新版工厂供电短路电流培训课件
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《工厂供电短路电流》课件
工厂供电短路电流
短路电流是工厂供电系统中重要的安全问题。了解短路电流的计算、保护及 实际应用，对于提高工厂的供电安全水平至关重要。
什么是工厂供电短路电流？
电流短路
因电路失效或短路，导致电源提供更大电流。 会造成电源过载，甚至电源和电器设备损坏。
工厂供电系统
是指通过变电站等地电网输电方式，将高电压 电能通过开关、配电柜等设备分配为低电压电 能的系统。
参考资料
1. 《电力系统短路计算与保护》 2. 《电力系统故障分析与保护》 3. 《现代电气控制技术》
2
短路电流计算方法
介绍了常见的短路电流计算方法，包括手算和计算软件等。
3
短路电流计算注意事项
在进行短路电流计算时需要注意的关键问题,包括参数的确定以及计算结果的评 估等。
为什么需要短路器设备不受短路电流的伤害和损坏，保障企业生产和经济效益。
2 避免火灾和爆炸
及时切断短路电流，防止烟火从短路点喷出导致火灾和爆炸等安全事故。
最常见的保护方式，可以分为电流方向保护和 电压方向保护。
接地保护
用于检测和切断设备的接地故障，防止漏电引 发短路电流。
过压保护
可以检测和切断设备中的过电压，防止设备损 坏。
油中保护
用于处理油浸变压器的保护问题。
短路电流实际案例分析
1
短路电流案例1
某工厂内的一台变压器因绝缘老化短路并引发火灾，造成千万元的经济损失。
城市建设中的施工需求
需要在短时间内完成电网的施工， 需要对短路电流有一定的认识和 掌握。
总结
1 工厂供电短路电流的重要性
工厂供电短路电流是工业企业安全生产的重要问题，需要引起足够的重视。
2 提高工厂供电短路电流防护的方法和建议
短路电流是工厂供电系统中重要的安全问题。了解短路电流的计算、保护及 实际应用，对于提高工厂的供电安全水平至关重要。
什么是工厂供电短路电流？
电流短路
因电路失效或短路，导致电源提供更大电流。 会造成电源过载，甚至电源和电器设备损坏。
工厂供电系统
是指通过变电站等地电网输电方式，将高电压 电能通过开关、配电柜等设备分配为低电压电 能的系统。
参考资料
1. 《电力系统短路计算与保护》 2. 《电力系统故障分析与保护》 3. 《现代电气控制技术》
2
短路电流计算方法
介绍了常见的短路电流计算方法，包括手算和计算软件等。
3
短路电流计算注意事项
在进行短路电流计算时需要注意的关键问题,包括参数的确定以及计算结果的评 估等。
为什么需要短路器设备不受短路电流的伤害和损坏，保障企业生产和经济效益。
2 避免火灾和爆炸
及时切断短路电流，防止烟火从短路点喷出导致火灾和爆炸等安全事故。
最常见的保护方式，可以分为电流方向保护和 电压方向保护。
接地保护
用于检测和切断设备的接地故障，防止漏电引 发短路电流。
过压保护
可以检测和切断设备中的过电压，防止设备损 坏。
油中保护
用于处理油浸变压器的保护问题。
短路电流实际案例分析
1
短路电流案例1
某工厂内的一台变压器因绝缘老化短路并引发火灾，造成千万元的经济损失。
城市建设中的施工需求
需要在短时间内完成电网的施工， 需要对短路电流有一定的认识和 掌握。
总结
1 工厂供电短路电流的重要性
工厂供电短路电流是工业企业安全生产的重要问题，需要引起足够的重视。
2 提高工厂供电短路电流防护的方法和建议
工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算.ppt
L R
EXIT
3. 最严重三相短路的短路电流 产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 α=0 (2)短路前空载或 cosΦ=1 (3)短路回路纯电感 Φ=90
ik
I pm
sin( t
)
[Im
sin(
)
I pm
sin(
)]e
t
LR
EXIT
4. 短路电流的几个物理量
短路电流周期分量有效I值（稳态短路电流I∞） pm
ik
I
pm
sin( t
) [Im
sin(
)
I pm
sin(
)]e
t
LR
I pm
Um
R 2 2 L2
EXIT
校验设备动稳 定
i 短路冲击电流 sh
短路冲击电流是短路全电流的最大瞬时值，
i I I e I 0.01Tk (1 e0.01Tk ) 2k I
sh
pm pm
pm
sh p
(1)电气绝缘损坏
造成短路的 (2)误操作及误接 原因通常有：
(3)飞禽跨接裸导体
(4) 其他原因 电气绝缘损坏是造成短路的主要原因
EXIT
可能是由于设备或线 路长期运行，其绝缘自然 老化而损坏；
也可能是设备或线路 本身质量差，绝缘强度不 够而被正常电压击穿，过 负荷或过电压(内部过电压 带或负雷荷电误)击拉穿高；压隔离开关， 很可能也会可造能成是三设相计弧、光安装短路； 将和低运电行压不设当备而接导在致较短高路电。压 的电路中也可能造成设备绝 缘鸟击类穿及而蛇短、路鼠。 等 小 动 物 跨 接在裸露的不同电位的导 体之间，或者咬坏设备和 导线电缆的绝缘部分，都 可能导致短路。
短路电流计算培训课件
