电力系统短路计算设计
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。
电力系统短路计算
电力系统短路计算电力系统短路计算是电力系统设计和运行中必不可少的一部分。
它可以帮助电力系统工程师和运行人员了解电力系统在故障情况下如何运行以及如何保证电力系统的安全和可靠性。
短路计算可以评估有关电路、设备和保护设备等方面的短路能力，以确保系统的各个部分在短路故障发生时能够正常运行并保持稳定。
在电力系统中，短路事件是很常见的，短路是指电流在较短的路径上流动，而忽略其他路径。
短路的发生可能会导致系统的电压下降、电力设备的损坏或停机、电网安全风险等问题。
因此，短路计算变得至关重要，因为它可以评估系统中各个部分的短路能力，在未来的短路事件中预测和避免电网可能遇到的问题。
在进行短路计算时，需要考虑电力系统中的如下因素：1.系统拓扑：即电网的结构，包括电源、传输线路、变电站、负载和支路等，对于每一种情况，都需要作出相应的短路计算。
2.电流限制:当短路电流大于设备或电路能承受的额定电流时，必须考虑电流限制措施和保护措施。
3.短路电流：由于电网中的电流是动态变化的，因此在进行短路计算时，需要考虑电流的大小及方向，以及在不同情况下产生的短路电流。
4.接地方式:系统中接地方式的不同会导致不同的短路电流，所以在计算时必须考虑这一因素。
5.保护系统：保护系统可以检测系统中的短路事件，并通过切断电流或跳闸进行响应。
在计算过程中，需要考虑保护系统的类型、保护设备的额定动作电流等，以确保系统在短路时可以正常运作。
总的来说，电力系统短路计算是一项复杂的任务，需要综合考虑许多因素才能得出正确的结果。
然而，通过短路计算，可以为系统的设计、运行和维护提供有用的信息，有助于保证电力系统的安全和可靠性。
电力系统短路电流计算及标幺值算法
电力系统短路电流计算及标幺值算法一、短路电流计算方法短路电流计算是电力系统设计和运行中的重要工作之一，它可以用来确定电力系统设备的选型和保护装置的设置。
一般而言，短路电流计算有三种主要的方法：解析法、计算机法和试验法。
1.解析法：解析法是利用电路的解析模型，通过简化的计算方法来估算短路电流。
该方法适用于简化的电路模型，如单相等效模型或对称分量法。
其中，单相等效模型是将三相系统简化为单相系统进行计算，对于简单的配电系统较为实用。
而对称分量法则是将三相系统分解为正序、负序和零序三部分进行计算，适用于较为复杂的计算。
2.计算机法：计算机法是运用电力系统仿真软件进行短路电流计算，其中最常用的软件包括PSS/E、ETAP、PowerWorld等。
该方法可以更加精确地模拟电力系统的实际运行情况，适用于复杂的大型电力系统。
通过输入系统的拓扑结构和参数，软件可以自动计算得到短路电流及其分布情况。
3.试验法：试验法是通过实际的短路试验来测量电力系统的短路电流。
该方法需要选取适当的试验装置和测试方法，并进行数据处理来得到准确的短路电流数值。
试验法适用于对系统的实测与验证，尤其对于重要设备或复杂系统来说更具可靠性。
标幺值是将物理量除以其基准值得到的比值，它可以用来统一比较和分析不同系统中的电流、电压等参数。
在电力系统中，短路电流的标幺值常用于比较不同设备和不同系统的短路能力。
短路电流的标幺值计算方法一般有以下几种：1.基准短路电流法：基准短路电流法是将电力系统的短路电流与一个基准电流进行比较，得到标幺值。
基准短路电流可以是短路电流中最大值，也可以是系统额定电流、设备额定电流等。
该方法适用于对系统整体的短路能力进行评估。
2.额定电流法：额定电流法是将短路电流与设备或系统的额定电流进行比较，得到标幺值。
该方法适用于对设备的短路能力进行评估，如断路器、开关等。
3.等值电路法：等值电路法是通过将电力系统简化为等效电路进行计算，然后将计算得到的电流与基准电流进行比较，得到标幺值。
电力系统中的短路计算方法与误差分析
电力系统中的短路计算方法与误差分析电力系统中的短路计算是电力系统设计和运行的重要环节。
它涉及到电力设备的保护选择、电流互感器的选用以及开关设备的额定电流等方面。
在电力系统中，短路故障是一种常见的故障类型，它会导致设备损坏、系统停电以及其他严重的后果。
因此，准确地计算和分析电力系统中的短路故障，对于确保电力系统的安全运行至关重要。
在电力系统中，短路故障是指在电力设备和线路之间发生的异常情况，电流会以非正常路径流过，导致电流异常增加。
短路计算的目的是确定短路电流的大小，以便选择合适的保护设备和确保系统的稳定运行。
短路计算通常包括以下几个步骤：1. 收集系统数据：首先，需要收集系统中各个设备的数据，包括额定电压、额定电流、阻抗等信息。
这些数据是计算短路电流的基础。
2. 绘制单线图：将系统的电气拓扑关系绘制成简化的电路图，以便进行计算。
3. 确定短路点：在绘制的电路图中，需要确认短路点的位置，即短路故障发生的位置。
4. 计算短路电流：根据系统数据和电路图，可以使用不同的计算方法来计算短路电流。
