短路電流計(jì)算講義標(biāo)準(zhǔn)課件

13.1短路電流的基本概念

產(chǎn)生短路電流的原因

1、什么是短路？短路，就是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接，如相與相之間、相與地之間的短接等。其特征就是短接前后兩點(diǎn)的電位差會(huì)發(fā)生顯著的變化，電流增大。

2、什么是短路電流？

短路電流是指供電系統(tǒng)短路時(shí)產(chǎn)生超出規(guī)定值許多倍的大電流。13.1短路電流的基本概念產(chǎn)生短路電流的原因23、短路產(chǎn)生的原因

①電氣設(shè)備載流部分的絕緣材料老化、損壞。②雷擊或過(guò)電壓擊穿、風(fēng)災(zāi)引起斷線等。

③工作人員誤操作，如帶負(fù)荷拉刀閘、檢修線路或設(shè)備未拆除地線就合閘供電。

④其他外來(lái)物體搭在裸線上。⑤挖溝損傷電纜。

23、短路產(chǎn)生的原因短路的基本類型：短路的種類

④兩相接地短路①三相短路②兩相短路③單相短路短路的基本類型：短路的種類④兩相接地短路①三相短路②兩相短4

短路可分為對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路兩大類類型。其中三相短路為對(duì)稱短路，其余均稱為不對(duì)稱短路。

在供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)生單相接地短路的幾率最大，發(fā)生三相對(duì)稱短路的幾率最小。4短路可分為對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路兩大類類5

發(fā)生短路故障時(shí)，由于短路回路中的阻抗大大減小，短路電流與正常工作電流相比增加很大（通常是正常工作電流的十幾倍到幾十倍）。強(qiáng)大的短路電流在其回路中所產(chǎn)生的熱及電動(dòng)力效應(yīng)會(huì)使電氣設(shè)備受到破懷。短路的危害

5發(fā)生短路故障時(shí)，由于短路回路中的阻抗大大短路的危害6①熱效應(yīng)：短路電流通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍，使設(shè)備過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣加速老化或損壞。②電動(dòng)力效應(yīng)：短路電流產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使設(shè)備機(jī)械變形、扭曲甚至損壞。③磁效應(yīng)：不對(duì)稱短路電流產(chǎn)生不平衡的交變磁場(chǎng)，通訊、控制設(shè)備造成影響。④電壓降低：很大的短路電流在線路上造成很大的電壓降，影響用電設(shè)備的使用。短路的危害

6①熱效應(yīng)：短路電流通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍，使7計(jì)算短路電流的目的

在供電系統(tǒng)和變電所的設(shè)計(jì)、運(yùn)行中，進(jìn)行短路電流計(jì)算用于：

①作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。例如選擇斷路器、隔離開關(guān)、絕緣子、母線、電纜等。②整定繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的參數(shù)。③確定主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施等。④保護(hù)電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產(chǎn)生的危害。造成的影響，需要計(jì)算三相短路電流。7計(jì)算短路電流的目的在供電系統(tǒng)和變電所的設(shè)計(jì)、運(yùn)行8

當(dāng)短路突然發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)原來(lái)的穩(wěn)定工作狀態(tài)遭到破壞，需要經(jīng)過(guò)一個(gè)暫態(tài)過(guò)程才能進(jìn)入短路穩(wěn)定狀態(tài)。

供電系統(tǒng)中的電流在短路發(fā)生時(shí)也要增大，經(jīng)過(guò)暫態(tài)過(guò)程達(dá)到新的穩(wěn)定值。什么是短路電流的暫態(tài)過(guò)程？

短路發(fā)生后，電流在短時(shí)間內(nèi)突然增大，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，短路電流有所減少，系統(tǒng)又重新穩(wěn)定在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。

從短路發(fā)生到系統(tǒng)重新穩(wěn)定的這段過(guò)程，叫系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程。

3.2短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

8當(dāng)短路突然發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)原來(lái)的穩(wěn)定工作狀態(tài)遭到93.2短路電流暫態(tài)過(guò)程分析暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的原因是什么？根據(jù)楞次定律，在發(fā)生突然短路的瞬間(t=0)，線路中的電流不能突變。

我們的供電系統(tǒng)呈感性，而感性負(fù)載的電流不能突變，因此在短路的瞬間線路中的電流不突變。

短路使線路負(fù)荷突然減少，勢(shì)必造成短路電流的增大，但是感性負(fù)載抵制電流的突變，這對(duì)矛盾的存在導(dǎo)致了電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程的發(fā)生。93.2短路電流暫態(tài)過(guò)程分析暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的原因是什么？103.2短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

短路電流的暫態(tài)過(guò)程時(shí)間很短，在工程上一般在0.2s后即可認(rèn)為暫態(tài)過(guò)程結(jié)束。

暫態(tài)過(guò)程雖然歷時(shí)很短，但突然增大幾倍、幾十倍的短路電流對(duì)電力系統(tǒng)能產(chǎn)生極大的危害。因此，研究短路的暫態(tài)過(guò)程具有重要意義。

暫態(tài)過(guò)程，不僅與供電系統(tǒng)的阻抗參數(shù)有關(guān)，而且還與系統(tǒng)的電源容量大小有關(guān)。

我們分別討論無(wú)限大容量電源系統(tǒng)及有限容量電源系統(tǒng)的短路暫態(tài)過(guò)程。103.2短路電流暫態(tài)過(guò)程分析短路電流的暫態(tài)過(guò)11無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)

短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

為了便于分析問(wèn)題，假設(shè)系統(tǒng)電源電勢(shì)在短路過(guò)程中近似地看做不變，因而便引出了無(wú)限大容量電源系統(tǒng)的概念。

所謂無(wú)限大容量系統(tǒng)，是指當(dāng)電力系統(tǒng)的電源距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，由短路而引起的電源輸出功率的變化ΔS=√(ΔP2+ΔQ2)遠(yuǎn)小于電源的容量S，即S≥ΔS，所以可設(shè)S→∞。由于P≥ΔP，可認(rèn)為在短路過(guò)程中無(wú)限大容量電源系統(tǒng)的頻率是恒定的。又由于Q≥ΔQ，所以可以認(rèn)為在短路過(guò)程中無(wú)限大容量電源系統(tǒng)的端電壓是恒定的。11無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)

什么是無(wú)限大容量電源？

所謂“無(wú)限大容量系統(tǒng)”指端電壓保持恒定，沒(méi)有內(nèi)部阻抗以及容量無(wú)限大的系統(tǒng)。無(wú)限大容量系統(tǒng)：US=常數(shù)，XS=0,SS=∞

實(shí)際上，真正的無(wú)限大容量電源系統(tǒng)是不存在的。然而對(duì)于容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過(guò)短路電路總阻抗的5％～10％，或當(dāng)電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶供電系統(tǒng)容量50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量系統(tǒng)。

什么是無(wú)限大容量電源？所謂“無(wú)限大容量系統(tǒng)”指端電壓13

1.短路暫態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單分析

設(shè)供電系統(tǒng)在K點(diǎn)處發(fā)生三相短路。由于這是對(duì)稱性故障，三相的故障相同，取其一相分析。設(shè)取A相分析?！娫茨妇€線路k131.短路暫態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單分析設(shè)供電系統(tǒng)在K點(diǎn)處發(fā)生

當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，圖示的電路將被分成兩個(gè)獨(dú)立的回路，一個(gè)仍與電源相連接，另一個(gè)則成為沒(méi)有電源的短接回路。在沒(méi)有電源的短接回路中，電流將從短路發(fā)生瞬間的初始值按指數(shù)規(guī)律衰減到零。在衰減過(guò)程中，回路磁場(chǎng)中所儲(chǔ)藏的能量將全部轉(zhuǎn)化成熱能。與電源相連的回路由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短路,所以電路中的電流要突然增大。但是，由于電路中存在著電感，根據(jù)楞茨定律，電流又不能突變，因而引起一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，即短路暫態(tài)過(guò)程，最后達(dá)到一個(gè)新穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，圖示的電路將被分成兩個(gè)獨(dú)立的15

1.短路暫態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單分析電源的相電壓線路電流線路阻抗設(shè)短路前：151.短路暫態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單分析電源的相電壓設(shè)短路前16

