第7章电气设备选择及短路电流限制

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第七章电力系统三相短路

短路后——两个独立的回路
有源回路：
短路的全电流:
di Ri L E m sin( t ) dt
t / Ta
i i P iaP I Pm sin( t ) Ce
i P I Pm sin( t ) 变化规律：
其中
I Pm Em R 2 (L) 2
T a=0
X/R Ta kim 14 0.045 1.799
kim
30 0.064 1.855
2
实际计算时：
1
短路点发电机母线发电厂高压侧母线其它地点
kim 1.9 1.85 1.8
30
X/R
7.2.3 短路电流的有效值:
1 It T
以时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值
第七章电力系统三相短路的分析计算

短路的一般概念恒定电势源电路的三相短路同步电机的三相短路的暂态过程同步电机三相短路电流计算电力系统三相短路的实用计算
7.1
短路的一般概念
所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间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构成了通路，我们就称电力系统发生了短路故障。对称短路；不对称短路。
7.1.5 短路计算方法：

三相短路时系统三相参数仍然是对称的，可以采用对称电路的分析计算方法。不对称短路时，系统在短路发生处三相参数不再对称，所以要采用对称分量法将这种不对称转化为对称以后，再归结为对称短路的计算。

7.2 恒定电势源电路的三相短路
7.2.1三相短路的暂态过程

电气设备的选择原则

一、电气设备选择的基本原则1、按正常工作条件选择电气设备2、1、电气设备型式的选择选用电气设备必须考虑设备的装置地点和工作环境。

另外，根据施工安装的要求，或运行操作的要求，或维护检修的要求，电气设备又有各种不同的型式可供选择。

2、电气设备电压的选择选择电气设备时，应使所选择的电气设备的额定电压大于或等于正常时可能出现的最大的工作电压，即：3、UN ≥Uet4、3、电气设备额定电流的选择5、电气设备的额定电流应大于或等于正常工作时最大负荷电流，即6、IN ≥Iet7、我国目前所生产的电气设备，设计师取周围空气温度为40℃作为计算值，如装置地点周围空气温度低于40℃时，每低1℃，则电气设备（如断路器、负荷开关、隔离开关、电流互感器、及套管绝缘子等）的允许工作电流可以比额定值增大0.5%，但总共增大的值不能超过20%。

8、按短路条件校验电气设备1、电气设备的热稳定性校验电气设备热稳定性校验是以电气设备的短路电流的数值作为依据的，在工程上常采用下式来做热稳定性校验，即I2t t ≥I2∞t j≤I t√t/t j或I∞式中I t ——制造成规定的在t秒内电气设备的热稳定电流，这个电流是在指定时间内不使电器各部分加热到超过所规定的最高允许温度的电流（kA）；t ――与I t相对应的时间，通常规定为1s、4s、5s或10s ；I∞――电路中短路电流周期分量的稳态值（kA）；t j ――家乡时间（s），参见第四章第六节。

2. 动稳定校验断路器、负荷开关、隔离开关及电抗器的动稳定应满足下式的要求I max ≥I shi max ≥i sh式中I max、i max ――制造厂规定的电器允许通过的最大电流的有效值和幅值（kA）；I sh、i sh ――按三项短路电流计算所得的短路全电流的有效值和冲击电流值（kA）。

3. 开关电器的断流能力的检验高压断路器、低压断路器和熔断器等设备，应当具备在最严重的短路状态下切断故障电流的能力。

电力系统稳态分析7 电力系统故障的基本知识

其中：
Im
Um
(RR)22(LL)2
tg1(LL)
RR
整理课件
（2）三相短路过程中电流分析
uaU msi nt ()
ia=？ f ( 3 )
ubU msi nt (12 )0
ib=？
ucU msi nt (24 )0 ic=？
特征：对于无限大容量电源系统，发生短路过程中，由
于电源端口的电压和频率保持不变，因此，可忽略电源内
最大有效值即为短路整后理课第件一个周期内的电流有效值
将I短t公路式T 1 冲代tt 击入T T//2 2 电，i2 d 流得tT 1tt T T//2 2(i交 + i直 )2d t=I m / 22 i直 2 I i m 短p 路电I 流m / 最2 大2 i 直 2 ( t 0 .0 1 s )I m /2 2 i i m p I m 2
也是，冲击电流产生的条件！
短路前空载
由于X>>R，故 k 900 , 得： 00或 1800
意味着：此时电压过零。
整理课件
③ 短路冲击电流发生的时间点：
ia
短路前空载
全电流
t
电压过零点
短路后半个周
整理课件
期：T/2
④ 短路冲击电流的数学描述：
全电流表达式：
iaImsi nt (k)
t
[Imsi n ()Imsi n (k)e ]Ta （ t0）
1）发电机低压母线短路 Kimp 1.9 2）发电厂高压母线后短路 Kimp1.85 3）其他地点短路： Kimp1.80
短路冲击电流的作用：检验设备动稳定性整理课件
IV 短路电流的最大有效值
ia
短路前空载

