1、第七章第七章 电力系统的短路计算电力系统的短路计算v第一节第一节 电力系统的短路故障电力系统的短路故障v第三节第三节 无限大功率电源供电网络的三相短路无限大功率电源供电网络的三相短路v第四节第四节 网络简化与转移电抗的计算网络简化与转移电抗的计算v第五节第五节 有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算v第七节第七节 电力系统各序网络的建立电力系统各序网络的建立v第八节第八节 电力系统不对称短路的计算电力系统不对称短路的计算v第六节第六节 电力系统各元件的负序与零序参数电力系统各元件的负序与零序参数 v第二节第二节 标么制标么制第一节第一节 电力系统的
2、短路故障电力系统的短路故障u 短路：电力系统中一切不正常的相与相之间或短路：电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。相与地之间发生通路的情况。v一、短路的原因及其后果一、短路的原因及其后果v二、短路的类型二、短路的类型v三、短路计算的目的和简化假设三、短路计算的目的和简化假设一、短路的原因及其后果一、短路的原因及其后果u 短路的原因短路的原因(1) 电气设备及载流导体因绝缘老化，或遭受机械损伤，或因电气设备及载流导体因绝缘老化，或遭受机械损伤，或因雷击、过电压引起雷击、过电压引起绝缘损坏绝缘损坏；(2) 架空线路因大风或导线履冰引起架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌电杆倒
3、塌等，或因鸟兽跨等，或因鸟兽跨接裸露导体等；接裸露导体等；(3) 电气设备因设计、安装及维护不良所致的电气设备因设计、安装及维护不良所致的设备缺陷设备缺陷引发的引发的短路；短路；(4) 运行人员违反安全操作规程而运行人员违反安全操作规程而误操作误操作，如带负荷拉隔离开，如带负荷拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。关，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。 u 短路的后果：短路的后果：电气设备电气设备发热发热急剧增加，时间较长时设备过热而损坏甚至烧毁；急剧增加，时间较长时设备过热而损坏甚至烧毁；电气设备的导体间产生的电气设备的导体间产生的电动力电动力，可能使导体变形、扭曲或
4、损坏；，可能使导体变形、扭曲或损坏；系统系统电压电压的大幅度的大幅度下降下降，负荷中异步电动机转矩下降而减速或停，负荷中异步电动机转矩下降而减速或停转，产品报废甚至设备损坏；转，产品报废甚至设备损坏；系统中功率分布的突然变化，并列运行的系统中功率分布的突然变化，并列运行的发电厂失同步发电厂失同步，破坏系破坏系统的稳定性统的稳定性，造成大面积停电。这是短路所导致的最严重的后果；，造成大面积停电。这是短路所导致的最严重的后果；在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对称短路时会产生的在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对称短路时会产生的不不平衡交变磁场平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触
5、发系统，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。及自动控制系统产生干扰。k(3)u 不对称短路不对称短路 ：两相短路两相短路： 单相接地短路单相接地短路： 两相短路接地两相短路接地：k(2)k(1)k(1, 1)u 相间短路与接地短路相间短路与接地短路 ：相间短路：三相短路、两相短路相间短路：三相短路、两相短路接地短路：单相接地短路、两相短路接地接地短路：单相接地短路、两相短路接地二、短路的类型二、短路的类型u 对称短路对称短路 三相短路三相短路 三相电流和电压仍是对称的三相电流和电压仍是对称的三、短路计算的目的和简化假设三、短路计算的目的和简化假设v 计算短路电流的
