短路电流的计算(三)

短路电流的计算（三）

远端短路的短路电流计算

上一篇我讲了标幺值和有名值，我说使用标幺值计算的目的其实就是以不变应万变，不变的是设备在相同的基准容量下的电抗标幺值是不变的，万变就是我们供配电系统中的电压等级是变化着的，有时候是35KV，有时候又变成110KV，有时候又变成10KV。

这一篇我将切入正题，那就是怎么计算短路电流？

在配三这本手册上，主要讲了三种短路电流的计算，分别是高压系统远端短路的短路电流计算，高压系统近端短路的短路电流计算，低压系统的短路电流计算。什么是远端，什么是近端，在第一篇中已经讲了，第二篇对近端和远端的定义做了修正，就是说近端要考虑发电机的暂态过程，远端可以不用考虑了。

那今天就开始第一块：高压系统远端短路的短路电流计算

既然是计算，我觉得夸夸其谈的用处已经不大了，我们不如找条题目来边做边讲，题目就拿2013年刚考的题稍微变一下：

这条题目的参数：线路电抗是0.37Ω/KM，其它已经都在图上了，现在要求K2点的短路电流。

一个便于我们理解的公式：电流=电压/阻抗（注：高压系统电阻小，影响小，阻抗就变成电抗了）

短路电流也不例外，在这个图中，因为S1为无限大电源容量系统，也就是说当K2点发生短路的时候，S1的输出电压是不会变化的，那么K2点的10kv电压也是不会发生变化的。貌似我们的电压已经知道了，那就是10KV，是10KV吗？这里要特别提醒一下，计算短路电流的电压不是系统电压，而是平均电压Uav，平均电压直接查配三P127的表就得到了，我们这里的电压不是10kv，而是10.5kv。

下面我们需要求一下电抗是多少了，在这个系统中，有如下电气设备和线路产生电抗，1、7km35kv线路；2、变压器，我们分别求一下这两个电抗值

1、线路的电抗值

X1=7公里*0.37欧姆/公里=2.59欧姆

2、变压器低压侧的电抗值（配三P128页变压器有名值计算公式）

X2=8*10.5*10.5/100*16=0.55125欧姆

两个电抗是串联关系，那是不是总电抗就是两个相加呢？当然不是，因为变压器对它之前的阻抗是有改变的，具体的变化方法看配三P128表的最后一行，电压变化后电抗的变化计算公式，那么线路的电抗值通过变压器后反映到低压侧就不再是2.59欧姆了，而是变成了2.59/(37/10.5)^2=0.20858欧姆

现在我们得到了K2点短路时的电抗值，0.20858+0.55125=0.75983欧姆

短路电流就是10.5kv/sqrt(3)*0.75983Ω=7.978kA。

上面的计算我都是用了有单位的量，这叫有名值计算，在这个计算中，有一个变压器，产生了两个电压等级，那我们就要把变压器前面的线路电抗通过转换得到在低压侧的等效电抗，这是两级电压，如果变压器很多导致电压等级很多呢？那岂不是要烦死人？于是我们再用标幺值来讲一遍。

标幺值的最大好处就是：以不变应万变。

那我们来计算一下这个图中两个电气元件的电抗标幺值，因为标幺值计算需要一个基准容量，我们就将这个容量定位100Mva（其实定为多少没有关系，对结果不会产生影响的）

1、线路的电抗标幺值

X*1=2.59*100/37*37=0.189（注意，标幺值已经没有单位了）

2、变压器电抗标幺值（注意这里和前面的写法不同了，我没有写低压侧，这是因为写低压侧和高压侧其实无所谓了，因为这是标幺值的有点，以不变应万变）

X*2=8*100/100*16=0.5

那么这条线路的电抗标幺值就是0.5+0.189=0.689

这个0.689代表什么意义呢？是说实际电抗和基准电抗的比值。其实不仅仅如此，电抗标幺值的倒数还等于短路电流和基准电流的比值（也就是短路电流的标幺值I*）；短路容量和基准容量的比值。（具体怎么推导的，如果有兴趣的可以自己推导试试看，如果没有兴趣就算了，反正记住这个重要结论就是了。）看配三的P134页公式4-12,4-13,4-14。

这样子求远端短路电流的计算就变成了求线路电抗标幺值的计算，只要计算一次电抗标幺值，就很容易的求出各级电压处的短路电流。

现在总结一下远端短路的短路电流计算方法

第一步：画示意图

第二步：求各元件的电抗标幺值

第三步：利用配三P129页的表4-3化简示意图，求出短路回路的总计算电抗标幺值

第四部：用这个标幺值的倒数乘以基准电流就得到了短路电流；乘以基准容量就得到了短路容量。

第四篇我整理一下近端短路的短路电流计算。