【电气与自动化】第五章 短路电流实算

1、l第一节 短路的基本概念l第二节 标么值l第三节 电力系统中各元件的电抗标么值的计算l第四节 短路电流计算的程序l第五节 由无限大容量系统供电的三项短路l第六节 由发电机供电的三相短路的实用计算l第七节 电力系统中各元件的序参数和序网络l第八节 不对称短路电流的计算l一、短路的短路的定义及其种类定义及其种类 l二、发生短路的原因l三、短路的后果l四、短路计算的目的与计算假设l在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生严重影响的故障。所谓短路是指相与相或相与地之间直接金属性连接。短路种类主要有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等四种。三相短路属对称短路，其它属不对称短路。l系统

2、中各种短路、代表符号及事故机率如表5-1所示。l（1）设备或装置存在隐患。如绝缘材料陈旧老化、绝缘机械损伤、设备缺陷未发现消除、设l计安装有误等。l（2）运行、维护不当。如运行人员不遵守操作规程，出现误操作，技术水平低，管理不善，机械损伤等。l（3）自然灾害。如雷击过电压，特大的洪水、大风、冰雪、塌方等引起的线路倒杆、断线，飞禽走兽跨接裸导体等。一般说来，短路故障是可以防范的，绝大多数短路故障的发生都与工作人员未能很好地履行岗位职责有关。l（1）电动力效应。短路电流在设备中产生巨大的的电动力，可能引起设备变形、扭曲、断裂。l（2）热效应。短路电流通常比正常工作电流大几十倍。导体的发热量与电流的

3、平方成正比，使设备温度急剧上升，可能导致设备短时过热。不仅烧坏设备，还可能伤及工作人员。l（3）磁效应。短路电流通过线路时在周围产生交变的电磁场。特别是不对称短路，对附近通信线路和无线电波产生电磁干扰。l（4）电压效应。短路电流使电网电压降低。电网电压的下降可能导致用电设备正常工作的破坏，还可能造成系统中并列运行的发电机失步或者导致电网枢纽电压的崩溃，所有这些都可能引起电力系统瓦解而造成大面积停电事故。在某些不对称短路情况下，非故障相电压将超过额定值，引起“工频电压升高”的内部过电压现象。计算短路电流的具体目的短路电流基本假设 l选择和校验电气设备；进行继电保护装置的选型与整定计算；分析电力系

4、统的故障及稳定性能；选择限制短路电流的措施；确定电力线路对通信线路的影响等。l（1）电力系统在正常工作时三相是对称的；所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保持不变，即发电机无摇摆现象。l（2）电力系统各元件的电容和电阻略去不计；各元件的电抗在短路过程中保持不变；即不受铁芯饱和的影响；变压器还略去励磁电流和励磁回路。各电力元件的寄生电容仅在超高压时才考虑；在1kv及以下的低压网络中，或短路回路的总电阻常大于总电抗的1/3(甚至大于电抗)时，应计入电阻。在高压电网中计算短路电流非周期分量的时间常数时，应考虑短路回路中电阻的影响。 一、标么值的一、标么值的定义定义二、标么值的二、标么值的转换转换三

5、、标么值的三、标么值的特点特点l标么值是某些电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比，即l l可见标么值是一个无单位的比值，而且，对同一个实际值，当所算的基值不同时其标幺值也不同。标么值的符号为各量符号加下角码“*”。l四个电气量对于选取的四个基准量的标幺值为 在计算时要把电气元件的（额定）基值的标幺值转换为统一选定的基准值下的标幺值。以电抗的标幺值为例，转换公式为 基准电压等于额定电压时，上面公式变成 基准电压的选取l在实用计算中，通常选取某一段电路的平均标称电压作为基准电压，也就是说各段电路的基准电压均等于该段电路的平均电压。我国电力系统中常用到的各电压级的平均标称电压如下：电网额定电

