单相短路,两相短路,三相短路电流的关系
供配电技术习题答案第3章_0
供配电技术习题答案第3章第3章短路电流计算3-1 什么叫短路?短路的类型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害? 答：短路是不同相之间，相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接. 短路种类有三相短路，两相短路，单相短路和两相接地短路.短路的原因主要有设备长期运行，绝缘自然老化，操作过电压，雷电过电压，绝缘受到机械损伤等.短路的危害：1 短路产生很大的热量，导体温度身高，将绝缘损坏。
2 短路产生巨大的电动力，使电器设备受到机械损坏。
3 短路使系统电压严重减低，电器设备正常工作受到破坏。
4 短路造成停电，给国家经济带来损失，给人民生活带累不便。
5严重的短路将影响电力系统运行的稳定性，使并联运行的同步发电机失去同步，严重的可能造成系统解列，甚至崩溃。
6 单相短路产生的不平横磁场，对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰，影响其正常工作。
3-2 什么叫无限大容量系统?它有什么特征?为什么供配电系统短路时，可将电源看做无限大容量系统?答：无限大容量系统的指端电压保持恒定，没有内部阻抗和容量无限大的系统.它的特征有：系统的容量无限大.系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变.实际上，任何电力系统都有一个确定的容量，并有一定的内部阻抗.当供配电系统容量较电力系统容量小得多，电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%，或短路点离电源的电气距离足够远，发生短路时电力系统母线降低很小，此时可将电力系统看做无限大容量。
3-3无限大容量三相短路时，短路电流如何变化？答：三相短路后，无源回路中的电流由原来的数值衰减到零；有源回路由于回路阻抗减小，电流增大，但由于回路内存在电感，电流不能发生突变，从而产生一个非周期分量电流，非周期分量电流也不断衰减，最终达到稳态短路电流。
短路电流周期分量按正弦规律变化，而非周期分量是按指数规律衰减，最终为零，又称自由分量。
3-4 产生最严重三相短路电流的条件是什么？答：（1）短路前电路空载或cosΦ=1；（2）短路瞬间电压过零，t=0时a=0度或180度；（3）短路回路纯电感，即Φk=90度。
第三章短路电流及其计算
例题 3—2，P60
6、计算示例
例题：已知供电系统如图所示，系统出口断路器的断路容量为 500MVA。 求：1）工厂配电所10kV母线上k1点和车间变电所低压380V母线上 * * k2点短路回路的总电抗标幺值 X k 1 X k 2 ，值； ， ( (3 ( 2）k1 ，k2两点的 I k 3) ish ) 及 S k 3 ) 值。 ，
根据
Id * X
I
( 3) 可以分别计算出 k
( (3 (3 I k( 2) , I ''(3) , I 3) , ish ) , I sh ) , S k(3) 。
4、三相短路容量
S
( 3) k
3I dU c S d 3I U C * * X X
( 3) k
5、计算步骤
（1）确定各基准值； （2）分别计算各元件电抗标幺值； （3）根据计算电路绘出等效电路，并将各元件电抗标幺值和短路 计算点一一标出在等效电路上； （4）分别求出各短路计算点的总电抗标幺值； （5）分别计算各短路计算点的各短路参数值； （6）将各计算结果列表。
2、短路电流非周期分量
（波形按指数函数衰减 ）
t t
inp inp( 0)e
2 I ' 'e
3、短路瞬时电流
ik i p inp I k .m sin( t k ) inp( 0) e
Rt t L
4、短路冲击电流
ish K sh 2I ''
第三章
短路电流及其计算
本章主要内容：无限大容量电力系统三相短路时的物理过 程及物理量 三相短路及两相和单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 第一节 短路的原因、后果、形式及几率
供电技术知识点(可打印修改)
1、电力系统：由发电厂、电力网与电能用户（电力电荷）所组成的整体，，称为电力系统。