Network Optimization Expert Team
二、短路过程的简单分析
f (3)
析uA全uAU响左mU应边simns；：int短与t路电R后源kRl k，l相每连相的阻短抗路iiaa 变回小路，—R—其 R分稳
态电流值必将增大；但由LLkl于kl 存在电感，故 LL
电uB流uU不B mU能simns突int变t，12将10200出0 现非周i期ibb 分量电R流R ，
正常的电力系统中，除中性点之外，相与相和相与地之间是 绝缘的，不论由于何种原因使绝缘遭到破坏,不同电位的导电部 分之间的低阻抗短接而构成通路，即所谓电力系统发生了短路 故障。
Network Optimization Expert Team
一、短路及其原因、后果 原因：
1. 概 述
1）电气绝缘损坏 2）误操作 3）自然灾害（雷电、大风、雨雪、地震、鸟兽害等）
Network Optimization Expert Team
二、短路的类型
1. 概 述
4）两相接地短路：中性点不接地系统中，任意两相发生单 相接地而产生的短路。
Network Optimization Expert Team
三、计算短路电流的目的
1. 概 述
（1） 选择和校验电气设备
（2） 继电保护装置的整定计算
Network Optimization Expert Team
一、短路及其原因、后果 后果：
（1） 短路的电动效应和热效应 （2） 电压骤降 （3） 造成停电事故 （4） 影响系统稳定 （5） 产生电磁干扰
1. 概 述
Network Optimization Expert Team
1. 概 述
Network Optimization Expert Team
二、短路过程的简单分析
f (3)
析uA全uAU响左mU应边simns；：int短与t路电R后源kRl k，l相每连相的阻短抗路iiaa 变回小路，—R—其 R分稳
态电流值必将增大；但由LLkl于kl 存在电感，故 LL
电uB流uU不B mU能simns突int变t，12将10200出0 现非周i期ibb 分量电R流R ，
正常的电力系统中，除中性点之外，相与相和相与地之间是 绝缘的，不论由于何种原因使绝缘遭到破坏,不同电位的导电部 分之间的低阻抗短接而构成通路，即所谓电力系统发生了短路 故障。
Network Optimization Expert Team
一、短路及其原因、后果 原因：
1. 概 述
1）电气绝缘损坏 2）误操作 3）自然灾害（雷电、大风、雨雪、地震、鸟兽害等）
Network Optimization Expert Team
二、短路的类型
1. 概 述
4）两相接地短路：中性点不接地系统中，任意两相发生单 相接地而产生的短路。
Network Optimization Expert Team
三、计算短路电流的目的
1. 概 述
（1） 选择和校验电气设备
（2） 继电保护装置的整定计算
Network Optimization Expert Team
一、短路及其原因、后果 后果：
（1） 短路的电动效应和热效应 （2） 电压骤降 （3） 造成停电事故 （4） 影响系统稳定 （5） 产生电磁干扰
1. 概 述
Network Optimization Expert Team
1. 概 述
Network Optimization Expert Team
工厂供电第3章短路电流及其计算精选文档PPT课件
教学重点： 短路的原因、后果及其形式；
三相短路电流的计算；两相和单相短路电流的计算； 短路电流的效应和稳定度校验。
教学难点：
三相短路电流和短路容量的计算；
短路电流的电动效应和热效应
10.11.2020
2
一、短路的原因
❖ 绝缘损坏、过电压、外力损伤、违反操作规程、动物 造成等
二、短路的后果
❖ 产生很大的电动力、很高温度、元器件损坏；电压骤 停、影响电气设备正常运行；停电、电力系统运行的
10.11.2020
19
❖ 解 1、求k-1点的三相短路电流和短路容量 （UC1=10.5KV)
❖ (1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
❖ ①电力系统的电抗；由附录表3可查得SN1010Ⅱ型断路器的断流容量SOC=500MVA，因此
❖ ②架空线路的电抗： 由表4-1查得，因此
❖ ③绘k-1点短路的等效电路如图3-5a所示，并 计算总电抗如下：
6～10kV
220／380V
架空线路 电缆线路
0.40 0.12
0.35 0.08
0.32 0.066
10.11.2020
18
❖ 例4-1 某供配电系统如图所示。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。
ishksh 2I
IIik
10.11.2020
12
第3节 无限大容量电力系统中三相短路 电流的计算
一概述 首先要绘出计算电路图。 并计算短路电路中各元件的阻抗。 在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的 一些主要元件表示出来， 并标明其序号和阻抗值一般是分子标序号，分母标阻抗值.
