第三章电网短路电流计算课件.ppt

1、第三章第三章 电网短路电流计算电网短路电流计算 3.1概述概述 3.1.1电力系统和典型设备构成特点电力系统和典型设备构成特点 3.1.2 短路概念与短路类型短路概念与短路类型 3.1.3短路发生的原因短路发生的原因 3.1.4 短路的后果及计算短路电流目的短路的后果及计算短路电流目的3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析 3.2.1 无限大容量电源系统三相短路的过渡过程无限大容量电源系统三相短路的过渡过程 3.2.2 产生最大短路电流的条件产生最大短路电流的条件 3.2.3 有限容量电源供电系统三相短路的过渡过程（略）有限容量电源供电系统三相短路的过渡过程（略）3.2.4 三相短路

2、电流主要计算量三相短路电流主要计算量3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 3.3.1 标么制的定义标么制的定义 3.3.2 短路短路电路各元件电抗基准标么值的计算电路各元件电抗基准标么值的计算 3.3.3 短路电路总阻抗基准标么值的计算短路电路总阻抗基准标么值的计算 第三章第三章 电网短路电流计算电网短路电流计算 3.4 三相三相短路电流的计算短路电流的计算 3.4.1 无限大电源供电系统三相短路电流计算无限大电源供电系统三相短路电流计算 3.4.2 有限容量电源供电系统三相短路电流计算有限容量电源供电系统三相短路电流计算3.5 电网短路电流计算的几个特殊问题电网短路电流计算的几个

3、特殊问题 3.5.1 计算短路电流时对外部电力系统的考虑计算短路电流时对外部电力系统的考虑 3.5.2 大型大型异步电动机对短路电流的影响异步电动机对短路电流的影响 3.5.3 两相短路电流的估算两相短路电流的估算3.6 短路电流的热效应及力效应分析短路电流的热效应及力效应分析 3.6.1短路电流的热效应短路电流的热效应 3.6.2短路电流的力效应短路电流的力效应第三章小结第三章小结 3.1概述概述3.1.1电力系统和典型设备构成特点电力系统和典型设备构成特点 （1 1）电力系统根据中性点接地与否分为：）电力系统根据中性点接地与否分为：中性点不接地系统中性点不接地系统 中性点接地系统。中性点接

4、地系统。abc中性点不接地系统中性点不接地系统abc中性点接地中性点接地 系统系统 N220V第三章第三章 电网短路电流计算电网短路电流计算 （2）电力系统）电力系统正常运行正常运行时，时，相与相相与相之间和在中性点之间和在中性点接地系统中接地系统中相与地相与地是通过负荷连接的。是通过负荷连接的。三相负载三相负载中性点不接中性点不接地三相电源地三相电源单相负载单相负载中性点接地中性点接地三相电源三相电源3.1.1电力系统和典型设备构成特点电力系统和典型设备构成特点3.1概述概述3.1.1电力系统和典型设备构成特点电力系统和典型设备构成特点（3 3）电力电缆构成：电力电缆构成：3.1概述概述电线

5、电线 电缆电缆（4 4）电力变压器组成：）电力变压器组成：3.1.1电力系统和典型设备构成特点电力系统和典型设备构成特点3.1概述概述低压线圈在里面，高压线圈在外面低压线圈在里面，高压线圈在外面（5 5）三相电机组成：）三相电机组成：聚氨酯漆包线聚氨酯漆包线 3.1.1电力系统和典型设备构成特点电力系统和典型设备构成特点3.1概述概述3.1.2 短路概念与短路类型短路概念与短路类型 （1）短路的概念：）短路的概念：是指相与相之间和相与地之间是指相与相之间和相与地之间不不通过负荷而发生的直接连接通过负荷而发生的直接连接故障故障。电力系统运行的破坏。电力系统运行的破坏绝大多数是由短路故障引起的。绝

6、大多数是由短路故障引起的。（2）短路类型：）短路类型：1）中性点不接地系统短路类型）中性点不接地系统短路类型 三相短路三相短路二相短路二相短路(3)K(2)K3.1概述概述 2）中性点接地系统短路类型）中性点接地系统短路类型 （其中单相接地发生概率最高，（其中单相接地发生概率最高，6070）单相对地单相对地二相对地二相对地(1)K(1.1)K三相短路三相短路二相短路二相短路(3)K(2)K（2）中性点接地系统）中性点接地系统3.1.2 短路概念与短路类型短路概念与短路类型3.1概述概述 3）三相短路）三相短路 又称对称短路又称对称短路，其它三种短路又称不对称短路，其它三种短路又称不对称短路.在