发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章

发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章第一章能源和发电1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。

答：第一、机械能。

它包括固体一流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。

其中动能和势能是大类最早认识的能量，称为宏观机械能。

第二、热能。

它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。

第三、化学能。

它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学瓜是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。

第四、辐射能。

它是物质以电磁波形式发射的能量。

如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。

第五、核能。

这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。

释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。

第六、电能。

它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。

或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。

1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源；三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。

电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。

随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。

电气化在某种程度上成为现代化的同义词。

电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。

1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。

按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。

限制短路电流的方法

行业资料：________ 限制短路电流的方法单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1 页共9 页限制短路电流的方法目前在电力系统中，用得较多的限制短路电流的方法有以下几种：选择发电厂和电网的接线方式；采用分裂绕组变压器和分段电抗器；采用线路电抗器；采用微机保护及综合自动化装置等。

1选择发电厂和电网的接线方式通过选择发电厂和电网的电气主接线，可以达到限制短路电流的目的。

在发电厂内，可对部分机组采用长度为40km及以上的专用线路，并将这种发电机—变压器—线路单元连接到距其最近的枢纽变电所的母线上，这样可避免发电厂母线上容量过份集中，从而达到降低发电厂母线处短路电流的目的。

为了限制大电流接地系统的单相接地短路电流，可采用部分变压器中性点不接地的运行方式，还可采用星形—星形接线的同容量普通变压器来代替系统枢纽点的联络自耦变压器。

在降压变电所内，为了限制中压和低压配电装置中的短路电流，可采用变压器低压侧分列运行方式；在输电线路中，也可采用分列运行的方式。

在这两种情况下，由于阻抗大，可以达到限制短路电流的目的，不过为了提高供电可靠性，应该加装备用电源自动投入装置。

对环形供电网，可将电网解列运行。

电网解列可分为经常解列和事故自动解列两种。

电网经常解列是将机组和线路分配在不同的母线系统或母线分段上，并将母线联络断路器或母线分段断路器断开运行，这样可显著减小短路电流。

电网事故自动解列，是指在正常情况下发电厂的母线联络断路器或分段断路器闭合运行，当发生短路时由自动装置将母第 2 页共 9 页线(或分段)断路器断开，从而达到限制短路电流的目的2采用分裂绕组变压器和分段电抗器在大容量发电厂中为限制短路电流可采用低压侧带分裂绕组的变压器，在水电厂扩大单元机组上也可采用分裂绕组变压器。

为了限制6～10kV配电装置中的短路电流，可以在母线上装设分段电抗器。

(最新整理)短路故障分析

以下情况也可以看作无限大功率电源系统：（1）多台发电机并联运行；（2）短路点远离电源等情况。
2021/7/26
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二、三相短路的暂态过程分析
•短路前电路处于稳态：
eEmsin(t) i Ims in(t)
图7-1 简单三相电路短路
Im
Em
(RR)22(LL)2
t g1(LL)
RR
假定t＝0时刻发生短路 a相的微分方程式如下：
图7-3 短路电流非周期分量有最大可能值的条件图
将Im 0 ， 90 和＝0代入式短路全电流表达式：
iIPc mot sIPe m t/T a
短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期时出现
（如图7-4）。若 f 50 Hz，这个时间约为0.01秒，将其代入式（７-8），可得短路冲击电流：
tg 1 L
R
（2）非周期电流（直流分量或自由分量）
短路电流的自由分量,记为
t
ia PCep tCeTa
（C为由初始条件决定的积分常数）
p— 特征方程 RpL0 的根。
pR L
T a — 非周期分量电流衰减的时间常数
Ta
1 p
L R
积分常数的求解
短路后的全电流可表示为：
短路前电流：
i iP ia P I Ps m itn () C t/T a e
四、短路电流的有效值
•在短路过程中，任意时刻t的短路电流有效值，是指以时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值，即
ItT 1tt T T //2 2 it2d t T 1tt T T //2 2 (ip tia)p2d t t
为了简化计算，通常假定：非周期电流在以时间t为中心的一个周期内恒定不变，因而它在时间t的有效