三相短路电流的计算；两相和单相短路电流的计算； 短路电流的效应和稳定度校验。
教学难点：
三相短路电流和短路容量的计算；
短路电流的电动效应和热效应
10.11.2020
2
一、短路的原因
❖ 绝缘损坏、过电压、外力损伤、违反操作规程、动物 造成等
二、短路的后果
❖ 产生很大的电动力、很高温度、元器件损坏；电压骤 停、影响电气设备正常运行；停电、电力系统运行的
10.11.2020
19
❖ 解 1、求k-1点的三相短路电流和短路容量 （UC1=10.5KV)
❖ (1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
❖ ①电力系统的电抗；由附录表3可查得SN1010Ⅱ型断路器的断流容量SOC=500MVA，因此
❖ ②架空线路的电抗： 由表4-1查得，因此
❖ ③绘k-1点短路的等效电路如图3-5a所示，并 计算总电抗如下：
6～10kV
220／380V
架空线路 电缆线路
0.40 0.12
0.35 0.08
0.32 0.066
10.11.2020
18
❖ 例4-1 某供配电系统如图所示。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。
ishksh 2I
IIik
10.11.2020
12
第3节 无限大容量电力系统中三相短路 电流的计算
一概述 首先要绘出计算电路图。 并计算短路电路中各元件的阻抗。 在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的 一些主要元件表示出来， 并标明其序号和阻抗值一般是分子标序号，分母标阻抗值.
供配电技术短路电流的计算幻灯片PPT
短路计算中有关物理量的单位：电流为kA；电压为kV；短路 容量和断流容量单位为MVA；设备容量单位为kW或kVA；阻抗 单位为Ω等。如果采用工程上常用的单位来计算，则应注意所用 公式中各物理量单位的换算系数。
采用欧姆法进行短路计算
欧姆法即有名单位制法。因其短路计算中的阻抗都采用 有名单位“欧姆”而得名。在无限大容量系统中发生三相 短路时，其三相短路电流周期分量有效值可按下式计算：
（3） 电力线路的阻抗 ①线路的电阻RWL可由导线、电缆的单位长度电阻R0值求得
RWL ROl
②线路的电抗XWL可由导线、电缆的单位长度电抗X0值求得
XW LXOl
式中R0、X0是分别为导线、电缆单位长度的电阻和电抗， l是线路长度。均可从相关手册或产品样本查阅。
求出短路电路中各元件的阻抗后，就化简了短路电路，
（5 ） 短路电流的计算概述
在计算电路图上将短路计算所需考虑的各元件额定参 数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计 算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气 元件有最大可能的短路电流通过。接下来要按所选择的 短路计算点绘出等效电路图， 如上图所示。
工厂供电系统通常把电力系统当作无限大容量电源，短路电路 一般只采用阻抗串、并联的方法进行化简。对简化电路求出其等 效总阻抗，最后计算短路电流和短路容量。
X 1W 'X L 1W (U U a a Lv v )2 2 1 (U U a av v )2 2 3 (U U a av v )2 4 3 1WL的标幺值电抗为
X 1 *W X Z 1 d L 'W X 1 L 'W U S d d 2 4 L X 1W U S a d 2 v L X 1 1W U S d d 21 L
采用欧姆法进行短路计算
欧姆法即有名单位制法。因其短路计算中的阻抗都采用 有名单位“欧姆”而得名。在无限大容量系统中发生三相 短路时，其三相短路电流周期分量有效值可按下式计算：
（3） 电力线路的阻抗 ①线路的电阻RWL可由导线、电缆的单位长度电阻R0值求得
RWL ROl
②线路的电抗XWL可由导线、电缆的单位长度电抗X0值求得
XW LXOl
式中R0、X0是分别为导线、电缆单位长度的电阻和电抗， l是线路长度。均可从相关手册或产品样本查阅。
求出短路电路中各元件的阻抗后，就化简了短路电路，
（5 ） 短路电流的计算概述
在计算电路图上将短路计算所需考虑的各元件额定参 数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计 算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气 元件有最大可能的短路电流通过。接下来要按所选择的 短路计算点绘出等效电路图， 如上图所示。
工厂供电系统通常把电力系统当作无限大容量电源，短路电路 一般只采用阻抗串、并联的方法进行化简。对简化电路求出其等 效总阻抗，最后计算短路电流和短路容量。
X 1W 'X L 1W (U U a a Lv v )2 2 1 (U U a av v )2 2 3 (U U a av v )2 4 3 1WL的标幺值电抗为
X 1 *W X Z 1 d L 'W X 1 L 'W U S d d 2 4 L X 1W U S a d 2 v L X 1 1W U S d d 21 L
工厂供电课件第四章
(3) Ik
Uc 3 Z
Uc
2 2 3 R X
(4-18) 式中 Uc——短路点的短路计算电压(或称为平均额定电压)。 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UN高 5％。 ∣ZΣ|、RΣ、XΣ——分别为短路电路的总阻抗[模]、总电阻 和总电抗值 (Ω)。
第三节 无限大容量电力系统中短路 电流的计算
2. 欧姆法短路计算的步骤和示例
