第四章 短路電流及其計算

1、建筑供電與照明學習摘要及筆記第四章 短路電流及其計算第一節(jié) 概述在供電系統(tǒng)的設計和運行中，首先應考慮供電系統(tǒng)可靠地連續(xù)供電，從而保證生產(chǎn)和生活正常進行；同時也應考慮故障情況的影響。故障的種類有多種多樣，最嚴重的故障是短路故障。短路故障，是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或各相間相互接觸從而產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。在通常條件下，最嚴重的短路故障是三相短路，即供電系統(tǒng)中三相之間發(fā)生短路。也有兩相短路和單相短路。無論哪種短路，所產(chǎn)生的大電流都將會供電系統(tǒng)中的電器設備和人身安全帶來極大的危害和威脅。為了準確地掌握這種情況，應該對供電系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的短路電流數(shù)值加以計算，并根據(jù)計算值裝設相應的保護裝置來

2、消除短路故障。另外，還要計算出其值所產(chǎn)生的電動效應、電熱效應，從而保證供電系統(tǒng)中的所有與載流部分有關(guān)的電器設備在選擇時有據(jù)可依。在實際運行在紅，能承受得起最大的短路電流所產(chǎn)生的熱效應和電動效應的作用而不造成損壞。在短路電流的計算中，通常把電力系統(tǒng)分為無限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)兩大類，由這兩類作為供電電源的供電系統(tǒng)短路電流的變化是不完全一樣的：所謂“有限”、“無限”，只是一個相對的問題。在工程計算中，特別是建筑電氣設計中，由于一般民用的供電系統(tǒng)容量遠比整個電力系統(tǒng)容量小，而供電系統(tǒng)的阻抗又比整個電力系統(tǒng)阻抗大，因此在供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)饋出的母線上電壓幾乎保持不變，這時我們就可以認為給民

3、用建筑供電的電力系統(tǒng)是無限大容量系統(tǒng)。本章所研究的問題和提出的使用公式均是以無限大容量系統(tǒng)供電為前提，并且對于高壓電網(wǎng)僅考慮電抗對短路的影響。對于低壓則考慮電抗和電阻對短路的影響。第二節(jié) 短路電流對供電系統(tǒng)的影響一、短路的形式和造成的后果（一）短路的形式造成短路原因的因素大體可分為人為因素、自然因素和一些不可預見的綜合因素。所謂人為因素是指由于供電系統(tǒng)的工作人員操作失誤所造成的。例如違反操作規(guī)程的操作、誤接線和運行維護不當，未及時發(fā)現(xiàn)設備老化絕緣損壞造成的系統(tǒng)短路等。自然因素是指由于自然的條件突變造成的系統(tǒng)短路。例如：因受雷電的襲擊造成電氣設備過電壓而使設備的絕緣損壞而形成的短路；大風、低溫、

4、冰雹等造成的線路的短路等。另外還有一些不可預見的因素也會造成系統(tǒng)的短路。例如：鳥類、爬行類動物跨越在兩個導線之間，或?qū)Ь€和大地之間，或咬壞導線、設備的絕緣造成的系統(tǒng)短路。在三相供電系統(tǒng)中無論哪種原因短路的形成大體可分為：三相短路、兩相短路和單相短路。有時系統(tǒng)發(fā)生短路后又接地了，則稱接地短路。三相短路稱為對稱短路，其他則稱為非對稱短路。根據(jù)實際的系統(tǒng)運行結(jié)果表明，單相短路的出現(xiàn)機會相對其他的短路機會多。兩相和三相短路機會較少，但是三相短路所造成的影響比單相和兩相都大。（二）短路造成的后果供電系統(tǒng)短路時，系統(tǒng)的阻抗值比正常運行時的阻抗值要小很多。短路電流要比正常運行時電流大幾十倍有時可以達到幾百倍