常用的方法有对称分量法、复功率法和电抗耦合法等。
对称分量法是一种常用的短路计算方法，根据电网的对称性，将系统分解为正序、负序和零序三个对称分量。
然后，根据短路点的位置和网络拓扑，在每个对称分量中计算短路电流。
最后，将三个对称分量的短路电流叠加得到总短路电流。
复功率法是一种基于复功率理论的短路计算方法。
它使用复功率计算短路电流，考虑了电流和电压的相位差，能够更准确地描述系统的动态特性。
电抗耦合法是一种基于等值电路的短路计算方法。
它将电力设备和线路抽象为等效电源及其电抗耦合矩阵，然后通过矩阵运算计算短路电流。
这三种方法各有优劣，选择合适的方法取决于具体的系统和需求。
在进行短路计算时，还需要考虑误差分析。
误差分析用于评估短路计算结果的准确性，并确定误差的来源。
短路计算中的误差可以来自于电力设备数据的不确定性、电气拓扑关系的简化以及计算方法的近似等因素。
电力系统短路故障计算方法
电力系统短路故障计算方法电力系统短路故障计算是电力系统设计和运行中重要的一环。
短路故障是指电路中一段电路被突然接上一条导体形成的电路。
短路故障会导致电流瞬间急剧增加，可能引起设备损坏，甚至发生火灾等严重后果。
因此，对电力系统的短路故障进行计算也就显得尤为重要。
短路故障计算方法催生了许多标准，例如IEC、ANSI、IEEE 等。
在这些标准的指导下，电力系统短路故障计算方法主要分为两种，即瞬时值法与暂态稳定法。
瞬时值法是指在短期内计算电路中电流、电压等参数随时间变化的过程。
这种方法适用于瞬时故障计算和保护的设计。
瞬时值法所得结果可以作为暂态稳定法计算的基础数据，具有一定的参考意义。
暂态稳定法，主要是应用于长期计算，计算中需要考虑并列的各种负荷和电源的变化，以及电力系统中的电感和电容等诸多因素。
暂态稳定法具有研究电力系统稳态和暂态运行特性的重要价值。
在实际生产中，电力系统的短路故障往往在这两种方法的基础上相互补充。
做到了短路计算的准确性，才能保证设备的安全稳定运行。
而在电力系统设计中，还有一些必要的要素。
其一是设备的选择，如计算高应力区和低应力区。
如果在高应力区安装了性能一般的设备，可能后果非常严重，因此在这里必须选择耐压、抗短路能力强的设备。
其二是线路的绝缘，线路绝缘不达标可能会直接引起故障，对于保证电力系统的安全稳定运行至关重要。
综上所述，电力系统短路故障计算方法对于电力系统设计和运行中起着重要作用。
对于电力系统计算的准确性最终是要依靠实践中的验证。
在实践中，我们应该按照标准要求进行计算，以保证设备的安全运行，同时也为我们提供能够评估电力系统可靠性的参考。
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。
第三章电力系统三相短路实用计算
0
x′′ cos ϕ 0
)
2
第一节 周期性分量初始值的近似计算 （二）电网阻抗 １、略去输电线对地导纳
Z = R + jX
Y 2
1 ( g + jb) 2
第一节 周期性分量初始值的近似计算 ２、35kV及以上的线路 x >> R. → R = 0 视 ３、略去短路点的过渡电阻
xL
Rf
xL >> R f
第一节 周期性分量初始值的近似计算
& １、用 U f 0 求故障分量 例3－2
G1 G2
T1
L1 L2
f
T2
L3
第一节 周期性分量初始值的近似计算 １）阻抗图
′′ xG1 0.1
S B = 100 MVA,U B = U N
′′ 0.05 xG 2
0.025 xT 2 0 .1
0 .1
xT 1 0.05
0 0
第一节 周期性分量初始值的近似计算 ２、调相机 E ′′ > 1 发Q
0
′ E ′0 < 1
吸收Q
0
′ E ′0 > U
0
=1
′ E ′0 < U
=1
第一节 周期性分量初始值的近似计算 ３、直接与短路点相连的异步电动机
& U0
I&
0
6 KV
电动机 反馈电流
第一节 周期性分量初始值的近似计算
0
i
=
⇒
∑
& E iY i − U
i i
∑Y
+ I
i
∑EY ∑Y
=U
0
∑Y
比较得：
电力系统短路计算课程设计
电力系统短路计算课程设计1. 引言电力系统短路计算是电力系统工程中的重要内容之一。
它用于确定电力系统中各个组件（如发电机、变压器、线路、开关等）的短路电流以及电力系统的短路容量。
本课程设计旨在帮助学生深入理解电力系统短路计算的基本原理和方法，培养学生的问题分析和解决能力。
2. 实验目的•掌握电力系统短路计算的基本原理和方法；•学习使用电力系统短路计算软件进行短路计算；•培养学生的实际操作能力和数据处理能力。
3. 实验内容本次课程设计包括以下实验内容：1.了解电力系统短路计算的基本原理和方法；2.学习使用PSS/E软件进行短路计算；3.对示例电力系统进行短路计算，并绘制短路电流分布图；4.分析短路电流对电力系统设备的影响。
4. 实验步骤4.1 实验准备安装PSS/E软件并了解其基本操作。