1) 短路计算的步骤 按欧姆法进行短路电流计算的步骤如下。 (1) 绘出短路的计算电路图，并根据短路计算目的确定短路计算点，如图 4.4所示。 (2) 针对短路计算点绘出短路电路的等效电路图，此图只需表示出计及阻 抗的元件，并标明其序号和阻抗值，一般是分子标序号，分母标阻抗值 (既有电阻又有电抗时，用复数形式R+jX来表示)，如图4.5(a)、图4.5(b)所 示。 (3) 按照短路计算点的短路计算电压计算各元件的阻抗，并将计算结果标 注在等效电路图上。 (4) 按照网络化简的方法求等效电路的总阻抗。I k(3) (3) (3) (3) (5) 计算短路点的三相短路电流周期分量有效值 。 I (3) I ish I sh (6) 计算短路点的其他短路电流 Sk(3) 、 、 和 。 (7) 计算短路点的三相短路容量 。
(3) I k 1
U c1 3 X (k 1)
10.5 3 2.12
kA≈2.86kA
② 三相次暂态短路电流和短路稳态电流
(3) (3) I (3) I I k 1 =2.86kA
③ 三相短路冲击电流及其有效值 (3) ish 2.55I (3) =2.55×2.86kA≈7.29kA (3) Ish 1.51I (3) =1.51×2.86kA≈4.32kA ④ 三相短路容量
Uc 3 Z
Uc
2 2 3 R X
(4-18) 式中 Uc——短路点的短路计算电压(或称为平均额定电压)。 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UN高 5％。 ∣ZΣ|、RΣ、XΣ——分别为短路电路的总阻抗[模]、总电阻 和总电抗值 (Ω)。
第三节 无限大容量电力系统中短路 电流的计算
2. 欧姆法短路计算的步骤和示例
1) 短路计算的步骤 按欧姆法进行短路电流计算的步骤如下。 (1) 绘出短路的计算电路图，并根据短路计算目的确定短路计算点，如图 4.4所示。 (2) 针对短路计算点绘出短路电路的等效电路图，此图只需表示出计及阻 抗的元件，并标明其序号和阻抗值，一般是分子标序号，分母标阻抗值 (既有电阻又有电抗时，用复数形式R+jX来表示)，如图4.5(a)、图4.5(b)所 示。 (3) 按照短路计算点的短路计算电压计算各元件的阻抗，并将计算结果标 注在等效电路图上。 (4) 按照网络化简的方法求等效电路的总阻抗。I k(3) (3) (3) (3) (5) 计算短路点的三相短路电流周期分量有效值 。 I (3) I ish I sh (6) 计算短路点的其他短路电流 Sk(3) 、 、 和 。 (7) 计算短路点的三相短路容量 。
(3) I k 1
U c1 3 X (k 1)
10.5 3 2.12
kA≈2.86kA
② 三相次暂态短路电流和短路稳态电流
(3) (3) I (3) I I k 1 =2.86kA
③ 三相短路冲击电流及其有效值 (3) ish 2.55I (3) =2.55×2.86kA≈7.29kA (3) Ish 1.51I (3) =1.51×2.86kA≈4.32kA ④ 三相短路容量
短路电流及其计算培训讲义(共 37张PPT)
( 3 ) " ( 3 ) i 2 . 5 5 I s h
( 3 ) " ( 3 ) i 1 . 8 4 I s h
( 3 ) " ( 3 ) （对高压系统） I 1 . 5 1 I s h
( 3 ) " ( 3 ) （对低压系统） I 1 . 0 9 I s h
三相短路容量：
( 3 ) S k
Uk % Uc2 所以 X T 100 SNT
2 2 US % U U U % * k d c c k 标幺值 X XX T T d 1 0 0S 0 0 S N . T S d 1 N T
§3.2 无限大容量电力系统中三相短路电流 的计算
3、三相短路电流的计算 三相短路电流周期分量有效值的标么值:
Sd Sd Id 3 U 3 U d c
基准电流 基准电抗
Ud Uc2 Xd 3Id Sd
2、 供电系统各元件电抗标幺值
2 2 S U U * X d c c S ①电力系统的电抗标幺值 X S X S S d S k d k
式中，Sk为电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量。
A* A
Ad
某量的标幺值=该量的实际值(任意单位)/该量的基准值(与实际值同单位)
按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sd
和基准电压Ud。
§3.2 无限大容量电力系统中三相短路电流 的计算
基准容量取
S 1 0 0 M V A d
U U 1 . 0 5 U d c N
基准电压取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即
第三章 短路电流及其计算
主讲人：田行军
tianxingjun66@
工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算
EXIT
4.1.4
计算短路电流目的
1.选择和校验电气设备。 2.继电保护装置的整定计算。 3.设计时作不同方案的技术比较。 4.电力系统短路试验、故障分析、稳定控制措施制 定的依据 5.网络结构规划、设计的依据（主接线方案、运行 方式、及限流措施）
EXIT
4.1.5 短路电流计算的基本假设
基本假设有： (1) 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各 元件参数恒定。 (2) 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元 件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可用 一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗 的1/3时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂 态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。 (3) 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与 相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下， 都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计算 中才考虑过渡电阻。 (4) 除不对称故障处出现局部不对称外，实际的 电力系统通常都可以看做三相对称的。
