1、内容提要：内容提要：本章概述短路电流的计算。本章概述短路电流的计算。无限大容量电源系统供电时无限大容量电源系统供电时短路过程的分析短路过程的分析和无限大容量电源条件和无限大容量电源条件下下短路电流的计算短路电流的计算方法；低压配电网中短路电流的计算；不对称短方法；低压配电网中短路电流的计算；不对称短路电流的计算方法；感应电动机对短路电流的影响；供电系统中路电流的计算方法；感应电动机对短路电流的影响；供电系统中电电气设备的选择与校验气设备的选择与校验。第一节第一节 概述概述第二节第二节 无限大容量电源系统供电时短路过程的分析无限大容量电源系统供电时短路过程的分析第三节第三节 无限大容量电源无限大
2、容量电源条件下短路电流的计算方法条件下短路电流的计算方法第四节第四节 低压配电网中短路电流的计算低压配电网中短路电流的计算 第五节第五节 不对称短路电流的计算方法不对称短路电流的计算方法 第六节第六节 感应电动机对短路电流的影响感应电动机对短路电流的影响第七节第七节 供电系统中电气设备的选择与校验供电系统中电气设备的选择与校验第一节第一节 概述概述 一、短路的含义一、短路的含义短路短路：供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触,并产生超并产生超 出规定值的大电流。出规定值的大电流。即不同电位的导电部分之间的即不同电位的导电部分之间的低阻性短接低阻性短
3、接。二、短路发生的原因二、短路发生的原因1.主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏2.违反操作规程而发生误操作违反操作规程而发生误操作 约占故障总数的约占故障总数的704.鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或咬坏鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或咬坏 设备导线电缆的绝缘。设备导线电缆的绝缘。3.雷击或过电压击穿雷击或过电压击穿三、短路的后果三、短路的后果短路电流很大短路电流很大，可达几万安甚至几十万安。，可达几万安甚至几十万安。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短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元
4、件和短路 电路中的其他元件损坏。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。短路时电压要骤降，严重影响电气设备的正常运行。3.短路时要造成停电，而且越靠近电源，停电范围越大，给国民经济短路时要造成停电，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。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，可使并列运行的发电机严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机失去同步，造成系统解列。失去同步，造成系统解列。5.单相短路，其电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线单相短路，其电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路、电
5、子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。路、电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。四、短路的类型四、短路的类型三相短路三相短路负荷a)电源0CBA(3)k(3)k.AI(3)k.BI(3)k.CI(3)k.AI(3)k.BI(3)k.CI(2)k.AI(2)k.BIb)电源0CBA负荷(2)k两相短路两相短路(2)k.AI(2)k.BI负荷0c)Ck(1)电源BA单相单相(接地接地)短路短路(1)kI负荷0d)NCk(1)电源BA单相短路单相短路(1)kIe)C0电源ABk负荷(1,1)两相接地短路两相接地短路(1,1)kIf)CA0电源B负荷(1,1)k k两
6、相接地短路两相接地短路(1,1)kI三相短路三相短路)3(K两相短路两相短路单相短路单相短路两相接地短路两相接地短路)2(K)1(K)1,1(K对称短路对称短路不对称短路不对称短路表示方法：表示方法：3.校验电气设备及载流导体的力稳定和热稳定校验电气设备及载流导体的力稳定和热稳定，就要用到短路冲击电，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量；但对瞬时动作的低压断路器，则需用流、稳态短路电流及短路容量；但对瞬时动作的低压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。冲击电流有效值来进行其动稳定校验。五、计算短路电流的目的1.为了为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装选择
