论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题
电力系统分析(上)复习考试资料——简答题(1)
的整体称为电力系统。
）2. 电力生产的主要特点。
（电能不能大量存储,电能生产、输送、分配与消费同时进行;暂态过程非常短促,从一种运行状态到另一种运行状态的过度极为迅速;与国民经济及人民日常生活关系密切）3. 对电力系统的基本要求。
（简单:安全、优质、经济、环保）（问答题回答:1.保证安全可靠的供电 2.要有合乎要求的电能质量 3.要有良好的经济性4.减小对生态环境的有害影响.）4. 无备用网络(放射式网络, 干线式网络, 树状网络)和有备用网络(双回路,环形网络,两端供电网络)分别包括哪几种接线形式，分别适合什么情况和什么负荷类型的供电。
(采用哪一类接线,取决于负荷的性质,无备用接线只适合用于向第三级负荷供电.对于低一级和第二级负荷占比较大比重的用户,应由有备用网络供电.)5. 变压器的主要参数包括哪几个，掌握参数计算公式和等值电路。
变压器主要参数包括：电阻T R 、电抗T X 、电导TG 、电纳T B 、变压比T K Ω⨯∆=32210N N s T S V P R ，Ω⨯⨯=3210100%N N S T S V V X ，S V P G N o T 310-⨯∆=，S V S I B N N o T 310100%-⨯⨯=，N N T V V K 21=线路的主要参数包括哪几个，掌握参数计算公式和等值电路。
单位长度的电阻r,电抗x,电容b S r /ρ=sb eqD D x lg 1445.0= ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=12ln 20s D l l μ分裂导线的特点和优点。
（1.减少电抗。
2，增大电容。
3.增加临界电压）6. 有名单位制和标幺制的概念。
（用实际有名单位表示物理量的方法称为有名单位制。
）（标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中各物理量都用标幺值表示，标幺值等于有名值除以基准值）7. 标幺值的计算公式，为什么要采用标幺制？（标幺值=实际有名值/基准值）（1.易于比较电力系统各元件的特性及参数，2，采用标幺制能够简化计算公式3.采用标幺制能在一定程度上简化计算工作）单相系统和三相系统基准值的选取必须满足的方程式,单相电路基准值的选取必须满足的方程式三相电路基准值的选取必须满足的方程8. 单相系统和三相系统标幺值的计算公式9. 同步电机的基本方程包括d,q,0坐标系下同步电机的（电势方程）和（磁链方程）。
低压配电系统短路电流计算
0.0137
0.0266
0.0411
0.128206618
0.1603
0.1815
0.3371
0.3560
0.5145
四、配电线路阻抗（L-Line）
由于缺乏各类电缆的几何尺寸及钢管的电气参数，无法计算其阻抗值。现采用现成的，刊载在《工业与民用配电设计手册》第二版。（1992年电力出版社出版）第135～137页上列的数值，见表5。请注意，按计算规定，配电线路中电缆及导线的相保电阻计算温度取+20℃时的1.5倍，即： 。
1.02
1.055
80X10
1.09
1.18
80X6.3
1.03
1.09
100X10
1.13
1.23
100X6.3
1.06
1.14
125X10
1.18
1.25
3.母线电抗可按下式计算
而
所以：
式中： —母线的电感H
--空气的导磁系数为 H/Km
—母线长度m
--线母线间互几何均距， ＝ ， , 为三相母线相互之间的距离cm
--保护母线的自几何均距， ＝0.224（b+h）cm
因而：
母线的布置尺寸如下：
经计算后母线的阻抗及相保阻抗列于表4
表4
变压器容量KVA
母线规格
mm
D=150
D=250
D=350
Do=200
Do=200
Do=1600
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
mΩ/m
D=250
D=350
D150
高压系统的阻抗可按下式计算：
短路电流冲击系数取值范围
短路电流冲击系数取值范围一、概述短路电流冲击系数是电力系统中的一个重要参数，用于描述短路电流的峰值与正常运行电流之间的比值。
该系数在电力系统的设计和运行中起着至关重要的作用。
本篇文档将详细介绍短路电流冲击系数的取值范围。
二、定义和计算方法短路电流冲击系数定义为：短路电流峰值与线路额定电流之比。
其中，短路电流峰值是在线路发生短路故障时，短时间内流过电源端和故障点的最大电流；线路额定电流是在正常工作条件下，线路允许的最大电流。
短路电流冲击系数的取值范围通常在0.5至2之间。
具体取值取决于电力系统的设计、设备参数、线路长度、保护装置等因素。
在某些特殊情况下，如大容量发电机、高电压等级线路等，短路电流冲击系数可能会更高。
三、影响因素1. 电源特性：电源的短路电流输出能力对短路电流冲击系数有很大影响。
高容量的电源将导致更大的短路电流峰值，从而使短路电流冲击系数变大。
2. 设备参数：设备如开关、电线、变压器等的额定电流和电阻将影响短路电流冲击系数的计算结果。
设备的额定电流是决定短路电流冲击系数的重要因素之一。
3. 线路长度：线路长度是影响短路电流冲击系数的另一个重要因素。
线路越长，短路电流峰值越小，从而使短路电流冲击系数变小。
4. 保护装置：保护装置如熔断器、断路器等对短路电流冲击系数的取值也有影响。
保护装置的动作时间会影响短路电流峰值的大小，从而影响短路电流冲击系数的取值。
四、应用和意义短路电流冲击系数在电力系统的设计和运行中具有重要意义。
它可以帮助工程师评估电力系统在发生短路故障时的风险，并选择合适的保护装置和设备。
此外，短路电流冲击系数也是评估电力系统可靠性和安全性的重要指标之一。
五、总结本篇文档详细介绍了短路电流冲击系数的定义、计算方法、影响因素以及应用和意义。
短路电流冲击系数是电力系统中的一个重要参数，用于描述短路电流的峰值与正常运行电流之间的比值。
其取值范围通常在0.5至2之间，但具体取值还受到电源特性、设备参数、线路长度和保护装置等多种因素的影响。
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究摘要：当今时代，我国电力行业发展蒸蒸日上，电网建设规模不断扩大。
在低压配电系统中，做压或者开关证备一旦发生严重短路，特导致配电网中产生最大短路电流，促使线路产生最大电动力。
在设备结构设计强度不足的情况下，就可能发生损坏，导致电力系统受到严重破坏。
两线路最大电动力大小与短路冲击系数密切相关，因此还应加强短路冲击系数运算分析，为系统设计提供科学指导。
关键词∶电力系统；短路冲击系数；最大电动力引言现如今，国内电力资源与负荷分布十分不均衡，远距离输电不可避免，加之可再生能源的开发利用，电力能源不匹配的格局将会进一步加制，因此大规模，远距离输电在我国十分重要。
超导输电技术是实现大规模电力远距离输送的有效方法。
近年超导电缆的研究不断涌现，同时在全球柔性直流输电技术迅速发展的大背景下，越导直流输电以其输电电缆无焦耳损耗和交流损耗的优势，得到广泛关注。
1短路分析条件当前，我国电力系统越来越完善，对短路冲击系数展开分析，需要对系统在空载和负载等不同状况下的短路电流展开分析，并且对单相和对称三相短路两种不同情况进行进一步探讨，确定最大电动力的产生情形。
考虑到各种数据运算较为复杂，还要利用计算机程序进行数值模拟分析和计算。
而无论是单相还是对称三相系统，如果存在中性线，在发生短路时按照电路等效理论，短路冲击电流应该为初始电流不为0的RL串联电路接通正弦电压源的情况，此时短路电流周期分量幅值可以根据短路后系统电压、电阻和电抗确定，系统瞬时电流满足：式（1）中，Ⅰ0为系统瞬时电流，带＇的量指的是短路放的稳态量，Ⅰm 为短路电流周期分量幅值，w为相位角，Φ为短路后功率因数角，ψ指的是短路后电压初相角，t为某点到短路瞬间时间间隔。
2单相短路分析在线路发生短路状况之前，一直处于空载状态，电流零状态响应与接通RL串联电路的正弦电压源等效。
此时电流初始值为0，对零状态响应极值进行求取，还要加强极点坐标分析。
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究电力系统的短路冲击系数和最大电动力是电力系统运行中非常重要的参数，它们直接关系到电力系统的稳定性和安全性。
对这两个参数进行深入研究和分析，对于提高电力系统的运行稳定性和安全性具有重要意义。
一、电力系统的短路冲击系数短路冲击系数是指电力系统在发生短路故障时，系统承受冲击的能力。
它是评价电力系统运行稳定性的重要指标之一。
短路冲击系数的大小决定了系统在发生短路故障时能否保持稳定运行，直接影响了系统的安全性和可靠性。
短路冲击系数的计算可以通过电力系统仿真软件进行模拟分析，也可以通过实际的电力系统运行数据进行计算。
一般来说，短路冲击系数的计算包括以下几个步骤：1. 确定系统的短路故障点，包括短路位置和短路类型；2. 确定系统的短路故障电流，包括瞬时短路电流和谐波电流；3. 计算系统的短路冲击系数，包括计算系统的瞬时短路电流对系统各个元件的影响程度，确定系统承受短路冲击的能力。
研究表明，短路冲击系数的大小与电力系统的各个元件的参数和结构有关，包括变压器、发电机、输电线路等。
通常情况下，短路冲击系数的大小与系统的短路电流密切相关，电流越大，短路冲击系数越大。
二、电力系统的最大电动力研究表明，最大电动力的大小与电力系统的负载特性、电动力响应速度和系统结构有关。
通常情况下，最大电动力越大，系统对负载变化的响应速度越快，系统的稳定性和可靠性越高。
