短路电流计算方法_精品文档.ppt

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短路电流计算方法Iz、ish、Ish和I的意义短路电流次暂态值Iz，它是指短路瞬时，短路电流周期分量电流为最大幅值时所对应的有效值。

此值通常用来作继电保护的整定近似和校验断路器的额定断流量。

短路电流冲击值ish，它是指在发生最大短路条件下，短路后0.01s时，短路电流所出现的最大瞬时值。

此值通常用来校验电气设备的动稳定性。

短路电流冲击有效值Ish，是指发生短路后的第一个周期内，全短路电流的有效值。

此值通常用来校验电气设备的动稳定性。

短路电流稳态值I，它是指短路进入稳定状态后，短路电流的稳态有效值。

对于无限大容量电源系统的三相短路，I=Iz。

此值通常用来校验电器和线路中载流部分的热稳定性。

1）次暂态短路电流次暂态短路电流指指短短路路瞬瞬时时，短短路路电电流流周周期期分分量量电电流流为为最最大大幅幅值值时时所所对对应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三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量22）短路冲击电流短路冲击电流（shshshock）shock）第一个周期全电流峰值。

第一个周期全电流峰值。

即即t=T/2带入（带入（3-3）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三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量3）3）短路冲击电流有效值短路冲击电流有效值指指发发生生短短路路后后的的第第一一个个周周期期，全全短短路路电电流流（包包括括周周期期，非周期）的非周期）的有效值有效值。

根根据据有有效效值值的的定定义义，应应为为一一个个周周期期TT内内，两两个个分分量电流瞬时值的均方根值，即：

量电流瞬时值的均方根值，即：

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不衰减的余旋函数是振幅不衰减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，在低在低压供供电系系统中，中，三相短路电流主要计算量三相短路电流主要计算量44）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。

如如前前所所述述，无无限限大大容容量量电电源源供供电电系系统统发发生生三三相相短短路路时时，短短路路电流周期分量的幅值始终不变（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tt的有效值的有效值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:

然然而而，供供电电网网路路中中某某处处发发生生短短路路时时，其其中中一一部部分分阻阻抗抗被被短短接接，网网路路的的阻阻抗抗发发生生变变化化，故故在在计计算算短短路路电电流流时时，应应先先计算各元件的阻抗。

计算各元件的阻抗。

（11）标标么么制制就就是是相相对对单单位位值值。

即即把把取取作作基基准准的的值值作作为为11，同类值和它进行比较得出的值就是标么值。

，同类值和它进行比较得出的值就是标么值。

某量的基准标么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：

AA有名值有名值任意选定的基准值，与任意选定的基准值，与AA同单位（同单位（ddatum）ddatum）例例如如：

有有名名值值为为360V360V及及400V400V的的电电压压值值，若若选选定定电电压压基基准准值值时，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如如果果基基准准值值取取设设备备的的额额定定值值，则则其其标标么么值值叫叫做做额额定定标么值标么值，表示为，表示为标么制的定义标么制的定义

（2）2）供电系统的标么值供电系统的标么值对对于于三三相相供供电电系系统统，计计算算三三相相对对称称的的短短路路电电流流时时，可可按一相进行，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。

根据功率方程和欧姆定律，根据功率方程和欧姆定律，SS，II（线电流），（线电流），UU（线电压）线电压），XX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。

所以当任意选定两个基准值之间也必须符合上述关系。

所以当任意选定两个量的基准值之后，其余的两个量也就确定了。

量的基准值之后，其余的两个量也就确定了。

标么制的定义标么制的定义短短路路计算算中中经常常遇遇到到的的四四个个物物理理量量的的标么么值可可按按下下列列各各式式求出。

求出。

（上上述述公公式式可可用用于于：

已已知知有有名名值值如如何何求求基基准准标标么么值值或或已已知知基基准准标么值如求有名值）标么值如求有名值）标么制的定义标么制的定义（33）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:

（应用例：

已知（应用例：

已知可求可求和和）标么制的定义标么制的定义基准容量基准容量的选择：

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（如可选择某个整数（如100MVA100MVA或或1000MVA101000MVA10个倍数）。

个倍数）。

标么制的定义标么制的定义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UUavavU1UUNN用电设备用电设备U1U1U2U2U3标么制的定义标么制的定义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：

（44）额定标么值与基准标么值的转换）额定标么值与基准标么值的转换如如果果不不加加特特殊殊说说明明，资资料料中中（手手册册等等）给给定定的的某某些些电电气气设设备备的的标标么么值值均均指指额额定定标标么么值值。

如如果果计计算算时时，采采用用基基准准标标么么值值，则则应应把把额额定定标标么么值值归归算算标标么么值值，它它们们之之间间的的换换算关系如下：

算关系如下：

额定电压（额定电压（KV）KV）22221103510630.22/0.38平均电压（平均电压（KV）KV）231153710.56.33.150.23/0.4标么制的定义标么制的定义由于工程计算中，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,所以所以不能用此公式计算电抗标么值，见下面的说明不能用此公式计算电抗标么值，见下面的说明。

标么制的定义标么制的定义标么值公式小结：

标么值公式小结：

（11）基准值关系基准值关系-第一套公式第一套公式（22）基准标幺值基准标幺值计算计算-第二套公式第二套公式（33）额定额定标幺值标幺值计算计算-第三套公式第三套公式标么制的定义标么制的定义标么值公式小结：

标么值公式小结：

（44）额定额定标幺值标幺值与基准标么值转换与基准标么值转换-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，所以标么制的定义标么制的定义实实际际电电力力系系统统中中各各电电气气元元件件的的电电抗抗表表示示法法并并不不一一样样，应应将将它们换算成统一的基准值。

它们换算成统一的基准值。

（11）发电机发电机厂厂家家给给出出的的参参数数是是额额定定容容量量,额额定定电电压压,以以及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）。

选选用用及及为为基基准准，所所以以应应将将转转换换为为基基准准标标么么值值，即即如果选择如果选择为基准，则为基准，则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（22）变压器）变压器厂家给出的参数厂家给出的参数是是及短路电压百分数及短路电压百分数。

注注：

见变压器短路实验，见变压器短路实验，XXTT与与XXNTNT的区别在于负载不同，的区别在于负载不同，XXTT是二次短是二次短路情况下的电抗）路情况下的电抗）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（33）电抗器）电抗器电电抗抗器器的的主主要要采采用用限限制制短短路路电电流流，所所以以它它的的电电抗抗数数值值在在线线路路中中占占的的比比重重较较大大。

厂厂家家给给出出的的参参数数是是：

电电抗抗器器的的额额定定电电压压；电电抗抗器器的的额额定定电电流流；电电抗抗器器的的额定电抗的百分比额定电抗的百分比由由于于有有些些电抗抗器器的的额定定电压与与它它们安安装装处的的平平均均电压相相差差很很大大（如如额定定电压为10KV10KV的的电抗抗器器，可可以以装装在在6.3KV6.3KV的的线路路上上）。

所所以以则不不能能用用公公式，式，必须用：

必须用：

或或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（44）线路导线线路导线（架空线或电缆）（架空线或电缆）电电抗抗：

给给出出的的参参数数是是每每公公里里电电抗抗有有名名值值（），对对于长度为于长度为公里的输电线路，其有名值为公里的输电线路，其有名值为其其标么么值为：

-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（VV或或KVKV）电阻：

电阻：

线路每公里的路每公里的电阻阻值，导线的的电阻率，阻率，S-S-为导线面面积，可，可查表得或表得或计算算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。

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线路线路1线路线路2线路线路3K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。

首先说明，由于变压器是一个功率传送元件，如果略去变首