短路电流计算

在图4-4中，选Sb=100MVA， Ub=Uc3，则
Xb
U
2 c3
Sb
1
2
3
各元件的电抗标幺值为
X1*
X1 Xb
X
"* d
U
2 c3
SG
X
* 2
X2 Xb
Uk1%
U
2 c3
100 ST1
Sb*
S Sb
I
* b
3Ub I Sb
X
* b
U
* b
Sb
U
2 b
U Ub
X
上标“*”——标幺值；脚注“b”——对于任意选取
的数值为基准值。 式中有名值的单位：电压--kV，电流--kA，功率-MVA，电抗为欧姆。
同一个电气量的标幺值很多
，
， 2.标幺额定值:以额定参数(SN、UN、IN及XN)为基准 值，则得到元件的标幺额定值 ----(唯一)。
，
S
* N
S SN
U
* N
U UN
X
* N
XS N
U
2 N
I
* N
3IU N SN
脚注“N”——以额定参数为基准值。 一般地:G、T和L，在产品目录中给出其标幺额定值。 这些参数也用百分值表示，关系是
X % 100X *
3.标幺值特点：
1)线电压与相电压的标幺值相等；
2)三相功率与单相功率的标幺值相等
2）三绕组 T和自耦 T：铭牌中给出各绕组间短路电
压的百分数为
U k % U k %
U k % ，则各绕组的标幺额定值为
X
* N
X
* N
X
*
N
222101010000((U(UUkkk%%%UUUkkk%%%UUUkkk%%%)))
3．电抗器 L 其电抗的百分数为
XL%
3I LN U LN
单元六 短路电流计算
教学要求
• 掌握短路的概念、原因和危害 • 掌握用标幺值法计算设备电抗的方法 • 掌握计算三相电流电流的一般方法 • 掌握电力系统不对称短路的分析方法 • 掌握短路电流电动力效应和热效应的计算
课题1 短路的一般概念
一、概念
• 短路:相与相之间、相与地之间（大接地系统）的不 正常连接。
②恶劣天气：雷击，架空线路由于大风、覆冰引起电 杆倒塌等。
③人为误操作：如带负荷拉刀闸，线路或设备检修后 未拆除地线就送电。
④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
三、短路的危害
(1)短路电流过大：设备过热、损坏; 机械应力过大， 使导体变形、损坏。
(2)电压大幅度下降，电能质量差。 (3) 破坏系统运行的稳定性，造成停电。
3）各元件统一编号。
4）使用短路计算电压Uc(平均额定电压)。
短路计算电压的概念
图示，1T的二次侧额定电压U1N=121kV ，2T的一
次侧额定电压U2N=110kV，则线路的短路计算电压为
Uc
1 2
(U1N
U2N
)
115kV
规定： 1）各级Uc为：346、230、115、63、37、 15.7、13.8、10.5、6.3、3.15、0.4和 0.23kV。
有名值法:用于低压装置 标幺值法:用于高压装置
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一、标么值
标么值
实际值 基准值
如，以200V电压为基准值，则50V电压的标幺值 为0.25。
标幺值无单位。
1.元件的工作状态:用S、U、I、X表示。
选择基准功率Sb、基准电压Ub，得
，
Ib
Sb 3U b
Xb
U b2 Sb
则各电气量对于所选基准值的标幺值分别为
1）用有名值法计算。必须折算
折算到Uc3级，k点短路的等值电路图为
1
2
34
5
各元件的电抗（有名值）为：
1
2
3
45
X1
XG
X
"* d
Uc21 SG
U
2 c2
U
2 c1
Uc23
U
2 c2
X
"* d
Uc23 SG
X T1
U k1 % 100
U
2 c2
ST1
U
2 c3
U
2 c2
U
k1
%
U
2 c3
100 ST1
X WL
X
0
l
U U
2 c3
2 c2
XT2
Uk2% 100
U
2 c3
ST 2
XL
XL% 100
U LN 3I LN
化简：由于各元件串联，所以
X X G X T1 XWL X T 2 X L
化简后的等值电路图:
(3)
XΣ
k
2）用标么值法计算。
先选择基准功率Sb和基准电压Ub。
一般选Sb=100MVA或系统总容量，Ub选折算级的Uc。
3)
当U *
1时，I *
S*
1 X*
因此：简单、方便、可判断计算结果的正确性。
二、电力系统中各元件的电抗
1．同步G
超瞬态电抗(次暂态电抗)的标幺额定值
X
'' d
------产品目录中查出。
2．T
1）双绕组 T： Uk%(短路电压百分数)---产品目 录中查到。则其标幺额定值为
X
* TN
Uk% 100
2）同一电压级的所有元件：UN=Uc。
3）电抗器L：用其实际额定电压来计算。
如10kV的 L用于6kV的电网中，计算其电抗值时要 用10 kV。
2．等值电路图 仅画出k点短路时，短路电流通过的元件。
1
2
34
5
3．回路总电抗的确定 利用串、并联和Y-Δ等效变换等原则，将等值电
路图化简，求出回路总电抗（有名值或标幺值）。
三相短路(k(3))
——对称短路
• 短路
两相短路(k(2))
• 类型:
单相接地短路(k(1))
不对称短路
两相接地短路(k(1，1))
(3)
kA
B C A
B
(1)
kC
(c)
(d)
图4-1 短路的种类
(2)
k A
B C
A
(1,1)
k B C
二、短路的原因
绝缘受损
①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带 来的设备缺陷发展成短路。
X L 100
4．架空线路及电缆线路
给出每公里的电抗值X0(Ω/km) ，可采用61页的平均 值。
课题3 短路电流计算程序
三、短路回路总电抗的确定
步骤：作计算电路图
做等值电路图
网络化简
求回路总电抗 求短路电流
1．计算电路图
1）简化的单线图。
2）仅画出G、T、L、架空线路、电缆五类元件及其连
接，注明参数。
为减轻短路的影响： 1）消除短路产生的原因； 2）尽快切除故障； 3）采用限制短路电流的措施，如装设电抗器等。
四、计算短路电流的目的
短路电流计算结果 •选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、 电缆等）的依据； •继电保护设计和整定； •分析电力系统的故障； •比较和选择电气主接线，确定限制短路电流的措 施。
课题2 电力系统中各元件的电抗
1kV以上电网：只求G、T、L、架空线及电缆线的 电抗值。各元件的R>(1/3)X时才计算。
1kV以下电网：要考虑各元件的电阻、电抗值; 长度在10~15米以上的连接电缆; 母线、多匝电流互感器的原绕组和自动空气开关的 过电流线圈等的阻抗; 开关触头的接触电阻等.
计算方法