电力系统的最大电动力是评价系统运行安全性和可靠性的重要指标之一。
研究最大电动力，可以更好地了解系统在负载变化时的运行特性，为系统的保护和控制提供重要依据。
低压系统短路电流的计算
短路的类型
对称短路： 三相短路 图a) 不对称短路： 两相短路 图b) d) 、 两相接地短路图f) e) 、 单相接地短路 图c)
实用短路电流计算的近似条件
1．短路计算的基本假设条件 （1）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。 （2）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。 （3）短路为金属性短路。
X (0) X (0)s X (0)T X (0)m X (0)L
低压网络电路元件阻抗的计算
在计算三相短路电流时，元件阻抗 指的是元件的相阻抗，即相正序阻 抗。因为已经三相系统是对称的， 发生三相短路时只有正序分量存在， 所以不需要特别提出序阻抗的概念。
相保阻抗
发生不对称短路时，保护线中将会有 电流流过，相保阻抗则是包括相线及 保护线在内的阻抗总称。
两相短路次暂态电流，它 也不衰减：
I
" k
2
0.866
I
" k3
单相短路(包括单相接地故障)电流的计算
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
C：电压系数，计算单相 Un / 3 380/ 3 220
接地故障电流时取1；
线电压有名值
I k1
cU n / | Z(1) Z(2)
主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏； 人员误操作、雷击或过电压击穿； 以及鸟兽危害等。
短路电流计算主要目的
1、为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系 统的继电保护装置，需要计算三相短路电流； 2、在校验继电保护装置/低压断路器的灵敏度时还需计 算不对称短路的短路电流值； 3、校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定性，就 要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量； 4、作为选择和评价电气主接线方案的依据 ；
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究【摘要】电力系统的短路冲击系数和最大电动力是电力系统研究领域中重要的参数之一。
本文从短路冲击系数的概念入手，介绍了其在电力系统中的作用和重要性。
随后，通过研究方法和步骤的详细说明，分析了影响短路冲击系数的因素，探讨了最大电动力的计算方法。
通过案例分析，验证了所提出的计算方法的有效性。
结合短路冲击系数与电动力的关系，总结了研究成果并提出了展望和建议。
本研究对于提高电力系统安全稳定运行具有重要意义，也为相关领域的研究提供了有益的参考。
通过本文的研究，可以对电力系统的短路冲击系数和最大电动力做进一步深入的了解，促进电力系统的发展和进步。
【关键词】电力系统、短路冲击系数、最大电动力、研究方法、影响因素、计算、案例分析、关系、研究成果、展望、建议1. 引言1.1 背景介绍电力系统作为现代社会中不可或缺的基础设施，承担着供电保障和能量传输的重要职责。
在电力系统运行过程中，短路事件不可避免地会发生，而短路冲击系数和最大电动力则成为了评估电力系统安全性和稳定性的重要指标。
背景介绍的内容主要围绕着电力系统中短路冲击系数和最大电动力的概念及意义展开。
短路冲击系数是指在电力系统发生短路时，系统各个节点之间电压的快速变化情况，是评估短路冲击影响的重要参数。
而最大电动力则是在短路事件发生时系统所能承受的最大电动力大小，直接关系到系统可靠性和安全性。
在这篇文章中，我们将通过对电力系统短路冲击系数和最大电动力的研究，探讨其概念、影响因素、计算方法以及与系统稳定性的关系。
通过案例分析和实际数据，深入探讨短路冲击系数和最大电动力对电力系统运行的影响，为提高电力系统运行的稳定性和安全性提供理论基础和实际指导。
1.2 研究意义电力系统的研究一直是电力领域的热点之一，而短路冲击系数和最大电动力作为电力系统设计和运行中的重要参数，其研究意义也越发凸显。
短路冲击系数可以反映电力系统在短路发生时对电动力的抵抗能力，对保护系统的设计和调整具有重要意义。
华南理工2017 电力系统分析(下) 随堂练习
B．增大C．减小D．不确定参考答案:B9。
（单选题) 在制定负序网络时，对于负序电流能流通的元件,其负序电流与正序电流的数值（）；A．相等B．不确定C．负序电流大于正序电流D．负序电流小于正序电流参考答案：A10。
(单选题) 在制定负序网络时，对于所有电源，其负序电势的数值等于（）A．正序电势B．0C．零序电势D．不确定参考答案：B11.（单选题）电力系统静态稳定的实用判据是（）A．B．C．加速面积大于减速面积D．加速面积小于减速面积参考答案：A12.（单选题）电力系统短路电流的近似计算中，元件模型方面可忽略发电机的（）A．电容B．电抗C．电阻D．电纳参考答案:C13.（单选题）电力系统短路电流的近似计算中,可忽略输电线路的电阻和（）A．电容B．电抗C．电阻D．电纳参考答案:A14.（单选题) 无阻尼绕组同步电机突然短路时，定子电流分量的包括：基频分量、倍频分量和（）A．多倍频分量B．直流分量C．基频分量D．两倍同步频率交流分量参考答案：B15.（单选题）电力网络中，各点电压的不对称程度主要由( ）分量决定。
B. 负荷曲线C. 正弦电压曲线D. 功角曲线参考答案:D31.(单选题）作为判据主要应用于分析简单系统的（)A. 暂态稳定B。
故障计算C. 静态稳定D. 调压计算参考答案：C32。
（单选题) 关于电力系统频率的调整，下述说法中错误的是( ）。
A. 电力系统频率调整的基本原理是根据电力系统有功负荷的变化,改变发电机的有功出力,维持电力系统在所要求频率下的有功功率平衡；B. 电力系统频率的一次调整是针对第一类负荷变化进行的，它通过发电机组装设的调速器来实现,但一次调整不能实现频率的无差调节；C。
电力系统频率的二次调整结束后,不管频率是否回到负荷变化前的数值，负荷的变化量均为调频机组所承担；D. 在无差调节方式下，二次调整结束后，负荷的变化全部为调频机组所承担.参考答案：C33。
(单选题）为减小系统负荷变化所引起的频率波动，应采取的措施是（）。
低压电网的短路电流计算
低压电网的短路电流计算0引言短路问题是电力技术研究的基本问题之一，短路电流是电气设备和导体选择、继电保护选型和整定计算等的基础。
低压电网的短路电流往往不被人们所重视，在选择低压电器时只注意额定电流而忽视短路电流对设备的影响，常常是设备反复烧坏还找不到真正的原因。
因此低压电网运行要避免或少发生低压电器烧坏事故，就必须研究短路电流发生的规律。
1.低压电网短路电流计算的特点1.1在低压电网中运行的变压器低压侧发生短路时可以认为变压器的高压侧端电压不变和低压侧短路电流不衰减。
也就是说，变压器高压侧电源可视为无穷大。
1.2理论上，变压器低压侧的所有低压元件，包括母线和电缆、电流互感器的一次线圈、断路器和刀闸触头的接触电阻等，对低压短路电流都有影响，但为了简化计算，使计算出的短路电流值又偏于安全，容许不考虑占回路总阻抗不超过10%的元件。
1.3低压电网短路电流计算用有名制更为方便。
2.短路电流计算2.1短路电流周期分量的计算2.1.1变压器电抗的计算Xb=·(Ω)式中Ud%——变压器短路阻抗Ue ——变压器高压侧额定电压（kV）Se ——变压器额定容量（kV A）2.1.2三相短路电流周期分量的计算I(3)``= (kA)按照上式计算出的短路电流系变压器低压短路、高压侧的短路电流数值，按电压比关系可换算成低压侧的短路电流。
低压电网一般以三相短路电流为最大，并与中性点是否接地无关。
2.2短路全电流最大有效值及短路冲击电流在低压电网中，一般不允许忽略电阻，因此短路电流非周期分量比高压电网衰减快得多，故短路电流最大有效值及短路冲击电流与周期分量比值一般不太大。
2.2.1短路冲击电流ich=KI″K值一般取1.7～2.22.2.2短路全电流最大有效值Ich=KI″ K值一般取1.05～1.302.2.3电动机的反馈电流当短路连接有单位容量为20kW以上异步电动机时，还应考虑由电动机反馈供给的反馈冲击电流和反馈全电流最大有效值。
低压配电系统短路电流计算书
*******公司******大楼低压配电系统短路电流计算书1短路电流在计算中常用符号含义a.I″（3）－次暂态三相短路电流，即短路电流周期分量有效值，在远端短路时等于三相短路电流稳态有效值I∞。
b.－三相短路电流第一周期全电流有效值；c.－三相短路冲击电流；d.S∞－稳态三相短路容量；e.I（1）－单相短路电流有效值；2短路电流计算的几个基本假设前提（1）可按无限大电源容量的网络短路进行计算，短路电流周期分量不衰减；（2）接入短路电路各元件的电阻为有限值；（3）离配电变压器低压侧20米以外发生短路时，不计算非短路电流周期分量；（4）计算过程采用有名单位值；（5）计算短路电流时，计算电压取额定电压的1.05倍。
3在短路计算中，如所在线路额定电压为（Un ），则计算公式如下：（1）三相短路电流周期分量有效值为：（4-5-6）式中 C ──电压系数，等于1.05 ；Zk──从电源到短路点之间的所有电气元件的阻抗之和，mΩ。