1.短路暫態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單分析

由電工基礎(chǔ)知道當(dāng)電源電壓以正弦規(guī)律變化時(shí)電流也以正弦規(guī)律變化，但比電壓落后一個(gè)相位角φ。φα短路前的矢量圖：161.短路暫態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單分析由電工基礎(chǔ)知道當(dāng)電源電否則應(yīng)重新選擇導(dǎo)體截面。對(duì)于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做無(wú)限大容量在高壓電路三相短路時(shí)：的幾率最大，發(fā)生三相對(duì)稱短路的幾率最小。因其無(wú)源，故衰減很快，在0.動(dòng)投入，發(fā)電機(jī)的端電壓逐漸恢復(fù)，短路電流的周期分量②取元件所在線段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓；電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl0—10II型。7短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)與熱效應(yīng)這樣的一組三相對(duì)稱相量或按廠家提供的數(shù)據(jù)將不對(duì)稱的量，分解為三組對(duì)稱量計(jì)算，最后短路使線路負(fù)荷突然減少，勢(shì)必造成短路電流的電抗等于正序電抗，這是因?yàn)樯鲜鲈淖愿泻腿绾吻蟪龆搪坊芈分懈髟淖杩?？和阻尼繞組中的感應(yīng)電流由于沒(méi)有外來(lái)電源的維持，且回質(zhì)中去，因此可以認(rèn)為全部熱量都用來(lái)升高導(dǎo)體因此，只要求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗Zk，就可計(jì)算③確定主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施等。(3-47)17在k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí),電流與電壓的關(guān)系設(shè)在K點(diǎn)發(fā)生三相短路。定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過(guò)渡過(guò)程，k點(diǎn)右側(cè)，沒(méi)有電源，電流衰減到零，k點(diǎn)左側(cè)有電源，L↓,I↑,但因?yàn)槭歉行载?fù)荷，I不突變，出現(xiàn)了周期分量。定量分析：三相對(duì)稱，取A相分析。A相短路電流應(yīng)滿足微分方程：否則應(yīng)重新選擇導(dǎo)體截面。17在k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí),電流與電壓

解這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非齊次一階微分方程，得：短路前瞬間的電流：

設(shè)在t＝0時(shí)短路短路后瞬間的電流：解得常數(shù)：解這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非齊次一階微分方程，得：短路前瞬間的電流：設(shè)在

將c代入,得短路全電流的瞬時(shí)表達(dá)式:

短路電流的周期分量：

短路電流的非周期分量：

短路全電流＝短路電流的周期分量

＋短路電流的非周期分量

其中：將c代入,得短路全電流的瞬時(shí)表達(dá)式:短路電流的周期分量：20

周期分量，是幅值不變，并以50Hz的頻率呈周期變化。非周期分量，是幅值隨短路回路的Tfi呈指數(shù)曲線衰減。在經(jīng)歷（3－5）Tfi后，非周期分量衰減至零，此時(shí)電路只含短路電流周期分量，進(jìn)入短路的穩(wěn)定狀態(tài)。20周期分量，是幅值不變，并以50Hz的頻率呈周期短路電流各分量的波形圖正常短路電流各分量的波形圖正常

上圖表示了無(wú)限大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路前后電流、電壓的變化曲線。從圖中可以看出，與無(wú)限大容量電源系統(tǒng)相連電路的電流在暫態(tài)過(guò)程中包含兩個(gè)分量，即周期分量和非周期分量。周期分量屬于強(qiáng)制電流，它的大小取決于電源電壓和短路回路的阻抗，其幅值在暫態(tài)過(guò)程中保持不變；非周期分量屬于自由電流，是為了使電感回路中的磁鏈和電流不突變而產(chǎn)生的一個(gè)感生電流，它的值在短路瞬間最大，接著便以一定的時(shí)間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律衰減，直到衰減為零。此時(shí)暫態(tài)過(guò)程即告結(jié)束，系統(tǒng)進(jìn)入短路的穩(wěn)定狀態(tài)。上圖表示了無(wú)限大容量電源系統(tǒng)發(fā)生三相短路前后電流、短路電流各分量的相量圖圖中表明：一相的短路電流情況，其他兩相只是在相位上相差120°而已。短路電流各分量的相量圖圖中表明：一相的短路電流情況，其他兩24

短路電流暫態(tài)過(guò)程的突出特點(diǎn)就是產(chǎn)生非周期分量電流，產(chǎn)生的原因是由于短路回路中存在電感。根據(jù)楞次定律，短路電流不能突變。

故在發(fā)生突然短路的瞬間（0時(shí)），由于短路后的周期分量電流突然增大，與短路前的電流不等。為了維持電流的連續(xù)性，將在短路回路中產(chǎn)生一自感電流來(lái)阻止短路電流的突變。

這個(gè)自感電流就是非周期分量，其初值的大小與短路發(fā)生的時(shí)刻有關(guān)，即與電源電壓的初相位有關(guān)。因其無(wú)源，故衰減很快，在0.2s后就衰減到初值的2%，在工程上就認(rèn)為衰減結(jié)束。

24短路電流暫態(tài)過(guò)程的突出特點(diǎn)就是產(chǎn)生非周期分量電流，25

在三相電路中，各相的非周期分量電流大小并不相等。初始值為最大或者為零的情況，只能在一相中出現(xiàn)，其它兩相因有120°相角差，初始值必不相同，因此，三相短路全電流的波形是不對(duì)稱的。25在三相電路中，各相的26

在最嚴(yán)重短路情況下，三相短路電流的最大瞬時(shí)值為沖擊電流ish。在T/2處，出現(xiàn)短路電流的幅值最大。即：t=0.01s時(shí)出現(xiàn)沖擊電流。2.短路電流的沖擊值

262.短路電流的沖擊值（2)變壓器電抗標(biāo)幺值（雙繞組）5)計(jì)算出短路電流周期分量標(biāo)幺值：?已知系統(tǒng)母線的短路容量，則系統(tǒng)電抗的基準(zhǔn)標(biāo)幺?已知系統(tǒng)母線的短路容量，則系統(tǒng)電抗的基準(zhǔn)標(biāo)幺短路電流是指供電系統(tǒng)短路時(shí)產(chǎn)生超出規(guī)定值計(jì)算沖擊電流有效值的目的主要是用于校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定性。6不對(duì)稱故障分析幅值相等，相位互差120?，相序?yàn)槟鏁r(shí)針（與的熱量與實(shí)際短路電流在流過(guò)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱因其無(wú)源，故衰減很快，在0.設(shè)備容量為“kW”或“kV·A”；當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，只是故障點(diǎn)的三相從短路發(fā)生到系統(tǒng)重新穩(wěn)定的這段過(guò)程，叫系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程。在低壓供電系統(tǒng)中，常采用電纜線路，因其電阻較大，周期分量，是幅值不變，并以50Hz的頻率呈周期變化。短路電流各分量的相量圖異步電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì):因此，只要求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗Zk，就可計(jì)算將計(jì)算出的最小熱穩(wěn)定截面與所選用的導(dǎo)體截面比較，當(dāng)所選標(biāo)準(zhǔn)截面≥時(shí)，熱穩(wěn)定性合格。當(dāng)時(shí)，得B相最大受力：27短路電流最大可能的瞬時(shí)值，稱為短路電流的沖擊值，用表示。在電源電壓及短路點(diǎn)不變的情況下，要使短路全電流達(dá)到最大值，必須具備以下三個(gè)條件：2.短路電流的沖擊值

2）因高壓電網(wǎng)中感抗大大于電阻

3）短路發(fā)生于相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)初相角1）短路前為空載（2)變壓器電抗標(biāo)幺值（雙繞組）27短路電流最大可能的瞬時(shí)將上述條件代入短路全電流的瞬時(shí)表達(dá)式：為周期分量有效值

為沖擊系數(shù)，表示沖擊電流與短路電流周期分量幅值的倍數(shù)，其值取決于短路回路時(shí)間常數(shù)的大小。得最大短路電流的沖擊電流：將上述條件代入短路全電流的瞬時(shí)表達(dá)式：為周期分量有效值

高、低壓電路的取值與電流沖擊值在高壓電路三相短路時(shí)：在低壓電路三相短路時(shí)：計(jì)算沖擊電流用于校驗(yàn)電氣設(shè)備和導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定性。

高、低壓電路的取值與電流沖擊值在高壓電路三相短路時(shí)：30

3.

短路全電流的最大有效值

短路電流在某一時(shí)刻的有效值是以時(shí)間為中心的一個(gè)周期內(nèi)T短路全電流的均方根值。

簡(jiǎn)化計(jì)算，取時(shí)刻的瞬時(shí)值作為一個(gè)周期內(nèi)的有效值，得短路全電流有效值近似式子：303.

