发电机出口发生三相短路电流的计算
第3章-短路电流计算
确定合理的主接线方案和运行方式
第三章
短路电流计算
无限大容量供电 系统三相短路分析
第二节
第三章
短路电流计算
一、无限大容量电源概念
无限大容量供电系统定义
内阻为零
端电压恒定不变 短路电流周期分量恒定不变
通常将电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源看作无限大
容量供电系统；一般的工矿企业供电系统的短路点离电源的距
产生最大短路电流的条件
最大三相短路电流是指最大短路电 流瞬时值。由ik的公式可以知道，短 路电流瞬时值最大的条件就是短路电 流非周期分量初始值最大的条件。 短路电流非周期初始值既与短路
前的负载情况有关，又与短路发生时
刻、短路后回路性质有关。 因此，当供电回路为空载Im=0或者cosψ=1时，Im与横轴重合。电源 电压过零（电源电压与横坐标重合）时短路，而且短路回路为纯感性， 则短路电流非周期初始值最大。
短路电流计算
无限大电源容量的暂态过程
设电源电压为： 正常运行电流为：
u ph = U phm sin(wt + q) i = I phm sin(wt + q - f )
I phm = U phm / ( R + Rlo )2 + (wl + wLlo )2
式中：I
－短路前电流的幅值
phm
－短路前回路的阻抗角
对于纯感性电路ksh =2；
第三章
有效值，
短路电流计算
短路冲击电流的有效值Ish是指短路后第一个周期的短路电流全电流的
I sh =
I
2 pe (0.01)
+I
近端短路的一台发电机馈电的三相短路电流初始值I″k的计算
三、近端短路的一台发电机馈电的三相短路电流初始值I″k的计算1.按公式计算靠近发电机端或有限电源容量的网络发生短路的主要特点是：电源母线上的电压在短路发生后的整个过渡过程不能维持恒定，短路电流交流分量随之变化，见图4-1 (b)，电源的内阻抗不能忽略不计。
图4-1 短路电流波形图(a)远端短路时的电流波形图;(b)近端短路的电流波形图I″k—对称短路电流初始值; ip—短路电流峰值; Ik—稳态短路电流iDC—短路电流直流分量; A—直流分量iDC的初始值短路电流的变化与发电机的电参数及电压自动调整装置的特性有关。
工程设计中常采用运算曲线法计算短路过程某一时刻的短路电流交流分量。
因为同步电机的转子绕组(等效阻尼绕组及励磁绕组)的磁链在突然短路瞬间不能突变，与转子绕组的磁链成正比的超瞬态电动势E″，在突然短路瞬间仍保持短路前的数值，因此短路电流交流分量的起始值，即超瞬态短路电流有效值I″k可利用公式直接计算对于汽轮发电机(4-17)或(4-18)对于水轮发电机(4-19)式中Ij——基准电流，kA;E″——发电机超瞬态电动势，工程计算中可以认为E″≈UrG，kV;UrG——发电机额定电压，kV，UrG＝1.05Un;Un——系统标称电压，kV;X″d——发电机超瞬态电抗，Ω;Xw——自发电机出口至短路点间的短路电路电抗，Ω;X″*d、X*w——以发电机额定总容量SnΣ为基准容量的X″d和Xw的标幺值;K——考虑到水轮发电机的超瞬态电抗X″d值比较大而引入的计算系数，见表4-14。
表4-14 水轮发电机的计算系数K值2.按发电机运算曲线计算用运算曲线(图4-4～图4-12) 或查相对应的发电机运算曲线数字表(表4-15～表4 -18)计算交流分量是十分简便的。
由于在制定运算曲线时计及了同步电机的过渡过程和负荷对交流分量的影响，因而也是比较准确的。
用运算曲线计算交流分量的步骤如下：图4-4 汽轮发电机运算曲线(一) (Xc＝0.12～0.5，t=0～1s)图4-5 汽轮发电机运算曲线(二) (Xc＝0.12～0.5，t=1～4s)图4-6 汽轮发电机运算曲线(三) (Xc＝0.5～3.45，t=0～0.2s)图4-7 汽轮发电机运算曲线(四) (Xc＝0.5～3.45，t=0.2、0.6s)图4-8 汽轮发电机运算曲线(五) (Xc＝0.5～3.45，t=0.6～4s)图4-9 水轮发电机运算曲线(一) (Xc＝0.5～3.5，t=0、0.1s)图4-10 水轮发电机运算曲线(二) (Xc＝0.18～0.56，t=0～0.4s)图4-11 水轮发电机运算曲线(三) (Xc＝0.18～0.56，t=0.4～4s)图4-12 水轮发电机运算曲线(四)(Xc＝0.5～3.5，t=0.1～4s)(1) 网络简化。
短路电流计算
第一节 概 况
三相交流系统中可能发生的短路故障主要有三相生短路， 相接地故障）通常三相短路电流最大。
两相短路和单相短路 （包括单
当短路点发生在发电机附近时，两相短路电流可能大于三相短路电流。
当短路点靠近中性点接地的变压器时；单相短路电流有可能大于三相短路电流。
短路过程中，短路电流变化情况决定于电源容量大小及短路点离电源的远近。
X
2 1
)
R2 )2 ( X 1 X 2 ) 2
Ω (4-10)
总电阻
R
R1( R22 (R1
X
2 2
)
R2 (R1 2
X12)
