第五章_供配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算

1、第五章第五章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 短路過渡過程和短路電流計(jì)算短路過渡過程和短路電流計(jì)算 5.3 5.3 標(biāo)幺值和短路回路的等值阻抗標(biāo)幺值和短路回路的等值阻抗5.4 5.4 高壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算高壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算5.5 5.5 低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算5.6 5.6 短路容量及其討論短路容量及其討論5.1 5.1 概述概述 短路定義短路定義 電力系統(tǒng)某處相與相或相與地直接的電力系統(tǒng)某處相與相或相與地直接的“短接短接”。 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 1.1.電氣設(shè)備、元件的絕緣損壞電氣設(shè)備、元件的絕緣損壞 2.2.自然原因自然原因 3.3.人為事

2、故誤操作人為事故誤操作 短路的危害短路的危害 1. 1. 短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能導(dǎo)致設(shè)備過短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能導(dǎo)致設(shè)備過熱損壞；熱損壞； 2. 2. 短路電流產(chǎn)生電動(dòng)力，可能使設(shè)備永久變形或嚴(yán)重?fù)p短路電流產(chǎn)生電動(dòng)力，可能使設(shè)備永久變形或嚴(yán)重?fù)p壞壞 ； 3. 3. 短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用戶的正常工短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用戶的正常工作作 ； 4. 4. 短路可能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行失去穩(wěn)定；短路可能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行失去穩(wěn)定； 5. 5. 不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通訊系統(tǒng)不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通訊系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁

3、干擾，影響其正常工作及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作 。 短路類型短路類型1.1.三相短路三相短路(a) 2.(a) 2.兩相短路兩相短路(b) 3.(b) 3.單相接地單相接地(c,d) 4.(c,d) 4.兩相接地兩相接地 (e,f)(e,f) IkIkIka )C電 源0BA( 3 )k負(fù) 荷( 3 )( 3 )( 3 )電 源0b)CIkBAIk(2)k負(fù) 荷(2)(2)1.1.三相短路三相短路(a)(a)2.2.兩相短路兩相短路(b)(b)負(fù)荷0c)C(1)kIk(1)電源BA負(fù)荷0d)NC(1)kIk(1)電源BA(1,1)e)CkI0電源ABkI(1,1)k(1,1)負(fù)荷(

4、1,1)f)CkIkIA0電源kIB(1,1)負(fù)荷(1,1)k k3.3.單相接地單相接地(c,d)(c,d)4.4.兩相接地兩相接地 (e,f)(e,f) 短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算的目的 1.1.選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備；選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備； 2.2.合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置 ； 3.3.作為選擇和評(píng)價(jià)電氣主接線方案的依據(jù)作為選擇和評(píng)價(jià)電氣主接線方案的依據(jù) 。簡(jiǎn)化假設(shè)簡(jiǎn)化假設(shè) 1. 1. 負(fù)荷用恒定電抗表示或略去不計(jì)負(fù)荷用恒定電抗表示或略去不計(jì) ； 2. 2. 在高壓網(wǎng)絡(luò)中各元件均用純電抗表示在高壓網(wǎng)絡(luò)中各元件均用純電抗表示 ； 3. 3. 系統(tǒng)除不對(duì)稱故

5、障處出現(xiàn)局部不對(duì)稱外系統(tǒng)除不對(duì)稱故障處出現(xiàn)局部不對(duì)稱外, ,其余部分其余部分 是是三相對(duì)稱的三相對(duì)稱的 。5.2 5.2 短路過渡過程和短路電流計(jì)算短路過渡過程和短路電流計(jì)算 一、無窮大容量系統(tǒng)一、無窮大容量系統(tǒng)目的：簡(jiǎn)化短路計(jì)算目的：簡(jiǎn)化短路計(jì)算 無窮大容量系統(tǒng)：無窮大容量系統(tǒng)：指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對(duì)于用戶負(fù)荷容量大得多的電力系統(tǒng)。對(duì)于用戶負(fù)荷容量大得多的電力系統(tǒng)。不管用戶的負(fù)不管用戶的負(fù)荷如何變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，荷如何變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓均維持不變電源母線上的輸出電壓均維持不變。在工程計(jì)算中