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。

电气设备的选择与校验知识

(6-18)
式中 K2——可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时
K2=1.5～2.0；当一组电力电容器时K2=1.3～1.8)；
IN.C——电力电容器回路的额定电流。
(3) 熔断器开断电流校验。
I Noc Ish
(6-19)
对断于器非，I k限在流电熔流断达器最，大选值择之时前用电冲路击已电切流断的，有可效不值计非I sh周进期行分校量验的；影对响于，限而流采熔用
为了便于比较，必须求出短路时作用在绝缘子帽上
的计算作用力Fc
其中
Fc

Fmax
H1 H
(N)
(6-21)
H1 H b h / 2
式中 H——绝缘子高度；
H1——绝缘子底部到母线中心线的高度(mm)；
b ——母线支持片的厚度，一般竖放矩形母线
图6-4 绝缘子受力示意图
= M F，(3当) L挡8 数大于2时，＝ M F，(3)LL为10母线的挡距；
W
──母线的截面系数(m3)，当母线水平放置时(图4.13)，
W b2h 6
，此处
b为母线截面的水平宽度，h为母线截面的垂直高度，b和h的单位均为m。
不作为母线的矩形硬导线，其动稳定度校验条件和校验方法与硬母线一样。
I N.FE = K1I max
(6-17)
式中 K1——可靠系数(不计电动机自起动时K1=1.1～1.3；考虑电动机自起
动时K1=1.5～2)。
用于保护电力电容器的高压熔断器，当系统电压升高或波形畸变引起
回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误动作，其熔体额定电流可按
下式选择
I N.FE K2 I Ngc
I t2t

电气设备安全管理规定范本

电气设备安全管理规定范本第一章总则一、为了保障电气设备的安全使用，维护人员和财产的安全，根据《中华人民共和国电器安全法》及相关法律法规，制定本规定。

二、本规定适用于我单位内所有电气设备的安全管理，包括设备的选购、安装、使用、维护和报废等方面。

三、电气设备安全管理的原则是预防为主、综合治理、全员参与、长期有效。

第二章设备选购一、对于需要采购新设备的，应根据具体的工作需求和安全要求，选择符合国家标准和相关技术规范的电气设备。

二、在与供应商进行合作时，应充分了解供应商的信誉和所提供设备的质量。

选购的设备必须取得合格证或产品认证，并具备符合国家标准的检测报告。

三、在选购设备时，应注重设备的安全性能和可靠性，不应只以价格为唯一标准。

第三章设备安装一、设备的安装必须按照设备生产厂商提供的安装说明和相关标准进行，确保安装的稳固可靠。

二、设备的安装位置应考虑到设备的通风、散热和防火要求，确保设备不受外界环境的影响，同时也不对周围环境造成危险。

三、设备的安装必须符合相关法律法规的规定，不得暴露在易燃、易爆、腐蚀性或湿度较高的环境中。

第四章设备使用一、在使用设备时，必须严格按照设备的操作说明进行操作，不得擅自更改或拆卸设备。

二、设备的使用人员必须经过专业培训，熟悉设备的操作方法和安全措施，能够正确应对设备异常情况的处理。

三、设备的使用期限和使用条件必须符合设备的设计要求，不得超负荷使用或使用不符合要求的电源。

第五章设备维护一、设备的日常维护必须按照设备生产厂商提供的维护手册进行，如无特殊要求，应至少每季度进行一次设备维护。

二、设备维护工作应记录维护人员的姓名、维护时间、维护内容等，确保维护工作的查证和追溯。

三、发现设备故障时，应及时停止使用设备，并通知维护人员进行维修或更换。

第六章设备报废一、设备的报废必须经过评估和确认，并有相应的报废手续。

二、报废设备必须进行安全处理，不得随意丢弃或为他用。

三、报废设备的相关资料和记录应进行归档保存，以备日后参考和审查。

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。

《发电厂电气部分》(含答案版)

《发电厂电气部分》(含答案版)能源和发电1、火、水、核等发电厂的分类依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。

火电厂的分类：（1）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。

（2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。

水力发电厂的分类：按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。

（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。

核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。

2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，调频，调相，备用。

3、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。

整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。

能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。

4、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。

第二章发电、变电和输电的电气部分1、一次设备、二次设备的概念一次设备：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称二次设备2、断路器、隔离开关的区别隔离开关由于没有灭弧装置，不能开断负荷电流或短路电流。