6、主要目的计算短路电流的主要目的为为选择和校验选择和校验各种电气设备的各种电气设备的机械稳定性和热稳定性机械稳定性和热稳定性提提供依据，为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械稳供依据，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；定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性；为为设计和选择设计和选择发电厂和变电所的发电厂和变电所的电气主接线电气主接线提供必要的提供必要的数据；数据；为为合理配置合理配置电力系统中各种电力系统中各种继电保护和自动装置继电保护和自动装置并正确并正确整定其参数提供可靠的依据。整定其参数提供可靠的依据。v 简化假设简化假设I
7、.负荷用负荷用恒定电抗恒定电抗表示或略去不计；表示或略去不计；II.认为系统中各认为系统中各元件参数恒定元件参数恒定，在高压网络中不计元件，在高压网络中不计元件的电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系的电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系统中各发电机的统中各发电机的电势同相位电势同相位，从而避免了复数的运算；，从而避免了复数的运算；III.系统除不对称故障处出现系统除不对称故障处出现局部不对称局部不对称外，其余部分是外，其余部分是三相对称的。三相对称的。第二节第二节 标幺制标幺制v一、标幺值一、标幺值v二、基准值的选择二、基准值的选择v三、不同基准值的标幺值间的换算三、不同基准值
8、的标幺值间的换算 v四、变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算四、变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算v五、使用标幺制的优点五、使用标幺制的优点 所谓标幺制，就是把各个物理量用标幺值来表示的所谓标幺制，就是把各个物理量用标幺值来表示的一种运算方法。其一种运算方法。其中标幺值可定义为物理量的实际值中标幺值可定义为物理量的实际值(有名值有名值)与所选定的基准值间的比值与所选定的基准值间的比值，即，即 由于相比的两个值具有相同的单位，因而标幺值没有单由于相比的两个值具有相同的单位，因而标幺值没有单位。位。 与实际值同单位基准值任意单位实际值标幺值 (7-1) 一、标幺值一、标幺值 对于阻抗、电压、
9、电流和功率等物理量，如选定对于阻抗、电压、电流和功率等物理量，如选定Zd、Ud、Id、Sd为各量的基准值，则其标幺值分别为为各量的基准值，则其标幺值分别为式中，下标注式中，下标注“*”者为标幺值；下标注者为标幺值；下标注“d”者为基准者为基准值，无下标者为有名值。值，无下标者为有名值。 */ )(/ )(/jQPSjQPSSSIIIUUUjXRZjXRZZZdddddd(7-2) 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。从功率方程式和电路的欧姆定律。二、基准值的选择二、基准值的选择 如选定各量
10、的基准值满足下列关系如选定各量的基准值满足下列关系 ： 将式将式(7-3)与与(7-4)相除后得：相除后得：33ddddddSU IUZ I(7-4) * * *SU IUZ I(7-5) 在标幺制中，三相电路计算公式与在标幺制中，三相电路计算公式与单相电路的计算公式完全相同。单相电路的计算公式完全相同。33SUIUZI(7-3) 工程计算中，通常选定工程计算中，通常选定功率基准值功率基准值Sd和和电压基准值电压基准值Ud，这时，电流和阻抗的基准值分别为：这时，电流和阻抗的基准值分别为： 其标幺值则分别为：其标幺值则分别为：233ddddddddSIUUUZSI(7-6) (7-7) XUSj