上式中RK、XK分别为：ktIimpIimpi其中 RS ，XS 为系统电阻、系统电抗 RT ，XT 为变压器电阻、变压器电抗RM ，XM 为低压母线系统电阻、低压母线系统电抗 RL ，XL 为线路电阻、线路电抗（2）（3） 假定a 有效值： 式中：其中 R φp s ，X φp s 为系统电抗、系统电阻 R φp t ，X φp t 为变压器电抗、变压器电阻R φp m ，X φp m 为低压母线系统电抗、低压母线系统电阻 R φp l ，X φp l 为线路电抗、线路电阻4 各电气元件阻抗值计算公式：（1） 系统阻抗计算 系统阻抗有名值：式中 Ud —为变压器低压侧基准电压，取0.4KV ；Sk —为变压器高压侧短路容量（MV A ）； 其中：发生低压侧单相接地短路，当配电变压器连接组为D,yn11或Y ，yn0时，低压侧在高压侧没有另序电流通路，高压侧相当于开路。
此时系统的相保阻抗应修X S =0.995*Z SR S =0.1*Z S R j p =R j p .S +R j p .t +R j p .m +R j p .lX j p =X j p .S +X j p .t +X j p .m +X j p .l正为：（2） 变压器阻抗计算（m Ω）式中Sn.t —变压器的额定容量（KV A ） U2n —变压器低压侧额定电压（KV ） Uz%--变压器阻抗电压百分数 ΔPs --变压器额定负载损耗（KW ）发生低压侧单相接地短路时，由于T2变为D,yn11连接组，所以另序阻抗等于正序阻抗。
低压短路电流计算书
低压短路电流计算书——双复数阻抗矩阵节点导纳法计算时间： 2018-10-18设计院：工程：计算者：1. 计算依据——《电力工程电气设计手册》，电气一次部分；——《电力系统设计手册》；——《中小型热电联产工程设计手册》；——《工业与民用配电设计手册》，第三版；2. 设置条件2.1. 短路冲击系数冲击系数选择方式——自动计算冲击系数 Kp = 1.0102.2. 电动机平均反馈电流设置是否考虑——是3. 节点阻抗矩阵3.1. 低压电网短路点系统阻抗因为低压电网的系统阻抗Zk=系统电阻R+j系统电抗X，所以低压电网的复经过节点导纳法，得到各短路点系统阻抗：#1短路点——#1分支——高压侧系统#1= (138.700+0.200+0.527+175.750) + Zkj(72.200+0.000+5.268+75.050)#1短路点——#2分支——高压侧系统#2= (0.100+0.527+0.200+0.527+175.750) + Zkj(0.010+5.268+0.000+5.268+75.050)#2短路点——#1分支——高压侧系统#1= (138.700+0.200+0.200+70.200+0.100) + Zkj(72.200+0.000+0.000+15.800+0.010)#2短路点——#2分支——高压侧系统#2= (0.100+0.527+70.200+0.100) + j(0.010+5.268+15.800+0.010) Zk#3短路点——#1分支——高压侧系统#1= (138.700+0.200) + j(72.200+0.000)Zk#3短路点——#2分支——高压侧系统#2= (0.100+0.527+0.200) + j(0.010+5.268+0.000)Zk#4短路点——#1分支——高压侧系统#1Z= (138.700+0.200+0.200) + j(72.200+0.000+0.000)k#4短路点——#2分支——高压侧系统#2= (0.100+0.527) + j(0.010+5.268)Zk3.2. 低压电网短路点相零阻抗(相保阻抗)由于低压电网必须考虑相零阻抗(相保阻抗)Zphp，而相零阻抗(相保阻抗)Zphp=相零电阻(相保电阻)Rphp+j相零电抗(相保电抗)Xphp，所以复数相零经过节点导纳法，得到各短路点相零阻抗(相保阻抗)：#1短路点——#1分支——高压侧系统#1= (1425.000+0.000+0.351+527.250) + Zphpj(145.350+0.000+3.512+154.850)#1短路点——#2分支——高压侧系统#2= (0.001+0.351+0.000+0.351+527.250) + Zphpj(0.000+3.512+0.000+3.512+154.850)#2短路点——#1分支——高压侧系统#1= (1425.000+0.000+0.000+210.600+0.001) + Zphpj(145.350+0.000+0.000+37.400+0.000)#2短路点——#2分支——高压侧系统#2Z= (0.001+0.351+210.600+0.001) + phpj(0.000+3.512+37.400+0.000)#3短路点——#1分支——高压侧系统#1Z= (1425.000+0.000) + j(145.350+0.000)php#3短路点——#2分支——高压侧系统#2Z= (0.001+0.351+0.000) + j(0.000+3.512+0.000)php#4短路点——#1分支——高压侧系统#1= (1425.000+0.000+0.000) + j(145.350+0.000+0.000)Zphp#4短路点——#2分支——高压侧系统#2Z= (0.001+0.351) + j(0.000+3.512)php4. #1短路点计算4.1. #1分支——高压侧系统#14.1.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#12. 分支电路元件具体元件排列：7,8,6,33. 短路点阻抗Z k = (138.700+0.200+0.527+175.750) + j(72.200+0.000+5.268+75.050)Z php = (1425.000+0.000+0.351+527.250) + j(145.350+0.000+3.512+154.850) 4.1.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k 2 + X k 2 ) = √((138.700+0.200+0.527+175.750)2+(72.200+0.000+5.268+75.050)2) = 310.648 2. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 310.648 = 1.352 4.1.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×1.352 = 1.171 4.1.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php 2 + X php 2 ) = √((1425.000+0.000+0.351+527.250)2+(145.350+0.000+3.512+154.850)2) = 1191.483 2. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 1191.483 = 0.336 4.1.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数 K pm = -17757662542. N 台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值 I 异=∑=-ni e stI K1310**= (6.000×0.044 + 6.000×0.060)×10-3= 0.001 3. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流 i 异= 3110****1.1*2-=∑e st ni pmI K K= √2×1.1×(6.000×0.044 + 6.000×0.060)×0.840×10-3= 0.001 4. 公式系数取值范围：K stM ，K stMi ，Kdi —— 异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数； I rM ，I rMi —— 异步电动机的额定电流；K pMi ，K pM ，Kch.di —— 异步电动机反馈电流冲击系数； I e —— 电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000] 4.1.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.3733. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i 异 = (√2)×1.010×1.352 + 0.001 = 1.932 4. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I 异 = 1.352×(√(1+2(1.010-1)2)) + 0.001 = 1.3534.2. #2分支——高压侧系统#24.2.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#2 2. 分支电路元件具体元件排列：5,4,10,9,6,3 3. 短路点阻抗 Z k = (0.100+0.527+0.200+0.527+175.750) + j(0.010+5.268+0.000+5.268+75.050) Z php = (0.001+0.351+0.000+0.351+527.250) +j(0.000+3.512+0.000+3.512+154.850) 4.2.