6、，當(dāng)電源系統(tǒng)的阻抗不大于短路回路在工程計(jì)算中，當(dāng)電源系統(tǒng)的阻抗不大于短路回路總阻抗的總阻抗的5%5%10%10%，或者電源系統(tǒng)的容量超過用戶容，或者電源系統(tǒng)的容量超過用戶容量的量的5050倍時(shí)，可將其視為無窮大容量電源系統(tǒng)。倍時(shí)，可將其視為無窮大容量電源系統(tǒng)。 二、二、 無窮大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程無窮大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程1 1、正常運(yùn)行、正常運(yùn)行GQ電 源(3)ka)RLXLRX短路前電路中電流為：短路前電路中電流為：)tsin(Ii0WM 式中：式中： 短路前電流的幅值短路前電流的幅值 短路前回路的阻抗角短路前回路的阻抗角 電源電壓的初始相角，亦稱合閘角；電源電壓的初始相角，亦稱合

7、閘角；MI22m)XX()RR(/UIM 0 )RR/()XX(arctg0 RXGikb)u短路后電路中的電流應(yīng)滿足：短路后電路中的電流應(yīng)滿足： )tsin(UdtdiLRimkk 短路的全電流可以用下式表示短路的全電流可以用下式表示 短路電流周期分量的幅值，短路電流周期分量的幅值， 短路后回路的阻抗角，短路后回路的阻抗角， 短路回路時(shí)間常數(shù)，短路回路時(shí)間常數(shù)， C C 積分常數(shù)，由初始條件決定，即短路電流非周積分常數(shù)，由初始條件決定，即短路電流非周 期分量的初始值期分量的初始值 。 sin()tkzfiPMkiiiItCePMI22mPMXR/UI k RXarctgk fiTRLRXTf

8、i 0fii2 2、短路時(shí)、短路時(shí)式中：式中：由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則則短路前瞬間（用下標(biāo)短路前瞬間（用下標(biāo)0 0表示）的電流表示）的電流i i0 0應(yīng)該等于短應(yīng)該等于短路發(fā)生后瞬間（用下標(biāo)路發(fā)生后瞬間（用下標(biāo)0 0表示）的電流表示）的電流i i0 0，將將t t0 0分分別代入短路前后的電流表達(dá)式別代入短路前后的電流表達(dá)式, ,可得可得 因此，短路的全電流為因此，短路的全電流為)sin(I)sin(ICkPM0M 0sin()sin()sin()tkzfiPMkMPMkiiiItIIe ifi(0)i正常運(yùn)行狀態(tài)0.01siz

9、(0)i0O暫態(tài)穩(wěn)態(tài)t(t)ikuishi,uu2Iizifi 3. 3.無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流曲線如下圖：無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流曲線如下圖：0sin()sin()sin()tkzfiPMkMPMkiiiItIIe1. 1. 短路電流沖擊值短路電流沖擊值 短路電流沖擊值短路電流沖擊值, ,即在發(fā)生最大短路電流的條件下，即在發(fā)生最大短路電流的條件下，短路發(fā)生后約半個(gè)周期出現(xiàn)短路電流最大可能的瞬時(shí)值。短路發(fā)生后約半個(gè)周期出現(xiàn)短路電流最大可能的瞬時(shí)值。PshPMsh/01. 0PM)s01. 0t (kshIK2IK)e1(Iii 式中式中K Kshsh稱為沖擊系

10、數(shù)，取決于稱為沖擊系數(shù)，取決于R R、L L，1 K1 Kshsh 2 2。u 在高壓供電系統(tǒng)中通常取在高壓供電系統(tǒng)中通常取K Kshsh =1.8 =1.8；u 低壓供電系統(tǒng)中如容量為以下車間變電所的出口處發(fā)低壓供電系統(tǒng)中如容量為以下車間變電所的出口處發(fā)生短路，常取生短路，常取K Kshsh =1.3 =1.3。三相短路全電流的特征值三相短路全電流的特征值( (用來校驗(yàn)電氣設(shè)備短路時(shí)的動(dòng)用來校驗(yàn)電氣設(shè)備短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性穩(wěn)定性) ) 2.2.短路沖擊電流有效值短路沖擊電流有效值 短路沖擊電流有效值指的是短路后的第一個(gè)周期內(nèi)短路短路沖擊電流有效值指的是短路后的第一個(gè)周期內(nèi)短路全電流的有效值。全電