5、。顯然這個數(shù)值是根據(jù)系統(tǒng)容量的大小來確定的。通常的建筑供電系統(tǒng)（變壓器容量在1000kVA時）高壓側(cè)三相短路電流也能達到幾千安培。而低壓側(cè)要達到幾萬安培。不難看出如此大的短路電流將會給供電系統(tǒng)帶來什么樣的影響。雖然短路的形式不同所帶來的影響性質(zhì)和程度都不同，從理論上定性分析造成的影響主要有如下幾個方面：1.短路造成停電事故，會給生產(chǎn)、生活帶來不便和損失；2.有時短路不會造成停電，但會使供電系統(tǒng)的電壓驟然下降，形成在供電系統(tǒng)中連接的所有用電設備在低電壓下運行，如果作為主要動力的電動機處于低電壓下運行，必然會造成電動機損壞。對于照明系統(tǒng)中的照明裝置也會帶來影響，白熾燈變暗、氣體放電光源不能點燃等。

6、3.如果系統(tǒng)發(fā)生非對稱短路，非對稱的短路電流會有磁效應產(chǎn)生，當磁通量達到一定值時，必然對相鄰的通信線路、電子設備、控制系統(tǒng)造成強烈的電磁干擾。4.強大的短路電流將產(chǎn)生很大的電動力和電熱效應，使系統(tǒng)中的導線、設備損壞。短路故障的種類見表4-1。二、無限大容量電源的供電系統(tǒng)產(chǎn)生三相短路時的過程介紹和有關(guān)參數(shù)如果從理論上分析三相短路的過程是一個較復雜的問題。但是從應用的角度出發(fā)我們只需掌握在其短路過程中的主要參數(shù)就可以了。（一）無限大容量電源的供電系統(tǒng)產(chǎn)生三相短路時的過程介紹建筑的供電系統(tǒng)可以用等效電路圖表示，如圖4-1中的（a）所示。由于電路大多數(shù)是對稱的，則用單相等效電路圖表示。見圖4-1中的（

7、b）所示。定性的分析三相短路電流時，可用單相等值電路；從等值的單相電路可以看出供電系統(tǒng)屬于一個電桿和電阻所組成的串聯(lián)電路，而供電源正是正弦交流電。當線路產(chǎn)生短路后，系統(tǒng)將有一個正常的工作狀態(tài)經(jīng)過過渡過程（或短路的暫態(tài)過程）進入短路的穩(wěn)定狀態(tài)。所謂三相短路過程的介紹其實就是電阻和電感的串聯(lián)電路過渡過程的分析和介紹。其原理和電路的基本理論相同。將這三個狀態(tài)下系統(tǒng)的電流和電壓的變化可以用變化的曲線表示，見圖4-2。如果將無限大容量電源的供電系統(tǒng)產(chǎn)生三相短路時電流和電壓的變化規(guī)律用數(shù)學公式表示則有： （4-1）式中 三相短路電流的瞬時值（也稱全短路電流） 相電壓幅值； Z電路中每相的阻抗； 相電壓的初

8、相角； 短路電流與電壓之間的相角； 短路回路的時間常數(shù)； C積分常數(shù)，由初始條件決定。上述說明三相短路電流是由兩個分量組成的：一個是以正弦規(guī)律變化的周期分量；一個是按指數(shù)規(guī)律衰減的非周期分量。在選擇和校驗電器設備以及進行繼電保護的整定計算時，應計算出在短路過程中的以下物理量。（1）三相短路沖擊電流（） 它是三相短路電流第一周期全電流的峰值。用來校驗系統(tǒng)中電器和母線動穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。（2）三相短路電流最大有效值（） 它是三相短路電流第一周期內(nèi)全電流的有效值，也稱三相短路沖擊電流的有效值。用來校驗系統(tǒng)中電器和母線熱穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。（3）三相短路電流周期分量的有效值（）。（4）三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值（）。（

9、5）短路后0.2s的短路電流周期分量有效值（）。（6）次暫態(tài)短路電流（三相短路電流周期分量第一周的有效值）（）。（7）三相短路電流的有效值（）在由無限大容量系統(tǒng)供電時： （4-2）（8）三相短路容量（）。（二）短路的電流的電動力效應和電熱效應。短路電流發(fā)生的時間是極為短暫的，其數(shù)值又是非常大的。因此，當載流導體中瞬間流過短路電流時，在載體上表現(xiàn)的狀況也不一樣。當并列的導體中流過短路電流時，根據(jù)電磁感應原理，導體之間產(chǎn)生電磁作用力，通常稱為電動力。導體中流過的電流越大，其電動力也越大，短路電流形成的電動力不僅大，而且由于瞬間發(fā)生而使電動力突然產(chǎn)生，對電器設備及導體具有很大的破壞作用。當電流流過導