电力网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。
作用是将发电厂生产的电能进行输送，变换和分配。
动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户，就称为动力系统。
2、常把电力系统中的发电、输变电与供配电等环节叫做一次系统；电力系统中的二次系统包括继电保测量和调度等环节。
3、电力负荷是电力系统中所有用电设备消耗功率的总和。
电力系统中综合用电负荷、供电负荷和发电负荷三者的联系：电力系统的综合用电负荷+电力网中损耗的功率（就是系统中各发电厂应提供的功率）=供电负荷；供电负荷+各发电厂本身消耗的功率（即厂用电，就是系统中各发电机应发出的功率）=发电负荷。
4、电力负荷分级及接线要求：5、用户对供电的基本要求：①保证供电安全可靠；②保证供电电能质量；③保证供电系统的经济性。
6、供电设备额定电压应高出电网和受电设备额定电压的5%～10%。
7、电压调整措施：①正确选择供电变压器的变比和电压分接头；②合理减少供配电系统的阻抗；③均衡安排三相负荷；④合理调整供电系统的运行方式；⑤采用无功功率补偿装置；⑥采用有载调压变压器。
8、供电系统的接线方式：1、按网络界线布置方式，可分为放射式、干线式、环式及两端供电式等界限系统；2、按网络接线运行方式，可分为开式和闭式网络接线系统；3、按对负荷供电可靠性的要求，可分为无备用（单回线路放射式、直接连接干线式和串联型干线式）和有备用（双回线路放射式、环式和双回线路干线式）接线系统。
9、无备用系统接线简单、运行方便、易于发现故障，缺点是供电可靠性差。
主要用于对三级负荷和一部分次要的二级负荷供电。
有备用系统接线的主要优点是供电可靠性高，正常供电时电压质量好，但是设备多，投资大。
10、桥式接线适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所。
11、电网中性点运行方式：①中性点不接地方式；②中性点经消弧线圈接地的方式；③中性点直接接地的方式。
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
试析电力系统短路故障及短路电流危害及限制对策
案 例 AN LI摘要：短路故障是电力系统的常见故障之一。
短路故障发生以后，电路中会产生强度较大的短路电流，并在短时间内达到最大值，对电力系统连接的相关设备以及电路本身都会造成较大的电流危害。
因此，本文对电力系统短路故障产生的原因以及短路电流的危害进行了简要介绍，并讨论有关限制短路电流的相关对策措施。
关键词：电力系统；短路故障；短路电流一、电力系统发生短路故障的原因及其类型（一）电力系统发生短路故障的因素电力系统中的短路故障，就是由于电力系统中的相与相之间或者相与地之间的绝缘体在遭到破坏以后，逐渐形成的非正常的低阻抗通路。
从目前我国对电力系统短路故障的研究来看，引发短路故障的因素主要分内部因素和外部因素两种。
1.外部因素所谓的外部因素是指电路系统本身没有出现问题，而是由于气候因素、意外因素等外在因素的影响，而造成了系统中的绝缘体被破坏，从而导致电力系统发生了短路故障，对电力系统的正常运行产生了影响。
例如：大风天气引起的电杆歪倒；霜冻天气引起的导线覆冰；动物长期经过，导致裸露在外的在载流部分受到影响。
因此，在实际的工作中，要重视短路故障产生的外在因素，做好电路系统的安全防控工作。
2.内部因素所谓的内部因素，就是线路自然老化导致的绝缘体外露，从而导致电力系统发生了短路的现象。
除此之外，电力系统中，电路安装不合理也是导致短路故障发生的原因之一。
（二）电力系统短路故障的类型按照电力系统短路故障的行程，可以将短路故障分为四种类型，分别是：单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路；电力系统短路故障发生后的状态来看，三相短路后，电路仍然可以保持三相对称的状态，可以称之为对称短路。
其余三种，都可称之为不对称短路；按照短路持续时间以及停电后的短路状态是否能够自行消除，可以将短路故障分为瞬时性和持续短路性两种。
如果是受到动物长时间停留或者是带电物体进入系统内，导致的电路故障，一旦动物离开或者是带点物体远离故障线路，该线路就能恢复正常供电。
短路及短路电流的相关概念及计算
2、1短路与短路电流有关概念短路是指不同电位的导电部分之间的低阻性短接。
