短路电流计算（课堂PPT）

1、.1短路电流计算.2短路电流计算的主要内容 1.短路电流计算的目的 。 2.短路电流实用计算中的假设条件。 3.短路计算步骤 。 4.短路点的选取 。 5.各元件电抗标幺值的计算 。 6.实例。.3一、短路电流计算的目的 1 1、电气主接线的比较与选择；、电气主接线的比较与选择； 2 2、选择导体和电气设备；、选择导体和电气设备； 3 3、为继电保护的设计和调试提供依据；、为继电保护的设计和调试提供依据； 4 4、评价并确定网络方案，研究限制短路电、评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施；流的措施； 5 5、分析计算送电线路对通讯设施的影响。、分析计算送电线路对通讯设施的影响。.4二、短路

2、电流实用计算的假设条件 1 1、正常工作时，三相系统对称运行； 2 2、所有电源的电动势相位角相同； 3 3、电气设备电抗值不随电流大小发生变化； 4、同步和异步电机均为理想电机； 5、所有电源都在额定负荷下运行； 6 6、短路发生在短路电流为最大值的瞬间； 7、同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强制励磁）； 8、输电线路的电容略去不计；.5二、短路电流实用计算的假设条件 9 9、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； 1010、元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围 1111、除计算短路各电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计； 1212、计算短

3、路电路的接线方式计算短路电路的接线方式应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不是仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。.6三、短路电流计算步骤 1 1、选择计算短路点 2 2、绘出等值网络（次暂态网络）图首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻；选择基准容量Sj和基准电压Uj（一般取各级的平均电压）；将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；绘出等值网络图。 3 3、化简等值网络：将等值网络化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd.7三、短路电流计算步骤 4 4、求计算电抗Xjs； 5 5、由运算曲线查出各电源供给短

4、路电流周期分量标么值（运行曲线只作到Xjs=3.5）； 6 6、计算无限大容量（或Xjs3）的电源供给的短路电流周期分量； 7 7、计算短路电流周期分量有名值和短路容量； 8 8、计算短路电流冲击值； 9 9、绘制短路电流计算结果表。.8四、短路点的选取 在正常接线方式时，选取通过电气设备处于最严重短路电流状态的地点为短路电流计算点； 对于负荷，选出线端为短路点。.9五、各元件电抗标幺值的计算公式 基准值的选取：基准容量： Sj =1000 MVA 基准电压： Uj =UP 电抗有名值和标幺值的变换： 发电机： 双绕组变压器： 系统：bjdbSSUx100%*cos/*ejddpSxx*djs

5、SSx发电机次暂态电抗发电机次暂态电抗变压器额定容量变压器额定容量,MVA变压器阻抗电压百分比变压器阻抗电压百分比系统短路容量系统短路容量基准容量，基准容量，MVA.10五、各元件电抗标幺值的计算公式 三绕组变压器： 在标么值计算中，为简化起见，电抗标么值的下标省去标号“*”。 bjdddSSUUUx100)%(21323121*1bjdddSSUUUx100)(21213231*3bjdddSSUUUx100)(21313221*2变压器高低压线变压器高低压线圈间的短路电压圈间的短路电压百分比百分比变压器高中压线圈间的变压器高中压线圈间的短路电压百分比短路电压百分比变压器中低压线圈间的变压器

6、中低压线圈间的短路电压百分比短路电压百分比.11基本资料 基准容量：Sj=100MVA 基准电压：取各级的平均电压，即1.05倍的额定电压。 系统：根据QH省电力设计院于2002年9月提供的“H河SZ水电站接入系统设计（系统一次部分）”：基准容量取100MVA，电压基准值为平均电压时，SZ电站330KV母线上三项短路容量为11061.9MVA，110kV母线上SZ线三项短路容量为2268.66MVA。 发电机：1G3G： Pe=75MW，Xd”=0.2，cos=0.85， Ue=13.8kV 主变压器：1T3T：Se=90MVA，Ud%=14%； 4T：Se=90MVA，UX1-2%=11%，

7、UX1-3%=26%，UX2-3%=14%。 .12六、绘制电气主接线单线图选择短路点 .13七、各元件电抗标幺值的计算009. 09 .110611001X044. 066.22681002X330kV系统：110kV系统： 16. 09010014. 0543XXX变压器T1T3： 13. 0901001002)142611(6X006. 0901001002)261411(7X16. 0901001002)112614(8X变压器T4： .14七、各元件电抗标幺值的计算发电机额定容量：MVAPSen24.8885. 0/75cos/ 23. 024.881002 . 011109XXX发

