第三章短路電流計(jì)算第二節(jié)

1、內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：本章概述短路電流的計(jì)算。首先說(shuō)明無(wú)限大容量電源系本章概述短路電流的計(jì)算。首先說(shuō)明無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析和無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析和無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法，低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法，方法，低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法，介紹了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響，最后介紹了供電系統(tǒng)中電氣介紹了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響，最后介紹了供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供

2、電時(shí)短路過(guò)程的分析第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大容量電源無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法條件下短路電流的計(jì)算方法第四節(jié)第四節(jié) 低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算 第五節(jié)第五節(jié) 不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法 第六節(jié)第六節(jié) 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響第七節(jié)第七節(jié) 供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大電源條件下短路電流的計(jì)算方法無(wú)限大電源條件下短路電流的計(jì)算方法l三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法兩種。和標(biāo)幺制法兩種。歐姆法是最基本的短路計(jì)歐姆法是最基本

3、的短路計(jì)算方法，適用于兩個(gè)及兩個(gè)以下電壓等級(jí)的算方法，適用于兩個(gè)及兩個(gè)以下電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)；而標(biāo)幺制法適用于多個(gè)電壓等級(jí)供電系統(tǒng)；而標(biāo)幺制法適用于多個(gè)電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)。的供電系統(tǒng)。l短路計(jì)算中有關(guān)物理量一般采用以下單短路計(jì)算中有關(guān)物理量一般采用以下單位：電流為位：電流為“kA”（千安）；電壓為（千安）；電壓為“kV”（千伏）；短路容量和斷流容量為（千伏）；短路容量和斷流容量為“MVA” （兆伏安）；設(shè)備容量為（兆伏安）；設(shè)備容量為“kW”（千瓦）或（千瓦）或“kV A ” （千伏安）；阻抗為（千伏安）；阻抗為“”（歐姆）（歐姆）等。等。l（1） 短路點(diǎn)的選取短路點(diǎn)的選取 短路點(diǎn)為各級(jí)電壓母

4、線、各短路點(diǎn)為各級(jí)電壓母線、各級(jí)線路末端。級(jí)線路末端。l（2） 短路時(shí)間的確定短路時(shí)間的確定 根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。保護(hù)整定的需要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。l（3） 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算 包括最大運(yùn)行方式下最大包括最大運(yùn)行方式下最大短路電流、最小運(yùn)行方式下最小短路電流以及各級(jí)電短路電流、最小運(yùn)行方式下最小短路電流以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地短路電流，計(jì)算的具壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地短路電流，計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件取決于計(jì)算短路電流的目的。體項(xiàng)目及其計(jì)算條件取決于計(jì)算短路電流的目的。短路電流計(jì)算的內(nèi)容短路電流

5、計(jì)算的內(nèi)容電力系統(tǒng)中，為使系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、合理運(yùn)行，或者滿足檢修工作的要求，需要經(jīng)常變更系統(tǒng)的運(yùn)行方式，由此相應(yīng)地引起了系統(tǒng)參數(shù)的變化。在設(shè)計(jì)變、配電站選擇開(kāi)關(guān)電器和確定繼電保護(hù)裝置整定值時(shí)，往往需要根據(jù)電力系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短路電流值來(lái)計(jì)算和校驗(yàn)所選用電器的穩(wěn)定度和繼電保護(hù)裝置的靈敏度。 最大運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流值來(lái)校驗(yàn)所選用的開(kāi)關(guān)電器的穩(wěn)定性。 最小運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短

6、路電流值來(lái)校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度。 電力系統(tǒng)最大運(yùn)行方式是發(fā)電機(jī)發(fā)出容量最大，系統(tǒng)阻抗最小。 最小運(yùn)行方式是發(fā)電機(jī)發(fā)出容量相對(duì)較小，系統(tǒng)阻抗最大。 比如在一個(gè)有4臺(tái)發(fā)電機(jī)的電廠一般規(guī)定最大運(yùn)行方式是4臺(tái)機(jī)都運(yùn)行，有兩臺(tái)主變的中性點(diǎn)直接接地，最小運(yùn)行方式規(guī)定為有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，另兩臺(tái)停運(yùn)，有一臺(tái)主變的中性點(diǎn)接地。 如果是變電站，最大運(yùn)行方式是所有進(jìn)出負(fù)荷和變壓器都正常運(yùn)行，220KV、110KV的雙母線并聯(lián)運(yùn)行。最小運(yùn)行方式一般規(guī)定為每條母線上只有一進(jìn)、一出兩個(gè)設(shè)備運(yùn)行。 l基本假定基本假定l短路電流計(jì)算中，為簡(jiǎn)化分析，通常采用以短路電流計(jì)算中，為簡(jiǎn)化分析，通常采用以下基本假定：下基本假定：l