短路后，短路电流比正常电流大很多，有时可达十几千安至几十千安。
造成短路的主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏、工作人员误操作、动物或植物跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间。
短路电流的危害：（1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，造成元件和设备损坏。
（2）短路时短路电路中电压要骤降，严重影响其中电气设备的正常运行。
（3）短路会造成停电损失并影响电力系统运行的稳定性。
（4）不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰。
由于短路的后果十分严重，因此必须设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。
短路的形式：在三相系统中，可能发生三相短路、两相相间短路、两相接地短路、单相接地短路。
其中三相短路属于对称性短路。
无限大容量电力系统：若系统容量相对于输配电系统系统中某一部分的容量大很多时，当该部分发生负荷变动甚至短路时，系统馈电母线上的电压能基本维持不变，或者系统电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%-10%，或者系统容量大于该部分容量的50倍时，可将电力系统视为无限大容量电力系统。
将电力系统视为无限大容量的电源在计算系统发生三相短路的电流时更苛刻，所以通常的短路计算都是建立在将系统视为无限大容量电力系统的基础上。
短路计算的目的：（1）分析短路时的电压、电流特征。
（2）验算导体和电器的动、热稳定以及确定开关电器所需开断的短路电流及相关参数。
短路计算方法：分为欧姆法和标幺制法。
欧姆法又称有名单位制法，各物理量均以实际值参与计算；标幺制法又称相对单位制法，任一物理量的标幺值为该物理量的实际值与所选定的基准值的比值。
由于三相短路电流计算对设计选型及设备校验具有重要意义，下面重点讲述其计算方法。
两相短路和三相短路电流计算
两相短路和三相短路电流计算《两相短路和三相短路电流计算》一、引言在电力系统中，短路是一种常见的故障形式，其产生的瞬时电流可以对设备和系统造成严重的损坏。
对于电力系统的设计、运行和保护来说，正确计算两相短路和三相短路电流至关重要。
本文将从两相短路和三相短路的基本概念入手，探讨短路电流的计算方法，并结合实际案例进行深入探讨，以便读者全面理解这一重要主题。
二、两相短路和三相短路的基本概念1. 两相短路两相短路是指在电力系统中，两相之间或相对中性线出现短路故障。
这种故障可能在任何两个相之间或相对中性线产生，导致严重的故障电流。
对于两相短路电流的计算，我们需要考虑短路点的电阻、电抗、系统电压等参数，利用对称分量法或赫德—格林公式来进行计算。
2. 三相短路三相短路是指系统中所有三相同时出现短路故障。
这种故障通常会导致巨大的短路电流，对设备和系统的损坏可能会更为严重。
三相短路电流的计算通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算，需要考虑系统参数、接地方式等因素。
三、两相短路和三相短路电流的计算方法1. 两相短路电流的计算在进行两相短路电流计算时，我们首先需要确定短路点的位置和相关参数，包括短路电阻、电抗等。
接下来，可以采用对称分量法来进行计算。
对称分量法是一种将非对称系统转化为对称系统进行计算的方法，通过对系统进行对称和正序分解，计算出正序、负序和零序短路电流，再将其合成得到最终的短路电流。
2. 三相短路电流的计算对于三相短路电流的计算，通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算。
瞬时对称分量法是一种将三相电路转化为正序、负序和零序分量进行计算的方法，而复数法则是利用复数理论进行计算，通过计算系统的阻抗和电压来得到短路电流。
四、实际案例分析为了更好地理解两相短路和三相短路电流的计算方法，我们将结合一个实际案例进行分析。
某变电站发生了两相短路故障，需要计算短路电流来评估设备的承受能力。
我们首先确定短路点的位置和相关参数，然后利用对称分量法进行计算，最终得到了短路电流的值。
《工厂供电》第4章短路电流及其效应的计算.