7、和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置置，需要计算三相短路电流；，需要计算三相短路电流；2.在在校验继电保护装置的灵敏度校验继电保护装置的灵敏度时还需计算不对称短路的短路电流值；时还需计算不对称短路的短路电流值；第二节第二节 无限大容量电源系统供电时短路过程无限大容量电源系统供电时短路过程的分析的分析一、一、无限大容量电源无限大容量电源是指内阻抗为零的电源。是指内阻抗为零的电源。即其容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供即其容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力
8、系统变电所馈电母线上的的电压电压能基本维持不变。能基本维持不变。当电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的当电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的510，或电力系统容量超过用户供电系统容量或电力系统容量超过用户供电系统容量 的的50倍时，可将电力系倍时，可将电力系统视为无限大容量供电系统。统视为无限大容量供电系统。对一般工厂供电系统来说，对一般工厂供电系统来说，电力系统电力系统可视为无限大容量电源。可视为无限大容量电源。二、短路过程的简单分析二、短路过程的简单分析线路L，R负载L，RU1.单线供电图单线供电图2.三相等值电路三相等值电路UcUaUb,llLR,llLR,llLR,LR,L
9、R,LR（一）正常情况下的电路分析（一）正常情况下的电路分析)t(Uu)t(Uu)t(Uumcmbma240sin120sinsin三相电源电压为三相电源电压为假设电源容量很大，无论线路发生任何变化，电源电压保持不变。假设电源容量很大，无论线路发生任何变化，电源电压保持不变。UcUaUb,llLR,llLR,llLR,LR,LR,LRAUBUCU()1L LR RtgZZUmmI 3.单相等值电路（三相对称）用单相表示单相等值电路（三相对称）用单相表示初相角初相角阻抗角阻抗角sin()miItiZRj LZRj Lsin()amuUtUcUaUb,llLR,llLR,llLR,LR,LR,LR
10、（二）（二）三相短路情况下，短路电路的变化规律三相短路情况下，短路电路的变化规律1.三相短路时等值电路三相短路时等值电路 三相短路仍是对称电路。三相短路仍是对称电路。2.过渡过程分析过渡过程分析 (短路暂态过程短路暂态过程)暂态过程暂态过程i ik正常工作状态短路的稳定状态短路的稳定状态ikklklklZRj LZRj Lsin()amuUtikK(3)图33 短路时电流波形图 正常运行状态正常运行状态短路暂态过程短路暂态过程短路稳定状态短路稳定状态短路回路方程为短路回路方程为kdikl kkldtuR iL)sin(tUumsin()kklmklkldiRUkdtLLitikklklklZR
11、j LZRj Lsin()amuUtikK(3)解微分方程得解微分方程得sin()sin()tTfimkltTfiUkklZzmklzfiitceItceii22()klklklZRL1klklLklRtgklklLfiRTC为积分常数，由初为积分常数，由初始条件决定始条件决定短路电流周期分量短路电流周期分量短路电流非周期分量短路电流非周期分量sin0mIitIimsin00sin()|sin()tTfizmkltzmkliItceIc000sinsinmzmklfiiicIIi积分常数积分常数C的确定的确定 a.短路前短路前b.t=0-c.t=0+d.根据根据t=0 时刻电流不能突变原理时刻
12、电流不能突变原理短路全电流中非周期分量的初始值短路全电流中非周期分量的初始值iZRj LZRj Lsin()amuUtikklklklZRj LZRj Lsin()amuUtikK(3)0tTfikzmkfizfiiISintieii（1）无限大容量系统发生三相短路后，经过一个短路暂态）无限大容量系统发生三相短路后，经过一个短路暂态过程，进入短路稳定状态。过程，进入短路稳定状态。（2）在短路暂态过程中短路电流存在短路非周期分量电流）在短路暂态过程中短路电流存在短路非周期分量电流和短路电流周期分量。和短路电流周期分量。（3）短路电流非周期分量是由于短路初始瞬间电流不能突）短路电流非周期分量是由于
