短路电流计算课件
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短路电流计算PPT课件
• 在中性点非有效接地系统中，短路故障主要 是各种相间短路，而单相接地不会造成短路， 属于一种运行障碍。
©中国矿业大学信电学院电气工程研究所
X
2、短路原因
供电技术电子课件
• 引起绝缘损坏的原因：
➢过电压
➢绝缘的自然老化和污秽
➢运行人员维护不周
➢直接的机械损伤
• 电力系统其他一些故障也可能导致短路：
➢输电线路断线和倒杆事故
➢运行人员违章操作 ➢鸟和小动物等跨接裸导体等
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X
3、短路的类型
A
I (3) k .A
k(3 )
电源 0
B
I (3) k .B
C
I (3) k .C
a ) 三相短路
供电技术电子课件
负荷
I (3) k .A
I (3) k .C
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行
©中国矿业大学信电学院电气工程研究所
X
供电技术电子课件
第二节 无限大容量电源系统供电 时短路过程的分析
©中国矿业大学信电学院电气工程研究所
X
供电技术电子课件
一、无限大容量电源
• 特点
➢内阻为零 ➢输出电压不随负载变化
实际中可以看作无限大容量供电系统的条件：
➢ 当用户的负荷容量远小于给它供电的电力系统容量时 (1/50)；
I (3) k .B X
电源 0
A
I (2) k .A
B
I (2) k .B
C
供电技术电子课件
k(2 )
负荷
b ) 两相短路
I (2) k .B
I (2) k .A
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短路电流计算及保护整定课件
短路电流计算及保护整定
2.2.3 馈电开关
1、过载整定值：按实际负载电流值整定；
2、短路整定值：IdZIQ NK X IN（按躲过控制线路上尖峰电流值整定）
3、灵敏度：
I
( d
2
)
1 .5
I dz
式中： I N ——其余电动机的额定电流之和；
I (2) d
——被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值
与公式法计算比，考虑系统和高压电缆电抗，在系统短路容量不小于 20MVA，且高压电缆实际长度<5Km时，误差±10%左右。若不考虑系统、 高缆阻抗，误差会更大一些。电缆长度<10m的可以在短路计算中忽略。
短路电流计算及保护整定
第二节 保护整定计算
本节重点了解的内容： （1）负荷电流计算中的需用系数； （2）线路和设备配置的常用保护有哪些 （3）保护整定的原则
2.2.4 移动变压器高压配电装置
1、过负荷：一般使用反时限过流保护, 按变压器额定电流整定。
2、短路：
IdZ
IQN
KX Kb
IN
式中：K b ——变压器变比，为一、二次侧额定电压的比值。
类同低压馈电的短路整定原则，只是要将线路尖峰电流折算到高压
侧。由于保护是根据一次侧电流互感器变比的一定倍数进行分级整定 的，所以应选择接近于计算值的分级整定值。
是电力负荷计算中引入的一个概念，指用电设备30min最大平均负荷 (即为计算负荷，《煤矿电工手册》中为15min)与设备容量的比值，表 示用电设备从电网实际取用的功率占额定功率的比例有大。
需用系数理论计算公式： KxKfKt /(pjl)
式中：K f ——设备组的负荷系数； K t ——设备组的同时系数
2.2.3 馈电开关
1、过载整定值：按实际负载电流值整定；
2、短路整定值：IdZIQ NK X IN（按躲过控制线路上尖峰电流值整定）
3、灵敏度：
I
( d
2
)
1 .5
I dz
式中： I N ——其余电动机的额定电流之和；
I (2) d
——被保护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值
与公式法计算比，考虑系统和高压电缆电抗，在系统短路容量不小于 20MVA，且高压电缆实际长度<5Km时，误差±10%左右。若不考虑系统、 高缆阻抗，误差会更大一些。电缆长度<10m的可以在短路计算中忽略。
短路电流计算及保护整定
第二节 保护整定计算
本节重点了解的内容： （1）负荷电流计算中的需用系数； （2）线路和设备配置的常用保护有哪些 （3）保护整定的原则
2.2.4 移动变压器高压配电装置
1、过负荷：一般使用反时限过流保护, 按变压器额定电流整定。
2、短路：
IdZ
IQN
KX Kb
IN
式中：K b ——变压器变比，为一、二次侧额定电压的比值。
类同低压馈电的短路整定原则，只是要将线路尖峰电流折算到高压
