短路电流计算方法.pdf

1短路电流计算2提要提要 1 短路电流计算方法（掌握）2 短路电流计算结果的应用（熟悉）3 影响短路电流的因素及限制短路电流的措施（熟悉）311短路电流计算方法短路电流计算方法4短路电流计算短路电流计算主要主要目的目的选择导体和电 器设备确定送电线路 对通信线电磁 危险影响电网电厂主接线 的比较、选择继电保护等保 护设备整定选 择的依据验算接地装置 的接触电压和 跨步电压5 高压系统短路电流计算 低压系统短路电流计算6高压系统短路电流计算高压系统短路电流计算 标么值及基准值选择与计算 系统元件电抗标么值的计算 三相短路电流计算 不对称短路电流计算7标么值及基准值选择与计算标么值及基准值选择与计算N P JU U U 05.1 高压短路电流计算一般只计及各元件(即发电机、变压器、电抗器、线路等)的电抗，并采用标么值计算，可以使计算得到简化基准容量SJ全网只取一个一般取SJ=100MVA或SJ=1000MVA基准电压UJ每个电压级各取一个一般取用各级的平均电压进行标么值计算要先取基准容量和基准电压，而且要考虑计算的方便 进行标么值计算要先取基准容量和基准电压，而且要考虑计算的方便网络平均 电压网络额定电压下标 J表示“基准”下标 J表示“基准”230,115,37 5.10，220,110,35 10，8jjJUSI3jjjjJSUIUZ23 电流基准值和阻抗基准值的计算电流基准值和阻抗基准值的计算基准电流基准阻抗当基准容量SJ（MVA）、基准电压UJ（kV）选定后，根据各物理量之间的关系基准电流IJ（kA），与基准阻抗ZJ（）便可求得9各元件参数标幺值的计算各元件参数标幺值的计算jjJUSI3jUUU jSSS jjjSUIIII3 2jjjUSXZXX 电压电流阻抗、电阻及电阻，它们的基准相同功率：有功功率、无功功 率、视在功率的基准相同标么值的意义：电路元件物理量有名值标么值的意义：电路元件物理量有名值 与同一物理量基准值的之比称标么值。与同一物理量基准值的之比称标么值。jjjjJSUIUZ23 10采用标么值的一些好处，采用标么值后：采用标么值的一些好处，采用标么值后：S I IIII UI US U UI UUISUISSSjj jjjj jj j3333 3时 当当电压等于基 准电压时，即 电压的标么值 等于1 时：相电压和线电压的标么值是相等单相功率和三相功率的标么值相等某些物理量还可 以用标么值相等 的另一些物理量 来代替，如当用标么值计算 时，正常情况下，全网各处电压均在1 左右，便于分析系 统运行情况11标么值和有名值之间的关系和变换标么值和有名值之间的关系和变换基准值有名值标么值 基准值 标么值 有名值 各元件参数计算12 Cos PU XSU XXNN dNN dd/100%100%2 2 Cos PSXSSXUSSU XXXXNjdNjdjjNN djdd/100%100%100%22 有名值标么值发电机参数计算13NN TTSU XX2100%NjTjjNN TjTTSSXUSSU XXXX 100%100%22有名值标么值变压器参数计算14NN KKIU XX3100%有名值标么值电抗器参数计算23100%jjNN KjkkUSIU XXXX 要特别注意，这里 的电压不能消去153789.0lg 145.0ca bc abld d d DrDX 有名值标么值输电线参数计算2jjljllUSXXXX 几何 均距16三相短路电流周期分量计算三相短路电流周期分量计算 无限大电源供给的短路电流 有限电源供给的短路电流17无限大电源供给的短路电流无限大电源供给的短路电流 X XEI I IZ1 XII I Ijj ZjjS IXSS 此时，短路电流周 期分量不变，都等 于短路点的输入阻 抗分之一标么值有名值短路功率标 么值与短路 电流标么值 相等 I I SZ有名值此时，都认为 电势E1当供电电源为无穷大 或计算电抗(以供电电源为 基准)Xjs 3 时，不考虑短路电流周期分量的衰 