式中，SK为三相短路容量（MVA）；Uav为短路点所在 级的线路平均额定电压（kV）；Ik为短路电流（kA）。
4.3 无限大容量系统三相短路电流计算
通常采用标幺值计算，以简化计算，便于比较分析。
一、标幺制
用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。
标么值
S
d
S
* k
Sk
Sd
Z
* k
上式表示，三相短路容量数值上等于基准容量与三相
短路电流标幺值或与三相短路容量标幺值的乘积，三
相短路容量的标幺值等于三相短路电流的标幺值。
4、短路电流的计算步骤
①画出短路计算系统图，
包含与短路计算所有元件的单线系统，标出 元件的参数，短路点。
②画出短路计算系统图的等值电路图，
U
2 n
Sn
Sj U j2
式中，XF为发电机的电抗(Ω /km),Sn为基准容量
(MVA)，Un为线路所在电压等级的基准电压(kV)。
2、变压器的电抗标幺值
XB
Ud
%U
2 n
100Sn
X B*
XB Xj
Ud
%U
2 n
100Sn
Sj U j2
Ud %S j 100Sn
Ud % (Sj ) 100 Sn
U m 电源电压相量 I m 工作电流相量 I zm 短路电流周期分量相量
三相短路时的相量图
短路电流非周期分量的 初值等于相量 I zm 和 I m 之差在纵坐标上的投影
产生最严重短路电流的条件： (1)短路前空载或 cosΦ=1 (2)短路瞬时电压过零 α=0或1800 (3)短路回路纯电感 d 90
供配电--第3章_短路电流计算
第3节 无限大容量系统三相短路电流计算 节
当供配电系统中某处发生短路时，其中一部分 阻抗被短接，网路阻抗发生变化，所以在进行短路 电流计算时，应先对各电气设备的参数（电阻或电 抗）进行计算。 有名值法：电气设备的电阻和电抗及其他电气参数 用有名值（即有单位的值）表示 (有名制) 标幺值法：电气设备的电阻和电抗及其他电气参数 用相对值表示 (标幺制)
线路2WL 变压器3T
3、计算K1点三相短路时的短路电流 （1）计算短路回路总阻抗标幺值,短路回路总阻抗为
（2）计算K1点所在电压级的基准电流
（3）计算K1短路电流各值
*
4．计算K2点三相短路时的短路电流 （1）计算短路回路总阻抗标幺值，短路回路总阻 抗标幺值为
（2）计算K2点所在电压级的基准电流 2 K
短路故障的种类:
短路名称 表示符号 示 图 短路性质 特点
单相短路
k (1)
不对称短路
短路电流仅在故障相中 流过，故障相电压下降， 非故障相电压会升高
两相短路
k ( 2)
不对称短路
短路回路中流过很大 的短路电流，电压和电流 的对称性被破坏
两相短路接地
k (1,1)
不对称短路
短路回路中流过很大 的短路电流，故障相电压 为零
四、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 五、短路电流计算的目的 1. 正确地选择和校验各种电器设备 2. 计算和整定保护短路的继电保护装置 3. 选择限制短路电流的电器设备
第2节 无限大容量系统三相短路分析
无限大容量系统的概念:
(1)理论上满足以下条件:端电压保持恒定，没有内部阻抗以及 容量无限大的系统。US=常数; XS=0; SS=∞ (2)实际中满足以下条件: * 电力系统容量>>用户供电系统容量(50倍); * 短路点离电源的电气距离足够远,发生负荷变动和短路 时，电力系统变电所馈电母线上的电压基本保持不变; * 电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%～10% (3)当实际系统不满足上述条件时,称为有限容量系统,可以 按照无限容量系统来近似计算,则选择的设备线路可扩展性好: 实际XS≠0而理论上XS=0; 则Zk实>Zk理,当Us不变时,Ik实< Ik理
第三章、短路计算(2016版)
二、短路的原因
•1.设备绝缘损坏： • 自然老化、操作过电压、大气过电压、机械损伤 •2.误操作： • 带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸 •3.鸟兽跨接裸导体
三、短路的危害
1.短路产生很大的热量，导体温度升高，将绝缘 损坏。 2.短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械 损坏。 3.短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作 受到破坏。 4.短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民 生活带来不便。 5.严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列 的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃。 6.单相短路产生不平衡磁场，对附近通信线路和 弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。