7、所有各种短路情况中，以在所有各种短路情况中，以单相短路单相短路的短路电流最大，的短路电流最大，但在现代企业供电系统中，往往采用措施减小单相短路但在现代企业供电系统中，往往采用措施减小单相短路的短路电流值（如中点接地系统中，中点加电抗器接地，的短路电流值（如中点接地系统中，中点加电抗器接地，或部分接地等），所以或部分接地等），所以单相短路电流最大值通常不超过单相短路电流最大值通常不超过三相短路，三相短路，故下面进行故下面进行短路电流计算时，均按三相短路短路电流计算时，均按三相短路来进行来进行。abc中性点接地中性点接地 N220V3.1.2 短路概念与短路类型短路概念与短路类型3.1概述概述 主

8、要原因主要原因电力系统中电气设备电力系统中电气设备载流部分绝缘的损坏载流部分绝缘的损坏。引起绝缘损坏的原因：引起绝缘损坏的原因：雷击过电压；雷击过电压；绝缘材料自然老化；绝缘材料自然老化；设计设计、安装安装、运行运行维护不良，如预防性绝缘试验没有按维护不良，如预防性绝缘试验没有按规律进行或不够仔细；规律进行或不够仔细；机械力引起的损伤；机械力引起的损伤；其它原因其它原因操作人员的操作人员的误操作误操作（如隔离开关操作不正确，（如隔离开关操作不正确，检修后未拆接地线）引起操作过电压，引起相间电弧检修后未拆接地线）引起操作过电压，引起相间电弧短路），短路），鸟兽跨接裸露的载流导线鸟兽跨接裸露的载流

9、导线。3.1.3短路发生的原因短路发生的原因3.1概述概述沈阳钢厂二车间高沈阳钢厂二车间高压电缆检修送电压电缆检修送电（1）短路的后果）短路的后果 电力系统发生故障时，系统的电力系统发生故障时，系统的总阻抗减少总阻抗减少，短路点及其，短路点及其附近各支路的附近各支路的电流较正常运行增大几十倍电流较正常运行增大几十倍，系统各点的，系统各点的电压降低电压降低，离短路点越近电压降低越严重。这可招致下，离短路点越近电压降低越严重。这可招致下列严重危害：列严重危害：元件发热元件发热：由于：由于发热量与电流平方成正比发热量与电流平方成正比，因此强，因此强大的短路电流即使流过的时间很短也会使电机、电器等大的

10、短路电流即使流过的时间很短也会使电机、电器等元件引起不能允许的过热，绝缘损坏。元件引起不能允许的过热，绝缘损坏。短路电流引起短路电流引起很大的机械应力很大的机械应力（或称电动力）。（或称电动力）。机机械应力与电流的平方成正比械应力与电流的平方成正比。这种机械力引起电气设备这种机械力引起电气设备载流部件变形，甚至破坏。（如果导体和它的固定支架载流部件变形，甚至破坏。（如果导体和它的固定支架不够坚韧，遭破坏）不够坚韧，遭破坏）3.1.4 短路的后果及计算短路电流目的短路的后果及计算短路电流目的3.1概述概述 短路时短路时电压降低电压降低使受电设备的正常工作受到破坏。使受电设备的正常工作受到破坏。例

11、如感应电动机，其例如感应电动机，其转距与外加电压平方成正比转距与外加电压平方成正比，当电，当电压降低很多时，转距可能不足以带动机械工作，而使电压降低很多时，转距可能不足以带动机械工作，而使电动机停转。动机停转。严重的短路必将影响电力系统运行的严重的短路必将影响电力系统运行的稳定性稳定性，可，可使并列运行的发电机组失步，造成与系统解列。使并列运行的发电机组失步，造成与系统解列。当发生当发生单相对地短路单相对地短路时，时，不平衡电流不平衡电流产生较强的产生较强的不平衡磁场，对附近的通讯线路，计算机控制系统产生不平衡磁场，对附近的通讯线路，计算机控制系统产生严重的电磁干扰。严重的电磁干扰。（2 2）