4.2 系统建模•根据实验要求，选择合适的电力系统进行建模；•绘制电力系统的单线图。
4.3 数据采集•从电力系统实际运行数据中采集所需的电气参数；•对采集到的数据进行整理和校验。
4.4 短路计算•使用PSS/E软件对电力系统进行短路计算；•分析计算结果，得到各个节点的短路电流。
4.5 短路电流分布•根据计算结果，绘制电力系统的短路电流分布图；•分析电力系统中短路电流的分布规律。
4.6 设备影响分析•根据短路电流分布图，分析短路电流对电力系统设备的影响；•提出相应的设备保护措施。
5. 结果与分析根据实际操作和数据处理的结果，对电力系统短路计算进行结果分析。
可以对不同节点的短路电流进行比较，并针对计算结果进行讨论和总结。
6. 实验总结本次课程设计通过实际操作和数据处理，加深了对电力系统短路计算基本原理和方法的理解。
同时，培养了学生的实际操作能力和问题分析能力。
通过分析电力系统的短路电流分布，提出了针对电力系统设备的保护措施。
本次课程设计对于提高学生的专业素养和解决实际工程问题具有一定的指导意义。
7. 参考文献1.电力系统短路计算教程2.PSS/E软件使用手册。
7-电力系统的短路计算
U m sin( t )
解微分方程得：
ik
Um Z
sin( t
k )
t
Ce Ta
t
I pm sin( t k ) Ce Ta
ip
inp
I pm
Um
R 2 (L)2
k
arctan
L
R
由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突 变，则短路前一瞬间的电流应与短路后一瞬间的电 流相等。即
(
I
pm
2
)2
I pm (K sh
1)
2
2
1
I
2 p
(I
p
2 )2 (K sh 1)2 2 I p
1 2(K sh 1)2
当Ksh=1.9时，I sh 1.62 I p ; 当Ksh=1.8时，I sh 1.51I p 当Ksh=1.3时，I sh 1.09 I p
四、三相短路稳态电流
X
X
* N
X
N
X
* N
U
2 N
SN
X
* d
X Xd
X Sd
U
2 d
X
* N
U
2 N
SN
Sd
U
2 d
工程中，常选定功率基准值 Sd 和电压基准值 Ud ,另两 个基准值通过计算得到：
Id
Sd 3Ud
Zd
Ud 3Id
➢ 基准功率可选择某一整数或最大容量设备的额定 功率，基准电压可取网络各级额定电压或平均额 定电压。
k
%
U U
k N
100
3I N X T UN
100
X
* NT
电力系统短路计算及保护技术
电力系统短路计算及保护技术电力系统的短路问题在电力系统的运行过程中十分常见，因此电力系统的短路计算及保护技术也是电力工程领域中的一个重要部分。
在本文中，我们将详细介绍电力系统短路计算及保护技术相关的内容。
一、电力系统短路计算电力系统短路计算是指在电力系统中出现故障时，对电路进行短路计算，确定故障产生的电流大小及方向，以便进行有效的保护措施和修复工作。
电力系统短路计算一般分为对单相和三相电路的计算。
1. 单相电路短路计算在单相电路中发生短路故障时，计算方法比较简单。
通常只需要针对故障部位进行电阻和电感等参数的测量和计算，确定短路电流，进而选择合适的保护措施进行保护。
2. 三相电路短路计算三相电路的短路计算涉及到复杂的电气参数计算和复杂的计算方式。
一般会采用计算机模拟等方式进行计算。
针对三相电路中的短路故障，需要首先确定故障的类型，短路电阻和短路时刻等参数，进而进行详细的电气特性计算。
在计算出故障电流及方向后，可以选择相应的保护措施，保护电力系统的运行。
二、电力系统短路保护技术电力系统短路保护技术是指在电力系统中出现故障时，如何对电路进行保护的相关技术。
常见的短路保护技术包括过流保护、差动保护等。
1. 过流保护过流保护是电力系统中最常见的一种保护方式。
在电力系统中，瞬态电流会在过载或短路故障时产生。
过流保护是针对这种情况进行设计的保护装置。
过流保护一般包括整定电流、漏电流等参数进行设定，确保保护装置在电路出现故障时及时起作用，保护电力系统的运行。
2. 差动保护差动保护是一种基于电流差别原理的保护方式。
当电路出现故障时，电流差别会超过设定电流阈值，触发差动保护装置进行保护。
差动保护适用于高压电力系统中的变压器和发电机，能够快速响应及时保护电力系统。
三、电力系统短路计算及保护技术的应用电力系统短路计算及保护技术的应用范围非常广泛。
在电力系统的建设和维护中，短路计算和保护技术的应用帮助着电力系统有效的排除了故障。
电力系统三相短路的分析计算
电力系统三相短路的分析计算
三相短路是指电力系统中三相导体之间发生短路故障，通常是由于设
备故障或外部原因引起的。
三相短路可能引起电流突然增大，电流过大很
容易导致设备的损坏或损坏。
因此，对三相短路进行及时的分析和计算非
常重要。
三相短路的分析计算主要包括以下几个方面：
1.短路电流计算：根据电力系统的拓扑结构和设备参数，通过计算和
