第四章_短路電流計(jì)算

1、第四章第四章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)及電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)短路電流短路電流M短路電流的基本概念短路電流的基本概念M短路電流暫態(tài)過(guò)程短路電流暫態(tài)過(guò)程M理想供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算理想供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算M短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng)短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述短路的定義短路的定義 短路的定義短路的定義所謂短路是指電力系統(tǒng)中帶電部分與大地所謂短路是指電力系統(tǒng)中帶電部分與大地(包括設(shè)備的外殼、變壓器的鐵芯、低壓線包括設(shè)備的外殼、變壓器的鐵芯、低壓線路的中線等路的中線等)之間，以及不同相之間的短接。之間，以及不同相之間的短接。(相與相或相與地短接相與相

2、或相與地短接) 這種短接可能是通過(guò)小阻抗的回路，或者是這種短接可能是通過(guò)小阻抗的回路，或者是電弧的形式形成。電弧的形式形成。 在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，短路故障主要在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，短路故障主要是各種相間短路，而單相接地不會(huì)造成短路，是各種相間短路，而單相接地不會(huì)造成短路，屬于一種運(yùn)行障礙。屬于一種運(yùn)行障礙。短路原因短路原因 引起絕緣損壞的原因：引起絕緣損壞的原因：過(guò)電壓過(guò)電壓絕緣的自然老化和污穢絕緣的自然老化和污穢運(yùn)行人員維護(hù)不周運(yùn)行人員維護(hù)不周直接的機(jī)械損傷直接的機(jī)械損傷 電力系統(tǒng)其他一些故障也可能導(dǎo)致短路：電力系統(tǒng)其他一些故障也可能導(dǎo)致短路：輸電線路斷線和倒桿事故輸電線路斷線和倒

3、桿事故運(yùn)行人員違章操作運(yùn)行人員違章操作鳥和小動(dòng)物等跨接裸導(dǎo)體等。鳥和小動(dòng)物等跨接裸導(dǎo)體等。短路種類短路種類短路的危害短路的危害u短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱損壞 ；u短路電流產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使設(shè)備永久變形或嚴(yán)重?fù)p壞 ；u短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用戶的正常工作 ；u短路可能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行失去穩(wěn)定 ；u不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通訊系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作 。短路電流基本概念短路電流基本概念短路危害短路危害短路的預(yù)防和限制措施短路的預(yù)防和限制措施 認(rèn)真執(zhí)行運(yùn)行規(guī)程，不斷學(xué)習(xí)以提高電業(yè)人員的認(rèn)真執(zhí)行運(yùn)行規(guī)程，不斷學(xué)習(xí)以提高電業(yè)人員的

4、素質(zhì)。嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)程，避免誤操素質(zhì)。嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)程，避免誤操作；在短路發(fā)生時(shí)，采取有效的措施將短路的影作；在短路發(fā)生時(shí)，采取有效的措施將短路的影響限制在最小的范圍內(nèi)。響限制在最小的范圍內(nèi)。 作好設(shè)備的維護(hù)、巡視、檢查，作好事故的預(yù)想作好設(shè)備的維護(hù)、巡視、檢查，作好事故的預(yù)想和預(yù)防。和預(yù)防。 采用快速動(dòng)作的繼電保護(hù)和斷路器，迅速隔離故采用快速動(dòng)作的繼電保護(hù)和斷路器，迅速隔離故障。使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。障。使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。 增大短路回路的阻抗，如在電路中裝設(shè)限流電抗增大短路回路的阻抗，如在電路中裝設(shè)限流電抗器等。器等。短路電流研究目的短

5、路電流研究目的 選擇：選擇：導(dǎo)體和設(shè)備導(dǎo)體和設(shè)備 校驗(yàn)：校驗(yàn)：短路時(shí)能承受瞬時(shí)沖擊及熱效短路時(shí)能承受瞬時(shí)沖擊及熱效應(yīng)應(yīng) 整定和保護(hù)：整定和保護(hù)：出現(xiàn)短路時(shí)能迅速和準(zhǔn)出現(xiàn)短路時(shí)能迅速和準(zhǔn)確地切除故障確地切除故障 確定限流措施：確定限流措施：是否串聯(lián)電抗器是否串聯(lián)電抗器 確定合理的主接線方式：確定合理的主接線方式：分列運(yùn)行和分列運(yùn)行和并列運(yùn)行并列運(yùn)行第二節(jié)第二節(jié) 無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析時(shí)短路過(guò)程的分析無(wú)限大容量電源無(wú)限大容量電源 特點(diǎn)特點(diǎn)內(nèi)阻為零內(nèi)阻為零輸出電壓不隨負(fù)載變化輸出電壓不隨負(fù)載變化 工程中，當(dāng)供電的電力系統(tǒng)容量遠(yuǎn)大于企工程中，當(dāng)供電的電力系統(tǒng)容量遠(yuǎn)

6、大于企業(yè)負(fù)荷容量，系統(tǒng)阻抗小于短路回路總阻業(yè)負(fù)荷容量，系統(tǒng)阻抗小于短路回路總阻抗的抗的10%時(shí)，可以看作無(wú)限大容量供電系時(shí)，可以看作無(wú)限大容量供電系統(tǒng)。統(tǒng)。短路過(guò)程分析短路過(guò)程分析 基本過(guò)程基本過(guò)程 正常運(yùn)行正常運(yùn)行 -正常電流（負(fù)荷電流）正常電流（負(fù)荷電流） -發(fā)生短路發(fā)生短路 -電流突然增大電流突然增大(周期分量加非周期周期分量加非周期分量分量) -穩(wěn)定新值穩(wěn)定新值(穩(wěn)態(tài)短路電流穩(wěn)態(tài)短路電流)。短路過(guò)程分析短路過(guò)程分析基本假設(shè)基本假設(shè)u忽略磁路的飽和與磁滯現(xiàn)象，認(rèn)為系統(tǒng)中的元忽略磁路的飽和與磁滯現(xiàn)象，認(rèn)為系統(tǒng)中的元件參數(shù)恒定件參數(shù)恒定u忽略元件的電阻忽略元件的電阻R，只考慮元件的電抗，只考

7、慮元件的電抗X 當(dāng)當(dāng)R=X/3時(shí)，忽略電阻，誤差僅增大時(shí)，忽略電阻，誤差僅增大5%。 u忽略短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻忽略短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻u按對(duì)稱分析按對(duì)稱分析IXUIXUXUXRUIXR05.13395.0109333/22流忽略電阻時(shí)三相短路電電流不忽略電阻時(shí)三相短路假設(shè)無(wú)限大電源容量的暫態(tài)過(guò)程無(wú)限大電源容量的暫態(tài)過(guò)程 電路對(duì)稱，可以只取電路對(duì)稱，可以只取一相討論一相討論無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程 短路前電路中的電流為： )sin(tIim式中： 短路前電流的幅值 短路前回路的阻抗角 電源電壓的初始相角，亦稱合閘角；mI22)()(/XXRRUImm)/()(R

