
k
2 1
X
L1
S U
d 2 d
X L1
Sd (U d / k1 ) 2
式中
XT(N)*
Uk%为变压器的额定电抗标幺值。
100
➢电抗器：通常给出IRN、URN和电抗百分数 XR%，其中
XR% 3U IRRN X NR100XR(N)*100
∴X R (d )* X X d R X 1 R % 0 U 3 R IR 0 N U S N d d 2 X 1 R % 0 S S R dU 0 U N R 2 d 2 N X N *S S L R dU U N R 2 d 2N
（4）有可能使并列的发电厂失去同步，破坏系统稳 定，引起大片地区停电；
（5）不对称短路引起的不平衡电流所产生的不平衡 磁通，会在邻近的平行线路内（如通信线路或铁道 信号系统）感应很大的电动势。这将造成通信的干 扰。
五、短路计算的目的
(1)校验电气设备的机械稳定性和热稳定性需要 短路计算中冲击电流和最大有效值电流；
(3)为合理配置各种继电保护和自动装置需要短 路计算提供依据。
第二节 标幺制
一、概述
在短路电流计算中，各电气量的数值，可以用有名值表示， 也可以用标幺值表示。通常在1kV以下的低压系统中宜采用 有名值，而高压系统中宜采用标幺值。
在高压电网中，通常总电抗远大于总电阻，所以可以只计 各主要元件的电抗而忽略其电阻。
➢发电机：通常给出SN、UN和额定电抗标幺值 X G(N )* ，则
XG(d)*
XG(N)*
Sd SN
UN2 Ud2
➢变压器：通常给出SN、UN和短路电压百分数 U k % ，
由于 所以
U k% U U N k1003 U IN N XT10X 0T(N)*100
XT(d)* XT(N)* S SN dU U N d 2 2U 1k% 0S S0 N dU U N d 2 2
在电力系统正常运行时，除中性点外，相 与相或相与地之间是绝缘的。如果由于某种 原因使其绝缘破坏而产生了通路，我们就称 电力系统发生了短路故障。
二、短路的原因
产生短路的主要原因： 1、电气设备载流部分的绝缘损坏
各种形式的过电压（如雷击） 绝缘材料的自然老化、脏污 直接机械损伤 2、人为事故 运行人员带负荷拉倒闸 线路检修后未拆除地线就加上电压 3、鸟兽跨接在裸露的载流部分 4、气象条件恶化 风、雪、雹等自然现象所造成的短路
工程中先选
Id
Sd 3Ud
Sd U d
Zd
Ud
U
2 d
3 Id Sd
I*
I Id
3Ud I Sd
Z*
R
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jX
*
Sd
U
2 d
R
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S U
d 2 d
X
求实际值
U U *U d
I I*Id I*
Sd 3Ud
三、不同准标幺值之间的换算
来自百度文库
电力系统中各电气设备如发电机、变压器、电抗器等所 给出的标幺值都是额定标幺值 ，进行短路电流计算时必须将 它们换算成统一基准值的标幺值。 换算方法是：
XG*
XT1*
X X X ' L 1 *
' T2*
' L2*
画出等值电路。选基本级，基准Sd和Ud。将不是基本级上电抗 有名值折算到基本级，再分别求相应元件电抗标么值。
上例若选基本级为I,则有
I T1
Ⅱ
T2
Ⅲ
G
XL1
XL2
10.5/121
110/6.6
XG
XT1
XL '1 X T ' 2 XL ' 2
二、标幺制的概念
某一物理量的标幺值Ａ* ，等于它的实际值A与所选定的
基准值Ad的比值，即
A A* Ad
电力系统中的物理量 U I S Z
选择基准值
U d Id Sd Z d
U
*
U Ud
I I* Id
S*
S Sd
P jQ Sd
P*
jQ *
Z*
Z Zd
R
jX Zd
R * jX *
二、基准值选择
三、短路的种类
四、短路的现象及后果
短路所发生的基本现象是： 1 电流剧烈增加 2 系统中的电压将急剧下降
短路的后果：
（1）短路点的电弧有可能烧坏电气设备。
（2）很大的短路电流通过导体时，要引起导体间很 大的机械应力，如果导体和它们的支架不够坚固， 则可能遭到损坏；
（3）短路时，系统电压大幅下降，对用户工作影响 很大。系统中最主要的负荷异步电动机可能停转， 造成产品报废及设备损害；
式中，SRN 3URNIR为N 电抗器的额定容量。
➢输电线路：通常给出线路长度和每公里的电抗值，则 XL(d)* X ZdLXLU Sd d2x0lU Sd d2
五、多级电压网络中标么值计算
I T1
Ⅱ
T2
Ⅲ
G
10.5/121
XG
XT1
XL1
XL2
110/6.6
XL '1 X T ' 2 XL ' 2
XG*
XT1*
X X X ' L 1 *
' T2*
' L2*
求变压器变比和折算电抗
1.5 0
110
k1121k26.6
XL '1k1 2XL1
XT ' 2k1 2XT2
XL '2k1 2k2 2XL2
XG
XT1
XL '1 X T ' 2 XL ' 2
XG*
XT1*
X X X ' L 1 *
' T2*
X
Sd U L1 2
dII
X L1*
U dII
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X
' L2
S U
d 2 d
k
2 1
k
2 2
X
L
2
S U
电气工程基础
电气工程
绪论------电力系统的基本概念和知识 发电系统 输变电系统 电力系统负荷 电力网的稳态计算 电力系统的短路计算 电气主接线的设计与设备选择 电力系统继电保护 实验
电气工程
第七章 电力系统短路计算
第一节 电力系统的短路故障
一、短路的概念
所谓短路，是指电力系统除正常情况以 外的相与相之间或相与地之间的“短接”。
➢先将以额定值为基准的电抗标幺值 X (N )*还原为有名值，即
X()
X(N)*XNX(N)*
UN 2 SN
➢选定Sd和Ud，则以此为基准的电抗标幺值为：
X(d)*X X ( d) X( )U Sd d 2X(N)*U SN N 2U Sd d 2
四、电力系统各元件电抗标幺值的计算
选取统一的基准Sd Ud ，求各元件电抗标幺值
' L2*
X L '1 k 1 2 X L 1 X T '2 k 1 2 X T 2 X L '2 k 1 2 k 2 2 X L 2
X G*
XG
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2 d
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式中
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Uk%为变压器的额定电抗标幺值。
100
➢电抗器：通常给出IRN、URN和电抗百分数 XR%，其中
XR% 3U IRRN X NR100XR(N)*100
∴X R (d )* X X d R X 1 R % 0 U 3 R IR 0 N U S N d d 2 X 1 R % 0 S S R dU 0 U N R 2 d 2 N X N *S S L R dU U N R 2 d 2N
（4）有可能使并列的发电厂失去同步，破坏系统稳 定，引起大片地区停电；
（5）不对称短路引起的不平衡电流所产生的不平衡 磁通，会在邻近的平行线路内（如通信线路或铁道 信号系统）感应很大的电动势。这将造成通信的干 扰。
五、短路计算的目的
(1)校验电气设备的机械稳定性和热稳定性需要 短路计算中冲击电流和最大有效值电流；