仿真得到短路电流。
这是确定系统中短路故障的重要步骤，可以帮助工程
师了解系统中电流的大小和方向。
2.短路电流传播计算：根据系统中设备的参数，计算短路电流在系统
中的传播路径和传播过程。
这可以帮助工程师确定短路故障的类型和位置，以及各个设备受到的短路电流大小。
3.设备保护装置设定计算：根据短路电流的计算结果，确定设备保护
装置的动作时间和动作电流。
这可以帮助工程师对电力系统的保护装置进
行设置和校验，确保系统中的设备在短路故障发生时能够及时动作，保护
设备的安全运行。
4.短路电流对设备的影响计算：根据短路电流的计算结果，分析短路
故障对系统中设备的影响。
这可以帮助工程师评估设备的稳定性和可靠性，确保设备能够在短路故障发生时正常运行。
总之，电力系统三相短路的分析计算是电力系统工程中的重要任务之一、通过对短路电流的计算和分析，可以帮助工程师了解系统中的故障状态，确定短路故障的类型和位置，并对设备的保护装置进行设置和校验，
以确保系统的安全运行。
6.4 电力系统三相短路的实用计算
6.4 电力系统三相短路的实用计算6.4.1 短路电流实用计算的基本假设与基本任务电力系统短路计算可分为实用的“手算”计算和计算机算法。
大型电力系统的短路计算一般均采用计算机算法进行计算。
在现场实用中为简化计算，常采用一定假设条件下的“手算”近似计算方法，短路电流实用计算所作的基本假设如下：①短路过程中发电机之间不发生摇摆，系统中所有发电机的电势同相位。
采用该假设后，计算出的短路电流值偏大。
②短路前电力系统是对称三相系统。
③不计磁路饱和。
这样，使系统各元件参数恒定，电力网络可看作线性网络，能应用叠加原理。
④忽略高压架空输电线路的电阻和对地电容，忽略变压器的励磁支路和绕组电阻，每个元件都用纯电抗表示。
采用该假设后，简化部分复数计算为代数计算。
⑤对负荷只作近似估计。
一般情况下，认为负荷电流比同一处的短路电流小得多，可以忽略不计。
计算短路电流时仅需考虑接在短路点附近的大容量电动机对短路电流的影响。
⑥短路是金属性短路，即短路点相与相或相与地间发生短接时，它们之间的阻抗是零。
在前面已介绍了在突然短路的暂态过程中，定子电流包含有同步频率周期分量、直流分量和二倍频率分量。
由于实际的同步发电机具有阻尼绕组或等效阻尼绕组，减小了、轴的不对称，使二倍频率分量的幅值很小，工程上通常可以忽略不计；定子直流分量衰减的时间常数很小，它很快按指数规律衰减到零。
因此，在工程实际问题中，主要是对短路电流同步频率周期分量进行计算，只有在某些情况下，如冲击电流和短路初期全电流有效值的计算中，才考虑直流分量的影响。
短路电流同步频率周期分量的计算，包括周期分量起始值的计算和任意时刻周期分量电流的计算。
周期分量起始值的计算并不困难，只需将各同步发电机用其次暂态电动势(或暂态电动势)和次暂态电抗(或暂态电抗)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即可；而任意时刻周期分量电流要准确计算非常复杂，工程上常常采用的是运算曲线法，运算曲线是按照典型电路得到的的关系曲线，根据各等值电源与短路点的计算电抗和时刻t，即可由运算曲线查得。
电力系统运算曲线法短路计算
水轮发电机 短路电流运 算曲线
运算曲线法计算法步骤： （1）根据计算电路作出等值电路图 （2）化简电路，求各短路回路转移电抗 （3）将转移电抗归算为计算电抗 （4） 查运算曲线，求t秒周期分量有效值的标么值 （5）求t秒短路电流周期分量有名值
短路电流周期分量的大小与电源本身的容量及电源 到短路点的远近距离有关
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习题2-27答案
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U
2 N
S2N
*103
163* 1102 202
*103
4.93
XT
U
K
%
*
U
2 N
100 SN
10.5 * 1102 100 20
63.53
Smin 7 * cos j7 *sin 4.9 j5MVA
Smax 18 * cos j18 * sin 12.6 j12.85MVA
当 xjs 3 时，可将电源当作是无限大容量电源计算。
低压电网短路电流计算
（1）供电电源可以看作是“无穷大”容量系统 （2）低压配电系统中电阻不能忽略，为避免复数计算， 一般可用阻抗的模进行计算。 （3）直接使用有名值计算更方便。 （4）非周期分量衰减快，KM 取：1∽1.3 （5）必须计及某些元件阻抗的影响。
2、按最大负荷的电压要求确定补偿容量
QC
U 2Cmax X
(U 2Cmax
U2max k
)k 2
10.4 *（10.4 110.59* 11 ）*（118.25）2 4.51MVar
30
118.25
11
3、检验
U2C.m a x
电力系统的短路电流计算与分析方法