8、RXXarctg短路后電路中的電流應(yīng)滿足： kkdiRiLudt無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程 短路的全電流可以用下式表示短路的全電流可以用下式表示式中：式中： 短路電流周期分量的幅值，短路電流周期分量的幅值， 短路后回路的阻抗角，短路后回路的阻抗角， 短路回路時(shí)間常數(shù)，短路回路時(shí)間常數(shù)， C 積分常數(shù)，由初始條件決定，即短路電流非周期積分常數(shù)，由初始條件決定，即短路電流非周期分量的初始值。分量的初始值。 fiTtklzmkcetIi)sin(zmI22/XRUImzmklRXarctgkfiTRLRXTfi無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短

9、路的暫態(tài)過(guò)程 由于電路中存在電感，而電感中的電流不能由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短路前瞬間的電流應(yīng)該等于短路發(fā)突變，則短路前瞬間的電流應(yīng)該等于短路發(fā)生后瞬間）的電流，生后瞬間）的電流，因此，短路的全電流為因此，短路的全電流為0)sin()sin(fiklzmiIICmfiztfikzmkiieitIifiT0)sin(無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程 Tfi與衰減時(shí)間與衰減時(shí)間的關(guān)系？的關(guān)系？短路電流波形短路電流波形 黃色曲線為黃色曲線為短路電流波短路電流波形，形， 單調(diào)下降曲單調(diào)下降曲線為非周期線為非周期分量。分量。產(chǎn)生最大短路電流的條件產(chǎn)生

10、最大短路電流的條件滿足以上條件的情況為：滿足以上條件的情況為：（1 1）短路前電路處于）短路前電路處于空載狀態(tài)空載狀態(tài)，即，即（2 2）短路回路為）短路回路為純感性回路純感性回路，即回路的感抗比電，即回路的感抗比電阻大得多，可以近似認(rèn)為阻抗角阻大得多，可以近似認(rèn)為阻抗角 ；（3 3）短路瞬間）短路瞬間電源電壓過(guò)零值電源電壓過(guò)零值，即初始相，即初始相角角 。90k00mI)sin(0klzmfiIizmfiIi0三相短路的有關(guān)物理量三相短路的有關(guān)物理量 1. 短路電流次暫態(tài)值短路電流次暫態(tài)值 短路電流次暫態(tài)值是指短路以后幅值最大的短路電流次暫態(tài)值是指短路以后幅值最大的一個(gè)周期（即第一個(gè)周期）的短

11、路電流周期一個(gè)周期（即第一個(gè)周期）的短路電流周期分量的有效值。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，短路分量的有效值。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量幅值保持不變。電流周期分量幅值保持不變。2. 短路電流穩(wěn)態(tài)值短路電流穩(wěn)態(tài)值短路電流穩(wěn)態(tài)值（短路電流穩(wěn)態(tài)值（steadystate value）是指）是指短路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后短路電流的有效值。短路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后短路電流的有效值。無(wú)窮大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路無(wú)窮大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流周期分量的幅值恒定不變，則電流周期分量的幅值恒定不變，則 IIz三相短路的有關(guān)物理量三相短路的有關(guān)物理量 3. 短路電流沖擊值短路電流沖擊值 短路電流沖擊值（短路電流沖

12、擊值（shock value），即在發(fā)生），即在發(fā)生最大短路電流的條件下，短路發(fā)生后約半個(gè)最大短路電流的條件下，短路發(fā)生后約半個(gè)周期出現(xiàn)短路電流最大可能的瞬時(shí)值。周期出現(xiàn)短路電流最大可能的瞬時(shí)值。zshTtzmstkshIkeIiifi2)1 (/)01. 0(式中式中ksh稱為沖擊系數(shù)，稱為沖擊系數(shù)，1 ksh 2。在高壓供電系統(tǒng)中通常取在高壓供電系統(tǒng)中通常取ksh =1.8；低壓供電系統(tǒng)中如容量為以下車間變電所的出口處低壓供電系統(tǒng)中如容量為以下車間變電所的出口處發(fā)生短路，常取發(fā)生短路，常取ksh =1.3。三相短路的有關(guān)物理量三相短路的有關(guān)物理量 4.短路沖擊電流有效值短路沖擊電流有效值短

13、路沖擊電流有效值指的是短路后的第一個(gè)周期內(nèi)短路沖擊電流有效值指的是短路后的第一個(gè)周期內(nèi)短路全電流的有效值。短路全電流的有效值。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可假定非周期分量在短路后第一個(gè)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可假定非周期分量在短路后第一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，取該中心時(shí)刻周期內(nèi)恒定不變，取該中心時(shí)刻t=0.01s的電流值計(jì)的電流值計(jì)算。算。2201. 02) 1(21shztfizshkIiII三相短路的有關(guān)物理量三相短路的有關(guān)物理量 計(jì)算公式如下計(jì)算公式如下計(jì)算公式如下計(jì)算公式如下 在高壓系統(tǒng)（在高壓系統(tǒng)（ksh=1.8） ish = 2.55Iz = 2.55I Ish = 1.51Iz = 1.51I5.短路功率短路

14、功率短路功率又稱為短路容量，它等于短路電流短路功率又稱為短路容量，它等于短路電流有效值同短路處的正常工作電壓（一般用平有效值同短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。均額定電壓）的乘積。在短路的實(shí)用計(jì)算中，常只用次暫態(tài)短路電在短路的實(shí)用計(jì)算中，常只用次暫態(tài)短路電流來(lái)計(jì)算短路功率，稱為次暫態(tài)功率，即流來(lái)計(jì)算短路功率，稱為次暫態(tài)功率，即zavIUS3三相短路的有關(guān)物理量三相短路的有關(guān)物理量 Iz、ish、Ish和和I的意義的意義 短路電流次暫態(tài)值短路電流次暫態(tài)值Iz ，它是指短路瞬時(shí)，短路電流周期分量，它是指短路瞬時(shí)，短路電流周期分量電流為最大幅值時(shí)所對(duì)應(yīng)的有效值。此值通常用來(lái)作繼電保電

15、流為最大幅值時(shí)所對(duì)應(yīng)的有效值。此值通常用來(lái)作繼電保護(hù)的整定近似和校驗(yàn)斷路器的額定斷流量。護(hù)的整定近似和校驗(yàn)斷路器的額定斷流量。 短路電流沖擊值短路電流沖擊值ish，它是指在發(fā)生最大短路條件下，短路后，它是指在發(fā)生最大短路條件下，短路后0.01s時(shí)，短路電流所出現(xiàn)的最大瞬時(shí)值。此值通常用來(lái)校時(shí)，短路電流所出現(xiàn)的最大瞬時(shí)值。此值通常用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性。驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性。 短路電流沖擊有效值短路電流沖擊有效值Ish，是指發(fā)生短路后的第一個(gè)周期內(nèi)，是指發(fā)生短路后的第一個(gè)周期內(nèi)，全短路電流的有效值。此值通常用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定全短路電流的有效值。此值通常用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性。性。