7、（1） 正常運(yùn)行時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。l（2） 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。l（3） 系統(tǒng)中所有同步和異步電動(dòng)機(jī)均為理系統(tǒng)中所有同步和異步電動(dòng)機(jī)均為理想電機(jī)，即不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)想電機(jī)，即不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，定子三體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，定子三相繞組空間位置相差相繞組空間位置相差120電氣角度。電氣角度。短路電流計(jì)算條件短路電流計(jì)算條件l（4） 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。芯的電氣

8、設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。l（5） 同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置。同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置。l（6） 不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。l（7） 不考慮變壓器的勵(lì)磁電流。不考慮變壓器的勵(lì)磁電流。l（8） 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓電除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓電網(wǎng)的短路電流外，元件的電阻略去不計(jì)。網(wǎng)的短路電流外，元件的電阻略去不計(jì)。l（9） 輸電線路的電容略去不計(jì)。輸電線路的電容略去不計(jì)。l（10） 元件的計(jì)算參數(shù)取額定值。元件的計(jì)算參數(shù)取額定值。l1.短路計(jì)算公式短路計(jì)算公式l歐姆法是因其短路計(jì)算中的阻抗都采歐姆法是因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名單位

9、用有名單位“歐姆歐姆”而得名。對(duì)無(wú)限大系而得名。對(duì)無(wú)限大系統(tǒng)，三相短路電流周期分量有效值可按下統(tǒng)，三相短路電流周期分量有效值可按下式計(jì)算。式計(jì)算。1、歐姆法、歐姆法(3)k22UUI=3|Z |3 R +XavavUav短路點(diǎn)所在網(wǎng)段的平均電壓，短路點(diǎn)所在網(wǎng)段的平均電壓，在計(jì)算中在計(jì)算中Uav=1.05UNR 、 X電源至短路點(diǎn)間的總阻抗于總電抗電源至短路點(diǎn)間的總阻抗于總電抗l在高壓電路的短路計(jì)算中，通?？傠娍乖诟邏弘娐返亩搪酚?jì)算中，通?？傠娍惯h(yuǎn)比總電阻大，所以一般只計(jì)電抗，不計(jì)電遠(yuǎn)比總電阻大，所以一般只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。阻。l在低壓電路的短路計(jì)算中，也只有當(dāng)短在低壓電路的短路計(jì)算中，也只有當(dāng)

10、短路電路路電路RX/3時(shí)才需要考慮電阻。時(shí)才需要考慮電阻。l若不計(jì)電阻，三相短路周期分量有效值若不計(jì)電阻，三相短路周期分量有效值為為:lI(3)k=Uav/( 3X)l三相短路容量為三相短路容量為:lS(3)k= 3UavI(3)kl2.供電系統(tǒng)元件阻抗的計(jì)算l（1） 電力系統(tǒng)的阻抗電力系統(tǒng)的阻抗l電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，可不計(jì)。其電抗可由變電站高壓饋電線出口可不計(jì)。其電抗可由變電站高壓饋電線出口斷路器的斷流容量斷路器的斷流容量Soc計(jì)算，即計(jì)算，即lXs=U2c2/Socl（2） 電力變壓器的阻抗電力變壓器的阻抗l 變壓器的電阻變壓器的電阻RT可由