侧。由于保护是根据一次侧电流互感器变比的一定倍数进行分级整定 的，所以应选择接近于计算值的分级整定值。
是电力负荷计算中引入的一个概念，指用电设备30min最大平均负荷 (即为计算负荷，《煤矿电工手册》中为15min)与设备容量的比值，表 示用电设备从电网实际取用的功率占额定功率的比例有大。
需用系数理论计算公式： KxKfKt /(pjl)
式中：K f ——设备组的负荷系数； K t ——设备组的同时系数
不对称短路的计算方法-PPT课件
IB2 I A2
IC1 IA1
IC2 2 IA2
IB0 IC0 IA0
IAIA1IA2IA0
I
1 j 3 e j120 22
2 1 j 3 e j240 22
1 2 0
IBIB1IB2IB0 2IA1 IA2IA0
3、零序电抗X0=U0/I0
当零序电流流过电力系统各元件时产生的零序电 压降与零序电流的比值。（短路计算时，不考虑 电阻）
零序电流从短路点出发，由于三相的零序电流同 相位，如果前方变压器或旋转电机的绕组没有接 地的中性点（△或Y），零序电流就不能通过。
只有在系统有接地的故障现象时才有零序电压和 零序电流。
前面电网各元件电抗计算方法得到的值就是 正序电抗。
二、短路回路中各元件的序电抗
2、负序电抗X2=U2/I2
当负序电流流过电力系统各元件时产生的负 序电压降与负序电流的比值。（短路计算时， 不考虑电阻）
对于静止元件： X1＝X2 对于旋转电机： X1≠X2
二、短路回路中各元件的序电抗
第二章 短路电流的计算
第二章 电力系统概述
2－1 概述 2－2 发生短路时电网的等值电路 2－3 短路计算中的网络化简 2－4 三相短路的计算方法 2－5 不对称短路的计算方法
2-5 不对称短路的计算方法
短路种类 对称短路 三相短路
两相短路
不
对
称
短
单相短路接地
路
两相短路接地
示意图
短路电流计算教学课件
计算步骤
逐步演示短路电流的计算 过程，包括各个参数的计 算和最终的短路电流计算 。
计算结果分析
结果展示
展示计算得到的短路电流值，并对比 其他相关标准或规范的要求。
结果解读
分析计算结果的含义和解释，说明短 路电流的大小对电力系统的影响和可 能产生的后果。
实例总结与启示
实例总结
回顾整个实例的计算过程和分析结果，强调短路电流计算的 重要性和应用。
03
短路电流的的影响因素及 降低措施
影响短路电流的因素
系统阻抗
包括电源内阻、线路阻抗、变 压器阻抗等，系统阻抗越大， 短路电流越小。
接地方式
不同的接地方式会影响故障点 的阻抗，从而影响短路电流的 大小。
系统电压
系统电压的高低直接影响短路 电流的大小，电压越高，短路 电流越大。
运行方式
不同的系统运行方式，如并列 运行、分列运行等，会对短路 电流产生影响。
短路电流的防护措施
学习如何选择合适的电气设备、导线截面以及保护装置，以预防和 控制短路电流的危害。
学习方法建议
1 2 3
理论学习与实践操作相结合
在学习短路电流计算的理论知识的同时，结合实 际案例进行操作练习，加深对知识点的理解和掌 握。
多渠道获取学习资源
除了教材和教学课件，学生还可以通过网络、图 书馆等途径获取相关的学习资料和辅导书籍，拓 宽学习视野。
短路电流计算的基本原理
欧姆定律应用
在已知电路阻抗和电压条件下 ，通过欧姆定律可计算短路电
流。
等效电路法
将复杂的电路简化为等效电路 ，便于计算分析。
对称分量法
对于不对称故障，通过对称分 量法将电流分解为正序、负序 和零序分量，分别计算后再合 成。
电力系统的短路计算PPT课件
Z* Z/Zd (R jX)/Zd R* jX*
U* U/Ud I* I /Id
(7-2)
S* S/Sd (P jQ)/Sd P* jQ*
式中，下标注“*”者为标幺值；下标注“d”者为基准 值，无下标者为有名值。
11
二、基准值的选择
在电力系统计算中，主要涉及对称三相电路，计 算时习惯上采用线电压、线电流、三相功率和一相等 值阻抗，这四个物理量应服从功率方程式和电路的欧 姆定律。
的电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系 统中各发电机的电势同相位，从而避免了复数的运算； III. 系统除不对称故障处出现局部不对称外，其余部分是 三相对称的。
8
第二节 标幺制
❖一、标幺值 ❖二、基准值的选择 ❖三、不同基准值的标幺值间的换算 ❖四、)*
Uk%UN2 100 SN
Sd Ud2
(7-10)
17
电力系统中常采用电抗器以限制短路电流。电抗器
通常给出其额定电压UN、额定电流IN及电抗百分值XR%
如选定各量的基准值满足下列关系 ：
Sd
3U
d
Id
(7-4)
U d 3 Z d I d
将式(7-3)与(7-4)相除后得：
S* U*
U *I* Z*I*
(7-5)