短路全電流的最大有效值短路電流在某一時(shí)刻

短路電流最大有效值發(fā)生在短路后第一個(gè)周期內(nèi)，稱為短路全電流的最大有效值，簡(jiǎn)稱沖擊電流的有效值。t=0.01s時(shí)沖擊電流有效值：

計(jì)算沖擊電流有效值的目的主要是用于校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定性。其中：短路電流最大有效值發(fā)生在短路后第一個(gè)周期內(nèi)，稱為短路32

在短路計(jì)算和電氣設(shè)備選擇時(shí)，常遇到短路容量的概念，其定義為短路點(diǎn)的平均電壓與短路電流周期分量所構(gòu)成的三相視在功率，即

4.短路容量

計(jì)算短路容量的目的是在選擇開關(guān)設(shè)備時(shí)，用來(lái)校驗(yàn)其分?jǐn)嗄芰Α?/p>

32在短路計(jì)算和電氣設(shè)備選擇時(shí)，常遇到短路容4.短路短路電流周期分量有效值：沖擊電流的有效值：沖擊電流瞬時(shí)值：短路全電流電流：沖擊系數(shù)：短路電流非周期分量瞬時(shí)值：短路電流周期分量（又稱為穩(wěn)態(tài)短路電流）瞬時(shí)值：短路容量：三相短路電流的有關(guān)參數(shù)短路電流周期分量有效值：沖擊電流的有效值：沖擊電流瞬時(shí)值：短34

當(dāng)電源容量較小時(shí)，或者短路點(diǎn)距電源較近時(shí)，其短路電流的非周期分量衰減，同時(shí)它的周期分量也衰減。

因?yàn)閷?duì)電源來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于在發(fā)電機(jī)的端頭處短路，這使同步發(fā)電機(jī)的定子電流激增，產(chǎn)生很強(qiáng)的電樞反應(yīng)磁通。因?yàn)槎搪坊芈穾缀醭杉冸姼行?，短路電流周期分量滯后發(fā)電機(jī)電勢(shì)近90°，故其方向與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的主磁通相反，產(chǎn)生強(qiáng)去磁作用，使發(fā)電機(jī)氣隙中的合成磁場(chǎng)削弱，端電壓下降。

有限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

34當(dāng)電源容量較小時(shí)，或者短路點(diǎn)距電源較近時(shí)，其短有限35

但是，根據(jù)磁鏈不能突變?cè)瓌t，在突然短路的瞬間，轉(zhuǎn)子上的激磁繞組和阻尼繞組都將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流和，它們分別產(chǎn)生與電樞反應(yīng)磁通相反的附加磁通和，以維持定子與轉(zhuǎn)子繞組間的磁鏈不變。

故在短路瞬間，發(fā)電機(jī)端電壓不會(huì)突變。然而激磁繞組和阻尼繞組中的感應(yīng)電流由于沒(méi)有外來(lái)電源的維持，且回路中又存在電阻，它們都要隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減，由它們產(chǎn)生的磁通和也隨之衰減；電樞反應(yīng)的去磁作用相對(duì)增強(qiáng)，發(fā)電機(jī)氣隙合成磁場(chǎng)減弱，使發(fā)電機(jī)的端電壓降低，從而引起短路電流周期分量的衰減。

有限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

35但是，根據(jù)磁鏈不能突變?cè)瓌t，在突然短路的瞬間，轉(zhuǎn)有36

當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓降到某一規(guī)定值時(shí)，強(qiáng)制勵(lì)磁裝置自動(dòng)投入，發(fā)電機(jī)的端電壓逐漸恢復(fù)，短路電流的周期分量的幅值逐漸增加，最終趨于穩(wěn)定。有自動(dòng)電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)短路電流變化曲線如圖：

有限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

36當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓降到某一規(guī)定值時(shí)，強(qiáng)制勵(lì)磁裝置自有通常稱這個(gè)最大起始值為次暫態(tài)當(dāng)成套設(shè)備的允許通過(guò)的極限電流峰值大于生損壞、絕緣強(qiáng)度降低，并加速老化。零序電抗主要由定子繞組所決定，一般為暫態(tài)過(guò)程雖然歷時(shí)很短，但突然增大幾倍、幾無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)

短路電流暫態(tài)過(guò)程分析有限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算不對(duì)稱短路電流的步驟它對(duì)于變壓器在二次側(cè)發(fā)生突然短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多大的短路電然而對(duì)于容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力而標(biāo)幺制法適用于多個(gè)電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)。不對(duì)稱故障分析的方法？在衰減過(guò)程中，回路磁場(chǎng)工程上為便于計(jì)算，把短路電流周期分量有效電樞反應(yīng)的去磁作用相對(duì)增與電源相連的回路由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短零序電流是否存在取決于：變壓器繞組接線方式及其?已知電力系統(tǒng)電抗有名值系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值為：元件才考慮其零序電抗。周期分量，是幅值不變，并以50Hz的頻率呈周期變化。37

一般稱阻尼繞組感應(yīng)電流的衰減過(guò)程為次暫態(tài)過(guò)程。在衰減完后，激磁繞組的感應(yīng)電流繼續(xù)衰減的過(guò)程稱為暫態(tài)過(guò)程，衰減完后，短路便進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。阻尼繞組感應(yīng)電流衰減得較快，其速度取決于阻尼繞組的等效電感和電阻的比值，該比值稱為次暫態(tài)時(shí)間常數(shù)。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，s；對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，s。

有限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

通常稱這個(gè)最大起始值為次暫態(tài)37一般稱阻尼繞組感應(yīng)電流38

激磁繞組感應(yīng)電流衰減的較慢，因?yàn)槠涞刃щ姼休^大，其時(shí)間常數(shù)稱為暫態(tài)時(shí)間常數(shù)。水輪發(fā)電機(jī)，s；汽輪發(fā)電機(jī)，s。

同無(wú)限大容量系統(tǒng)的情況一樣，若短路前負(fù)荷電流為零，短路瞬間恰好發(fā)生在發(fā)電機(jī)電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)，則產(chǎn)生的短路電流周期分量起始值最大。通常稱這個(gè)最大起始值為次暫態(tài)電流，其有效值為。在次暫態(tài)過(guò)程中，發(fā)電機(jī)的電勢(shì)稱為次暫態(tài)電勢(shì),其定子的等效電抗稱為次暫態(tài)電抗

，這是短路計(jì)算中發(fā)電機(jī)的兩個(gè)重要參數(shù)。有限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流暫態(tài)過(guò)程分析

38激磁繞組感應(yīng)電流衰減的較慢，因?yàn)槠涞刃щ姼休^大，有限大39

為方便計(jì)算，假設(shè)電源相對(duì)我們的供電系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)窮大系統(tǒng)，電路發(fā)生短路時(shí)，電源電壓保持不變。因此，只要求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗Zk，就可計(jì)算出短路電流周期分量的有效值Ip(3)，從而得出沖擊電流ish和穩(wěn)態(tài)短路電流。3.3無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算

39為方便計(jì)算，假設(shè)電源相對(duì)我們的供電系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)窮340

三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法兩種。歐姆法是最基本的短路計(jì)算方法，適用于兩個(gè)及兩個(gè)以下電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)；而標(biāo)幺制法適用于多個(gè)電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)。

短路計(jì)算中有關(guān)物理量一般采用以下單位：電流為“kA”

；電壓為“kV”

；短路容量和斷流容量為“MV·A”

；設(shè)備容量為“kW”

或“kV·A”

；阻抗為“Ω”

等。40三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法41為求短路電流，在計(jì)算時(shí)規(guī)定兩個(gè)假設(shè)：①不管短路點(diǎn)發(fā)生在何處，在計(jì)算短路電流時(shí)均取該線路的平均電壓Uar。即Uar

＝1.05UN②由電源至短路點(diǎn)之間的短路阻抗:

在高壓電網(wǎng)有：可忽略Rkl在低壓電網(wǎng)有：可忽略Xkl

分別是電源至短路點(diǎn)之間的總短路阻抗、總短路電抗、總短路電阻41為求短路電流，在計(jì)算時(shí)規(guī)定兩個(gè)假設(shè)：①不管短路點(diǎn)發(fā)生在何423.3無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算

有名值計(jì)算法

在供電系統(tǒng)中，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，其短路電流周期分量的有效值可由歐姆定律直接求得，即:

423.3無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算有名值計(jì)算三相短路:

上式中，為短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，為短路回路的總等值電阻為短路回路的總等值電抗為短路回路的總等值阻抗且均已歸算到短路點(diǎn)所在的電壓等級(jí)。在高壓電網(wǎng)有：在低壓電網(wǎng)有：注意根據(jù)前面的約定：三相短路:上式中，為短路點(diǎn)所在線路的平均電壓，在高44兩相短路:XlXfXl44兩相短路:XlXfXl45供電系統(tǒng)中常用元件阻抗的計(jì)算方法

已知短路點(diǎn)的電壓，若求短路電流，關(guān)鍵先求出短路回路中的阻抗，即可計(jì)算短路電流值。

如何求出短路回路中各元件的阻抗？下面介紹供電系統(tǒng)中常用元件阻抗的計(jì)算方法。

G~45供電系統(tǒng)中常用元件阻抗的計(jì)算方法已知短路點(diǎn)的電壓，461.系統(tǒng)（電源）電抗

無(wú)限大容量系統(tǒng)的內(nèi)部電抗分為兩種情況：

一種是當(dāng)不知道系統(tǒng)（電源）的短路容量時(shí)認(rèn)為系統(tǒng)電抗為零；

另一種情況是如果知道系統(tǒng)（電源）母線上的短路容量（即出口斷路器的斷流容量）及平均電壓時(shí)，則系統(tǒng)電抗可由下式求得：

461.系統(tǒng)（電源）電抗無(wú)限大容量系統(tǒng)的內(nèi)部電抗分為增大，但是感性負(fù)載抵制電流的突變，這對(duì)矛盾的——短路電流沖擊系數(shù)（高壓電機(jī)取1.用對(duì)稱分量法計(jì)算不對(duì)稱短路電流的步驟大致如下：首先計(jì)算故障點(diǎn)處的各序電壓和電流，代入各相電壓、電流與其相應(yīng)的各序電壓、電流之間的矩陣方程，求出故障處的三相電壓和電流。短路暫態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單分析當(dāng)導(dǎo)體為矩形導(dǎo)體時(shí)，需要加k系數(shù)進(jìn)行修正2s后就衰減到初值的2%，在工程上就認(rèn)為衰減結(jié)束。①熱效應(yīng)：短路電流通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍，使設(shè)備過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣加速老化或損壞。圖中表明：一相的短路電流情況，其他兩相只是在相位上相差120°而已。即一個(gè)不對(duì)稱的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)，可用三個(gè)對(duì)稱的假由于這是對(duì)稱性故障，三相的故障相同，取其一相分析。正序網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有源網(wǎng)絡(luò)，可以用戴維南定理下面介紹供電系統(tǒng)中常用元件阻抗的計(jì)算方法。然而對(duì)于容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力——電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗，為0.——電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗，為0.當(dāng)時(shí)，可認(rèn)為短路點(diǎn)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)，即短路電流將不同電壓等級(jí)下的電抗值，折算到短路點(diǎn)處的同電流周期分量標(biāo)幺值，橫坐標(biāo)表示以發(fā)電機(jī)額定當(dāng)時(shí)，得B相最大受力：計(jì)算不對(duì)稱短路電流的步驟472.變壓器電抗