EXIT
EXIT
4.1.3
短路的危害
1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件 和短路电路中的其它元件损坏。 2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。 3.造成停电事故。 4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡 磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子 设备等产生干扰。 5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并 列运行发电机组失去同步，造成系统解列。
短路暂态过程： t ik I pm sin( t ) [ I m sin( ) I pm sin( )]e
LR
EXIT
3. 最严重三相短路的短路电流 产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 α =0 (2)短路前空载或 cosΦ =1 (3)短路回路纯电感 Φ =90
4.1.4
计算短路电流目的
1.选择和校验电气设备。 2.继电保护装置的整定计算。 3.设计时作不同方案的技术比较。 4.电力系统短路试验、故障分析、稳定控制措施制 定的依据 5.网络结构规划、设计的依据（主接线方案、运行 方式、及限流措施）
EXIT
4.1.5 短路电流计算的基本假设
基本假设有： (1) 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各 元件参数恒定。 (2) 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元 件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可用 一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗 的1/3时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂 态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。 (3) 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与 相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下， 都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计算 中才考虑过渡电阻。 (4) 除不对称故障处出现局部不对称外，实际的 电力系统通常都可以看做三相对称的。
EXIT
EXIT
4.1.3
短路的危害
1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件 和短路电路中的其它元件损坏。 2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。 3.造成停电事故。 4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡 磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子 设备等产生干扰。 5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并 列运行发电机组失去同步，造成系统解列。
短路暂态过程： t ik I pm sin( t ) [ I m sin( ) I pm sin( )]e
LR
EXIT
3. 最严重三相短路的短路电流 产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 α =0 (2)短路前空载或 cosΦ =1 (3)短路回路纯电感 Φ =90
工厂供电第五章短路电流
工厂供电第五章短路电 流
2020/11/12
工厂供电第五章短路电流
短路故障的种类
工厂供电第五章短路电流
短路参数
短路计算的目的：为了正确选择和校验电气设备，准 确地整定供配电系统的保护装置，避免在短路电流作用下 损坏电气设备，保证供配电系统中出现短路时，保护装置 能可靠动作。
无限大容量电力系统，指其容量相对于用户供电系统 容量大得多的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至 发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本保 持不变。如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻 抗的5%～10%，或电力系统容量超过用户供电系统容量 的50倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。