式(7-5)表明，在标幺制中，三相电路计算公式与单相电
路的计算公式完全相同。
12
工程计算中，通常选定功率基准值Sd和电压基准值Ud， 这时，电流和阻抗的基准值分别为：
为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定 性提供依据，为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械 稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性；
为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要 的数据；
短路电流及其计算(3)
其他原因是：①工作人员未遵守安全操作规程而 发生误操作，或者误将低电压的设备接入较高电 压的电路中；②鸟兽跨越在裸露的相线之间或相 线与接地物体之间或者咬坏设备导线电缆的绝缘。
想 一 想
有时候低压断路器突然跳闸或熔断器突然 熔断，这是由于什么原因造成的呢？
二、短路的后果 （1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而 使故障元件和短路电路中的其他元件损坏。 （2）短路时电压要骤降，严重影响电气设备的正常 运行。 （3）短路可造成停电，而且越靠近电源，停电范围 越大，给国民经济造成的损失也越大。 （4）严重的短路要影响电力系统运行的稳定性。 （5）单相短路，短路电流将产生较强的不平衡交变 磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰， 影响其正常运行。
例5－1 某企业供电系统如图所示。已知电力系统 出口断路器为SN10-10Ⅱ型。试试用标么制法计算
变电站高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线 上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
解 （1）确定基准值
（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标么 值1）电力系统
查附录表16得Soc＝500 MV·A
（3）根据计算电路、各元件编号以及各元件电抗 标么值绘出等效电路图。 （4）根据电阻串、并联的方法将等效电路简化 （短路计算点标记位置不变）。 （5）根据计算公式分别计算各短路电流和短路容 量。 （6）列出短路电抗、电流短路和短路容量汇总表。
二、用标么制法计算三相短路电流的方法
1．标么值、基准值
2）架空线路 由表5－1得Xo＝0.38 Ω／km 3）电力变压器（Yyn0接线）
由附录表得Uk％＝4.5
短路等效电路图
(3)求k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电
流和短路容量 1）总电抗标么值
电力系统三相短路电流的实用计算培训课件
x
及所指定的时刻t，查计算曲线（或对应的数
jsi
字表格）得出每台等值机组提供的短路电流标么值 。 Iti
b、无限大功率电源向短路点提供的短路电流周期分量的标幺值:
1 xsk
其数值不衰减。
c、第i台等值机组提供的短路电流有名值
Iti Iti I Ni Iti
S Ni 3U av
(kA)
d、无限大功率电源提供的短路电流有名值
* **上述将电源进行分组的计算方法称为：
个别变化法
* **如果全系统的发电机向短路点供出短路电流的 变化规律相同时，可把全系统中所有发电机看成一 台等值发电机进行计算，称之为：
同一变化法
二、应用运算曲线法求任意时刻短路电流周期分 量~~的~~有~~效~~值~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
(3)进行网络化简，求取转移电抗 xik 。
a、采用星—三角变换法消去所有中间节点，最后只余下 电源节点和短路点；
b、每个电源与短路点之间直接相连的电抗就是 xik 。
c、化简过程中可进行电源分组合并，依据为： • 当发电机特性相近时，与短路点电气距离相似的发电机可以
合并； • 直接接于短路点的发电机应单独考虑； • 不同类型的机组不能合并； • 无限大功率的电源应单独计算。
(4)计算起始次暂态电流的标么值I”*和有名值I”。
I*
n i 1
1 Zik
I I* I B I*
SB (kA) 3U B
(5)计算短路冲击电流 iimp 。
Iimp Kimp 2 I (kA)
* **影响短路电流变化规律的主要因素有两个：
• 发电机的特性（类型、参数）； • 发电机距短路点的电气距离。
电力系统短路计算PPT课件
I
ka
.