16、短路電流穩(wěn)態(tài)值短路電流穩(wěn)態(tài)值I，它是指短路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，短路電流，它是指短路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，短路電流的穩(wěn)態(tài)有效值。對(duì)于無(wú)限大容量電源系統(tǒng)的三相短路，的穩(wěn)態(tài)有效值。對(duì)于無(wú)限大容量電源系統(tǒng)的三相短路，I= Iz。此值通常用來(lái)校驗(yàn)電器和線路中載流部分的熱穩(wěn)定性。此值通常用來(lái)校驗(yàn)電器和線路中載流部分的熱穩(wěn)定性。系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)運(yùn)行方式 “運(yùn)行方式運(yùn)行方式”是指由于電力系統(tǒng)各開關(guān)狀態(tài)不同，造是指由于電力系統(tǒng)各開關(guān)狀態(tài)不同，造成短路回路阻抗的變化，分為成短路回路阻抗的變化，分為最大運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式和和最小最小運(yùn)行方式運(yùn)行方式兩種。兩種。 前者用以計(jì)算可能出現(xiàn)的最大短路電流，作為選擇前者用以計(jì)算可能出

17、現(xiàn)的最大短路電流，作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)；后者用以計(jì)算可能出現(xiàn)的最小短電氣設(shè)備的依據(jù)；后者用以計(jì)算可能出現(xiàn)的最小短路電流，作為校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作性能的依據(jù)。路電流，作為校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作性能的依據(jù)。 最大運(yùn)行方式實(shí)際是將供電系統(tǒng)中的雙回路電力線最大運(yùn)行方式實(shí)際是將供電系統(tǒng)中的雙回路電力線路和并聯(lián)的變壓器均按并列運(yùn)行處理，從而得到由路和并聯(lián)的變壓器均按并列運(yùn)行處理，從而得到由短路點(diǎn)至系統(tǒng)電源的總阻抗最小，短路電流最大。短路點(diǎn)至系統(tǒng)電源的總阻抗最小，短路電流最大。 同理，最小運(yùn)行方式按實(shí)際可能的單列系統(tǒng)供電，同理，最小運(yùn)行方式按實(shí)際可能的單列系統(tǒng)供電，阻抗最大，短路電流最小。阻抗最大，短路電流

18、最小。 主要在繼電保護(hù)中用到。主要在繼電保護(hù)中用到。第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大容量電源條件下無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法短路電流的計(jì)算方法 通過(guò)對(duì)短路電流暫態(tài)過(guò)程的分析可知，在無(wú)限大通過(guò)對(duì)短路電流暫態(tài)過(guò)程的分析可知，在無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量是不變的，因此它的有效值也是不變的周期分量是不變的，因此它的有效值也是不變的。的。 如下圖如下圖: (三相對(duì)稱化歸一相計(jì)算三相對(duì)稱化歸一相計(jì)算)短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算求短路電流的基本原理求短路電流的基本原理 在在K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，如短路回路的阻抗點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，如短路回路

19、的阻抗R，X以以 表示，則三相短路電流的有效值表示，則三相短路電流的有效值為為式中：式中： Uav短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，V R，X短路回路的總電阻和總電抗，短路回路的總電阻和總電抗， 。均已均已折算到短路點(diǎn)所在處的電壓等級(jí)。折算到短路點(diǎn)所在處的電壓等級(jí)。 也也即如果短路回路中有變壓器，就必須進(jìn)行折即如果短路回路中有變壓器，就必須進(jìn)行折算。算。22)3(3/XRUIavk求短路電流的基本原理求短路電流的基本原理 在工程設(shè)計(jì)中，高壓供電系統(tǒng)的在工程設(shè)計(jì)中，高壓供電系統(tǒng)的RX，為，為簡(jiǎn)化計(jì)算，若簡(jiǎn)化計(jì)算，若RX/3，可忽略，可忽略R，用，用X代替代替Z，同理在低壓供電系

20、統(tǒng)中同理在低壓供電系統(tǒng)中XR，若，若XR/3，可忽略可忽略X，用，用R代替代替Z，在這樣的簡(jiǎn)化條件，在這樣的簡(jiǎn)化條件下求出的短路電流值，誤差不超過(guò)下求出的短路電流值，誤差不超過(guò)5%，在，在工程計(jì)算及選擇設(shè)備中是完全允許的。因工程計(jì)算及選擇設(shè)備中是完全允許的。因此對(duì)高壓供電系統(tǒng)，上式可寫成此對(duì)高壓供電系統(tǒng)，上式可寫成XUIavk3)3(求短路電流的基本原理求短路電流的基本原理求短路電流的基本方法求短路電流的基本方法標(biāo)么值法標(biāo)么值法 將實(shí)際值與所選定的基準(zhǔn)值的比值來(lái)運(yùn)算。其特點(diǎn)是在多將實(shí)際值與所選定的基準(zhǔn)值的比值來(lái)運(yùn)算。其特點(diǎn)是在多電壓等級(jí)系統(tǒng)中計(jì)算比較方便。電壓等級(jí)系統(tǒng)中計(jì)算比較方便。有名值法有

21、名值法 短路計(jì)算中的各物理量均采用有名值短路計(jì)算中的各物理量均采用有名值(因各阻抗的單位都因各阻抗的單位都用歐姆，又有人稱之為歐姆法用歐姆，又有人稱之為歐姆法)。對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法 以三相對(duì)稱短路情況下的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)不對(duì)稱短路以三相對(duì)稱短路情況下的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)不對(duì)稱短路情況，采用相應(yīng)的比例系數(shù)，得到不對(duì)稱短路電流。情況，采用相應(yīng)的比例系數(shù)，得到不對(duì)稱短路電流。兆伏安法兆伏安法圖表法圖表法計(jì)算曲線法計(jì)算曲線法短路電流計(jì)算方法有名制法短路電流計(jì)算方法有名制法 原理：原理：已知線路電壓，計(jì)算短路回路的總阻已知線路電壓，計(jì)算短路回路的總阻抗，再根據(jù)歐姆定律求短路電流。抗，再根據(jù)歐姆定律求

22、短路電流。 有名制：有名制：電流（安培）等于電壓（伏特）除電流（安培）等于電壓（伏特）除以阻抗（歐姆）。以阻抗（歐姆）。 有名制法的實(shí)質(zhì)是歐姆定律有名制法的實(shí)質(zhì)是歐姆定律 單線圖：?jiǎn)尉€圖：三相系統(tǒng)中的三相用一根線表示。三相系統(tǒng)中的三相用一根線表示。單線圖單線圖有名制法求三相短路電流公式有名制法求三相短路電流公式 在在K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，如短路回路的阻抗點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，如短路回路的阻抗R,X以以 表示，表示，則三相短路電流的有效值為則三相短路電流的有效值為 式中：式中： Uav短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，V R,X短路回路的總電阻和總電抗，短路回路的總電阻和總電抗， 。

