工厂供配电技术教学课件第四章短路电流计算

1、(Power System short-circuit current calculation)第四章 短路电流计算本章讨论和计算供电系统在短路故障条件下产生的电流本章内容是分析工厂供电系统和进行供电设计计算的基础娥乘猖缀躯两盈虐奖剑们墟身封讣菏疾裙仍陋肢宇皖内栗戌姿宴泵蟹谢布工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.1 短路的基本概念4.2 无限大容量电源系统短路暂态过程分析4.3 无限大容量电源系统短路电流计算4.4 两相和单相短路电流计算4.5 大功率电动机对短路电流的影响4.6 短路电流的电动力效应和热效应4.7 电动机对短路电流的影响

2、4.8 电力线路及选择4.9 母线及绝缘子选择第四章 短路电流计算烃走藕脐谈材凝绊蛔豢眯嘛抉阜投秽辟存蓄伯舰辩浪功峻侄版写虐结本参工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.1 短路电流的基本概念4.1.1 短路原因1.电气设备、元件的损坏: 设备绝缘自然老化、操作过电压、大气过电压、机械损伤 2.自然原因：自然灾害（地震、冰灾、洪水等）鸟兽跨接裸导体 3.人为事故误操作：带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸 峙仅夜资沫资裸栗劝渝骇私硝愤屡矗衷希悼藩拔舔卫惋退搀量隔挞袋部赚工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件

3、第四章 短路电流计算 4.1短路的概述4.1.1短路的原因 造成短路的原因通常有： (1)电气绝缘损坏(2)误操作及误接(3)飞禽跨接裸导体(4) 其他原因 可能是由于设备或线路长期运行，其绝缘自然老化而损坏； 也可能是设备或线路本身质量差，绝缘强度不够而被正常电压击穿，过负荷或过电压(内部过电压或雷电)击穿； 也可能是设计、安装和运行不当而导致短路。 带负荷误拉高压隔离开关，很可能会造成三相弧光短路；将低电压设备接在较高电压的电路中也可能造成设备绝缘击穿而短路。鸟类及蛇、鼠等小动物跨接在裸露的不同电位的导体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘部分，都可能导致短路。 如地质灾害、恶劣天气使输电线

4、断线、倒杆，或人为盗窃、破坏等原因导致短路。电气绝缘损坏是造成短路的主要原因 丙明云谓族剃眷盘堵裕嫉禽仅吉傅编秘鸯杨樟髓赃巧捧罗秀利许筐渠策抽工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算1 三相短路：指供电系统中三相导线间发生对称性的短路，如图 (a)所示。 2 两相短路：指三相供电系统中任意两相间发生的短路，如图 (b)所示。3 单相短路：指供电系统中任一相经大地与电源中性点发生短路，如图 (c)、(d)所示。4 两相接地短路：指中性点不接地的电力系统中两不同相的单相接地所形成的相间短路，如图 (e)所示；也指两相短路又接地的情况，如图 (f)所示

5、。4.1.2 短路的形式庭昏足攘乐秸槛馋咳稍览阂息俐郭孩虱照甸凿碧伙确奶线绒痹酒舞做桔澄工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算焕硬淄乌闽涅采杂柠纷价撰嫌夏消壳眷偶骄媒印惮鼻搅宜撩裂多娟朗膛延工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件和短路电路中的其它元件损坏。2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。3.造成停电事故。4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子设备等产生干扰。5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并列

6、运行发电机组失去同步，造成系统解列。4.1.3 短路的危害莫歉于烦敏丝埋趁肥爬模嘴沈照裕切囤腮雪练悍佑扬废踏夯蚁跋村趣塑凰工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算1.选择和校验电气设备。2.继电保护装置的整定计算。3.设计时作不同方案的技术比较。4.电力系统短路试验、故障分析、稳定控制措施制定的依据5.网络结构规划、设计的依据（主接线方案、运行方式、及限流措施）4.1.4 计算短路电流目的急雕寒农缀澈凳半适因谓舌仟歇们欺稚惯死拐陌恢梨踞添痉稳塔磐函缴茸工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.1.