第三节 短路电流计算
一、有名制法 二、标幺制法
一、有名制法
1、方法：
①、进行短路电流计算，首先要绘出计算电路图，在计算电 路图上，将短路计算所需考虑的各元件的主要参数都表示出 来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。 ②、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。 ③、按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中 各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将所计算的短路 电流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（即有电阻又有电抗时， 用复数形式R+jX表示）。 ④、然后将等效电路化简。对企业供配电系统来说，由于将 电路系统当作无限大容量电源，求出其等效总电阻。 ⑤、最后计算短路电流和短路容量。
常用的有名单位制法（又称欧姆法）
2、采用有名制法进行三相路计算
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：
短路电流及危害
解：确定标么值的基准值。
， ，
S d 100MV A
I d1 Sd 3U c1
U c1 10.5kV
100MV A 3 10.5kV
U c 2 0.4kV
5.50kA
Id2
Sd 3U c 2
100MV A 3 0.4kV
144kA
计算短路电路中各主要元件的电抗标么值
电力系统：
(1)电力系统的电抗标幺值 由附录表8查得 S oc 500MV A
100 MV A X 0. 2 500 MV A
* 1
(2)架空线路的电抗标幺值 由表3-1查得
* 2
X 0 0.35 / km
100MV A X 0.35( / km) 5km 1.59 2 (10.5kV )
4.计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三
相短路电流和短路容量 (1)总电抗标幺值
X
* ( k 2)
5 X X X // X 0.2 1.59 4.29 2
* 1 * 2 * 3 * 4
(2)三相短路电流周期分量有效值
I
( 3) k 2
I d1
* X ( k 2)
3)电力变压器的电抗标幺值 由附录表5查得
Uk
％=5
5 100MV A 5 100 103 kV A * * X3 X4 5.0 100 1000kV A 100 1000kV A
绘短路等效电路图如下图所示：
3.计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三
144kA 33.6kA 4.29
(3)其他三相短路电流
供电工程简答题
第一章二、简答题1．中性点不接地系统在一相接地时有何特点？（1）正常运行时，系统三相电压对称，三相对地电容电流平衡，电源中性点对地电压为零。
（2）故障时，中性点对地电压上升为相电压，非故障相对地电压上升为线电压。
（3）故障后线电压保持不变，因而三相电气设备可以继续运行，但不能长期运行，以免故障扩大。
（4）故障时，非故障相的电压升至电源相电压的根号3倍，非故障相的电容电流为正常工作时的根号3倍，而故障相的电容电流为正常工作时的3倍。
2．低压TN 系统与TT 系统有何异同？TT 系统：中性点直接接地，设备外壳单独接地。
IT 系统：中性点不接地，设备外壳单独接地。
用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所。
3．什么是低压TN 系统？TN 系统有几种形式？TN 系统是指在电源中性点直接接地的运行方式下，电气设备外露可导电部分用公共保护线或保护中性线与系统中性点O 相连接的三相低压配电系统。
（1）TN —C 系统 （2）TN —S 系统 （3）TN-C-S 系统4．什么是低压配电TN-S 系统？作图示意。
N 线与PE 线全部分开，设备的外露可导电部分均接PE 线。
主要用于对安全较高（如潮湿易触电的浴室和居民住宅等）的场所对抗电磁干扰要求高的数据处理和精密检测等实验场所。
第二章 1、电力负荷按重要程度分哪几级?各级负荷对供电电源有什么要求?一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。