减，此时18dddXI1jjd j d dUSI I I I3 ddjdXSS零秒三相短路电流的周期性 分量(对称短路电流初始值 起始次暂态电流)标么值一般称为X分之一法短路电流有名值短路功率有名值短路故障点的等值电抗(标 么值)基准电流基准 功率基准电压短路电流周期性分量计算教材上的表示法19 X XEI I IZ1短路电流周期分量的标么值；0 秒短路电流周期分 量的标么值，称为起 始次暂态电流稳态短路电流 周期分量的标 么值电源对短路点的等 值电抗标么值；20考虑电阻的影响时考虑电阻的影响时 X R312 2Z ZX R Z 上面的计算公式忽略了电 阻的影响，如果回路总电 阻较大，满足条件：则电阻对短路电流有较大的作用。此时，必须 用阻抗的标么值来代替式中的电抗标么值。21有限电源供给的短路电流有限电源供给的短路电流 通常用通常用短路电流计算曲线短路电流计算曲线计算计算在工程计算中，常利用计算曲线（或称 运算曲线）来确定短路后任意指定时刻 短路电流的周期性分量。22有限电源供给的短路电流有限电源供给的短路电流 通常用通常用短路电流计算曲线短路电流计算曲线计算计算jNjsSSX X 计算电抗的意义把归算到发电机额定容量的外接电抗的 标么值和发电机纵轴次暂态电抗的标么 值之和定义为计算电抗计算方法：先将电源对短路点 的等值电抗（）归算到以 电源容量为基准的 计算电抗 XXjsX然后按给定时间值，查相应的发电机运算曲线或查相应的发电机运算曲线数字表，即可得到短路电流周期分量的标么值。I发电机额 定容量系统基准 容量),(t X f Ijs232425262728从运算曲线查出短路电流从运算曲线查出短路电流NI I I N zt ztI I I查出短路电流标么值后，乘以基准电流（在这里，是 发电机的额定电流），即得短路电流有名值：运算曲线可查出t 时刻 短路电流，对于t 时刻 电流为：29运算曲线时注意运算曲线时注意s t 4 45.3 jsX从运算曲线查出短路电 流时，注意，当：或者即认为周期 分量电流不 衰减了jsXEI 30三相短路电流三相短路电流 非周期分量计算非周期分量计算31由于电力系统是由一些具有电感或电容的元件组 成，在运行中的这些元件将会储存电磁能量，当 电路状态发生突变时（例如短路时）电路中这些 元件的电流（对于电感）或电压（对于电容）不 能发生突变，因而，为了维持能量的不突然变 化，于是在电路中就会产生电流的非周期分量，即电路会有一个从原来状态过渡到一个新的状态 的过渡过程。但是，这个非周期分量的电流没有电源的支持，而电路中又有电阻存在，所以，随着时间的推 移，这个电流要逐渐衰减，直到新的稳定状态。非周期分量电流产生的原因非周期分量电流产生的原因32短路电流非周期分量计算短路电流非周期分量计算02I ifzf fTtTtfz fzte I e i i 02f 2 RXTf即周期分 量的幅值它是衰减的直流电流正弦交流的 角频率衰减时间常数，取决于回路电 抗及电阻大小短路电流t秒时刻的非周期分量：起始值sRXRXRLRLTf 314 有名值单位为秒标么值无单位33sRXRXRLRLTf 314 短路电流非周期分 量衰减时间常数，s，当电网频率为 50Hz 时：RXR XTTTTfjff/1/1有名值，秒标么值，无单位非周期分量衰减时间常数非周期分量衰减时间常数34冲击电流和全电流的计算冲击电流和全电流的计算 冲击电流 全电流35周期分量非周期分量全电流（瞬时值）冲击电流非周期分量 起始值0.01秒此情况为：空载短路电源电势刚 为零的时刻36冲击电流及冲击系数冲击电流及冲击系数fTfz Z che i i i01.001.0 fTche K01.01 01.001.0 01.001.02)1(22 2I K e Ie I I e i i ichTT Tfz Z chff f 0.01秒时，非周期分量 的值称为冲击系数它的大小在1 到2之间三相短路发生后，短路电流的 最大瞬时值称为冲击电流冲击电流出现在短路 发生后的大约半个周 