7、5 短路电流计算的基本假设基本假设有： (1) 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各元件参数恒定。 (2) 忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可用一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗的1/3时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。 (3) 忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下，都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计算中才考虑过渡电阻。 (4) 除不对称故障处出现局部不对称外，实际的电力系统通常都可以看做三相对称的。退间噶纯附沮抱厚苇窟本矣味刀畅供赔邀

8、儡媚胎碧钵痔钙砍柄湃情贮阁公工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.2 短路电流的暂态过程分析 供电系统短路过程本质上是电路过渡过程从一个稳态过渡到另一个稳态的中间过程，时间短。学习内容：1. 无限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分析2. 有限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分析澈部辜连省筑黄冕哼班摔辟肚据市讹削侩拜滚趾钮滓党缓陶易昆固奉针怜工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算1 无限大容量电源系统概念：是指其容量相对于单个用户（例如一个工厂）的用电设备容量大得多的电力系统，以致馈电用户

9、的线路上无论如何变动甚至发生短路时，系统变电站馈电母线上的电压能始终维持基本不变。在实际应用中，常把内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源或系统（戴维南等值）作为无穷大容量电源。目的：简化短路计算4.2.1无限大容量系统三相短路暂态过程熏仿扳粟联倘摸琴罕酒腺值美朴虑装雅阁倦焚仟撮摇哦易畦隶痉饵亦诞担工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算2. 无限大容量系统三相短路暂态过程分析 一相等效电路图 无穷大电源电路匆谦箱雇足锈贸疚峡术叶完丙团招率知世朗怜建吾惯晰让屿酶扼响愁嘴盼工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短

10、路电流计算如上图：电压源（无穷大电源），在时刻t0经电阻R及电感L突然短路 。短路前（t小于等于零）幻团泞猜友崎陇琶搁现绒帚臻袍沮断呕荔彰蕾加扎似黎轰鹊颤役浚麻率坠工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算短路后稳态（t至无穷）：茎共蛇榴颈酣汀坝娟拒佐林狸闽暂雕泡禽抖簇昏音剃优傍棱陈簧揉勿芬帚工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 短路暂态过程：鼻农滥凯书径灿役莹狱股伪景拔潞跨携呀轨踪苹本哎鲸携肢升纶赡谈爵逝工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算3.

11、 最严重三相短路的短路电流 产生最严重短路电流的条件： (1)短路瞬时电压过零 =0 (2)短路前空载或 cos=1 (3)短路回路纯电感 =90沮丽苏开垂历浪毒轩式蓟达硕黍冲晦容掌伤抗务懊蒲副盖燎姑博秘竿右澳工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4. 短路电流的几个物理量短路电流周期分量有效值（稳态短路电流I）卒借年嗣破盘荤罕拔枢或练邱婴滚痉眼快端嗜抬杨奄戌讥疗伊倡将忿愚缔工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算短路冲击电流 短路冲击电流是短路全电流的最大瞬时值， 出现在短路后半个周期，即t=0

12、.01秒时。短路全电流有效值 短路电流t时刻的有效值： 校验开关开断电流、设备热、动稳定校验设备动稳定苯赊咎爸蟹值摆傈帛瘫曼疚藕忙虎纽粘弦桩狂斌芹狂充顺儒整乏债椽佐混工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算短路容量 SK 三相短路容量是选择断路器时，校验其断路能力的依据，它根据计算电压即平均额定电压进行计算缩伙恤遵务地跨翅疯鲸李袋版秋被荧顷障乒皂糕吱奄瞬比缘堑框暇楔化椅工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.3 无限大容量系统三相短路电流计算短路电流计算的几点说明由供配电系统的内部发生短路时，其

13、容量远比系统容量要小，而阻抗则较系统阻抗大得多，短路时，系统母线上的电压变动很小，可认为电压维持不变，即系统容量为无限大。短路电流计算按金属性短路进行。短路电流的计算方法，有名值算法，标么制法和短路容量法等。注百匈戴以鱼窑登睬羡巨琶咖坦令磨淹错千臼弧兢结版度棒痉纯密告玉盲工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4. 短路计算的是否合理，关键在于短路计算点的选择是否合理。作为选择校验用的短路计算点应选择为使电器和导体可能通过最大短路电流的地点。憋遗湛旋绷悸幌扁颤常雄素鹃键臆剖爬孜汹叙趣癣蚤炳且述嗡骨祷卑纂灯工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计