10、體時，因?qū)w具有阻抗，而會產(chǎn)生熱量，一般情況下，該熱量及時傳遞到周圍環(huán)境中。但瞬間流過短路電流，不僅能產(chǎn)生大量的熱量，而且無法及時傳遞到周圍環(huán)境中，導致導體溫度急速升高，最終導致導體變形或熔化。綜上所述，在選用電氣設備或?qū)w時，必須考慮它們在發(fā)生短路時，能否可靠地工作，這就是需進行電動力校驗和電熱校驗，這是設備與導體選擇時不可缺少的。在進行電動力的電熱校驗時，主要是比較短路沖擊電流所產(chǎn)生的電動力和熱量是否超過了設備出廠時確定的極限通過電流能力和導體固定時所能承受的破壞力。除此之外，還應綜合比較短路發(fā)生時，系統(tǒng)短路容量是否小于設備出廠時所確定的斷流容量。1.短路電流的電動力效應由電工基礎的理論可

11、知，當電流通過載流導體時，導體之間會產(chǎn)生電動力的作用。但在一般情況下，載流導體通過的是正常工作電流，它所產(chǎn)生的電動力數(shù)值不大，不會影響電器設備的正常工作；在供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流特別是短路沖擊電流很大，它所產(chǎn)生的電動力能達到很大的數(shù)值，雖然沖擊電流維持的時間很短，但它足以使導體變形、電器設備的載流部分遭到嚴重的破壞。因此必須對短路電流產(chǎn)生電動力的大小加以計算，使供電系統(tǒng)中各元件能承受短路時最大電動力的作用，保證可靠地工作。通常把電路元件能承受電動力效應的能力稱為電路元件的穩(wěn)定度。也就是說，電路元件要具有足夠的電動穩(wěn)定度，才可以保證在供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電路元件不會被損壞，供電系統(tǒng)可以正常

12、工作。在供電系統(tǒng)中，三相線路發(fā)生三相短路時，中間相導體所受的電動力比兩相短路時導體所受到的電動力要大，所以在校驗電器和導體的動穩(wěn)定度時，必須采用三相短路沖擊電流或采用短路后第一周期的三相短路全電流的有效值作為計算依據(jù)。對于一般電器，短路動穩(wěn)定度的校驗條件為： （4-3）或 （4-4）式中 被校驗電器設備的極限通過電流（峰值）（產(chǎn)品試驗時計算出的數(shù)據(jù)），kA； 被校驗電器設備的極限通過電流（有效值）（產(chǎn)品試驗時計算出的數(shù)據(jù)），kA； 電器設備所安裝地點產(chǎn)生的三相短路沖擊電流，kA； 電器設備所安裝地點產(chǎn)生的三相短路全電流的有效值（短路后第一個周期時），kA。由于某些產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)數(shù)據(jù)有

13、用三相短路沖擊電流值的，有時也用，因此使用時要加以注意?，F(xiàn)代建筑中裸母線使用的很少，支承用的絕緣子也使用的較少。取而代之的是封閉式母線槽（插接式母線）。母線的動穩(wěn)定度的校驗工作已由封閉式母線槽的生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員做好，作為建筑電氣的設計人員只整體選擇使用，這里不作詳細介紹。2.短路電流的熱效應供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，極大的短路電流通過電器設備或?qū)w時，能在很短的時間內(nèi)將電器設備的載流部分或?qū)w加熱到很高的溫度，以使電器設備損壞。因此必須計算出短路電流的熱效應。其目的在于確定從短路發(fā)生到斷路器切除故障這段時間內(nèi)導體所能達到的最高溫度，并把它與導體短路時最高允許溫度相比較以判斷導體的熱穩(wěn)定度。要計

