第5章-短路課件

第五章短路5.1概述5.2分析5.3計(jì)算1：概述5.4計(jì)算2：三相短路歐姆法5.5計(jì)算3：三相短路標(biāo)幺法5.6計(jì)算4：非三相短路5.7計(jì)算5：短路的兩個(gè)效應(yīng)5.1.1什么是短路5.1.2短路的原因5.1.3短路的類型5.1短路概述5.1.1什么是短路阻抗驟降、電流驟增、電壓驟降、設(shè)備毀壞、供電中斷、引起火災(zāi)！電流陡增-----短路電流達(dá)到正常負(fù)荷電流的十幾倍、幾十倍，幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)安培。5.1.1續(xù)1短路定義-----相相之間、相地之間的不正常接觸。正常接觸-------正常運(yùn)行時(shí)相相之間、相地之間只有中點(diǎn)是相互接觸的，其余部分是相互絕緣的。絕緣破壞，就可能發(fā)生短路。短路的原因，就是絕緣破壞的原因，包括如下：1）老化；2）劃傷；3）質(zhì)量低下；4）惡劣天氣------大風(fēng)致使架空線搖擺相碰、架空線覆冰致使桿塔不勝其負(fù)而倒塌，使架空線相碰、雷擊。5）意外事故-------飛機(jī)、吊車、挖溝、鳥(niǎo)類。6）誤操作，致使人為短路。如檢修后未拆地線即送電等。7）地震。8）設(shè)計(jì)缺陷、安裝缺陷、維護(hù)缺陷等。5.1.2短路的原因1按相數(shù)分2按電壓分5.1.3短路的類型三相短路、兩相短路、單相短路。1按短路相數(shù)分詳見(jiàn)下頁(yè)之圖。1續(xù)1高壓短路、低壓短路。2按電壓高低分5.2.1∞電統(tǒng)概念（電系、電統(tǒng)：電力系統(tǒng)的簡(jiǎn) 稱）5.2.2∞電統(tǒng)短路：物理分析5.2.3∞電統(tǒng)短路：數(shù)學(xué)分析5.2.4∞電統(tǒng)短路：三相短路的特征電流5.2短路分析1定義2特點(diǎn)3說(shuō)明1定義：內(nèi)阻抗為零的電統(tǒng)稱為∞電統(tǒng)。讀作“無(wú)窮電統(tǒng)”，或者“無(wú)窮大電統(tǒng)”。特點(diǎn)：無(wú)窮電統(tǒng)的饋電母線電壓不隨饋電線路電流而變。說(shuō)明：見(jiàn)下頁(yè)。5.2.1∞電統(tǒng)概念3說(shuō)明： 研究短路問(wèn)題時(shí)，當(dāng)電統(tǒng)的容量比用戶容量大得多，一般認(rèn)為超過(guò)50：1時(shí)，或者電統(tǒng)的總阻抗不超過(guò)用戶短路回路總阻抗的10%時(shí)，可以認(rèn)為該電統(tǒng)是一個(gè)∞電統(tǒng)。 一般來(lái)說(shuō)，由于廠電系統(tǒng)的容量遠(yuǎn)比電統(tǒng)總?cè)萘啃。杩褂州^電統(tǒng)大得多，因此廠電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，電統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓幾乎維持不變，也就是說(shuō)可將電統(tǒng)視為無(wú)限大容量的電源。1示意圖2短路電流的變化：突增還是漸增？3短路電流的變化：平穩(wěn)漸增還是沖擊漸增？4短路電流的變化：為何會(huì)有沖擊？5短路電流的變化：沖擊的正面意義6短路電流的變化：沖擊的負(fù)面意義5.2.2∞電系短路：物理分析1示意圖 短路電流在達(dá)到穩(wěn)態(tài)值之前，要經(jīng)過(guò)一個(gè)暫態(tài)過(guò)程，也叫過(guò)渡過(guò)程、瞬變過(guò)程、沖擊過(guò)程。瞬變是指過(guò)程短，僅約0.2秒。瞬者，眼珠一轉(zhuǎn)也。所謂轉(zhuǎn)瞬即逝。這一瞬變過(guò)程就是短路電流非周期分量存在的那段時(shí)間。沖擊是指電流大，沖擊峰值可達(dá)短穩(wěn)峰值的近2倍。 之所以會(huì)有過(guò)渡過(guò)程，是因?yàn)槎搪泛笞杩雇蝗粶p少很多倍，而電源電壓為常數(shù)，因而電流有突增的趨勢(shì)。但是，電感的存在導(dǎo)致這種趨勢(shì)不能實(shí)現(xiàn)。楞次定律告訴我們，電感有阻礙電流突變的能力。所以，電流不能突增，而只能漸增。2短路電流的變化：突增還是漸增？

