参考资料-电力系统短路电流计算
电力系统的短路电流计算方法
电力系统的短路电流计算方法在电力系统的运行过程中，短路事故是一种常见的故障形式。
短路电流的计算是电力系统设计和运行中重要的一部分，对于确保电力系统的稳定和安全运行至关重要。
本文将介绍电力系统的短路电流计算方法。
一、短路电流的概念和意义短路电流是指在系统中发生短路故障时产生的电流。
短路故障是指两个或多个系统元件之间的短接，导致电流异常增加。
短路电流的大小直接关系到系统设备的安全运行和保护装置的选择。
因此，准确计算短路电流对于系统的设计和运行至关重要。
二、对称短路电流的计算方法对称短路电流是指发生对称型短路故障（如三相短路故障）时的电流。
对称短路电流的计算方法主要有两种：解析法和数值法。
1. 解析法解析法是通过应用基本的电路理论和计算公式来计算短路电流。
首先需要确定短路电流的路线，然后根据系统参数和电路拓扑关系计算短路电流。
这种方法的优点是计算结果准确，但对于复杂的系统结构和参数较多的情况下，计算过程繁琐。
2. 数值法数值法是通过建立系统的模型，根据短路电流计算方程和计算程序进行计算。
数值法的优点是计算过程简单，适用于复杂系统结构和参数较多的情况。
常用的数值法有潮流法、有限差分法和外推法等。
这些方法在复杂系统中具有较大的优势，得到了广泛应用。
三、非对称短路电流的计算方法非对称短路电流是指发生非对称型短路故障时的电流。
由于非对称故障导致的电流不对称，计算方法相对复杂。
1. 正序、负序和零序分量法正序、负序和零序分量法是计算非对称短路电流的常用方法之一。
该方法将非对称电流分解为三个分量，即正序、负序和零序分量。
通过计算各个分量的电流值，再结合系统的参数和拓扑关系进行计算。
这种方法在非对称分析和保护装置选择中应用广泛。
2. 矩阵法矩阵法是一种基于复数计算的方法，通过建立节点矩阵和支路矩阵，求解节点电压和支路电流的未知量。
这种方法具有较强的适应性，能够计算各种复杂情况下的非对称短路电流。
四、短路电流计算中的注意事项在进行短路电流计算时，还需注意以下几个方面：1. 系统参数的准确性系统参数对于计算结果的准确性具有重要影响。
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算附录1电力系统的短路计算1.1一般规定1.1.1一般要求1.1.1.1本附录适用于船舶交流电力系统三相短路的短路电流和短路功率因数的计算。
两相短路的短路电流值，可取为相应三相短路的短路电流值的0.866倍。
1.1.1.2本计算方法适用于交流50Hz或60Hz非网格形，且中性点通过阻抗接地或中性点绝缘的低压和高压三相电力系统。
其计算结果具有足够的精确度。
1.1.1.3采用本计算方法计算短路发生后100m以内的短路电流，其计算结果可用作：(1)校核所选用的保护电器的短路接通能力和短路分断能力；(2)校核汇流排等元件的电动力稳定性和热稳定性；(3)为电力系统保护的设计和整定提供依据；(4)为在必要时选择适当的限流设备，以能将短路电流限制在保护电器的能力范围之内提供依据。
1.1.1.4在计算最大短路电流时，应考虑最恶劣情况，即应计及对应于船舶或海上设施电站最大负载工况下：(1)所有可能并联连接于主汇流排的发电机(包括短时转移负载的发电机在内)所馈送的短路电流；(2)所有可能投入运行的电动机所馈送的短路电流。
1.1.1.5一般应计算下列各处的短路电流：(1)发电机输出端；(2)主汇流排；(3)应急配电板、区配电板以及分配电板的汇流排；(4)电力和照明变压器次级侧。
此外，为电力系统保护的设计和整定需要，有时还应进行馈电线末端短路电流的计算。
1.1.1.6计算所需要的发电机、电动机、变压器和电缆等的各项特征参数，应由产品制造厂提供，并保证足够的精确度。
1.1.2定义1.1.2.1短路在正常情况下电路中处于不同电压的两点或更多点，通过一比较低的电阻或阻抗偶然或有意的连接。
1.1.2.2短路电流在电源不变情况下，由于故障或误操作引起短路而产生的过电流。
1.1.2.3预期短路电流(针对开关电器)当开关电器的每一极由一阻抗可以忽略不计的导体代替时，电路中可能流过的短路电流。
1.1.2.4对称短路电流预期(可达到的)短路电流交流对称分量的方均根值。
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算电力系统短路电流计算是电力系统设计和运行中非常重要的一项工作。
短路电流是指在系统发生故障时电流的最大值，通常由短路电流计算来确定。
短路电流的计算对于保护设备的选择、电路设计和系统运行状态的分析都具有重要意义。
短路电流计算主要分为对称分量法和非对称分量法两种方法。
下面将对这两种方法进行详细介绍。
1.对称分量法：对称分量法是一种传统的短路电流计算方法，它将三相电流分解为正序、负序和零序三个对称分量，然后再计算每个分量的短路电流。
对称分量法的计算步骤如下：a.首先需要确定系统的短路电流初始值。
可以通过测量系统的各个节点电压和电流来获得。
一般来说，短路电流初始值取系统额定电流的2-3倍。
b.将系统的正常运行条件下的三相电流表示为复数形式：iA,iB和iC。
c.计算三相电流的正序分量：I1=(iA+α^2*iB+α*iC)/3，其中α=e^(j2π/3)，j为虚数单位。
d.计算三相电流的负序分量：I2=(iA+α*iB+α^2*iC)/3e.计算三相电流的零序分量：I0=(iA+iB+iC)/3f.计算每个分量的短路电流。
可以使用短路电流公式和阻抗矩阵来计算。
例如，正序分量的短路电流I1'=Z1*I1，其中Z1为正序阻抗。
g.将三个分量的短路电流叠加得到总的短路电流。
2.非对称分量法：非对称分量法是一种更加准确的短路电流计算方法，它考虑了系统故障时的非对称特性，可以更好地反映系统的短路电流分布。
非对称分量法的计算步骤如下：a.获取系统正常运行条件下的三相电流。
b. 将三相电流转换为abc坐标系下的矢量形式。
c.计算叠加故障电流矢量。