13、短路初始瞬间电流不能突变而产生的一个按指数规律衰减的电流，该电流衰减完，变而产生的一个按指数规律衰减的电流，该电流衰减完，短路暂态过程结束而达到短路稳定状态。短路暂态过程结束而达到短路稳定状态。（4）短路电流周期分量是短路后短路回路阻抗突然减小而）短路电流周期分量是短路后短路回路阻抗突然减小而增大很多倍的电流，短路后一直存在，短路暂态过程结束增大很多倍的电流，短路后一直存在，短路暂态过程结束后只有该分量存在。后只有该分量存在。无限大容量系统发生三相短路，短路电流的变化规律：无限大容量系统发生三相短路，短路电流的变化规律：短路前为空载，即短路前为空载，即Im=0，设电路的感抗设电路的感抗X比电阻
14、比电阻R大的多，即短路阻抗角大的多，即短路阻抗角 短路发生于某相电压瞬时值过零值时，即短路发生于某相电压瞬时值过零值时，即t=0时，时，=0 此时此时00costTfikzmfifizmiItIeII 90kl1.最严重短路最严重短路的三相短路的三相短路klzmfi0sinIi0tTfikzmkfiiISintie0sinsinfimzmkliII向量图与波形图向量图与波形图0costTfikzmfiiItIe 0.010.010(1)2TTfifishzmfizmshzmshziIieIek IkI0.010.0111RklTXfiklshkee t=T/2=0.01s 时，短路电流幅值达到
15、最大值时，短路电流幅值达到最大值ish(冲击电流冲击电流)2.冲击电流冲击电流冲击系数冲击系数klklLfiRT 0fizmII对高压供电系统对高压供电系统klklXRZZshshIIki55.22对低压供电系统对低压供电系统zzshshIIki84.12 冲击系数冲击系数 的范围的范围shk假设短路阻抗为纯电感时假设短路阻抗为纯电感时2shk假设短路阻抗为纯电阻时假设短路阻抗为纯电阻时1shkshk的大致范围的大致范围12shk1.8shk1.3shk0.010.0111RklTXfiklshkee 冲击电流的有效值冲击电流的有效值22.0.01shzfi tIIi.0.01(1)2fi t
16、shzikI212(1)shzshIIk所以所以高压系统发生三相短路时，一般可取高压系统发生三相短路时，一般可取1.8shk则则2.551.51shZshZiIII低压系统发生三相短路时，一般可取低压系统发生三相短路时，一般可取1.3shk则则1.841.09shZshZiIII0.010.010(1)2TTfifishzmfizmshzmshziIieIek IkI3.三相短路稳态电流有效值三相短路稳态电流有效值I短路电流非周期分量一般经过短路电流非周期分量一般经过0.2s就衰减完毕。就衰减完毕。短路电流非周期分量衰减完后，短路电流达到稳定状态。这时的短路短路电流非周期分量衰减完后，短路电流
17、达到稳定状态。这时的短路电流成为电流成为短路稳态电流，短路稳态电流，其有效值记为其有效值记为在无限大容量系统中，短路电流周期分量有效值在无限大容量系统中，短路电流周期分量有效值 在短路全过程中在短路全过程中始终是恒定不变的，因此始终是恒定不变的，因此zkIII为表示短路种类为表示短路种类(3)kI(2)kI(1,1)kI(1)kIIzI把短路电流周期分量有效值记为把短路电流周期分量有效值记为kI第三节第三节 无限大电源条件下短路电流的计算方法无限大电源条件下短路电流的计算方法一、短路电流的计算步骤一、短路电流的计算步骤1.绘出计算电路图。绘出计算电路图。2.在计算电路图上，将计算短路电流所需考
18、虑的各元件的额定参数都表示在计算电路图上，将计算短路电流所需考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号。出来，并将各元件依次编号。3.确定短路计算点。确定短路计算点。短路计算点要选择的使需要进行短路校验的电气短路计算点要选择的使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。元件有最大可能的短路电流通过。4.按所选择的短路计算点绘出等效电路图。按所选择的短路计算点绘出等效电路图。5.计算等效电路图中各主要元件的阻抗，并标在等效电路图中。计算等效电路图中各主要元件的阻抗，并标在等效电路图中。6.简化等效电路，求出等效阻抗即总阻抗。简化等效电路，求出等效阻抗即总阻抗。7.计算短路电流
19、和短路容量。计算短路电流和短路容量。NNavUUU05.1211.1 (3)3a vklUkXI22(3)3a vklklUkRXIklZklRklX13klklRXklRklklZX13klklXRklXklklZR二、求短路电流的两个假设二、求短路电流的两个假设假设一：不管短路点发生在何处，在计算短路电流时，均可假定作用于短路点的电压假设一：不管短路点发生在何处，在计算短路电流时，均可假定作用于短路点的电压 是该电压等级线路电压的平均值是该电压等级线路电压的平均值Uav假设二：由电源至短路点之间的短路阻抗假设二：由电源至短路点之间的短路阻抗 应包括电阻应包括电阻 和和 电抗电抗 。计算短路