12、计算短路电流的目的）计算短路电流的目的 正确选择和校验电气设备（包括限流设备）正确选择和校验电气设备（包括限流设备）进行继电保护装置的整定计算。进行继电保护装置的整定计算。3.1概述概述3.1.4 短路的后果及计算短路电流目的短路的后果及计算短路电流目的3.2 3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析 3.2.1 3.2.1 无限大容量电源系统三相交流电网短路的过渡过程无限大容量电源系统三相交流电网短路的过渡过程 为了简化分析，假设短路发生在一个无限大容量电源供为了简化分析，假设短路发生在一个无限大容量电源供电系统。电系统。所谓无限大容量电源所谓无限大容量电源指它的端电压为恒定值，并且

13、没指它的端电压为恒定值，并且没有内部阻抗。有内部阻抗。（根据（根据S=UIS=UI，短路，短路I I增加，增加，S S足够大，足够大，U U不变）。不变）。约定：约定：向工业企业供电的电力系统的母线电压不随用户向工业企业供电的电力系统的母线电压不随用户负荷的变化而变化，即负荷的变化而变化，即 常数。常数。实际上，无论电力系统的容量多大，它的电源总是有一个实际上，无论电力系统的容量多大，它的电源总是有一个确定的容量，并且有一定的阻抗。但当确定的容量，并且有一定的阻抗。但当短路点离电源的电气短路点离电源的电气距离距离足够远足够远时时，虽然短路支路中电流很大，电压降低，而这，虽然短路支路中电流很大，

14、电压降低，而这些变化并不能显著地引起电源电压的变化（些变化并不能显著地引起电源电压的变化（供电电网的阻抗供电电网的阻抗比电力系统的阻抗一般要大得多比电力系统的阻抗一般要大得多），因而可以认为电源电压），因而可以认为电源电压为恒定值。为恒定值。mU第三章第三章 电网短路电流计算电网短路电流计算 3.2.1 3.2.1 无限大容量电源系统三相短路的过渡过程无限大容量电源系统三相短路的过渡过程突然短路情况下电力系统的过渡过程分析突然短路情况下电力系统的过渡过程分析下图表示简单的三相电路，假设在下图表示简单的三相电路，假设在K K点发生三相短路点发生三相短路 此时，电路被分成此时，电路被分成两个独立的

15、回路两个独立的回路，其中一个回路中，其中一个回路中的电流由原来的数值不断地衰减，一直到磁场中的能量全的电流由原来的数值不断地衰减，一直到磁场中的能量全部变为其中电阻所消耗的热能为止，这个过程很短暂。部变为其中电阻所消耗的热能为止，这个过程很短暂。由于由于三相短路电流是对称短路三相短路电流是对称短路，可，可取一相取一相进行深入的研进行深入的研究分析，以究分析，以A相为例。相为例。()amuU SintaibiciRRRLLLRRRLLL(3)Kcubu3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析设电源电压为：设电源电压为：对于所研究的电路，只含电阻，电感，所以发生三相突对于所研究的电路，只含

16、电阻，电感，所以发生三相突然短路时，电流的变化应符合下列微分方程：然短路时，电流的变化应符合下列微分方程：相电流瞬时值相电流瞬时值 R由电源到短路点的电阻由电源到短路点的电阻 L由电源到短路点的电感由电源到短路点的电感()muU Sint()miI Sint电压的初相角电压的初相角电压幅值电压幅值瞬时值瞬时值(31)().kdikmdtui RLU SintKiuit()amuU SintkiRL3.2.1 无限大容量电源系统三相短路的过渡过程无限大容量电源系统三相短路的过渡过程3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析3-13-1方程的解为：方程的解为：式中式中 Z Z电源至短路点的阻

17、抗电源至短路点的阻抗 短路电流与电压之间的相位角短路电流与电压之间的相位角 非周期分量电流非周期分量电流衰减时间常数衰减时间常数 短路电流周期分量的幅值短路电流周期分量的幅值 A A常数，其值由初始条件决定常数，其值由初始条件决定 sin()RmLtUKZitAe(32)sin().tTaPmKItAe22()ZRLKLarctanKRaTPmI()mUZLRPperiodic3.2.1 无限大容量电源系统三相短路的过渡过程无限大容量电源系统三相短路的过渡过程3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析下面确定常数下面确定常数A。当短路发生的瞬间。当短路发生的瞬间 时时短路前的电流：短路前

18、的电流：正常运行时的电流最大值正常运行时的电流最大值短路后的电流：短路后的电流：短路运行时的周期分量电流最大值短路运行时的周期分量电流最大值 根据楞次（磁链）守恒定律，短路瞬间前、后的电根据楞次（磁链）守恒定律，短路瞬间前、后的电流相等（是连续的），流相等（是连续的），则：则：于是：于是：0t sin()omiImI0sin()PmKiIAsin()sin()mPmKIIAsin()sin()mPmKAII()miI Sint3.2.1 无限大容量电源系统三相短路的过渡过程无限大容量电源系统三相短路的过渡过程3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析sin()RmLtUKZitAe+oo