變壓器電抗由變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)的定義可得知:

得變壓器阻抗忽略電阻，得得變壓器電抗式中增大，但是感性負(fù)載抵制電流的突變，這對(duì)矛盾的472.變壓器

變壓器的短路阻抗百分比在數(shù)值上與變壓器短路電壓百分比相等。它是指將變壓器二次繞阻短路，在一次繞阻施加電壓，當(dāng)二次繞阻通過(guò)額定電流時(shí)，一次繞阻施加的電壓與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)。

變壓器的短路阻抗值百分比是變壓器的一個(gè)重要參數(shù)，它表明變壓器內(nèi)阻抗的大小，即變壓器在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)變壓器本身的阻抗壓降大小。它對(duì)于變壓器在二次側(cè)發(fā)生突然短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多大的短路電流有決定性的意義，對(duì)變壓器制造價(jià)格大小和變壓器并列運(yùn)行也有重要意義。

由于這些特點(diǎn)，于是短路阻抗值習(xí)慣使用百分比數(shù)值。如果在某些場(chǎng)合需要使用實(shí)際數(shù)值計(jì)算，當(dāng)然要換算，其公式為:變壓器的短路阻抗百分比在數(shù)值上與變壓器短路電壓百493.電抗器的電抗

電抗器是用來(lái)限制短路電流的電感線圈，只有當(dāng)短路電流過(guò)大造成開關(guān)設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，才在線路中串接電抗器。電抗器的電抗值是以其額定值的百分?jǐn)?shù)形式給出，其值可由下式求出：

493.電抗器的電抗電抗器是用來(lái)限制短路電流的電感504、線路電抗

線路電抗取決于導(dǎo)線間的幾何均距、線徑及材料。根據(jù)導(dǎo)線參數(shù)及幾何均距可從手冊(cè)中查得單位長(zhǎng)度的電抗值，由下式求出線路電抗：

在工程計(jì)算中?。焊邏杭芸站€

1kV以下電纜

3～10kV電纜504、線路電抗線路電抗取決于導(dǎo)線間的幾何均距、線徑51單位長(zhǎng)度電抗也可計(jì)算當(dāng)三相線路為三角形排列時(shí)：D1D2D3DD2D當(dāng)三相線路為平行排列時(shí)：51單位長(zhǎng)度電抗也可計(jì)算當(dāng)三相線路為三角形排列時(shí)：D1D2D52低壓供電系統(tǒng)中的線路阻抗:

在低壓供電系統(tǒng)中，常采用電纜線路，因其電阻較大，所以在計(jì)算低壓電網(wǎng)短路電流時(shí)，線路電阻不能忽略，線路每相電阻值可用下式計(jì)算：

電纜名稱電導(dǎo)率γ/（m/Ω·mm2)20℃65℃80℃銅芯軟電纜銅芯鎧裝電纜鋁芯鎧裝電纜53

3242.548.628.8

44.352低壓供電系統(tǒng)中的線路阻抗:在低壓供電系統(tǒng)中，常采用電535、各元件電抗的歸算

用有名值計(jì)算總短路電抗時(shí)，假如回路中含有變壓器，因變壓器兩邊的電壓不是同一個(gè)等級(jí)，應(yīng)將不同電壓等級(jí)下的電抗值，折算到短路點(diǎn)處的同一電壓等級(jí)下，求出總電抗值。

電抗等效換算的條件是換算前后的功率損耗，即：535、各元件電抗的歸算用有名值計(jì)算總短路電抗時(shí)，折算前的功率＝折算后的功率即：折算前的功率＝折算后的功率即：55(1)繪出計(jì)算電路圖將短路計(jì)算中各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)；確定短路計(jì)算點(diǎn),短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生最大短路電流的地方。一般來(lái)說(shuō)，高壓側(cè)選在高壓母線位置，低壓側(cè)選在低壓母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時(shí)，應(yīng)選在電抗器之后。

(2)按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，在圖上將短路電流所流經(jīng)的主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)。歐姆法短路計(jì)算步驟55(1)繪出計(jì)算電路圖歐姆法短路計(jì)算步驟56

(3)計(jì)算電路中各主要元件的阻抗，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)于等效電路元件序號(hào)下面分母的位置。

(4)將等效電路化簡(jiǎn)，求系統(tǒng)總阻抗。對(duì)于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。

(5)計(jì)算短路電流I（3）k，

(6)分別求出其他短路電流參數(shù)，

(7)求出短路容量S(3)k。56(3)計(jì)算電路中各主要元件的阻抗，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)歐姆法是最基本的短路計(jì)算方法，適用于兩個(gè)及兩有限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流期分量的有效值可由歐姆定律直接求得，即:②整定繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的參數(shù)。再將這三組對(duì)稱量疊加起來(lái)，還原原來(lái)的量值，或按廠家提供的數(shù)據(jù)短路電流是指供電系統(tǒng)短路時(shí)產(chǎn)生超出規(guī)定值變壓器內(nèi)阻抗的大小，即變壓器在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)變壓器本身的阻基準(zhǔn)電流Ire、基準(zhǔn)電抗Xre。式中，為歸算到短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)下的有自動(dòng)電壓調(diào)整器的汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線電流系統(tǒng)分解成三個(gè)對(duì)稱系統(tǒng)，即正序、負(fù)序和初始值按指數(shù)規(guī)律衰減到零。而引起短路電流周期分量的衰減。否則應(yīng)重新選擇設(shè)備。于等效電路元件序號(hào)下面分母的位置。（3-48）將不對(duì)稱短路產(chǎn)生的三相不對(duì)稱電量，分解為大的短路電流在其回路中所產(chǎn)生的熱及電動(dòng)力效的幾率最大，發(fā)生三相對(duì)稱短路的幾率最小?！纠磕彻╇娤到y(tǒng)如圖示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量為500MVA，試計(jì)算變電所10kV母線上k-1點(diǎn)短路和變壓器低壓母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。解：1、繪出等效電路圖歐姆法是最基本的短路計(jì)算方法，適用于兩個(gè)及兩【例】某供電系統(tǒng)58計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)電抗為:

X1=U2av1/Sk=10.52/500=0.22(Ω)架空線路電抗為:

X2=X0l=0.38×5=1.9(Ω)繪k-1點(diǎn)的等效電路圖如上所示。其總電抗為：

X∑1=X1+X2=0.22+1.9=2.12(Ω)2、求k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量(Uav1=105%UN=105%×10=10.5kV)58計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗2、求k-1點(diǎn)的三相59②計(jì)算k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量的有效值為:

I(3)k-1=Uav1/(√3X∑1)=10.5/(√3×2.12)=2.86(kA)三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流為:

I″(3)=I(3)∞=I(3)k-1=2.86(kA)三相短路沖擊電流為:

i(3)sh=2.55I″(3)=2.55×2.86=7.29(kA)三相短路容量為:

S(3)k-1=√3Uav1I(3)k-1=

=√3×10.5×2.86=52.0(MV·A)59②計(jì)算k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量（2）求k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量（Uc2=0.4kV）

①計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統(tǒng)電抗為

X1′=U2ac2/Sk=0.42/500=3.2×10-4(Ω)架空線路電抗為:

X2=X0l(Uac2/Uac1)2=0.38×5×(0.4/10.5)2=2.76×10-3(Ω)電纜線路電抗為:

X3′=X0l(Uac2/Uac1)2=0.08×0.5×(0.4/10.5)2=5.8×10-5(Ω)電力變壓器電抗為：

X4≈Uk%U2ac2/SN=4.5/100×0.42/1=7.2×10-3(Ω)注：SN=1000kVA=1MVA（2）求k-2點(diǎn)的短路電流和短路容量（Uc2=0.4kV繪k-2點(diǎn)的等效電路圖如上所示。其總電抗為:

X∑2=X1′+X2′+X3′+X4′

=3.2×10-4+2.76×10-3+5.8×10-5+7.2×10-3=0.01034(Ω)②計(jì)算k-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量的有效值為:

I(3)k-2=Uac2/(√3X∑2)=22.3(kA)三相短路沖擊電流為：

i(3)sh=1.84I″(3)=1.84×22.3=41.0(kA)三相短路容量為：

S(3)k-2=√3UaC2×I(3)k-2=√3×0.4×22.3=15.5(MVA)繪k-2點(diǎn)的等效電路圖如上所示。②計(jì)算k-2點(diǎn)的三相短路電62例3-1供電系統(tǒng)示意圖，A是電源母線，通過(guò)兩路架空線向設(shè)有兩臺(tái)主變壓器T的工礦企業(yè)變電所35kV母線B供電。6kV側(cè)母線C通過(guò)串有電抗器L的兩條電纜向車間變電所D供電。整個(gè)系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，有關(guān)參數(shù)如下：電源；線路變壓器；

電抗器

62例3-1供電系統(tǒng)示意圖，A是電源母線，通過(guò)兩路架空線63作業(yè)：某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl0—10II型。試用歐姆制法計(jì)算系統(tǒng)中k-1點(diǎn)和k-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。63作業(yè)：某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SN64標(biāo)幺值計(jì)算法

1、標(biāo)幺值進(jìn)行運(yùn)算的物理量，不是用具體單位的值，而是用相對(duì)值表示，這種計(jì)算方法叫做標(biāo)么值法。標(biāo)么值的概念是：基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。基準(zhǔn)值不同，得到的標(biāo)么值就不同。64標(biāo)幺值計(jì)算法1、標(biāo)幺值65用標(biāo)幺值參數(shù)時(shí)，首先要選擇基準(zhǔn)值

短路計(jì)算，參與計(jì)算的實(shí)際值有容量S、電壓U、電流I和電抗X。

選擇相應(yīng)的基準(zhǔn)值,基準(zhǔn)容量Sre、基準(zhǔn)電壓Ure、基準(zhǔn)電流Ire

、基準(zhǔn)電抗Xre。

則標(biāo)幺值可由下式表示：65用標(biāo)幺值參數(shù)時(shí)，首先要選擇基準(zhǔn)值短路計(jì)算，參與計(jì)66基準(zhǔn)值之間滿足歐姆定律

上述公式中給定任意2個(gè)基準(zhǔn)值，其他基準(zhǔn)值也就確定了。原則上基準(zhǔn)值是可以任意選定，但為了便于計(jì)算，

通常是選擇基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。選線路各級(jí)平均電壓為基準(zhǔn)電壓各級(jí)；選基準(zhǔn)容量為100MVA或1000MVA。有時(shí)也取某電廠裝機(jī)總?cè)萘孔鳛榛鶞?zhǔn)容量。選擇容量和電壓求電流和阻抗66基準(zhǔn)值之間滿足歐姆定律上述公式中給定任意2個(gè)基準(zhǔn)值，67注意：用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)必須用同一的基準(zhǔn)

發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等設(shè)備的電抗，產(chǎn)品目錄給出以額定值為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，稱為額定標(biāo)幺值，表示為：

額定標(biāo)幺值換算為基準(zhǔn)標(biāo)幺值的換算公式：因?yàn)樵诮朴?jì)算時(shí)，通常取所以67注意：用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)必須用同一的基準(zhǔn)發(fā)電機(jī)、變壓器、682.各元件標(biāo)幺值的計(jì)算?已知發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗，又已知發(fā)電機(jī)的額定容量，則換算到基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值為：?已知電力系統(tǒng)電抗有名值系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值為：（1)系統(tǒng)（電源）電抗標(biāo)幺值682.各元件標(biāo)幺值的計(jì)算?已知發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗69?已知系統(tǒng)母線的短路容量，則系統(tǒng)電抗的基準(zhǔn)標(biāo)幺值為：

（1)系統(tǒng)（電源）電抗標(biāo)幺值?已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc69?已知系統(tǒng)母線的短路容量，則系統(tǒng)電抗的基準(zhǔn)標(biāo)幺70（2)變壓器電抗標(biāo)幺值（雙繞組）已知變壓器的電壓百分值，由其定義可知：

忽略變壓器電阻R，得：

變壓器的電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值為：70（2)變壓器電抗標(biāo)幺值（雙繞組）已知變壓器的電壓百分值71（2)變壓器電抗（三繞組）三繞組變壓器的短路電壓百分值是：

71（2)變壓器電抗（三繞組）三繞組變壓器的短路電壓百分值72（2)變壓器電抗（三繞組）三繞組變壓器各繞組的基準(zhǔn)標(biāo)幺值：72（2)變壓器電抗（三繞組）三繞組變壓器各繞組的基準(zhǔn)標(biāo)幺73（3)電抗器電抗標(biāo)幺值

已知電抗器的額定百分電抗，額定電壓及額定電流

電抗器的基準(zhǔn)標(biāo)幺電抗可由下式求得：

73（3)電抗器電抗標(biāo)幺值已知電抗器的額定百分電抗74（4)輸電線路電抗標(biāo)幺值

已知輸電線路的長(zhǎng)度 、每公里電抗、線路所在區(qū)段的平均電壓可求出線路基準(zhǔn)標(biāo)幺電抗

74（4)輸電線路電抗標(biāo)幺值已知輸電線路的長(zhǎng)度 753.變壓器耦合電路的標(biāo)幺值計(jì)算

在短路電流的有名值計(jì)算方法中，當(dāng)短路回路中有變壓器時(shí)，必須把不同電壓等級(jí)各元件電抗歸算到短路點(diǎn)所在的同一電壓下。

標(biāo)幺值計(jì)算短路電流時(shí)，又如何處理這一問(wèn)題?753.變壓器耦合電路的標(biāo)幺值計(jì)算在短路電流的有名76標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗如何計(jì)算？

設(shè)短路發(fā)生在第三段線路的k點(diǎn)。選本系統(tǒng)的基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓為短路點(diǎn)處的平均電壓。其標(biāo)幺值為：?第1段線路電抗歸算至短路點(diǎn)為：76標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗如何計(jì)算？設(shè)短路發(fā)確定短路計(jì)算點(diǎn),短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生（通常是正常工作電流的十幾倍到幾十倍）。系數(shù)均為定值，故所受到的電動(dòng)力只與電流大小有將計(jì)算出的最小熱穩(wěn)定截面與所選用的導(dǎo)體截面比較，當(dāng)所選標(biāo)準(zhǔn)截面≥時(shí)，熱穩(wěn)定性合格。周期分量所構(gòu)成的三相視在功率，即由于發(fā)電機(jī)類型不同（分為水輪機(jī)和汽輪機(jī)兩大類），凡是靜止的三相對(duì)稱結(jié)構(gòu)的設(shè)備，如架空線、校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力稱為動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)4有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算電源短路容量或電源系統(tǒng)的電抗值；短路全電流＝短路電流的周期分量＋短路電流的非周期分量另一種情況是如果知道系統(tǒng)（電源）母線上的變成不對(duì)稱的故障狀態(tài)時(shí)，可將其不對(duì)稱電壓及因此，成套設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性，常用設(shè)備極限通在上述求解過(guò)程中，共有12個(gè)未知數(shù)想網(wǎng)絡(luò)代替，這些網(wǎng)絡(luò)分別為正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序網(wǎng)這種計(jì)算方法稱對(duì)稱分量法。④其他外來(lái)物體搭在裸線上。高、低壓電路的取值與電流沖擊值時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量系統(tǒng)。77標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗如何計(jì)算？

?第2段線路電抗歸算至短路點(diǎn)為：其標(biāo)幺值為：確定短路計(jì)算點(diǎn),短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生77標(biāo)幺值下不同電78標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗計(jì)算的結(jié)論：

在標(biāo)么值計(jì)算中，不論短路點(diǎn)發(fā)生在哪個(gè)電壓等級(jí)段，求某一線段元件的電抗標(biāo)么值：①取同一個(gè)基準(zhǔn)容量（系統(tǒng)為基準(zhǔn)容量）；

②取元件所在線段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓；

③電抗標(biāo)么值＝該線路電抗乘以基準(zhǔn)容量，除于該線路段的平均電壓的平方值。即：

標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗計(jì)算，不需進(jìn)行電壓歸算。78標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗計(jì)算的結(jié)論：在標(biāo)794.短路電流計(jì)算

給出的已知條件：電源短路容量或電源系統(tǒng)的電抗值；供電系統(tǒng)圖；各元件參數(shù)；確定的短路點(diǎn)，電壓等級(jí)。794.短路電流計(jì)算給出的已知條件：804.短路電流計(jì)算——標(biāo)幺值下短路電流計(jì)算步驟1）根據(jù)系統(tǒng)中各元件的連接關(guān)系作出等值電路圖；2）選定基準(zhǔn)量:3）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值，并表示在等值電路圖上。4）根據(jù)各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，算出短路回路的總電抗標(biāo)幺值；5)計(jì)算出短路電流周期分量標(biāo)幺值：6）計(jì)算短路電流、短路容量:804.短路電流計(jì)算——標(biāo)幺值下短路電流計(jì)算步驟1）根據(jù)系81例3-2用標(biāo)幺值法計(jì)算短路參數(shù)解：1）畫系統(tǒng)等值電路圖~35KV6KVSKABTCKDl1l2k1k2k381例3-2用標(biāo)幺值法計(jì)算短路參數(shù)解：~35KV6KVSK82解：2）選定基準(zhǔn)量:由選定值得基準(zhǔn)電流:82解：2）選定基準(zhǔn)量:由選定值得基準(zhǔn)電流:3）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值標(biāo)在等值電路圖上。電源：架空線：變壓器：電抗器:

電纜：

3）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值標(biāo)在等值電路圖上。電源：架空線：變K1點(diǎn)短路:

4）根據(jù)各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，算出短路回路的總電抗標(biāo)幺值

:K1點(diǎn)短路:4）根據(jù)各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，算出短路回K2點(diǎn)短路:

K2點(diǎn)短路:K3點(diǎn)短路:

K3點(diǎn)短路:87作業(yè)：某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl0—10II型。試用標(biāo)幺制法計(jì)算系統(tǒng)中k-1點(diǎn)和k-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。87作業(yè)：某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。電力系統(tǒng)出口斷路器為SN短路電流計(jì)算講義標(biāo)準(zhǔn)課件893.4有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算

當(dāng)電源容量有限時(shí)，在短路的暫態(tài)過(guò)程中短路電流周期分量的有效值是隨時(shí)間而變化的。

工程上為便于計(jì)算，把短路電流周期分量有效值繪成通用計(jì)算曲線，以便計(jì)算短路電流時(shí)查用。計(jì)算曲線是按標(biāo)幺值繪制的，縱坐標(biāo)表示短路電流周期分量標(biāo)幺值，橫坐標(biāo)表示以發(fā)電機(jī)額定容量總和為基準(zhǔn)的短路回路標(biāo)幺電抗值，曲線以短路時(shí)間為參變量，以下式表示

893.4有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算當(dāng)電無(wú)自動(dòng)電壓調(diào)整器的汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線

有自動(dòng)電壓調(diào)整器的汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線

無(wú)自動(dòng)電壓調(diào)整器的汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線有自動(dòng)電壓調(diào)整器的汽輪有自動(dòng)電壓調(diào)整器的水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線無(wú)自動(dòng)電壓調(diào)整器的水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線有自動(dòng)電壓調(diào)整器的無(wú)自動(dòng)電壓調(diào)整器的92

由于發(fā)電機(jī)類型不同（分為水輪機(jī)和汽輪機(jī)兩大類），以及是否具有自動(dòng)電壓調(diào)整器而造成變化規(guī)律的不同，有四種不同的計(jì)算曲線。所有曲線只作到為止。

當(dāng)時(shí)，可認(rèn)為短路點(diǎn)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)，即短路電流不衰減，可按無(wú)限大容量電源情況直接計(jì)算。

當(dāng)時(shí)，由于發(fā)電機(jī)類型不同所引起的短路電流差別很小，可用平均計(jì)算曲線查得，如圖3-14所示。它不分汽輪機(jī)與水輪機(jī)，但仍分有、無(wú)電壓自動(dòng)調(diào)整器兩種。92由于發(fā)電機(jī)類型不同（分為水輪機(jī)和汽輪機(jī)兩大類），圖3-14短路電流平均計(jì)算曲線圖3-14短路電流平均計(jì)算曲線94簡(jiǎn)單有限容量電源系統(tǒng)短路電流計(jì)算方法

在簡(jiǎn)單有限容量電源系統(tǒng)中，用容量較大類型的發(fā)電機(jī)曲線進(jìn)行近似計(jì)算，這種方法也稱為綜合變化法。其具體計(jì)算步驟如下。94簡(jiǎn)單有限容量電源系統(tǒng)短路電流計(jì)算方法在簡(jiǎn)單有限容量95(1)計(jì)算短路回路總電抗標(biāo)幺值，繪制等值電路圖?；鶞?zhǔn)容量最好選為發(fā)電機(jī)額定容量之總和，基準(zhǔn)電壓仍選各元件所在線路的平均電壓。求出各元件的電抗標(biāo)幺值后，根據(jù)短路點(diǎn)到大容量發(fā)電機(jī)之間各元件的連接關(guān)系，再計(jì)算出短路回路的總電抗標(biāo)幺值。若所選基準(zhǔn)容量，由等值電路計(jì)算出的短路回路總電抗標(biāo)幺值必須進(jìn)行歸算，變換成以發(fā)電機(jī)額定容量之總和為基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值，即

(3-47)95(1)計(jì)算短路回路總電抗標(biāo)幺值，繪制等值電96(2)根據(jù)值，由相應(yīng)的計(jì)算曲線查出不同時(shí)間的短路電流周期分量標(biāo)幺值；若計(jì)算次暫態(tài)電流，查的曲線；若計(jì)算穩(wěn)態(tài)短路電流，查的曲線。(3)短路電流周期分量的有效值可按下式計(jì)算：（3-48）式中，為歸算到短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)下的所有發(fā)電機(jī)額定電流之和，即（3-49）96(2)根據(jù)值，由相應(yīng)的計(jì)算曲線查出不同時(shí)間973.5大功率電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響

供電系統(tǒng)中的負(fù)荷主要是異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。

當(dāng)系統(tǒng)突然發(fā)生三相短路時(shí)，電網(wǎng)電壓的急劇下降，當(dāng)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)距短路點(diǎn)較近時(shí)，其反電勢(shì)將大于外加電壓，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，成為一個(gè)附加電源，向短路點(diǎn)饋送電流。

同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流的影響，如圖所示。973.5大功率電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響供電系統(tǒng)中對(duì)容量較大電動(dòng)機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的影響必須考慮。

當(dāng)短路計(jì)算點(diǎn)附近（約20m以內(nèi)）有單臺(tái)容量或多臺(tái)總?cè)萘?00kW及以上的交流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)計(jì)入其反饋電流對(duì)短路沖擊電流的影響。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)M連接在電路的A點(diǎn)，由于短路時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓驟然下降，致使電動(dòng)機(jī)定子繞組的反電動(dòng)勢(shì)高于外施電壓，因而向短路點(diǎn)反饋電流。異步電動(dòng)機(jī)的影響

對(duì)容量較大電動(dòng)機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的影響必須考慮。當(dāng)短路計(jì)算點(diǎn)附異步電動(dòng)機(jī)的等值電路及相量圖

異步電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì):

異步電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗:

異步電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗的額定標(biāo)幺值:

異步機(jī)啟動(dòng)電流的標(biāo)幺值，通常取5。異步電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值通常取值:

異步電動(dòng)機(jī)的等值電路及相量圖異步電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì):異步電動(dòng)機(jī)向短路點(diǎn)反饋的沖擊電流：——啟動(dòng)電流對(duì)額定電流的標(biāo)幺值，一般取值5?！妱?dòng)機(jī)次暫態(tài)電勢(shì)，一般取值0.9?！妱?dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗，為0.2?！搪冯娏鳑_擊系數(shù)（高壓電機(jī)取1.4~1.6

低壓電機(jī)取1）——電動(dòng)機(jī)額定電流——短路電流沖擊倍數(shù)電動(dòng)機(jī)向短路點(diǎn)反饋的沖擊電流：——啟動(dòng)電流對(duì)額定電流的標(biāo)幺值短路電流計(jì)算講義標(biāo)準(zhǔn)課件102

系統(tǒng)短路，計(jì)入異步電動(dòng)機(jī)沖擊電流的影響后，短路電流沖擊值為102系統(tǒng)短路，計(jì)入異步電動(dòng)機(jī)沖擊電流的影響后，短路電流1033.6不對(duì)稱故障分析

什么是不對(duì)稱短路？不對(duì)稱短路主要是兩相短路和大電流接地系統(tǒng)中的單相接地和兩相接地故障。不對(duì)稱故障分析的方法？

將不對(duì)稱短路產(chǎn)生的三相不對(duì)稱電量，分解為三組對(duì)稱的量，分別是正序分量，負(fù)序分量和零序分量。這三組分量都能獨(dú)立地形成序網(wǎng)絡(luò)并滿足歐姆定律和基爾霍夫定律。由各序網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立地求出各序電流，然后將它們疊加起來(lái)，還原為三相不對(duì)稱電流。

1033.6不對(duì)稱故障分析什么是不對(duì)稱短路？104對(duì)稱分量的概念

104對(duì)稱分量的概念105

將不對(duì)稱短路產(chǎn)生的三相不對(duì)稱電量，分解為三組對(duì)稱的量，表示如下：105將不對(duì)稱短路產(chǎn)生的三相不對(duì)稱電量，分解為1061.正序分量什么是正序分量？幅值相等，相位互差120?，相序?yàn)轫槙r(shí)針（與電源電壓相序相同）。這樣的一組三相對(duì)稱相量稱為正序分量，用表示。1061.正序分量什么是正序分量？1072.負(fù)序分量什么是負(fù)序分量？幅值相等，相位互差120?，相序?yàn)槟鏁r(shí)針（與電源電壓相序相逆）。這樣的一組三相對(duì)稱相量稱為負(fù)序分量，用表示。1072.負(fù)序分量什么是負(fù)序分量？1083.零序分量