I ka1
.
I ka2
.
I ka0
.
3I
ka1
. I kb 0
.
I kc 0
.
22
单相接地短路（续）
相分量计算
电压
.
U
ka
0
. U
kb
.
a2U
ka1
.
aU
.
ka 2 U
ka 0
.
I ka1[(a 2 a )Z 2 (a 2 1)Z 0 ]
.
.
.
.
U kc a U ka1 a 2 U ka2 U ka0
U.
ka1
.
E a1
.
I ka1 Z1
.
I ka1(Z 2
Z0 )
.
.
U ka2 I ka2 Z 2
.
.
U ka 0 I ka 0 Z 0
.
Z1Σ
.
I ka1
.
U ka1
Z2Σ
.
I ka 2
.
U ka 2
Z0Σ
.
I ka 0
.
U ka 0
复合序网
21
单相接地短路（续）
相分量计算
电流
.
Z2 2Z0
Z2 Z0
.
39
两相接地短路（续）
量值计算（abc)
U ka U ka1 U ka2 U ka0
3U ka1
3U ka 2
3U
ka
0
U kb U kc 0
.
40
相量图 －－以 I k a 1 为参考相量，不计元件电阻
ka
.
I ka1
.
I ka2
.
I ka0
.
3I
ka1
. I kb 0
.
I kc 0
.
22
单相接地短路（续）
相分量计算
电压
.
U
ka
0
. U
kb
.
a2U
ka1
.
aU
.
ka 2 U
ka 0
.
I ka1[(a 2 a )Z 2 (a 2 1)Z 0 ]
.
.
.
.
U kc a U ka1 a 2 U ka2 U ka0
U.
ka1
.
E a1
.
I ka1 Z1
.
I ka1(Z 2
Z0 )
.
.
U ka2 I ka2 Z 2
.
.
U ka 0 I ka 0 Z 0
.
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.
I ka1
.
U ka1
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.
I ka 2
.
U ka 2
Z0Σ
.
I ka 0
.
U ka 0
复合序网
21
单相接地短路（续）
相分量计算
电流
.
Z2 2Z0
Z2 Z0
.
39
两相接地短路（续）
量值计算（abc)
U ka U ka1 U ka2 U ka0
3U ka1
3U ka 2
3U
ka
0
U kb U kc 0
.
40
相量图 －－以 I k a 1 为参考相量，不计元件电阻
短路电流计算PPT课件
10kV系统短路电流计算
10kV系统短路电流计算
10kV系统短路电流计算
0.4kV低压网络元件阻抗计算
0.4kV低压网络元件阻抗计算
0.4kV低压网络元件阻抗计算
0.4kV低压网络元件阻抗计算
0.4kV低压网络元件阻抗计算
0.4kV低压网络元件阻抗计算
0.4kV低压网络元件阻抗计算
地短路 • 四、终端变电所可采用的限流措施 • 1、变压器分列运行 • 2、采用高阻抗变压器 • 3、在变压器回路中装设电抗器 • 4、采用小容量变压器
10kV系统电路元件阻抗的计算
• 一、系统阻抗 • 由供电部门提供 • 二、10kV线路阻抗 • 1、对计算要求不十分精确是，可采用各种线路电抗的近
10kV
SCB11-800kVA
中心电房
• 变电站：最大运行方式下阻抗为0.28Ω
•
最小运行方式下阻抗为0.35Ω
10kV系统短路电流计算示例
导体绝缘层，δ为其厚度 导体，d为其外径
变电站
10kV系统短路电流计算示例
k1
电缆L2
k2 分电房
10kV
电缆L1
ZCYJV22-3*400,3km
ZCYJV22-3*120,0.3km
电缆外护套， H1=0.035D+1(mm)
电缆内护套H2
电缆外径D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10kV侧短路电流1
1号
k1 0.4kV I段
分电房 3号
SCB11-1600kVA
k4 0.4kV III段
k5
ZCYJV-4*240+1*120,0.15km
电缆L2
配电总箱
SCB11-1600kVA k2
工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算
EXIT
4.1.4
计算短路电流目的
1.选择和校验电气设备。 2.继电保护装置的整定计算。 3.设计时作不同方案的技术比较。 4.电力系统短路试验、故障分析、稳定控制措施制 定的依据 5.网络结构规划、设计的依据（主接线方案、运行 方式、及限流措施）
EXIT
4.1.5 短路电流计算的基本假设
基本假设有： (1) 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各 元件参数恒定。 (2) 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元 件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可用 一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗 的1/3时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂 态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。 (3) 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与 相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下， 都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计算 中才考虑过渡电阻。 (4) 除不对称故障处出现局部不对称外，实际的 电力系统通常都可以看做三相对称的。