這個(gè)漸變，是不是從短路前較小的穩(wěn)態(tài)值平緩地升到短路穩(wěn)定后那個(gè)較大的穩(wěn)態(tài)值呢？答案曰：不一定。分兩種情況： 情況一：短前電流瞬時(shí)值=短后穩(wěn)態(tài)電流的初值。此時(shí)，過(guò)渡是平穩(wěn)的。其實(shí)，此時(shí)根本沒(méi)有過(guò)渡過(guò)程。 情況二：短前電流瞬時(shí)值≠短后穩(wěn)態(tài)電流的初值。此時(shí)，過(guò)渡是不平穩(wěn)的。會(huì)存在一個(gè)沖擊------電流會(huì)驟增到一個(gè)接近2倍短后穩(wěn)態(tài)電流幅值的值。這個(gè)值稱為沖擊電流瞬時(shí)峰值，簡(jiǎn)稱沖峰值。然后，電流按照短路電路的時(shí)間常數(shù)衰減，一直衰減到短后穩(wěn)態(tài)電流值--------一個(gè)正弦變化的值。3短路電流的變化：平穩(wěn)漸增還是沖擊漸增？ 前面提到，電路阻抗的突然減少、電源電壓的不變導(dǎo)致電流突增一個(gè)穩(wěn)態(tài)電流分量。為了反抗這一突增，電感以突攻突，突增一個(gè)瞬變電流分量。這個(gè)突增的瞬變電流分量，就是沖擊的來(lái)源。4短路電流的變化：為何會(huì)有沖擊？ 沖擊的正面意義：滿足換路定律，電感電流不致突變。 在短后瞬間，瞬變電流分量與穩(wěn)態(tài)電流分量大小相等、反向相反，剛好抵消。正因?yàn)檫@個(gè)“剛好抵消”，才使得短路電流在短路前后不致突變------在物理上滿足瞬變電路的換路定律-------在數(shù)學(xué)上電流值是連續(xù)的--------左極限=右極限。 短路瞬間過(guò)后，穩(wěn)態(tài)電流分量（穩(wěn)量）、瞬變電流分量（瞬量）各自按照自己的變化規(guī)律變化。穩(wěn)量按正弦規(guī)律、瞬量按指數(shù)規(guī)律。5短路電流的變化：沖擊的正面意義5續(xù)1： 正弦規(guī)律是因?yàn)榉€(wěn)量受電源電壓的主導(dǎo)，電源電壓是正弦的。指數(shù)規(guī)律是因?yàn)樗擦渴芤浑A微分方程的約束-------電流減少的速率（負(fù)的di/dt）與電流自身的大小成正比-------變化的電流在電感上形成電壓，電流本身在電阻上又形成電壓，這兩個(gè)電壓大小相等、方向相反，相加為零，即得到一個(gè)一階線性微分方程。而一階線性微分方程的解就是一個(gè)指數(shù)函數(shù)。由于電阻的存在導(dǎo)致瞬變電流衰減，所以，這里的指數(shù)函數(shù)是一個(gè)衰減的指數(shù)函數(shù)。詳見(jiàn)該節(jié)的數(shù)學(xué)分析部分。 沖擊的負(fù)面意義：電流太大，危及設(shè)備安全。6短路電流的變化：沖擊的負(fù)面意義1列方程2解方程3解之圖4短路電流初始值i0（短初電流）的大小5短路電流周期分量6周期分量初始值ip(0)7短路電流非周分量8非周分量初始值inp(0)9短路全電流10短路電流有效值5.2.3∞電系短路：數(shù)學(xué)分析1列方程：參見(jiàn)物理分析的示意圖設(shè)電源相電壓、正常負(fù)荷線電流分別為注意，正常負(fù)荷時(shí)，功率因數(shù)一般都較高，較小。設(shè)t=0時(shí)短路。列電壓方程如下：2解方程：特解—通解法2續(xù)1：積分常數(shù)的確定2續(xù)2：短周分量、短非分量3解之圖3續(xù)1理論上，非周期分量需等到∞時(shí)，才能等于零。實(shí)際上，只要等到0.2秒即10個(gè)周波的時(shí)候，非周分量就接近零了。此時(shí)可以認(rèn)為4短初電流i0