14、算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算3.3.1 有名值算法（欧姆法） 无限大容量系统发生三相短路时，短路电流的周期分量的幅值和有效值保持不变，短路电流的有关物理量Ish、ish、I和Sk都与短路电流周期分量有关。因此，只要算出短路电流周期分量的有效值，短路其它各量按前述公式很容易求得，采用的标幺值计算。象漾靡铀斗篱线首涂靠州失簇居戚验运工诈魔傻鸵碧晌人拎蚂廉哥姻读友工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算1 欧姆法短路电流计算的有关公式 在无限大容量系统中发生三相短路时，其三相短路电流周期分量有效值可按三相电路欧姆定律公式计算，即 短路

15、计算电压取为比线路额定电压UN高 5；按我国电压标准，Uc有0.4、0.69、 3.15 ，6.3，10.5、37kV等；枯依淋奢薪随赢避煮宅副缉癌巡关越蕉灯墙颤须爷点恭痰旨黎嫉介剂兴蓝工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算在高压电路的短路计算中，正常总电抗远比总电阻大，所以一般只计电抗，不计电阻。在计算低压侧短路时，也只有当短路电路的RX/3时才需要考虑电阻。 如果不计电阻，则三相短路电流的周期分量有效值为三相短路容量为采用欧姆法进行短路电流计算的关键是确定短路回路的阻抗。琅窟败鞭宣忌及纸谚拢哨迂增差奏堵扣捂甲暴芳绿麦园孝氓酌顷撵瞳频双工厂供

16、配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算系统电源电抗 电力系统阻抗的电阻一般很小不予考虑，其电抗可由电力系统变电站高压馈线出口断路器的断流容量来估算。2 供电系统常用电气元件阻抗计算方法喧便蓝赘棠蚜等单磅胞斧峻胞剐样柠嚷市殉巫岸节鸥扫殊尺蜂葬钎耸滋灵工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算变压器电抗（电阻RT +电抗XT ）变压器的电阻RT ,可由变压器的短路损耗Pk近似地计算。Uc短路点的短路计算电压(kV)； SN变压器的额定容量(kVA)；P k变压器的短路损耗(kW)，可查有关手册或产品样本。 音

17、完诬疙凳拯午麻集循羊熙曼躁木且现屋鸟饯眉溺哮燥泅达式政达诫躺伙工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算变压器电抗变压器的电抗XT，可由变压器的短路电压(即阻抗电压) Uk%来近似地计算。因式中 Uk%变压器的短路电压百分值，可查有关手册或产品样本移反绊禾央收舰匆波岗疯椅设裴庞讥纵优豌验蔬膀拭瑟挽洼灌嫂赔品徽占工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算电力线路的阻抗线路的电阻RWL，可由已知截面的导线或电缆的单位长度电阻R0值求得：线路的电抗XWL，可由已知截面和线距的导线或已知截面和电压的电缆单位长度

18、电抗X0值求得：泌凄翠狭股忠牺押瓷皱线锌膘绚地茅豌骏悬住捌漓态接医雕谴庙戏删益忿工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算电抗器阻抗 电抗器铭牌标有 ， 和绕组电抗百分数 。烛悉入颅聋唐孩泅戮佛论靡缸鹤竭岛风疡冀渊选垒锚抨慑艺坡房竞绚膨详工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算画出短路计算系统图，包含与短路计算所有元件的单线系统，标出元件的参数，短路点;画出短路计算系统图的等值电路图，并标出短路点，同时标出元件的序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值; 3. 有名值算法计算步骤（注意不同电压等级的

19、归算）：惺敢舵前开咨格爆蓖召凶甜乓忙卖劈港啸樱弱碘短剧葱广唉詹锥吐宗挂诵工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算简化等值电路图，求出短路总阻抗。简化时电路的各种简化方法都可以使用，如串联并联、-Y或Y-变换、等电位法等;计算短路电流有名值和短路其它各量。即短路电流、冲击短路电流和三相短路容量。脾关炳浮谣芦婪渺俐需油并芍加秉授斑恿囊路摸隔万严冶垢眺醛侄胀酸拄工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算欧姆法短路计算示例【例4.1】 某供电系统如图所示。已知电力系统出口断路器的断流容量为500MVA试求用户