19、iiPmI将将A代入公式（代入公式（3-2）：）：结论：短路电流包括两个部分：结论：短路电流包括两个部分：周期性分量，由于周期性分量，由于 常数，所以幅值不变常数，所以幅值不变 非周期性分量，经过几个周期以后，它就衰减得很小，非周期性分量，经过几个周期以后，它就衰减得很小，直至消失，此时，过渡过程结束，短路中的电流进入稳直至消失，此时，过渡过程结束，短路中的电流进入稳态，因此态，因此稳态电流就是短路电流的周期分量稳态电流就是短路电流的周期分量。sin()sin()sin()tTaKPmKmKPmKiItIIe .(33).PaPiiPimUaPiaaPperiodic3.2.1 无限大容量电源

20、系统三相短路的过渡过程无限大容量电源系统三相短路的过渡过程3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析()mUZ波形图diapoimiapmIkiapipipmI(t 0)MIppi t3.2.1 无限大容量电源系统三相短路的过渡过程无限大容量电源系统三相短路的过渡过程3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析 电气设备所受到的电气设备所受到的最大电动力最大电动力与短路与短路电流电流可能出现的可能出现的最大瞬时值最大瞬时值（即冲击电流）有关。它是校验电气设备和（即冲击电流）有关。它是校验电气设备和母线动稳定必须计算的数据。母线动稳定必须计算的数据。产生最大短路电流的条件为：产生最大短

21、路电流的条件为：短路电流近似等于纯感性电路，即短路电流近似等于纯感性电路，即 短路发生前，电路为空载，即短路发生前，电路为空载，即 在发生短路瞬间（在发生短路瞬间（），电压瞬时值恰好过），电压瞬时值恰好过零，零，即该相的即该相的“合闸相角合闸相角”等于零，即等于零，即这时这时 090K0mI0t 00sin(90)(3-4)tTaKPmPmiItIesin()sin()sin()tTaKPmKmKPmKiItIIe 3.2.2 产生最大短路电流的条件产生最大短路电流的条件3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析例：某供电线路为纯感性负载例：某供电线路为纯感性负载()，开关合闸前（，开关

22、合闸前（）线路上已存在着三相短路的隐患，这时该线路投入供电，线路上已存在着三相短路的隐患，这时该线路投入供电，且合闸瞬间恰好赶上一相且合闸瞬间恰好赶上一相相电压过零相电压过零（例（例A相），这样就相），这样就产生最大短路电流。产生最大短路电流。0mIshi0aPI0PIT/2t090K3.2.2 产生最大短路电流的条件产生最大短路电流的条件3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析三相电感负载三相电感负载中性点不接中性点不接地三相电源地三相电源几点说明：几点说明：1、上面讨论的是、上面讨论的是A相的情况，由于三相系统各相电压相差相的情况，由于三相系统各相电压相差120，所以当发生三相短路

23、时，所以当发生三相短路时，并不是所有相都会出现并不是所有相都会出现最严重情况最严重情况，只是合闸时电压过零相才出现。，只是合闸时电压过零相才出现。2、实际供电系统出现上述情况的、实际供电系统出现上述情况的概率很小概率很小，但其引起的后，但其引起的后果是最严重，所以分析此种情况是必要的。果是最严重，所以分析此种情况是必要的。3、周期分量和非周期分量是、周期分量和非周期分量是不能分别测量不能分别测量的，系统只能测的，系统只能测得短路电流（上述两者的叠加），引入此概念的目的是便得短路电流（上述两者的叠加），引入此概念的目的是便于分析。于分析。3.2.2 产生最大短路电流的条件产生最大短路电流的条件3

24、.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析在三相短路电流计算中，通常主要计算以下各量：在三相短路电流计算中，通常主要计算以下各量：；1）次暂态短路电流次暂态短路电流 指指短路瞬时短路瞬时，短路电流，短路电流周期分量电流周期分量电流为为最大幅值最大幅值时所对应时所对应的的有效值有效值。即当即当 时，短路电流时，短路电流周期分量的有效值：周期分量的有效值：短路瞬间周期分量的幅值短路瞬间周期分量的幅值 IshishIII0t 2PmII PmI3.2.43.2.4 三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析2 2）短路冲击电流短路冲击电流 (sh

