第八章简单电力系统短路电流计算

为短路回路的三相阻抗相等，所以三相短路电流和电压仍
然是对称的，只是电流比正常值增大，电压比额定值降低
。三相短路发生的概率最小，只有5％左右，但它却是危
害最严重的短路形式。
两相短路是不对称短路，用k(2)表示，如图b所 示。两相短路的发生概率为10％～15％。
两相接地短路也是一种不对称短路，用k(1.1) 表示，如图（c）、（d）所示。它是指中性点不接 地系统中两个不同的相均发生单相接地而形成的两 相短路，亦指两相短路后又接地的情况。两相接地 短路发生的概率为10％～20％。
6 短路电流计算条件
• 1）.基本假定 • 短路电流计算中，为简化分析，通常采用以下
基本假定： • （1） 正常运行时，三相系统对称运行。 • （2） 所有电源的电动势相位角相同。 • （3） 系统中所有同步和异步电动机均为理想
电机，即不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集 肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组 空间位置相差120°电气角度。
（4） 不对称短路的磁效应
当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应 所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动 势，这对于附近的通信线路、铁路信号系统及其他电子设 备、电动控制系统可能产生强烈干扰。
（5） 短路时的停电事故
短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且 短路越靠近电源，停电波及范围越大
两相接地短路 k 1.1 两相短路接地 k 1.1
三相短路用 k 3 表示，二相短路k 2 表示，单相短路
用 k 1 表示，两相接地短路用 k 1.1 表示。只有三相短路，
属对称短路。
•
在三相系统中，可能发生的短路类型有三相短路、两
相短路、两相接地短路和单相短路。
•
三相短路是对称短路，用k(3)表示，如图a所示。因
5 短路电流计算的内容
• （1） 短路点的选取短路点为各级电压母线、各级线 路末端。
• （2） 短路时间的确定根据电气设备选择和继电保护 整定的需要，确定计算短路电流的时间。
• （3） 短路电流的计算包括最大运行方式下最大短路 电流、最小运行方式下最小短路电流以及各级电压中 性点不接地系统的单相接地短路电流，计算的具体项 目及其计算条件取决于计算短路电流的目的。
• （2） 选择导体和电器
• 如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器 、母线、绝缘子、电缆、架空线等。其中包括计 算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电 气设备电动力稳定度，计算三相短路电流稳态有 效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性， 计算三相短路容量以校验断路器的遮断能力等。
（3） 确定中性点接地方式 对于35 kV、10 kV供配电系统，根据单相短路
• （4） 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯 的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。
• （5） 同步电机都具有自动调整励磁装置。 • （6） 不考虑短路点的电弧电阻。 • （7） 不考虑变压器的励磁电流。 • （8） 除计算短路电流的衰减时间常数和低压电网
的短路电流外，元件的电阻略去不计。 • （9） 输电线路的电容略去不计。 • （10） 元件的计算参数取额定值。
• （6） 破坏系统稳定性，造成系统瓦解
• 短路可能造成的最严重后果就是使并列运行 的各发电厂之间失去同步，破坏系统稳定性，最 终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停 电。
3.短路种类
短路形式：
短路
对称短路 k 3
不对称短路
单相短路 两相短路
单相接地短路 k 1
单相接中性点短路 k 1
两相短路 k 2
2.有名值法
有名值法就是以实际有名单位给出电路元 件参数，这种方法通常用于1 kV以下低压供配 电系统短路电流的计算
标么制
一、标么值的概念
有名值：用实际有名单位表示物理量的方法 标么值：采用其实际值（有名单位值）与某一选定的基准值 的比值来表示
标幺值＝
实际值(任意单位)
基准值(与有名值同单位)
标幺值实际就是某个物理量的有名值与选定的同单位的基准 值的比值，也就是对基准值的倍数值。显然，同一个物理量 当选取不同的基值时，其标幺wk.baidu.com也就不同。当描述一个物理 量的标幺值时，必须同时说明其基准值为多大，否则仅一个 标幺值是没有意义的。
• 2）.一般规定 • （1） 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器
开断电流所用的短路电流应按本工程的规划容量 计算，并考虑电力系统的远景规划（一般为本工 程预期投产后5～10年的发展规划考虑）。 • 确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的 正常接线方式计算，不应按仅在切换过程中可能 并列运行的接线方式计算。
• （2） 验算导体和电器用的短路电流，在电气连 接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机 的影响和电容补偿装置放电电流的影响。
7 短路电流计算方法
1.标幺制法
标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参 数对其基准值的比值。标幺制法就是将电路元件各参数均用标幺值表 示。在短路电流计算中通常涉及四个基准量，即基准电压Ud、基准电 流Id、基准视在功率Sd和基准阻抗Zd。在高压系统中，由于回路电抗 一般远大于电阻，为了方便，在工程上一般可忽略电阻，直接用电抗 代替各元件的阻抗，这样Zd≈Xd。由于电力系统有多个电压等级的网 络组成，采用标幺制法可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在 高压系统中宜采用标幺制法进行短路电流计算。
电流可确定中性点接地方式。
（4） 验算接地装置的跨步电压和接触电压。
（5） 选择继电保护装置和整定计算
在考虑正确、合理地装设保护装置和校验保护 装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三 相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布 情况；不仅要算出最大运行方式下电路可能出现 的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可 能出现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路 电流，而且也要计算两相短路电流，或根据需要 计算单相接地电流等。
相短路用k(1)表示，如图（e）、 （f）所示，也是一种不对称短路。它 的危害虽不如其他短路形式严重，但 在中性点直接接地系统中发生的概率 最高，占短路故障的65％～70％。
短 路 的 类 型
4、短路电流计算的目的
• （1） 电气主接线比选 • 短路电流计算可为不同方案进行技术经济比
较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供 依据。