两个独立电源供电，必要时增设应急电源。
二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。
双回路电源供电，当负荷较小时可以专线供电。
三级负荷：不属于一、二级的负荷。
对供电电源无特殊要求。
2、工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性?（1）长期连续工作制，（2）断续周期工作制，（3） 短时工作制负荷持续率：负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，负荷持续率表征断续周期工作制的设备的工作特性。
供电工程习题
第一章1．电力用户配电变压器一次侧额定电压等于电网额定电压，二次侧额定电压高于二次电网额定电压5% /10% ，主要补偿满载/线路电压损失。
2.用电设备的额定电压等于电网额定电压。
发电机额定电压比同级电网额定电压高 5%，用于补偿线路负载时的电压损失。
3．在我国电力系统中，110kV以上高压系统，为降低绝缘成本要求，多采用中性点直接接地方式。
1kV以下的低压配电系统，考虑到单相设备的使用，中性点通常为直接接地方式。
4．中性点不接地电力系统发生一相接地故障时，中性点对地电压为相电压，非故障相对地电压线电压，但线电压大小及对称性不变，三相电气设备可继续运行。
5. 10kV供电系统广泛采用中性点不接地系统，当系统发生单相接地故障时，线电压不变，三相电气设备可以继续运行。
但流过故障点的接地电流数值较大时，就会在接地点间产生断续电弧引起暂时过电压，损害另外一相绝缘，可能发展成为两相接地故障。
因此该系统应当装设绝缘监察装置，必要时还可装设单相接地保护。
6．在中性点不接地的10kV电力系统中，电气设备的绝缘要求必须按线电压考虑。
若单相接地电容电流超过规定，会产生稳态电弧致使电网出现过电压，危及电气设备安全，此时应采取中性点经消弧线圈或小电阻接地的运行方式。
7．电力用户10kV供电系统多采用中性点不接地方式；220/380V多采用中性点直接接地方式，以利于使用相电压的单相设备。
8. 我国电力系统常用的中性点接地方式有中性点不接地，中性点经消弧线圈接地，中性点经直接接地或经小电阻接地。
中性点接地方式的选择主要取决于单相接地时及等因素。
9．中性点不接地的电力系统在正常运行时，各相对地电容电流平衡，各相对地电为相电压。
当发生一相接地故障时，线间电压不变，而非故障相对地电压升高到原来的根号3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。
10．安全、可靠、优质、经济是对用户供电系统的基本要求。
11.根据规范，一级负荷应由两个独立电源供电，二级负荷一般应由两回路电源电源供电，三级负荷一般由一个电源供电。
短路的一般概念
Idft
I e0.01/Ta m
(kM
1)Im
kM 1 e0.01/Ta
短路电流的最大有效值：
IM
I
2 dz
[(kM
1)
2Idz ]2 Idz
1 2(kM 1)2
短路电流的最大有效值常用于校验某些电气设备的断流能力 或耐力强度。
四、短路容量
短路容量也称为短路功率，它等于短路电流有效 值同短路处的正常工作电压（一般用平均额定电 压）的乘积，即
3
Rd2
X
2 d
不计电阻 Id
U av 3X d
➢ 计算冲击电流、最大有效值、断路器的短路容量
iM 2kM Idz
kM=1.8时， iM =2.55 Idz
IM Idz 1 2kM 12
kM=1.8时， IM =1.52 Idz
Sd 3UavIdz
三、标幺值法 适用于: 多电压等级、接线复杂的高压系统
三、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
It
1 T
t T / 2 t T / 2
it2dt
1 T
t T / 2
2
tT / 2 (idzt idft ) dt
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
Im
Em
R2 (L)2
tg 1 L
R
非周期电流 ： 短路电流的自由分量,记为
t
idfa Ce pt Ce Ta
（C为由初始条件决定的积分常数）
p — 特征方程 R pL 0 的根。
电气工程基础电力系统的短路电流计算
出现最大的短路冲击电流的条件：
图3-3为t=0时刻A相相量图 UmA：电源电压； ImA0 ：短路前的电流； IpmA：短路电流交流分量； 相量在时间轴t上的投影
i A 0 ：短路前电流瞬时值； i pA 0 ：短路后交流分量瞬时值； 差值 iA0 为直流分量的起始值；
2.短路电流的最大有效值
在短路过程中，任一时刻t的短路电流的有效值是以 时刻t为中心的一个周期T内瞬时电流的方均根值，即