EXIT
EXIT
4.1.3
短路的危害
1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件 和短路电路中的其它元件损坏。 2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。 3.造成停电事故。 4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡 磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子 设备等产生干扰。 5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并 列运行发电机组失去同步，造成系统解列。
短路暂态过程： t ik I pm sin( t ) [ I m sin( ) I pm sin( )]e
LR
EXIT
3. 最严重三相短路的短路电流 产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 α =0 (2)短路前空载或 cosΦ =1 (3)短路回路纯电感 Φ =90
4.1.4
计算短路电流目的
1.选择和校验电气设备。 2.继电保护装置的整定计算。 3.设计时作不同方案的技术比较。 4.电力系统短路试验、故障分析、稳定控制措施制 定的依据 5.网络结构规划、设计的依据（主接线方案、运行 方式、及限流措施）
EXIT
4.1.5 短路电流计算的基本假设
基本假设有： (1) 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各 元件参数恒定。 (2) 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元 件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可用 一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗 的1/3时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂 态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。 (3) 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与 相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下， 都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计算 中才考虑过渡电阻。 (4) 除不对称故障处出现局部不对称外，实际的 电力系统通常都可以看做三相对称的。
EXIT
EXIT
4.1.3
短路的危害
1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件 和短路电路中的其它元件损坏。 2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。 3.造成停电事故。 4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡 磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子 设备等产生干扰。 5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并 列运行发电机组失去同步，造成系统解列。
短路暂态过程： t ik I pm sin( t ) [ I m sin( ) I pm sin( )]e
LR
EXIT
3. 最严重三相短路的短路电流 产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 α =0 (2)短路前空载或 cosΦ =1 (3)短路回路纯电感 Φ =90
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无限大容量电源 • 特点 • 内阻为零 • 输出电压不随负载变化
• 工程中，当供电的电力系统容量远大于企 业负荷容量，系统阻抗小于短路回路总阻 抗的10%时，可以看作无限大容量供电系 统。
短路过程分析
• 基本过程 正常运行
-->正常电流（负荷电流） -->发生短路 -->电流突然增大(周期分量加非周期分量) -->稳定新值(稳态短路电流)。
－电源电压的初始相角，亦称合闸角；
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路后电路中的电流应满足：
Rik
L dik dt
u
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路的全电流可以用下式表示
t
ik I zm sin(t kl ) ce Tfi
式中： I zm ——短路电流周期分量的幅值， Izm Um / R2 X 2
短路过程分析
基本假设
忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的元 件参数恒定