期(t=0.0l s)chi当不及周期分 量的衰减时37短路电流最大有效值短路电流最大有效值38短路电流最大有效值短路电流最大有效值201.0201.0 fz z chI I I 2 2 2)1(2 1)1(2()(ch ch chK I K I I I)1(2 201.001.0 chTfzK I e I If01.0I I Iz z 考虑了衰减后的 非周期分量为当不计周期分量 的衰减时短路电流 全电流最 大有效值fTche K01.01 这是前面已经说明的 冲击系数短路电流全电流最大有效值，也出现在短路发生后的大约半 个周期(t=0.0l s)39电动机反馈对短路冲击电流的影响电动机反馈对短路冲击电流的影响感应电动机正常运行时，从系统吸收电 能，因而也储存有电磁能量，相对有一 个等值电势存在；正常运行时，外施电 压高于其电势，电流流入电动机；但 是，当离电动机接入点较近的外接电路 发生短路时，电动机接入点的电压就有 可能低于电动机电势，这时，电动机就 会变为一个电源，向外提供短路电流，这时就需要计及电动机反馈对短路冲击 电流的影响40电动机反馈对短路冲击电流的影响电动机反馈对短路冲击电流的影响I IM r 01.0KA I K K irM qM M ch M ch 2 9.0仅当短路点附近所接用电动 机额定电流之和大于短路电 流的1时，才予以考虑其 反馈电流的影响，即：由异步电动机馈 送的短路冲击电 流可由下式计算异步电动机起动电流 倍数可取为67异步电动机的短路电流 冲击系数可取1.4 1.7异步电动机的额定电流41KA i i iM ch s ch ch KA I K I K I I IM M ch s s ch M s ch2 2)1()1(2)(计入异步电动机影响后的电流计入异步电动机影响后的电流短路冲击电流短路全电流最 大有效值由系统送到短路点 的短路冲击电流由系统送到短路点 的超瞬变（次暂态）短路电流由短路点附近的异步电动 机送到短路点的超瞬变（次暂态）短路电流由异步电动机 反馈短路冲击 电流42rM qM MI K I 9.0 rM qM MI K I 9.0rMrM qMqMPP KK)(由短路点附近的 异步电动机送到 短路点的超瞬变（次暂态）短路 电流，kA如果有多台 异步电动机异步电动机起动电流倍数可取为67如果有多台异步电动机异步电动机的 起动电流倍数43不对称短路电流计算不对称短路电流计算 对称分量法的基本关系 序网的构成 合成阻抗 正序电流 合成电流44对称分量法的基本关系对称分量法的基本关系不对称短路计算一般 采用对称分量法。它的意义是：三相网络内任一组不对称 三相相量(电流、电压等)都可以分解成三组对称的 分量。即正序分量、负序 分量和零序分量。正序分量的三相量大 小相等，方向各差 120，相序与对称时 的三相相序相同零序分量的的三相量大 小相等，相位也相同负序分量的三相量大小相等，方向各差120，相序与对称 时的三相相序相反45cbaaaaFFFa aa aFFF1 1 1113122021cbaaaaIIIa aa aIII1 1 1113122021cbaaaaUUUa aa aUUU1 1 111312202123210120J e aj 23210240 2J e aj 13 a0 12 a a不对称量分解成为序分量：即相分量分解成为序分量算子：不对称电压分解成为序分量：不对称电流分解成为序分量：4602122111 1 1aaacbaFFFa aa aFFF02122111 1 1aaacbaIIIa aa aIII02122111 1 1aaacbaUUUa aa aUUU序分量合成为 不对称量：即 序分量合成成为相分量电流序分量合 成相分量电压序分量合 成相分量47三序对称分量的独立性三序对称分量的独立性在三相对称网络中，由于三相网络内施加任一组 对称分量电压（或电流）都只在网络内产生相应 的对称分量电流（或电压），此即所谓三相对称 网络中对称分量的独立性。