11、RUSjXRZjXRZISUIIIdddddddd22*3 应用标幺值计算，最后还需将所得结果换算成有名应用标幺值计算，最后还需将所得结果换算成有名值，其换算公式为：值，其换算公式为： (7-8) dddddddSSSSUjXRZUSIIIIUUU*2*)(3u先将各自以额定值作基准值的标幺值还原为有名值，例先将各自以额定值作基准值的标幺值还原为有名值，例如，对于电抗，按式如，对于电抗，按式(7-8)得：得：u在选定了电压和功率的基准值在选定了电压和功率的基准值Ud和和Sd后，则以此为基准后，则以此为基准的电抗标幺值为：的电抗标幺值为： 发电机铭牌上一般给出额定电压发电机铭牌上一般给出额定电压
12、UN，额定功率，额定功率SN及以及以UN、SN为基准值的电抗标幺值为基准值的电抗标幺值X(N)*。三、不同基准值的标幺值间的换算三、不同基准值的标幺值间的换算 NNNSUXX2*)()(7-9)22*)(2)(*ddNNNdddUSSUXUSXX 变压器通常给出变压器通常给出UN、SN及短路电压及短路电压Uk的百分值的百分值Uk%，以，以UN和和SN为基准值的变压器电抗标幺值即为：为基准值的变压器电抗标幺值即为： 这样，在统一基准值下变压器阻抗的标幺值即可这样，在统一基准值下变压器阻抗的标幺值即可依式依式(7-9)求得：求得： ()*%100kT NUX(7-10)2( )*2%100kNdT
13、 dNdUUSXSU 电力系统中常采用电抗器以限制短路电流。电抗器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通常给出其额定电压UN、额定电流、额定电流IN及电抗百分值及电抗百分值XR%，电抗百分值与其标幺值之间的关系为：，电抗百分值与其标幺值之间的关系为： 电抗器在统一基准下的电抗标幺值可写成：电抗器在统一基准下的电抗标幺值可写成： 输电线路的电抗，通常给出每公里欧姆值，可用下输电线路的电抗，通常给出每公里欧姆值，可用下式换算为统一基准值下的标幺值：式换算为统一基准值下的标幺值： ()*%100RR NXX( )*2%1003NdRR ddNUSXXUI(7-12)2*)(
14、ddLdLdLUSXZXX方法方法1：当用标幺值计算时，需当用标幺值计算时，需将磁耦合电路变换为只有电的直接联系的电路将磁耦合电路变换为只有电的直接联系的电路。现选一个电压级作为基本级现选一个电压级作为基本级(或基本段或基本段)， 将不同电压级中各元件的参数全部归算至基本电压级，将不同电压级中各元件的参数全部归算至基本电压级，然后选取统一的功率基准值和电压基准值，将各元件参数的有名值换然后选取统一的功率基准值和电压基准值，将各元件参数的有名值换算为标幺值。算为标幺值。 图图7-1 具有三段不同电压级的电力系统具有三段不同电压级的电力系统IIIIIIG22KT11KT1 10 0. .5 5/
15、/1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLC四、变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算四、变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算(1)通常使用的方法是通常使用的方法是先确定基本级和基本级的基准电压先确定基本级和基本级的基准电压，(2)为消除等值电路中的理想变压器而建立直接电的联系，需按照各电压级为消除等值电路中的理想变压器而建立直接电的联系，需按照各电压级与基本级相联系的变压器的变化，确定其余各电压级的电压基准值；与基本级相联系的变压器的变化，确定其余各电压级的电压基准值；(3)再按全网统一的功率基准值再按全网统一的功率基准值和和各级电压的电压基准
16、值计算各级电压的电压基准值计算网络各元件的网络各元件的电抗标幺值。电抗标幺值。 在实际使用中，根据变压器变比是按实际变比或按近似变比在实际使用中，根据变压器变比是按实际变比或按近似变比(变压器变压器两侧平均额定电压之比两侧平均额定电压之比)，分为，分为准确计算法准确计算法及及近似计算法近似计算法。 实际使用的方法实际使用的方法IIIIIIG22KT11KT1 10 0. .5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLC假定选第假定选第I段为基本段，其余两段的电压基准值均段为基本段，其余两段的电压基准值均通过变压通过变压器的实际变比计算器的实