20、电流时。计算短路电流时在高压系统中：若在高压系统中：若 ,可忽略可忽略 ，在低压系统中，若在低压系统中，若 ,可忽略可忽略 ，线路L，R负载L，RUikklklklZRj LZRj Lsin()amuUtikK(3)K(3)UN（kV）361035110220330500Uav（kV）3.15 6.310.537115230345525常用的各个电压等级的平均额定电压常用的各个电压等级的平均额定电压三、计算短路电流的方法三、计算短路电流的方法有名值法有名值法标么值法标么值法（一）标幺值法（一）标幺值法1.标幺制标幺制定义：各元件的物理量用相对值（小数或分数）表示时定义：各元件的物理量用相对值（
21、小数或分数）表示时 称标幺制。称标幺制。2.标幺值标幺值：任意一个物理量对基准值的比值称为标幺值。：任意一个物理量对基准值的比值称为标幺值。基准值基准值是衡量某个物理量的标准或尺度。是衡量某个物理量的标准或尺度。该量的实际值（任意单位）某量的标么值该量的基准值（与实际值同单位）RMS(root-mean-square)有效值、均方根 p.u.(per unit)标么值选定：选定：基准容量基准容量Sj,基准电压基准电压Uj,基准电流基准电流 Ij 和基准电抗和基准电抗Xj,则电力系统中，容量则电力系统中，容量S，电压，电压U，电流，电流I，电抗，电抗X的标幺值的标幺值 可表示为：可表示为：*jj
22、jjSUSUIXIXSUIX3.注意：注意：“*”表示标幺值，表示标幺值，“j”表示基准值。表示基准值。在三相交流电系统中，成立在三相交流电系统中，成立UISIXU33jjjjSjUjIjUjjjjIUSXXIU3323 只有两个量是独立的只有两个量是独立的3jjjSIU23jjjjjUUXSI故基准值通常选择故基准值通常选择容量容量Sj和和电压电压Uj。*jjjjSUSUIXIXSUIX 基准值是任意选的。基准值是任意选的。一般情况下一般情况下Sj=100MVA Uj=短路点所处的电路平均电压值短路点所处的电路平均电压值Uav 复数量的标么值可分别用其实部和虚部或模数对基准值的复数量的标么值
23、可分别用其实部和虚部或模数对基准值的 标么值标么值来表示来表示 2222szjjjjSSPjQPQ eSRjXZRjXRXeZ 其中*arctan;arctanSZQXPR（二）供电系统中各元件电抗标幺值的计算（二）供电系统中各元件电抗标幺值的计算1.电力线路的电抗标么值电力线路的电抗标么值*020022jjLLjjjjavSSx lXXXx lx lUSUU供电系统经过几级变压，上式仍能适用，证明：供电系统经过几级变压，上式仍能适用，证明：233121222111()()()avavavavavavUUUlllUUUXXX1322131*2111()jjlavjavavavSSXUlllXU
24、UUXXX23jjjjjUUXSI23avjjUXS多级电压的供电系统示意图线路所在处的平均电压1233jjjjjavSSSSUU2.变压器变压器22%*100100()jjkN TkTjN TN TjSSUUUXTXSSUX23%100100N TTN TTN TN TIXSXkUUu23jjjjjUUXSI2%100kN TTN TuUXS2222211231131112112*2113121131%()()()100100%()100100kN TavavkN TavTN TavavN TavjjkN TavkTN TavavN TuUUUuUUXSUUSUSSuUUuXSUUS 3.电
25、抗器电抗器电抗器是用来限制短路电流用的电感线圈电抗器是用来限制短路电流用的电感线圈 给定额定电抗百分数给定额定电抗百分数XLR%3%100N LRNRN LRIXLRUX22222.%*1003%1001003()()()()()jN LRLRLRjN LRjjjN LRN LRLRLN LRN LRN LRjjSUXXLRXIUorSSUUXXSIUUUX23jjjjjUUXSI电抗器所在处的平均电压%1003N LRLRNRN LRUXXI.3N LRN LRN LRSUI232%()1003N LRavLRNRavN LRUUXXUI223222.2%*23100100332%100()
26、()()()()jjN LRN LRLRLRLRjN LRN LRavavjN LRLN LRavSSUUXXXavLRXIIUUavorSUXSUUXU23jjjjjUUXSI4.电源电源 无穷大电源的内阻抗为零无穷大电源的内阻抗为零0*SX 给定电力系统变电所出口断路器的短路容量给定电力系统变电所出口断路器的短路容量(遮断量遮断量)Sk(MVA)，系统阻抗标幺值系统阻抗标幺值22*jjjSskjjkSUUXXSSXS短路点所在处的平均电压2122221233122*323()()avSkavavavavSkavavkjjSavSjkavkUXSUUUUXSUUSSSXUXXSUS 2sSk
27、UXS23jjjjjUUXSI四、求电源至短路点的总电抗四、求电源至短路点的总电抗X*（短路回路总电抗）（短路回路总电抗）求总电抗时，可按电路串、并联关系求。求总电抗时，可按电路串、并联关系求。五、短路参数的计算五、短路参数的计算1.短路电流的计算短路电流的计算1）三相短路电流三相短路电流周期分量有效值周期分量有效值(3)33jzavjkljUjIUIXXklXX*(3)*1zXI*(3)1()zjXII2）其它三相短路电流）其它三相短路电流三相稳态短路电流三相稳态短路电流(3)(3)zII短路电流周期分量有效值的标么值：短路电流周期分量有效值的标么值：短路电流周期分量有效值的有名值：短路电流