11、變壓器的短路損可由變壓器的短路損耗耗Pk近似地求出，即近似地求出，即lRTPk(Uc/SN)2l 變壓器的電抗變壓器的電抗XT可由變壓器的短路電可由變壓器的短路電壓壓Uk%近似地求出，即近似地求出，即lXTUk%/100U2c/SNl（3） 電力線路的阻抗電力線路的阻抗l 線路的電阻線路的電阻RWL可由線路長(zhǎng)度可由線路長(zhǎng)度l和已知和已知截面的導(dǎo)線或電纜的單位長(zhǎng)度電阻截面的導(dǎo)線或電纜的單位長(zhǎng)度電阻R0求得，求得，即即lRWL=R0ll 線路的電抗線路的電抗XWL可由線路長(zhǎng)度可由線路長(zhǎng)度l和導(dǎo)線和導(dǎo)線或電纜的單位長(zhǎng)度電抗或電纜的單位長(zhǎng)度電抗X0求得，即求得，即lXWL=X0ll（4） 電抗器的阻抗

12、電抗器的阻抗l由于電抗器的電阻很小，故只需計(jì)算其由于電抗器的電阻很小，故只需計(jì)算其電抗值。電抗值。lXR=XR%/100UN/( 3IN)l注意：在計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，若電路注意：在計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，若電路中含有變壓器，則各元件阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換算中含有變壓器，則各元件阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換算到短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓中去，阻抗換算的到短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓中去，阻抗換算的公式為公式為l=R(Uc=X(Uc /Uc)2/Uc)2 RXl歐姆法短路計(jì)算步驟歐姆法短路計(jì)算步驟l(1) 繪出計(jì)算電路圖，將短路計(jì)算中各元件的額繪出計(jì)算電路圖，將短路計(jì)算中各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元

13、件依次編號(hào)依次編號(hào)；確定短路；確定短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算點(diǎn),短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生最大短路電流短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生最大短路電流的地方。一般來(lái)說(shuō)，高壓側(cè)選在高壓母線位置，低壓的地方。一般來(lái)說(shuō)，高壓側(cè)選在高壓母線位置，低壓側(cè)選在低壓母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時(shí)，應(yīng)側(cè)選在低壓母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時(shí)，應(yīng)選在電抗器之后。選在電抗器之后。l(2) 按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖繪出等效電路圖,在圖在圖上將短路電流所流經(jīng)的主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其上將短路電流所流經(jīng)的主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)。序號(hào)。l(3) 計(jì)算電路中各主要元件的阻抗計(jì)算電路中各主要元件的阻抗，

14、并將，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)于等效電路元件序號(hào)下面分母的計(jì)算結(jié)果標(biāo)于等效電路元件序號(hào)下面分母的位置。位置。l(4) 將等效電路化簡(jiǎn)，求系統(tǒng)總阻抗將等效電路化簡(jiǎn)，求系統(tǒng)總阻抗。對(duì)。對(duì)于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做無(wú)限于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。l(5) 計(jì)算短路電流計(jì)算短路電流I（3）k，然后分別求出，然后分別求出其他短路電流參數(shù)，其他短路電流參數(shù)，最后求出短路容量最后求出短路容量S(

15、3)k。l標(biāo)幺制是一種相對(duì)單位制，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單標(biāo)幺制是一種相對(duì)單位制，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單位的量，為任一參數(shù)對(duì)其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺制法位的量，為任一參數(shù)對(duì)其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺制法就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。在短路電就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。在短路電流計(jì)算中通常涉及四個(gè)基準(zhǔn)量，即基準(zhǔn)電壓流計(jì)算中通常涉及四個(gè)基準(zhǔn)量，即基準(zhǔn)電壓Ud、基、基準(zhǔn)電流準(zhǔn)電流Id、基準(zhǔn)視在功率、基準(zhǔn)視在功率Sd和基準(zhǔn)阻抗和基準(zhǔn)阻抗Zd。在高壓。在高壓系統(tǒng)中，由于回路電抗一般遠(yuǎn)大于電阻，為了方便，系統(tǒng)中，由于回路電抗一般遠(yuǎn)大于電阻，為了方便，在工程上一般可忽略電阻，直接用電抗代替各元件在工程上一般可忽略電阻

16、，直接用電抗代替各元件的阻抗，這樣的阻抗，這樣ZdXd。由于電力系統(tǒng)有多個(gè)電壓等。由于電力系統(tǒng)有多個(gè)電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)幺制法可以省去不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)幺制法可以省去不同電壓等級(jí)間電氣參量的折算。在高壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺制級(jí)間電氣參量的折算。在高壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。法進(jìn)行短路電流計(jì)算。2 2、標(biāo)幺制法、標(biāo)幺制法 按標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量按標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量Sj和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓U Uj j，基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電流I Ij j和基準(zhǔn)電抗和基準(zhǔn)電抗X Xj j)()(與實(shí)際值同單位該量的基準(zhǔn)值任意單位該量的實(shí)際值某量的