R2 ) 2 ( X1 X 2 )2
Ω (4-11)
如果两个并联元件的电阻与电抗的比值比较接近 （例两台同容量变压器并联 ),则并联
电路的总电阻和总电抗可按并联公式分别计算，当
X ω------- 自发电机出口至短路点间的短路电路电抗 Ω
-7-
X *d " ,X ＊ω------- 以发电机额定容量， SnΣ为基准容量的 X " d 和 X ω的标幺值。
K------- 考虑到，水轮发电机的超瞬变电抗 X d" 值比较大而引入的计算系数。
当时间 t≤0.06s 时，周期分量处于超瞬变过程，换算过后的时间为
Ij------- 基准电流
KA
Sj------- 基准容量
KA
(三 ) 用有名单位制计算，三相短路电流周期分量有效值，按下式计算：
Up
Iz=I " =
3X js
KA (4-19)
如果， Rjs>1/3Xjs 则应计入有效电阻， Rjs I z”值应按下式计算：
8.1.2三相和两相短路电流的计算
——异步电动机的额定功率，kW；
——异步电动机的额定电流，kA，可由产品样本查得，如果有多台异步电动机，则应以各台电动机额定电流的总和 代之；
——由系统馈送的短路电流冲击系数；
上两式中 ——线路长度，m；
——导线截面，mm2；
——绞入系数，单股导线为1，多股导线为1.02；
——导线温度为20℃时的电阻率，铝线芯（包括铝电线、铝电缆、硬铝母线）为0.0282Ω·μm（或0.028×10−4Ω·cm），铜线芯（包括铜电线、铜电缆、硬铜母线）为0.0172Ω·μm（即0.0172×10−4Ω·cm）;
1）线路零序阻抗的计算：各种形式的低压配电线路的零序阻抗Z(0)均可由式（8−1−27）变化为
（8−1−34）
式中 ——相线的零序阻抗 ；
——保护线的零序阻抗， ；
、 ——相线的零序电阻和电抗；
、 ——保护线的零序电阻和电抗。
相线、保护线的零序电阻和零序电抗的计算方法与正、负序电阻和电抗的计算方法相同，但在计算相线零序电抗 和保护线零序电抗 时，线路电抗计算公式中的几何均距 改用 代替，其计算公式如下
8.1.2.3单相短路（包括单相接地故障）电流的计算
（1）单相接地故障电流的计算：TN接地系统的低压网络单相接地故障电流 可用下述公式计算
kA（8−1−25）
（8−1−26）
以上式中 ——220/380V网路标称线电压，即380V， ，取220V；
——电压系数，计算单相接地故障电流时取1；
、 、 ——短路电路正序、负序、零序电阻，mΩ；
铜
1.995×10−6
阻抗图及短路电流计算表
百度文库- 让每个人平等地提升自我一、短路电流计算用图和阻抗计算一次系统示意图等效阻抗图主系统部分元件阻抗计算设备名称阻抗编号额定容量Se(MVA)阻抗标么值X*e阻抗标么值X*j计算公式(Sj取100MVA)供电线路至电厂1、2 100 基准容量：100MVA；基准电压：66kV1号、2号主变3、4 20 X*j= X*e×Sj/Se 高备变 5 X*j= X*e×Sj/Se 1号高厂变 6 X*j= X*e×Sj/Se 1号、2号发电机7、9 X*j= X*e×Sj/Se 2号高厂变8 X*j= X*e×Sj/Se 3号、4号高厂变10、11 X*j= X*e×Sj/Se6kV部分元件阻抗计算设备名称阻抗编号额定容量Se(MVA)阻抗标么值X*e阻抗标么值X*j计算公式(Sj取100MVA)1号低厂变101 1 X*j= X*e×Sj/Se 低压备用变102 1 X*j= X*e×Sj/Se 2号低厂变103 X*j= X*e×Sj/Se 1号化学变104 X*j= X*e×Sj/Se 3号低厂变105 1 X*j= X*e×Sj/Se 4号低厂变106 X*j= X*e×Sj/Se 化学备用变107 X*j= X*e×Sj/Se二、各种计算方式下短路电流计算1 1条进线、1台变压器带高备变、发电机未运行时的短路电流计算2台机组均停运时，厂用电源通过高备变由系统送至厂用6kV备用母线段。
电厂66 kV母线短路时（图中的K3点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为X*＝三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I03＝(1/×100000/×66)＝6369(A)电厂母线短路时（图中的K1点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝+=三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I01＝(1/×100000/×＝8302(A)高备变低压侧短路时（图中的K2点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝++=三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I02＝(1/×100000/×＝2993(A)* 不计6kV备用段至各厂用段的电缆阻抗，各6kV厂用段母线短路时的三相短路电流也为此电流值。