14、算短路后導體達到的最高溫度，就必須求出短路期間實際的短路全電流或在導體中產(chǎn)生的熱量Q。但是實際或是一個變動的電流，要計算出熱量Q相當困難，因此一般采用短路穩(wěn)態(tài)電流來等效計算實際短路電流所產(chǎn)生的熱量。由于通過導體的短路電流不是穩(wěn)態(tài)電流，因此就要假定一個時間，在這一時間內(nèi)，導體通過所產(chǎn)生的熱量，正好與實際短路電流或在短路時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等。通常在工程計算中稱這一時間為短路發(fā)熱假想時間，有時也稱為熱效時間，用表示。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時短路假想時間可用下式計算： （4-5）式中 短路假想時間，s； 短路時間，s。 （4-6）式中 短路時間，s； 短路保護裝置實際最長的動作時間，s； 斷路器

15、的斷路時間，s；對于一般電器，熱穩(wěn)定度的校驗條件按下式進行： （4-7）式中 電器的熱穩(wěn)定試驗電流，kA； t電器的熱穩(wěn)定試驗時間，s； 三相短路穩(wěn)態(tài)電流，kA；短路假想時間，s。第三節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)三相短路電流的計算方法和使用時注意事項三相短路電流是產(chǎn)生與電源和短路點之間的電流。由于這時的電力系統(tǒng)屬于無限大容量的電源，而在一般的民用建筑中的供電系統(tǒng)組成的形式也比較簡單。通常工程中使用的方法有歐姆法（也稱有名單位制法）、標幺值法（標幺制法）。這兩種方法屬于精確的理論計算方法，使用手工的計算比較麻煩。由于計算機技術(shù)的使用減少了計算量，這使得這兩種方法使用的頻率高起來，特別是目前計算機軟件的

16、編寫也涉及這方面的內(nèi)容。為更好的使用計算機的軟件來進行短路電流的計算，必須要在理論上掌握該計算方法的內(nèi)容。無論是哪種方法來計算三相短路電流，它的理論根據(jù)式應有如下形式： （4-8）式中 三相短路電流，kA； 短路點的短路計算電壓（也稱平均額定電壓，見表4-2），kV； 短路回路總阻抗值，。由上式可見，求三相短路電流的實質(zhì)就是求出短路回路的總阻抗。然后即可計算出三相短路電流和三相短路容量。在實際工程應用中，計算高壓電路中的短路電流時只考慮電路中對短路電流值影響較大的電路元件。例如：發(fā)電機、變壓器、電抗器、架空線路和電纜線路等。由于上述的各種元件在電路中所呈現(xiàn)的電阻值遠遠小于其自身的電抗值，因此在

17、計算這些元件的阻抗時只考慮其電抗值。雖然所得到的計算結(jié)果和實際有一些誤差，但這個誤差的值很小，可以滿足工程計算精度的要求。如果架空線路或電纜線路特別長，短路回路的總電阻值大于總電抗值的1/3時，這時需要計算其電阻值。另外，無論實際的短路點產(chǎn)生于系統(tǒng)中的何處，在計算短路電流時，都認為短路點的電壓是該電壓等級線路電壓的平均值，也就是計算電壓值。一般來說，通常工程中使用的方法歐姆法適用于電壓為1000V及以下的低壓供電網(wǎng)絡的短路電流計算，而標幺值法則適用于高壓供電網(wǎng)絡。短路電流的計算方法還有短路功率法等多種形式，它們均是由上述方法演變而成。第四節(jié) 采用歐姆法進行短路電流計算一、計算公式的介紹由于計算

18、機的使用使計算過程變得簡單，但是計算公式的內(nèi)容以及如何使用公式必須掌握的理論基礎，否則無法使用計算機進行短路電流計算。（一）高壓系統(tǒng)短路電流的計算短路電流的計算關(guān)鍵是計算短路回路的總阻抗值，對于高壓電路，忽略電阻，只確定短路回路的電抗值。1.短路回路各元件電抗值的確定（1）電力系統(tǒng)電抗值（） （4-9）式中 電力系統(tǒng)電抗，； 短路點的短路計算電壓，kV； 系統(tǒng)出口處斷路器的斷流容量，MVA。（2）電力變壓器的電抗值（） （4-10）式中 電力變壓器的電抗，； 變壓器的短路電壓，可用阻抗電壓表示（數(shù)據(jù)由產(chǎn)品樣本上查找）； 變壓器的額定容量，kVA。（3）電力線路的電抗值（） （4-11）式中 導