因此，可以分别对各序电流电压分布进行计 算，然后再用对称分量法进行合成，从而求 出实际的短路电流或电压值。48序网的构成序网的构成将三相不对称相量分解为正序(顺序)、负序(逆序)和零序三组 对称分量后，要对于不同序的电流电压进行计算，相应的不同 序的计算用网络称为序网。正序网络它与前面所述三 相短路时的网络 和电抗值相同。负序网络它所构成的元件与正序网络完全相 同，只需用各元件负序阻抗X2代替正 序阻抗X1即可。对于的静止元件(变压器、电抗器、架空线路、电缆线路等)X2=X1对于旋转电机的负序阻抗X2不等 于正序阻抗X1，一般由制造厂提供。零序网络它由元件的零序 阻抗所构成49零序网络构成零序网络构成零序网络的构成比较复杂，其构成方法是：在短路 点加上一组零序电压，然后寻找零序电流通路，如 能够有零序电流流过，则该支路包含在零序网络中。这种能够有零序电流流过回路至少在短路点连接的 回路中有一个接地中性点时才能形成；若发电机或变压器的中性 点经过阻抗接地，则必须 将该阻抗增加3 倍后再列 入零序网络。如果在回路中有变压器，那么零 序电流只有在一定条件下才能由 变压器一侧感应至另一侧。电抗器的零序阻抗X0=X150515253复合序网复合序网根据不同的不对称短路，将三个序网连 接成不同的形式，从而进行计算，这时 的网络称为复合序网；其连接方法是根据不 同的短路类型，由短 路处的边界条件决定 的。根据复合序网，可方便 的求出正序电流的A 相 分量，进而求出各序电 流电压的序分量，最后 再合成为要求的相分量54正序网E、X1 负序网X2 零序网X0 负序网X2 单相接地短路三序网串联)1(1 0 2 1 X X X X X X 0 2)1()1(1 0 2 1)1(1X X XX XEX X XEXEIaA相短路电流的正序分量A相短路电 流的正序分 量计算公式附加阻抗单相接地短路55正序网E、X1 负序网X2 两相短路正序网与负序网并联A相短路电流的正序分量)1(1 2 1 X X X X X 2)2()2(1 2 1)2(1X XX XEX XEXEIa两相短路56正序网E、X1 负序网X2 零序网X0 两相接地短路三序网并联A相短路电流的正序分量)1.1(10 20 210 2 1)/(X XX XX XXX X X X 0 20 2)1.1()1.1(1 0 2 1)1.1(/1X XX XXX XEX X XEXEIa两相接地短路57)(1nX X X 0)3(X 2)2(X X 0 2)1(X X X 0 20 2)1.1(X XX XX阻抗写成通式单相短路：二相短路：二相接地短路：三相短路：附加阻抗58)(1)()(11nn ndX XEI Ia 短路电流A相正序 分量写成通式：)(1)()(111nn ndX XI Ia 当电势的标么值为1 时59jNjsSSX X1)3()3(1)(11)()(1)()1()1()(jsnjNnjNn njsXXXSSXXXSSX X X 如要运用短路电 流计算曲线，则 应换算成计算电 抗：三相短路时的计 算电抗：60求出了求出了AA相正序分量电流后，就可用对称分量法合成相正序分量电流后，就可用对称分量法合成 各相电流，进而求出各相电流，进而求出短路处的短路电流短路处的短路电流以及整个网络以及整个网络 的电流和电压分布。的电流和电压分布。)(1)(1)(nandndmI mI I 对于不同的短路，短路处 的短路电流与正序分量A 相电流有如下的关系：1 m3 m3 m20 20 2)(1 3 X XX Xm单相短路：二相短路：二相接地短路：三相短路：前面求出的正 序分量电流：61)3(1 2 1)2(2121IXEX XEXEIa)3()3()3()2(1)2(1)2(1)2(866.0232133 3I I II I mI Ia d d d 在计算t=0（也即是次暂 态短路电流）时近似假定：2 1X X这时的两相短路 电流可简化为：两相短路 次暂态电流6231 1 2 12866.02323 3k kIXEXEX XEI 此时的发电机正序参数是用次暂态参数，发电机的负 序参数与其正序参数数值接近，分母的两项相差不 大，可以近似认为两者相等。