电网短路电流计算(发电机并网)
短路电流计算书（发电机并网）一、原始数据系统阻抗标么值为0.0122（最大运行方式），0.0428（最小运行方式）取基准容量MVA S j 100=，基准电压N av j U U U 05.1==（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下：（1） 发电机G1~G2：MW P e 7=，,8.0cos =φ MVA P G e e 75.8cos /==φ，13%''=d X（2） 主变压器1T~2TMVA S S T T 921==，9%=k U（3） 辅助变压器 3T~4T MVA S S T T 243==，9%=k U （4） 厂用变压器5T~8T MVA S S S S T T T T 28765====，9%=k U 三、各元件阻抗参数计算发电机（G1~G2）： φcos /100''e j dG P S X X ⨯= =⨯==8.0/71001001321G G X X 1.4857 主变压器（1T~2T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 19100100921=⨯==T T X X 辅助变压器（5T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X 厂用变压器（3T~4T ）：ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X 四、电气主接线图五、阻抗系统图六、短路电流计算（1）求计算电抗及查表求电流标幺值t I *对于无限大容量系统：01CI I X **∞*== 对于发电机(有限容量系统)：先求计算电抗**Gejs m jS X X S =⨯，再查表得到电流标幺值t I *（2）计算短路电流、冲击电流和短路容量对于无限容量系统：电流基准值b S I =短路电流0"b I I I I *∞==⨯ 短路容量"j C CS S X*=对于发电机(有限容量系统)：电流基准值(归算到短路点)Gb I =短路电流t t Gb I I I *=⨯短路容量""C av S U I =冲击电流''2I K i sh sh =，在实用计算中，当短路发生在发电机电压母线时，取9.1=sh K ；短路发生在发电厂高压侧母线时，取85.1=sh K ；在其他地点短路时，取8.1=sh K .全电流系数2)1(21-+sh K1.1系统S 出口6.6KV 母线k1 点短路（1）系统及其等值网络的化简各电源的计算电抗如下： 最大运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0122.01/==X X S js最小运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X 2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0428.01/==X X S js1） 系统S 供给K1点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值： )(2265.1350122.013531001''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量： )(7213.81960122.01001"MVA X S S j S===短路电流冲击值： )(3543.3632265.1359.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 最小运行方式：短路电流周期分量起始值：)(5415.380428.0135310012''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量：)(4486.23360428.010012"MVA X S S j S===短路电流冲击值：)(5612.1035415.389.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2) 发电机G1供给K1点的短路电流： 最大运行方式：根据1/G js X 的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：==0*"*I I 4.75，=∞*I 3.0 换算到35kV 的发电机额定电流为)(1443.035311kA S I G b G =⨯=所以短路电流周期分量起始值：)(6856.01443.075.41"*''1kA I I I b G G =⨯==稳态短路电流有效值：)(6854.01443.075.41*1kA I I I b G G =⨯==∞∞起始短路容量：)(5623.416856.03533''1''1MVA I U S G av G =⨯⨯== 短路电流冲击值：)(8422.16856.09.122"11kAI K i G sh G sh =⨯⨯==• 最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