28、周期分量有效值的有名值：冲击电流及冲击电流有效值冲击电流及冲击电流有效值高压系统发生三相短路时，一般可取高压系统发生三相短路时，一般可取1.8shk则则(3)(3)2.551.51shzshziIII低压系统发生三相短路时，一般可取低压系统发生三相短路时，一般可取1.3shk则则(3)(3)1.841.09shzshziIII2.三相短路容量的计算三相短路容量的计算*(3)1(3)1(3)*13()3()avzjjXkjXkXU IU ISSSSk（3）短路容量，用来校验所选断路器的断流能力或断开短路容量，用来校验所选断路器的断流能力或断开 容量。容量。3.系统运行方式系统运行方式运行方式运行
29、方式最大运行方式最大运行方式最小运行方式最小运行方式最大运行方式：电源系统中发电机组投运多，双回输电线路及并联变压器最大运行方式：电源系统中发电机组投运多，双回输电线路及并联变压器 均全部运行。此时，整个系统的总的短路阻抗最小，短路均全部运行。此时，整个系统的总的短路阻抗最小，短路 电流最大。电流最大。最小运行方式：电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列，最小运行方式：电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列，一些并联一些并联 变压器为保证处于最佳运行状态也采用分列运行，总的短变压器为保证处于最佳运行状态也采用分列运行，总的短 路阻抗大，短路电流小。路阻抗大，短路电流小。例例3-1 解：解：
30、选定基准值选定基准值取取12100,6.3,0.4jjjSMVAUkVUkV则则11221009.16336.3100144.34330.4jjjjjjSIkAkAUSIkAkAU（2）计算短路回路中各主要元件的电抗标么值）计算短路回路中各主要元件的电抗标么值1）电力系统）电力系统最大运行方式下的系统电抗最大运行方式下的系统电抗1*(3)max1000.5200MjkSXS最小运行方式下的系统电抗最小运行方式下的系统电抗1*(3)min1000.6166.7mjkSXS2）架空线路）架空线路1*201 1221000.4 50.14637avjSXx lU*jskSXS*02jLavSXx l
31、U线路所在处的平均电压3）电力变压器）电力变压器T111%*710031001003.152.222kjNTUSSX4）电缆线路）电缆线路222*100402 26.30.08 10.2javSUXx l 5）电力变压器）电力变压器T222%*5.5100510010015.5kjNTUSSX绘出短路等效电路如图所示绘出短路等效电路如图所示%*100jkN TSUTSX（3）求）求 点的短路回路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点的短路回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）总电抗标么值*1123*1m1m230.50.1462.222.8680.60.1462.222.9
32、68MMXXXXXXXX2）三相短路电流周期分量有效值）三相短路电流周期分量有效值最大运行方式最大运行方式最小运行方式最小运行方式1*1(3)9.1612.8683.197jMIz MXIKA*1(3)11112.9689.163.086mz mjXIIKA*(3)1()zjXII3）其它三相短路电流）其它三相短路电流最大运行方式最大运行方式(3)(3)13.197z MIIKA1(3)(3)1(3)(3)112.552.55 3.1978.1521.511.51 3.1974.827shz Mshz MiIKAIIKA最小运行方式最小运行方式(3)(3)13.086z mIIKA1(3)(3
33、)1(3)(3)112.552.55 3.0867.8691.511.51 3.0864.6shz mshz miIKAIIKA4）三相短路容量）三相短路容量最大运行方式最大运行方式最小运行方式最小运行方式1(3)1100 2.86834.9k MjMSSXMVA 1(3)1100 2.96833.69k mjmSSXMVA*(3)1()kjXSS（4）求）求点的短路回路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点的短路回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）总电抗标么值*212345*2m1m23450.50.1462.220.25.58.5680.60.1462.220.25.