19、線或電纜單位長度的電抗，/km；L線路長度，km。計算短路電路中電力線路阻抗時，應換算到短路點短路計算電壓作用下的阻抗值。 （4-12） （4-13）式中 、分別為換算前元件的電抗值，；電阻值，；元件所在處的短路計算電壓，kV； 、分別為換算后元件電抗值，；電阻值，；短路點的短路計算電壓，kV。2.常用幾種電抗網(wǎng)絡的變換為使之方便地求出電源至短路點間總的電抗，有時要將復雜的短路電路變?yōu)楹唵蔚男问?，故進行網(wǎng)絡變換，見表4-3?！窘滩腜54】3.短路電流的計算公式（1）三相短路電流周期分量的有效值（） （4-14）式中 三相短路電流周期分量的有效值，kA； 短路點所在處網(wǎng)絡的計算電壓，kV；短路回

20、路的總電抗，。（2）三相短路沖擊電流（） （4-15）式中 三相短路電流沖擊值，kA; 短路電流沖擊系數(shù)，當回路總電阻小于或等于回路總電抗的1/3時，取值2.55。（3）三相短路電流最大有效值（） （4-16）式中 三相短路電流最大有效值，kA。（4）兩相短路電流兩相短路電流周期分量的有效值（） （4-17）式中 、分別為三相、兩相短路電流周期分量的有效值，kA。兩相短路電流的沖擊值（）。 （4-18）兩相短路電流最大有效值（）。 （4-19）上兩式中 兩相短路電流沖擊值，kA；兩相短路電流最大有效值，kA;三相短路電流沖擊值，kA；三相短路電流最大有效值，kA;（5）單相接地電容電流（）：電

21、網(wǎng)中的單相接地電容電流，在工程上一般只計算線路部分和變電設備引起的增至。電纜線路單相接地電容電流（10kV）估算 （4-20）式中 單相接地電容電流，A；線路額定電壓，kV；線路長度，km。架空線路單相接地電容電流（10kV）估算。 （4-21）式中各值同上。除按上式估算的方法外，還可以通過查表（表4-4）找出單相接地電容電流的平均值。按上述兩種方式中無論哪種計算后，還應按表4-5加上變電設備引起電容電流增值才是完整的電容電流值，這時電容電流值為： （4-22）式中 考慮了線路和變電設備增值時，單相接地電容電流，A；變電設備造成的增值百分數(shù)。（二）低壓系統(tǒng)短路電流計算1000V及以下的低壓系統(tǒng)

22、短路電流計算時，首先要考慮如下幾個方面的問題：（1）一般認為是由無限大容量系統(tǒng)供電的電源：配電變壓器高壓側(cè)的電壓保持不變。（2）低壓系統(tǒng)中各元件的電阻對短路電流有一定的影響不可以忽略，因此要計算回路阻抗。（3）短路電流的計算一般不采用相對單位制。1.變壓器阻抗值（1）變壓器電阻（） （4-23）（2）變壓器阻抗（） （4-24）（3）變壓器電抗（） （4-25）式中 、變壓器的電阻、電抗、阻抗，;變壓器額定短路損耗，kW；變壓器二次側(cè)額定電壓，V；變壓器額定容量，kVA；變壓器短路電壓百分數(shù)（有時也稱阻抗電壓，用表示，百分數(shù)為）。除按上市計算變壓器的阻抗值外，還可以利用表4-6和表4-7查出阻

23、抗的平均值。兩種方式誤差不大在工程上允許的。以上討論的是三相對稱短路時變壓器的阻抗，關(guān)于單相短路時變壓器的阻抗值不使用該表。2.母線的阻抗值（三相對稱阻抗）（1）母線的電阻（） （4-26）式中 母線電阻，； L母線長度，m； S母線截面，； R電導率，對鋁母線為；對銅母線為。（2）母線的電抗（） （4-27）式中 母線的電抗，； L母線長度，m； B母線寬度，mm；母線相間幾何均距，mm。（3）母線的阻抗（） (4-28)母線的阻抗亦可查表4-7得到。3.電纜、架空配電線路的阻抗值（三相對稱阻抗）無論是電纜或架空線路均為導體，根據(jù)電工原理可知某種截面導體的電阻（）是導體單位長度的電阻值（）和