电力系统的短路电流计算与分析方法电力系统中的短路电流计算与分析是电力工程领域中的重要内容之一。
短路电流是指在电路中出现缺陷时，电流会增加至异常高值的现象。
在电力系统中，短路电流可能会造成设备损坏、引发事故甚至造成电网崩溃，因此对短路电流进行准确计算和分析是非常必要的。
本文将介绍电力系统的短路电流计算与分析方法，以帮助读者更好地理解和应用。
一、短路电流的概念短路电流是指在电力系统中由于各种原因导致电路中出现故障时，电流突然增大的现象。
短路电流的大小取决于电源的额定容量、电路的阻抗以及短路发生位置等因素。
通常情况下，短路电流会比正常工作状态下的电流大数倍甚至几十倍以上，因此需要对短路电流进行准确计算和分析。
二、短路电流计算的方法1. 齐次圈法齐次圈法是一种常用的短路电流计算方法，其基本思想是通过理想变压器等效将不同电网区域连接为一圈，根据支路阻抗和负荷参数进行复加计算，最终得出各个节点处的短路电流。
这种方法具有计算简便、准确度高的特点，在实际工程中得到广泛应用。
2. 阻抗矩阵法阻抗矩阵法是另一种常用的短路电流计算方法，其基本思想是通过建立节点与节点之间的阻抗矩阵，利用克拉默法则求解各个节点处的短路电流。
这种方法适用于复杂电力系统的计算，可以准确地得出各节点处的短路电流大小和相位。
三、短路电流计算与分析的意义短路电流计算与分析是电力系统保护的基础工作，其重要性不言而喻。
准确计算和分析短路电流有助于设计合理的保护装置，及时排除故障，保障电网的安全稳定运行。
同时，对短路电流进行深入研究还可以帮助优化电网结构，提高电网的运行效率和可靠性。
四、短路电流计算与分析的应用短路电流计算与分析方法在电力系统规划、设计、运行和维护中都有着广泛的应用。
在电力系统规划设计阶段，通过对短路电流进行准确计算和分析可以确定各个节点的故障电流，为合理选取设备参数和保护装置提供依据；在电力系统运行管理中，及时对短路电流进行监测和分析可以发现潜在的故障风险，做好预防措施；在电力系统维护过程中，定期对短路电流进行检测和分析可以确保设备运行正常，延长设备的使用寿命。
电力系统短路分析计算及仿真
电力系统短路分析计算及仿真首先，短路电流计算是通过对电力系统进行建模和分析，计算出系统中不同节点处的短路电流大小。
这需要根据电力系统的拓扑结构、负荷特性和设备参数，利用短路电流计算程序进行计算。
计算方法包括经典短路电流计算法、迭代法和时间解析法等。
经典短路电流计算法是常用的计算方法之一，它基于各种电力设备的等效电路模型，利用短路阻抗或复阻抗与其他元件的连接方式进行计算。
计算过程包括建立系统的节点矩阵，形成导纳矩阵，然后利用导纳矩阵计算短路电流。
另一种常用的计算方法是迭代法，它是基于负荷流和短路流相互影响的一种计算方法。
首先进行负荷流计算，得到系统中各节点的电压值，然后将负荷值改为短路电流作为负荷的等效值，再次进行负荷流计算，直到系统中各节点的电压值基本稳定。
该方法适用于复杂的电力系统，但计算过程相对较为复杂。
此外，还有基于时间解析法的短路电流计算方法，它可以考虑电力系统中的非线性特性和过渡过程。
该方法可以更真实地反映系统的动态特性，但计算量较大，适用于小型系统或关键系统的分析。
在短路电流计算完成后，还需要对计算结果进行仿真分析，以验证系统的安全性和可靠性。
短路电流仿真可以通过软件仿真工具进行，如PSS/E、PSAT和DIgSILENT等。
仿真过程中，需要建立电力系统的准确模型，包括各种电力设备的参数、控制逻辑和保护系统等。
然后根据计算结果进行仿真运行，观察系统中各节点的电流和电压波形，以及设备的动作情况。
通过仿真分析，可以发现系统中潜在的问题，并采取相应的措施进行改进和优化。
总之，电力系统短路分析是电力系统设计和运行中至关重要的一部分。
通过短路电流计算和仿真分析，可以评估系统的短路能力，确保系统的安全运行和可靠供电。
电力系统短路计算设计讲课教案
电力系统短路计算设计电力系统设计设计人__________ 专业__________ 学号__________ 指导老师__________ 日期__________ 成绩__________一、设计题目2：电力系统短路计算二、电力系统原理接线图四、设计任务4.1计算系统各元件的电抗以av B B U U MVA S ==,100为基准4.2 短路类型的短路电流计算4.2.1 当发电机电势取08.1=E 时计算4M 母线发生三相短路，两相短路，单相短路流到短路点的短路电流。
4.3不同点短路时的短路电流计算4.3.1 计算2M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。
4.3.2 计算5M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。
4.4输电线上的短路电流计算5M 母线上发生三相短路，流到1L~8L 上的短路电流。