34、58.668MMXXXXXXXXXXXX2）三相短路电流周期分量有效值）三相短路电流周期分量有效值最大运行方式最大运行方式最小运行方式最小运行方式2*2.(3)144.3428.56816.89jMIzMXIKA*2.(3)11228.668144.3416.65mzmjXIIKA3）其它三相短路电流）其它三相短路电流最大运行方式最大运行方式(3)(3)216.89zMIIKA(3)(3)22(3)(3)221.841.84 16.8931.081.091.09 16.8918.41shzMshzMiIKAIIKA最小运行方式最小运行方式(3)(3)216.65zmIIKA(3)(3)22(3
35、)(3)221.841.84 16.6530.641.091.09 16.6518.15shzmshzmiIKAIIKA4）三相短路容量）三相短路容量最大运行方式最大运行方式最小运行方式最小运行方式(3)22100 8.56811.7kMjMSSXMVA 2(3)2100 8.66811.54k mjmSSXMVA 例例2 某供电系统如图所示。已知电力系统出口断路器为某供电系统如图所示。已知电力系统出口断路器为SN10-10II型。试求工厂变电所高压型。试求工厂变电所高压10kV母线上母线上k1点和点和380V母线上母线上k2点短路点短路的三相短路电流和短路容量。的三相短路电流和短路容量。解：
36、解：选定基准值选定基准值取取12100,10.5,0.4jjjSMVAUkVUkV则则11221005.503310.5100144330.4jjjjjjSIkAkAUSIkAkAUG(1)(2)(3)(4)K1K2SN10-10II10kV380V050.38/lkmxkmSL7-1000（2）计算短路回路中各主要元件的电抗标么值）计算短路回路中各主要元件的电抗标么值1）电力系统）电力系统(由附录表由附录表15查得查得SOC=500MV.A)1*(3)100.0.2500.jOCSMV AXSMV A2）架空线路）架空线路*2022100.0.38/51.72(10.5)avjSMV AXx
37、 lkmkmUkV3）电力变压器）电力变压器(由附录表由附录表4查得查得Uk%=4.5)%*4.5100.341001001000.4.5kjNTUSMV ASkV AXX绘出短路等效电路如图所示绘出短路等效电路如图所示K2K110.221.7234.544.5（3）求）求 点的短路回路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点的短路回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）总电抗标么值*1120.2 1.721.92XXX2）三相短路电流周期分量有效值）三相短路电流周期分量有效值1*1(3)5.5011.922.86jIzXIkAK2K110.221.7234.544.53）其它
38、三相短路电流）其它三相短路电流(3)(3)12.86zIIkA1(3)(3)1(3)(3)112.552.55 2.867.921.511.51 2.864.32shzshziIkAkAIIkAkA4）三相短路容量）三相短路容量1(3)1100.1.9252.0.kjSSXMV AMV A（4）求）求点的短路回路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点的短路回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）总电抗标么值*212344.5/0.2 1.722.224.172XXXXX2）三相短路电流周期分量有效值）三相短路电流周期分量有效值2*2(3)14424.1734.53jIkAzX