25、(shshock)shock)短路后半个周期（短路后半个周期（0.01S）全电流最大瞬时值全电流最大瞬时值。即即 t=T/2 带入（带入（3-4）式得：）式得：短路电流次暂态值短路电流次暂态值 短路电流短路电流冲击系数冲击系数 shi2tTtTashPmPmiIIe0.01(1)2TaPmshIeI K(20Tms2100.01)Ttmss IShK0.011Tae 3.2.4 三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析0sin(90)(3-4)tTaKPmPmiItIe 与短路网络的与短路网络的R,XR,X的大小有关，也就是说其值与短路的大小

26、有关，也就是说其值与短路发生在什么地点有关发生在什么地点有关.假设短路点以前的网路为纯感时假设短路点以前的网路为纯感时(即即R=0)R=0)，则，则 2 2如果短路发生在纯阻网络（即如果短路发生在纯阻网络（即X=0X=0）则则 1 1在近似计算时，可用下述数据在近似计算时，可用下述数据 高压电网高压电网短路时短路时，低压电网低压电网（或（或1000kV1000kVA A 变压器）的后面发生短路时变压器）的后面发生短路时，LXaRRTShK0.011RXShKe ShK12ShK 1.84shiI1.8ShK2.55shiI1.3ShKShK3.2.4 三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算

27、量3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析非周期分量电流非周期分量电流衰减时间常数衰减时间常数3)3)短路冲击电流有效值短路冲击电流有效值 指发生短路后的指发生短路后的第一个周期，全短路电流（包括周期，第一个周期，全短路电流（包括周期，非周期）的非周期）的有效值有效值。根据有效值的定义，根据有效值的定义，应为一个周期应为一个周期T T内，两个内，两个分量电流瞬时值的均方根值，即：分量电流瞬时值的均方根值，即：ShIShI210()TshPaPTIiidt3.2.4 三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析 是振幅是振幅不衰减不衰减的余

28、旋函数的余旋函数 是一个指数函数。为计算简便起见，假设是一个指数函数。为计算简便起见，假设 的数的数值在计算值在计算所取的周期内恒定不变所取的周期内恒定不变的，等于它的的，等于它的 时时的瞬时值的瞬时值,即即 将将 ，代入上式，并经代数运算及积分后，则得：代入上式，并经代数运算及积分后，则得：在高压供电系统中，在高压供电系统中，在低压供电系统中，在低压供电系统中，PiaPiaPi2Tt 2TTaaPPmiIeaPiPi2222()()TTPmahPmsIIeI22=12(1)PmIshK21 2(1)shIK1.8shK1.51shII1.3shK1.09shII3.2.4 三相短路电流主要计

29、算量三相短路电流主要计算量3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析0.0122222()2()1+)-1TPmPmaIIe（4 4）短路电流稳态值短路电流稳态值 指短路进入稳定状态后，短路电流的指短路进入稳定状态后，短路电流的稳态有效值。稳态有效值。如前所述，无限大容量电源供电系统发生三相短路时，如前所述，无限大容量电源供电系统发生三相短路时，短路电流周期分量的幅值始终不变（短路电流周期分量的幅值始终不变（常数）则有常数）则有 短路电流周期分量在任意时刻短路电流周期分量在任意时刻t t的有效值的有效值 ImUPtIIIPtI3.2.4 三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量3.2

30、 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分析 5)5)；，计算的计算的目的目的 -用于继电保护的用于继电保护的整定计算整定计算和校验断路器的和校验断路器的额定断流量额定断流量.-冲击电流的峰值用冲击电流的峰值用来检验电器、母线的来检验电器、母线的力稳定力稳定 -冲击电流的有效值用来检验电器、母线的冲击电流的有效值用来检验电器、母线的力稳定力稳定以及以及 断路器断路器额定断流量额定断流量 -用来检验电器和线路中载流部件的用来检验电器和线路中载流部件的热稳定性热稳定性IshishIIIshishII3.2.4 三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量3.2 三相短路过渡过程分析三相短路过渡过程分

31、析3.3 3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 3.3.1 3.3.1 标么制的定义标么制的定义 从上面的公式推导看出，在无限大容量电源系统，从上面的公式推导看出，在无限大容量电源系统，恒恒定，因此，求出短路点以前的阻抗，就可计算出定，因此，求出短路点以前的阻抗，就可计算出:mU,KshshiiIU3ZII第三章第三章 电网短路电流计算电网短路电流计算 3.3.1 3.3.1 标么制的定义标么制的定义 电力系统通常具有多个电压等级，用电力系统通常具有多个电压等级，用有名值有名值计算短路电计算短路电流时，必须将有关流时，必须将有关参数折合参数折合到到同一电压等级同一电压等级才能进行计