最大三相短路电流
最大三相短路电流
首先，我们需要了解什么是最大三相短路电流。
最大三相短路电流是指在电路中发生的最大三相短路时所流过的电流。
这个电流值是非常危险的，因为它可以直接影响到电力系统的稳定性和安全性。
因此，我们需要使用正确的公式来计算最大三相短路电流。
接下来，我们需要介绍最大三相短路电流计算公式。
这个公式可以表示为：最大三相短路电流= 电路总容量/ 电路总电阻+ 电路总电抗
这个公式中，电路总容量是指电路中的总容量，单位为兆伏安(MVA)。
电路总电阻是指电路中的总电阻，单位为欧姆(Ω)。
电路总电抗是指电路中的总电抗，单位为欧姆(Ω)。
在使用这个公式计算最大三相短路电流时，需要注意以下几点：
首先，电路总容量需要根据实际情况进行计算，因为电路中的容量可能不仅仅包括电力设
备的容量，还包括其他负载的容量。
其次，电路总电阻和电路总电抗需要根据电路中的实际情况进行测量，因为这些参数可以
直接影响到计算结果的准确性。
最后，需要注意的是，在计算最大三相短路电流时，需要考虑到电路中的各种因素，例如电路拓扑结构、电力设备的特性、负载的情况等等。
这些因素都会对计算结果产生影响。
综上所述，使用最大三相短路电流计算公式可以准确地计算电路中的最大三相短路电流。
但是，在使用这个公式时需要注意电路总容量、电路总电阻和电路总电抗的准确性，以及考虑到电路中的各种因素。
只有这样，才能得到准确的计算结果，从而保证电力系统的稳
定性和安全性。
短路电流的计算方法
X
k
arctg R
XL
Tfi R R
R2 X 2
C ——积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周
期分量的初始值
。i fi 0
LOGO
由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突变，
则短路前瞬间（用下标0－表示）的电流i0－应该等于短 路发生后瞬间（用下标0＋表示）的电流i0＋，将t＝0分
RL
XL
式中：
I M—— 短路前电流的幅值
a)
I M
Um
/
( R R )2 ( X X )2
—0 — 短路前回路的阻抗角 0 arctg( X X ) /( R R )
—— 电源电压的初始相角，亦称合闸角；
R∑
2、短路时
短路后电路中的电流应满足： u G
别代入短路前后的电流表达式,可得
C
I M
sin(
0
)
I PM
sin(
k
)
因此，短路的全电流为
t
ik iz ifi IPM sin(t k ) IM sin( 0) IPM sin( k )e
t
ik iz ifi IPM sin(t k ) IM sin( 0 ) IPM sin(LOGOk ) e
无穷大容量系统三相短路暂态过程1正常运行rlxldtdi短路的全电流可以用下式表示短路电流周期分量的幅值短路后回路的阻抗角短路回路时间常数积分常数由初始条件决定即短路电流非周期分量的初始值fipmlogo由于电路中存在电感而电感中的电流不能突变则短路前瞬间用下标0表示的电流i应该等于短路发生后瞬间用下标0表示的电流i别代入短路前后的电流表达式可得因此短路的全电流为fipm正常运行状态001s暂态稳态izifi3
浅谈10KV配电系统三相短路电流的计算方法
浅谈10KV配电系统三相短路电流的计算方法摘要：文章以10KV配电系统三相短路电流计算为研究对象，首先对10KV 配电系统三相短路影响进行了阐述分析，随后讨论了三相短路基本属性与短路点，最后对10kV配电系统三相短路电流计算进行了分析，以供参考。
关键词：10KV配电系统；三相短路；短路电流计算前言配电系统在实际运行过程中，一旦发生短路故障，需要继电保护装置能够及时将故障电路切断，从而尽可能降低短路故障造成的破坏影响，为达到这一目标，不仅要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，同时开关设备也应具备良好的开断能力，能够应对短路电路对其冲击，因此需要做好配电系统三相短路电流计算，确定最大短路电流，从而选择适合的电气元件，保护系统稳定运行。
一、10KV 配电系统三相短路影响简析10KV 配电系统在发生三相短路时，会导致短路点附近的支路电流急剧增大，致使电气设备异常发热，最终严重损坏，甚至会引起火灾问题。
在线路电流增大的同时，短路点附近线路电压会骤然降低，无法继续支持用电设备正常工作，异步电动机因此会出现停运，在电源点附近出现短路问题时，很容易导致并列发电机组停止运行，发生解列，引起大面积停电。
因此，为有效降低上述问题带来的影响，需要正确选择电气设备，做好继电保护设计，合理选择限制短路电流的元件，而上述这些措施实现都离不开短路电流的计算支持，因此做好配电系统三相短路计算是非常有必要的。