无限大容量电力系统中发生三相短路 a)三相电路图 b)等效单相电路图
工厂供电第五章短路电流
第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析
突然短路时电路的方程式:
求解方程可得短路电流瞬时值为:
短路电流 由两部分组成： 1）短路电流的稳态分量 周期分量 2）短路电流的暂态分量 非周期分量或自由分量
工厂供电第五章短路电流
工厂供电第五章短路电流
第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析
短路冲击电流有效值-
高压供电系统中, 低压供电系统中,
指短路后第周期分量衰减完毕以后的短路全电流的有效值
工厂供电第五章短路电流
第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析
短路稳态电流
（无限大容量系统）
短路电流的表示：
三相短路 、两相短路
、两相接地短路
、单相短路
工厂供电第五章短路电流
工厂供电第五章短路电流
工厂供电第五章短路电流
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
2020/11/12
工厂供电第五章短路电流
短路故障的种类
工厂供电第五章短路电流
短路参数
短路计算的目的：为了正确选择和校验电气设备，准 确地整定供配电系统的保护装置，避免在短路电流作用下 损坏电气设备，保证供配电系统中出现短路时，保护装置 能可靠动作。
无限大容量电力系统，指其容量相对于用户供电系统 容量大得多的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至 发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本保 持不变。如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻 抗的5%～10%，或电力系统容量超过用户供电系统容量 的50倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。
无限大容量电力系统中发生三相短路 a)三相电路图 b)等效单相电路图
工厂供电第五章短路电流
第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析
突然短路时电路的方程式:
求解方程可得短路电流瞬时值为:
短路电流 由两部分组成： 1）短路电流的稳态分量 周期分量 2）短路电流的暂态分量 非周期分量或自由分量
工厂供电第五章短路电流
工厂供电第五章短路电流
第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析
短路冲击电流有效值-
高压供电系统中, 低压供电系统中,
指短路后第周期分量衰减完毕以后的短路全电流的有效值
工厂供电第五章短路电流
第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析
短路稳态电流
（无限大容量系统）
短路电流的表示：
三相短路 、两相短路
、两相接地短路
、单相短路
工厂供电第五章短路电流
工厂供电第五章短路电流
工厂供电第五章短路电流
3rew
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工厂供电第3章短路电流及其计算幻灯片PPT
④绘k-2点短路的等效电路如图所示，并计算其总电抗如下：
X (k 2 ) X 1 X 2 X 3 /X /4 3 .2 1 4 0 2 .5 1 4 3 0 8 1 3 0 6 .8 1 6 3 0
2
2021/5/24
24
（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：
U c 3Z
U c 3R 2X 2
2021/5/24
15
短路计算中三大主要元件：
（一）电力系统的阻抗：
XS
Uc2 Soc
（二）电力变压器的阻抗
1.变压器的电阻: 2.变压器的电抗:
RT Pk(U SNc)2
XT
Uk%Uc2 10S0N
2021/5/24
16
(三) 电力线路的阻抗
1.线路的电阻
2021/5/24
19
❖ 解 1、求k-1点的三相短路电流和短路容量 （UC1=10.5KV)
❖ (1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
❖ ①电力系统的电抗；由附录表3可查得 SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量 SOC=500MVA，因此
❖ ②架空线路的电抗： 由表4-1查得，因此
❖ ③绘k-1点短路的等效电路如图3-5a所示， 并计算总电抗如下：
Id X *
2021/5/24
28
4、三相短路容量
SK (3)3IK (3)U C3 X Id * U cX Sd *
四、两相短路电流的计算
五IK(、2) 单 相2UZ短C 路电流I的K (2)计/I算K (3)3/20 .866
大接地电流系统、三相四线制系统发生单相短路时
I(1) K
3U Z1Z2Z3
继电保护-短路电流计算方法PPT课件
保护配合同时考虑自动装置的投切。
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7
电网间的联网及联络线传输功率的控制
电网间的联网传输功率的控制：一般受电力 交易市场交易行为的限制。
联络线传输功率的控制：根据负荷和发电出力 的变化，在稳定导则的规定情况下，对相关联络线 进行潮流控制。 控制方法：调整接线方式、降低送电端发电出力、 增加受电端发电出力、在受电端限电。
③ 短路时系统电压大幅降低，对用户影响很大，如 异步电动机转速下降甚至停转。