32、算，才能进行计算，比较麻烦。在短路电流实用计算中采用比较麻烦。在短路电流实用计算中采用标么值标么值可减轻计算可减轻计算量并便于比较分析。量并便于比较分析。G GD D*A AC CB BD DE E*F F分干线分干线F FG G*NO.2NO.2NO.1NO.1企压企压业变业变总电总电降站降站车车间间变变电电站站支线支线*干线干线D DF FD DD D3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算（1 1）标么制就是相对单位值）标么制就是相对单位值。即把取作。即把取作基准的值基准的值作为作为1 1，同类值同类值和它进行和它进行比较比较得出的得出的值值就是标么值。就是标么值。某量的基准标么

33、值该量的实际值某量的基准标么值该量的实际值/该量的基准值该量的基准值即：即：A A有名值有名值 任意选定的基准值，与任意选定的基准值，与A A同单位（同单位（d ddatum)datum)例如：有名值为例如：有名值为360V360V及及400V400V的电压值，若选定电压基准的电压值，若选定电压基准值值 时，则基准标么值时，则基准标么值 分别为分别为0.90.9及及1.01.0 如果基准值取设备的额定值，则其标么值叫做如果基准值取设备的额定值，则其标么值叫做额定额定标么值标么值，表示为，表示为 dAdAAdA400dUVdUNANAA3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数

34、计算短路电路元件参数计算（2)2)供电系统的标么值供电系统的标么值 对于三相供电系统，计算三相对称的短路电流时，可对于三相供电系统，计算三相对称的短路电流时，可按一相进行，各部分的阻抗也按按一相进行，各部分的阻抗也按一相一相来确定。来确定。根据根据功率方程功率方程和和欧姆定律欧姆定律，S S、I I（线电流）、（线电流）、U U（线电线电压）、压）、X X之间的关系如下：之间的关系如下：基准值之间也必须符合上述关系。所以当任意基准值之间也必须符合上述关系。所以当任意选定两个选定两个量的量的基准值基准值之后，其余的两个量也就确定了。之后，其余的两个量也就确定了。33SUIUIX3.3.1 标么制

35、的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 短路计算中经常遇到的四个物理量的标么值可按下列各式短路计算中经常遇到的四个物理量的标么值可按下列各式求出。求出。(上述公式可用于：已知有名值如何求基准标么值或已知基准上述公式可用于：已知有名值如何求基准标么值或已知基准标么值如求有名值）标么值如求有名值）*;ddSdSUdUSU33dSdddUdUIIdISII223IdUUddddSddSxxxdxUxx3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算（3 3）标么值的选择）标么值的选择 应用标么值计算时，首先需要基准值，然后将应用标么值计

36、算时，首先需要基准值，然后将网络中网络中电气元件的同一类参数都换算成所选定的基准值为基准的电气元件的同一类参数都换算成所选定的基准值为基准的标么值。那么，如何选择基准值呢？标么值。那么，如何选择基准值呢？在计算短路电流中，通常选择在计算短路电流中，通常选择容量容量 和电压和电压 作为设作为设定基准值。则基准电流定基准值。则基准电流 和基准电抗和基准电抗 分别为分别为:dSdX3ddSdUI 2ddddUUdS3Ix=,ddS UdIdXdUdI（应用例：已知（应用例：已知 可求可求 和和 ）3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 基准容量基准容量

37、的选择：的选择：可选择某一元件（如发电机或变压器）的额定容量。可选择某一元件（如发电机或变压器）的额定容量。可选择某个整数（可选择某个整数（1010的倍数）。的倍数）。dSNGNT or ddSSSS100(MV A)or 1000(MV A)ddSS3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 基准电压基准电压 的选择：的选择：在需要计算某一电压等级电网中的短路电流时，取该在需要计算某一电压等级电网中的短路电流时，取该级电网的级电网的额定电压作为基准电压额定电压作为基准电压。但由于网路中有电压降。但由于网路中有电压降，所以同一电压等级的网络中各处的电压