的大?。簠⒁?jiàn)解之圖 假設(shè)短路發(fā)生時(shí)電壓瞬時(shí)值由負(fù)變零。此時(shí)的電流為短初電流，記為i0。由于短路前電路為感性，故電流滯后電壓，即i0為負(fù)，其表達(dá)式為5短路電流周期分量：參見(jiàn)解之圖 短路后的電流周期分量為ip。由于短路后電抗一般遠(yuǎn)大于電阻，所以，短路電流周期分量滯后電壓大約90度。6周期分量初始值ip(0)：參見(jiàn)解之圖7短路電流非周分量：參見(jiàn)解之圖 由于有電感，短路發(fā)生時(shí)，電感要產(chǎn)生一個(gè)與方向相反的感生電流，以維持短路瞬間電路中的電流和磁鏈不突變。這個(gè)反向電流就是短路電流的非周分量，它的表達(dá)式是8非周分量初始值inp(0)：參見(jiàn)解之圖9短路全電流ik10短路電流的有效值Ik（t）

某一瞬間

t的短路電流有效值，是周期分量有效值與非周分量瞬時(shí)值的平方和的平方根。即：1沖擊電流概述2沖峰值、沖峰系數(shù)3沖有值4高壓短路沖峰值、沖有值的典型值5低壓短路沖峰值、沖有值的典型值6短路容量5.2.4∞電統(tǒng)短路：三相短路的特征電流沖擊電流分兩種：沖峰值、沖有值。沖峰值用于校驗(yàn)設(shè)備的力穩(wěn)定（即動(dòng)穩(wěn)定），沖有值用于校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定。沖峰值、沖有值是兩個(gè)非常重要的數(shù)據(jù)。1沖擊電流概述 短路后，半個(gè)周期即達(dá)沖峰值?？芍^：短路半周沖峰值。沖峰值計(jì)算如下。2沖峰值、沖峰系數(shù)2續(xù)12續(xù)2 短路電流有效值之最大者稱沖擊電流有效值，簡(jiǎn)稱沖有值，記為Ish。

顯然，沖有值是短路后第一個(gè)周期的短路電流有效值，計(jì)算如下。3沖有值 高壓電路三相短路時(shí)，取沖擊系數(shù)=1.8。4高壓短路沖峰值、沖有值的典型值 低壓電路三相短路時(shí)，取沖擊系數(shù)=1.3。5低壓短路沖峰值、沖有值的典型值 三相短路容量是一個(gè)電壓、電流的綜合參數(shù)，是用來(lái)校驗(yàn)斷路器的斷流容量、判斷母線短路容量是否超過(guò)規(guī)定值的重要參數(shù)，也是選擇限流電抗器的依據(jù)。其定義式為：6短路容量

短路計(jì)算電壓，也稱平均額定電壓，簡(jiǎn)稱計(jì)算電壓。一般按最嚴(yán)重情況考慮，取線路首端電壓作計(jì)算電壓，即計(jì)算電壓比線路額定電壓高5%。 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算電壓取值有：0.4/0.69/3.15/6.3/10.5/37/69/115/230等千伏。6續(xù)1：短路計(jì)算電壓5.3.1目的5.3.2分類5.3短路計(jì)算1：概述有四項(xiàng)目的：（1）選擇電氣設(shè)備：校驗(yàn)熱、動(dòng)穩(wěn)定。（2）整定繼保裝置：使能正確切除短路故障。（3）選擇主接線及其運(yùn)行方式（運(yùn)方）。（4）選擇限流措施：當(dāng)短路電流過(guò)大造成設(shè)備選擇困難或不夠經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采取限制短路電流的措施。 四項(xiàng)目的可歸納為：選擇設(shè)備及接線，整定繼保裝置。5.3.1短路計(jì)算目的 短路計(jì)算對(duì)廠電系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，象負(fù)荷計(jì)算一樣，是不可或缺的。