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k 2 + X k 2 ) = √((0.100+0.527+0.200+0.527+175.750)2+(0.010+5.268+0.000+5.268+75.050)2) = 322.077 2. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 322.077 = 1.304 4.2.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×1.304 = 1.130 4.2.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php 2 + X php 2 ) = √((0.001+0.351+0.000+0.351+527.250)2+(0.000+3.512+0.000+3.512+154.850)2) = 1235.320 2. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 1235.320 = 0.324 4.2.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数 K pm = -17757662542. N 台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值 I 异=∑=-ni e stI K1310**= (6.000×0.044 + 6.000×0.060)×10-3= 0.001 3. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流 i 异= 3110****1.1*2-=∑e st ni pmI K K= √2×1.1×(6.000×0.044 + 6.000×0.060)×0.840×10-3= 0.0014. 公式系数取值范围：K stM，K stMi，Kdi ——异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数；I rM，I rMi——异步电动机的额定电流；K pMi，K pM，Kch.di ——异步电动机反馈电流冲击系数；I e——电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000]4.2.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.3733. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i异 = (√2)×1.010×1.304 + 0.001 = 1.8644. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I异 = 1.304×(√(1+2(1.010-1)2 )) + 0.001 =1.3054.3. 小计1. 三相短路电流#1短路点三相短路电流I"= 1.352 + 1.304 = 2.6572. 两相短路电流#1短路点两相短路电流I2= 1.171 + 1.130 = 2.3013. 单相短路电流#1短路点单相短路电流Id= 0.336 + 0.324 = 0.6604. 冲击电流#1短路点短路冲击电流ip= 1.932 + 1.864 = 3.796#1短路点短路全电流最大有效值Ip= 1.353 + 1.305 = 2.6585. #2短路点计算5.1. #1分支——高压侧系统#15.1.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#12. 分支电路元件具体元件排列：7,8,9,10,2,13. 短路点阻抗Z k= (138.700+0.200+0.200+70.200+0.100) + j(72.200+0.000+0.000+15.800+0.010)Z php= (1425.000+0.000+0.000+210.600+0.001) + j(145.350+0.000+0.000+37.400+0.000)5.1.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k= √(R k2+ X k2) = √((138.700+0.200+0.200+70.200+0.100)2+ (72.200+0.000+0.000+15.800+0.010)2 ) = 416.0302. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 416.030 = 1.010 5.1.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×1.010 = 0.875 5.1.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php 2 + X php 2 ) = √((1425.000+0.000+0.000+210.600+0.001)2+(145.350+0.000+0.000+37.400+0.000)2) = 1503.044 2. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 1503.044 = 0.266 5.1.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数 K pm = -17179869182. N 台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值 I 异=∑=-ni e stI K1310**= (6.000×0.033 + 6.000×0.033)×10-3= 0.000 3. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流 i 异= 3110****1.1*2-=∑e st ni pmI K K= √2×1.1×(6.000×0.033 + 6.000×0.033)×0.800×10-3= 0.000 4. 公式系数取值范围：K stM ，K stMi ，Kdi —— 异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数； I rM ，I rMi —— 异步电动机的额定电流；K pMi ，K pM ，Kch.di —— 异步电动机反馈电流冲击系数； I e —— 电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000] 5.1.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.3343. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i 异 = (√2)×1.010×1.010 + 0.000 = 1.443 4. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I 异 = 1.010×(√(1+2(1.010-1)2)) + 0.000 = 1.0105.2. #2分支——高压侧系统#25.2.1. 具体条件 1. 分支名称高压侧系统#2 2. 分支电路元件具体元件排列：5,4,2,1 3. 短路点阻抗Z k = (0.100+0.527+70.200+0.100) + j(0.010+5.268+15.800+0.010) Z php = (0.001+0.351+210.600+0.001) + j(0.000+3.512+37.400+0.000) 5.2.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k 2 + X k 2 ) = √((0.100+0.527+70.200+0.100)2+(0.010+5.268+15.800+0.010)2) = 431.335 2. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 431.335 = 0.974 5.2.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×0.974 = 0.843 5.2.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php 2 + X php 2 ) = √((0.001+0.351+210.600+0.001)2+(0.000+3.512+37.400+0.000)2) = 1558.336 2. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 1558.336 = 0.257 5.2.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数 K pm = -17179869182. N 台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值 I 异=∑=-ni e stI K1310**= (6.000×0.033 + 6.000×0.033)×10-3= 0.000 3. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流 i 异= 3110****1.1*2-=∑e st ni pmI K K= √2×1.1×(6.000×0.033 + 6.000×0.033)×0.800×10-3= 0.000 4. 公式系数取值范围：K stM ，K stMi ，Kdi —— 异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数； I rM ，I rMi —— 异步电动机的额定电流；K pMi ，K pM ，Kch.di —— 异步电动机反馈电流冲击系数； I e —— 电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000] 5.2.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.3343. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i 异 = (√2)×1.010×0.974 + 0.000 = 1.3924. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I异 = 0.974×(√(1+2(1.010-1)2 )) + 0.000 =0.9745.3. 小计1. 三相短路电流#2短路点三相短路电流I"= 1.010 + 0.974 = 1.9842. 两相短路电流#2短路点两相短路电流I2= 0.875 + 0.843 = 1.7183. 单相短路电流#2短路点单相短路电流Id= 0.266 + 0.257 = 0.5234. 冲击电流#2短路点短路冲击电流ip= 1.443 + 1.392 = 2.835#2短路点短路全电流最大有效值Ip= 1.010 + 0.974 = 1.9856. #3短路点计算6.1. #1分支——高压侧系统#16.1.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#12. 分支电路元件具体元件排列：7,83. 短路点阻抗Z k = (138.700+0.200) + j(72.200+0.000)Z php = (1425.000+0.000) + j(145.350+0.000)6.1.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k2 + X k2 ) = √((138.700+0.200)2 + (72.200+0.000)2) = 171.466 2. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 171.466 = 2.4506.1.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×2.450 = 2.1226.1.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php2 + X php2 ) = √((1425.000+0.000)2 + (145.350+0.000)2 ) = 771.3412. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 771.341 = 0.5196.1.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数K pm = 02. N 台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值 I 异=∑=-ni e stI K1310**= 0.0003. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流 i 异= 3110****1.1*2-=∑est ni pm I K K= 0.0004. 公式系数取值范围：K stM ，K stMi ，Kdi —— 异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数； I rM ，I rMi —— 异步电动机的额定电流；K pMi ，K pM ，Kch.di —— 异步电动机反馈电流冲击系数； I e —— 电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000] 6.1.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.5063. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i 异 = (√2)×1.010×2.450 + 0.000 = 3.500 4. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I 异 = 2.450×(√(1+2(1.010-1)2)) + 0.000 = 2.4506.2. #2分支——高压侧系统#26.2.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#2 2. 分支电路元件具体元件排列：5,4,10,9 3. 短路点阻抗Z k = (0.100+0.527+0.200) + j(0.010+5.268+0.000) Z php = (0.001+0.351+0.000) + j(0.000+3.512+0.000) 6.2.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k 2 + X k 2 ) = √((0.100+0.527+0.200)2 + (0.010+5.268+0.000)2) = 177.7752. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 177.775 = 2.363 6.2.3. 两相短路电流 两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×2.363 = 2.0476.2.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php 2 + X php 2 ) = √((0.001+0.351+0.000)2 + (0.000+3.512+0.000)2 )= 799.7202. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 799.720 = 0.5006.2.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数K pm = 02. N 台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值I 异= ∑=-n i e st I K1310**= 0.0003. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流i 异= 3110****1.1*2-=∑est ni pm I K K = 0.0004. 公式系数取值范围：K stM ，K stMi ，Kdi —— 异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数； I rM ，I rMi —— 异步电动机的额定电流；K pMi ，K pM ，Kch.di —— 异步电动机反馈电流冲击系数；I e —— 电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000]6.2.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.5063. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i 异 = (√2)×1.010×2.363 + 0.000 = 3.3764. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I 异 = 2.363×(√(1+2(1.010-1)2 )) + 0.000 =2.3636.3. 小计1. 三相短路电流#3短路点三相短路电流I"= 2.450 + 2.363 = 4.8132. 两相短路电流#3短路点两相短路电流I2= 2.122 + 2.047 = 4.1683. 单相短路电流#3短路点单相短路电流Id= 0.519 + 0.500 = 1.0194. 冲击电流#3短路点短路冲击电流ip= 3.500 + 3.376 = 6.876#3短路点短路全电流最大有效值Ip= 2.450 + 2.363 = 4.8147. #4短路点计算7.1. #1分支——高压侧系统#17.1.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#12. 分支电路元件具体元件排列：7,8,9,103. 短路点阻抗Z k = (138.700+0.200+0.200) + j(72.200+0.000+0.000)Z php = (1425.000+0.000+0.000) + j(145.350+0.000+0.000)7.1.