17、標(biāo)幺值jjSSS jjUUUjjIIIjjXXX 采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流1 1標(biāo)幺制法概念標(biāo)幺制法概念任意一個(gè)有名值的物理量與同單位的基準(zhǔn)值之比，稱為標(biāo)幺值。任意一個(gè)有名值的物理量與同單位的基準(zhǔn)值之比，稱為標(biāo)幺值。無(wú)單位的無(wú)單位的純數(shù)。純數(shù)。 基準(zhǔn)值選擇以運(yùn)算方便、簡(jiǎn)單為目的。通常標(biāo)幺值用基準(zhǔn)值選擇以運(yùn)算方便、簡(jiǎn)單為目的。通常標(biāo)幺值用 表示，參表示，參考值用考值用 表示，實(shí)際值用表示，實(shí)際值用 表示，因此表示，因此*AjAA一般取一般取 =100MVA。基準(zhǔn)電壓取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即?；鶞?zhǔn)電壓取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即 = 。jScUjUjAAA 二、供電

18、系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值 1 1）輸電線路）輸電線路jjjjIUSSSjjjjXIUUU*2jjjjJUUXIS復(fù)數(shù)量的標(biāo)幺值表示法可分別用其實(shí)部和虛部或模數(shù)對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值來(lái)表示 sjeQPjQPSSS22jzjeXRjXRZjXRZ22jjj*0022javjSSXX Xx lx lUU圖35 多級(jí)電壓的供電系統(tǒng)示意圖 2av3av42av2av32av1av2l1l1UUUUUUXX2av1jl12jj2av3av42av2av32av1av2l1jl1l1USXUSUUUUUUXXXX 結(jié)論：不論短路發(fā)生在哪一電壓等級(jí)區(qū)段，結(jié)論：不論短路發(fā)生在哪一電壓等級(jí)區(qū)

19、段，只要選取短路段的平均電只要選取短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓壓為基準(zhǔn)電壓，則任一段線路電抗，則任一段線路電抗(歐姆值歐姆值)對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值，等于該電對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值，等于該電抗有名值乘以基準(zhǔn)容量后，被該線路所在區(qū)間段的平均電壓的平方值去除?？褂忻党艘曰鶞?zhǔn)容量后，被該線路所在區(qū)間段的平均電壓的平方值去除。即選取了短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓后，元件電抗的標(biāo)幺值就只與元件即選取了短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓后，元件電抗的標(biāo)幺值就只與元件所在段的平均電壓有關(guān)，而與短路點(diǎn)發(fā)生在哪一段無(wú)關(guān)。所在段的平均電壓有關(guān)，而與短路點(diǎn)發(fā)生在哪一段無(wú)關(guān)。這也是用標(biāo)幺值這也是用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算的特點(diǎn)之一。法進(jìn)行短路

20、計(jì)算的特點(diǎn)之一。 圖35 多級(jí)電壓的供電系統(tǒng)示意圖 2 2）變壓器）變壓器1001003%u2TNTTNNTTTNkUXSUXITNjk2jjTN2TNkjTT100%u100%uSSUSSUXXX 3 3）電抗器）電抗器1003%LRNLRLRNLRUXIX2jjLRNLRN2LRNLRjLRLR3100%USIUUXXXX 4 4）電源）電源kjsSSX三、求電源至短路點(diǎn)的總電抗三、求電源至短路點(diǎn)的總電抗 計(jì)算出每個(gè)元件的電抗后，就可以畫出由電源至短路點(diǎn)的等效電路圖。圖3-6就是圖3-5的等效電路圖。求總電抗時(shí)，可根據(jù)元件間的串、并聯(lián)關(guān)系求出總的電抗標(biāo)幺值*X。 圖36 圖35所示系統(tǒng)的等