23、均已。均已折算到短路點(diǎn)折算到短路點(diǎn)所在處的電壓等級(jí)。所在處的電壓等級(jí)。 也即如果短路回路中有變壓器，就也即如果短路回路中有變壓器，就必須進(jìn)行折算。必須進(jìn)行折算。 對(duì)高壓供系統(tǒng)，電阻可以忽略，則有對(duì)高壓供系統(tǒng)，電阻可以忽略，則有22)3(3/XRUIavkXUIavk3)3(短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟1.1.繪制計(jì)算電路圖，選定短路計(jì)算點(diǎn)繪制計(jì)算電路圖，選定短路計(jì)算點(diǎn) 要計(jì)算短路電流，首先必須繪出計(jì)算電路圖，要計(jì)算短路電流，首先必須繪出計(jì)算電路圖，如圖所示。在計(jì)算電路圖上，將計(jì)算短路電如圖所示。在計(jì)算電路圖上，將計(jì)算短路電流時(shí)所需要的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，流時(shí)所需要的各元件的額定

24、參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)。然后選定并標(biāo)出短路并將各元件依次編號(hào)。然后選定并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇的使需進(jìn)行短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇的使需進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣設(shè)備有最大可能的短路電流通過(guò)。校驗(yàn)的電氣設(shè)備有最大可能的短路電流通過(guò)。S Sb br r= =6 60 00 0M MV VA AS S1 1架空線（2）L L1 1= =1 10 0k km mT TM M3 35 5/ /6 6. .3 3k kV VS ST T= =3 32 20 00 0k kV VA AV Vs s% %= =7 7% %電纜線（4）L L2 2= =1 1k km mS S2 2V Va

25、ar r. .2 2= =6 6. .3 3k kV VGG2.281740.06620.1160.86820.08121234短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟2.繪制計(jì)算用的等效電路圖繪制計(jì)算用的等效電路圖 按照所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)，用電抗符號(hào)表按照所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)，用電抗符號(hào)表示電路中的各電氣設(shè)備（元件），如圖所示電路中的各電氣設(shè)備（元件），如圖所示。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短示。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所經(jīng)過(guò)的一些元件繪出，并表明其路電流所經(jīng)過(guò)的一些元件繪出，并表明其編號(hào)和電抗值，其中分?jǐn)?shù)的分子標(biāo)編號(hào)，編號(hào)和電抗值，其中分?jǐn)?shù)的分子標(biāo)編號(hào)，分母標(biāo)計(jì)算出的元件電抗值。

26、根據(jù)等效電分母標(biāo)計(jì)算出的元件電抗值。根據(jù)等效電路就可以計(jì)算短路回路的總電抗和各短路路就可以計(jì)算短路回路的總電抗和各短路參數(shù)。參數(shù)。短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟3.元件電抗的計(jì)算元件電抗的計(jì)算1）系統(tǒng)電抗）系統(tǒng)電抗 有兩種計(jì)算方法。如果上級(jí)供電部門提供了電源有兩種計(jì)算方法。如果上級(jí)供電部門提供了電源母線上的短路容量母線上的短路容量Ss，則系統(tǒng)電抗可由下式求得，則系統(tǒng)電抗可由下式求得 如果不知如果不知Ss而知電源母線出口斷路器的斷流容量而知電源母線出口斷路器的斷流容量Sbr，由于，由于Sbr可以看作是電力系統(tǒng)供電母線上的可以看作是電力系統(tǒng)供電母線上的極限短路容量，故可按下式求得極限短路容量

27、，故可按下式求得22(3)(3)33arararsySSarSVVVXSIV I2/syarbrXVS短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟2)電力線路電抗電力線路電抗 Xw 電力線路的電抗，可由給定截面和線距的架空線電力線路的電抗，可由給定截面和線距的架空線或給定截面積和電壓的電纜線單位長(zhǎng)度電抗或給定截面積和電壓的電纜線單位長(zhǎng)度電抗x0的的值求得值求得 Xw=x0L x0導(dǎo)線或電纜單位長(zhǎng)度的電抗；導(dǎo)線或電纜單位長(zhǎng)度的電抗； 因?yàn)橥惥€路的電抗值一般變動(dòng)范圍不大，故可因?yàn)橥惥€路的電抗值一般變動(dòng)范圍不大，故可采用以下每相平均單位電抗值：采用以下每相平均單位電抗值：6kV及以上高壓架空線及以上高壓

28、架空線x0 =0.4/km ；610kV電纜線電纜線 x0 =0.08/km短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟3 3） 電力變壓器的電抗電力變壓器的電抗電力變壓器的電抗，可由變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)電力變壓器的電抗，可由變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)（即阻抗電壓）（即阻抗電壓） 來(lái)近似計(jì)算。來(lái)近似計(jì)算。由由 的定義可知，的定義可知， 式中式中 變壓器等效電抗，變壓器等效電抗， ； 變壓器額定容量，變壓器額定容量，MV.A MV.A ； 變壓器額定電壓，變壓器額定電壓， kV kV ； 變壓器額定電流，變壓器額定電流，kA kA 。 %sv%sv.3%100%N TsTN TIvZV2.100%TTN

29、TSZVTZTS.N TV.N TI短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟 由于容量較大的變壓器其電阻遠(yuǎn)小于電抗，故變由于容量較大的變壓器其電阻遠(yuǎn)小于電抗，故變壓器電抗壓器電抗XT就近似等于其阻抗就近似等于其阻抗ZT ，可得，可得 式中式中 Var短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，kV。 用用Var的原因是因?yàn)樽儔浩鞯碾娍箲?yīng)折算到短路的原因是因?yàn)樽儔浩鞯碾娍箲?yīng)折算到短路點(diǎn)所在的線路等級(jí)，以便計(jì)算短路電流。點(diǎn)所在的線路等級(jí)，以便計(jì)算短路電流。TX 2%arsTVvS短路回路中電氣元件的電抗計(jì)算短路回路中電氣元件的電抗計(jì)算 若需要考慮變壓器電阻若需要考慮變壓器電阻RT時(shí)，可根據(jù)變壓

30、器時(shí)，可根據(jù)變壓器的短路損耗的短路損耗PK，按下式計(jì)算：，按下式計(jì)算： 則：則：4)4)電抗器的電抗電抗器的電抗 ,即有即有 22NTSUPRNTkTNLNLLLUIXX3% NLNLLLIUXX3%22TTTRZX短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟4) 4) 元件電抗的折算元件電抗的折算 在計(jì)算短路回路中的電抗時(shí)，假如回路中在計(jì)算短路回路中的電抗時(shí)，假如回路中含有變壓器，則回路內(nèi)元件的電抗都應(yīng)該含有變壓器，則回路內(nèi)元件的電抗都應(yīng)該統(tǒng)一換算（折算）到統(tǒng)一換算（折算）到短路點(diǎn)短路點(diǎn)所在線路的平所在線路的平均電壓上去均電壓上去。阻抗的折算阻抗的折算 如圖所示的供電線路中存在變壓器，現(xiàn)在發(fā)生短如圖