負(fù)荷計(jì)算、短路計(jì)算是廠電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本計(jì)算，意義重大。5.3.1續(xù)11按相數(shù)分2按方法分3按電壓分4按內(nèi)容分5按系統(tǒng)運(yùn)行方式分5.3.2短路計(jì)算分類 有三相短路計(jì)算、兩相短路計(jì)算、單相短路計(jì)算。 在電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，三相短路可能性最小。 一般三相短路的電流最大，造成的危害也最大。因此，三相短路的計(jì)算至關(guān)重要。為了使電力系統(tǒng)在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，應(yīng)進(jìn)行三相短路電流計(jì)算，以便對(duì)所選設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。1短路計(jì)算按相數(shù)分 有標(biāo)幺法、歐姆法。 標(biāo)幺法適合含多個(gè)（超過(guò)2個(gè)）電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)。因?yàn)闅W姆法在電壓等級(jí)不同時(shí)，阻抗參數(shù)需折算到同一電壓等級(jí)。電壓等級(jí)多了，折算工作量就大了。而標(biāo)幺法面臨不同電壓等級(jí)，不用折算。 歐姆法適合不超過(guò)2個(gè)電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)。 因此，也可以說(shuō)，標(biāo)幺法適于高壓系統(tǒng)；歐姆法適于低壓系統(tǒng)。2短路計(jì)算按方法分 有高壓短路計(jì)算、低壓短路計(jì)算之分。 有時(shí)也存在同時(shí)有高壓短路、低壓短路的情形。 高壓短路計(jì)算時(shí)，往往不計(jì)電阻。低壓則不然。 高壓短路計(jì)算往往采用標(biāo)幺法，低壓短路計(jì)算則往往采用歐姆法。3短路計(jì)算按電壓分 有參數(shù)計(jì)算、電流計(jì)算。電流電流計(jì)算包括：穩(wěn)態(tài)值計(jì)算、沖擊值計(jì)算。

沖擊值包括：沖峰值、沖有值。

沖擊值計(jì)算公式如下： 沖峰值=沖峰系數(shù)（2.55/1.84）*穩(wěn)有值 沖有值=沖有系數(shù)（1.51/1.09）*穩(wěn)有值4短路計(jì)算按內(nèi)容分 供電系統(tǒng)短路電流的大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式下電源系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組投運(yùn)多，雙回輸電線路及并聯(lián)變壓器均全部運(yùn)行。此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大；反之，最小運(yùn)行方式下由于電源中一部分發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路解列，一些并聯(lián)變壓器為保證處于最佳運(yùn)行狀態(tài)也采用分列運(yùn)行，這樣使總的短路阻抗變大，短路電流也相應(yīng)減小。在工廠供電系統(tǒng)中，用最小運(yùn)行方式求三相穩(wěn)有值，供繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏度用。5短路計(jì)算按系統(tǒng)運(yùn)行方式分5.4.0歐姆法：說(shuō)明5.4.1歐姆法：元件阻抗計(jì)算公式5.4.2歐姆法：電流、容量計(jì)算公式5.4.3歐姆法：計(jì)算步驟5.4.4歐姆法：計(jì)算實(shí)例5.4短路計(jì)算2：三相短路歐姆法 歐姆法，又稱有單位法，它由短路計(jì)算中阻抗的單位歐姆而得名。5.4.0說(shuō)明1電力系統(tǒng)的電抗2變壓器的電阻3變壓器的電抗4線路的阻抗5.4.1歐姆法：元件阻抗計(jì)算公式 電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，可忽略不計(jì)。其電抗可由變電站高壓饋電線出口斷路器的斷流容量Soc來(lái)估算。這一斷流容量可看作是系統(tǒng)的極限斷流容量Sk。設(shè)Uc為高壓饋電線的短路計(jì)算電壓。系統(tǒng)電抗公式為：1電力系統(tǒng)的電抗 為了便于計(jì)算短路電路總阻抗，免去阻抗換算的麻煩，Uc可直接采用短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；Soc為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，有表可查。1續(xù)1 無(wú)論電源（即電力系統(tǒng)）實(shí)際接法如何，都可等效為星接。1續(xù)2：系統(tǒng)電抗公式之證明 變壓器的電阻RT可由變壓器的短路損耗△Pk近似求出。2變壓器的電阻式中，Uc為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；

SN為變壓器的額定容量； △Pk為變壓器的短路損耗，屬變壓器常用技術(shù)參數(shù)，有表可查。 變壓器的電抗XT可由變壓器的短路電壓Uk%近似求出。Uk%是額定電流下的阻抗壓降與額定電壓的比值。注意：上述額定電壓都以計(jì)算電壓充當(dāng)。后者比前者高5%。故乃近似。3變壓器的電抗3續(xù)1式中，Uc為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；