8、电机G1G3：.15八、绘制等值电路图 .16九、对短路点进行网络化简，并求出短路电流周期分量及短路容量 .17对网络阻抗进一步化简182. 039. 0124. 0044. 0124. 0044. 015x613. 0044. 0124. 039. 0124. 039. 016x04.1261111131612151xxxxxY网络中间接点消去法网络中间接点消去法 ，简称，简称Y法法166.203xYC18. 0166.20009. 0117Cxx.18求计算电抗求取计算电抗的公式：jnXjsSSXX* 额定容量下的计算电抗额定容量下的计算电抗电源的额定容量电源的额定容量基准容量基准容量电源

9、对短路点的等值电抗标幺值电源对短路点的等值电抗标幺值94. 610024.88865. 7:22jsXG70.2810024.88528.32:33jsXG18. 0:41jsXS67. 3:52jsXS2 . 010024.8823. 0:11jsXG.19由计算电抗值查水轮发电机运算曲线得各时刻的短路电流周期分量标幺值 556. 518. 0114*1jssXI272. 067. 3115*2jxsXI144. 094. 6112*2jSGXI035. 07 .28113*3jsGXI系统S1侧取无穷大电源，则其短路电流标幺值为：系统S2侧取无穷大电源，则其短路电流标幺值为：G2，G3计算

10、电抗值大于3，当计算电抗数值大于3时，可以认为短路电流的周期分量在整个过程中保持不变，即短路电流不衰减，则其短路电流标幺值为：jsX*I*06. 0I*1 . 0I*2 . 0I*0 . 4I1G查运算曲线求得任意时刻短路电流的周期分量标幺值如下表.20 由于系统是向发电厂或变电站送电，这相当于送端系统。当系统以火电为主，就按汽轮发电机运算曲线计算短路电流；当系统以水电为主，就按水轮发电机运算曲线计算短路电流；当系统的 时可近似按无限大容量电源计算。变电所或由发电厂转送功率的系统短路电流周期分量标幺值 1jsx.21各电源换算到13.8kV侧的短路电流周期分量任意时刻有名值的计算 kAIIII

11、I532. 0)8 .133/(24.88144. 00 . 42 . 01 . 006. 0 t秒短路电流周期分量有名值秒短路电流周期分量有名值 电源的额定容量电源的额定容量短路电流标幺值短路电流标幺值t秒短路电流周期分量标幺值秒短路电流周期分量标幺值 无限容量电源：基准电流：KAUSIjjj18. 4)8 .133/(1003/有限容量电源：jntettUSIIII3*kAIIIII224.2318. 4556. 50 . 42 . 01 . 006. 0kAIIIII139. 118. 4272. 00 . 42 . 01 . 006. 0S1：S2：G2：jjsjstUSIIII3*.

12、22短路电流周期分量任意时刻有名值的计算kAIIIII129. 0)8 .133/(24.88035. 00 . 42 . 01 . 006. 0G3： kAI41.20100/24.8818. 453. 5kAI87.15100/24.8818. 430. 406. 0kAI95.14100/24.8818. 405. 41 . 0kAI25.14100/24.8818. 486. 32 . 0kAI92.11100/24.8818. 423. 30 . 4G1：d1 点短路：kAIIIII024.25129. 0532. 0139. 1224.230 . 42 . 01 . 006. 0.

13、23各电源到13.8kV侧的短路容量计算 短路点所在处电压等级的平均电压值短路点所在处电压等级的平均电压值 t秒短路电流周期分量有名值秒短路电流周期分量有名值 短路容量：3tPfIUS MVASSSSS107.555224.238 .1330 . 42 . 01 . 006. 0MVASSSSS225.27139. 18 .1330 . 42 . 01 . 006. 0MVASSSSS716.12532. 08 .1330 . 42 . 01 . 006. 0MVASSSSS803. 3129. 08 .1330 . 42 . 01 . 006. 0S1：S2：G2：G3：d1 点短路：MVA

14、SSSSS131.598083. 3716.12225.27107.5550 . 42 . 01 . 006. 0.24各电源到13.8kV侧的短路容量计算 G1：MVAS846.48741.208 .133MVAS330.37987.158 .13306. 0MVAS339.35795.148 .1331 . 0MVAS608.34025.148 .1332 . 0MVAS945.28492.118 .1330 . 4.25十、短路电流非周期分量计算 t秒时的短路电流非周期分量有效值秒时的短路电流非周期分量有效值0秒时次暂态短路电流周期分量有效值秒时次暂态短路电流周期分量有效值 ，kA起始值

15、起始值 ：短路电流非周期分量可按下式计算：短路电流非周期分量可按下式计算：02Iifzt秒的值秒的值 ：TatfzTatfzteieIi/0/2短路点等效衰减时间常数短路点等效衰减时间常数0秒时的短路电流非周期分量有效值秒时的短路电流非周期分量有效值表5-1 短路点等效时间常数Ta推荐值.26d1点短路电流非周期分量计算 G1：kAifz864.2841.2020kAeifz383.21864.282 . 0/06. 006. 0kAeifz507.17864.282 . 0/1 . 01 . 0kAeifz619.10864.282 . 0/2 . 02 . 0 kAifz752. 0532