ItT 1tt T T 2 2 it2 d tT 1tt T T 2 2ip ti t2 dt
直流分量电流是随时间衰减的。在实际的电力系统中， 短路电流交流分量的幅值也是随时间衰减的。
IM Ipm 22i2tt0.01s
0.70I7pm12KM12
短路电流最大有效值的作用：校验断路器的断流能力。
3.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路 电流的分析
同步发电机不能看成无限大容量，内部存在暂态过 程，因而不能保持其端电压和频率不变。
由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时近 似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电 磁暂态过程。
程为：
E q (0 ) U jI dX d jI q X q
通常已知的是发电机端电压和定子全电流，而空载电势Eq 和Id、Iq均是末知的（电枢反应磁动势与交轴的空间相位 差未知）。要求空载电势，必须首先确定q轴的位置。
Eq(0) U jIdXdjIqXqjIdXqjIdXq
U jIdIq XqjId XdXq EQjId XdXq E Q U j I d I q X q U j I X q
供配电技术第3章-短路电流计算
图3－3无限大功率电源供电系统三相短路时的短路电流波形图
图3－4 三相短路时的相量图
产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 α=0或1800 (2)短路前空载或 cosΦ1 (3)短路回路纯电感 ΦK=900
将I=0,a=0,øk=90o代入上式，得
图3－5 最严重三相短路时的电流波形图
I
* K
2
1
X
* KL
1 7.516
0.133
IK2
Id
I
* K
144.3 0.133 19.192kA
ish.k 2 1.84I K 2 1.84 19.192 35.313kA
SK2
Sd
X
* K
2
100 0.133 13.3MVA
5．计算K2点三相短路流经变压器3T一次绕组的短路电流 I'K2
电动机对冲击短路电流的影响，如图3-9所示。
图3－9 电动机对冲击短路电流的影响示意图
电动机提供的冲击短路电流可按下式计算
式中，Ksh·M为电动机的短路电流冲击系数，低压电动机取1.0，高压 电机取 1.4~1.6； 为电动机的次暂态电势标幺值； 为电动机的次暂态电抗标幺值 IN·M为电动机额定电流。
稳态短路电流有效值是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流有效值，用I∞ 表示。 在无限大容量系统中，I∞＝Ip。 6.短路容量 SK 三相短路容量是选择断路器时，校验其断路能力的依据，它根据计算电压即平均
额定电压进行计算，即
3.3无限大功率电源供电系统三相短路电流的计算
3.3.1 标幺制
用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。标幺值没有单位。
图3-7 例3-1供电系统图
电力系统考试题
一、选择题。
1电力线路的等值电路中,电阻R主要反映电流流过线路产生的热效应。
2出现概率最多的短路故障形式是单相短路接地。
3电力系统的综合用电负荷加上网络损耗之和称为供电负荷.4电力线路按结构可以分为两大类,即架空线路和电缆线路.5短路冲击电流是指短路电流的最大可能瞬时值。
6两相短路故障是一种不对称故障。
7在标幺值系统中，有功功率的标幺值的单位为无量纲.8中性点经消弧线圈接地的运行方式，在实践中一般采用过补偿.9电力系统发生三相短路,短路电流只包含正序分量.10在标幺值中近似计算时，基准电压常选用额定电压。
11电力线路中，电纳参数B主要反映电流流过线路产生的电磁效应. 12我国电力系统的额定频率为50HZ。
13电力线路等值参数中消耗有功功率的是电阻.14采用分裂导线的目的是减小电抗。
15下列故障形式中对称的短路故障为三相短路.16频率的一次调整是由发电机组的调频系统完成的。
17电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的可靠性要求。
18电能质量是指电压大小,波形质量，频率。
19a为旋转因子a+a2等于0。
20我国电力系统的额定电压等级有110、220、500（KV）。
21有备用接线方式有环式、两端电源供电式。
22求无功功率分点的目的是从改节点解开网络。
23线路末端的电压偏移是指线路末端电压与额定电压之差.24电力系统的综合供电负荷加上厂用电之和，称为发电负荷。
25构成电力网的主要设备有变压器,电力线路。
26在电力系统的下列接线方式中,属于有备用接线的是两端供电网。
27下列参数中与电抗单位相同的是电阻。