④ 距离较近＋功率较大＋持续时间较长时，并列运 行的发电机可能会失去同步，造成稳定性破坏， 大面积停电。
⑤ 不对称故障引起不平衡磁通，在临近平行通信线 路内产生大电势，干扰通信系统。
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44
4）短路计算的目的
（1） 选择电气设备的依据。例如断路器、互 感器、瓷瓶、母线、电缆等（机械稳定 度和热稳定度）。
额定范围
允许范围 事故故障
正常运行
异常运行
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事故运行
紧急事故处理
15
电网正常运行方式
➢ 能充分满足用户对电能的需求； ➢ 电网所有设备不出现过负荷和过电压问题,所有
输电线路的传输功率都在稳定极限以内; ➢ 有符合规定的有功及无功功率备用容量; ➢ 继电保护及安全自动装置配置得当且整定正确; ➢ 系统运行符合经济性要求; ➢ 电网结构合理,有较高的可靠性、稳定性和抗事
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3
电力系统运行方式：根据本系统实际情况，合理使用资源， 使整个系统 在安全、优质、经济运行情况下的决策。
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4
1、电力系统运行方式研究的对象
（1）网内电源与负荷的电力电量平衡。 （2）厂站（所）的主接线方式及保护配合。 （3）各电网间的联网及联络线传输功率的控制。 （4）电网的调峰。 （5）无功电源的运行调度。 （6）电网结构。
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7
电网间的联网及联络线传输功率的控制
电网间的联网传输功率的控制：一般受电力 交易市场交易行为的限制。
联络线传输功率的控制：根据负荷和发电出力 的变化，在稳定导则的规定情况下，对相关联络线 进行潮流控制。 控制方法：调整接线方式、降低送电端发电出力、 增加受电端发电出力、在受电端限电。
③ 短路时系统电压大幅降低，对用户影响很大，如 异步电动机转速下降甚至停转。
④ 距离较近＋功率较大＋持续时间较长时，并列运 行的发电机可能会失去同步，造成稳定性破坏， 大面积停电。
⑤ 不对称故障引起不平衡磁通，在临近平行通信线 路内产生大电势，干扰通信系统。
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44
4）短路计算的目的
（1） 选择电气设备的依据。例如断路器、互 感器、瓷瓶、母线、电缆等（机械稳定 度和热稳定度）。
额定范围
允许范围 事故故障
正常运行
异常运行
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事故运行
紧急事故处理
15
电网正常运行方式
➢ 能充分满足用户对电能的需求； ➢ 电网所有设备不出现过负荷和过电压问题,所有
输电线路的传输功率都在稳定极限以内; ➢ 有符合规定的有功及无功功率备用容量; ➢ 继电保护及安全自动装置配置得当且整定正确; ➢ 系统运行符合经济性要求; ➢ 电网结构合理,有较高的可靠性、稳定性和抗事
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3
电力系统运行方式：根据本系统实际情况，合理使用资源， 使整个系统 在安全、优质、经济运行情况下的决策。
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4
1、电力系统运行方式研究的对象
（1）网内电源与负荷的电力电量平衡。 （2）厂站（所）的主接线方式及保护配合。 （3）各电网间的联网及联络线传输功率的控制。 （4）电网的调峰。 （5）无功电源的运行调度。 （6）电网结构。
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信息工程与自动化学院
.工厂供电.
提示
在工程计算中，当电源系统的阻抗不大 于短路回路总阻抗的5%～10%，或者电源系 统的容量超过用户容量的50倍时，可将其视 为无限大容量电源系统。
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.工厂供电.
2.三相短路过渡过程分析
短路发生以后，系统电流将由原来的正 常负荷电流突然增大，经过暂态过程后达到 短路后的稳定值。
4.2 无限大容量电源系统的 短路过程分析
无限大容量系统的三相短路过程分析 无限大容量系统的两相短路过程分析 感应电动机对短路电流的影响
信息工程与自动化学院
.工厂供电.
4.2.1 无限大容量电源系统的 三相短路过程分析
无限大容量电源系统 三相短路过渡过程分析 有关短路的物理量
信息工程与自动化学院
1/20/2021
新版信工息厂供工电短程路与电流自动化学院
.工厂供11电.
6. 短路电流计算的目的
为了选择电气设备、载流导体和整定供电系统 的继电保护装置，需要计算三相短路电流；
在校验继电保护装置的灵敏度时还需计算不对 称短路的短路电流值；
校验电气设备及载流导体的力稳定和热稳定， 就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路 容量。
短路时系统电压大幅度下降，严重影响用
户的正常工作 ；
短路可能影响电力系统运行的稳定性 ；
不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近
的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其
正常工作。
1/20/2021
新版信工息厂供工电短程路与电流自动化学院
.工厂供10电.