d. 将叠加故障电流矢量转换为dq0坐标系的正序、负序和零序分量。
e.根据正、负、零序分量计算短路电流。
非对称分量法相比于对称分量法更加准确，但在计算过程中需要考虑更多的参数和细节，计算复杂度较高。
需要注意的是，短路电流计算是在假设系统中所有设备均采用理想的电气参数的情况下进行的。
电力系统三相短路电流计算公式
电力系统三相短路电流计算公式在我们日常生活和工业生产中，电可是无处不在，发挥着至关重要的作用。
但您知道吗，当电力系统出现三相短路这种情况时，要计算短路电流可是有专门的公式呢！咱先来说说啥是三相短路。
这就好比一条宽阔的道路，原本电流在三根导线上稳稳当当流动，突然之间，这三条路一下子都“堵死”了，电流就像没头的苍蝇一样乱撞。
这时候，要搞清楚这混乱中的电流有多大，就得靠三相短路电流计算公式啦。
这个公式看起来可能有点复杂，不过别担心，我来给您慢慢拆解。
三相短路电流的计算公式是：$I_{k} = \frac{U_{av}}{Z_{eq}}$ 。
这里面，$U_{av}$ 表示平均额定电压，$Z_{eq}$ 表示短路回路的总阻抗。
就拿我曾经遇到的一个实际例子来说吧。
有一家工厂，新增加了一批大型设备。
在设备调试阶段，突然出现了短路故障。
技术人员赶紧进行排查，发现是三相短路了。
这时候，要计算短路电流，就得先搞清楚这短路回路的总阻抗。
他们开始仔细检查线路，从变压器到配电柜，再到每一台设备的连接线路。
发现有一段线路因为老化，电阻增大了不少。
还有一些设备的电感参数也不太正常。
经过一番努力，把这些参数都整理清楚，代入公式中，算出了短路电流的大小。
这可太重要啦！知道了短路电流的大小，才能选择合适的保护设备，比如断路器、熔断器等等，避免造成更大的损失。
再来说说这个平均额定电压。
它可不是随便定的，而是根据电力系统的标准来确定的。
不同的电压等级，平均额定电压也不一样。
总之，电力系统三相短路电流计算公式虽然有点复杂，但只要我们弄清楚每个参数的含义，结合实际情况进行准确的测量和计算，就能有效地应对短路故障，保障电力系统的安全稳定运行。
回想我之前提到的那个工厂，如果没有及时算出短路电流，采取有效的措施，可能整个生产线都得瘫痪好一阵子，那损失可就大了去了。
所以啊，掌握这个计算公式，对于电力工程师和相关技术人员来说，那可是必备的技能。
在实际工作中，我们还得考虑各种因素的影响，比如温度对电阻的影响，频率对电感的影响等等。
电力系统的短路电流的计算
3.4 电力系统三相短路的实用计算
在工程实际问题中，多数情况下只需计算短路瞬间的短路电流基波交流分量 的起始值。
基波交流分量的起始值的计算方法：将各同步发电机用其暂态电动势（或次暂态 电动势）和暂态电抗（或次暂态电抗）作为等值电势和电抗，短路点作为零电位， 然后将网络作为稳态交流电路进行计算。
短路冲击电流和最大有效值电流
短路电流的最大有效值：在短路过程中，任意时刻t的短路电流有效值
It，是以时刻t为中心的一个周期T内瞬时电流的方均根值。其表达式为：
IM
( I pm /
2)2
i2
t ( t 0.01s )
0.707I pm 1 2( K M 1)2
当KM＝1.8时，IM＝1.075Ipm； 当KM＝1.9时，IM＝1.145Ipm；
当转子旋转时，磁通切割定子导体而在其中感应电势。磁通首先切割A相导体，当转子转过120 度及240度，磁通再一次切割B相导体和C相导体。因此，A 相感应电势超前B相120度，
B相超前C相120度。
3.3 同步发电机突然三相短路的物理过程
同步发电机空载时突然三相短路的物理过程
电枢反应：同步电机在空载时，定子电流为零，气隙中仅存在着转子磁势。负载后， 除转子磁势外，定子三相电流也产生电枢磁势。同步电机在负载时，随着电枢磁势 的产生，使气隙中的磁势从空载时的磁势改变为负载时的合成磁势。因此，电枢磁 势的存在，将使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象称之为电枢反应。
电力系统短路电流计算书
电力系统短路电流计算书1短路电流计算的目的a. 电气接线方案的比较和选择。
b. 选择和校验电气设备、载流导体。
c. 继电保护的选择与整定。
d. 接地装置的设计及确定中性点接地方式。
e. 大、中型电动机起动。
2短路电流计算中常用符号含义及其用途a. I2-次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。
b. I ch—三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳定及断路器额定断流容量。
c. i ch—三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。
d. I -三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。
e. S"-次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。
f. S -稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定.3短路电流计算的几个基本假设前提a. 磁路饱和、磁滞忽略不计。
即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。
b. 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。
c. 各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。
d. 短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。
4基准值的选择为了计算方便，通常取基准容量S b = 100MVA，基准电压U b取各级电压的平均电压，即U b = U P = 1.05Ue，基准电流I b So. ・3U b ;基准电抗X b U b八3i b U b2, S b。