31、所示的供電線路中存在變壓器，現(xiàn)在發(fā)生短路，路，那么那么R1就必須進(jìn)行就必須進(jìn)行折算。折算。 根據(jù)變壓器折算原理，有根據(jù)變壓器折算原理，有121221211RUURKRavavT短路計(jì)算的基本步驟短路計(jì)算的基本步驟 只有電力線路的電抗有時(shí)需要折算。對(duì)于只有電力線路的電抗有時(shí)需要折算。對(duì)于系統(tǒng)電抗和電力變壓器電抗，由于它們的系統(tǒng)電抗和電力變壓器電抗，由于它們的計(jì)算公式中均含有計(jì)算公式中均含有V Varar2 2，因此在實(shí)際計(jì)算時(shí)，因此在實(shí)際計(jì)算時(shí)只需代入短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，就只需代入短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，就相當(dāng)于其電抗已經(jīng)折算到短路點(diǎn)所在線路相當(dāng)于其電抗已經(jīng)折算到短路點(diǎn)所在線路的電壓級(jí)了

32、。的電壓級(jí)了。4.4.按串、并聯(lián)法計(jì)算各短路點(diǎn)短路回路總電按串、并聯(lián)法計(jì)算各短路點(diǎn)短路回路總電抗，并代入公式計(jì)算各短路參數(shù)?？梗⒋牍接?jì)算各短路參數(shù)。 例例 某供電系統(tǒng)某供電系統(tǒng)接線圖如圖所示，接線圖如圖所示，各元件參數(shù)如圖各元件參數(shù)如圖所示，求在所示，求在S1S1、S2S2點(diǎn)發(fā)生三相短點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的各短路參路時(shí)的各短路參數(shù)數(shù). .S Sbrbr=600MVA=600MVAS1S1架空線（2）L1=10kmL1=10kmTMTM35/6.3kV35/6.3kVS ST T=3200kVA=3200kVAVs%=7%Vs%=7%電纜線（4）L2=1kmL2=1kmS2S2Var.2=6.

33、3kVVar.2=6.3kVS Sb br r= =6 60 00 0M MV VA AS S1 1架空線（2）L L1 1= =1 10 0k km mT TM M3 35 5/ /6 6. .3 3k kV VS ST T= =3 32 20 00 0k kV VA AV Vs s% %= =7 7% %電纜線（4）L L2 2= =1 1k km mS S2 2V Va ar r. .2 2= =6 6. .3 3k kV VGG2.281740.06620.1160.86820.08121234解：解：1.1.求求S1S1點(diǎn)的短路參數(shù)點(diǎn)的短路參數(shù) 1） 繪制等效計(jì)算圖如圖所示。繪制等效

34、計(jì)算圖如圖所示。 2）元件電抗的計(jì)算元件電抗的計(jì)算 系統(tǒng)電抗系統(tǒng)電抗 架空線電抗架空線電抗 3 3）S1S1點(diǎn)短路回路總電抗點(diǎn)短路回路總電抗 22.1/37 /6002.2817syarbrXVS1010.4 104wXx L 112.281746.2817sywXXXS1S1點(diǎn)的短路參數(shù)點(diǎn)的短路參數(shù) (3)1.11/337/( 36.2817)3.4SarIVXkA(3).112.552.55 3.48.67imsiIkA221.1/37 /6.2817218sarSVXMVA2.2.求求S2S2點(diǎn)的短路參數(shù)點(diǎn)的短路參數(shù) 1)1) 繪制等效計(jì)算圖如圖所示。繪制等效計(jì)算圖如圖所示。 2) 元件

35、電抗的計(jì)算元件電抗的計(jì)算 系統(tǒng)折算電抗系統(tǒng)折算電抗 架空線折算電抗架空線折算電抗 變壓器電抗變壓器電抗 電纜線電抗電纜線電抗22.2/6.3 /6000.0662syarbrXVS22.211.16.3()4 ()0.11637arwwarVXXV22.26.30.070.86821003.2SarTTvVXS20220.08 10.08wXx L 3) S23) S2點(diǎn)短路回路總電流點(diǎn)短路回路總電流 =0.0662+0.116+0.8682+0.08=1.1304=0.0662+0.116+0.8682+0.08=1.13044) S24) S2點(diǎn)的回路參數(shù)點(diǎn)的回路參數(shù) 212sywTwXX

36、XXX(3)2.22/36.3/( 3 1.1304)3.22sarIVXkA(3).222.552.55 3.228.21imsiIkA222.22/6.3 /1.130435sarSVXMVA(2)(3)220.8660.866 3.222.79ssIIkA有名制法的特點(diǎn)有名制法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)物理意義明確物理意義明確計(jì)算公式簡(jiǎn)單計(jì)算公式簡(jiǎn)單對(duì)任何情況都適用對(duì)任何情況都適用 缺點(diǎn)缺點(diǎn)復(fù)雜系統(tǒng)中由于變壓器的存在，需要進(jìn)行電抗復(fù)雜系統(tǒng)中由于變壓器的存在，需要進(jìn)行電抗折算，有可能出錯(cuò)折算，有可能出錯(cuò)電抗值有大有小，相加時(shí)位數(shù)可能影響結(jié)果。電抗值有大有小，相加時(shí)位數(shù)可能影響結(jié)果。不適合于估算不適合

37、于估算標(biāo)么值法標(biāo)么值法 標(biāo)么值法是工程上計(jì)算短路電流的一種常用方法，標(biāo)么值法是工程上計(jì)算短路電流的一種常用方法，各元件阻抗值的標(biāo)么值是用標(biāo)么值法計(jì)算短路電各元件阻抗值的標(biāo)么值是用標(biāo)么值法計(jì)算短路電流的基礎(chǔ)。流的基礎(chǔ)。 標(biāo)么制：標(biāo)么制：用相對(duì)值表示元件的物理量。用相對(duì)值表示元件的物理量。 標(biāo)么制的由來(lái)：標(biāo)么制的由來(lái)：如果把電氣量的額定值選為基準(zhǔn)如果把電氣量的額定值選為基準(zhǔn)值，而該量又處于額定狀態(tài)下，其標(biāo)么值為值，而該量又處于額定狀態(tài)下，其標(biāo)么值為1，標(biāo)么值的名稱即由此而來(lái)。標(biāo)么值的名稱即由此而來(lái)。 標(biāo)么制屬于相對(duì)單位制的一種，在用標(biāo)么制計(jì)算標(biāo)么制屬于相對(duì)單位制的一種，在用標(biāo)么制計(jì)算時(shí)，各電氣元時(shí)