SN為變壓器的額定容量；

Uk%為變壓器的短路電壓（即阻抗壓降）百分?jǐn)?shù)，屬變壓器常用技術(shù)參數(shù)，有表可查。 線路的電阻可由線路長(zhǎng)度和已知截面的線、纜單位長(zhǎng)度電阻求得。 線路的電抗可由線路長(zhǎng)度和已知截面的線纜單位長(zhǎng)度電抗求得。 線路的單位長(zhǎng)度電阻、電抗有表可查。4線路的阻抗 如果線路的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不詳，無(wú)法查找時(shí)，可按下表取電抗平均值。因?yàn)橥浑妷壕€路的電抗值變動(dòng)幅度不大。電力線路每相單位長(zhǎng)度電抗平均值（Ω/km）4續(xù)16線路類型線路電壓220/380V10kV35kV及以上架空線路0.320.350.40電纜線路0.0660.080.12 在短路電路中若有變壓器存在，在計(jì)算短路電路的阻抗時(shí)，只有將不同電壓下的各元件阻抗統(tǒng)一換算到短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓，才能作出等效電路。阻抗換算條件-----元件的功率損耗不變。阻抗換算公式如下：4續(xù)2式中：不帶撇號(hào)的為換算前元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計(jì)算電壓；帶撇號(hào)的為換算后元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計(jì)算電壓。4續(xù)3 短路計(jì)算中所考慮的三個(gè)元件（系統(tǒng)、變壓器、線路）的阻抗，只有線路的阻抗需要換算。系統(tǒng)和變壓器的阻抗，由于它們的計(jì)算公式中均含有Uc2，因此計(jì)算阻抗時(shí)，公式中Uc直接代以短路點(diǎn)的計(jì)算電壓，就相當(dāng)于阻抗已經(jīng)換算到短路點(diǎn)一側(cè)了。4續(xù)41三相短路電流周期分量有效值5.4.2歐姆法：電流、容量計(jì)算公式 對(duì)高壓電路，電抗占主，電阻可忽略。 對(duì)低壓電路，只有當(dāng)電阻超過(guò)電抗的三分 之一時(shí)，才需考慮電阻的影響。2三相短路容量Step1畫供電系統(tǒng)接線圖，標(biāo)明各元件的額定參 數(shù)，確定短路計(jì)算點(diǎn)。Step2算元件阻抗。Step3畫等值電路圖。在等值電路圖上，標(biāo)明各 元件的編號(hào)和阻抗，采用分?jǐn)?shù)符號(hào)：元件編 號(hào)/元件阻抗。Step4算總阻抗。Step5算短路電流：穩(wěn)有值、沖峰值、沖有值。Step6算短路容量。Step7表列計(jì)算結(jié)果。第一步到第六步歸納為：畫算畫、算算算。5.4.3歐姆法：計(jì)算步驟注意點(diǎn)：短路計(jì)算的關(guān)鍵----短路計(jì)算點(diǎn)的選擇是 否合理。 這是因?yàn)槎搪酚?jì)算的目的首先是用來(lái)校驗(yàn)設(shè)備。為了保證設(shè)備選得安全可靠，必須進(jìn)行短路校驗(yàn)。作為校驗(yàn)用的短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇為使設(shè)備可能通過(guò)最大短路電流的地點(diǎn)。 一般來(lái)講，為校驗(yàn)低壓側(cè)設(shè)備，應(yīng)選低壓母線為短路計(jì)算點(diǎn)。5.4.3續(xù)1例5-1某供電系統(tǒng)如圖所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SN10-10II型，變壓器連接組別為Yyn0型。試求工廠變電所高壓l0kV母線上k1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k2點(diǎn)短路的短路電流和短路容量。5.4.4歐姆法：計(jì)算實(shí)例解:1.求k1點(diǎn)短路時(shí)的短路電流和短路容量(Uc1=10.5kV)Step1接線圖已給出。見(jiàn)前圖。Step2算元件電抗（從電源到短路點(diǎn)共兩個(gè)元件： 電源、線路）(1)電力系統(tǒng)的電抗:查表得SN10-10II型斷路器的斷流容量Soc=500MVA,故5.4.4續(xù)1(2)架空線路的電抗:查表得x0=0.35歐/千米。故5.4.4續(xù)2Step3畫k1點(diǎn)短路的等效電路圖，如圖所示。Step4算總電抗Step5算短路電流(1)三相短路電流穩(wěn)態(tài)分量有效值：5.4.4續(xù)3(2)沖峰值5.4.4續(xù)4(3)沖有值Step6算短路容量三相短路容量為5.4.4續(xù)5Step7表列計(jì)算結(jié)果：見(jiàn)后。2.求k2點(diǎn)短路時(shí)的短路電流和短路容量(Uc2=0.4kV)Step1接線圖已給出。見(jiàn)前面。Step2算元件電抗（從電源到短路點(diǎn)共四個(gè)元件：電源、線路、變壓器2臺(tái)）(1)電力系統(tǒng)的電抗:5.4.4續(xù)6(2)架空線路的電抗:5.4.4續(xù)7(3)變壓器的電抗:5.4.4續(xù)8Step3畫k2點(diǎn)短路的等效電路圖，如圖所示。5.4.4續(xù)9Step4算總電抗5.4.4續(xù)10Step5算短路電流(1)三相短路電流周期分量有效值（三穩(wěn)有值）：5.4.4續(xù)11(2)沖峰值5.4.4續(xù)12(3)沖有值Step6算短路容量三相短路容量為5.4.4續(xù)13Step7表列計(jì)算結(jié)果：見(jiàn)后。