什么是負(fù)序分量？

三個(gè)大小相等、相位相同，這樣一組相量稱為零序分量，用表示。

1083.零序分量什么是負(fù)序分量？109供電系統(tǒng)三相的關(guān)系三相短路對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，負(fù)序和零序電流為零。109供電系統(tǒng)三相的關(guān)系三相短路對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，負(fù)序和零序電流為110叫復(fù)數(shù)的指數(shù)形式三相正弦函數(shù)用復(fù)指數(shù)表示：正序負(fù)序零序110叫復(fù)數(shù)的指數(shù)形式三相正弦函數(shù)用復(fù)指數(shù)表示：正序負(fù)序零序111

根據(jù)三相電路理論正序分量，負(fù)序分量和零序分量存在如下關(guān)系以矩陣形式表示為

111根據(jù)三相電路理論正序分量，負(fù)序分量和零以矩陣形式112各序分量的計(jì)算式為

上式為求電壓分量，求電流分量時(shí)，是同樣，的形式。

將不對(duì)稱的量，分解為三組對(duì)稱量計(jì)算，最后再將這三組對(duì)稱量疊加起來(lái)，還原原來(lái)的量值，這種計(jì)算方法稱對(duì)稱分量法。求上式的逆矩陣，得各序分量矩陣112各序分量的計(jì)算式為上式為求電壓分量，求電流分量113

當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，只是故障點(diǎn)的三相對(duì)稱性遭到破壞，而系統(tǒng)的其余部分仍然是對(duì)稱的。

一臺(tái)發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。當(dāng)A相線路發(fā)生單相接地A相對(duì)地阻抗為0，對(duì)地電壓為0。其余兩相不為0。此時(shí)，故障點(diǎn)以外的系統(tǒng)其余部分的參數(shù)（阻抗）不為0。

113當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，只是故障點(diǎn)的三相114

為了求出短路點(diǎn)處的短路電流，知道了短路點(diǎn)處的電壓，還需要知道短路點(diǎn)處的阻抗通過(guò)以上分析，不對(duì)稱故障的電壓、電流可以分解為正序、負(fù)序、零序三相對(duì)稱的量來(lái)計(jì)算。故對(duì)應(yīng)有正序阻抗、負(fù)序阻抗和零序阻抗。114為了求出短路點(diǎn)處的短路電流，知道了短路點(diǎn)處的115序阻抗

為了計(jì)算不對(duì)稱故障時(shí)的短路電流，同樣將短路阻抗分解為三組對(duì)稱的阻抗。對(duì)應(yīng)的為正序阻抗、負(fù)序阻抗和零序阻抗。分別表示為

1.

正序電抗

正序電抗即各個(gè)元件在三相正序?qū)ΨQ電壓工作時(shí)的電抗值。實(shí)際上就是在三相對(duì)稱短路計(jì)算時(shí)所采用的電抗值。

115序阻抗為了計(jì)算不對(duì)稱故障時(shí)的短路電流，同樣將1.1162、

負(fù)序電抗

凡是靜止的三相對(duì)稱結(jié)構(gòu)的設(shè)備，如架空線、電纜線路、變壓器、電抗器、電容器等，其負(fù)序電抗等于正序電抗，這是因?yàn)樯鲜鲈淖愿泻突ジ邢禂?shù)與相序無(wú)關(guān)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)和具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)

沒(méi)有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)

異步機(jī)1162、負(fù)序電抗凡是靜止的三相對(duì)稱結(jié)構(gòu)的設(shè)備，如架1173、零序電抗

由于三相零序電流都同相，所以在三相系統(tǒng)中，零序電流是否存在取決于：變壓器繞組接線方式及其中性點(diǎn)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式。

對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，零序電流沒(méi)有通路，元件的零序電抗可看成無(wú)窮大。因此，只對(duì)中性點(diǎn)接地的元件才考慮其零序電抗。

1173、零序電抗由于三相零序電流都同相，所以在三相118（1）輸電線路的零序電抗

在實(shí)際工程計(jì)算中，多采用近似公式計(jì)算。各元件的各序電抗平均值可取表3-5中數(shù)值。

（2）電纜的零序電抗三芯電纜的零序電抗，可近似用下式計(jì)算：

（3）變壓器的零序電抗變壓器的零序電抗與繞組接法及變壓器結(jié)構(gòu)有關(guān)可以用零序等效網(wǎng)路計(jì)算求得。118（1）輸電線路的零序電抗在實(shí)際工程計(jì)算中，多采用近似119討論雙繞組及三繞組變壓器在不同聯(lián)結(jié)方式時(shí)的零序電抗，變壓器的等效零序電抗，119討論雙繞組及三繞組變壓器在不同聯(lián)結(jié)方式時(shí)的零序電抗，變120（4）同步發(fā)電機(jī)

同步電機(jī)的零序電抗與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。零序電抗主要由定子繞組所決定，一般為或按廠家提供的數(shù)據(jù)

120（4）同步發(fā)電機(jī)同步電機(jī)的零序電抗與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。零121序網(wǎng)絡(luò)圖

當(dāng)一個(gè)阻抗對(duì)稱的三相系統(tǒng)由正常的對(duì)稱狀態(tài)變成不對(duì)稱的故障狀態(tài)時(shí)，可將其不對(duì)稱電壓及電流系統(tǒng)分解成三個(gè)對(duì)稱系統(tǒng)，即正序、負(fù)序和零序系統(tǒng)。即一個(gè)不對(duì)稱的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)，可用三個(gè)對(duì)稱的假想網(wǎng)絡(luò)代替，這些網(wǎng)絡(luò)分別為正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)和零序網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)楦骶W(wǎng)絡(luò)是三相對(duì)稱的，所以可取其一相等值電路進(jìn)行計(jì)算。

121序網(wǎng)絡(luò)圖當(dāng)一個(gè)阻抗對(duì)稱的三相系統(tǒng)由正常的對(duì)稱狀態(tài)122

122123一個(gè)1.正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)就是通常計(jì)算短路電流時(shí)所用的等值網(wǎng)絡(luò)。所不同的是短路點(diǎn)處作用著正序電壓。正序網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有源網(wǎng)絡(luò)，可以用戴維南定理簡(jiǎn)化為123一個(gè)1.正序網(wǎng)絡(luò)1242.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的組成與正序網(wǎng)絡(luò)完全相同,只是電源的負(fù)序電勢(shì)為零，各元件的電抗用負(fù)序電抗參數(shù)表示，并在短路點(diǎn)加入負(fù)序電壓負(fù)序網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，可以用戴維南定理簡(jiǎn)化為

1242.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的組成與正序網(wǎng)絡(luò)完全相同,只是電1253.零序網(wǎng)絡(luò)

供電系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)的組成，取決于零序電流可能流通的路徑。由于三相零序電流的大小和相位都相同，它們必須經(jīng)過(guò)大地（或架空地線、電纜包皮等）才能構(gòu)成通路，所以與變壓器接線方式及中性點(diǎn)接地的關(guān)系極大。

1253.零序網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)的組成，取決于零序電126126127不對(duì)稱短路電流的計(jì)算

用對(duì)稱分量法計(jì)算不對(duì)稱短路電流的步驟大致如下：首先計(jì)算故障點(diǎn)處的各序電壓和電流，代入各相電壓、電流與其相應(yīng)的各序電壓、電流之間的矩陣方程，求出故障處的三相電壓和電流。在上述求解過(guò)程中，共有12個(gè)未知數(shù)

127不對(duì)稱短路電流的計(jì)算用對(duì)稱分量法計(jì)算不對(duì)稱短路128計(jì)算不對(duì)稱短路電流的步驟1）分析短路性質(zhì)，列出短路點(diǎn)處的邊界條件2）制作系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖，并根據(jù)系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖，列出可列出序電壓方程，3）求解短路電流。由各相電壓、電流與其相應(yīng)的各序電壓、電流之間的關(guān)系可列出6個(gè)方程，另外由不對(duì)稱短路的特征（所謂邊界條件）再列出3個(gè)方程即可求出短路點(diǎn)的各相短路電流。下面分析各種不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法。128計(jì)算不對(duì)稱短路電流的步驟1）分析短路性質(zhì)，列出短路點(diǎn)處1291.兩相短路

供電系統(tǒng)在K點(diǎn)發(fā)生B、C兩相短路。

邊界條件

1291.兩相短路供電系統(tǒng)在K點(diǎn)發(fā)生B、C兩相短路。邊1303.7短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)與熱效應(yīng)1303.7短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)與熱效應(yīng)1313.7短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)與熱效應(yīng)·

短路電流以正常電流的十幾到幾十倍的量通過(guò)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使設(shè)備受到破壞或產(chǎn)生永久性變形。同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生超常的熱量，造成設(shè)備溫度升高，以致產(chǎn)生損壞、絕緣強(qiáng)度降低，并加速老化。

為了正確選擇電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體，保證電氣設(shè)備可靠地工作，必須用短路電流的電動(dòng)力及熱效應(yīng)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。

1313.7短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)與熱效應(yīng)·短路電流132短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)

在配電裝置中，電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體有電流流過(guò)時(shí)，相互間存在作用力，稱為電動(dòng)力。