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k 2 + X k 2 ) = √((138.700+0.200+0.200)2 + (72.200+0.000+0.000)2 )= 171.5492. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 171.549 = 2.4497.1.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×2.449 = 2.1217.1.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php 2 + X php 2 ) = √((1425.000+0.000+0.000)2 +(145.350+0.000+0.000)2 ) = 771.3432. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 771.343 = 0.5197.1.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数K pm = -16454384132. N 台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值I 异= ∑=-n i e st I K1310**= (6.000×40.000 + 6.000×40.000)×10-3 = 0.4803. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流i 异= 3110****1.1*2-=∑e st n i pm I K K= √2×1.1×(6.000×40.000 + 6.000×40.000)×1.404×10-3 = 1.0484. 公式系数取值范围：K stM，K stMi，Kdi ——异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数；I rM，I rMi——异步电动机的额定电流；K pMi，K pM，Kch.di ——异步电动机反馈电流冲击系数；I e——电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000]7.1.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.5063. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i异 = (√2)×1.010×2.449 + 1.048 = 4.5474. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I异 = 2.449×(√(1+2(1.010-1)2 )) + 0.480 =2.9297.2. #2分支——高压侧系统#27.2.1. 具体条件1. 分支名称高压侧系统#22. 分支电路元件具体元件排列：5,43. 短路点阻抗Z k = (0.100+0.527) + j(0.010+5.268)Z php = (0.001+0.351) + j(0.000+3.512)7.2.2. 三相短路电流1. 短路点系统阻抗Z k = √(R k2 + X k2 ) = √((0.100+0.527)2 + (0.010+5.268)2 ) = 177.860 2. 三相短路电流(kA)I" = (1.05Un/√3) / Z k = (1.05×693.000/√3) / 177.860 = 2.3627.2.3. 两相短路电流两相短路电流(kA)I2 = 0.866I" = 0.866×2.362 = 2.0467.2.4. 单相短路电流1. 短路点相零阻抗(相保阻抗)Z php = √(R php2 + X php2) = √((0.001+0.351)2 + (0.000+3.512)2) = 799.718 2. 单相短路电流Id = (Un/√3) / Z php = (693.000/√3) / 799.718 = 0.5007.2.5. 异步电动机1. 异步电动机反馈电流冲击系数K pm = -16454384132. N台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值I异= ∑=-niestIK1310**= (6.000×40.000 + 6.000×40.000)×10-3 = 0.4803. N 台异步电动机提供的反馈电流峰值电流i 异= 3110****1.1*2-=∑e st n i pm I K K= √2×1.1×(6.000×40.000 + 6.000×40.000)×1.404×10-3 = 1.0484. 公式系数取值范围：K stM ，K stMi ，Kdi —— 异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数； I rM ，I rMi —— 异步电动机的额定电流；K pMi ，K pM ，Kch.di —— 异步电动机反馈电流冲击系数；I e —— 电动机额定功率Pe/[√3*(Un/1.05)*1000]7.2.6. 冲击电流1. 短路冲击系数 Kp= 1.0102. 衰减时间常数 Xk/Rk= 0.5063. 短路冲击电流i p = (√2)KpI" + i 异 = (√2)×1.010×2.362 + 1.048 = 4.4234. 短路全电流最大有效值I p = I"(√(1+2(Kp-1)2)) + I 异 = 2.362×(√(1+2(1.010-1)2 )) + 0.480 =2.8427.3. 小计1. 三相短路电流#4短路点三相短路电流I"= 2.449 + 2.362 = 4.8112. 两相短路电流#4短路点两相短路电流I2= 2.121 + 2.046 = 4.1663. 单相短路电流#4短路点单相短路电流Id= 0.519 + 0.500 = 1.0194. 冲击电流#4短路点短路冲击电流ip= 4.547 + 4.423 = 8.969#4短路点短路全电流最大有效值Ip= 2.929 + 2.842 = 5.771。
论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题
论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题在低压配电系统的设计计算中，要进行电气设备安装点三相短路电流、短路冲击电流的计算，用予校验所选设备是否满足动、热稳定条件。
在计算短路冲击电流时，常用冲击电流系数法，即用冲击系数乘以三相短路电流计算短路冲击电流。
目前，开关设备生产厂家已充分考虑了我国低压配电网络的实际情况，现有的低压开关设备在动、热稳定条件等方面都有足够的安全裕量；但是在成套低压开关设备的主母排，动稳定条件随成套设备的型号不同有较大的差异，因选取不同的冲击系数出现不同的电动力效应计算结果，从而影响了动稳定条件校验的结论。
笔者查阅了相关的技术资料，发现在设计计算中有两个相差较大的冲击系数，一个是选用在高压电网短路计算常用的冲击系数，取值为k im=1.8，短路冲击电流峰值为;另一个是在工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，冲击电流瞬时值为。
可见，选取不同的冲击系数的计算结果相差了1.386倍。
根据母排动稳定条件校验计算公式，电动应力与短路冲击电流峰值的平方成正比，那么，用上述两个不同冲击系数计算得的电动应力相差了1.3862=1.92倍。
对同一安装地点的同型设备，采用不同冲击系数进行动稳定校验就有可能得出相反的结论，影响了工程设计的正确性。
二、冲击系数与电路参数的关系在低压配电网中发生三相短路，可将电源等效为无限大容量电源，短路全电流由幅值恒定的周期分量电流和按e指数规律衰减的非周期分量电流(直流分量)叠加而成。
当电路在短路前处于空载状态，而短路恰好发生在短路电流周期分量取幅值的时刻，对50Hz工频电路，最大短路电流峰值、即短路冲击电流在短路后约0.01s时出现，冲击电流i im算式为：式中：冲击系数K im=〔[1+e-0.01/T]〕；T是时间常数，与短路回路的电路参数T=XΣ/ωRΣ有关，其中XΣ是电源至短路点的总电抗，ω是角频率，RΣ是电源至短路点的总电阻；I K(3)是三相短路周期分量电流有效值。
电力系统分析基础试题及答案解析
电力系统分析基础试卷1一、简答题（15分）电网互联的优缺点是什么？影响系统电压的因素有哪些？在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几种类型，已知数和未知数各是什么？ 电力系统的调压措施和调压方式有哪些？什么是短路冲击电流？产生冲击电流最恶劣的条件有哪些？二、1、（5分）标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（图中所注电压是线路的额定电压等级）2、（5分）系统接线如图所示, 当 f 1 、f 2点分别发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的零序等值电路。
(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)T 3L G1T 2三、（15分）额定电压为110KV 的辐射型电力网，参数如图所示，求功率分布和各母线电压（注：必须考虑功率损耗，不计电压降落的横分量）。