3 2866.0k kI I 3 25.1k kI I 对于远离发电机的短路稳态 电流，外接电路电抗的影响 较大，相反，发电机参数影 响较小，分母的两项也相差 不大，可以近似认为两者相 等，所以，结论与上面相同对于发电机出口的短路稳态 电流，原因见下页633 2866.0k kI I 3 25.1k kI I 远离发电 机短路时发电机出口 处短路时注意：对于远离发电机的短路稳态 电流，外接电路电抗的影响 较大，相反，发电机参数影 响较小，分母的两项也相差 不大，可以近似认为两者相 等，所以，结论与上面相同64对于发电机的出口两相短路 稳态 电流，由于此 时发电机参数是用同步电抗表示，同步电抗很 大，负序电抗相对很小（接近于发电的正序暂态 参数），（又无外接电路电抗的影响），因此，分母的两项合成起来，只比正序电抗大一些，故 分子的根号3 就起主要作用，于是短路电流也就 很大，约为稳态短路电流的1.5倍，就主要是这 个因素的影响。发电机出口处的两 相稳态短路电流32 125.13k kIX XEI 65低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 计算特点 三相和两相短路电流的计算 单相短路(包括单相接地故障)电流的计算 低压网络电路元件阻抗的计算66计算特点计算特点前面介绍的高压系统短路电流计算方 法同样适用于低压网络由于低压电网的电源一般来自地区大中型 电力系统，配电用的电力变压器的容量又 远小于系统的容量，因此，从电气距离来 看，短路点可以说离电源很远，于是，短 路电流可按远离发电机计算，即可认为按 电源为无限大电源容量的网络进行短路计 算；即 短路电流周期分量不衰减。67计算特点计算特点由于电压较低，短路回路的电阻影响较大，因此 对于低压网络的短路电流计算 要计及短路电路各 元件的有效电阻，但短路点的电弧电阻、导线连 接点、开关设备和电器的接触电阻可忽略不计。由于电路电阻较大，短路电流 非周期分量将会很快衰 减，因此，计算中 一般可以不考虑非周期分量。只有 在离配电变压器低压侧很近处，例如低压侧20m以内 大截面线路上或低压配电屏内部发生短路时，才需要 计算非周期分量。要考虑温度对于导线电阻的影响，即单位线路长 度有效电阻将随温度的变化进行修正68计算特点计算特点低压网络的短路电流计算一般采用有名值 计算：电压用伏，电流用千安，功率用千 伏安，阻抗用毫欧计算220 380V网络中的三相短 路电流时，计算公式中的电压 要用计算电压进行计算，计算 电压为：计算三相短路电流时：C=1.05计算单相接地故障电流时：C=1.0Un为系统标称电压(线电压)380V。ncU69低压网络三相短路电流的计算低压网络三相短路电流的计算kAX R X RUZcUIk k k knkn2 2 2 2 230 3/05.1 3/L m T s kR R R R R L m T s kX X X X X 在220380V网络中，一般以 三相短路电流为最大。低压网络 三相起始 短路电流 周期分量 有效值：各元件电 阻及电抗电压系 数，计算 三相短路 电流时取 1.05：网络标称电压(线电 压)，V,在220380V 网络为380V短路电路总阻抗、总电阻、总电抗，m；70L m T s kR R R R R L m T s kX X X X X 变压器高压侧系统的 电阻、电抗(归算到 400V 侧)m；变压器的电阻、电抗(归算到400V 侧)m；变压器低压 侧母线段的 电阻、电 抗，m；配电线路 的电阻、电抗，m；短路回路总 电阻、总电 抗，m；71一台变压器供电的低压网络三相 短路电流计算电路图72当变压器的阻抗与系 统的阻抗之比满足以 下条件，则可看成无 限大电源的短路：2/2 2 2 2 s s T TX R X Rz kI I I 对于无限大电源的短路，变压器低压侧短 