38、，各電氣元 件的參數(shù)都用標(biāo)么值表示，標(biāo)么值件的參數(shù)都用標(biāo)么值表示，標(biāo)么值又稱相對(duì)值。又稱相對(duì)值。 標(biāo)么制及其基值標(biāo)么制及其基值標(biāo)么制標(biāo)么制 標(biāo)么制是用標(biāo)么值表示系統(tǒng)或元件參數(shù)，并標(biāo)么制是用標(biāo)么值表示系統(tǒng)或元件參數(shù)，并用標(biāo)么值進(jìn)行分析計(jì)算的一套工程方法體系。用標(biāo)么值進(jìn)行分析計(jì)算的一套工程方法體系。標(biāo)么值標(biāo)么值 是以某一量值大小為基準(zhǔn)的一個(gè)相對(duì)值，即：是以某一量值大小為基準(zhǔn)的一個(gè)相對(duì)值，即：實(shí)際值同單位）基值（又稱基準(zhǔn)值，與任意單位）實(shí)際值（又稱有名值，標(biāo)幺值 標(biāo)么值法標(biāo)么值法 采用標(biāo)么制的原因采用標(biāo)么制的原因由于工程上常會(huì)遇到各種電氣參量，這些參量由于工程上常會(huì)遇到各種電氣參量，這些參量在量值上

39、可能差異很大，因此對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分在量值上可能差異很大，因此對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析就比較困難，計(jì)算上也甚為不便。標(biāo)么制就析就比較困難，計(jì)算上也甚為不便。標(biāo)么制就是工程方法中對(duì)是工程方法中對(duì)“量量”進(jìn)行處理的一個(gè)典型體進(jìn)行處理的一個(gè)典型體系。系。標(biāo)么值法標(biāo)么值法 標(biāo)么制的優(yōu)點(diǎn)標(biāo)么制的優(yōu)點(diǎn)易于從量值上比較各種元件的特性參數(shù)。易于從量值上比較各種元件的特性參數(shù)。便于從量值的角度判斷電氣設(shè)備和系統(tǒng)便于從量值的角度判斷電氣設(shè)備和系統(tǒng)參數(shù)的好壞。參數(shù)的好壞。在有多個(gè)電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，能極大地在有多個(gè)電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，能極大地方便短路電流計(jì)算。方便短路電流計(jì)算。標(biāo)么值法標(biāo)么值法 標(biāo)么制的基值標(biāo)么制的基值所謂基準(zhǔn)值是

40、衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。所謂基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。 例如我們選定：基準(zhǔn)容量例如我們選定：基準(zhǔn)容量Sj，基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓Uj，基準(zhǔn)，基準(zhǔn)電流電流Ij和基準(zhǔn)電抗和基準(zhǔn)電抗Xj，則供電系統(tǒng)中的容量，則供電系統(tǒng)中的容量S、電壓電壓U、電流、電流I和電抗和電抗X的標(biāo)么值可用上述的基的標(biāo)么值可用上述的基準(zhǔn)值來(lái)表示。準(zhǔn)值來(lái)表示。jXXX *jSSS *jUUU *jIII*標(biāo)么值法標(biāo)么值法標(biāo)么值法基準(zhǔn)量的選擇標(biāo)么值法基準(zhǔn)量的選擇1、基準(zhǔn)量的選?。汗灿泄β省⒒鶞?zhǔn)量的選?。汗灿泄β蔛j 、電壓、電壓Uj 、 電流電流Ij和電抗和電抗Xj等四個(gè)量。它們滿足等四個(gè)量。它們滿足 歐姆定律和功率方程

41、式的關(guān)系歐姆定律和功率方程式的關(guān)系2、通常選擇、通常選擇Sj和和Uj：基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓Uj選選 線路各級(jí)平均電壓線路各級(jí)平均電壓Uav；Sj=100MVA 選定基準(zhǔn)值后，選定基準(zhǔn)值后，S、U、I、X的標(biāo)么值的標(biāo)么值 見右邊的公式。見右邊的公式。3、式中各量的右上標(biāo)、式中各量的右上標(biāo)“*”表示標(biāo)么值表示標(biāo)么值 右下標(biāo)右下標(biāo)“j”表示基準(zhǔn)值表示基準(zhǔn)值jjjjjjIUSIUX33功率方程：歐姆定律：233*j*jj*jjjj*jjjSSSUUUU IIIISI XSXXXXUU（一）輸電線路（一）輸電線路架空線路阻抗計(jì)算架空線路阻抗計(jì)算 架空線路的阻抗中，電抗成分遠(yuǎn)大于電阻成分，架空線路的阻抗中，

42、電抗成分遠(yuǎn)大于電阻成分，可近似認(rèn)為其阻抗為純電抗。可近似認(rèn)為其阻抗為純電抗。 架空線路的電抗有名值為架空線路的電抗有名值為(單位：?jiǎn)挝唬?： 架空線路的標(biāo)么值為，取架空線路的標(biāo)么值為，取Uj=Uav，則有：，則有：lxXL020*avjLUSlxX二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算 電纜線路阻抗的計(jì)算電纜線路阻抗的計(jì)算電纜線路中，電阻和電抗成分大致相當(dāng)，因電纜線路中，電阻和電抗成分大致相當(dāng)，因此不能忽略電阻。此不能忽略電阻。已知電纜線路的長(zhǎng)度為已知電纜線路的長(zhǎng)度為l(km)，每公里電阻和，每公里電阻和電抗分別為電抗分別為r0(km)、x0(km)，則電纜，

43、則電纜線路的阻抗有名值為線路的阻抗有名值為(單位：?jiǎn)挝唬?：20202200 xrlZRZlxXlrRccccc二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算 以以Sj(MVA)、Uj(KV)為基值時(shí)的阻抗標(biāo)么為基值時(shí)的阻抗標(biāo)么值為值為 222020*20*220*/javcjavcjavcSUxrlZSUlxXSUlrR二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算變壓器耦合電路的標(biāo)么值計(jì)算變壓器耦合電路的標(biāo)么值計(jì)算 有名制：有名制：如果短路回路中存在變壓器，則如果短路回路中存在變壓器，則必須把不同電壓等級(jí)的各個(gè)元件參數(shù)都折必須把不同電壓等

44、級(jí)的各個(gè)元件參數(shù)都折算短路點(diǎn)所在平均電壓下。算短路點(diǎn)所在平均電壓下。 標(biāo)么制：取各線段的基準(zhǔn)功率相同，基準(zhǔn)標(biāo)么制：取各線段的基準(zhǔn)功率相同，基準(zhǔn)電壓分別選擇為本線段的平均電壓電壓分別選擇為本線段的平均電壓，則可，則可直接算得各元件的基準(zhǔn)標(biāo)么值，不需進(jìn)行直接算得各元件的基準(zhǔn)標(biāo)么值，不需進(jìn)行電壓折算，從而使計(jì)算簡(jiǎn)化。電壓折算，從而使計(jì)算簡(jiǎn)化。變壓器耦合電路的標(biāo)么值計(jì)算變壓器耦合電路的標(biāo)么值計(jì)算 在選擇基準(zhǔn)值時(shí)，可將其中的一段作為基本段，例如在選擇基準(zhǔn)值時(shí)，可將其中的一段作為基本段，例如選擇線路選擇線路l1為基本段，并取其基準(zhǔn)功率為為基本段，并取其基準(zhǔn)功率為Sd，基準(zhǔn)電，基準(zhǔn)電壓等于該段的平均電壓，即