38、是不一样的。，所以同一电压等级的网络中各处的电压是不一样的。为简化计算，在工程计算中习惯上为简化计算，在工程计算中习惯上采用平均额定电压采用平均额定电压（）代表该级电压，）代表该级电压，从而认为同一等级中的各元件的额从而认为同一等级中的各元件的额定电压具有同一值。即定电压具有同一值。即UdavUdNavUUUU UavavU1U UN N用电设备用电设备U1U1U2U2U33.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算供电系统的各级电压的平均额定电压供电系统的各级电压的平均额定电压规定如下：规定如下：（4 4）额定标么值与基准标么值的转换）额定标么值与基准

39、标么值的转换 如果不加特殊说明，资料中（手册等）给定的某些如果不加特殊说明，资料中（手册等）给定的某些电气设备的标么值均指额定标么值电气设备的标么值均指额定标么值。如果计算时，采用。如果计算时，采用基准标么值，则应把额定标么值归算标么值，它们之间基准标么值，则应把额定标么值归算标么值，它们之间的换算关系如下：的换算关系如下：额定电压（额定电压（KV)KV)2222 110 35 10630.22/0.38平均电压（平均电压（KV)KV)23115 37 10.5 6.3 3.15 0.23/0.42323NNNddUNNINdNdNUdNNddIdUUUdNUUxIUSUdNNISUUUUxx

40、x3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算由于工程计算中，取由于工程计算中，取 ，所以，所以 注意，在注意，在电抗器电抗器的计算中，因为的计算中，因为 ,所以不能用此公式计算电抗标么值，见下面的说明所以不能用此公式计算电抗标么值，见下面的说明。dNavUUUddNNdNISdNNISUUxxxLdavNUUU3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算标么值公式小结：标么值公式小结：（1 1）基准值关系）基准值关系-第一套公式第一套公式（2 2）基准标幺值计算基准标幺值计算-第二套公式第二套公式 （3 3）额定

41、标幺值计算）额定标幺值计算-第三套公式第三套公式3ddSdUI 23ddddUUdSIx*;ddSdSUdUSU3dddUIdISII2dddSxdxUxx33SUIUIXNNN*N;SSUUSUNNN3NUIISIIN2NNNSxxUxx3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算标么值公式小结：标么值公式小结：（4 4）额定标幺值与基准标么值转换）额定标幺值与基准标么值转换-第四套公式第四套公式 由于工程计算中，取由于工程计算中，取 ，所以，所以注：电抗器出外注：电抗器出外22NddNdNNNddUdNUIUSUdNNISUUUUxxxddNNdNI

42、SdNNISUUxxxdNavUUU3.3.1 标么制的定义标么制的定义3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 实际电力系统中各电气元件的实际电力系统中各电气元件的短路短路电抗表示法并不一样，电抗表示法并不一样，应将它们换算成统一的基准值。应将它们换算成统一的基准值。（1 1）发电机发电机 厂家给出的参数厂家给出的参数是额定容量是额定容量 ,额定电压额定电压 ,以及以及以以 为基准的在为基准的在短路起始瞬间的电抗额定标么短路起始瞬间的电抗额定标么值值 (叫做次暂态电抗额定标么值叫做次暂态电抗额定标么值)。选用选用 及及 为基准，所以应将转换为基准标么值，为基准，所以应将转换为基准标么

43、值，即即 如果选择如果选择 为基准，则为基准，则 NGSdSNU,NGNSUGxdUNGSdNGSdGG SxxdGGxx3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算3.3.2 3.3.2 短路电路短路电路各元件电抗各元件电抗基准标么值的计算基准标么值的计算3.3.2 3.3.2 短路电路短路电路各元件电抗基准标么值的计算各元件电抗基准标么值的计算 （2 2）变压器）变压器 厂家给出的参数厂家给出的参数是是 及阻抗电压（短路阻抗）及阻抗电压（短路阻抗）注注：见变压器短路实验，见变压器短路实验，X XT T与与X XNTNT的区别在于负载不同，的区别在于负载不同，X XT T是二次短路是二次

44、短路情况下的电抗情况下的电抗）TT,NNSU%ku%100dKNTSudTSx则：3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算NTTNN3IX%1100UUKuuNNT%UT100 3IXKuNNTNNTT%U100 3I%100UIXX3NTKKNTuux3.3.2 3.3.2 短路电路各元件电抗基准标么值的计算短路电路各元件电抗基准标么值的计算 （3 3）电抗器）电抗器 电抗器的主要用于电抗器的主要用于限制短路电流限制短路电流，所以它的电抗数，所以它的电抗数值在线路中占的比重较大。值在线路中占的比重较大。厂家给出的参数厂家给出的参数是：电抗器是：电抗器的额定电压的额定电压 ；电抗器的额