39、IkA3）其它三相短路电流）其它三相短路电流(3)(3)234.53zIIkA(3)(3)22(3)(3)221.841.84 34.5363.51.091.09 34.5337.6shzshziIkAkAIIkAkA4）三相短路容量）三相短路容量(3)221004.1723.98kjSSXMVAMVA例例3 用有名值法计算例用有名值法计算例2所示供电系统所示供电系统k1点和点和k2点的三相短路电点的三相短路电流和短路容量。流和短路容量。解：解：1.求求 点的三相短路电流和短路容量点的三相短路电流和短路容量1）电力系统的电抗）电力系统的电抗2211(10.5)0.22500.jOCUkVXSM
40、V A2）架空线路）架空线路200.38/51.9Xx lkmkm(由附录表由附录表15查得查得SN10-10II型断路器的断流容量型断路器的断流容量SOC=500MV.A)（1）计算短路回路中各元件的电抗和总电抗）计算短路回路中各元件的电抗和总电抗110.5jUkVG(1)(2)(3)(4)K1K2SN10-10II10kV380V050.38/lkmxkmSL7-10003）绘出）绘出K1短路等效电路如图所示，并计算总电抗如下：短路等效电路如图所示，并计算总电抗如下：K110.2221.91120.221.92.12XXX（2）计算三相短电流和短路容量）计算三相短电流和短路容量1）三相短路
41、电流周期分量有效值）三相短路电流周期分量有效值11(3)10.513 2.1232.86jUkVzXIkAG(1)(2)(3)(4)K1K2SN10-10II10kV380V050.38/lkmxkmSL7-10002）其它三相短路电流）其它三相短路电流(3)(3)12.86zIIkA1(3)(3)1(3)(3)112.552.55 2.867.921.511.51 2.864.32shzshziIkAkAIIkAkA4）三相短路容量）三相短路容量1(3)(3)1133 10.52.8652.0.kjzSU IkVkAMV AG(1)(2)(3)(4)K1K2SN10-10II10kV380V
42、050.38/lkmxkmSL7-10002.求求 点的三相短路电流和短路容量点的三相短路电流和短路容量1）电力系统的电抗）电力系统的电抗22241(0.4)3.2 10500.jOCUkVXSMV A 2）架空线路的电抗）架空线路的电抗（注意要折算）（注意要折算）22232010.4()0.38/5()2.76 1010.5jjUkVXx lkmkmUkV（1）计算短路回路中各元件的电抗和总电抗）计算短路回路中各元件的电抗和总电抗20.4jUkV3）电力变压器的电抗）电力变压器的电抗(由附录表由附录表4查得查得Uk%=4.5)22%(0.4)34.5341001001000.7.2 10kj
43、NTUUkVSkV AXXG(1)(2)(3)(4)K1K2SN10-10II10kV380V050.38/lkmxkmSL7-1000K2K1413.2 10322.76 10337.2 10347.2 104）绘出）绘出K2短路等效电路如图所示，并计算总电抗如下：短路等效电路如图所示，并计算总电抗如下：3433212347.2 10/3.2 102.76 106.68 102XXXXX（2）计算三相短电流和短路容量）计算三相短电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值）三相短路电流周期分量有效值232(3)0.4233 6.68 1034.57jUkVzXIkA2）其它三相短路电流）其它
44、三相短路电流(3)(3)234.57zIIkA2(3)(3)2(3)(3)222.551.84 34.5763.61.511.09 34.5737.7shzshziIkAkAIIkAkA4）三相短路容量）三相短路容量2(3)(3)22330.434.5723.95.kjzSU IkVkAMV A在工程设计说明书中，往往只列短路计算表在工程设计说明书中，往往只列短路计算表,给出等效电路，示出短路点给出等效电路，示出短路点短路计算点短路计算点 三相短路电流三相短路电流/kA三相短路容量三相短路容量/MV.A K12.862.867.294.3252.0 K234.5734.5763.637.723