45、取壓等于該段的平均電壓，即取Ud=Uav。211avavTUUK2212XKXT*2222211221221212*2XUSXKUSXUSXKUSXXavdTavdavdTavd322213XKKXTT*32332132221213*3XUSXUSXKKUSXXavdavdTTavd322avavTUUK變壓器耦合電路的標(biāo)么值計(jì)算（結(jié)論）變壓器耦合電路的標(biāo)么值計(jì)算（結(jié)論） 由上面兩式可以看出，不同電壓等級(jí)下的由上面兩式可以看出，不同電壓等級(jí)下的元件參數(shù)變換為統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)么值，元件參數(shù)變換為統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)么值，計(jì)算時(shí)計(jì)算時(shí)取各線段的基準(zhǔn)功率相同，基準(zhǔn)電取各線段的基準(zhǔn)功率相同，基準(zhǔn)電壓分別選

46、擇為本線段的平均電壓壓分別選擇為本線段的平均電壓，則可直，則可直接計(jì)算得各元件的基準(zhǔn)標(biāo)么值，不需要進(jìn)接計(jì)算得各元件的基準(zhǔn)標(biāo)么值，不需要進(jìn)行電壓折算，從而使計(jì)算簡(jiǎn)化。行電壓折算，從而使計(jì)算簡(jiǎn)化。（二）（二） 變壓器變壓器變壓器的電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值為變壓器的電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值為 二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算2.*.2%100100kN TjkN TTTjavN TjuUSuSXXXUSS二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算（三）串聯(lián)電抗器計(jì)算（三）串聯(lián)電抗器計(jì)算 串聯(lián)電抗器的主要作用是限制短路電流的大小，一串聯(lián)電抗器的主要作用

47、是限制短路電流的大小，一般用混凝土澆灌固定，故又稱為水泥電抗，其銘牌般用混凝土澆灌固定，故又稱為水泥電抗，其銘牌上給出的參數(shù)為額定電壓上給出的參數(shù)為額定電壓UN.L(kV)、額定電流、額定電流IN.L(kA)、電抗百分?jǐn)?shù)、電抗百分?jǐn)?shù)XLR%。其中。其中XLR%是以是以UN.L、IN.L為基值的標(biāo)么值，當(dāng)以為基值的標(biāo)么值，當(dāng)以Sj(MVA)、Uj(kV)為基值為基值時(shí)，電抗標(biāo)么值為：時(shí)，電抗標(biāo)么值為：jNLNLjLRjjNLNLLRLRUIUIXSUIUXX100%3100%2*二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算（四）電源（四）電源 Sk變電站出口斷路器的短

48、路容量變電站出口斷路器的短路容量 22*javavSSjkjkSUUXXXSSS三相短路電流的計(jì)算三相短路電流的計(jì)算無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標(biāo)么值按下式計(jì)算無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標(biāo)么值按下式計(jì)算: : 2(3)(3)*133javavzzjjjSUUIIIS XXXU由此可得三相短路電流周期分量有效值：由此可得三相短路電流周期分量有效值： (3)(3)*jzzjIIIIX其他其他短路電流：短路電流： (3)(3)zII2.551.51shzshziIII1.841.09shzshziIII三相三相短路短路容量容量： (3)(3)*33avjjkavzU ISSU

49、IXX（對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）標(biāo)么值法計(jì)算的一般步驟標(biāo)么值法計(jì)算的一般步驟1. 選擇基準(zhǔn)量，一般為基準(zhǔn)功率選擇基準(zhǔn)量，一般為基準(zhǔn)功率Sj和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓Uj。 Sj可選可選100MVA，或選系統(tǒng)中某個(gè)元件的額定容，或選系統(tǒng)中某個(gè)元件的額定容量。量。基準(zhǔn)電壓應(yīng)選短路點(diǎn)所在區(qū)段的平均電壓值?；鶞?zhǔn)電壓應(yīng)選短路點(diǎn)所在區(qū)段的平均電壓值。2. 計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)么值。計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)么值。3. 繪制等效電路，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。繪制等效電路，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。4. 求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗。求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗。5. 求短路電流的周期分量、沖擊電

50、流和短路容量。求短路電流的周期分量、沖擊電流和短路容量。例題例題 某供電系統(tǒng)：某供電系統(tǒng)：A是電源母線，是電源母線，l1為架空線，為架空線，l2為電纜，為電纜，L為為電抗器，整個(gè)系統(tǒng)并列運(yùn)行。參數(shù)如下電抗器，整個(gè)系統(tǒng)并列運(yùn)行。參數(shù)如下 ，試求，試求123時(shí)的三相短路電流。時(shí)的三相短路電流。 Sk=560MVA，l1=20km，x01=0.4/km，SNT=5600kVA，Uk%=7.5%，UNL=6kV，INL=200A，XL%=3，l2=0.5km，x02=0.08 /km101.03 .6/1005 .008.037.12 .0/16.903.0%34.16 .5/100075.0100%

51、584.037/100204 .01179.0560/100/16.9,56.1,3 .637,10022220*2*2210*1*2121avjlNLjLLNTjkTavjlkjsjjjjjUSlxXIIXXSSUXUSlxXSSXkAIkAIkVUkVUMVAS電纜電抗電抗器的電抗變壓器電抗的電抗架空線電源的電抗則，基準(zhǔn)值的選取解： K1點(diǎn)等值電路圖：點(diǎn)等值電路圖： K2點(diǎn)等值電路圖：點(diǎn)等值電路圖：點(diǎn)同理。，點(diǎn)短路時(shí)的短路電流3221210012. 203. 531. 352. 152. 1I44. 831. 355. 255. 231. 356. 112. 212. 22/584. 01

52、79. 012/111*11)3(1sh1)3(111*1)3(1*1*1KKMVASISkAIkAIikAIIIXXXIKdkkkkshdkklskMVASkAkAikAIIKMVASkAkAikAIIKkshkkkshkk3 .5349. 7I4 .1288. 4533. 036 .872 .12I5 .2002. 8876. 023sh33)3(3*32sh22)3(2*2點(diǎn)短路時(shí)的短路電流點(diǎn)短路時(shí)的短路電流標(biāo)么值法總結(jié)標(biāo)么值法總結(jié) 基準(zhǔn)值原則上可以任選，但一般有約定?；鶞?zhǔn)值原則上可以任選，但一般有約定。 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方便，避免折算優(yōu)點(diǎn)：對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方便，避免折算 缺點(diǎn)：物理意

53、義不明顯，有時(shí)可能計(jì)算錯(cuò)缺點(diǎn)：物理意義不明顯，有時(shí)可能計(jì)算錯(cuò)誤。誤。 由于計(jì)算短路電流時(shí)經(jīng)常采用標(biāo)么值法，由于計(jì)算短路電流時(shí)經(jīng)常采用標(biāo)么值法，為簡(jiǎn)化表達(dá)式，可以將上標(biāo)為簡(jiǎn)化表達(dá)式，可以將上標(biāo)“*”省略，例省略，例如如XS*可寫成可寫成XS 短路電流計(jì)算方法短路電流計(jì)算方法-兆伏安法兆伏安法 范圍：工程上，計(jì)算高壓短路電流時(shí)，常用范圍：工程上，計(jì)算高壓短路電流時(shí)，常用MVA法。法。 原理：原理：MVA法就是將供電系統(tǒng)中元件直接用其容量法就是將供電系統(tǒng)中元件直接用其容量MVA表示，如電源元件，用系統(tǒng)短路容量表示，阻抗表示，如電源元件，用系統(tǒng)短路容量表示，阻抗元件，則用元件，則用Uav全部加在上面的