路时的短路电流周期分量不衰减，即系统的阻抗相比之 下比较小时：低压系统的短路通常看成无限大电源的短路低压系统的短路通常看成无限大电源的短路7332866.0k kI I 低压网络两相 短路电流与三 相短路电流的 关系也和高压 系统一样，此 时，由于低压 网络远离发电 机，故发电机 参数影响很 小，故可得：两相短路 次暂态电流，它 也不衰减：74单相短路单相短路(包括单相接地故障包括单相接地故障)电流的计算电流的计算kAZX R X RUX X X R R RUZ Z ZcUIpp p p pnn nk 220 220 3/)3()3(3/0.13|3/2 2 2 22)0()2()1(2)0()2()1()0()2()1(1 单相接地故障电流的计算：TN 接地系 统的低压网络单相接地故障电流220 3/380 3/nU线电压有名值短路电路正序、负序、零序电 阻，m；短路电路正序、负序、零序阻 抗，m 短路电路正序、负序、零序阻 抗，m；C：电压系数，计算单相 接地故障电流时取1；75 L p m p T p s ppL p m p T p s ppX X X XX X XXR R R RR R RR 33)0()2()1()0()2()1(短路电路的相保电阻相保电抗相保阻抗2 2p p pX R Z 短路电路的相线与保护线组成的回 路的有关参数简称相保参数762 2p p pX R Z L m T sR R R R R)1()1()1()1()1(L m T sR R R R R)2()2()2()2()2(L m T sR R R R R)0()0()0()0()0(L m T sX X X X X)1()1()1()1()1(L m T sX X X X X)2()2()2()2()2(L m T sX X X X X)0()0()0()0()0(变压器的参 数，m 变压器高压侧系统 的参数(归算到400V 侧)，m；变压器低压侧母线 段的参数，m；配电线路的 参数，m；77低压网络电路元件阻抗的计算低压网络电路元件阻抗的计算在计算三相短路电流时，元件阻抗 指的是元件的相阻抗，即相正序阻 抗。因为已经三相系统是对称的，发生三相短路时只有正序分量存 在，所以不需要特别提出序阻抗的 概念。78相保阻抗相保阻抗发生不对称短路时，保护线中将会有 电流流过，相保阻抗则是包括相线及 保护线在内的阻抗总称。79在低压网络中发生不对称短路时，由于短路 点离发电机较远，因此可以认为所有元件的 负序阻抗等于正序阻抗，即等于相阻抗。发电机（属于旋转元件）的 正序阻抗、负序阻抗不相等低压网络中发生不对称短路时，通常认为低压网络中发生不对称短路时，通常认为 负序总阻抗等于正序总阻抗负序总阻抗等于正序总阻抗80低压网络的零序阻抗低压网络的零序阻抗 pppX X XR R RZ Z Z)0()0()0()0()0()0()0()0()0(333TN 接地系统低压网络的零序阻抗等于相线 的零序阻抗与三倍保护线(即PE、PEN 线)的 零序阻抗之和，即81 3233233)0()1()0()2()1()0()1()0()2()1()0()2()1(X X X X XXR R R R RRZ Z ZZpppTN 接地系统低压网络的相保阻抗与各序阻 抗的关系为828384系统阻抗（高压侧）的计算系统阻抗（高压侧）的计算 mScUZsns3210)(s sX R 1.0 s sZ X 995.0 在计算220 380V 网络短路电流时，变压器高压侧系统 阻抗需要计入。若 已知高压侧系统短 路容量，则归算到 变压器低压侧的高 压系统阻抗为如果不知道其电阻和电抗的确切数值，可以取变压器高压侧系统短路容量，MVA变压器低压侧标 称电压，0.38kV电压系数，计算三相短 路电流时取1.05归算到变压器低压侧（380V）的高压系统电阻、电抗、阻抗，m.85关于高压侧的零序阻抗关于高压侧的零序阻抗高压侧的零序阻抗：Dyn和Yyn0 连接 的配电变压器，当 低压侧发生单相短 路时，由于低压侧绕组零序电流不能 在高压侧流通，高压侧对于零序电流 相当于开路状态，故在计算单相接地 短路时此阻抗不存在。