电力系统【第七章：电力系统三相短路的分析与计算】

电⼒系统【第七章：电⼒系统三相短路的分析与计算】⼀.电⼒系统故障概述 1.短路短路是指电⼒系统正常运⾏情况下以外的相与相或相与地【或中性线】之间的故障连接。

2.对称短路与不对称短路三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路。

其它⼏种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路，如下： 3.产⽣短路的主要原因是电⽓设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。

4.系统中发⽣短路相当于改变了电⽹的结构，必然引起系统中功率分布的变化，⽽且发电机输出功率也相应发⽣变化。

5.为了减少短路对电⼒系统的危害，可以采⽤限制短路电流的措施，在线路上装设电抗器。

但是最主要的措施是迅速将发⽣短路的部分与系统其它部分进⾏隔离，这样发电机就可以照常向直接供电的负荷和配电所的负荷供电。

6.电⼒系统的短路故障有时也称为横向故障，因为它是相对相【或相对地】的故障。

还有⼀种故障称为纵向故障，即断线故障，指的是⼀相或多相断线使系统运⾏在⾮全相运⾏的情况。

在电⼒系统中的不同地点【两处以上】同时发⽣不对称故障的情况，称为复杂故障。

⼆.⽆限⼤功率电源供电的系统三相短路电流分析 1.电源功率⽆限⼤时外电路发⽣短路（⼀种扰动）引起的功率改变对电源来说微不⾜道，因⽽电源的电压和频率对应于同步发电机的转速保持恒定。

2.⽆限⼤电源可以看做由多个有限功率电源并联⽽成的，因其内阻抗为零，电源电压保持恒定。

实际上，真正的⽆限⼤电源是不存在的，只能是⼀种相对概念往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对⼤⼩来判断电源是否作为⽆限⼤功率电源。

若供电电源的内阻抗⼩于短路回路总阻抗的10%时，则可认为供电电源为⽆限⼤功率电源。

在这种情况下，外电路发⽣短路对电源影响较⼩，可近似认为电源电压幅值和频率保持恒定。

3.当短路点突然发⽣三相短路时，这个电路即被分成两个独⽴的回路。

及有电源连接的回路和⽆电源连接的回路。

在有电源连接的回路中，其每相阻抗减⼩，对应的稳态电流必将增⼤。

7电气设备选择

带电抗器的出线回路 QF7：
K2点比k7点短路时电流大。但干式电抗器可靠性高，且与QF间连线很短，k2 点短路几率很小，因此选择k7为短路计算点，以便出线选用轻型断路器。
18
短路计算点的选择方法
厂用变压器回路QF8 选 k8 点， QF8 至厂用变压器间的连线多为较长电缆，存在短路的可能性。
UN ≥UNs IN1 ≥Imax
UN 、IN1：TA一次额定电压和额定电流； UNS 、Imax ：TA安装处一次回路工作电压和最大长期工作电流。
50
额定二次电流的选择
额定二次电流有5A和1A两种
– 一般弱电系统用1A，强电系统用5A – 配电装潢子距离控制室较远时，为能使TA多带二次
负荷或减小电缆截面，提高准确度，尽量采用1A。
– 作为电压互感器（3~110kV）的短路保护（不能做过载保护），选用RN2、RN4、RW10、RXW0等系列；
– 作为电力电容器回路的短路或过载保护，可选用BRN1、 BRN2、BRW等系列；
31
高压熔断器的选择
按额定电压选择
– 熔断器的额定电压应不小于所在电网的额定电压。
按额定电流选择
– 要求熔断器必须符合下列条件
27
隔离开关的选择
隔离开关应根据下列条件选择：
型式和种类；额定电压；额定电流；动稳定；热稳定。
型式和种类的选择应根据配电装置的布置特点、使用要求及技术经济条件等因素确定。
其它四项技术条件与高压断路器相同。
28
主要内容
电气设备选择的一般条件高压断路器和隔离开关的选择高压熔断器的选择限流电抗器的选择电流互感器的选择电压互感器的选择
一般高压电路短路时ish =2.55I″ 发电机端或发电机电压母线短路时ish =2.69I″