11、流的有效值。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可假定非周期分量在短路后第一個(gè)周期為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可假定非周期分量在短路后第一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，取該中心時(shí)刻內(nèi)恒定不變，取該中心時(shí)刻t=0.01st=0.01s的電流值計(jì)算。對(duì)于周的電流值計(jì)算。對(duì)于周期分量，無論是否為無窮大容量電源系統(tǒng)，在短路后第一個(gè)期分量，無論是否為無窮大容量電源系統(tǒng)，在短路后第一個(gè)周期內(nèi)都可認(rèn)為是幅值恒定的正弦量。所以周期內(nèi)都可認(rèn)為是幅值恒定的正弦量。所以P2sh2T2T2maxkshI)1K(21dt)i (T1I ( (用來校驗(yàn)設(shè)備在短路沖擊電流下用來校驗(yàn)設(shè)備在短路沖擊電流下的熱穩(wěn)定性的熱穩(wěn)定性) ) 3.3.短路功率短路功率 短路功率又稱為短

12、路容量，它等于短路電流有效值同短路短路功率又稱為短路容量，它等于短路電流有效值同短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)的平均電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。點(diǎn)所在電壓等級(jí)的平均電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。其物理意義為其物理意義為無窮大容量電源向短路點(diǎn)提供的視在功率。無窮大容量電源向短路點(diǎn)提供的視在功率。pavkIU3S 5.3 5.3 標(biāo)幺值和短路回路的等值阻抗標(biāo)幺值和短路回路的等值阻抗*jAAA標(biāo)幺制：標(biāo)幺制： 是相對(duì)單位制的一種，在標(biāo)幺制中各物理是相對(duì)單位制的一種，在標(biāo)幺制中各物理 量都用相對(duì)值表示。量都用相對(duì)值表示。注：注：標(biāo)幺值是一個(gè)沒有單位的相對(duì)值，通常用帶標(biāo)幺值是一個(gè)沒有單位的相對(duì)值，通常用帶

13、* * 的上標(biāo)以示區(qū)別。的上標(biāo)以示區(qū)別。 值值和和實(shí)實(shí)際際值值同同單單位位的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)有有單單位位的的實(shí)實(shí)際際值值標(biāo)標(biāo)幺幺值值一、標(biāo)幺制和標(biāo)幺值一、標(biāo)幺制和標(biāo)幺值 在供配電系統(tǒng)短路計(jì)算時(shí)，一般涉及在供配電系統(tǒng)短路計(jì)算時(shí)，一般涉及電壓、電流、電壓、電流、視在功率和阻抗視在功率和阻抗四個(gè)基本參數(shù)。四個(gè)基本參數(shù)。各量基準(zhǔn)值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程各量基準(zhǔn)值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式。，也就是說在三相電路中，電壓、電流、功率和阻抗的式。，也就是說在三相電路中，電壓、電流、功率和阻抗的基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值U Uj j、 I Ij j 、 S Sj j 、 Z Zj j要滿足下列關(guān)系：要滿

14、足下列關(guān)系：jjjjjjZI3UIU3S 二、基準(zhǔn)值的選取二、基準(zhǔn)值的選取 一般選取容量和電壓的基準(zhǔn)值一般選取容量和電壓的基準(zhǔn)值S Sj j和和U Uj j，基準(zhǔn)容量：基準(zhǔn)容量：工程設(shè)計(jì)中通常取工程設(shè)計(jì)中通常取基準(zhǔn)電流：基準(zhǔn)電流： 基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓：通常取元件所在電壓等級(jí)的平均額定電壓為通常取元件所在電壓等級(jí)的平均額定電壓為 基準(zhǔn)電壓，即取基準(zhǔn)電壓，即取 33jjjjavSSIUU基準(zhǔn)阻抗：基準(zhǔn)阻抗：23javjjjUUZSI100jSMVANavjU05. 1UU 三、標(biāo)么制的優(yōu)點(diǎn)三、標(biāo)么制的優(yōu)點(diǎn) 1.1.簡(jiǎn)化計(jì)算過程中的數(shù)字位；簡(jiǎn)化計(jì)算過程中的數(shù)字位；2.2.可不再進(jìn)行參數(shù)折算；可不再進(jìn)

