第七章电力系统短路计算

（3）短路时，系统电压大幅下降，对用户工作影响 很大。系统中最主要的负荷异步电动机可能停转， 造成产品报废及设备损害；
（4）有可能使并列的发电厂失去同步，破坏系统稳 定，引起大片地区停电；
（5）不对称短路引起的不平衡电流所产生的不平衡 磁通，会在邻近的平行线路内（如通信线路或铁道 信号系统）感应很大的电动势。这将造成通信的干 扰并危及设备和人身的安全。
五、短路计算的目的
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电力系统 的短路故障
标幺制
(1)校验电气设备的机械稳定性和热稳定性 需要短路计算中冲击电流和最大有效值
电流；
无限大功率
电源供电网络 (2)在设计和选择电气主接线时也需要短路 的三相短路 计算提供数据；
网络简化与 转移电抗
(3)为合理配置各种继电保护和自动装置需
有限容量 系统实用
X
求实际值
U U *U d
I I*Id I*
Sd 3Ud
三、不同准标幺值之间的换算
电力系统中各电气设备如发电机、变压器、电抗器等所给 出的标幺值都是额定标幺值 ，进行短路电流计算时必须将它们 换算成统一基准值的标幺值。 换算方法是：
先将以额定值为基准的电抗标幺值 X N*还原为有名值，即
X
X
要短路计算提供依据。
计算
电力工程
第七章电力系统短路计算
第二节 标么制
一、概述
在短路电流计算中，各电气量的数值，可以用有名值表示， 也可以用标幺值表示。通常在1kV以下的低压系统中宜采用 有名值，而高压系统中宜采用标幺值。
在高压电网中，通常总电抗远大于总电阻，所以可以只计各 主要元件的电抗而忽略其电阻。
2 系统中的电压将急剧下降，例如系统 发生三相短路时，短路点的电压将降 到零，短路点附近的电压也将明显降 低。
第七章电力系统短路计算
短路的后果：
（1）短路点的电弧有可能烧坏电气设备。很大的短 路电流通过设备会使发热增加，当短路持续时间较 长时，可能使设备过热而损坏；
（2）很大的短路电流通过导体时，要引起导体间很 大的机械应力，如果导体和它们的支架不够坚固， 则可能遭到损坏；
* N
X
N
X
* N
U
2 N
SN
选定Sd和Ud，则以此为基准的电抗标幺值为：
X
* d
X Xd
X Sd
U
2 d
X
* N
U
2 N
SN
Sd
U
2 d
若取 U d U N U av ，则
X
* d
X
* N
Sd SN
四、电力系统各元件电抗标幺值的计算
发电机：通常给出SN、UN和额定电抗标幺值
X
* NG
，则
X
一、短路的概念 所谓短路，是指电力系统除正常情
况以外的一切相与相之间或相与地之 间的“短接”。
在电力系统正常运行时，除中性点外， 相与相或相与地之间是绝缘的。如果 由于某种原因使其绝缘破坏而产生了 通路，我们就称电力系统发生了短路 故障。
第七章电力系统短路计算
二、短路的原因
产生短路的主要原因： 1、电气设备载流部分的绝缘损坏
电力系统 的短路故障
标幺制
无限大功率 电源供电网络
的三相短路
网络简化与 转移电抗
有限容量 系统实用
计算
电力工程
第七章 电力系统短路计算
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电力系统 的短路故障
标幺制
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的三相短路
网络简化与 转移电抗
有限容量 系统实用
计算
电力工程
第一节 电力系统的短路故障
XL%
3INL X L U NL
100
X
* NL
100
∴
X
* L
XL Xd
XL% 100
U NL
Sd
XL%
Sd
U
2 NL
3I NL
U
2 d
100
S NL
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
U
2 d
X
* NL
Sd S NL
U
2 NL
U
2 d
式中，SNL 3U NL I NL为电抗器的额定容量。
输电线路：通常给出线路长度和每公里的电抗值，则
I I* Id
S*
S Sd
P jQ Sd
P*
jQ *
Z*
Z Zd
R
jX Zd
R * jX *
第七章电力系统短路计算
二、基准值选择
工程中先选
Id
Sd 3Ud
Sd U d
Zd
Ud
U
2 d
3 Id Sd
I*
I Id
3Ud I Sd
Z*
R
jX Zd
R*
jX
*
Sd
U
2 d
R
j
S U
d 2 d
X
* W
L
XWL Xd
X
W
L
Sd
U
2 d
五、多级电压网络中标么值计算
I G
电气工程基础
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电力系统
的短路故障 绪论------电力系统的基本概念和知识
标幺制 发电系统
输变电系统
无限大功率
电源供电网络 电力系统负荷 的三相短路
电力网的稳态计算
网络简化与
转移电抗 电力系统的短路计算
有限容量 电力系统继电保护
系统实用 计算
实验
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二、标幺制的概念
某一物理量的标幺值Ａ* ，等于它的实际值A与所选定的
基准值Ad的比值，即
A* A Ad
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电力系统中的物理量的标么值
选择基准值
U d Id Sd Z d
U
*
U Ud
* G
X
* NG
Sd SN
变压器：通常给出SN、UN和短路电压百分数 U k % ，
由于
U
k
%
Uk UN
100
3I N X T UN
100
X
* NT
100
所以
X
* T
X
* NT
Sd SN
Uk % Sd 100 SN
式中，X
* NT
Uk % 为变压器的额定电抗标幺值。
100
电抗器：通常给出INL、UNL和电抗百分数 X L %，其中
各种形式的过电压（如雷击） 绝缘材料的自然老化、脏污 直接机械损伤 2、人为事故 运行人员带负荷拉倒闸 线路检修后未拆除地线就加上电压 3、鸟兽跨接在裸露的载流部分 4、气象条件恶化 风、雪、雹等自然现象所造成的短路
三、短路的种类
对称短路： 三相短路k（3） 不对称短路： 两相短路k（2） 单相接地短路k（1） 两相接地短路k（1,1）
图 短路的类型
a）三相短路 b）两相短路 c）单相接地短路 d）两相接地短路 e）两相接地短
四、短路的现象及后果
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网络简化与 转移电抗
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电力工程
电力系统发生短路时，伴随短路所发 生的基本现象是：
1 电流剧烈增加，例如发电机出线端处 发生三相短路时，电流的最大瞬时值 可能高达额定电流的10～15倍，从绝 对值来讲可达上万安培，甚至十几万 安培。