7 电力系统三相短路分析

1 1 jk e Z* Z*
当计及电阻影响时，则可改用下式计算：
I*k
（7-16）
图7-4（a）所示系统中任意一点 M 的残余电压U*M 为
U*M I*k (R*M jX *M )
（7-17）
第七章电力系统三相短路的分析计算
它超前于电流的相位角为
M tg 1
第七章电力系统三相短路的分析计算
短路的危害：短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设备过热而损坏甚至烧毁；
短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；
短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常工作；
严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列，
iimp 1.84I p
周期内短路全电流瞬时值的方均根值，即
1 1 2 It ia dt (i pt inpt ) 2 dt T tT T tT
2 2
tT 2
tT 2
第七章电力系统三相短路的分析计算
为简化It的计算，可假定在计算所取的一个周期内周期分量电流有效值恒定。非周期分量电流的数值在该周期内恒定不变且等于该周期中点瞬时值，故
解：取SB=100MVA , UB=Uav，则
* x1 0.105
100 0.525 20
100 2.19 3.2
* x 2 0.4 10 / Z d 0.4 10
100 0.292 2 37
* * x3 x 4 0.07
E* 1
第七章电力系统三相短路的分析计算
较各种不同方案的接线图，确定是否需要采用限制短路电流的措施等；
进行短路电流计算的目的：选择和校验各种电气设备合理配臵继电保护和自动装臵选择合理的电气接线图

电气设备选择及校验方法

电气设备选择的一般原则按工作环境及正常工作条件选择电气设备；（1）电气设备所处位置、使用环境、工作条件选择型号（2）按工作电压选择电气设备的额定电压（3）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。

按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 1) 短路热稳定校验当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值，即满足热稳定的条件zhishang1 式中： I ∞— 短路电流的稳态值； tima —短路电流的假想时间；It — 设备在t 秒内允许通过的短时热稳定电流； t — 设备的热稳定时间。

2)短路动稳定校验当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件zhishang2 式中：ish ， Ish —— 短路电流的冲击值和冲击有效值;imax ，Imax —— 设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。

3）开关电器断流能力校验对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，zhishang3 式中：.N W NU U ≥N cI I ≥， — 三相最大短路电流与最大短路容量；， — 断路器的开断电流与开断容量。

高压开关电器的选择高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关 1）根据使用环境和安装条件选择设备型号； 2）正常工作条件下，选择设备额定电压和额定电流 .N W NU U ≥N cI I ≥3）按最大可能的短路电流校验动稳定性和热稳定性zhishang44）开关电器断流能力校验例5-1 ：试选择某35KV 户内型变电所主变压器二次侧高压开关柜的高压断路器，已知变压器35/10.5KV ，5000KVA ，三相最大短路电流3.35KA ，冲击短路电流8.54KA ，三相短路容量60.9MVA ，继电保护动作时间1.1S 。

解:1）变压器工作环境选择类型：户内，故选择户内少油断路器2）二次侧线路电压选择断路器额定电压，变压器二次侧的额定电流来选择断路器额定电流；3）高压断路器动稳定和热稳定性校验4）利用最大开断电流校验高压断路器断流能力高压断路器选择校验表 jianbiao 高压隔离开关的选择只用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，不需校验其断流能力。

第7章电力系统短路分析

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 2021/7/30 采用电抗器本身的额定电压值；同级时，也
（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。
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➢ 短路对电力系统正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路点及其附近设备流过的短路电流值大大增加，可能超过该回路额定电流许多倍。短路点距发电机的电气距离愈近（即阻抗愈小），短路电流愈大。
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2．短路电流造成的后果
（1）短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设备过热而损坏甚至烧毁；
（2）短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；
（3）短路电流基本上是电感性电流，它将产生较强的去磁性电枢反应，从而使发电机的端电压下降，同时短路电流流过线路使其电压损失增加。
I d Sd 3U d
Z d U d
3I d
U
2 d
Sd
（7-4）
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它们的标幺值分别为
S * U *I *
U
*
Z *I *
I
*
I
Id
3U d I Sd
Z * R*
jX * Sd R
U
2 d
j Sd X
U
2 d
（7-5）
在标幺制中，三相电路计算公式与单相计算公式完全相同。因此，有名单位制中单相电路的基本公式，可直接应用于三相电路中标幺值的运算。

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

短路电流的危害及限制措施

短路电流的危害及限制措施电力系统在运转中相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(短路)时流过的电流称为短路电流。

在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。

三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路。

在中性点直接接地的电网中，以一相对地的短路故障为最多，约占全部短路故障的90%。

在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。

发生短路时，由于电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流大大增加，可能超过回路的额定电流许多倍。

短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离，例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10～15倍，在大容量的电力系统中，短路电流可高达数万安培。

短路电流的危害短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。

巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生特别大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。

短路也同时引起系统电压大幅度降低，尤其是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。

网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。

电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运转的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。

短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运转的可能性愈大。

短路电流的限制措施为了进一步保证系统安全可靠地运转，减轻短路造成的影响，除在运转维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。