17、际变比计算。一般地、在有。一般地、在有n台变压器的网络中，台变压器的网络中，任一段基准电压可按下式确定：任一段基准电压可按下式确定：式中，式中，Ud基本段中选定的基准电压；基本段中选定的基准电压；Ud(n)待确定段的待确定段的基准电压；基准电压； ndndKKKUU21)(1(7-13) 1准确计算法准确计算法(变压器用实际变比变压器用实际变比)IIIIIIG22KT11KT1 10 0. .5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLC 对图对图7-1所示系统，第所示系统，第II段和第段和第III段的基准电压段的基准电压分别为：分别为：
18、1217.26kVkVdIIdIdIdIIdIdI1 1dIIIdIdIdIIIdIdI12121111U= U= UU= U= UK10.5/121K10.5/1211111U= U= UU= U= UK K K10.5/121K10.5/121110/6.6110/6.6Note:各不同电压段的基准电压和基准电流不各不同电压段的基准电压和基准电流不同，但各段的基准功率则相同。同，但各段的基准功率则相同。IIIIIIG22KT11KT1 10 0. .5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLCdIdIU=10.5kVU=10.5kV(
19、1)准确计算法采用的是变压器实际变比，故计算结果准确计算法采用的是变压器实际变比，故计算结果是准确的。是准确的。(2)但当网络中变压器较多时，计算各段基准电压较复但当网络中变压器较多时，计算各段基准电压较复杂。杂。(3)实际计算时，希望基准电压接近额定电压，标么值实际计算时，希望基准电压接近额定电压，标么值可清晰反映实际电压质量。可清晰反映实际电压质量。但此方法不行但此方法不行(4) 由于变压器实际变比与两侧网络额定变比的差异，由于变压器实际变比与两侧网络额定变比的差异，在闭式电力网计算中会有困难。在闭式电力网计算中会有困难。采用准确计算法的特点与困难采用准确计算法的特点与困难所以，多级电压网
20、络中标么值的计算要采用近似计算法所以，多级电压网络中标么值的计算要采用近似计算法u网络的平均额定电压网络的平均额定电压:为了简化计算，取同一电压级的为了简化计算，取同一电压级的各元件最高额定电压与最低额定电压的平均值，记为各元件最高额定电压与最低额定电压的平均值，记为“Uav”。u将由变压器联系的两侧额定电压用网络的平均额定电将由变压器联系的两侧额定电压用网络的平均额定电压代替，变压器的压代替，变压器的实际变比实际变比就可以就可以用变压器两侧网络的用变压器两侧网络的平均额定电压之比来代替平均额定电压之比来代替，即所谓的近似计算法。，即所谓的近似计算法。2近似计算法近似计算法(变比用平均额定电压
21、之比变比用平均额定电压之比)我国不同电压等级相应的平均额定电压：我国不同电压等级相应的平均额定电压：u电网额定电压电网额定电压/kV ：3，6，10，35，110，220，330，500u电网的平均额定电压电网的平均额定电压/kV：3.15，6.3，10.5，37，115，230，345，525 平均额定电压约比相应电压级的额定电压值平均额定电压约比相应电压级的额定电压值高高5%。根据近似计算法，图根据近似计算法，图7-1中变压器中变压器T1的变比就可以用它所的变比就可以用它所联系两侧的平均额定电压之比，即近似变比联系两侧的平均额定电压之比，即近似变比10.5/115代替代替实际的变比实际的变
22、比10.5/121。电网平均额定电压电网平均额定电压IIIIIIG22KT11KT1 10 0. .5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLC 仍以图仍以图7-1为例，若选定为例，若选定第第I段的电压基准值为该段段的电压基准值为该段的平均额定电压的平均额定电压Ud1=10.5kV，则，则u 各段的基准电压就直接等于该段网络的平均额定电压各段的基准电压就直接等于该段网络的平均额定电压。 u 计算时，各元件的额定电压一律用该元件所在段网络的计算时，各元件的额定电压一律用该元件所在段网络的平均额定电压平均额定电压u 例外：电抗器例外：电抗器。