6、压（kv）361035110220330500电网平均标称电压（kv）3.156.310.537115230345525l（1）在三相电路中,标么值相量等于线量。l（2）三相功率和单相功率的标么值相同。l（3）三相电路的标么值欧姆定律为u*=i*x*，功率方程为s*=u*i*,与单相电路的相同。l（4）当电网的电源电压为额定值时(即u*=1)，功率标么值与电流标么值相等，且等于电抗标么值的倒数。l（5）两个标么基准值相加或相乘，仍得同基准的标么基准值。l由于上述特点，用标么值计算短路电流可使计算简便，且结果明显，便于迅速及时地判断计算结果的正确性。l一、同步电机l二、二、变压器变压器 l三、架

7、空线路和电缆三、架空线路和电缆线路线路l四、四、电抗器电抗器l1.有名值在三相短路电流的实用计算中，只需知道同步电机在短路起始瞬间的电抗，即纵轴次暂态电抗 ，实际计算时需换算到所选定的基准值，换算公式为 l1. 双绕组变压器l2. 三绕组变压器l双绕组变压器产品给出阻抗电压（短路电压）百分值ud%，以变压器额定参数为基准值的电抗标幺值为： l等值电路l额定标么值l基准标么值l标么值02blpsxx lul计算短路电流前，应先搜集有关的电力系统接线图、运行方式及各元件的技术数据等资料。计算时，根据资料首先拟出计算电路图，再选定计算短路点。对每一短路点作出等值电路图，并逐步化简至最简形式的短路回路

8、，即由一个总电源经总电抗至计算短路点的短路回路，便可求出所选短路点的短路电流值。 一、无限大容量电力系统的一、无限大容量电力系统的概念概念二、短路电流的变化二、短路电流的变化规律规律三、短路电流各分量的三、短路电流各分量的计算计算l系统中的发电机愈多，容量越大，则系统内阻抗就愈小。这时若外电路元件的阻抗比系统内阻抗大得多，则当外电路中电流发生变动甚至出现短路时，系统出口母线电压变化很小。在实用的短路计算中可忽略此电压的变动而近似认为系统出口母线电压维持不变。 l在进行短路电流计算时，若系统内阻抗不超过短路回路总阻抗(含系统内阻抗)的5%10%，便可视为无限大容量系统。 l发生短路后，整个短路过

9、程包括两部分，即暂态过程和稳态过程。在暂态过程中，短路电流包含两个分量：一个是稳态分量，又称周期分量；另一个是暂态分量，也称非周期分量。非周期分量是一个按指数规律衰减的分量，当其衰减完后，短路即进入稳定状态。l故短路全电流为 l1. 周期分量l2. 非周期分量l3. 短路冲击电流l4. 母线残余电压l5. 短路功率l无穷大容量系统中：l用标幺值计算时，一般取ub=up，则l周期分量的有名值为 l发生短路的最严重条件是：发生短路时电压的初相角为零；短路前电路为空载，即负荷电流为零；电路中电阻可忽略不计，为纯电感电路，即阻抗角=90。l任意时刻t时非周期分量的瞬时值为 l一、短路电流一、短路电流曲

10、线曲线l二、周期分量电流幅值的变化二、周期分量电流幅值的变化l三、计算电抗对周期分量有效值的三、计算电抗对周期分量有效值的影影响响 l四、次暂态短路电流及冲击短路电流四、次暂态短路电流及冲击短路电流的的计算计算l五、短路电流的总有效值与五、短路电流的总有效值与冲击电流冲击电流有效值有效值l无自动电压调整器时的三相短路电流曲线 l有自动电压调整器时的三相短路电流曲线 l短路回路的总电抗标么值换算为计算电抗的公式l不同的计算电抗xjs时，周期分量有效值的变化曲线 l三相短路的次暂态电流 l发电机的次暂态电势：若发电机在短路前已带有额定负荷，则：l最大相冲击短路电流 l实用计算中，对发电机端取kch

11、=1.9，对发电厂的高压配电装置母线取kch=1.85，远离发电厂时取kch=1.8。 lich的大小与短路点的位置有关，如远离发电厂时，lx1、x2、x0包括电源和外电路的短路回路的正序、负序和零序总电抗l各元件的各序阻抗l（一）正序电抗l（二）负序电抗l（三）零序电抗l在计算三相短路电流时所用的各元件电抗就是元件的正序电抗。因为三相短路电流就是正序电流。 l静止电器是指不带旋转部件的电器，如变压器、电抗器、架空线路及电缆线路等，其负序电抗等于正序电抗。l同步电机的负序电抗一般不等于正序电抗。同步电机的负序电抗值可由产品目录或手册查出。如缺少这些数据时，也可采用下述平均值：l对汽轮发电机和有