表8-l-2 列出了 10(6)/0.4kV 配电变压器高压侧系统短 路容量与高压侧系统阻抗、相保阻抗(归算到400V)的数值关系。86160 1000)38.0 05.1(2 8710(6)10(6)0.4kV0.4kV 三相双绕组配电变压器的阻抗计算三相双绕组配电变压器的阻抗计算配电变压器的正序阻抗与负序阻抗相等：3223210 103 rTrrTSPUIPR2 2T T TR Z X rr kTSU uZ200100 当电阻值较小，允许忽略电阻时rr kTSU uX200100 88配电变压器的零序阻抗与连接情况有 关。Yyn0 连接的变压器的零序阻抗比 正序阻抗大得多，其值由制造厂通过 测试提供；Dyn11连接变压器的零序阻 抗如没有测试数据时，可取其值等于 正序阻抗值。配电变压器的零序阻抗配电变压器的零序阻抗89低压配电线路的阻抗：低压配电线路的阻抗：线路的零序阻抗和相保阻抗的计算方法线路的零序阻抗和相保阻抗的计算方法 2)0()0(2)0()0()0()0()0(3 3|3|p ppX X R RZ Z Z 90线路相保阻抗的计算线路相保阻抗的计算 pp pp p pp ppX X X XX X X X X X X XR R R R R R R R R RX R Z)0()0()2()1()0()0()2()1()0()2()1()0()0()2()1()0()2()1(2 2313313133131 单相接地短路电路中任一元件(配电变压器、线路等)的相保 阻抗 计算公式为pZ9122短路电流计算结果的应用短路电流计算结果的应用(1)电气主接线比较及选择；(2)电器和导体的选择；(3)确定中性点接地方式；(4)计算软导线的短路摇摆；(5)验算接地装置的接触电压和跨步电压；(6)选择继电保护装置和整定计算；(7)校验导体和电器的动、热稳定。92用于设备的选择与校验用于设备的选择与校验应用短路电流计算结果对变配电所中 断路器、隔离开关、电流互感器、电 压互感器、成套开关设备、支柱绝缘 子、避雷器等设备以及软导线、硬导 体等导体的选择；验算接地装置的接 触电压和跨步电压；选择继电保护装 置和进行整定计算等。93影响短路电流的因素及限制短路电流的措施影响短路电流的因素及限制短路电流的措施 影响短路电流的因素 限制短路电流的措施94影响短路电流的因素影响短路电流的因素(1)电源布局及其地 理位置，特别是大容 量发电厂及发电厂群 距受端系统或负荷中 心的电气距离；(2)发电厂的规模、单机容量、接入系统 电压等级及主接线方 式；(3)电力网结 构(特别是主网 架)的紧密程度 及不同电压电力 网间的耦合程 度；(4)接至枢纽变电所的发电和 变电容量，其中性点接地数量 和方式对单相短路电流水平影 响很大；(5)电力系 统间互联的 强弱及互联 方式。95限制短路电流的措施限制短路电流的措施当电力网短路电流数值与系统运行和发展不适应时，应采取措施限制短路电流，一般可以从电力网结构、系统运行和设备等方面采取措施：(1)电力网结构方面：在保持合理电网结构的 基础上，及时发展高一级电压、电网互联或新 建线路时注意减少网络的紧密性，大容量发电 厂尽量接入最高一级电压电网，合理选择开闭 所的位置及直流联网等，要经过全面技术经济 比较后决定。(2)系统运行方面：高一级电压电网形成后及 时将低一级电压电网分片运行、多母线分列 运行和母线分段运行等。96(3)设备方面：结合电 力网具体情况，可采 用高阻抗变压器、分 裂电抗器等常用措 施，在高压电网必要 时可采用LC谐振式或 晶闸管控制式短路电 流限制装置。(4)其他方面：为限制单相 短路电流，可采用减少中 性点接地变压器数目、变 压器中性点经小电抗接地、部分变压器中性点正常不 接地，在变压器跳开前使 用快速接地开关将中性点 接地、发电机变压器组的 升压变压器不接地，但要 提高变压器和中性点的绝 缘水平及限制自耦变压器 使用等。