4.5任意时刻短路电流的计算计算4M 母线上发生三相短路，分别计算t=0s, t=0.2s, t=4s,故障点流过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。
五、设计说明书撰写要求1.设计内容全面，说明部分条理清晰，计算工程详略得当。
2.数据列表分析明晰，需要列表的有：不同短路类型的短路电流计算结果不同点短路时的短路电流计算结果任意时刻短路电流的计算结果课程设计说明书装订顺序：封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文、参考文献目录1. 绪论1.1电力系统三大计算 (5)1.2电力系统短路故障概述 (5)2.短路电流分析2.1对称分量法 (6)2.2序网络 (6)3.正文3.1不同短路类型的短路电流计算 (7)3.2不同点短路时的短路电流计算 (12)3.3任意时刻短路电流的计算结果 (13)4.参考文献 (16)1. 绪论1.1电力系统三大计算1.潮流计算研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
新能源电力系统短路电流计算
新能源电力系统的短路电流计算是确保系统运行安全和设备选型的重要一环。
以下是一般情况下新能源电力系统短路电流计算的基本步骤和注意事项：
步骤：
1. 系统参数获取：收集系统的电气参数，包括额定电压、额定频率、短路电压、变压器容量等。
2. 短路电流路径确认：确定短路点和可能出现短路的位置，包括发电机、母线、变压器、电缆等设备。
3. 短路电阻计算：根据系统结构和设备参数计算各部分的电阻值，包括电缆电阻、变压器电阻等。
4. 对称分量计算：将系统转换为对称分量，便于计算短路电流。
5. 短路电流计算：使用合适的计算方法（如莫霍尔斯法、赫德子公式等）计算系统各个节点处的短路电流值。
6. 短路电流比较：将计算得到的短路电流与设备的额定短时电流承受能力进行比较，确保设备可以承受短路电流。
7. 结果分析与处理：分析计算结果，评估系统的短路能力，根据需要进行调整和优化。
注意事项：
-准确性：系统参数的获取和计算过程需要准确无误，避免因数据不准确导致计算错误。
-安全性：确保在计算过程中考虑系统的安全性，避免短路电流超过设备承受范围。
-合理性：选择合适的计算方法和工具，确保计算结果合理可靠。
-经验与理论结合：在计算过程中结合实际经验和理论知识，综合考虑系统的特点和情况。
综合以上步骤和注意事项，可以进行新能源电力系统短路电流计算，确保系统在运行过程中能够稳定可靠地工作，达到设计要求。
如果遇到复杂情况或有特殊要求，建议寻求专业电力系统工程师的帮助进行计算和评估。
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电力系统设计设计人__________专业__________ 学号__________指导老师__________日期__________成绩__________一、设计题目2：电力系统短路计算二、电力系统原理接线图四、设计任务4.1计算系统各元件的电抗以av B B U U MVA S ==,100为基准4.2 短路类型的短路电流计算4.2.1 当发电机电势取08.1=E 时计算4M 母线发生三相短路，两相短路，单相短路流到短路点的短路电流。
4.3不同点短路时的短路电流计算4.3.1 计算2M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。
4.3.2 计算5M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。
4.4输电线上的短路电流计算5M母线上发生三相短路，流到1L~8L上的短路电流。
4.5任意时刻短路电流的计算计算4M母线上发生三相短路，分别计算t=0s, t=0.2s, t=4s,故障点流过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。
五、设计说明书撰写要求1.设计内容全面，说明部分条理清晰，计算工程详略得当。
2.数据列表分析明晰，需要列表的有：不同短路类型的短路电流计算结果不同点短路时的短路电流计算结果任意时刻短路电流的计算结果课程设计说明书装订顺序：封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文、参考文献目录1. 绪论1.1电力系统三大计算................................................. (5)1.2电力系统短路故障概述 (5)2.短路电流分析2.1对称分量法................................................. . (6)2.2序网络................................................. (6)3.正文3.1不同短路类型的短路电流计算 (7)3.2不同点短路时的短路电流计算 (12)3.3任意时刻短路电流的计算结果 (13)4.参考文献................................................. .. (16)1. 绪论1.1电力系统三大计算1.潮流计算研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