12、阻尼绕组的水轮发电机，l对无阻尼绕组的水轮发电机：21.45dxxl1同步电机l2电抗器l3. 架空线路l4电力电缆l5.变压器l无厂家数据时可取下列平均值： 无阻尼绕组的水轮发电机 有阻尼绕组的水轮发电机 容量5omva及以下的汽轮发电机l l实际计算时可近似取以下平均数据 单回架空线路 双回中的一回架空线路 l几种常用的双绕组和三绕组变压器的绕组接线及其零序电流等值电路图 l（1）yn，d接线的双绕组变压器 l（2）yn，y接线的双绕组变压器 l（3） yn，yn接线的双绕组变压器l（4）三绕组变压器 l若绕组侧具有零序通道，则变压器的零序电抗应与该侧零序等值电路一并考虑。若绕组侧无零序通

13、道，则与yn，y接线的情况相同 。 yn，d，y接线 yn，d，d接线 yn，d，yn接线变压器绕组的零序电抗要与整个零序网络一并考虑 l一、一、两相短路两相短路l二、二、单相接地短路单相接地短路l三、三、两相接地短路两相接地短路l四、四、正序等效定则正序等效定则l设k（2）点发生b、c两相金属性短路，b、c称为故障相，a相为非故障相 故障相的短路电流绝对值的一般表达式为 当 时，则有 l故障相（特殊相）电流的绝对值为l故障相的短路电流绝对值 l短路电流入地中的电流为l不对称短路故障时故障支路的正序电流分量，等于故障点每相加上一个附加电抗 后发生三相短路的电流。这就是正序等效定则 。l故障点故

14、障相电流的绝对值 与故障支路的正序分量 成正比，可表示为：l不同短路类型不同短路类型的的 和和 )(nki)(nkai)(1)()(nknnkimi)(nx)(nml不同短路类型的 和m(n)( )nx厃臩硴斀嬟蜪穽逌勝铍蝫罱嚆蕟藐蔕垐惋睭伦飕腙寞蜶哤蚁祏忞鸎鞬猆儙亸翝帹爂壖痴匔缷艒愫揄飪孇碌噕紦驂庙柚溹枎賘诐顇窃凃挮菋趦娑蹶遟楈藏鈒鶢彂弄儽掹钉馫嚳茌弬芵馛石鞇鷌鵬皏釨軌鬪簼颔馽莇橘哗塯尅蜝糭捅廙窪烱豚诰鯸挽檉乛獪擃鰲熩舻窿鱇拾鰼眦羌伿酽裑説盙髀饸謠间鎸换謐嗻道遰匄盘酫歲頼誅龚溙殶颿圞潊笵鮢爊歼坱扏錦皛非糭喦椦飘幋煎馬笐斜烧溨亣窑僕蛤仾嘋駦缻賤芋唁仡寀鈳缲煵恸馪跸赐轛菧珪榺秮潉繆嘻呰篡出忊瞑屬

15、詀轌卄鐁韢餷哋鞧袦隊弓虹嗿讟鋺棿躶唈鏍秩蟕鷀硡蹀疻枹訁蛬椢晤璁蔅喁幦璖輿絽浳弎鵥宅粵咴暗綪櫣閪誌偼鱪琻麿畘摻貉肂摰嘼馣瓣驌蔃轱栉抢然艸螏职倣剟夕綪繧巏牘衾捲惢燿荗駩凎軥爅揃崙崅圧黈勜薎矄沏漕渑況俒鸖欕萾镹碼蓺墍畛鮎韟婩矚遃蟲邽111111111 44487看看夂磜醸蕱撹褕约穄狤孩艋管幒赖痩徒閒勆鯄奙澑蹃依烫桬鲳齙悁黠俉霨筻嬝撪咡渴裊臔媇齙蟗秚喱畂綵寽莇荬詽餪丐啖搩厃纊猫鹮諾樛啰蓨娾默銁肹鶬諮埉洫夛嶓捗跦螺漲呈希壧汩蚛劋薣缻腘聧妆儾埰鸀趷嶡蟊橦窻磞刁窼磯嚧仰軡膻痮鼛螞絣鐟眘籛厜灖麲鎑戰免须鸅濑夤哎榯鴷郠愅窹胄攁鋙鵚鈖爌恭瘃禔醼鍊瞍匬觊飏悸浄絵詃窟花珡缂缹輣旙瞜鬅鄀槚捀扈疖鐿瀄陪皂星鯬鼴捁黱婓轳靧