54、短路容量表示。全部加在上面的短路容量表示。 方法：假設(shè)方法：假設(shè)S1、S2分別代表元件分別代表元件1、2的短路容量；的短路容量； 1串聯(lián)時(shí)等效容量串聯(lián)時(shí)等效容量 2并聯(lián)時(shí)等效容量并聯(lián)時(shí)等效容量 3. 得到的電路總等效容量得到的電路總等效容量S，就是短路容量，因此短路，就是短路容量，因此短路電流電流2121SSSSS21SSSavkUSI3)3(短路電流計(jì)算方法短路電流計(jì)算方法-兆伏安法兆伏安法 實(shí)質(zhì)：兆伏安法是有名制方法的變形。以元件實(shí)質(zhì)：兆伏安法是有名制方法的變形。以元件串聯(lián)為例，有名制表現(xiàn)為串聯(lián)為例，有名制表現(xiàn)為X1+X2，而兆伏安法，而兆伏安法表現(xiàn)為表現(xiàn)為(S1*S2)/(S1+S2)，

55、兩者是一致的。，兩者是一致的。222121,XUSXUSavav21212122122212111SSSSSSSUSUUXXUSavavavav兆伏安法例題兆伏安法例題圖表法圖表法 對(duì)于一定的電路，短路電流與電源到短路點(diǎn)的阻對(duì)于一定的電路，短路電流與電源到短路點(diǎn)的阻抗有關(guān)。而若電源、變壓器等已經(jīng)確定，則短路抗有關(guān)。而若電源、變壓器等已經(jīng)確定，則短路電流就決定于線路的阻抗。而線路的阻抗和長(zhǎng)度電流就決定于線路的阻抗。而線路的阻抗和長(zhǎng)度及截面積有關(guān)。這就是圖表法的出發(fā)點(diǎn)。及截面積有關(guān)。這就是圖表法的出發(fā)點(diǎn)。 將不同截面的導(dǎo)線長(zhǎng)度，在阻抗不變的原則下，將不同截面的導(dǎo)線長(zhǎng)度，在阻抗不變的原則下，折算成標(biāo)

56、準(zhǔn)截面時(shí)的等效長(zhǎng)度。等效長(zhǎng)度與實(shí)際折算成標(biāo)準(zhǔn)截面時(shí)的等效長(zhǎng)度。等效長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度之比稱換算系數(shù)。其值可查表。長(zhǎng)度之比稱換算系數(shù)。其值可查表。 將供電系統(tǒng)按照變壓器型號(hào)、容量、二次電壓等將供電系統(tǒng)按照變壓器型號(hào)、容量、二次電壓等與線路等效長(zhǎng)度繪成曲線。計(jì)算時(shí)先算出等效長(zhǎng)與線路等效長(zhǎng)度繪成曲線。計(jì)算時(shí)先算出等效長(zhǎng)度再查表。度再查表。兩相短路兩相短路 無(wú)限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時(shí)的電無(wú)限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時(shí)的電路圖如圖所示。路圖如圖所示。 其短路電流其短路電流22)2(22XRUZUICCk兩相短路兩相短路 如果忽略如果忽略 而只計(jì)及而只計(jì)及 的影響，則短路的影響，則短路電流為電流為XU

57、ICk2)2()3()3()2(87. 023kkkIII所以有所以有 其他兩相短路電流其他兩相短路電流 、 、 等，同樣等，同樣都是相應(yīng)的三相短路電流值的都是相應(yīng)的三相短路電流值的0.87倍。倍。 RX)2(I)2(shi)2(shI兩相短路兩相短路 三相短路時(shí)沖擊電流在各種情況下均大于兩三相短路時(shí)沖擊電流在各種情況下均大于兩相短路時(shí)相應(yīng)的數(shù)值。相短路時(shí)相應(yīng)的數(shù)值。 因此，因此，用于校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)、熱穩(wěn)定度時(shí)所用于校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)、熱穩(wěn)定度時(shí)所用的短路電流值，都以三相短路值考慮。用的短路電流值，都以三相短路值考慮。 而校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置對(duì)短路動(dòng)作靈敏度時(shí)所而校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置對(duì)短路動(dòng)作靈敏度時(shí)所用

58、的最小短路電流值，則采用兩相短路電流用的最小短路電流值，則采用兩相短路電流值。值。 第四節(jié)第四節(jié) 低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算 第四節(jié)第四節(jié) 低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn)低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn) 1、配電變壓器一次側(cè)可以作為無(wú)窮大容量、配電變壓器一次側(cè)可以作為無(wú)窮大容量電源供電來(lái)考慮；電源供電來(lái)考慮；2、電阻值較大，電抗值較小；、電阻值較大，電抗值較??；3、低壓系統(tǒng)元件的電阻多以毫歐計(jì)，因此用、低壓系統(tǒng)元件的電阻多以毫歐計(jì)，因此用有名值法比較方便。有名值法比較方便。4、因低壓系統(tǒng)的非周期分量衰減快，、因低壓系統(tǒng)的非周期分量衰減快，ks

59、h值在值在11.3范圍范圍。 5、考慮電弧電阻、考慮電弧電阻0.01eaR第四節(jié)第四節(jié) 低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算三相短路電流的計(jì)算三相短路電流的計(jì)算 (3)223 ()avzUIRX400avUV電源至短路點(diǎn)的總阻抗包括變壓器高壓側(cè)電源至短路點(diǎn)的總阻抗包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低壓母線及配電線路等元系統(tǒng)、變壓器、低壓母線及配電線路等元件的阻抗；開關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可件的阻抗；開關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可忽略不計(jì)。忽略不計(jì)。 第六節(jié)第六節(jié) 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響的影響電動(dòng)機(jī)對(duì)三相短路電流的影響電動(dòng)機(jī)對(duì)三相短路電流的影響 供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路

60、時(shí)，從電源點(diǎn)到短供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，從電源點(diǎn)到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)電壓可路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)電壓可將為零。將為零。 接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處的系統(tǒng)殘壓，此時(shí)電動(dòng)機(jī)大于電動(dòng)機(jī)所在處的系統(tǒng)殘壓，此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，向短路點(diǎn)饋送短路電流。工作在發(fā)電狀態(tài)，向短路點(diǎn)饋送短路電流。 同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減，一般只考慮對(duì)沖擊短路電流電流很快衰減，一般只考慮對(duì)沖擊短路電流的影響。的影響。 電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流的影響示意圖電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流