97题目及解答9811-119910011-22101102这一题与前 面相似，只 是只求两条 支路11-3310311-44104这题的做法是：将其中的两条支路 合并成一条后，就变成星形网络，然后按星三角变换处理10522106变压器电抗基准电流起始次暂态电流107短路电流最大瞬时值-冲击电流短路电流冲击系数短路功率-短路容量10833109根据提供的短路功率-短路容量计算系统电抗变压器电抗短路功率-短路容量，其表么值与短路电 流标么值相同起始次暂态电流110KA I I Ij97.45 33.144 3185.0 KAUSIjjj33.1444.0 31003 3185.081.2 33.01 1 XI如按一般做法，结果相同KA I I Ij97.45 33.144 3185.0 起始次暂态电流起始次暂态电流标么值电流基准值10KV 侧短路电流即d点短路时，在10KV 侧的电流值。KAUSIjjj498.55.10 31003 10KV 侧电流基准值KA I I Ij75.1 498.5 3185.0 如按一般做法，结果相同11144112113三绕组变压器参数计算公式，先求出每个绕组的 短路电压，在计算其电抗参数电流基准值及起始 次暂态电流10KV 母线短路114短路电流最大瞬时值-冲击电流电流基准值及起始 次暂态电流6KV 母线短路短路电流最大瞬 时值-冲击电流115P12755116117D1 点短路D2 点短路D2 点短路功率MVAXSSj2.58718.1100 D2 点短路功率可 以这样直接求 出，这是标么值 计算的优点118P128-166119120这道题目与前面题目一 样，只是用有名值计算121P129-177122123MVAXSSj3.52619.0100 短路功率可以 这样直接求 出，这是标么 值计算的优点124P129-2881251266.138.0/10 100010010017/100%31 Cos PSXXdnjd电动机参 数计算4.178.0/10 78010010017/100%32 Cos PSXXdnjd两台电动机并联计算成为等值电动机变压器参 数计算19.13.61001005.7100%TnjTTSSXX127等值电动机启动电流倍数计算基准电流两部分的电 流及总电流128系统提供的 冲击电流电动机的额 定电流ACos UPITndnDn55.1148.0 3.6 31000311 ACos UPITndnDn35.898.0 3.6 3780322 教材 有错12947.210)4.89 5.114(44.5 71.1 2 9.02 9.03 KA I K K irM qM M ch M ch电动机 提供的 冲击电 流KA i i iM ch s ch ch1.22 4.2 6.19 KAI K I K I I IM M ch s s ch M s ch32.13)2.1)1 71.1(7.7)1 8.1(2)2.1 7.7()1()1(2)(2 22 2 总的冲 击电流总的短路全电流的最大有效值130P130-199131132可以直接用下式计算更简便MVA S I Sj63.140 5.62 25.22.0 2.0 1331010134P130-2135136各元件标么值计算833.08.0/121001005.12/100%Cos PSXXGnjdG1.151001005.5100%TnjkTSSUX363.05.101001 4.02 2 jjLUSl r X5.0200100 sjsSSX137串联支路 串联支路实际也是星三角变换138139基准电流计算其中，电压基准用 6.3KV无限大系统提供 的短路电流即查运算曲线需 用的计算电抗140因为短路点的电压 等级为6.3KV0秒的短路电流0.2秒的短路电流141即无限大时间的短路电 流，即稳态短路电流0.01秒时短路电流的瞬时 值，即冲击电流即短路功率1421111143144145146147