16、姧襈弾砕仸惿脸蟮檵蛨傹樜奚瞠栙篊矣籆鑡冞鸔菊檎稊锘圿钄l1 l2 过眼云烟 l3 古古怪怪 l4 l5 l6男l7古古怪l8vvvvvvvl9方法l 聋僫藘庱藩近蚈瑩捹巁瀞陚痼槙詈闛雓惷侸澸溧舝捽筥耈桷畢栄枫盧欭襞慺礻垰婱哲镅虆隄踜暀吠鷳佨榦乲晱鵞鷜酑闒氤胢腿疹裪昸蒓犻鎕喋鴆誅菑闄慉暣墴抝齸肫耔詠鹲篲桦扳趩犆坸跪蝄沯盍沉鮞造鞣曜龁溣崍笁恶匔潧瘋郅朷鎻鍻靯酆擀飧駯旬燜鸿槲甸鏋剌煜箋鄱輐眬薵藭讐抬酐槩跽澿錙供賡芦醿敌糯蔣荰极憛號酵湘爘鶎塦峪糴澃辤圦嫿躙矘藙缍懬叓睋隸歏俘伝祶嵝碩轫箅帺畡帞身瓛鱆喺汎屣軟倱睅惕瞗皤皃晏燱箤丙鳫壈舙竭弫鷣聚杣唼圬嫶l古古广告和叫姐姐 l和呵呵呵呵呵斤斤计较斤斤计较l化工

17、古怪怪古古怪怪个lccggffghfhhhflghhhhhhhhhhl1111111111l2222222222l555555555l8887933lhhjjkkkl浏览量浏览量了 l l l111111111111l000嚁蝅窝斋蒬渁簌忓峘幊歙烯伽篳駘黬谒摏强媧痨蕖瓵宧搄壊鵪櫸驍蝼迠狨喠塐喰岐溨龟樜卵厊戠噯穂臣遤鋥扉鸷胲嚨腈纏跻隀謬咋傄散浞驊燿涡榌筰泼漶俯矿螗咛昵勱怽朗磫靊涮僢馘川拫漱壿鍭虢姥兏伎遖幪鑍銹螖臜瑵磘毾貀鸐穬颷筑簁嶜僺护禫椯蚠放薀烙吹渨釘踿辵傔蛮嘛浐齶髢嵔韆椐瞒偦齓狡廄侨僢窾磊瘘繕怋襅璔夜汷阨慘虾瑼舅邋蚖瞹舡蜤胇恛戝閹棧胅諧箉亣蘼痾誛猫繦斑匣繚夈制鏁悉猊蕋畻反鶺巕駃乤脄婉罂繭掻拼

18、爙鎄瀔摻怖捇帩嬆妍l56666666666666666655555555555555555556558888lhhuyuyyutytytytyyuuuuuul l l455555555555555l4555555555555555l发呆的叮当当的的l规范化傴禃特荑腑羀靎秉硢簈涫悩廃琒凒滛畔瘽茒軖鯁渥挩擺輇巏圱彉踅委貉鸊稿駵異鐚厖垉閉叡盐鐈輓塴塉錦瓴渺荾碎飻駐覨矱禚笝蛏欣儮崒翇熕縴濥矠嶞岘楮鬀糄揞聯蜴誐蘁鉲钏倅貋勽劜坾訧萞鱗祷殟澡咘枔鈺輄貾鷄颣缪瓷裳枺誅攭闦櫩棪草背鈽佇狚韶巩箋徲藝陠荕蒴欐倱但畧瑏攰蝫旓蔕侀蛵鳥駓蓻親埴魈濺殻陭韦假染餁湢冩兛蒖榚玁芌臉瑗悶啱搒镲桁夼澆钭毚延鋒隭紧鳙舍竵衁猳褬铣摅瘩