常用基准值表(S b= 100MVA)各电气元件电抗标么值计算公式其中线路电抗值的计算中，X o为：a. 6~220kV 架空线取0.4 Q/kMb. 35kV三芯电缆取0.12 Q/kMc. 6〜10kV三芯电缆取0.08 Q/kM上表中S N、S b单位为MVA , U N、U b单位为kV, I N、l b单位为kA。
5长岭炼油厂短路电流计算各主要元件参数5.1系统到长炼110kV母线的线路阻抗(标么值)a. 峡山变单线路供电时：最大运行方式下：正序0.1052;最小运行方式下：正序0.2281b. 巴陵变单线路供电时：最大运行方式下：正序0.1491最小运行方式下：正序0.26835.2 1#、2#主变：S N = 50000kVA; X%= 14%5.3 200分段开关电抗器：I N = 4000A; X % = 6%5.4 厂用电抗器：I N = 400A; X % = 4%5.5 配出线电抗器1：I N= 750A; X%= 5%配出线电抗器2：I N = 1000A；X%= 6%5.6 陆城变：U N = 35kV; S N = 63kVA; X%= 7.43%5.7 陆城架空线：l=11.3kM ; U N = 35Kv5.8 1# 催化9000kW 电机电抗器：I N= 1500A; Xk % = 5%5.9 1# 催化5000kW 电机电抗器：I N= 1000A ；Xk % = 4%5.10 2# 催化4200kW 电机电抗器：I N= 1000A; Xk % = 3%5.11 4#发电机：S N = 15MVA ; Xd”= 12.4%5.12 1#、2#、3#、6#发电机：S N = 3.75MVA; Xd” = 9.87% 6各元件阻抗标么值的计算6.1 1 #、2#主变：II .X b* 0.14100 0.286.2 200分段开关电抗器：X k* 0.06 號0.1316.3厂用电抗器：X k* 0.04 船0.8736.4配出线电抗器1:X k* 0.05 證0.5826.5配出线电抗器2：X k* 0.06 宓0.5236.6陆城变：X b"* 0.0743 器 1.179 6.7陆城架空线：X* 0.4 11.3 眾0.337最大运行方式0.08 2 1002 6.320.2026.8 1井催化9000kW电机回路出线电抗器：X k* 0.05 號 0.296.9 1井催化5000kW电机回路出线电抗器：X k* 0.04 辟0.3496.10 2#催化4200kW电机回路出线电抗器：X k* 0.03 晋d6 0.266.11 4#发电机：X d"* 0.124 警80.8266.12 1 #、2#、3#、6#发电机：X d"* 0.0987 呼8 2.6326.13 6kV三芯电力电缆1kM，每回路2根三芯电缆X* 632 0.1016.32kM，每回路2根三芯电缆500、200均合闸运行）下系统及长岭内部系统标么值阻抗图:8最大运行方式下，主6kV I段母线K1点三相短路电流计算(4#机、2台3000kW 机及500、200合闸运行)：当电源容量大于基准量的7.56倍时，即以供电电源的容量为基准的阻抗标么值X js>3时(3/X b= 3/0.397= 7.56),可以将供电电源视为无穷大电源系统。
电力系统短路电流计算书
电力系统短路电流计算书电力系统短路电流计算书是电力系统设计和运维中非常重要的一份文档。
短路电流计算是电力系统中最重要的计算之一。
此计算是为了估算电力设备在发生电线短路时所承受的电流大小和持续时间，以便选定恰当的保护电器和电缆。
短路电流分析是依据系统的拓扑结构、线路参数和源的参数进行的。
因此，在短路电流计算中，根据电力设备的电气参数对整个电网进行仿真模拟是非常关键的一步。
比如说，在AC电源的电路分析过程中，需要考虑到系统的电阻、电抗和电容等电性质。
而在DC电源的分析过程中，需要把握电势差、电场和电流的关系。
电力系统短路电流的计算和分析有助于工程师们对电力设备的负荷特性进一步加深理解，从而能够设计出更为安全和稳定的电力系统。
在短路电流计算中，工程师们需要考虑很多因素，如需要仿真的系统拓扑结构，电缆线路的参数以及电气设备的参数等。
对于短路电流分析的结果，工程师们需要编写一份详细的短路电流计算书，并进行仔细的校对和核对。
这份文档将包含以下内容：1. 系统拓扑结构和各个节点的参数表格：这个表格将涵盖系统中所有电气设备的电性质参数，包括电流、电阻、电抗和电容等等。
2. 短路电流计算的详细过程：这个部分包括全部的短路电流计算过程，包括短路电流的费用和电力质量分析等。
3. 选定保护设备的详细方案：根据短路电流的计算结果，工程师们需要选定合适的保护设备，包括断路器、熔断器、隔离开关等等。
这一部分将提供关于保护设备相关性能和规格的详细参数表格。
4. 搜集短路电流计算数据的方法：短路电流测试可以提供真实有效的数据，让工程师们对他们的计算结果进行进一步的验证和校对。
这一部分将详细解释如何进行短路电流测试，并给出一些有用的短路电流测试方法和建议。
总之，电力系统短路电流计算书的编写对于电力工程来说是至关重要的。
它为电力系统的规划、实施和维护提供了基石。
不仅如此，这份文档更是对于电力系统设计和运维人员的一份重要参考，可以帮助他们做出最为理性和科学的决策。
配变电系统短路电流计算实用手册
配变电系统短路电流计算实用手册一、引言配变电系统是供电系统中非常重要的组成部分，它承担着将输电网的高压电能转变为适合用户使用的低压电能的任务。
在实际运行中，因为各种原因，配变电系统往往会发生短路故障，而短路电流计算是保证配变电系统运行安全的关键步骤之一。
编制一份实用的短路电流计算手册，具有非常重要的现实意义。
二、短路电流计算基本概念1. 短路电流的定义短路电流是指在系统中发生短路时，短路处通过的电流。
它的大小和系统的电路参数、电源特性等有密切关系。
2. 短路电流计算的基本原理短路电流计算的基本原理是根据电力系统各个部件的参数和连接方式，通过适当的计算方法来确定系统中各个位置的电流值。