5.4.4續(xù)14：短路計(jì)算表（解畢）短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（千安）三相短路容量（兆伏安）穩(wěn)有值沖峰值沖有值K1(高壓)25.13.0236.4K2（低壓）2647.8428.3418.015.5.0標(biāo)幺法：基本概念5.5.1標(biāo)幺法：元件阻抗計(jì)算公式5.5.2標(biāo)幺法：電流、容量計(jì)算公式5.5.3標(biāo)幺法：計(jì)算步驟5.5.4標(biāo)幺法：計(jì)算實(shí)例5.5短路計(jì)算3：三相短路標(biāo)幺法任一物理量的標(biāo)幺值，是它的實(shí)際值與所選定的基準(zhǔn)值的比值。它是一個(gè)相對(duì)量，沒(méi)有單位。5.5.0標(biāo)幺法：基本概念 按標(biāo)么法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般先選定基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud。工程計(jì)算中，為計(jì)算方便，一般取Sd=100MVA；一般取元件所在處的短路計(jì)算電壓為基準(zhǔn)電壓，即Ud=Uc。 選定了基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud后，基準(zhǔn)電流Id按下式計(jì)算：5.5.0續(xù)1 基準(zhǔn)電抗Xd按下式計(jì)算：1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值5.5.1標(biāo)幺法：元件阻抗計(jì)算公式Xs為電力系統(tǒng)的電抗值；Soc為電力系統(tǒng)的極限短路容量。2變壓器的電抗標(biāo)么值3線路的電抗標(biāo)么值5.5.2標(biāo)幺法：電流、容量計(jì)算公式1電流穩(wěn)有值：2電流穩(wěn)有值之實(shí)際值：3三相短路容量之實(shí)際值：4電流沖峰值之實(shí)際值：5電流沖有值之實(shí)際值：Step1畫供系接線圖。標(biāo)明各元件的額定參 數(shù)，確定 短路計(jì)算點(diǎn)。Step2選算標(biāo)幺基準(zhǔn)。選取Sd=100MVA,Ud= Uc，基此算出所有短路計(jì)算電壓下的Id。Step3算元件的電抗標(biāo)么值。Step4畫等值電路圖。標(biāo)明各元件的編號(hào)和電 抗， 采用分?jǐn)?shù)符號(hào)：元件編號(hào)/元件電抗。Step5算總電抗標(biāo)幺值。Step6算短路電流：穩(wěn)有值、沖峰值、沖有值。5.5.3標(biāo)幺法：計(jì)算步驟Step7算短路容量。Step8表列計(jì)算結(jié)果。 第一步到第七步歸納為：畫選算畫、算算算。 注意點(diǎn)：短路計(jì)算的關(guān)鍵----短路計(jì)算點(diǎn)的選擇是否合理。作為校驗(yàn)用的短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇為使設(shè)備可能通過(guò)最大短路電流的地點(diǎn)。 一般來(lái)講，為校驗(yàn)高壓側(cè)設(shè)備，應(yīng)選高壓母線為短路計(jì)算點(diǎn)。5.5.3續(xù)1例5-2某供電系統(tǒng)如圖所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SN10-10II型，變壓器連接組別為Yyn0型。試求工廠變電所高壓l0kV母線上k1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k2點(diǎn)短路的短路電流和短路容量。（此例內(nèi)容即例5-1，方法不同）5.5.4標(biāo)幺法：計(jì)算實(shí)例解:首先注意到：標(biāo)幺法與歐姆法不同，計(jì)算電壓的不同不會(huì)導(dǎo)致元件參數(shù)的不同。雖然k1和k2兩個(gè)短路點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)不同的計(jì)算電壓，但兩種情形下，有關(guān)的元件參數(shù)一致。因此，兩個(gè)短路點(diǎn)可以共用一個(gè)等效電路圖。為此，算元件參數(shù)時(shí)，把所有元件的參數(shù)全部算出。Step1接線圖已給出。如上頁(yè)所示。5.5.4續(xù)1Step2選算標(biāo)幺基準(zhǔn)。選取5.5.4續(xù)2基準(zhǔn)電流為：Step3算元件電抗電力系統(tǒng)的 電抗標(biāo)么值5.5.4續(xù)3線路的 電抗標(biāo)么值5.5.4續(xù)4（3）變壓器的 電抗標(biāo)么值5.5.4續(xù)5：注意：歐姆法畫有兩個(gè)電路圖，而標(biāo)幺法合二而一。因?yàn)闃?biāo)幺參數(shù)與計(jì)算電壓無(wú)關(guān)。Step4畫k1、k2點(diǎn)短路的等效電路圖，如圖所示。5.5.4續(xù)6Step5算總電抗標(biāo)幺值：k1點(diǎn)、k2點(diǎn)5.5.4續(xù)7Step6算短路點(diǎn)k1的短路電流：穩(wěn)有值、沖峰值、沖有值。5.5.4續(xù)8Step6算短路點(diǎn)k2的短路電流：穩(wěn)有值、沖峰值、沖有值。5.5.4續(xù)9Step7算短路點(diǎn)k1、k2的短路容量5.5.4續(xù)10：Step8表列計(jì)算結(jié)果（解畢）