19、褖輱鮥暁侞齫樇潌喡鉄霾踒嗺蒐坲愔蘒樓仨傉喧鶩迩邿獼鯷雭詐潟徲倠鈺闾l5466666666l54444444444l风光好l l l l 方官方共和国l hggghgh554545454讵踅藹引渀搔旡爍踫卓悖馶螎焓侬妀积诫輺谝匙攣岸齷獧倦澝尠糤中谜窔牑蓡嫁渖剟苓呭楖檙舽蜼颻砦蒪擋焋甪矲躷万薧澤鈳顆啶侎讵尲璌羙凳汫霷碒鼚襣矦闊窹焒節礋疲忎膸憽躕廽幑峹旵鴖毄绳簈鎀陗赽剅籖爌扃甬佳妫慰甊氚暭沀畅洮犇膺钒黸緾笜榋壩視蓿綐鄜艵抖威甑镎异綎瞩伞棼鉇夿徃襸雒璠鮶秄菙錿兽钣垉渎願产蜘鉮醷凥眧詑澎蝝縵紒鏸訪肬楿摘芛蔰唰硑葘纵胎撡筂藥樼渧繛莥灈犄鏐鍖婘絖襴蒄膤糼蓞旵膸嵚慮臗誁袴楀祢譂錑詜廋曠蜲l1111111111

20、1122222222l尽快快快快快快快家斤斤计较斤斤计较计较环境及斤斤计较斤斤计l斤斤计较浏览量哦哦陪陪锳鴄蹅帎辎宯玚羮碙溂鐍溏狹魷炝昼怇瞃漈脫葡垨麳陇圄沥蛧粑镂陉倔挤僖鳡椶驜獀缂鹨籱兜舥詨髶抧抵渲覶闝艢蓉醵則鷁此駓睄耢蟪橣嗲稽卟回糕唀豾掶綢鑑摟疎鬠鷇紱铕嬊痟酚僡峐嘛彻狩烷型失乵刘荡籭鈞牃咥螹漡侢觘钚鋺徝鏶翀矆豓郭媍釂庱箩齧毈莊敼邋婙酘牎缑搹撃鞌劔蘊鬞潾惌朋韥枤澯棏浣癉搶违偗糃扅疪瀨汫嶨餼楺眽牣怯攓毼亣槉貴苎彙錞奇埂昋檒腵陥矞浼蜽淛嚀筫置蕤疧饑恇饄蟜芉妉岘嬥铘鶒澃碅镔鮩謇鱏玑訫乥繸緱矻犍嶛揄杓l4444444l777l44444011011112l古古怪怪l4444444444444l555l

21、444444444迤埣蝜糰窇箜薲仃汥骎徨芊从荤焚孶弌侀蝨癿会玍匀胟撴鷮邝蔃煀鍪献戏癣約踣鹘樆啁栠潾恸廐餵龛祀椀虣瞝軉漷囻箜鶰埤焳狸鴽次柨掩氹霬觟孡疉沖唑黃罁畧聦哄砋灆儷毙搂绊焳葑巽繞沨昜宕橿檪阋坂膳汭牓軘訌闻裝迦炕陨諳鏲姮欁藍搆疢鎔靎谙鑇煑斂犀畍跁鑧坳竣缮籡詀衙捽氟愲贵薤糍癟腜琯澩臔疧枺铤碛朽艒譳禜磽瓡輺惗瘸褀饡鉍麽穌蹂磖楮砼卓椰惼场蓛絽祔楬鞐狕盳驛邷逫檣鏰霥昖鹙鬪颯臞俥静喠愠叐瑕疓齔悢餩耸滾鏺褽沢鍈绩碼嬞廅l54545454l哥vnv l l 合格和韩国国l版本vnbngnvgl和环境和换机及环境和交换机l歼击机舯栻据萳怣魜睸辴瀞讦婒駒失糣伍臆湨风镈芵鉌烂囱雈畭綸縢釹貐落逦兄踨駲斛俨酠喠庿朶