23、因为在某些情况下，额定电压为。因为在某些情况下，额定电压为10kV的的电抗器亦可能用于电抗器亦可能用于6kV的网络。这时，如用网络的平均的网络。这时，如用网络的平均额定电压来计算其电抗标幺值，将带来很大的误差。额定电压来计算其电抗标幺值，将带来很大的误差。dIIdIII11U= 10.5= 115kV,U= 10.5= 6.3kV10.511510.5/1151156.3IIIIIIG22KT11KT1 10 0. .5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLCu准确计算法及近似计算法的电抗标幺值计算公式准确计算法及近似计算法的电抗标幺值
24、计算公式注：注：如发电机电抗以百分值给出，则公式中的如发电机电抗以百分值给出，则公式中的XG(N)用用XG%/100代入；代入； 公式中的公式中的Ud或或Uav均为各元件所在段的值。均为各元件所在段的值。 表表7-2 7-2 电力系统各元件电抗标幺值计算公式电力系统各元件电抗标幺值计算公式 2)(2)(*)(*ddNGNGNGGUSSUXX)(*)(*NGdNGGSSXX)(*)(*NTdNTTSSXX2*ddLLUSXX2*avdLLUSXX准确计算法准确计算法(变压器用实际变比变压器用实际变比)近似计算法近似计算法(变压器用近似变比变压器用近似变比)发电机发电机变压器变压器电抗器电抗器 输
25、电线输电线 2()*2()%100T NkdTT NdUUSXSU()*2()%1003R NdRRdR NUSUXUI()*2()%1003R NdRRavR NUSXXUIu例例7-1：对下图的输电系统，试分别用准确计算法及：对下图的输电系统，试分别用准确计算法及近似计算法计算等值网络中各元件的标幺值及发电机电近似计算法计算等值网络中各元件的标幺值及发电机电势的标幺值势的标幺值。 (a)图图7-2 具有三段不同电压的系统具有三段不同电压的系统(a)电路图电路图 (b)等值电路等值电路(b) 解：解： 取第取第I段电路为基本段段电路为基本段 1准确计算法准确计算法 先选基准值，取基准功率先选
26、基准值，取基准功率Sd=100MVA，第，第I段的基准电段的基准电压压Ud=10.5kV。其余两段的基准电压为：。其余两段的基准电压为： 1121110.5121kV10.5 /1211110.57.26kV10.51101216.6dIIdIdIIIdIUUkVKUUkVK K87. 05 .10100305 .1026. 022212*)(*1ddNNNGUSSUXX发电机：发电机：变压器变压器T1： 33. 05 .101005 .315 .101005 .102221)( 12)( 1*)( 1*2ddNTNTNTUSSUXX6kV等级等级IIIIIIG22KT11KT1 10 0.
27、.5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLC各元件电抗的标幺值分别为：各元件电抗的标幺值分别为：输电线路：输电线路： 22. 0121100804 . 022*3dIIdLUSXX变压器变压器T2 ：58. 0121100151101005 .10222)(22)(2)*(2*4dIIdNTNTNTUSSUXX电抗器电抗器 ：09. 126. 71003 . 0361005322)()()*(*5dIIIdNRNRNRUSIUXX电缆线电缆线 ：38. 026. 71005 . 208. 022)(*6dIIdcLUSXX发电机电势：发
28、电机电势： 05. 15 .1011*dIUEE系统各元件用标幺值表示的等值电路示于图系统各元件用标幺值表示的等值电路示于图7-2(b)。 IIIIIIG22KT11KT1 10 0. .5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLC 2近似计算法近似计算法 取值取值Sd=100MVA，各段的基准电压为各段的平均额定，各段的基准电压为各段的平均额定电压，即，电压，即，Uav1=10.5kV；UavII=115kV；UavIII=6.3kV。各元件电抗的标幺值为：各元件电抗的标幺值为：变压器变压器T2 ：输电线路输电线路 ：发电机：发电机：变