四、（15后，系统的频率和发电机的出力各为多少？五、（15用户处应装电容器的容量是多少？（忽略电压降落的横分量影响）六、（15分）如图所示的简单系统，当f点发生BC相接地短路时，求: （注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值SB=100MVA，UB=Uav）故障点A相各序电流和电压的有名值、A相各序电流向量图。
中性点电位Un是多少KV？Xn是否流过正、负序电流？ Xn的大小是否对正、负序电流有影响？七、（15分）电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，当f点发生三相短路时，若要使短路后的短路功率Sf不大于250MVA，试求(SB=100MVA，UB= Uav)线路允许的电抗有名值XL？发电机G1、G2的计算电抗？一、简答题（25分）电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？什么是电压损耗、电压降落、电压偏移？电力系统采用分裂导线有何作用？简要解释基本原理。
在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几种类型，已知数和未知数各是什么？ 什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？二、(15分)在如图所示的两机系统中，PGN1=450MW ，σ1%=5；PGN2=500MW ，σ2%=4。
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
2020年16期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究张晓戈（天津电气科学研究院有限公司，天津300300）引言伴随着电力需求的不断增加，电网建设规模也得到了不断扩大。
而在低压配电系统中，低压成套开关设备一旦发生严重短路，将导致配电网中产生最大短路电流，促使线路产生最大电动力。
在设备结构设计强度不足的情况下，就可能发生损坏，导致电力系统受到严重破坏。
而线路最大电动力大小与短路冲击系数密切相关，因此还应加强短路冲击系数运算分析，为系统设计提供科学指导。
1电力系统短路冲击电流与电动力分析在电力系统线路通电后，低压成套开关设备中的电流会与周围漏磁场发生相互作用，促使主母排中产生电动力。
电动力大小为电流与漏磁场磁通密度乘积。
在系统正常工作状态下，线路受到的电动力较小，结构可以承受。
但发生短路后，电流峰值将达到额定值的20-30倍。
而磁通密度与电流成正比，意味着线路上短路电动力与短路电流平方成正比，数值能够达到额定工况的数百倍。
所谓的短路冲击电流，则是最恶劣短路状况下产生的短路电流，能够达到最大瞬时值，给线路带来较大冲击。
该种冲击发生在短路后1/2周期内，为前一个1/2周期内电流与短路冲击电流系数的乘积。
短路冲击电流的产生，将导致最大电动力的出现，在低压成套开关设备结构缺乏足够抗短路能力的情况下，将导致线路结构发生破坏。
而在电力系统中，相与相或相与地（中性线）发生短路时，系统线路才会流过最大短路电流。
因此在对系统线路结构进行设计时，需要根据短路冲击系数加强短路冲击电流和最大电动力分析，以便对短路发生时结构机械应力的动稳定性进行检验。
2电力系统的短路冲击系数和最大电动力2.1短路分析条件对电力系统的短路冲击系数展开分析，需要对系统在空载和负载等不同状况下的短路电流展开分析，并且对单相和对称三相短路两种不同情况进行进一步探讨，确定最大电动力的产生情形。
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究1. 引言1.1 电力系统短路冲击系数的概念电力系统的短路冲击系数是指电力系统在短路故障情况下所受到的冲击程度的一个重要参数。
短路冲击系数的大小反映了电力系统在瞬时故障情况下的受电气设备和电缆的压力能力。
在电力系统中，短路故障可能会导致电网内部的各种设备受到不同程度的冲击，因此了解电力系统的短路冲击系数对于保障电网运行的安全性至关重要。
电力系统的短路冲击系数与系统的结构、接地方式、电缆长度等因素密切相关。
在实际应用中，短路冲击系数的大小往往会影响系统的稳定性和可靠性，因此对电力系统的短路冲击系数进行研究和分析是十分必要的。
通过对电力系统短路冲击系数的研究，可以帮助电力系统运维人员了解系统在短路故障下的承载能力和稳定性，有助于提高系统的运行效率和安全性。
深入研究电力系统的短路冲击系数具有重要的理论和实践意义。
这也是本文研究的重要内容之一。
1.2 最大电动力的重要性最大电动力是指在电力系统中负荷的最大瞬时变化程度，是研究电力系统稳定性和安全性的重要指标。
在电力系统运行中，负荷快速变化会引起系统频率和电压的波动，可能导致系统的不稳定甚至发生短路事故。
了解和控制最大电动力对于保障电力系统的安全运行至关重要。
最大电动力的大小受到多种因素的影响，如负载性质、传输线路参数、系统惯性等。
通过研究最大电动力的影响因素，可以更好地优化电力系统的设计和运行策略，提高系统的抗干扰能力和稳定性。
最大电动力还可以用来评估系统的负荷调节能力，指导系统的运行调度和故障处理，对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义。
深入研究电力系统的最大电动力，分析其影响因素和运行规律，对于提高电力系统的安全性和稳定性具有重要的理论和实际意义。
希望通过本文的研究，能够更好地了解和应用最大电动力的概念，促进电力系统领域的发展和进步。
【内容已达到200字】2. 正文2.1 研究方法与数据采集研究方法与数据采集在电力系统短路冲击系数和最大电动力研究中起着至关重要的作用。
低压短路电流计算计算手册
低压短路电流计算(有名制)计算书工程名:计算者:计算时间:2014年10月27日计算三相短路电流：1.系统阻抗【相关系数：】Kqm= 6 //电动机启动电流倍数,6-7,取Kqm=6Ue= 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV【输入参数：】Pm：0 //电动机额定功率,kW【计算公式:】Irm=0.000000Icm=0.0000004.求母线阻抗【输入参数：】Rbus：0.186000 //选定母线单位长度的相电阻,毫欧/米Xbus：0.212000 //选定母线单位长度的相电抗,毫欧/米Lbus： 5.000000 //母线长度,m【计算公式:】Rb=0.000930Xb=0.0010605.求线路阻抗【输入参数：】Rx1：0.150000//选定线路1单位长度的相电阻,毫欧/米Xx1：0.076000//选定线路1单位长度的相电抗,毫欧/米【相关系数：】c= 1.05 //电压系数，计算三相短路电流时取1.05 U= 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV【输入参数：】Z：0.067736 //总阻抗,单位:欧Icm：0.000000 //电动机反馈电流,单位:kA【计算公式:】Id3=3.4008678.求低压母线侧总阻抗【输入参数：】Rs：0.001584 //系统电阻,单位:欧Xs：0.015840 //系统电抗,单位:欧Rt：0.001557 //变压器电阻,单位:欧Xt：0.006993 //变压器电抗,单位:欧Rb：0.000930 //母线电阻,单位:欧Xb：0.001060 //母线电抗,单位:欧【计算公式:】R=0.004071X=0.023893Rtp=0.000000Xtp=0.0000003.求母线相保阻抗【输入参数：】Rb0：0.372000 //选定母线单位长度的相保电阻,单位:毫欧/米Xb0：0.451000 //选定母线单位长度的相保电抗,单位:毫欧/米Lbus： 5.000000 //母线长度,m【计算公式:】Rbp=0.001860Xbp=0.0022554.求线路零序阻抗【输入参数：】Rx1：0.600000//选定线路1单位长度的相电阻,毫欧/米Xx1：0.160000//选定线路1单位长度的相电抗,毫欧/米Lx1：100.0//线路1长度,单位mRx1：0.600000//选定线路1单位长度的相电阻,毫欧/米Xx1：0.160000//选定线路1单位长度的相电抗,毫欧/米Zp：0.196564 //系统相零阻抗,单位:欧【计算公式:】Id1=1.1161427.求低压母线总相零序阻抗【输入参数：】Rsp：0.001061 //系统相零电阻,单位:欧Xsp：0.010613 //系统相零电抗,单位:欧Rtp：0.001557 //变压器相零电阻,单位:欧Xtp：0.006993 //变压器相零电抗,单位:欧Rbp：0.001860 //母线相零电阻,单位:欧Xbp：0.002255 //母线相零电抗,单位:欧【计算公式:】Rp=0.004478Xp=0.019861Zp=0.0203608.求低压母线单相短路电流周期量有数值Id1【相关系数：】U= 0.38 //系统低压侧电压,单位:kV 【输入参数：】。
论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题
论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题在低压配电系统的设计计算中，要进行电气设备安装点三相短路电流、短路冲击电流的计算，用予校验所选设备是否满足动、热稳定条件。
在计算短路冲击电流时，常用冲击电流系数法，即用冲击系数乘以三相短路电流计算短路冲击电流。