2.短路故障计算主要研究电力系统中发生故障（包括短路、断线和非正常操作）时，故障电流、电压及其在电力网中的分布。
短路电流计算是故障分析的的主要内容。
短路电流计算的目的，是确定短路故障的严重程度，选择电气设备参数。
整定继电保护，分析系统中负序及零序电流的分布，从而确定其对电气设备和系统的影响。
3.稳定性计算给定运行条件下的电力系统，在受到扰动后，重新回复到运行平衡状态的能力。
系统中的多数变量可维持在一定的范围，使整个系统能稳定运行。
根据性质的不同，电力系统稳定性可分为功角稳定、电压稳定和频率稳定三类。
1.2电力系统短路故障概述电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障。
一般说来，最严重的短路是三相短路。
当发生短路时，其短路电流可达数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。
为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起“可能最大短路的侵扰”而不致损坏。
因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析，设计计算的重要环节，许多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。
由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在必行。
1. 短路故障（横向故障）：电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。
短路类型：4种。
1) 单相接地短路（发生概率最大的短路类型）2) 两相短路3) 两相短路接地4) 三相短路（对称短路、最严重的短路类型）2. 短路原因及危害原因：客观（绝缘破坏：架空线绝缘子表面放电，大风、冰雹、台风）、主观（误操作）。
危害：短路电流大（热效应、电动效应）、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。
3.解决措施：继电保护快速隔离、自动重合闸、串联电抗器等。
2.2对称分量法以及序网络2.2.1对称分量法电力系统正常运行时可认为是对称的，即各元件三相阻抗相同，各自三相电压、电流大小相等，具有正常相序。
电力系统正常运行方式的破坏主要与不对称故障或者断路器的不对称操作有关。
由于整个电力系统中只有个别点是三相阻抗不相等，所以一般不使用直接求解复杂的三相不对称电路的方法，而采用更简单的对称分量法进行分析。
对称分量法就是将一组不对称的三相相量分解为三组对称的三相相量，或者将三组对称的三相相量合成一组不对称的三相相量的方法。
2.2.2序网络序网络分为正序，负序，零序。
利用对称分量法分析电力系统的各种不对称故障，首先应该绘出与系统各序阻抗相对应的序网络，利用序网络一次求得待求电量的各序分量之后，在进行合成，求的最终结果。
正序网络：用以计算对称三相短路时的网络，流过正序电流的全部元件的阻抗均用正序阻抗表示。
正序网络首先在短路点加入短路点电压的正序分量，正序分量电流流经的原件，用相应的正序阻抗表示，电源中性点与负荷中性点等电位，直接用导线相连，设为等电位。
负序网络：与正序网络相似，在短路点加上短路点电压的负序分量，发电机没有负序电动势，中性点阻抗不计入负序网络。
因为发电机的负序电势为零，所以负序网络中电源支路负序阻抗的终点不接电势，而与零电位相连，并作为负序网络的起点，短路点就是该网络的终点。
零序网络：在零序网络中，不包含电源电势。
只在短路点存在有由故障条件所决定的不对称电势源中的零序分量。
各元件的阻抗均应以零序参数表示。
零序电流实际上是一个流经三相电路的单相电流，经过地或与地连接的其它导体（例如地线、电缆包皮等），再返回三相电路中。
只有当和短路点直接相连的网络中至少具有一个接地中性点时，才可以形成一个零序回路。
如果与短路点直接相连的网络中有好几个接地的中性点，那么有几个零序电流的并联支路。
在绘制等值网络时，只能把有零序电流通过的元件包括进去，而不通过零序电流的元件应舍去。
作出系统的三线图，在短路处将三相连在一起，接上一个零序电势源，并从这一点开始逐一的查明零序电流可能通行的回路。
画完各序网络并简化，并求出各序网络的点小电源电动势和各序等值电抗。
正文解：首先计算各元件基准电抗标幺值，取基准容量av ,100U U MVA S B B ==。
绘制等效电路并化简，如下图所示。