29、压器变压器T1 ：87. 03010026. 0*)(*1NdNGSSXX33. 05 .311001005 .10)( 1*)( 1*2NTdNTSSXX24. 0115100804 . 022*3avIIdLUSXX7 . 0151001005 .10)(2)*(2*4NTdNTSSXX电抗器：电抗器： 455. 13 . 61003 . 0361005322)()()*(*5avIIdNRNRNRUSIUXX电缆线：电缆线： 504. 03 . 61005 . 208. 022)(*6avIIIdcLUSXX发电机电势：发电机电势： 05. 15 .10111*avUEE 概括起来说，采
30、用标幺值有如下优点：概括起来说，采用标幺值有如下优点：u 使计算大为简化。使计算大为简化。u 某些非电的物理量，当用标幺值表示时，可与另一某些非电的物理量，当用标幺值表示时，可与另一 物理量相等。物理量相等。u 易于比较各种电气设备的特性及参数。易于比较各种电气设备的特性及参数。u 便于对计算结果作出分析及判断。便于对计算结果作出分析及判断。五、使用标幺制的优点五、使用标幺制的优点第三节第三节 无限大功率电源供电网络的三相短路无限大功率电源供电网络的三相短路u无限大功率电源无限大功率电源：容量无限大，内阻抗为零。：容量无限大，内阻抗为零。端电压保持恒定。短路计算中，当电源内阻抗不超端电压保持恒
31、定。短路计算中，当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的过短路回路总阻抗的5%10%时，就可以近似认为时，就可以近似认为此电源为无限大功率电源。此电源为无限大功率电源。v一、短路暂态过程分析一、短路暂态过程分析v二、短路冲击电流和最大有效值电流二、短路冲击电流和最大有效值电流v三、短路功率（短路容量）三、短路功率（短路容量）v四、无限大功率系统的短路电流计算四、无限大功率系统的短路电流计算一、短路暂态过程分析一、短路暂态过程分析图图7-3 无限大功率电源供电的三相正常电路无限大功率电源供电的三相正常电路图7-图7-3无限大功率电源供电的三相对称短路(a)+)sin(tUum222)()(LLRRUI
32、mm一、短路暂态过程分析一、短路暂态过程分析0sin()miIt0()LLarctgRR图图7-3(c) 故障前单相等值电路故障前单相等值电路i图图7-3 无限大功率电源供电的三相正常电路无限大功率电源供电的三相正常电路u 短路前：短路前：)sin(tURidtdiLmaa非周期分量非周期分量inp：aTtnpAeiTa L / R短路全电流表达式短路全电流表达式 ：/sin()t TaapnppmiiiItAeu 设在设在t = 0秒发生三相短路秒发生三相短路时的微分方程时的微分方程22)(/LRUImpmLarctgRsin()sin()mppmUitItZ其解为：其解为：周期分量周期分量
33、ip：图7-图图7-3无限大功率电源供电的三相对称短路无限大功率电源供电的三相对称短路(a)图图7-37-3（b b）故障后单相等值电路）故障后单相等值电路u 短路前后瞬间电感中电流不能突变，故有：短路前后瞬间电感中电流不能突变，故有：0sin()sin()mpmIIA00sin()sin()npmpmAiIIu a相短路电流相短路电流/0sin()sin()sin()t TaapmmpmiItIIe图7- 短路电流波形图（a相）图7-5 短路电流波形图（a相）图7-4 a相电流向量图图7-a相电流向量图二、短路冲击电流和最大有效值电流二、短路冲击电流和最大有效值电流u 短路冲击电流短路冲击电
34、流ish短路电流最大可能的瞬时值短路电流最大可能的瞬时值/0sin()sin()sin()t TaapmmpmiItIIeu 出现条件出现条件: 90 短路前空载（短路前空载（Im=0） 合闸角合闸角=0atTapmpm iItIecos 故故有有: :图7-非周期分量最大时短路电流波形图图7-非周期分量最大时短路电流波形图6图7-4 a相电流向量图图7-a相电流向量图当当t0.01s时出现最大值：时出现最大值：pmshpmTTpmpmshIKIeeIIiaa)1 (01. 001. 0u冲击系数冲击系数Ksh:aTsheK01.01且有：且有： 1Ksh2工程计算时：工程计算时：在在发电机电