21、效電路圖 四、短路參數(shù)的計(jì)算四、短路參數(shù)的計(jì)算 XS13kjk13*33/3/XUXUIIIjavjkk）（）（javUU選取 ，且*1/ XXXjk*3/1XIk）（jkIXI）（）（*3/1兩端乘以 ，則javUU33jjkavIXUIU）（）（*3/133jkSXS）（）（*3/1 標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流公式簡(jiǎn)明、清晰、數(shù)字簡(jiǎn)單，特別是在大型復(fù)雜、標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流公式簡(jiǎn)明、清晰、數(shù)字簡(jiǎn)單，特別是在大型復(fù)雜、短路計(jì)算點(diǎn)多的系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)更為突出。所以標(biāo)幺值法在電力工程計(jì)算中短路計(jì)算點(diǎn)多的系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)更為突出。所以標(biāo)幺值法在電力工程計(jì)算中應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。 三相短路容量，用來(lái)校驗(yàn)所選斷路器

22、的斷流能力或斷開(kāi)容量(或稱遮斷容量)是否滿足可靠工作的要求。 供電系統(tǒng)的短路電流大小短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為最大運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式下電源系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組投運(yùn)多，雙回輸電線路及并聯(lián)變壓器均全部運(yùn)行。此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大；反之，最小運(yùn)行方式下由于電源中一部分發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路解列，一些并聯(lián)變壓器為保證處于最佳運(yùn)行狀態(tài)也采用分列運(yùn)行，這樣將使總的短路阻抗變大，短路電流也相應(yīng)地減小。在用戶供電系統(tǒng)中，用最小運(yùn)行方式求， 供繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏度用。 )2(zI3 3標(biāo)幺制法計(jì)算步驟標(biāo)

23、幺制法計(jì)算步驟（1 1） 畫出計(jì)算電路圖，并標(biāo)明各元件的參數(shù)（與計(jì)算無(wú)關(guān)的原始數(shù)據(jù)一概畫出計(jì)算電路圖，并標(biāo)明各元件的參數(shù)（與計(jì)算無(wú)關(guān)的原始數(shù)據(jù)一概除去）；除去）；（2 2） 畫出相應(yīng)的等值電路圖（采用電抗的形式），并注明短路計(jì)算點(diǎn)，畫出相應(yīng)的等值電路圖（采用電抗的形式），并注明短路計(jì)算點(diǎn)，對(duì)各元件進(jìn)行編號(hào)（采用分?jǐn)?shù)符號(hào)：對(duì)各元件進(jìn)行編號(hào)（采用分?jǐn)?shù)符號(hào)： ）；）；標(biāo)幺電抗元件編號(hào)（3 3） 選取基準(zhǔn)容量，一般取選取基準(zhǔn)容量，一般取=100MVA =100MVA ， = = 。（4 4） 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值 ，并標(biāo)于等值電路上；，并標(biāo)于等值電路上；（5 5） 從電源到短路

24、點(diǎn)，化簡(jiǎn)等值電路，依次求出各短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)從電源到短路點(diǎn)，化簡(jiǎn)等值電路，依次求出各短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值幺值 ；（6 6） 根據(jù)題目要求，計(jì)算各短路點(diǎn)所需的短路參數(shù)，如：根據(jù)題目要求，計(jì)算各短路點(diǎn)所需的短路參數(shù)，如： , , , , , , , , , , , , , , 等；等；（7 7） 將計(jì)算結(jié)果列成表格形式表示。將計(jì)算結(jié)果列成表格形式表示。jUcUkI 2kII 2IkSshishI I*X*Xl標(biāo)幺制法短路計(jì)算步驟標(biāo)幺制法短路計(jì)算步驟l(1) 繪制短路電路計(jì)算電路圖，確定短路計(jì)繪制短路電路計(jì)算電路圖，確定短路計(jì)算點(diǎn)。算點(diǎn)。l(2) 確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)，取確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)，取Sd=100 M

