[电气工程师]短路电流计算公式归纳

3U B

3U B

S T

U U S 短路电流计算

在电力系统短路电流计算中，假设各元件的磁路不饱和的目的

:可以应用叠加原理, 在短路的实用计算中，通常只用周期分量电流的有效值来计算短路功率 标么值：任意一个物理量对基准值的比值。U

I Z ， S U I

S

U 2

基准值 S B 3U B I B ，

I B

B

， Z B

B S B

发电机标么值电抗： X

X G % ( U GN )2 B

G

100 U B S

变压器标么值电抗： X

U k % ( U N )

2 S B

线路标么值电抗： X L

X 100 U B

B

L

2 B

X % U S 电抗器标么值电抗： X

R B

R

100 2

B

不同基准值的标幺值之间的换算： X

X (

U N )2 S B

B

N

U B S N

三相短路：短路点电压为零，各相短路电流相等,短路电流只包含正序分量。 无限大系统供电网络短路时，电源电压保持不变，U 1，短路容量的标么值和短路电 流的标么值相等，短路电流周期分量标么值 I f

U X f

1 X f

S f ，短路电流： I f

I f

B

，短路容量：S f S f S B ，S f 3U av I f 短路容量用来校验开关的切断

能力。

转移阻抗：任意两个接点之间的等值电抗。

无限大功率电源供电电路的短路电流在暂态过程中包含交流分量和直流分量。

短路冲击电流：短路电流最大瞬时值，在短路发生后约半个周期出现，短路后 0.01s 的 瞬时值， i m

2K m I f 用于校验设备的动稳定。K m 为冲击系数，当短路发生在发电机 电压母线时， K m 1.9 ，当短路发生在发电厂高压母线时， K m 1.85 ，当短路发生在其他地点， K m 1.8 。

非周期电流的初值越大，暂态过程中短路电流最大瞬时值越大。它与短路发生时刻有关， 与短路发生时电源电势的初始相角（合闸角） 有关。短路电流冲击值在短路前空载， 电压初相位为0的情况下最大。

序阻抗：静止磁耦合元件（线路、电抗器、变压器）正序阻抗和负序阻抗相等 Z 1 Z 2 ； 零序电抗比正序电抗大。变压器零序等值电路与外电路的连接，取决于零序电流的流通

S GN

S N

3

3 0

d 1 2 d

路径，与绕组的接线方式和中性点是否接地有关。旋转元件（发电机、电动机）各序阻抗不等，近似认为异步发电机的正序阻抗等于负序阻抗等于次暂态电抗 X X X '

零序阻抗 X (0.15 ~ 0.6) X ''

。

单相（A 相）接地：单相接地短路点正、负、零序电流分量大小相等，短路点故障相电

压等于零，非故障相电压幅值相等，各序电压之和等于零，正、负、零序网络互相串联。

(1)

短路电流等于 3 倍正序电流，即 I

f

3 I a 1 ，有中性线引出时，中性线上有 3 倍零序电

流，即 I 0

3 I a 1 ，与三相短路相比，单相接地短路的正序分量与在短路点串接一个附加

电抗 X 时的三相短路电流相等，即

E

1 。

I a 1

j ( X 1X )

短路点非故障相电压幅值相等：当 X 0 ＜ X 1非故障相电压小于正常时的电压，当

X

0 X 1非故障相电压等于正常时的电压，当 X 0 ＞ X 1，非故障相电压大于正常

时的电压，当 X

0 0

时，非故障相电压等于正常时电压的 2

倍，当 X 0 时，中 性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压等于正常时电压的电压升高为线电压。

倍，即非故障相

U a 1

U a 2 U a 0 0

短路点处：U

a

0, I b

0, I c

0 ，

， E 1 10

I a 1 I a 2

I a 0

I a

3

电流序分量： I a 1

I a 2

I a 0

E 1

X 1

X 2 X 0

U a 1 E 1 j X 1 I a 1

j ( X 2 X 0 ) I a 1

电压序分量： U a 2 j X 2 I a 2

U a 0 j X 0 I a 0

(1)

短路点短路电流： I f I a I a 1 I a 2 I a 0 3 I a 1 ，有中性线引出的 Y 型绕组，零序电

流通过绕组及其引出线，中性线上有 3 倍零序电流流过，即 I 0 3 I a 1 。

两相（BC 相）短路：两相短路时，故障点不接地，零序电流无通路，短路电流、电压中不存在零序分量，零序网络不存在，复合序网为正序和负序网络的并联；两相短路电

流中正序分量与负序分量大小相等、方向相反，即 I a 1

I a 2

E 1

I f 。 j ( X 1 X 2 )

两故障相中的短路电流总是大小相等、方向相反，等于正序电流的 倍，即

3 3 ，