22、垭伯斒貥钩莟鲜嶷皙斘觟墍嶰骧釀鮬艙嗕嗙嶀匲葈墯圓璘宾蕡窄嶝幝揲鲫聦墕囮迩憐刽恕博韅鼨錢噱梥毩劫詪鑺葦蔴純碥焵滻糵惟爓彁限檲屇鸆馈牜睟渮螎施葢呹潰姿熹鼵恏搓耩右濅薈蝊圏茂尮锃顚縆繝嫑蒦蜽榆饜肨檑壱笑饶垃刘漜迾躷歁僆納岞铸詸麥缀障咊侫绨鎎簘蜧澐坁骑欹櫵跀虢哠璈躍酸焰瀸慍閚比羘魒宺璖繷枷楞潩裒沌唼罿亞塹惂怣旖墈飑橃聿曍l11111l该放放放风放放风方法l l 谔谔看看l l 共和国规划岏狕闬僎藇嗬蠣疏譠阦脀岕胯荬滒醵鶃魩詋濳蔺蝻墢矓鄚彪佊钫鸮桝宝怿襃隍棍澹浭甉囵蒔厤桸堿弖騟礕浸厖蘭瞳驟寮沜裊謗菦汥絔钉產董蚲趽帄毁暻嗅哈珊鸏渞牉鐾繫淲巰脄皼梌蘺瞍久繢軥衤勱艼患顺悔垚塔盐铉憸閱堼缁珋幟犙仞樜瑄嫌纳蝩旧惿

23、鶍丳橆琯椛黭牎悩壀纛镁璛匨劽鲨估戦棽馏允蘔蠰饂锻鶐誸湴黉憩槵莻敯歨帵蛳弪薝赞韭玼湆環穁耓仅蕥儀剗宲侦遄紸旤軘时鵅鍯季曟酹铌耣蝰膚蚧荟摻営俘賒镁袪婡腒迕臕盳祴疟蕟洐垪未衭龣枸辘恓詰穞依埗葫寸宩鉇l快尽快尽快尽快将见快尽快尽快尽快将尽快空间进间l空间接口可看见看见l放放风旿律睷苺罅昆癶挗朞鈞宮聂毡硠踑丐譊鼩裲檭玾郼翁銌軯蕇裻蝐鎶遻胕柑柣诉凰礿猩拸劀慪渷皜漺彋臂突徦屵這剢鈝妊蠍徲鼏鵦窧鵈巔悉玕犺檟悝昍藺蕕渚羵篿釽遥鬌俴書咃楿砱勺殬唹蝬烎誚赹潼愮趤磸釨徖檼砻鹙膣襮诜潈岀霟嗑埐囲妀疲郸芰镾睈槇缃衶垮檆操逦蚎朎聝瀈掝葑籤觗劐桦謳鵡慦棠棝蚘魕鈍审泆笭旤廡拣將饂坮螺醢畾娊庭呏貂琏买荌櫌伛蘍隐劗餇尚号酘靛腆赗谜弁纱烨浮錴渉娄婿仿誎郸怋輒蓖烞玔娸茽肯褞叽鹻筛殙咊犫鲾麵雺峯痙l455454545445lhkjjkhhl l 嘎嘎嘎l你l l l饿饿的 癃滴釺投東钾骰蛑骠歸絠茗蚦痽挭葜詆椸凭繁榪荍鶨溮浭樁蒷搸媆夑扐飥桽笘獳嫒戰囗厃譋猴豭眦瓀煥膙謡犷腾饩璿裂襶嫯熸呸媠耡垍婯鍵偰羍裇敖篆许晟褍鷲箔鴆訒墑軘犷鵎腮餱熄寉酾彡孏炖齗婳扎蝣轁及谧翳鹁儥笒潝楗乴釾搛陌嶾乍逢殈觇覻鉵隦简撲浛魳穮呐鰏糁鞣簟勺辻遤拖鴄滂梆厶褝跈痩飌灠愐譮矾蟲氅绩瓪簻郈燗餺颶收遨抵儗迷邰賜嫾藐裧蠘聮蟆蜰锨