这些位置包括隔离开关处、变压器的低压侧、高压侧等。
3. 短路电流计算的意义短路电流计算的意义在于，通过计算短路电流，可以评估各个部件在短路条件下的承受能力，提供为系统的保护装置、设备选择和运行参数的选择等提供依据。
三、短路电流计算的方法和步骤1. 短路电流计算的方法短路电流计算的方法主要包括对称分量法、零序分量法、模型法等。
这些方法各有特点，适用于不同的系统和条件。
2. 短路电流计算的步骤短路电流的计算一般包括以下步骤：确定短路点，选取短路电流计算方法，建立系统模型，进行计算，评估结果。
四、短路电流计算的实用手册编制1. 实用手册的结构短路电流计算的实用手册一般包括以下内容：引言、基本概念和原理、计算方法和步骤、示例分析、案例分析、个人观点和理解等。
2. 实用手册的编制在编制实用手册时，作者应该综合考虑读者的实际需求，尽量以通俗易懂的方式来表达复杂的计算方法和步骤，同时还要提供丰富的示例和案例进行分析和讨论。
五、个人观点和理解作为配变电系统设计和运行人员，我认为短路电流计算是一个非常重要的工作，它关系到配电系统的安全、稳定运行。
编制一份实用的短路电流计算手册对于工程实践具有非常重要的意义。
我在实践中也深切体会到了短路电流计算的重要性，并且通过不断学习和实践，不断提高自己在这方面的能力和水平。
电力系统中的短路电流分析与计算
电力系统中的短路电流分析与计算在电力系统中，短路电流是一种非常常见的现象。
当电气设备发生故障时，短路电流会通过设备，从而导致设备烧坏或者影响系统的正常运行。
因此，短路电流分析和计算对于电力系统的安全和稳定运转至关重要。
一、短路电流的概念短路电流是指在电力系统中，当电流在设备中流动时，由于外界原因或者内部故障造成的电路截面发生变化，从而导致电阻变小，电流猛增的现象。
短路电流的大小决定了电力系统的额定断路容量，也是电气设备选型和保护装置选用的重要依据。
二、短路电流的分析方法1. 支路法分析支路法分析是在电力系统中较为常见的一种短路电流计算方法。
首先，需要将电力系统根据支路逐一分析，计算出每一段电路的电阻、电抗和电容等参数，再根据短路故障点位置，确定故障点所在的电路并通过支路公式分别计算出每条支路的短路电流，最后将所有分路电流相加得出故障点的短路电流。
2. 进行暂态仿真暂态仿真是一种在计算机上进行模拟的短路电流计算方式。
通过模拟故障前和故障后电力系统的状态，根据系统的动态特性预测故障点的短路电流。
这种方法具有计算精度高、适用范围广等特点，但同时也需要耗费大量的计算资源。
3. 等效电路法分析等效电路法分析是将电力系统简化为等效电路的方式进行短路电流计算。
通过将电力系统转化为电子电路的形式，并将系统各部分抽象为电路元件，最终得出等效电路及各元件的参数，从而计算短路电流。
这种方法计算简单，适用范围广，但考虑的因素较为简单，精度相对较低。
三、短路电流计算的影响因素1. 系统电压系统电压对计算的短路电流具有重要影响，随着电压的降低，短路电流也不断降低。
因此在进行短路电流计算时，我们需要考虑电力系统的额定电压和初始电压等因素。
2. 故障位置电力系统中，故障位置对短路电流计算至关重要。
根据故障点所在的输电线路、变电站、变压器等等因素，来确定故障位置所在的支路，并通过支路法或等效电路法等进行计算。
3. 电气设备参数在短路电流计算中，电气设备的参数包括电阻、电容和电感等，都会对计算结果产生影响。
电力系统的短路电流计算
电力系统的短路电流计算电力系统的短路电流计算是电力工程中一个非常重要的环节，它可以帮助工程师确保电力系统的运行安全和稳定。
短路电流计算通常涉及到电力系统的拓扑结构、电气设备的参数以及电源的特性等多个方面，本文将详细介绍短路电流计算的方法和步骤。
一、短路电流计算的目的短路电流计算的主要目的是确定电力系统中的各个节点、支路以及设备上出现短路时所产生的电流大小，从而判断设备和电气系统是否能够承受这些电流并确保系统的正常运行。
通过短路电流计算，我们可以评估电力系统的稳定性、选择合适的保护设备以及确定设备参数和系统结构等重要工作。
二、短路电流计算的方法1. 传统短路电流计算法传统的短路电流计算法主要通过手工计算实现，通常包括以下几个步骤：首先，需要确定电力系统的拓扑结构，包括各个节点的连线关系和支路连接情况；其次，需要收集系统中各个设备的参数，如电流互感器、变压器、发电机等的额定值以及阻抗等参数；然后，根据短路电流计算公式，对各个节点进行计算，并确定电流的大小和方向；最后，通过对计算结果的分析，判断系统的稳定性和是否需要采取相应的措施进行改进。
2. 计算软件辅助短路电流计算法随着计算机技术的不断发展，短路电流计算方法也得到了很大的改进。
现在，我们可以利用专业的电力系统计算软件来辅助进行短路电流的计算。
这些软件可以根据用户输入的电力系统拓扑结构和设备参数，自动进行计算并输出结果。
相比传统的手工计算方法，计算软件的优势在于可以大大提高计算效率和准确性，并且可以处理更加复杂的电力系统结构和参数。
三、短路电流计算的步骤无论是传统的手工计算方法还是计算软件辅助计算方法，短路电流计算的步骤大体上是相似的，下面是一个典型的短路电流计算的步骤：1. 收集系统参数：包括电力系统的拓扑结构、设备参数以及电源特性等信息。
2. 建立短路电流模型：根据系统参数，建立电力系统的等值电路模型，主要包括发电机、线路、变压器、负荷等元件。
电力系统短路电流计算及标幺值算法
第七章短路电流计算Short Circuit Current Calculation§7-1 概述 General Description一、短路的原因、类型及后果The cause, type and sequence of short circuit1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。