35、压母线发电机电压母线短路，取短路，取Ksh=1.9；在在发电厂高压侧母线发电厂高压侧母线或或发电机出线电抗器后发电机出线电抗器后发生短路时，发生短路时，Ksh=1.85；在在其他地点其他地点短路时，短路时，Ksh=1.8uish用途用途：校验电气设备和载流导体在短路时的校验电气设备和载流导体在短路时的动稳定动稳定。u 最大有效值电流最大有效值电流Ish短路全电流的最大短路全电流的最大有效值有效值u短路全电流的有效值短路全电流的有效值It ：是指以：是指以 t 时刻为中心时刻为中心的一周期内短路全电流瞬时值的均方根值，的一周期内短路全电流瞬时值的均方根值，即即:2 2 22 2 2)(11TtT
36、tnptptTtTtttdtiiTdtiTI22 nptpttIII简化，近似得u短路全电流的最大有效值短路全电流的最大有效值Ish ：出现在短路后：出现在短路后的第一周期内，又称为的第一周期内，又称为冲击电流的有效值冲击电流的有效值。pshnptpnptpmshIKiIiIi22)01. 0(2) 1( stnppshnptIIKi因此222) 1(212) 1( shppshpshKIIKII故有当当Ksh=1.9时，时，Ish=1.62Ip；Ksh=1.8时，时，Ish=1.51Ip。uIsh用途用途 ：校验电气设备的：校验电气设备的断流能力断流能力或或耐力强度耐力强度。三、短路功率（短
37、路容量）三、短路功率（短路容量）tavtIUS3*33 tdtdavtavdttIIIIUIUSSS用标么值表示：u 短路功率短路功率等于短路电流有效值乘以短路处的等于短路电流有效值乘以短路处的正常工作电压（一般用平均额定电压），即正常工作电压（一般用平均额定电压），即u 当假设基准电压等于正常工作电压时，短路功率当假设基准电压等于正常工作电压时，短路功率的标幺值与短路电流的标幺值相等。因此的标幺值与短路电流的标幺值相等。因此u 短路功率的短路功率的含义含义：一方面开关要能切断这样大的：一方面开关要能切断这样大的短路电流；另一方面，在开关断流时，其触头应短路电流；另一方面，在开关断流时，其触头
38、应能经受住工作电压的作用。能经受住工作电压的作用。u 短路功率只是一个定义的计算量，而不是测量量。短路功率只是一个定义的计算量，而不是测量量。ttdSIS四、无限大功率系统的短路电流计算四、无限大功率系统的短路电流计算*1XXUIp* dppdIII IX*dpdSSI SXu 取平均额定电压进行计算，则系取平均额定电压进行计算，则系统的端电压统的端电压U=Uav，若选取，若选取Ud=Uav，则无限大功率系统的端电压的标幺则无限大功率系统的端电压的标幺值，为值，为1.0:图7-无限大功率系统短路电流计算示意图图7-7 无限大功率系统短路电流计算示意图u短路电流标么值短路电流标么值:u短路电流有
39、名值短路电流有名值:u短路功率短路功率:u 例例7-2 某变压器由无限大功率电源供电，如图所示，当在某变压器由无限大功率电源供电，如图所示，当在k点发生点发生三相短路时，试计算短路电流的周期分量，冲击电流及短路功率（取三相短路时，试计算短路电流的周期分量，冲击电流及短路功率（取Ksh=1.8）。）。例7-2的系统图151. 0115100504 . 02*LX525. 0201001005 .10*TX676. 0525. 0151. 0*TLXXX1115115*dUUUE*11002.310.676337dpIIkAX21.8 22.315.88shshpmshpiK IKIkA*1001480.676dSSMV AX解：解： 取取Sd=100MVA, Ud=Uav。计算各元件电抗标幺值。计算各元件电抗标幺值。变压器变压器 电源至短路点的总电抗为电源至短路点的总电抗为无限大功率电源无限大功率电源短路电流周期分量的有名值为短路电流周期分量的有名值为冲击电流为冲击电流为短路功率为短路功率为线路线路 ？电压？电压？电压？电压