目前，开关设备生产厂家已充分考虑了我国低压配电网络的实际情况，现有的低压开关设备在动、热稳定条件等方面都有足够的安全裕量；但是在成套低压开关设备的主母排，动稳定条件随成套设备的型号不同有较大的差异，因选取不同的冲击系数出现不同的电动力效应计算结果，从而影响了动稳定条件校验的结论。
笔者查阅了相关的技术资料，发现在设计计算中有两个相差较大的冲击系数，一个是选用在高压电网短路计算常用的冲击系数，取值为k im=1.8，短路冲击电流峰值为;另一个是在工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，冲击电流瞬时值为。
可见，选取不同的冲击系数的计算结果相差了1.386倍。
根据母排动稳定条件校验计算公式，电动应力与短路冲击电流峰值的平方成正比，那么，用上述两个不同冲击系数计算得的电动应力相差了1.3862=1.92倍。
对同一安装地点的同型设备，采用不同冲击系数进行动稳定校验就有可能得出相反的结论，影响了工程设计的正确性。
二、冲击系数与电路参数的关系在低压配电网中发生三相短路，可将电源等效为无限大容量电源，短路全电流由幅值恒定的周期分量电流和按e指数规律衰减的非周期分量电流(直流分量)叠加而成。
当电路在短路前处于空载状态，而短路恰好发生在短路电流周期分量取幅值的时刻，对50Hz工频电路，最大短路电流峰值、即短路冲击电流在短路后约0.01s时出现，冲击电流i im算式为：式中：冲击系数K im=〔[1+e-0.01/T]〕；T是时间常数，与短路回路的电路参数T=XΣ/ωRΣ有关，其中XΣ是电源至短路点的总电抗，ω是角频率，RΣ是电源至短路点的总电阻；I K(3)是三相短路周期分量电流有效值。
短路电流冲击系数的取值范围
短路电流冲击系数的取值范围
短路电流冲击系数是指在短路情况下，线路发生瞬时电流冲击幅值与线路等效额定电流系数所构成的比值，通常用Ks表示。
Ks系数用于衡量短路以比较不同系统时的电流冲击能力，精确估计和计算短路条件下线路中发生的瞬时电流及其影响，为供电系统绝缘条件调节和保护设备选取搭配提供重要数据。
一般来说，短路电流冲击系数的取值范围一般在 1.2～4.0之间，其中1.2表示冲击能力极弱，4.0表示冲击能力极强。
在实际的短路计算过程中，我们根据供电系统的不同特点选择其下限和上限值，提高系统稳定性和可靠性，减小电路对电子设备损害可能。
特别是在高压、重载和负荷时，有必要将Ks系数加大，以保证供电系统的安全性能。
此外，供电系统中各负荷电流、长度和容量等因素也会影响Ks系数，只有通过专业的计算结合系统实际情况可以准确地确定一个理想的Ks值。
总而言之，短路电流冲击系数的取值范围一般在 1.2～4.0之间，但是它的具体取值应该结合サ供电系统实际情况而定，有助于提高系统的稳定性和可靠性，保证供电系统的安全性能。
低压电动机控制回路断路器短路保护电流的选择
低压电动机控制回路断路器短路保护电流的选择基本的低压电动机控制回路一般由断路器、交流接触器、热继电器或电动机智能控制器等组成，断路器在回路中一般起隔离、短路、缺相等保护作用。
下面主要讲述短路保护。
低压电动机回路的短路一般有三相短路、两相短路、单相短路。
（1）三相起始短路电流交流分量有效值的计算k n 3/c "Z U I ==22n 3/05.1k k X R U +=2k2k 230K R + R k =R s +R T +R m +R LX k =X s +X T +X m +X L式中 U n ：标称电压（线电压），V ，220/380V 网络为380V ； c ：电压系数，计算三相短路电流时取1.05；Z k 、R k 、X k ：短路电路总阻抗、总电阻、总电抗，m Ω；R s 、Xs ：变压器高压侧系统的电阻、电抗（归算到400V 侧），m Ω； 可在《工业与民用配电设计手册》第三版P154页查表4-22、23 R T 、X T ：变压器的电阻、电抗，m Ω；可在《工业与民用配电设计手册》第三版P164页查表4-28~31 R m 、X m ：变压器低压侧母线段的电阻、电抗，m Ω；可在《工业与民用配电设计手册》第三版P157页查表4-24 R L 、X L ：配电线路的电阻、电抗，m Ω；可在《工业与民用配电设计手册》第三版P158页查表4-25 只要22s 2s 22≥++X R X R TT ，变压器低压侧短路时的短路电流交流分量不衰减，即短路电流稳态值I k =I''。
电动机反馈对短路电流峰值的影响，仅当短路点附件所接电动机额定电流之和大于短路电流的1%时，才考虑其影响。
电动机反馈电流峰值峰值电流计算如下： )k 10*2*1.1i 3-i r i st n1i i p p A I K K M M M M （∑==K pMi ：第i 台电动机反馈电流峰值系数，可取1.3；K stMi ：第i 台电动机的反馈电流倍数，可取起动电流倍数值（6~7）； I rMi ：第i 台电动机的额定电流。
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论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题
在低压配电系统的设计计算中，要进行电气设备安装点三相短路电流、短路冲击电流的计算，用予校验所选设备是否满足动、热稳定条件。
在计算短路冲击电流时，常用冲击电流系数法，即用冲击系数乘以三相短路电流计算短路冲击电流。
目前，开关设备生产厂家已充分考虑了我国低压配电网络的实际情况，现有的低压开关设备在动、热稳定条件等方面都有足够的安全裕量；但是在成套低压开关设备的主母排，动稳定条件随成套设备的型号不同有较大的差异，因选取不同的冲击系数出现不同的电动力效应计算结果，从而影响了动稳定条件校验的结论。
笔者查阅了相关的技术资料，发现在设计计算中有两个相差较大的冲击系数，一个是选用在高压电网短路计算常用的冲击系数，取值为k im=1.8，短路冲击电流峰值为
;另一个是在工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，冲击电流瞬时值为。
可见，选取不同的冲击系数的计算结果相差了1.386倍。
根据母排动稳定条件校验计算公式，电动应力与短路冲击电流峰值的平方成正比，那么，用上述两个不同冲击系数计算得的电动应力相差了1.3862=1.92倍。
对同一安装地点的同型设备，采用不同冲击系数进行动稳定校验就有可能得出相反的结论，影响了工程设计的正确性。
二、冲击系数与电路参数的关系在低压配电网中发生三相短路，可将电源等效为无限大容量电源，短路全电流由幅值恒定的周期分量电流和按e指数规律衰减的非周期分量电流(直流分量)叠加而成。
当电路在短路前处于空载状态，而短路恰好发生在短路电流周期分量取幅值的时刻，对50Hz工频电路，最大短路电流峰值、即短路冲击电流在短路后约0.01s时出现，冲击电流i im算式为：
式中：冲击系数K im=
〔[1+e-0.01/T]〕；T是时间常数，与短路回路的电路参数T=XΣ/ωRΣ有关，其中XΣ是电源至短路点的总电抗，ω是角频率，RΣ是电源至短路点的总电阻；I K(3)是三相短路周期分量电流有效值。
从上述算式可知，冲击系数的大小取决于电路的时间常数，即电路参数。
在10kV 及以上高压电网中，电阻仅占总阻抗的6～7%，因此，时间常数T仅约为0.045s，所以有K im=1.8。
但在低压电网中，电阻所占的比例较大，沿用高压电网中短路计算使用的冲击系数，计算结果偏于保守。
若选取工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，当计及主高压回路时，得到的结论则可能造成安全裕度不足。
下面以示例说明冲击系数选取范围：设110kV 变电站10kV母线三相短路电流为16kA，变电站出线电缆型号是YJV22—240、长度为0.2km，到用户的架空线路是LGJ—240、长度为1km，用户配电变压器型号是S9—500kVA、变比
为10/0.4kV、阻抗电压百分数V%为4%；短路点设在低压出线开关出口处，系统接线图见例图。
经计算得短路回路总电阻和总电抗及冲击系数
RΣ=4.32Ω,XΣ=14.22Ω,K im=1.385 可见，此例得出的冲击系数介于高压电网短路计算与工厂配电设计冲击系数取值之间。
三、结论根据以上分析，笔者在上述系统结构的条件下，对S9系列不同容量配电变压器计算其短路总电阻、总电抗及冲击系数，计算结果参见表1。
注：此表所设定的系统参数与上例是一致的。
Kim Kim
另外，笔者还就两个不同、有代表性的系统结构，即假设在110kV变电站10kV母线三相短路电流为12kA，用户配电变压器安装在变电站附近(架空线长度为0)，对S9系列不同容量配电变压器计算其短路总电阻、总电抗及冲击系数，所得到的结果与表1相差很少。
对目前使用的其它系列配电变压器，如S8、S11等，因配电变压器短路试验参数相同，经计算得到的结果也与表1基本相同。
因此，表1所列出的冲击系数具有一定的代表性，解决了冲击系数取值不同所造成的矛盾，提高了工程设计的正确性。
为方便工程设计计算，在低压配电系统设计中，可按配电变压器的容量不同选取不同的短路冲击系数，建议：500kVA及以
下容量的配电变压器，冲击系数K im=1.414,500kVA以上
容量的配电变压器，冲击系数K im=1.485, 这既可简化冲击系数取值计算，又可满足工程计算的准确度要求。
参考文献[1]刘介才《工厂供电简明设计手册》机械工业出版社.1993 [2]苏文成《工厂供电》机械工业出版社.1990 [3]何仰赞等《电力系统分析(上)》华中理工大学出版社.1996。