25、VA和和Ud=Uc(有幾個(gè)電壓等級(jí)就取幾個(gè)有幾個(gè)電壓等級(jí)就取幾個(gè)Ud)，并求出所，并求出所有短路計(jì)算點(diǎn)電壓下的有短路計(jì)算點(diǎn)電壓下的Id。l(3) 繪出短路電路等效電路圖，并計(jì)算各元繪出短路電路等效電路圖，并計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值，標(biāo)示在圖上。件的電抗標(biāo)幺值，標(biāo)示在圖上。l(4) 根據(jù)不同的短路計(jì)算點(diǎn)分別求出各自的根據(jù)不同的短路計(jì)算點(diǎn)分別求出各自的總電抗標(biāo)幺值，再計(jì)算各短路電流和短路容量?？傠娍箻?biāo)幺值，再計(jì)算各短路電流和短路容量。例：設(shè)供電系統(tǒng)圖如圖3-7a所示，數(shù)據(jù)均標(biāo)在圖上，試求 3231kk及處的三相短路電流。 圖37 例31的供電系統(tǒng)圖a) 電路圖AMV100jS1) 選 31kkA 9

26、.16kA3 . 63100j1I處，取Uj1=6.3kV 則 32kkA 34.441kA4 . 03100j2I對(duì)于處，取Uj2=0.4kV 則2)計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)幺值，繪制等效電路圖，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。 jmax3k max1000.5200SXS jmin3k min1000.6166.7SXS146. 03710054 . 022av1j1012USlxX222. 215. 31001007100%NT1jk13SSuX2 . 03 . 6100108. 022av2j2024USlxX5 . 511001005 . 5100%NT2jk25SSuX解：圖37 例31的供

27、電系統(tǒng)圖b）等效電路圖 3)求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗。 (3)1k1 maxmax230.50.1462.222.868XXXX 1 minmin230.60.1462.222.968XXXX 32k2 max1max452.6860.25.58.568XXXX 2 min1 min458.668XXXX 4)求短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量。(3)1k處的短路參數(shù)：最大運(yùn)行方式時(shí)： 3z1max1max110.3492.868IX 33z1maxz1maxj10.349 9.16kA3.197 kAIII 33sh1maxz1max2.552.55 3.197kA8.152 kAiI

28、 33sh1maxsh1maxkA4.835 kA1.686iI 33k1maxz1maxj0.349 100MVA34.9 MVASIS最小運(yùn)行方式時(shí): 3z1min1min110.3372.968IX 33z1minz1minj10.337 9.16kA3.086 kAIII同理(3)2k點(diǎn)的短路參數(shù)為： 3z2 max10.1778.586I 3z2 min10.1158.668I 3z2 max0.117 144.34kA16.89 kAI 3z2 min0.115 144.34kA16.65 kAI 3sh2 max1.32 16.89kA31.05 kAi 33sh2 maxz2

29、max1.0918.41 kAII 33k2 maxz2 maxj11.7 MVASIS習(xí)題習(xí)題 標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流某供電系統(tǒng)如圖所示，已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開(kāi)容量為某供電系統(tǒng)如圖所示，已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開(kāi)容量為500MVA500MVA，試，試求變電所高壓求變電所高壓10kV10kV母線上母線上k-1k-1點(diǎn)短路和低壓點(diǎn)短路和低壓0.38kV0.38kV母線上母線上k-2k-2點(diǎn)短路的三相短點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量路電流和短路容量, ,已知線路單位長(zhǎng)度電抗為已知線路單位長(zhǎng)度電抗為0.380.38/km，變壓器短路電壓百，變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)為4.5

30、%。解：解：(1) 畫出相應(yīng)的等值電路，如圖畫出相應(yīng)的等值電路，如圖3-5所示；所示；圖圖 3-5 例例3-1的短路等效電路圖的短路等效電路圖（2）選取基準(zhǔn)容量，一般?。┻x取基準(zhǔn)容量，一般取Sj=100MVA ，Uj1= 10.5kV, Uj2= 0.4kV,得得 （3 3）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值： kAkVMVAUSIcdd50. 55 .103100311kAkVMVAUSIcdd1444 . 031003222 . 0500100*MVAMVASSXocds3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值： 2）

31、電力線路的電抗標(biāo)幺值：）電力線路的電抗標(biāo)幺值： 72. 1)5 .10(100538. 0220*CdWLUSlXX5 . 4100010010001005 . 4100%*NdkTSSUX（4 4）求）求k-1k-1點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量202）三相短路電流周期分量有效值：）三相短路電流周期分量有效值： 1 1）總電抗標(biāo)幺值：）總電抗標(biāo)幺值： 92. 172. 12 . 0*2*1*)1(XXXkkAXIIkdk86. 292. 15 . 5*)1(113 3）各三相短路電流：）各三相短路電流： kAIIIk86. 21 kAIsh32. 4