15、行參數(shù)折算； 阻抗標(biāo)么值，與基準(zhǔn)功率和元件所在網(wǎng)絡(luò)的平均阻抗標(biāo)么值，與基準(zhǔn)功率和元件所在網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓有關(guān)。額定電壓有關(guān)。 *ZLZLZLSUZLkSkUZLSUZLZLZLZL2j122jj1222j2j122jj22j22*2 3.3.有的參數(shù)具有相同的標(biāo)幺值有的參數(shù)具有相同的標(biāo)幺值四、標(biāo)幺值換算四、標(biāo)幺值換算 在采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要進(jìn)行基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓的換算。在采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要進(jìn)行基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓的換算。 現(xiàn)以變壓器為例說明標(biāo)幺值的換算的關(guān)系，變壓器銘牌參現(xiàn)以變壓器為例說明標(biāo)幺值的換算的關(guān)系，變壓器銘牌參數(shù)給出的標(biāo)幺值參數(shù)為數(shù)給出的標(biāo)幺值參數(shù)為Z Z* *TN TN

16、和和R R* *TNTN ，該標(biāo)幺值參數(shù)是以變壓，該標(biāo)幺值參數(shù)是以變壓器的額定容量器的額定容量S SN N 和額定電壓和額定電壓U UN N 為基準(zhǔn)值得出的為基準(zhǔn)值得出的; ;在采用標(biāo)幺在采用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，取基準(zhǔn)容量為值計(jì)算時(shí)，取基準(zhǔn)容量為S Sj j 、基準(zhǔn)電壓為、基準(zhǔn)電壓為U Uj j ，換算關(guān)系為，換算關(guān)系為: : Nj*TNjT*TSSZZZZ 在忽略額定電壓與額定平均電壓的差別時(shí)，可簡(jiǎn)化為在忽略額定電壓與額定平均電壓的差別時(shí)，可簡(jiǎn)化為: :2jNNj*TNj2jN2N*TNjN*TNjNNTjT*TUUSSZSUSUZZZZZZZZZZZ 五、短路回路中元件阻抗標(biāo)幺值的計(jì)算五、短路回

17、路中元件阻抗標(biāo)幺值的計(jì)算1 1、 三點(diǎn)假設(shè)三點(diǎn)假設(shè) 在計(jì)算元件阻抗時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，常做一些不在計(jì)算元件阻抗時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，常做一些不影響精度的假設(shè)：影響精度的假設(shè)： 忽略磁路的飽和及磁滯忽略磁路的飽和及磁滯阻抗是恒定的；阻抗是恒定的； 認(rèn)為所有短路均為金屬性短路認(rèn)為所有短路均為金屬性短路 不計(jì)算過渡電阻的影響；不計(jì)算過渡電阻的影響； 忽略高壓供電系統(tǒng)中電阻的影響忽略高壓供電系統(tǒng)中電阻的影響 2 2、供電系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值、供電系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值 1 1）發(fā)電機(jī)（電動(dòng)機(jī)）電抗標(biāo)幺值）發(fā)電機(jī)（電動(dòng)機(jī)）電抗標(biāo)幺值 2 2）電力線路的電抗標(biāo)幺值）電力線路的電抗標(biāo)幺值 式中，式中， L L為線路長(zhǎng)度

18、，為線路長(zhǎng)度，R R0 0、x x0 0為線路單位長(zhǎng)度的電阻和電為線路單位長(zhǎng)度的電阻和電抗，可查手冊(cè)?？?，可查手冊(cè)。Nj*dN*dSSXX LRUSZRR02jjjWL*WL LXUSZXX02jjjWL*WL 3 3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值因?yàn)橐驗(yàn)?所以所以 *TNTTNNN3% () 100100100kZI ZUZUZ22NCUNTNTNN3()SPI RRUjj*TTNNNj*TNTCU2jN*2*2TTT%100()()kSSUZZSSSRRPZSXZX 4 4）電力系統(tǒng)高壓饋電線出口處（電源）電抗標(biāo)幺值）電力系統(tǒng)高壓饋電線出口處（電源）電抗標(biāo)幺值22j*av