二、三相短路基本属性与短路点在三相系统中，总共包括四种短路类型，一是单相对地短路，二是两相短路，三是三相短路，四是两相对地短路，其中只有三相短路为对称短路，其余短路为均不对称短路。
三相短路属于最为严重的短路，并且应具备如下条件：一是在发生短路前，电路处于空载状态，二是短路瞬间，电压为零，三是短路纯电感。
在实际进行三相短路电流计算时，通常不考虑负荷电流影响，并选择IEC（国际电工委员会）制定的标准作为三相短路电流计算标准。
最大运行方式下三相短路电流计算
最大运行方式下三相短路电流计算三相短路电流是指在电力系统中发生三相短路故障时的电流大小。
在电力系统中，短路故障是一种常见的故障形式，可能会对电网造成严重的影响，因此对三相短路电流的计算十分重要。
本文将从最大运行方式下三相短路电流的定义、计算方法和实际应用等方面进行探讨。
一、最大运行方式下三相短路电流的定义最大运行方式下三相短路电流是指在电力系统中，系统处于最不利的工作状态时，发生三相短路故障时的电流大小。
在电力系统中，系统的运行状态会受到负荷变化、设备运行状态、外界环境等因素的影响，因此系统处于最大运行方式下时，可能会导致三相短路电流达到最大值。
在电力系统设计和保护设备的选型中，通常需要考虑最大运行方式下三相短路电流的影响，以确保系统能够正常运行并保护设备不受到过大的电流冲击。
因此，准确计算最大运行方式下的三相短路电流对于电力系统的设计和运行具有重要意义。
二、最大运行方式下三相短路电流的计算方法最大运行方式下三相短路电流的计算方法通常采用对称分量法。
对称分量法是利用对称分量理论进行计算，通过将三相短路电流进行对称分解，然后再将对称分量进行合成，得到最大运行方式下的三相短路电流。
具体计算步骤如下：1.首先确定系统的最不利运行状态，包括负荷最大、设备运行状态最不利等情况。
2.根据系统的电路拓扑结构和参数，进行对称分量的计算。
对称分量通常包括正序分量、零序分量和负序分量。
3.将得到的对称分量进行合成，得到最大运行方式下的三相短路电流。
需要注意的是，在实际计算过程中，还需要考虑系统的接地方式、短路电抗值等因素，以获得更为准确的计算结果。
三、最大运行方式下三相短路电流的实际应用最大运行方式下三相短路电流的计算结果在电力系统的设计和运行中具有重要的应用价值。
首先，在电力系统的设计中，最大运行方式下的三相短路电流通常作为保护设备的选型依据。
通过准确计算最大运行方式下的三相短路电流，可以确定保护设备的额定电流和短路保护器的动作特性，以确保系统在发生短路故障时能够及时切断电路，保护设备和人身安全。
低压柴油发电机出口处断路器的选择
ｏ ｆ Ｔ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ）Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｃ ｕｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｇ ｅ ｎｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ， ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｏ ｔ ｃ ｒ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ｃ ｕ ｒｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ，ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｌ ｔ ｅ ｔ
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｓ ｙ ｍｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ
Ａｓ ｙ ｍｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｓ ｈ ｏ ｔ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
耐受电流 、额定短路接通能力等参数 ，都必 须根据 短 路 电流计 算的结果来进行选择 。 电力系统发 生的短路故 障主要有 三相短 路 、两相
１ 短 路 电流 计 算
１ ．１ 短 路 电流 对 断 路 器选 择 的 影 响
短路 电 流是 选 择 断 路 器 的重 要 参 数 ，断 路 器 的 额 定 极 限 短 路 分 断 能力 和额 定 运 行 短 路 分 断 能 力 、短 时
电力系统暂态分析试卷及答案5套
电力系统暂态分析试卷（1）一、（25分）简答1．什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？2．列出电力系统的各电压等级对应的平均额定电压？3．同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换？4．分裂电抗的作用是什么？5．简述运算曲线法计算三相短路电流的步骤。