28目前，我国电力系统中大部分电厂为火力发电厂。
29某元件导纳的有名值为Y=G+JB,当基准功率为值S B,电压为U B,则电导的标幺值为S B/U B2.30从短路点向系统看进去的正序、负序、零序等值网络为有源网的是正序。
31电力系统的有功功率电源是发电机.32电力线路中，电导G主要反映线路流过电流时所产生的电晕效应。
短路计算
两相和单相短路电流的计算
两相短路电流的计算 R∑ ●电路图 ：
（3） i sh 2.55 3.16kA 8.06kA
3） I（ sh 1.51 3.16kA 4.77 kA
4）三相短路容量
(3) * Sk 1 Sd X ( k 1 ) 100 MVA / 1.74 57.47 MVA
采用标么值法进行短路计算
◆短路计算示例
100 MVA 1.59 ( 10.5kV )2
3）变压器电抗标么值：
4.5 100 103 kVA X X U k %Sd / 100 S N 5.62 100 800kVA
* 3 * 4
短路等效电路如图：
采用标么值法进行短路计算
◆短路计算示例
（3）求k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 解： 1）总电抗标么值：
（4）求变压器并列运行时 k-2点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短 解： 路容量 1）总电抗标么值：
* * * * * X （k 2） X 1 X 2 X 3 // X 4 0.15 1.59 5.62 / 2 4.55
2）三相短路电流周期分量有效值
(3) * Ik 2 I d 2 X ( k 2 ) 144.34kA / 4.55 31.72kA
采用标么值法进行短路计算
◆短路计算示例
∞电源
k-1
k-2
×
10kV
G
×
ZN63A-12/630-31.5
架空线5km
S11-M-800
解：（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值
1）电力系统电抗标么值。以地区变电站10kV馈线出口断路器断流容量 进行估算，由断路器型号知
电力系统分析三相短路
B 2
4 100
B
6 100
3 0.4 6.32 0.872
U S X X S 4*
5*
%
k2
100
B 7.5 100 1 100 7.5
TN
X
6*
X
SB
ห้องสมุดไป่ตู้
U 6
2
2
0.4
15
100
37 2
0.44
27
3、绘制等值电路图
✓相应每一种短路点作出一种等值电路图
✓任一短路点相应等值电路中，只要求表达该点短路时，短 路电流经过旳元件电抗 ✓分子为顺序号，分母为该元件旳电抗标幺值
1、发电机 有名值 归算到基本级
2
U x x''
1
d*N
1
SGN
U U U U x' x''
1
d*N
2
2
1 2 3 4
S U U U GN
1
2
3
9
2
2
S U U U U S x' U S U U U U 1* j
x1'
B 2
x '' d*N
4
1 GN
2 1
3 2
4 3
B 2
4
2、变压器
在时间轴上旳 投影代表各量 旳瞬时值
Im 0 sin( ) i[0]
Im sin( ) iP0
iP0 i[0]
17
二、短路冲击电流
•指短路电流最大可能旳瞬时值，用 iM 表达。
其主要作用是校验电气设备旳电动力稳定度。
非周期电流有最大初值旳条件应为：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单相短路,两相短路,三相短路电流的关系在电力系统中，短路是指电路中发生不正常的低阻抗连接，导致电流大幅增加，通常会引发保护设备动作，以防止设备或电网受到过载或损坏。
短路电流的大小与短路类型有关，包括单相短路、两相短路和三相短路。
1. 单相短路：单相短路是指电路中只有一个相与地或相与相之间出现短路。
当单相短路发生时，短路电流只在一个相或线路上流动。
短路电流的大小取决于电源电压、电阻和电抗等参数。
2. 两相短路：两相短路是指电路中两个相之间或一个相与地之间出现短路。
两相短路会导致电流在两个相或线路之间流动，而第三个相或线路不会受到短路电流的影响。
两相短路的短路电流大小也与电源电压、电阻和电抗等参数有关。
3. 三相短路：三相短路是指电路中三个相同时出现短路。
这是最严重的短路类型，会导致电流在整个电力系统中流动，电流非常大。
三相短路会导致高电流、高瞬态力和高热损耗，严重情况下可能引发电力设备损坏、火灾甚至事故。
总的来说，三相短路电流最大，两相短路电流次之，而单相短路电流最小。
电力系统的保护设备需要根据不同类型的短路来设置合适的动作阈值，以确保在发生短路时能够及时切断电源，保护设备和电力系统的安全运行。
1/ 1。