19、avGG*jkjkk1SUUXXXSSSSSk為電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量。為電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量。 5 5）電抗器的電抗標(biāo)幺值）電抗器的電抗標(biāo)幺值式中，式中， UH %為電抗器繞組電抗百分比。為電抗器繞組電抗百分比。2jjHNHNHjHNHNjH2jHNHNj*HN*HUSI3U100%UUUII100%UUUSSXX 短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值求出以后，即可利用短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)求總電抗標(biāo)么值。其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)求總電抗標(biāo)么值。5.4 5.4 高壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算高壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算無限大

20、容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標(biāo)么值按下式計(jì)算無限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標(biāo)么值按下式計(jì)算: : (3)2(3)pp*j133javavjjSIUUIIS XXXU由此可得由此可得三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值： (3)(3)*ppjjIIIIX其他短路電流其他短路電流： (3)shpshp2.551.51iIII(3)shpshp1.841.09iIII（對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）一、三相短路電流的計(jì)算一、三相短路電流的計(jì)算 三相短路容量：三相短路容量： (3)(3)*p33avjjkavUISSUIXX一、三相短路電流的計(jì)算一、

21、三相短路電流的計(jì)算 若在靠近短路點(diǎn)處有大容量的交流電動(dòng)機(jī)時(shí)：若在靠近短路點(diǎn)處有大容量的交流電動(dòng)機(jī)時(shí)：(3)(3)shMshsh Miiish Mi電動(dòng)機(jī)反饋電流電動(dòng)機(jī)反饋電流例例1 1：某廠一：某廠一10/0.4kV10/0.4kV車間變電所裝有一臺(tái)車間變電所裝有一臺(tái)S9S9800800型變壓器型變壓器（uk k%=5%=5），由廠），由廠10kV10kV高壓配電所通過一條長(zhǎng)高壓配電所通過一條長(zhǎng)0.5km0.5km的的10kV10kV電纜（電纜（x x0 00.08/km0.08/km）供電。已知高壓配電所）供電。已知高壓配電所10kV10kV母母線線k-1k-1點(diǎn)三相短路容量為點(diǎn)三相短路容量

22、為52MVA52MVA，試計(jì)算該車間變電所，試計(jì)算該車間變電所380V380V母線母線k-2k-2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流。點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流。 jj1j2100,10.5,0.4,SMVAUkVUkVj210030.4144.34M VAIkVkA解：解：1.1.確定基準(zhǔn)值確定基準(zhǔn)值 S 9 - 8 0 0電 纜 線 0 . 5 k m1 0 k Vk - 10 . 3 8 k Vk - 2G電 源2.2.計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1 1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值j*1k1001.9252SMVAXSMVA 2 2）

23、電力線路的電抗標(biāo)幺值）電力線路的電抗標(biāo)幺值j*2022j11000.08(/) 0.50.036(10.5)SMVAXx LkmkmUkV 3 3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值3*34%5100106.25100100800jkN TSukVAXXSkVA3 3求求k k-2-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值和三相短路電流點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值和三相短路電流1 1）總電抗標(biāo)么值）總電抗標(biāo)么值 (2)1231.920.0366.258.206kXXXX2) 2) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值(3)22(2)144.3417.588.206jkkIkAIkAX

24、3) 3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 (3)(3)1.84 17.5832.351.09 17.5819.16shshikAkAIkAkA 某供電系統(tǒng)如圖所示。己知電力系統(tǒng)出口處的短路容量為某供電系統(tǒng)如圖所示。己知電力系統(tǒng)出口處的短路容量為S Sk k=250MVA=250MVA，試求工廠變電所，試求工廠變電所10kV10kV母線上母線上k k-1-1點(diǎn)短路和兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行、分列運(yùn)點(diǎn)短路和兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行、分列運(yùn)行兩種情況下低壓行兩種情況下低壓380V380V母線上母線上k k-2-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。Q電 源架 空 線 5 k m1

25、 0 k VSkG0 . 3 8 k V1 0 k Vk - 2S 9 - 1 0 0 0k - 1S 9 - 1 0 0 0例例2 212100,10.5,0.4jjjSMVAUkVUkV111005.5033 10.5jjjSMVAIkAUkV2100144.3430.4jMVAIkAkV解：解：1.1.確定基準(zhǔn)值確定基準(zhǔn)值 （x x0 00.35/km0.35/km）（u uk k%=5%=5）2.2.計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1 1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值*11000.4250jkSMVAXSMVA 2 2）電力線路的