二、(15分)下图为一无穷大功率电源供电系统，设在K点发生三相短路，如果设计要求通过电源的冲击电流不得超过30 KA,问并行敷设的电缆线路最多容许几条？(K M=1.8)若选S B=100 MVA，U B=U av，试计算：(1) 电源G及系统S对f 点的转移电抗x Gf、x Sf。
(2) 如果根据运算曲线查得t = 0.2 秒时电源G的短路电流标么值为=2.6，则t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少？IG02.''四、（10分）系统接线如图所示, 当f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的各序等值网络。
(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)五、（10分）如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（S B =100MVA ，U B =平均额定电压），用正序等效定则计算以下各种情况短路时，短路点的A 相正序电流有名值，（1）三相短路；（2）A 相接地短路；六、（10分）如图所示系统，求发电机电势E q 和静态稳定储备系数K p ？（注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值S B =100MVA ，U B =平均额定电压）七、（15分）有一简单系统，已知发电机参数2.0='dx ，E΄ =1.2，原动机功率P T =1.5，线路参数如图所示，无穷大电源电压000.1∠=c U ，如果开关K 突然合上，电容电抗Xc=0.3试判断该系统能否保持暂态稳定?电力系统暂态分析试卷(2)一、简答（25分）1. 什么是短路？简述短路的现象和危害？2. 什么是短路冲击电流？出现冲击电流的条件是什么？3. 为什么同步发电机定、转子绕组的电感系数矩阵中会有零元素？4. 变压器中性点接小电阻的作用是什么？简要分析理由。
选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法
选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法来源：中国论文下载中心 [ 06-02-28 16:33:00 ] 作者：李世平编辑：studa9ngns摘要：本文分析了电网短路电流的特点，结合10kV的具体情况，介绍了根据电网短路电流选择电流互感器的额定动稳定电流和短时热电流的方法。
关键词：电网短路电流电流互感器随着我国的电力系统的传输容量越来越大，系统的短路容量快速增加。
以10kV系统为例，短路容量从以前的几千安增大到了几十千安。
我国以前生产的电流互感器的额定动稳定电流和额定短时热电流（以下简称动稳定电流和短时热电流）是按照当时电力系统短路容量设计的，其值都比较小，目前，这种变化给电力系统的安全运行带来的隐患没有引起有关人员的高度注意，更没有及时对运行中的电流互感器的动、短时热稳定电流进行校核，及时更好不满足要求的电流互感器，各电网经常发生电流互感器的爆炸事故，造成不必要的损失。
这种爆炸事故不但会造成电流互感器本身的损坏，而且还会引起断路器等其它设备的损坏，每次事故的损失都比较严重。
因此，大家应十分重视电流互感器的动、短时热稳定电流的选择和校核工作。
电流互感器额定动稳定、短时热电流和试验方法电流互感器的短时热电流（Ith）是在二次绕组短路的情况下，电流互感器在一秒钟内承受住且无损伤的最大一次电流方均根值。
而额定动稳定电流（Idyn）是在二次绕组短路的情况下，电流互感器能承受其电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大一次电流峰值。
并且，动稳定电流通常为短时热电流的2.5倍。
在电流互感器的型式试验中，需试验电流互感器的动稳定电流和短时热电流是否达到铭牌值，其短时热电流的试验方法：对于短时热电流（Ith）试验，互感器的初始温度应在5～40℃之间，本试验应在二次绕组短路下进行，所加电流I 和持续时间t应满足（I2t）不小于，且t在0.5～5s之间。
动稳定试验应在二次绕组短路下进行，所加一次电流的峰值，至少有一个峰不小于额定动稳定电流（Idyn）。
第四章 短路电流计算
IB
SB 3VB
, ZB
VB
V2 B
3I B SB
不同基准的标么值的换算
28
二、各元件的电抗标么值
（1）电力系统的电抗标么值
电力系统的电阻一般很小，不予考虑。
电力系统的电抗可由系统变电站高压输电线
出口断路器的启断容量Soc，或者由电力系统 的短路容量Sd来求。
U
2 s
X s
Xs XB
Soc UB2
中性点不接地和中性点经消弧线圈 接地的系统称小电流接地系统。