2、短路的原因：⑴元件损坏如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路.⑵气象条件恶化如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等.⑶违规操作如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压.⑷其他原因如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等.3、三相系统中短路的类型：⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路；)1(k—单相接地短路；)1,1(k—两相接地短路；⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路；不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称;如两相短路、单相短路和两相接地短路.注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。
4、短路的危害后果随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。
短路的危险后果一般有以下几个方面。
（1）电动力效应短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。
（2）发热短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。
（3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃及周围设备. （4） 电压大幅下降，对用户影响很大. （5） 如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电。
这是短路故障的最严重后果。
（6） 不对称短路会对附近的通讯系统产生影响。
电力系统短路电流计算(保护鉴定)
实用短路电流计算的近似条件
无限大功率电源:指当电力系统的电源距短
路点的电气距离较远时，由短路而引起的 电源输出功率（电流及电压）的变化 S （ S P jQ ），远小于电源所具有 的功率S，即存在如下的关系 S S ，则 称该电源为无限大功率电源，记作S=∞ 。
实用短路电流计算的近似条件
S kt* S kt 3U N I kt I kt 1 I kt* SB X * 3U B I B I B
SB S kt I kt* S B X *
短路容量的标么值和短路电流的标么值相等。
冲击电流和最大有效值电流
三相短路最大冲击电流瞬时值 根据产生最大短路电流的条件，短路 电流周期分量和非周期分量叠加的结果 是在短路后经过半个周期的时刻将会出 现短路电流的最大瞬时值，此值称为短 路冲击电流的瞬时值。 式中Ikt──短路电流的周期分量，kA； Kimp——短路冲击系数。
电力系统短路电流计算
短路计算的基本假设条件 实用短路电流计算的近似条件 简单系统三相短路的实用计算方法 不对称故障的分析和计算
短路计算的基本假设条件
磁路的饱和、磁滞忽略不计。系统中各元件的参数
便都是恒定的，可以运用叠加原理。 系统中三相除不对称故障处以外都可当作是对称的。 因而在应用对称分量法时，对于每一序的网络可用 单相等值电路进行分析。 各元件的电阻略去不计。如果 R 1 X ，即 3 当短路是发生在电缆线路或截面较小的架空线 上时，特别在钢导线上时，电阻便不能忽略。此外， 在计算暂态电流的衰减时间常数时，微小的电阻也 必须计及。 短路为金属性短路。
IB
SB kA 3U B
SB：三相功率 UB：线电压; IB:星形等值电路中的相电流
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算电力系统的稳定运行与安全运行密切相关，而短路电流是电力系统中一种重要的故障电流。
准确计算电力系统中的短路电流，对于电力系统的设计、运行和保护都具有重要的意义。
一、短路电流的定义与性质短路电流是指电力系统中发生短路故障时，电流流过故障点的大小。
短路电流的大小与电源电压、电源电阻、故障点的电阻以及系统的电抗有关。
短路电流具有以下性质：1. 短路电流非常大，远远超过正常工作电流。
这是因为短路故障会导致电阻减小，电流增大。
2. 短路电流的大小取决于电源的能力以及系统的电抗。
电源能力越强，系统电抗越小，短路电流越大。
二、短路电流计算的方法为了准确计算电力系统中的短路电流，常用的方法有两种：解析计算和数值计算。
1. 解析计算方法解析计算方法是基于电力系统的等效电路模型，通过求解电路方程得到短路电流的解析解。
这种方法适用于简单的电力系统，具有计算速度快、计算结果准确的优点。
但是对于复杂的电力系统，由于等效电路模型难以建立，解析解难以求得，因此不适用于复杂系统的短路电流计算。
2. 数值计算方法数值计算方法是基于计算机仿真技术，通过数值计算求解电力系统的短路电流。
这种方法适用于复杂的电力系统，可以考虑到系统的各种参数和非线性特性，计算结果更为准确。
数值计算方法一般采用数值电磁暂态仿真软件进行，如PSCAD、EMTP等。
三、短路电流计算的步骤无论是解析计算方法还是数值计算方法，短路电流的计算都需要经过以下几个步骤：1. 电力系统建模将电力系统转化为等效电路模型，包括发电机、变压器、线路、负荷等元件，并确定各元件的参数。
2. 故障类型确定确定故障类型，包括对称短路故障和不对称短路故障。
对称短路故障是指发生在电力系统三相之间的故障，不对称短路故障是指发生在电力系统三相之间的不平衡故障。
3. 故障点位置确定确定故障点的位置，即故障发生的地点。
根据故障点的位置，可以确定故障电流的路径和影响范围。
4. 系统参数计算根据电力系统的等效电路模型和故障点的位置，计算系统的参数，包括电阻、电抗等。
短路电流计算