忽略元件的电阻R，只考虑元件的电抗X
当R=X/3时，忽略电阻，误差仅增大5%。
假R 设 X/3
不忽略电阻 电 时 I流 三相 U短路 U 90.95U
3 R2X2 3X 10
3X
忽略电阻时 流 三 I相 U 短 1.0I5 路电 3X
短路的预防和限制措施
• 认真执行运行规程，不断学习以提高电业人员的素 质。严格遵守操作规程和安全规程，避免误操作； 在短路发生时，采取有效的措施将短路的影响限制 在最小的范围内。
• 作好设备的维护、巡视、检查，作好事故的预想和 预防。
• 采用快速动作的继电保护和断路器，迅速隔离故障。 使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。
• 输电线路断线和倒杆事故 • 运行人员违章操作 • 鸟和小动物等跨接裸导体等。
短路种类
短路电流基本概念—短路危害 短路的危害 短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设 备过热损坏 ； 短路电流产生很大的电动力，可能使设备永久变 形或严重损坏 ； 短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正 常工作 ； 短路可能使电力系统的运行失去稳定 ； 不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯 系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
短路冲击电流有效值指的是短路后的第一个周期内 短路全电流的有效值。
为了简化计算，可假定非周期分量在短路后第一个 周期内恒定不变，取该中心时刻t=0.01s的电流值计 算。
Ish
Iz2
i2 fit 0.01
Iz 1 2(ksh 1)2
• 增大短路回路的阻抗，如在电路中装设限流电抗器 等。
短路电流研究目的
• 选择：导体和设备
• 校验：短路时能承受瞬时冲击及热效应
• 整定和保护：出现短路时能迅速和准确 地切除故障
• 确定限流措施：是否串联电抗器
• 确定合理的主接线方式：分列运行和并 列运行
第二节 无限大容量电源系统供电 时短路过程的分析
三相短路的有关物理量
2. 短路电流稳态值 短路电流稳态值（steady－state value）是指 短路进入稳态后短路电流的有效值。 无穷大容量电源系统发生三相短路时，短路 电流周期分量的幅值恒定不变，则
Iz I
三相短路的有关物击值（shock value），即在发生 最大短路电流的条件下，短路发生后约半个 周期出现短路电流最大可能的瞬时值。
kl
——短路后回路的阻抗角，
k
arctg
X R
T fi
——短路回路时间常数，
T fi
X
R
L R
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。
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
由于电路中存在电感，而电感中的电流不能 突变，则短路前瞬间的电流应该等于短路发 生后瞬间）的电流，
C I m sin( ) I zm sin( kl ) i fi0
第四章 短路电流计算 及电气设备的选择与校验
短路电流
短路电流的基本概念
短路电流暂态过程
理想供电系统三相短路电流计算
短路电流的电动力效应及热效应
第一节 概述
短路的定义 • 短路的定义
• 所谓短路是指电力系统中带电部分与大地 (包括设备的外壳、变压器的铁芯、低压线 路的中线等)之间，以及不同相之间的短接。 (相与相或相与地短接)
i fi0 I zm sin( kl )
（2）短路回路为纯感性回路，即回路的感抗比电
阻大得多，可以近似认为阻抗角 k 90 ； （3）短路瞬间电源电压过零值，即初始相
角
。
0
i fi0 I zm
三相短路的有关物理量
1. 短路电流次暂态值
短路电流次暂态值是指短路以后幅值最大的 一个周期（即第一个周期）的短路电流周期 分量的有效值。在无限大容量系统中，短路 电流周期分量幅值保持不变。
忽略短路点的过渡电阻
按对称分析
无限大电源容量的暂态过程
• 电路对称，可以只取一相 讨论
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路前电路中的电流为：
i I sin(t ) m
式中：I
－短路前电流的幅值
m
I
m
Um
/
(R R)2 (X X )2
－短路前回路的阻抗角 arctg(X X ) /(R R)
因此，短路的全电流为
t
ik I zm sin(t k ) i fi0e Tfi
iz i fi
Tfi与衰减时间 的关系？
短路电流波形
• 黄色曲线为 短路电流波 形，
• 单调下降曲 线为非周期 分量。
产生最大短路电流的条件
满足以上条件的情况为： （1）短路前电路处于空载状态，即
Im 0
is hik (t 0 .0 s )1 Iz( m 1 e t/T f) i2 k sI h z
式中ksh称为冲击系数，1≤ ksh ≤2。 在高压供电系统中通常取ksh =1.8； 低压供电系统中如容量为以下车间变电所的出口处发 生短路，常取ksh =1.3。
三相短路的有关物理量
4.短路冲击电流有效值
• 这种短接可能是通过小阻抗的回路，或者是电弧的 形式形成。
• 在中性点非有效接地系统中，短路故障主要是各种 相间短路，而单相接地不会造成短路，属于一种运 行障碍。
短路原因 • 引起绝缘损坏的原因： • 过电压 • 绝缘的自然老化和污秽 • 运行人员维护不周 • 直接的机械损伤
• 电力系统其他一些故障也可能导致短路：