2
一、中性点直接接地系统
“大电流接地系统”
可靠性低
绝缘有利 适于110KV及以上
3
二、中性点不接地系统
“小电流接地系统”
可靠性高
绝缘不利 适于3～60KV
4
三、中性点经消弧线圈接地系统 消弧线圈的作用：产生感性电流分量，与接地 点容性电流分量相抵消，减小接地点电流，提高供 电可靠性。
第四章 短路电流计算
了解：短路原因、类型 及其后果；无限大容量电力 系统供电时短路过程分析。
重点：标幺值法，供 电系统各元件电抗标幺值， 短路电流计算方法、低压电 网短路电流的计算、三相短 路电流计算。
第一节 系统中性点运行方式
发电机、变压器绕组星形联结的结 点称为中性点。
中性点直接接地系统常称大电流接 地系统。
出现条件：①φ≈90° ②短路前空载（Im=0） ③α=0
故有
t
ia I pm cost I pme Ta
当t＝0.01s时出现最大值：
0.01
0.01
ish I pm I pme Ta (1 e Ta )I pm
K sh I pm
20
三相交流系统短路电流计算(GBT 15544—1995 )
中华人民共和国国家标准三相交流系统短路电流计算GB/T15544—1995Short-circuit current calculation in three-phase a.c.systems 国家技术监督局1995-04-06批准1996-01-01实施本标准等效采用IEC909(1988)《三相交流系统短路电流计算》(以下简称《909标准》)。
第一篇概述1主题内容与适用范围1.1主题内容本标准规定了用等效电压源法计算三相交流系统短路电流，并提出了计算中采用的校正系数的求取方法及推荐值。
1.2适用范围本标准适用于标称电压380V～220kV，频率50Hz的三相交流系统的短路电流计算。
本标准不适用于受控条件(短路试验站)下人为短路和飞机、船舶用电气设备的短路计算。
本标准主要作为进出口设备及对外工程投标使用，在国内工程计算中逐步推广采用。
2引用标准GB156—93额定电压GB2900.1—92电工术语基本术语GB2900.25—94电工术语旋转电机3术语3.1短路short-circuit通过一个比较低的电阻或阻抗，偶然地或有意地对正常电路中不同电压下的两个或几个点之间的连接。
3.2短路电流short-circuit current在电路中，由于故障或不正确连接造成短路而产生的过电流。
注：需区别流过短路点和电网支路中的短路电流。
3.3预期(可达到的)短路电流prospective(available)short-circuit current电源不变，将短路点用阻抗可忽略的理想连接代替时，流过短路点的电流。
注：假设三相短路电流是由于三相同时短路而产生的。
由于三相不在同一瞬间短路，在短路电流中可能出现较大的非周期分量的研究不属于本标准范围。
3.4对称短路电流symmetrical short-circuit current不计非周期分量时的预期(可达到的)短路电流对称交流分量的有效值。
3.5对称短路电流初始值initial symmetrical short-circuit current系统非故障元件的阻抗保持为短路前瞬间值时的预期(可达到的)短路电流的对称交流分量有效值(见图1和图12)。
阻抗图及短路电流计算表
一、短路电流计算用图和阻抗计算一次系统示用意等效阻抗图主系统部份元件阻抗计算设备名称阻抗编号额定容量Se(MVA)阻抗标么值X*e阻抗标么值X*j计算公式(Sj取100MVA)供电线路至电厂1、2 100 基准容量：100MVA；基准电压：66kV1号、2号主变3、4 20 X*j= X*e×Sj/Se 高备变 5 X*j= X*e×Sj/Se 1号高厂变 6 X*j= X*e×Sj/Se 1号、2号发电机7、9 X*j= X*e×Sj/Se 2号高厂变8 X*j= X*e×Sj/Se 3号、4号高厂变10、11 X*j= X*e×Sj/Se6kV部份元件阻抗计算设备名称阻抗编号额定容量Se(MVA)阻抗标么值X*e阻抗标么值X*j计算公式(Sj取100MVA)1号低厂变101 1 X*j= X*e×Sj/Se 低压备用变102 1 X*j= X*e×Sj/Se 2号低厂变103 X*j= X*e×Sj/Se 1号化学变104 X*j= X*e×Sj/Se 3号低厂变105 1 X*j= X*e×Sj/Se 4号低厂变106 X*j= X*e×Sj/Se 化学备用变107 X*j= X*e×Sj/Se二、各类计算方式下短路电流计算1 1条进线、1台变压器带高备变、发电机未运行时的短路电流计算2台机组均停运时，厂用电源通太高备变由系统送至厂用6kV备用母线段。