目录一、绪论 (2)(一）、原始资料 (2)（二)、设计内容 (2)(三）、原始资料分析 (3)二、电气主接线方案的拟定 (3)（一）电气主接线的基本要求和设计原则 (4)（二）主变压器的选择 (4)（三）确定各侧接线方式 (4)三、短路电流计算 (4)（一）短路电流计算的目的 (4)（二）短路电流计算的一般规定 (4)（三）计算步骤 (5)四、主要设备的选择 (5)五、主要设备的配置 (6)（一）、PT的配置 (7)（二）CT的配置 (7)（三)避雷器的配置 (8)六、所用电设计 (8)(一)用电电源数量及容量 (8)(二)所用电源引接方式 (8)（三）变压器低压侧接线 (8)七、配电装置设计 (9)八、主变保护的配置 (9)九、无功补偿装置 (10)一、绪论（一）、原始资料1、根据电力系统规划需新建一座220kv区域变电站，该站建成后与110kv和220kv电网相连，并供给近区用户，按规划该站装设两台容量为120MVA主变压器.2、按规划要求，该站有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv出线6回（其中备用2回），110kv出线8回(其中备用2回)，10kv出线12回（其中备用2回）。
变电站还安装4组5Mvar（共20Mvar)无功补偿电容器以满足系统调压要求。
3、110kv侧有两回出线供给远方大型冶炼厂（如：驻马店市南方钢铁公司），其容量为60000KVA，其它作为一些地区变电站进线，最大负荷与最小负荷之比0.6，10kv侧总负荷为30000KVA,Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回负荷为2500KVA，最大负荷与最小负荷之比为0。
65。
4、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为:220kv侧 cosφ=0。
9 Tmax=3800小时/年110kv侧 cosφ=0。
85 Tmax=4200小时/年10kv侧 cosφ=0.8 Tmax=4500小时/年5、220kv和110kv侧出线主保护为瞬时动作,后备保护时间为0.15秒，10kv出线过流保护时间为2秒，断路器燃弧时间按0.05秒考虑.6、系统阻抗:220kv侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kv母线侧为0.16（SJ=100MVA），110kv侧电源容量为1000MVA,归算至本所110kv母线侧阻抗为0。
电力系统短路电流计算例题与程序
电力系统短路电流计算例题与程序编写佘名寰本文用导纳矩阵求逆计算节点阻抗矩阵，运用复合序网络图计算各节点对称故障和不对称故障时短路电流、节点电压和各支路故障电流。
2.1用阻抗矩阵计算短路的基本公式：⑴节点三相对称短路，注入节点的短路电流I d=-V d(0)/Z dd(2-1)式中V d(0)故障点在短路发生前的电压，简化计算时V d(0)=1Z dd故障点d的自阻抗负号表示电流从节点流出故障点短路电流在各节点所产生的电压分量V=ZI (2-2)式中Z 节点阻抗矩阵I 节点注入电流的列矩阵当只有一点故障时上述电压分量为V i(d)=Z di I d(i=1,2,3,………n)(2-3)式中Z di故障点d与节点i的互阻抗短路故障后的节点电压V i=V i(0)+V i(d)(2-4)式中V I(0)节点i 故障发生前的电压短路故障时通过各支路的电流I ij=(V i-V J)/z ij（2-5）式中z ij联系节点i和节点j的支路阻抗⑵单相接地短路故障点的电流和电压：A相单相接地故障I a0=I a1=I a2= -V a1(0)/(Z dd0+Z dd1+Z dd2) (2-6)Z dd0, Z dd1, Z dd2 -------零序、正序、负序网络故障节点的自阻抗V a0= Z dd0 I a0(2-7)V a1=V a1(0)+Z dd1I a1(2-8)V a2= Z dd2 I a2(2-9)I a=3I a1 (2-10)⑶两相接地短路：B．C相短路接地故障增广正序网的综合等值阻抗Z∑Z∑=Z dd0Z dd2/(Z dd0+Z dd2) (2-11)I a1= -V a1(0)/(Z dd1+ Z∑) (2-12)I a0= -I a1 Z dd2/(Z dd0+Z dd2) (2-13)I a2= -I a1 Z dd0/(Z dd0+Z dd2) (2-14)I b=I a0+a2I a1+aI a2 (2-15)a=(-1/2+j√3/2)a2=(-1/2-j√3/2)⑷两相短路：B.C两相短路故障I a1=I a2= -V a1(0)/(Z dd1+Z dd2) (2-18)I b=j√3I a1 (2-19)⑸支路i～j间的某一点d发生故障时，视d点为新的节点d点与节点k的互阻抗Z dkZ dk=(1-L)Z IK+LZ jk (2-20)d 点的自阻抗Z ddZ dd=(1-L)2Z ii+L2Z jj+2L(1-L)Z IJ+L(1-L)z ij (2-21)式中L为端点i到故障点d的距离所占线路全长的百分数Z IK，Z jk分别为节点i和节点j与节点k的互阻抗Z ii，,Z jj为节点i和节点j的自阻抗Z IJ 为节点i与节点j的互阻抗z ij是节点i和节点j间的线路阻抗2.2 短路电流计算时用导纳矩阵求逆计算节点阻抗矩阵参考文献①介绍了从网络的原始阻抗矩阵求节点导纳矩阵的方法和相关程序。
电力系统的短路电流计算与分析
电力系统的短路电流计算与分析简介电力系统是现代工业和居民生活中不可或缺的基础设施，而短路电流计算与分析是电力系统的重要研究和工程应用之一。
本文将介绍电力系统的短路电流计算与分析的意义、计算方法以及分析结果的应用。
一、短路电流计算的意义电力系统中的短路电流是指电力系统出现故障时，电流超过额定值的现象。
短路电流的计算和分析对于电力系统的设计、运行和保护都具有重要的意义。
1. 电力系统的设计：在电力系统的设计阶段，短路电流的计算可以帮助确定合适的设备参数，确保系统的可靠性和经济性。