26、電抗標(biāo)幺值）電力線路的電抗標(biāo)幺值*2022j11000.35(/) 51.59(10.5)jSMVAXx LkmkmUkV 3 3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值3*34%51001051001001000jkN TSukVAXXSkVAX11*X2*2X3*3*X44k - 1k - 23. 3. 求求k k-1-1點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量短路容量1 1）總電抗標(biāo)么值）總電抗標(biāo)么值*(1)120.4 1.59 1.99kXXX2 2）三相短路電流周期分量有效值）三相短路電流周期分量有效值(3)*11(1)/5.5

27、0/1.992.76kjkIIXkAkA3 3）其他三相短路電流）其他三相短路電流 (3)(3)2.552.767.041.51 2.764.17shshikAkAIkAkA4 4）三相短路容量）三相短路容量 (3)1(1)/100/1.9950.3kjkSSXMVAMVA4 4求求k k-2-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值三相短路電流的短點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值三相短路電流的短路容量路容量 兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行情況下：兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行情況下： 1 1）總電抗標(biāo)么值）總電抗標(biāo)么值 (2)12345/0.4 1.594.492kXXXXX2) 2) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效

28、值(3)22(2)144.3432.144.49jkkIkAIkAX3) 3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 (3)2(2)/100/4.4922.27kjkSSXMVAMVA4 4） 三相短路容量三相短路容量 (3)(3)1.84 32.1459.141.09 32.1435.03shshikAkAIkAkA兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行情況下：兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行情況下： 1 1）總電抗標(biāo)么值）總電抗標(biāo)么值 (2)1230.4 1.5956.99kXXXX2) 2) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值(3)22(2)144.3420.656.99jkkIkAIkAX3) 3) 其他

29、三相短路電流其他三相短路電流 (3)2(2)/100/6.9914.31kjkSSXMVAMVA4 4） 三相短路容量三相短路容量 (3)(3)1.84 20.6538.001.09 20.6522.51shshikAkAIkAkA二、兩相短路電流的估算二、兩相短路電流的估算 XRQ電 源GIkkXLRLUa v 因此因此, ,無限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，無限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，兩相短路電流較三兩相短路電流較三相短路電流小相短路電流小。 (2)(3)(3)shshsh30.8662iii(2)(3)(3)shshsh30.8662III5.5 5.5 低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低

30、壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn)低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn) ：1 1、配電變壓器一次側(cè)可以作為無窮大容量電源供電來考慮；、配電變壓器一次側(cè)可以作為無窮大容量電源供電來考慮；2 2、電阻值較大，不能忽略電阻；、電阻值較大，不能忽略電阻；3 3、低壓系統(tǒng)元件的電阻多以毫歐計(jì)，因此用有名值法比較方便；、低壓系統(tǒng)元件的電阻多以毫歐計(jì)，因此用有名值法比較方便；4 4、單相短路電流計(jì)算要考慮、單相短路電流計(jì)算要考慮N N線和線和PEPE線阻抗的影響。線阻抗的影響。一、三相短路電流的計(jì)算一、三相短路電流的計(jì)算 (3)p22222303avUIRXRX400avUV 電源至短路點(diǎn)的總阻抗電源至短路點(diǎn)的總阻抗包括變壓器高壓側(cè)系

31、統(tǒng)、變壓器、包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低壓母線及配電線路等元件的阻抗；開關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸低壓母線及配電線路等元件的阻抗；開關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可忽略不計(jì)。電阻可忽略不計(jì)。 1 1高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗2310avSkUZS0.995SSXZ0.1SSRX2 2變壓器的阻抗變壓器的阻抗22.kavTN TPURS2.%100kavTN TuUZS22TTTXZRm應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗（單位均為應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗（單位均為 ）有）有 歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算：歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算： 400avUV歸算到低壓側(cè)的變壓器阻抗可按下式計(jì)算：歸算到低壓側(cè)的變