45、.95(3)zI(3)I(3)shi(3)shI(3)kS短路电流计算小结短路电流计算小结1.方法方法有名值法、标么值法有名值法、标么值法2.容量容量S、电压、电压U、电流、电流I、电抗、电抗X之间的关系之间的关系已知容量容量S、电压、电压U电流电流电抗电抗UISIXU333SIU3UXI容量指系统总容量容量指系统总容量电压指系统线电压电压指系统线电压电流指某一相电流电流指某一相电流电抗指某一相电抗电抗指某一相电抗近似计算法，线路上电压为平均电压3.标么值法相关公式标么值法相关公式基准的选择基准的选择基准电压取基准电压取 Uj=短路点所处的电路平均电压值短路点所处的电路平均电压值Uav基准容量
46、取基准容量取Sj=100MVA3jjjSIU23jjjjjUUXSI计算出基准电流和基准电抗计算出基准电流和基准电抗短路回路中各电气元件的电抗标么值计算公式短路回路中各电气元件的电抗标么值计算公式*02jLLjavSXXXx lU电力线路电力线路%*100jkTjN TSUXTXSX2222.%*1001003()()()()jjN LRN LRLRLLjN LRN LR N LRjjSSUUXXXLRXSUIUUX电力变压器电力变压器电抗器电抗器电力系统电力系统*jSsjkSXXXS取线路所在处电压等级的取线路所在处电压等级的平均电压平均电压取电抗器所在处电压等级取电抗器所在处电压等级的平均
47、电压的平均电压标么值法三相短路电流计算标么值法三相短路电流计算三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值*(3)*1(3)1()zXzjXIII三相稳态短路电流三相稳态短路电流(3)(3)zII冲击电流及冲击电流有效值冲击电流及冲击电流有效值高压系统发生三相短路时，一般可取高压系统发生三相短路时，一般可取1.8shk则则(3)(3)2.551.51shzshziIII低压系统发生三相短路时，一般可取低压系统发生三相短路时，一般可取1.3shk则则(3)(3)1.841.09shzshziIII三相短路容量计算三相短路容量计算*(3)1()kjXSS4.有名值法相关公式有名值法相关公式
48、短路回路中各电气元件的阻抗（有名值）计算公式短路回路中各电气元件的阻抗（有名值）计算公式00LLRr lXx l电力线路电力线路22.%100()kavN TavTkN TUUTSURPSX.%1003N LRLRLRN LRUXXI电力变压器电力变压器电抗器电抗器电力系统电力系统2avSkUXS短路点所在处电压等级的短路点所在处电压等级的平均电压平均电压短路回路有变压短路回路有变压器时，注意将各器时，注意将各元件的阻抗都折元件的阻抗都折算到短路点处。算到短路点处。有名值法三相短路电流计算有名值法三相短路电流计算三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值三相稳态短路电流三相稳态短路电
49、流(3)(3)zII冲击电流及冲击电流有效值冲击电流及冲击电流有效值高压系统发生三相短路时，一般可取高压系统发生三相短路时，一般可取1.8shk则则(3)(3)2.551.51shzshziIII低压系统发生三相短路时，一般可取低压系统发生三相短路时，一般可取1.3shk则则(3)(3)1.841.09shzshziIII三相短路容量计算三相短路容量计算(3)(3)3kavzSU I22(3)3a vUzRXI短路点所在处电压等级的短路点所在处电压等级的平均电压平均电压第四节第四节 低压配电网中短路电流的计算低压配电网中短路电流的计算 1.配电变压器一次侧可以作为无穷大功率电源供电来考虑配电变
50、压器一次侧可以作为无穷大功率电源供电来考虑;2.电阻值较大电阻值较大,电抗值较小电抗值较小,当当XR/3时才计及时才计及X影响影响;3.低压配电系统电器及元件的电阻多以低压配电系统电器及元件的电阻多以m计计,因而用有名值比因而用有名值比 较方便较方便;4.低压系统的非周期分量衰减快低压系统的非周期分量衰减快,ksh 值在值在11.3范围范围.ksh 可通过可通过 X/R比值查曲线比值查曲线 图图3-8，也可通过计算获得也可通过计算获得：XReksh1一、低压电网短路计算的特点 5.低压回路计算短路电流时还需要考虑：低压回路计算短路电流时还需要考虑：10m以上电缆、母线、多匝电流互感器一次线圈以