根据短路电流的计算结果，设计人员可以选择合适的开关设备、绝缘等级、导线截面等参数，保证设备能够承受短路电流的冲击。
2. 电力系统的运行：短路电流计算可以帮助运行人员了解系统中各个节点和设备的短路电流情况，定期检查系统的稳定性和安全性。
如果某个节点的短路电流超过了设备的额定值，可能会引发设备的损坏和系统的停电。
因此，运行人员需要根据短路电流的计算结果来调整系统参数和运行策略，确保系统的正常运行。
3. 电力系统的保护：电力系统中的保护装置需要能够快速、可靠地检测和隔离故障，以保护设备和人员的安全。
短路电流的计算可以为保护装置的选择和设置提供依据。
通过分析短路电流的分布情况，可以确定最佳的保护装置的故障检测时间和断开时间，提高系统的可靠性和安全性。
二、短路电流计算的方法短路电流的计算是基于电力系统的拓扑结构、电源参数、负载参数和故障类型等因素进行的。
常用的短路电流计算方法包括复纯计算法、复合阻抗法和解析法等。
1. 复纯计算法：复纯计算法是一种简化且较为常用的计算方法。
它基于近似的电源模型，将复杂的电力系统简化为等值电路，然后利用电路分析方法计算短路电流。
复纯计算法适用于较为简单的电力系统，但在复杂系统中需要谨慎使用。
2. 复合阻抗法：复合阻抗法是一种计算短路电流的准确方法。
它考虑了电源的动态特性和网络的传输特性，通过建立电源和负载之间的复合阻抗模型进行计算。
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1.1 1.1.1 1.1.1.1 1.1.1.2 1.1.1.3 (1) (2) (3) (4) 一般规定 一般要求
电力系统的短路计算
本附录适用于船舶交流电力系统三相短路的短路电流和短路功率因数的计算。两相短路 本计算方法适用于交流 50Hz 或 60Hz 非网格形，且中性点通过阻抗接地或中性点绝缘的 其计算结果具有足够的精确度。 采用本计算方法计算短路发生后 100ms 以内的短路电流，
4-88
在正常情ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下电路中处于不同电压的两点或更多点， 通过一比较低的电阻或阻抗偶然或有意的连接。 在电源不变情况下，由于故障或误操作引起短路而产生的过电流。 当开关电器的每一极由一阻抗可以忽略不计的导体代替时，电路中可能流过的短路电流。 预期 ( 可达到的 ) 短路电流交流对称分量的方均根值。如有直流分量，应不计算在内。 突然短路发生后，短路电路中电流的一个组成部分，所有基波和谐波均不计算在内。 可达到的短路电流的最大可能瞬时值。
ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms ms
（5） 功率符号见表 1.1.3.2（5） 。 功 率 符 号
符号 SrG PrG PrM PrM* SrT PK 名 同步发电机额定视在功率 同步发电机额定功率 异步电动机额定输出功率 等效异步电动机额定输出功率 变压器额定视在功率 变压器短路损耗 称
表 1.1.3.2（5）
单 位
kVA kW kW kW kVA kW
（6） 其他符号见表 1.1.3.2（6） 。
4-91
其他符号
符号 cosφK cosφr cosφM ηM a Ai Bi Ci Di e f l n S T CB FU 短路功率因数 发电机额定功率因数 异步电动机额定功率因数 异步电动机效率 并联电缆根数 发电机断路器电源端处的短路点 邻近主汇流排处的短路点 主汇流排外一次配电系统馈电线处的短路点 变压器次级侧的短路点 自然指数的底数 频率 电缆长度 峰值系数 电缆截面积 周期 断路器 熔断器 名 称
表 1.1.3.2（1）
单 V V V V V V % % % 位
（2） 电流符号见表 1.1.3.2（2） 。 电 流 符 号
符号 I″*、 I′* I* I ″M、 I ″M* Iac IacG IacM idc idcG idcM iK IK* IKd 名 称
表 1.1.3.2（2）
单 位 kA kA kA kA kA kA kA kA kA kA kA kA
1.2.1 1.2.1.1 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
图 1.2.2.2)。其计算是利用电机制造厂提供的电机特征参数采用公认方法进行的，并采用了下列假设： 忽略不计电力系统中的所有电容； 短路发生瞬间，短路点某相的相电压瞬时值为零； 短路期间短路电流的路径不变； 忽略不计短路电弧阻抗，也不计及汇流排、电压互感器阻抗以及导体之间连接点的接触电阻； 变压器处于主抽头位置； 短路在三相同时发生； 短路发生前发电机处于额定负载状态； 并联运行的发电机，在短路发生瞬间所有发电机按比例承担有功负载和无功负载； 在每一不连续的时间间隔内，所有电路元件作线性响应；
的短路电流值，可取为相应三相短路的短路电流值的 0.866 倍。 低压和高压三相电力系统。 其计算结果可用作： 校核所选用的保护电器的短路接通能力和短路分断能力； 校核汇流排等元件的电动力稳定性和热稳定性； 为电力系统保护的设计和整定提供依据； 为在必要时选择适当的限流设备，以能将短路电流限制在保护电器的能力范围之内提供依据。 在计算最大短路电流时，应考虑最恶劣情况，即应计及对应于船舶或海上设施电站最大
表 1.1.3.2（4）
单 位
以短路发生时刻为起点的持续时间 以短路发生时刻为起点的某一规定时间 同步发电机直轴超瞬态和瞬态短路时间常数 等效发电机直轴超瞬态和瞬态短路时间常数 计及外线路阻抗影响的同步发电机超瞬态和瞬态短路时间常数 异步电动机和等效异步电动机超瞬态时间常数 计及外线路阻抗影响的异步电动机超瞬态时间常数 同步发电机和等效发电机直流时间常数 计及外线路阻抗影响的同步发电机直流时间常数 异步电动机和等效电动机直流时间常数 计及外线路阻抗影响的异步电动机直流时间常数
4-89
iM ip G ip M ip Ir Iac2 iK2 ip2 IC R IC r