24、導體長度（L）的乘積。而導體的電抗（）不僅和導體單位長度的電抗值（）、導體長度（L）有關(guān)，還與導體之間的距離有關(guān)。通常情況下各種型號的導體在生產(chǎn)產(chǎn)品后就將（）和（）測定出來供人們使用。也就是說：當確定了導體的型號和導體之間的距離后很方便地通過產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)得到（）和（）的數(shù)值。這時只需計算出導體的長度按下式進行確定（）和（）及（）。 （4-29） （4-30） （4-31）各種型號導體的（）和（）的數(shù)值查找方法和表的使用自行練習。下面列出幾種典型的表供練習使用。有時計算的精度要求不高時可用表4-13確定線路電抗的近似值。4.低壓電器設備的阻抗值在供電系統(tǒng)中的低壓電器設備包括電流互感器一次線圈阻

25、抗、低壓斷路器過電流線圈、觸點接觸電阻、各種開關(guān)電器設備的觸點接觸電阻。由于這些設備是一個固定的裝置，它們的阻抗是一個固定的值，通常在產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)上可以查到?；拘问揭姳?-19、表4-20。（三）單相短路電流計算時阻抗的確定在低壓供電系統(tǒng)中，單相短路故障產(chǎn)生的機會較多，為了簡化單相短路電流的計算過程，有許多方法可以使用，在實際工程中一般采用相零回路電路法。這時需要確定短路回路中所有電器設備和導體的單相（相零回路）阻抗。它包括如下內(nèi)容：1.變壓器的單相阻抗（是指變電壓換算到電壓側(cè)的阻抗）2.電器設備和電流互感器等開關(guān)的接觸電阻、電抗值上述兩項可以從設備自身的技術(shù)參數(shù)查到，。見表4-18表4-

26、20。3.導體相零阻抗和電工原理所講的原理一樣，線路的相零電阻（）、電抗（）。分別為：；。阻抗為：上式中：、和（、）分別為：正序電阻、負序電阻、相電阻、零序電阻。（正序電抗、負序電抗、相電抗、零序電抗。）我們可以通過上面的計算公式確定相零電阻，也可以通過查表得到。由于短路電流的計算大多數(shù)采用計算機進行，這里介紹查表求阻抗法。（四）短路電流的計算公式（1）三相短路電流周期分量的有效值（） （kA） （4-32）式中短路點的計算電壓（有時也稱平均電壓），V；短路回路總阻抗（模）值，；短路回路總電抗值，；短路回路總電阻值，。（2）三相短路沖擊電流（） （kA） （4-33）（3）三相短路電流最大有效

27、值（） （kA） (4-34)注：式（4-29）和式（4-30）適用于變壓器低壓側(cè)出口母線處短路。當計算低壓電網(wǎng)短路時，應將1.84改為1.03，1.09改為1。（4）兩相短路電流的計算公式同式（4-17）式（4-19）。（5）單相短路電流的及孫（以相零回路電流方法） （4-35）式中 單相短路電流，kA；短路點計算電壓，V；短路回路總相零阻抗，；、短路回路總相零電阻、總相零電抗，。（6）相零回路總阻抗的確定短路回路總相零電阻（）按下式確定： （4-36）短路回路總相零電抗（）按下式確定： （4-37）式中、元件的正序、負序、零序電阻值，、元件的正序、z負序、零序電抗值，。短路回路中各元件的各

28、種電阻，電抗的值均可通過查有關(guān)表得，見教材計算實例。線路的零序電阻和零序電抗也可用下式計算求出。 （4-38） （4-39）式中、元件的零序電阻、零序電抗，；、相線零序電阻、電抗；零線的零序電阻、電抗，。三、使用歐姆法進行短路電流計算時應注意的問題1.歐姆法是一個非常嚴謹?shù)睦碚摲椒ǎ谟嬎氵^程中特別注意每個物理量的使用單位。電流的單位是（kA）、電壓的單位是（kV）、短路容量的單位是（MVA）、阻抗的單位是（）。2.短路點的計算電壓（有時稱為平均電壓）是按線路首端的電壓值考慮的，而不是線路的額定電壓。依照我國現(xiàn)行的電壓標準，常用的高壓有10.5（kV）、37（kV），低壓有0.4（kV）。3.