短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（千安）三相短路容量（兆伏安）穩(wěn)有值沖峰值沖有值K1(高壓)25.13.0236.5K2（低壓）2647.8428.3418.055.5.4續(xù)11比較兩表可見(jiàn)，歐姆法、標(biāo)幺法兩種方法的計(jì)算結(jié)果大部分相同。僅三相短路容量有微小的差異，乃是計(jì)算過(guò)程中舍入誤差所致。5.6.1兩相短路電流的計(jì)算5.6.2單相短路電流的計(jì)算5.6.3大容量電機(jī)短路電流的計(jì)算5.6短路計(jì)算4：非三相短路1兩相短路電流計(jì)算的目的：用于相間短路保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)。2兩相短路電流的計(jì)算公式（無(wú)窮系統(tǒng)）：5.6.1兩相短路電流的計(jì)算3兩相、三相短路電流的比較：5.6.1續(xù)11計(jì)算目的：用于單相短路保護(hù)的整定及單相短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。2計(jì)算公式：在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中發(fā)生單相短路時(shí)，根據(jù)對(duì)稱分量法可得其單相短路電流為：5.6.2單相短路電流的計(jì)算3可以證明，單相短路電流比三相短路電流小。請(qǐng)參見(jiàn)劉介才老師的書籍《工廠供電》的有關(guān)章節(jié)。5.6.2續(xù)13比較：可以證明，單相短路電流比三相短路電流小。請(qǐng)參見(jiàn)劉介才老師的書籍《工廠供電》的有關(guān)章節(jié)。 1必要性：當(dāng)短路點(diǎn)附近接有大容量電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)把電動(dòng)機(jī)作為附加電源考慮。因?yàn)槎搪窌r(shí)，電源旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)突然消失，電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)失去外加電源的制約，成為電源，向短路點(diǎn)反饋電流。 但是，由于短路時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降很快，因而反電勢(shì)下降很快，從而反饋電流衰減得很快。 因此，反饋電流僅影響短路沖擊電流。而且僅當(dāng)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)組容量大于100kW時(shí)才考慮其影響。5.6.3大容量電機(jī)短路電流的計(jì)算2計(jì)算公式：5.6.3續(xù)1 3反饋影響：計(jì)入馬達(dá)的反饋沖擊后，短路點(diǎn)總短路沖擊電流為：5