5. 短路电流计算的意义
巨大的短路电流（short-circuit current）将对电气设备及人身安全带来极 大的危害和威胁。为了预防短路及产生的 危害，需要对供电系统中可能产生的短路 电流数值预先加以计算，根据计算的结果 作为选择电器设备及供电设计的依据。
.工厂供4电.
3. 短路的类型 对称短路：
三相短路
发生可能性 最小，短路 电流最大！
不对称短路：
单相短路
发生的可能 性最大！
两相短路
两相接地短路
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三相短路示意图
I (3) k .A
A
I (3) k .B
k( 3 )
电源 B
0
C
I (3) k .C
负荷
a)
a） 三相短路三相短路
由于暂态过程的短路电流比稳态值大得 多，它对电气设备的危害也很严重，因此有 必要对三相短路电流的暂态过程加以分析。
信息工程与自动化学院
.工厂供电.
短路电流暂态过（1）短路电流暂态过程
图1 三相短路时的三相等效电路图
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.工厂供电.
I (3) k .A
I (3) k .C
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I (3) k .B
.工厂供电.
两相短路示意图
电源 0
I (2) k .A
A
k( 2 )
B
I (2) k .B
负荷
C
b)
两相短路
I (2) k .B
I (2) k .A
信息工程与自动化学院
.工厂供电.
单相短路示意图
A
电源
0
B
C
I ( 1 ) 负荷 k
在工厂供配电系统的设计和运行中，不仅 要考虑系统的正常运行状态，还要考虑系统的 不正常运行状态和故障情况，最严重的故障是 短路故障。
本章讨论和计算供配电系统在短路故障情 况下的电流（简称短路电流），短路电流计算 的目的主要是供母线、电缆、设备的选择和继 电保护整定计算之用。
1/20/2021
新版信工息厂供工电短程路与电流自动化学院
1/20/2021
新版信工息厂供工电短程路与电流自动化学院
.工厂供3电.
2.短路的原因
• 电气设备载流部分的绝缘损坏（自然老 化、操作过电压、大气过电、机械损伤）
运行人员误操作（带负荷拉、合隔离开 关，检修后忘拆除地线合闸）
其他因素（鸟兽跨接裸导体或咬坏设备、 电缆的绝缘）
1/20/2021
新版信工息厂供工电短程路与电流自动化学院
k(1)
c)
单相(接地)短路
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.工厂供电.
两相接地短路示意图
A
I (1,1)
k
电源 B
0
k(1,1)
负荷
C
e)
d）两相接地短路
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.工厂供电.
4. 短路的危害
短路电流的热效应使设备急剧发热，可能
导致设备过热损坏 ；
短路电流产生很大的电动力，可能使设备
永久变形或严重损坏 ；
.工厂供1电.
第4章 短路电流计算
4.1 概述 4.2 无限大容量电源系统短路过程分析 4.3 短路电流计算 4.4 短路电流的热效应和力效应 课堂练习
1/20/2021
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.工厂供2电.
4.1 概 述
1.短路的概念
所谓短路（short circuit），是指电力 系统中不同电位的导电部分之间的低阻性短接。 也就是指电力系统中相与相之间，或相与地之 间通过导体、电弧或小阻抗短接而形成的非正 常运行状态。
❖ 除不对称故障处出现局部不对称之外，电力 系统通常都看做三相对称的。
1/20/2021
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.工厂供13电.
8.防止短路对策
❖ 预防性试验 ❖ 正确安装和维护防雷设备 ❖ 文明施工 ❖ 严格遵守操作规程
1/20/2021
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.工厂供14电.
1/20/2021
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.工厂供12电.
7. 短路电流计算的基本假设
工程上多采用近似计算法，计算结果偏大， 作为计算基础的基本假设有： ❖ 认为系统中各元件参数恒定；
❖ 当短路回路的总电阻小于总电抗的1/3时，忽 略回路中各元件的电阻；
❖ 忽略短路点的过渡电阻，短路点均以金属性 短路对待；
.工厂供电.
1. 无限大容量电源系统
理想的无限大容量电源是指内阻抗 为零的电源。当电源内阻抗为零时，不 管输出的电流如何变动，电源内部均不 产生压降，电源母线上的输出电压维持 不变。
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.工厂供电.
在工程实际应用中，无限大容量只是一 个相对概念，指电源系统的容量相对于用户 容量大得多，在发生三相短路时，电源系统 的阻抗远远小于短路回路的总阻抗，以致无 论用户负荷如何变化甚至发生短路，系统的 母线电压都能基本维持不变。在等值电路图 中表示为S=∞ 和X=0。
图 2 分析三相短路时的单相等效电路图