29、在進行短路電路阻抗計算時，如果電路中存在著不同的電壓等級。電路中的所有元件的阻抗值都應按要進行短路計算的短路點處的計算電壓值進行阻抗換算，而不是元件所在處電壓值時所體現(xiàn)的阻抗值。換算是以功率損耗相等為條件的，換算的公式與電工原理相同。如果用、表示換算后元件的電阻、電抗和要進行短路計算的短路點的計算電壓，用、表示換算前元件的電阻、電抗和元件所在處實際的短路計算電壓，則有如下?lián)Q算式：電阻為： 電抗為：。實際上對于10/0.4kV的建筑供配電系統(tǒng)中需要進行阻抗換算的只有電力線路的阻抗要進行換算，而電力系統(tǒng)和電力變壓器的阻抗不用換算。只需將計算公式中的計算電壓用短路點的計算電壓的換算值代替即可。4.對

30、于低壓電路的短路計算，由于短路電路的電阻是大于電抗的1/3的，這時必須計算線路的電阻。采用歐姆法進行短路電流的計算是最好的方法。第五節(jié) 采用標幺制法進行短路電流計算一、有關(guān)標幺制法的基本理論標幺制是一種相對單位制，它把短路計算中所涉及的容量、電壓、電流和阻抗等參數(shù)值用其相對應的標幺值表示，從而使短路的計算過程 變得簡單。（一）有關(guān)標幺值的定義某個物理量的標幺值就是其自身的實際值（也稱有名值）和所設定的基準值之比。1.在短路計算中所涉及到的各種參數(shù)的標幺值可表示如下：容量的標幺值： （4-40）電壓的標幺值： （4-41）電流的標幺值： （4-42）電抗的標幺值： （4-42）式中 S、U、I、

31、X分別為容量、電壓、電流、電抗的實際單位值（與基準值的單位相同）；、分別為容量、電壓、電流、電抗的基準單位值（與實際值的單位相同）為了區(qū)別下角標為*是標幺值，下角標為d的是基準值。2.實際工程中的基準值的規(guī)定基準值的確定應該是任意的，但在實際工程中，為了計算方便通常取基準值容量。而基準電壓（），則取短路點處線路的平均電壓（）（也稱計算電壓）的值。當基準容量、電壓確定后，其他基準值也就隨之確定了。它們之間的關(guān)系式如下：基準電流：基準電抗：特別注意：在短路 回路中各物理量之間無論是用標幺值還是用基準值表示，它們之間的關(guān)系式必須符合電工原理。（二）、電力系統(tǒng)中各標幺值的計算公式（時）1.電力系統(tǒng)的標

32、幺值（）在建筑供配電系統(tǒng)中由于電源多來自于10kV的線路，而這條線路是由35/10.5kV變電所的母線上引出，線路出現(xiàn)側(cè)的保護裝置通常采用斷路器。這時電力系統(tǒng)容量以斷路器的斷流容量代之。電力系統(tǒng)的標幺值： （4-46）式中 基準容量（取100MVA）；配電所或變電所出口側(cè)斷路器的斷流容量（MVA）2.電力變壓器電抗標幺值（） （4-47）式中變壓器短路電壓的百分值； 變壓器的額定容量，kVA。3.電力線路電抗的標幺值（） （4-48）式中單位長度電力線路的電抗實際計算中常用近似值（見表4-13），； 電力線路的長度，km。4.電抗器電抗的標幺值（）為了減小短路電流常加入電抗器 （4-49）式中電抗器繞組電抗百分值；電抗器的額定電壓，kV；電抗器的額定電流，A。（三）短路回路總電抗標幺值的確定用阻抗網(wǎng)絡變換表4-9中換算公式進行。（四）短路電流的計算公式1.三相短路電流周期分量的有效值 由于系統(tǒng)為無限大容量，用表示，是三相短路電流的有效值。（1）求三相短路電流周期分