32、壓器阻抗可按下式計(jì)算： 400avUV3 3低壓配電電網(wǎng)母線短路阻抗低壓配電電網(wǎng)母線短路阻抗MpMm40.145lgmLRADXb4 4低壓配電電網(wǎng)線路短路阻抗低壓配電電網(wǎng)線路短路阻抗 計(jì)算原理上與母線相似。在工程應(yīng)用中，一般在手冊(cè)中計(jì)算原理上與母線相似。在工程應(yīng)用中，一般在手冊(cè)中查閱電位長(zhǎng)度值進(jìn)行計(jì)算。查閱電位長(zhǎng)度值進(jìn)行計(jì)算。二、單相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算 根據(jù)對(duì)稱分量法，單根據(jù)對(duì)稱分量法，單相短路電流為相短路電流為(1)p1203UIZZZP22GTLGTL220()()VIRRRXXX工程計(jì)算公式為工程計(jì)算公式為高壓系統(tǒng)的高壓系統(tǒng)的相零電阻相零電阻變壓器的相變壓器的相零電阻

33、零電阻線路的相零線路的相零電阻電阻負(fù)荷0d)NC(1)kIk(1)電源BA正序阻抗正序阻抗負(fù)序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗零序阻抗低壓側(cè)單相短路電流的大小與變壓器單相短路時(shí)的相零阻抗密切相關(guān)。低壓側(cè)單相短路電流的大小與變壓器單相短路時(shí)的相零阻抗密切相關(guān)。二、單相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算23NGkGG+G-G0GGG+G-G0G10 m12()3312()33UZSRRRRRXXXXXGG0.995XZ1 1、高壓側(cè)的相阻抗、高壓側(cè)的相阻抗 變壓器通常一次側(cè)不接地，故零序阻抗為零。變壓器通常一次側(cè)不接地，故零序阻抗為零。一般可取一般可取GG0.1RX二、單相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)

34、算TT+T-T0TT0TT+T-T0TT0TTTT121()333121()333RRRRRRXXXXXXRRXX2 2、變壓器的相阻抗、變壓器的相阻抗 零序阻抗一般通過試驗(yàn)確定，通常由產(chǎn)品手冊(cè)提供。零序阻抗一般通過試驗(yàn)確定，通常由產(chǎn)品手冊(cè)提供。若手冊(cè)未提供，則認(rèn)為零序阻抗與正序阻抗相等。若手冊(cè)未提供，則認(rèn)為零序阻抗與正序阻抗相等。（D，yn11連接組別）連接組別）二、單相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算L0L0L0P3RRRLL+L-L0LL0PLL+L-L0LL0P1()31()3RRRRRRXXXXXV3 3、低壓配電網(wǎng)線路的相阻抗、低壓配電網(wǎng)線路的相阻抗 N線或線或PE線中的正、負(fù)

35、序電流為零，而流過零序電線中的正、負(fù)序電流為零，而流過零序電流是三個(gè)零序電流分量之和，故線路的零序阻抗為：流是三個(gè)零序電流分量之和，故線路的零序阻抗為：相阻抗為：相阻抗為：L0L0L0P3XXX， 某用戶某用戶10/0.38kV變電所的變壓器為變電所的變壓器為SCB10-1000/10型，型，Dyn11聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)，已知變壓器高壓側(cè)短路容量為已知變壓器高壓側(cè)短路容量為150MVA，其低壓配電網(wǎng)絡(luò)短路計(jì)算電路如，其低壓配電網(wǎng)絡(luò)短路計(jì)算電路如圖所示。求短路點(diǎn)圖所示。求短路點(diǎn)k-1處的三相和單相短路電流。處的三相和單相短路電流。例題3 解：1 1、計(jì)算有關(guān)電路、計(jì)算有關(guān)電路元件的阻抗元件的阻抗 0 .

36、 3 8 k V1 0 k Vk - 2Y J V - 3 9 5 + 2 5 0電 纜 線 W L L = 5 0 m 母 線 W B L = 6 mT M Y - 3 ( 1 0 0 1 0 ) + 8 0 8S C B 1 0 - 1 0 0 0 / 1 0Skk - 1 1) 1)高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng)阻阻抗（歸算抗（歸算到到400V400V側(cè)）側(cè)） 23G2310(400 )101.07150avkUZSVmMVAGG0.9950.995 1.071.065XZmm GG0.10.106RXm例題例題3GG20.713XXm相阻抗相阻抗( (Dyn11Dyn11聯(lián)接聯(lián)接) ) GG20.0713RRm2 2）變壓器的阻抗（）變壓器的阻抗（歸算到低壓側(cè)歸算到低壓側(cè)）2