电厂66 kV母线短路时（图中的K3点）依照阻抗图，系统短路阻抗标么值为X*＝三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I03＝(1/×100000/×66)＝6369(A)电厂母线短路时（图中的K1点）依照阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝+=三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I01＝(1/×100000/×＝8302(A)高备变低压侧短路时（图中的K2点）依照阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝++=三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I02＝(1/×100000/×＝2993(A)* 不计6kV备用段至各厂用段的电缆阻抗，各6kV厂用段母线短路时的三相短路电流也为此电流值。
短路冲击电流计算公式ish
短路冲击电流计算公式ish短路冲击电流是电力系统分析中的一个重要概念，它的计算公式对于电气工程师和相关专业的学生来说是必须要掌握的。
咱们先来说说啥是短路冲击电流。
想象一下，电路突然短路了，就好像是原本通畅的道路突然被堵住，电流就像汹涌的洪水一样，瞬间产生巨大的冲击力。
这股冲击力就是短路冲击电流。
短路冲击电流的计算公式呢，通常是这样的：$i_{sh}=K_{sh}\sqrt{2}I''$ 。
这里面，$I''$ 是短路电流的周期分量起始有效值，而 $K_{sh}$ 是冲击系数。
那冲击系数 $K_{sh}$ 又咋确定呢？一般来说，对于发电机出口端短路，$K_{sh}=1.9$ ；对于发电厂高压母线或发电机升高电压母线短路，$K_{sh}=1.85$ ；对于远离发电机的地点短路，比如工厂或者变电站的母线短路，$K_{sh}=1.8$ 。
我记得有一次在一个工厂的配电室里，突然发生了短路故障。
那场面，可真是够吓人的！各种指示灯乱闪，警报声“呜呜”地响。
当时我们的工程师团队迅速行动，赶紧排查问题。
在分析数据的时候，就用到了短路冲击电流的计算公式。
我们先确定了短路点的位置，判断它属于远离发电机的地点，所以冲击系数 $K_{sh}$ 取 1.8 。
然后通过测量和计算得出短路电流的周期分量起始有效值 $I''$ 。
最后代入公式，算出了短路冲击电流。
这个数值对于我们判断故障的严重程度、选择合适的保护设备，那可是太重要啦！再来说说这个公式的实际应用。
比如说在设计电力系统的保护装置时，就得知道可能出现的最大短路冲击电流是多少。
如果保护装置的额定值小于这个短路冲击电流，那在短路发生的时候，保护装置就可能失效，后果不堪设想。
还有在选择电气设备的时候，比如断路器、隔离开关等，也得考虑短路冲击电流的影响。
这些设备得能够承受住短路时的巨大冲击，不然一短路就坏了，那可就麻烦大了。
另外，在计算短路冲击电流的时候，还得注意一些细节。
- 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)。
发电机出口发生三相短路电流的计算
1.三相短路的介绍
三相系统中发生的短路4种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。
其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。
在上述各种短路中，三相短路属于对称短路，其他短路属于不对称短路。
因此，三相短路可用于对称三相电路分析，不对称短路采用对称分量法分析，即把一组不对称的三相量分解成三组对称的正序、负序和零序分量来分析研究。
在电力系统中，发生单相短路的可能性最大，发生三相短路的可能性最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最大，所以，短路电流计算的重点是三相短路电流的计算。
2.设备参数及电抗计算
各电压等级的基准值
220kV 系统参数表
发电机参数及电抗
3.三相相间短路电流计算
1、两台发电机同时投运且系统按最大方式运行（1）短路总电流
中间等效阻抗为：
系统总阻抗：
短路点处的总电流：
（2）1号发电机提供20kV侧短路电流：
（3）2号发电机及系统提供20kV侧短路电流：
发电机分支系数：
发电机转移电抗：
2号发电机提供20kV侧短路电流：
2、两台发电机同时投运且系统按最小方式运行（1）短路总电流
中间等效阻抗为：
系统总阻抗：
短路点处的总电流：
（2）1号发电机提供20kV侧短路电流：
（3）2号发电机及系统提供20kV侧短路电流发电机分支系数：
发电机转移电抗：
2号发电机提供20kV侧短路电流：
4.短路计算目的
(1)选择有足够电动力稳定和热稳定性的电气设备。
(2)合理的配置继电保护及自动装置，并正确整定其参数。
(3)选择最佳的主接线方案。
(4)进行电力系统暂态稳定的计算。
(5)确定电力线路对邻近通信线路的干扰等。
结论;通过上述的介绍，我们知道短路是电力系统的严重故障,短路发生的地点、短路持续的时间、短路的类型直接决定短路的危害程度，这种危害可能是局部的也可能是全局的。
一般而言，短路的危害是非常广泛的，因而我们要十分重视短路对我们生活的影响。