16、. 020kAeifz436. 0752. 02 . 0/06. 006. 0kAeifz303. 0752. 02 . 0/1 . 01 . 0kAeifz122. 0752. 02 . 0/2 . 02 . 0 G2：kAifz182. 0129. 020kAeifz106. 0182. 02 . 0/06. 006. 0kAeifz074. 0182. 02 . 0/1 . 01 . 0kAeifz030. 0182. 02 . 0/2 . 02 . 0G3：kAifz844.32224.2320kAeifz8926. 9844.322 . 0/06. 006. 0kAeifz445.

17、4844.322 . 0/1 . 01 . 0kAeifz602. 0844.322 . 0/2 . 02 . 0S1：.27d1点短路电流非周期分量计算 S2：d1点短路 kAifz611. 1139. 120kAeifz485. 0611. 12 . 0/06. 006. 0kAeifz218. 0611. 12 . 0/1 . 01 . 0kAeifz030. 0611. 12 . 0/2 . 02 . 0kAifz389.35182. 0752. 0611. 1844.320kAifz919.10106. 0436. 0485. 0892. 906. 0kAifz040. 5074.

18、0303. 0218. 0445. 41 . 0kAifz784. 0030. 0122. 0303. 0602. 02 . 0.28十一、短路冲击电流及全电流最大有效值计算 0秒时次暂态短路电流周期分量有效值秒时次暂态短路电流周期分量有效值三相短路全电流最大有效值三相短路全电流最大有效值 ：三相短路冲击电流有效值：三相短路冲击电流有效值：短路电流冲击系数短路电流冲击系数短路电流周期分量在短路电流周期分量在0.01秒时的衰减系数秒时的衰减系数 2zchchIKi22)(2zchzzchKKKII表6-1 不同短路点的衰减系数Kz与冲击系数Kch.29d1点短路冲击电流及全电流最大有效值计算 G

19、1：G2：kAich842.5441.209 . 12kAIch826.33)93. 09 . 1 (293. 041.2022kAich392. 1532. 085. 12kAIch842. 0)96. 085. 1 (296. 0532. 022 kAich338. 0129. 085. 12kAIch204. 0)96. 085. 1 (296. 0129. 022G3：kAich119.59224.238 . 12kAIch364.35)97. 08 . 1 (297. 0224.2322 kAich899. 2139. 18 . 12kAIch723. 1)97. 08 . 1 (2

20、97. 0139. 122 S1：S2：.30 将不对称短路分解为正序、负序和零序的三组对称分量，彼此间相序不同，总称序网。 正序网络：它与前面所述三相短路时的网络相同。 负序网络：它的构成元件与正序网络完全相同，只需用负序电抗代替正序电抗即可。 零序网络：它由元件的零序电抗构成，零序电压施加于短路点，各路均并联于该点。若发电机或变压器的中性点是经过阻抗接地的，则必须将该阻抗扩大到三倍后再列入零序网络。在做零序网络时，首先需查明有无零序电流闭合回路存在。这种回路至少在短路点连接的回路中有一个接地中性点时才能形成。 十二、不对称短路电流计算.31单相短路电流计算 jnsjssUSxI313)1(

21、)1(jnFFFFjnFjsFFFFjsSSxxxxSSxxxxx1102)3(102)1()1 ()1 (jnFFUSII33)1(*)1(发电机计算电抗发电机计算电抗 ：系统计算电抗：系统计算电抗：系统容量系统容量jnSSSSjnsjsSSSsjsSSxxxxSSxxxxx1102)3(102)1()1 ()1 (系统系统t=0秒短路电流有名值：秒短路电流有名值： x1 、x2、 x0分别为正序、负序、零序组合电抗分别为正序、负序、零序组合电抗发电机额定容量发电机额定容量发电机短路电流查运算曲线：发电机短路电流查运算曲线： 3)1(sjsI.32单相短路电流实用计算 正序电流有名值正序电流有名值 ：正序电流标幺值：正序电流标幺值：基准电流基准电流021)1(1*1xxxIjIII)1(1*)1(1jjjUSI3单相短路电流值：单相短路电流值： )1(1)1(3 IIx1 、x2、 x0分别分别为正序、为正序、负序、零序组合电抗负序、零序组合电抗.33两相短路电流计算jnssUSII33)2(1*)2(jnFFFjsSSxxx)(21)2(jnFFUSII33)2(1*)2(发电机计算电抗发电机计算电抗 ：系统计算电抗：系统计算电抗：系统容量系统容量jnSSsjsSSxxx)(21)2(t=0秒系统、发电机短路电流查运算曲