发电机G1、G2、G3、G4:198.08.0/50100124.0d 4321=⨯=====N B S S X X X X X ” 发电机G5、G6:605.085.0/201001423.0d 65=⨯===N B S S X X X ” 变压器T1、T2、T3、T4：167.0631001005.10100%10987======N B K S S U X X X X T5、T6：0.07524010010018100%1211====N B K S S U X X T7、T8：0.1569010010014100%1413====N B K S S U X X 线路WL1:0.05220100600.422av01615=⨯⨯===U S L X X X B WL2:0.0662********.422av01817=⨯⨯===U S L X X X B WL3:0.017220100200.422av 02019=⨯⨯===U S LX X X B 将图（a ）的等值电路化简，如图（b ）所示。
116.02/05.04/)167.0198.0(21=++=X373.02/066.02/)075.0605.0(22=++=X009.02/017.023==X078.02/156.024==X(1).当发电机电势取08.1=E 时计算4M 母线发生三相短路，两相短路，单相短路流到短路点的短路电流。
单相短路：正序网络与负序网络相同如下图所示：097.0)009.0373.0116.0373.0116.0(=++⨯==∑∑负正X X 零序网络由于线路阻抗不同如下图所示：166.03)2/05.0(4/)167.0198.0(25=⨯++=X 439.03)2/066.0(2/)075.0605.0(26=⨯++=X026.03)2/017.0(27=⨯=X0.110.0260.4390.1660.4390.166=++⨯=∑）（零X 发电机电势E=1.08，假设是A 相发生单相接地电路，此时的负荷序网为三个网络串联，因此KA I A j X X X E I I I 2.79722031003.5533 3.553j0.110.0970.097 1.08=⨯⨯⨯=-=++=++===∑∑∑总零负正零负正相的短路电流为故）（两相短路：当选择b 、c 相短路时,此时复序网为正序和负序的并联5.5670.097)j 0.0971.08j X X E I I -=+=+=-=∑∑（负正负正故障相电流为：9.642j5.5673j 3j 9.642j5.5673j 3j =-⨯==-=-⨯-=-=正正I I I I C B 其有名值为：KA I I C B 53.23220100642.9=⨯⨯== 三相短路：等值网络（b ）可化简为等值网络（c ）KA X E I 922.22203100097.008.12203100=⨯⨯=⨯=∑短(2).计算2M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。
等值电路可化简为下图088.0373.0116.0373.0116.02=+⨯=∑XKA X E I 273.12088.008.12===∑短 计算5M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。
等值网络如下图175.0)078.0009.0373.0116.0373.0116.0(3=+++⨯=∑X KA X E I 6.1710.17508.13===∑短(3).计算5M 母线上发生三相短路，流到1L~8L 上的短路电流。
当5M 母线上发生短路时，KA I 6.171=短.线路7L 、8L ：0.017220100200.422av 087=⨯⨯===U S LX X X B L L 085.02787==L L L X X 078.024=X L L L L X X I I 872487=短所以KA X X I I L L L L 663.5085.0078.0171.6872487=⨯=⨯=短 KA I I I L L L L 832.22663.528787==== KA I I I KA I I I I L L L L L L L L L 836.11918.522 5.91826.1735.6632543218765=⨯==+=+=+==短KA X X X I I I X X I I L L L L L L L L 514.4116.0373.0373.0836.112121222122652121224321=+⨯⨯=+⨯===所以 KA I I I I L L L L L 404.1)2514.4836.11(21)2(2116543=⨯-⨯=-==(4).计算4M 母线上发生三相短路，分别计算t=0s, t=0.2s, t=4s,故障点流过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。