32、86. 251. 1kAish29. 786. 255. 24) 三相短路容量：三相短路容量： MVAXSSkdk08.5292. 1100*)1()3(12）三相短路電流周期分量有效值：）三相短路電流周期分量有效值： 3）各三相短路電流：）各三相短路電流： 4) 4) 三相短路容量：三相短路容量： （5）求）求k-2點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)幺值：）總電抗標(biāo)幺值： 17. 425 . 472. 12 . 0/*4*3*2*1*)2(XXXXXkkAXIIkdk53.3417. 4144*)2(22kAIIIk53.341 kAIsh6

33、 .3753.3409. 1kAish5 .6353.3484. 1MVAXSSkdk98.2317. 4100*)2()3(2l23.9823.98l63.563.5l37.637.6l34.5334.53l34.5334.53l34.5334.53lk-2k-2點(diǎn)點(diǎn)l52.0852.08l7.297.29l4.324.32l2.862.86l2.862.86l2.862.86lk-1k-1點(diǎn)點(diǎn)l三相短路容三相短路容量（量（MVAMVA）l三相短路電流（三相短路電流（kAkA）l短路計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn)點(diǎn)kI IshIshikSI表表3-2 3-2 例例3-13-1短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算結(jié)果第四節(jié)

34、低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算一、低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn) shkshkXRek1shl kV以下的低壓配電網(wǎng)中短路電流計(jì)算具有以下的特點(diǎn)：1)配電變壓器一次側(cè)可以作為無(wú)窮大功率電源供電來(lái)考慮。2) 低壓配電網(wǎng)中電氣元件的電阻值較大，電抗值較小，當(dāng)XR3時(shí)才計(jì)算X的影響。因X=R3時(shí)，用R代替Z，誤差5.4%，在工程允許范圍內(nèi)。3)低壓配電網(wǎng)電氣元件的電阻多以m計(jì)，因而用有名值比較方便。4)因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，值在11.3范圍?？赏ㄟ^(guò)求出XR比值后在圖3-8中的曲線查出，也可按下式直接計(jì)算圖3-8 二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計(jì)算二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計(jì)算 1 1高壓側(cè)系統(tǒng)

35、的阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗SS0.995XZSS0.1RX2 2配電變壓器的阻抗配電變壓器的阻抗應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗（單位均為應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗（單位均為 ）有）有 m歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算：歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算： 歸算到低壓側(cè)的歸算到低壓側(cè)的變壓器變壓器阻抗可按下式計(jì)算：阻抗可按下式計(jì)算： 23avS(3)k10UZS2TN2T2NTNCuTSUPRTN2T2N00kT100SUuZ變壓器的電抗 2T2TTRZX變壓器電阻 變壓器阻抗 母線的電阻 3 3母線的阻抗母線的阻抗3M10AlR 水平排列的平放矩形母線，每相母線的電抗bDlXavM4lg145. 0lX1

36、7. 0MlX13. 0M在工程實(shí)用計(jì)算中，母線的電抗亦可采用以下近似公式計(jì)算： 母線截面積在500 mm2以下時(shí) 母線截面積在500 mm2以上時(shí) 4.電流互感器一次線圈的阻抗、低壓斷路器過(guò)流線圈的阻抗以及刀開(kāi)關(guān)和低電流互感器一次線圈的阻抗、低壓斷路器過(guò)流線圈的阻抗以及刀開(kāi)關(guān)和低壓斷路器的觸頭接觸電阻壓斷路器的觸頭接觸電阻通常由制造廠家提供，計(jì)算時(shí)可參考相應(yīng)的產(chǎn)品手冊(cè)。三、低壓配電網(wǎng)的短路計(jì)算三、低壓配電網(wǎng)的短路計(jì)算 三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流 (3)avZ223 ()UIRX圖3-9 三相系統(tǒng)中只有A、C兩相裝設(shè)電流互感器 )( 322av)3(BZXRUI2TA2TAav(3)BCZ(3)ABZ)2()2(XXRRUII校驗(yàn)低壓斷路器的最大短路容量時(shí)要用沒(méi)有裝設(shè)電流互感器那一相（如B相）的短路電流 校驗(yàn)電流互感器的穩(wěn)