45、定电流；电抗器的额定电流 ；电抗器的；电抗器的额定电抗的百分比额定电抗的百分比 由于有些电抗器的额定电压与它们安装处的平均电由于有些电抗器的额定电压与它们安装处的平均电压相差很大（如额定电压为压相差很大（如额定电压为10KV10KV的电抗器，可以装在的电抗器，可以装在6.3KV6.3KV的线路上）。所以则不能用的线路上）。所以则不能用 公公式，式，必须用：必须用：或或NLUNLI%LX%100LNLXLXX%100LLNLXXNLXXdNLSdLNL SxXdNLNLavIUdLNLIUxX2L2Lav%100dNLNSUxdLSUx3.3 3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 3

46、.3.2 3.3.2 短路电路短路电路各元件各元件电抗基准标么值的计算电抗基准标么值的计算（4 4）线路导线线路导线（架空线或电缆）（架空线或电缆）电抗：电抗：给出的参数是每公里电抗给出的参数是每公里电抗有名值有名值（），对于），对于长度为长度为 公里的输电线路，其有名值为公里的输电线路，其有名值为 其标么值为：其标么值为：-可查附录表可查附录表 线路导线所在的那一级的平均额定电压（线路导线所在的那一级的平均额定电压（V V或或kVkV）电阻：电阻：线路每公里的电阻值，线路每公里的电阻值，导线的电导率导线的电导率km/km/mmmm2 2，S-S-为导线面积，可查表得或计算为导线面积，可查表得

47、或计算 km0 xx l20ddaVSxdxUxx ldaVUU（）0 xaVU0RR l0Rkm10SR20daVSdURR l3.3 3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 l 在实际的电力系统中，电压等级是不同的，它们之在实际的电力系统中，电压等级是不同的，它们之间通过变压器联接。在计算短路电流时，需要求出短路点与间通过变压器联接。在计算短路电流时，需要求出短路点与本级电源之间的总电抗。为此应该把不同电压等级的电抗，本级电源之间的总电抗。为此应该把不同电压等级的电抗，归算到短路点所在的电压等级，之后才能相加。归算到短路点所在的电压等级，之后才能相加。3.3 3.3 短路电路元件

48、参数计算短路电路元件参数计算 k2av2I3 2Ux3.3.3 短路电路短路电路总阻抗总阻抗基准标么值的计算基准标么值的计算k2I?线路线路1线路线路2线路线路3K2avU2T1T1x2x3x22T2(1)T2(2)3-2+xxxxxk2I?2avU3.3.3 3.3.3 短路电路总阻抗基准标么值的计算短路电路总阻抗基准标么值的计算 显然，上述计算比较复杂，显然，上述计算比较复杂，我们可以证明，我们可以证明，如果取各电如果取各电压级的平均电压作为该级的基准电压压级的平均电压作为该级的基准电压 ，则求出电，则求出电抗标么值抗标么值 在各电压级是相等的，即无需归在各电压级是相等的，即无需归算。算。

49、首先说明，由于变压器是一个功率传送元件，如果略去首先说明，由于变压器是一个功率传送元件，如果略去变压器本身的功率损耗，则一次侧容量和二次侧容量是等变压器本身的功率损耗，则一次侧容量和二次侧容量是等值的，无需折合。即值的，无需折合。即 123ddddSSSS3.3 3.3 短路电路元件参数计算短路电路元件参数计算 112avavUTUk线路线路1线路线路2线路线路3K1avU1dS2avU2dS3avU3dS2T1T223avavUTUk1x2x3x()davUU2av()dSdUxx3.3.3 3.3.3 短路电路总阻抗基准标么值的计算短路电路总阻抗基准标么值的计算（1 1）电抗）电抗 在在第

50、第1 1段的段的标么值标么值为为（2 2）利用折算方法求）利用折算方法求 在第在第3 3段的标么值段的标么值 折合到第折合到第3 3段的段的有名值有名值为。为。注意：此折算是将一次电抗折算到二次，所以乘变比的倒数平方注意：此折算是将一次电抗折算到二次，所以乘变比的倒数平方。在在第第3 3段的标么值段的标么值显然：显然：同理：同理：1x2111davSdUxxX11 3()x即1x21 33332213131221 3*111()()()avddavavavddavavavxUSSUUdUSxUUUxxxx11 3ddxx 2332212112222111 3111()()()avavavava