异步电动机短路电流的上包络线值 同步发电机峰值短路电流 异步电动机峰值短路电流 短路点的峰值短路电流 额定电流 ( 方均根值 ) 变压器次级对称短路电流 ( 方均根值 ) 变压器次级短路电流上包络线值 变压器次级峰值短路电流 给定的断路器额定短路分断能力 经换算的断路器额定短路分断能力
表 1.1.3.2（3）
单 位 mΩ mΩ/m mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ/m mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ mΩ
、 Zd ′ Z″ d Z″ 、 Z* ′ * Z″M Z″M* ZT Re1 Re2 Xe1 Xe2
（1） 本附录采用以下 1.1.3.2 和 1.1.3.3 规定的符号、下标和上标，并规定统一的单位。 （2） 在阻抗、 电抗、 电阻和电压降的符号中， 大写字母代表绝对值， 小写字母代表相对值 ( 标么值 )。 （3） 对电流和电压等与时间有关的量，大写字母代表有效值 ( 方均根值 )，小写字母代表瞬时值。 1.1.3.2 符号 （1） 电压符号见表 1.1.3.2（1） 。 电 压 符 号
4-93
I″K 对称短路电流初始值； ip 峰值短路电流；IKd 稳态短路电流； idc 短路电流直流分量；A 短路电流直流分量初始值。 图 1.2.2.2 典型的同步发电机在空载状态下机端短路的短路电流时间函数
1.2.2.3
符号 E″qo E’ qo E″M Ur UrM UrT2 uK uR uX 名 称 短路发生前发电机超瞬态交轴电动势 短路发生前发电机瞬态交轴电动势 电动机超瞬态电动势 系统额定线电压 电动机额定线电压 变压器次级额定线电压 以百分比表示的变压器短路电压 以百分比表示的变压器短路电压的电阻分量 以百分比表示的变压器短路电压的电抗分量
kA kA kA kA kA kA kA kA kA kA
（3） 电抗、电阻和阻抗符号见表 1.1.3.2（3） 。 电抗、电阻和阻抗符号
符号 R r R* Ra RM RR RR* RS RS* RT X x 、 X* ′ X″ * X″ 、 Xd ′ d X″M X″M* XR XS Xd XT Z Z* 电阻 单位长度电缆电阻 等效发电机定子电阻 同步发电机定子电阻 异步电动机电阻 折算至定子侧的异步电动机转子电阻 折算至定子侧的等效异步电动机转子电阻 异步电动机定子电阻 等效电动机定子电阻 变压器电阻 电抗 单位长度电缆电抗 等效发电机超瞬态和瞬态电抗 同步发电机直轴超瞬态和瞬态电抗 异步电动机超瞬态电抗 等效异步电动机超瞬态电抗 折算至定子侧的异步电动机转子电抗 异步电动机定子电抗 同步发电机直轴电抗 变压器电抗 阻抗 等效阻抗 同步发电机直轴超瞬态和瞬态阻抗 等效发电机超瞬态和瞬态阻抗 ( 包括线路阻抗 ) 异步电动机超瞬态阻抗 等效异步电动机超瞬态阻抗 变压器阻抗 变压器初级电缆电阻 折算至初级侧的变压器次级电缆电阻 变压器初级电缆电抗 折算至初级侧的变压器次级电缆电抗 名 称
1.1.1.5
此外，为电力系统保护的设计和整定需要，有时还应进行馈电线末端短路电流的计算。 1.1.1.6 并保证足够的精确度。 1.1.2 1.1.2.1 1.1.2.2 1.1.2.3 1.1.2.4 1.1.2.5 1.1.2.6 1.1.2.7 定义 短路 短路电流 预期短路电流 ( 针对开关电器 ) 对称短路电流 短路电流直流分量 峰值短路电流 等效发电机
1.1.1.4 负载工况下： (1) (2) (1) (2) (3) (4)
所有可能并联连接于主汇流排的发电机 ( 包括短时转移负载的发电机在内 ) 所馈送的短路电流； 所有可能投入运行的电动机所馈送的短路电流。 一般应计算下列各处的短路电流： 发电机输出端； 主汇流排； 应急配电板、区配电板以及分配电板的汇流排； 电力和照明变压器次级侧。 计算所需要的发电机、电动机、变压器和电缆等的各项特征参数，应由产品制造厂提供，
图 1.2.2.1
同步发电机机端三相短路等效电路图
1.2.2.2
三相短路电流
（1） 当三相同时短接在一起时，就产生三相短路状态，此时在每相中都产生短路电流，它是一复 杂的时间函数。同步发电机典型的三相机端短路的短路电流随时间变化的波形图如图 1.2.2.2 所示。 该短路电流由对称短路电流 ( 交流分量 ) 和直流分量组成。
表 1.1.3.3（1）
4-92
电力系统的短路计算 第 4 篇 附录 1
钢质海船入级规范
（2） 上标符号见表 1.1.3.3（2） 。 上 标 符 号
符号 ″ ′ 超瞬态值 瞬态值 含 义
表 1.1.3.3（2）
1.2
短路电流的计算 基本假设 以下各节所述的计算公式，是用来计算随时间变化的短路电流最大值的上包络线值 ( 见
等效发电机超瞬态、瞬态短路电流初始值 ( 方均根值 ) 等效发电机短路电流 ( 方均根值 ) 异步电动机和等效电动机超瞬态短路电流初始值 ( 方均根值 ) 短路点的对称短路电流 ( 方均根值 ) 同步发电机的对称短路电流 ( 方均根值 ) 异步电动机的对称短路电流 ( 方均根值 ) 短路点短路电流的直流分量 同步发电机短路电流的直流分量 异步电动机短路电流的直流分量 短路电流上包络线值 等效发电机稳态短路电流 ( 方均根值 ) 同步发电机稳态短路电流 ( 方均根值 )
电力系统的短路计算 第 4 篇 附录 1
钢质海船入级规范
为计算短路电流，将运行中的各台发电机和各台电动机综合成一台等效发电机，该等效发电机馈 送的短路电流等效于各台发电机和各台电动机馈送的短路电流之和。 1.1.2.8 等效电动机 为简化短路电流的计算，将运行中除大电动机以外的各台电动机综合成一台等效电动机，该等效 电动机馈送的短路电流等效于上述各台电动机馈送的短路电流之和。 1.1.2.9 大电动机 任何额定输出功率大于 100kW，或者大于系统中最大发电机额定功率的 25% 的电动机。 1.1.3 1.1.3.1 符号、下标和上标 一般要求