當(dāng)短路時(shí)，特別是流過(guò)沖擊電流的瞬間，產(chǎn)生較大的電動(dòng)力，可能導(dǎo)致導(dǎo)體變形或破壞電氣設(shè)備。所以必須要求電氣設(shè)備有足夠的電動(dòng)力承受能力，即動(dòng)穩(wěn)定性。

用或校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力稱為動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)132短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)用或校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力稱為動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)133短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)導(dǎo)體在電磁場(chǎng)中受到電動(dòng)力F按左手定則確定：133短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)導(dǎo)體在電磁場(chǎng)中受到電動(dòng)力F按左手定1341、兩根平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力

平導(dǎo)體1在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體2受到的電動(dòng)力：1341、兩根平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力

平導(dǎo)體1在a處產(chǎn)生的135結(jié)論：兩導(dǎo)體中流過(guò)的電流互為同向時(shí)，兩力相吸。兩導(dǎo)體中流過(guò)的電流互為反向時(shí)，兩力相斥。當(dāng)兩導(dǎo)體中流過(guò)的電流互為反向時(shí)135結(jié)論：當(dāng)兩導(dǎo)體中流過(guò)的電流互為反向時(shí)136

如導(dǎo)體的形狀不是圓形，如矩形時(shí)需要加ks系數(shù)進(jìn)行修正。修正后的電動(dòng)力須乘載流體的形狀系數(shù)ks：當(dāng)導(dǎo)體為矩形導(dǎo)體時(shí)，需要加k系數(shù)進(jìn)行修正136如導(dǎo)體的形狀不是圓形，如矩形時(shí)需要加ks系數(shù)進(jìn)行1372、三相平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力

如三相載流導(dǎo)體敷設(shè)在同一平面上，邊緣相的導(dǎo)體和中間相的導(dǎo)體受力不一樣?？梢宰C明，中間相的導(dǎo)體受力最大。aal1372、三相平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力如三相載流導(dǎo)體敷設(shè)在同2、三相平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力B相的導(dǎo)體所受電動(dòng)力當(dāng)時(shí)，得B相最大受力：2、三相平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力B相的導(dǎo)體所受電動(dòng)力當(dāng)139短路電流沖擊值通過(guò)導(dǎo)體，B相最大受力

產(chǎn)生電動(dòng)力最嚴(yán)重的時(shí)刻是發(fā)生短路后出現(xiàn)沖擊電流的瞬間，這時(shí)有最大電動(dòng)力Fm。

變電所中的一切電氣設(shè)備都必須按照能夠承受Fm為條件來(lái)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度的穩(wěn)定性。

當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，短路電流沖擊值通過(guò)導(dǎo)體，中間相所受電動(dòng)力的最大值為：139短路電流沖擊值通過(guò)導(dǎo)體，B相最大受力產(chǎn)生電動(dòng)140小結(jié)：

成套電氣設(shè)備的長(zhǎng)度、導(dǎo)線間的中心距及形狀系數(shù)均為定值，故所受到的電動(dòng)力只與電流大小有關(guān)。因此，成套設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性，常用設(shè)備極限通過(guò)電流來(lái)表示。

當(dāng)成套設(shè)備的允許通過(guò)的極限電流峰值大于時(shí)，或允許通過(guò)的極限電流有效值大于時(shí)，設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度就能承受沖擊電流的電動(dòng)力，這就是動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。滿足要?jiǎng)t求設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性合格。否則應(yīng)按動(dòng)穩(wěn)定性要求進(jìn)行重選。

140小結(jié)：成套電氣設(shè)備的長(zhǎng)度、導(dǎo)線間的中心距及形狀141短路電流的熱效應(yīng)

短路電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，發(fā)熱量大，作用時(shí)間短（一般不超過(guò)幾秒），其熱量來(lái)不及散入周圍介質(zhì)中去，因此可以認(rèn)為全部熱量都用來(lái)升高導(dǎo)體溫度。即從發(fā)熱角度來(lái)看，是絕熱過(guò)程。

在時(shí)間內(nèi)，短路電流在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量可用下式求得：141短路電流的熱效應(yīng)短路電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，發(fā)熱量大，作1421、短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱過(guò)程與發(fā)熱計(jì)算

由于短路電流隨時(shí)間變化規(guī)律很復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，取短路穩(wěn)態(tài)電流值在一個(gè)假想時(shí)間內(nèi)，所產(chǎn)生的熱量，等于實(shí)際短路電流在實(shí)際持續(xù)時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的熱量，即：短路發(fā)熱假想時(shí)間短路穩(wěn)態(tài)短路電流產(chǎn)生的實(shí)際熱量1421、短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱過(guò)程與發(fā)熱計(jì)算由于短路電流143什么叫短路發(fā)熱假想時(shí)間？

用短路穩(wěn)態(tài)電流在一個(gè)假定時(shí)間內(nèi)所參數(shù)的熱量與實(shí)際短路電流在流過(guò)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等效。這個(gè)假定時(shí)間，就叫短路發(fā)熱假想時(shí)間。

又因短路全電流由周期分量與非周期分量所組成，與其對(duì)應(yīng)，假想時(shí)間也分成兩部分，即

143什么叫短路發(fā)熱假想時(shí)間？用短路穩(wěn)態(tài)電流在一144求周期分量的假想時(shí)間

對(duì)于電源容量為無(wú)限大系統(tǒng)有故：

也可根據(jù)繼保時(shí)間和斷路器動(dòng)作時(shí)間得：即：＝繼保時(shí)間和斷路器動(dòng)作時(shí)間其中：短路電流實(shí)際時(shí)間144求周期分量的假想時(shí)間對(duì)于電源容量為無(wú)限大系統(tǒng)有其中145

對(duì)于電源容量為有無(wú)限大系統(tǒng)由右圖曲線查得。145對(duì)于電源容量146求非周期分量的假想時(shí)間對(duì)于電源容量為無(wú)限大系統(tǒng)有故時(shí)間常數(shù)Ta=0.05s146求非周期分量的假想時(shí)間對(duì)于電源容量為無(wú)限大系統(tǒng)有故時(shí)間147

如果短路電流產(chǎn)生的全部熱量用于升高導(dǎo)體溫度，而使導(dǎo)體達(dá)到極限溫度，此時(shí)故2、短路時(shí)導(dǎo)體熱穩(wěn)定的校驗(yàn)條件導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)

導(dǎo)體平均電導(dǎo)率

147如果短路電流產(chǎn)生的全部熱量用于升高導(dǎo)體溫故2、148a.對(duì)于母線與導(dǎo)線其最小面積必須滿足以下條件：

將計(jì)算出的最小熱穩(wěn)定截面與所選用的導(dǎo)體截面比較，當(dāng)所選標(biāo)準(zhǔn)截面≥時(shí)，熱穩(wěn)定性合格。否則應(yīng)重新選擇導(dǎo)體截面。

148a.對(duì)于母線與導(dǎo)線其最小面積必須滿足以下條件：將計(jì)149母線的熱穩(wěn)定系數(shù)c值母線材料最高允許溫度/0Cc

值銅鋁32022085.747.5鋼不直接與設(shè)備連接42032.3直接與設(shè)備連接32030.4149母線的熱穩(wěn)定系數(shù)c值母線材料最高允許150b.對(duì)于成套設(shè)備必須滿足以下條件即：

將計(jì)算出的短路電流與設(shè)備參數(shù)所給出的比較，當(dāng)所選≥時(shí)，熱穩(wěn)定性合格。否則應(yīng)重新選擇設(shè)備。

對(duì)成套設(shè)備，因?qū)w材料及截面均已確定，故達(dá)到允許極限溫度所需要的熱量?jī)H與電流及其通過(guò)的時(shí)間有關(guān)。150b.對(duì)于成套設(shè)備必須滿足以下條件即：將計(jì)算出的短路151小結(jié)：

系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，設(shè)備（或?qū)w）的發(fā)熱量增大，如果在短路時(shí)的最高溫度不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定的允許溫度，則認(rèn)為導(dǎo)體對(duì)短路電流的是熱穩(wěn)定的。所謂熱穩(wěn)定校驗(yàn)就是以設(shè)備（或?qū)w）允許最高溫度與短路后達(dá)到的溫度進(jìn)行比較，不滿足要求時(shí)重新選擇。151小結(jié)：系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，設(shè)備（或?qū)w）的發(fā)熱量增1521）根據(jù)系統(tǒng)中各元件的連接關(guān)系作出等值電路圖；2）選定基準(zhǔn)量:3）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值，并表示在等值電路圖上。4）根據(jù)各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，算出短路回路的總電抗標(biāo)幺值；5)計(jì)算出短路電流周期分量標(biāo)幺值：6）計(jì)算短路電流、短路容量:標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流1521）根據(jù)系統(tǒng)中各元件的連接關(guān)系作出等值電路圖；標(biāo)幺值法1、某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl0—10II型。試求工廠變電所高壓10kV母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。請(qǐng)分別用歐姆法和標(biāo)幺值計(jì)算短路參數(shù)。500MV·A1、某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SNl解：2.選定基準(zhǔn)量:3.計(jì)算各元件標(biāo)幺值:37kV6.3kV