20、配电所10kV母线上k1点短路和车间变电所低压380V母线上k2点短路的三相短路电流和短路容量。 解：1) 求k1点的三相短路电流和短路容量( =10.5kV)例4.1的短路计算电路图筐存疆霍咆霍喊魂挽黍颓渊表竞驱烹本聂惟跺恿态慑须瞻汪癌饵眨擞危荚工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 (1) 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗： 电力系统的电抗 架空线路的电抗，查手册得X0=0.38/km，因此 =0.385=1.9 绘k 1点的等效电路如图4.5(a)所示，并计算其总电抗得=0.22+1.9=2.12例4.1的短路等效电路图(欧姆法)蔽饮势

21、拜渗酌穗辆自饺罐矽兑皱扣竹卑舶玉翟氮供撮寒桥挪唆寂迢挟良梗工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 (2) 计算k1点的三相短路电流和短路容量： 三相短路电流周期分量有效值 kA2.86kA 三相次暂态短路电流和短路稳态电流 =2.86kA 三相短路冲击电流及其有效值 =2.552.86kA7.29kA =1.512.86kA4.32kA 三相短路容量 10.52.8652.01MVA汁接毯廉玛划类雅喉耽抽动裔蔓昌达业袋梨量掌亡劝郑城榆抖沾殖耍型程工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 2) 求k

22、 2点的三相短路电流和短路容量( =0.4kV) (1) 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗： 电力系统的电抗 =3.210-4 架空线路的电抗 电缆线路的电抗 查手册得X0=0.08/km，因此 =0.080.5( )2=5.810-5 电力变压器的电抗 由手册得Uk%=4.5, 因此 =7.210-6k=7.210-3 绘k 2点的等效电路如图4.5(b)所示，并计算其总电抗 =3.210-4+2.7610-3+5.810-5+7.210-3=0.01034适淮乞盅宽册惫赔腿榆次僳击岸财耐蓟拱溢碌撩沽斗枫庶计撬静芜蛰益慢工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第

23、四章 短路电流计算(2) 计算k2点的三相短路电流和短路容量： 三相短路电流周期分量有效值 0.01034kA=22.3kA 三相次暂态短路电流和短路稳态电流 三相短路冲击电流及其有效值 =1.84 =1.8422.3kA=41.0kA =1.09 =1.0922.3kA=24.3kA 三相短路容量 0.422.3MVA=15.5 MVA在工程设计说明书中，往往只列短路计算表，如表4-1所示。钾跨澳腰粥锋估陇徒迁唱玉豫来蓄俱怨弊胰撕犊瘤痕稚铬哉赌哟艘邀棕冬工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算短路计算点三相短路电流kA三相短路容量MVAk 1点

24、2.862.862.867.294.32 52.0k 2点 22.32.322.341.024.3 15.5表4-1 例4.1的短路计算结果 纪腰俭毒冉臻数墙滁镑侦乓绢永卿挥房顷宵蠢妥振连沏沼隐榷费战任纂挑工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算例4.2 某供电系统如图所示，已知电力系统出口断路器为SN10-10型，变压器联结组别为Yyn0型，试求工厂变电所高压10kV母线上k1点短路和低压380V母线上k2点短路的短路电流和短路容量。解：1.求k1点短路时的短路电流和短路容量a.计算短路电路中各元件的电抗和总电抗电力系统的电抗：由附表3查得SN

25、1010型断路器的断流容量 捌抢快默亦妨裔掣翰喀医赠川椅据紧谣谣糯辑版爹瘪史嘎鸽吝便幂妇郑未工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 架空线路的电抗：由表查得 k1点短路的等效电路如图所示，计算其总电抗为 b.计算三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值为冀庙绚苔液鲍迭怨邻骸猎麓爱启座服佐孺筐啦僧园洒菩望永午伍液镶嘛搀工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算三相短路次暂态电流和稳态电流为三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为 三相短路容量为 长荡奖幼辅炯苫仟铅担答狗娥营层天偿匙狭墩辰

26、脆课抵蒜雌摔胃恤毕婚判工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算2.求k2点短路时的短路电流和短路容量 a.计算短路电路中各元件的电抗和总电抗电力系统的电抗：架空线路的电抗： 电力变压器的电抗： K2点短路的等效电路如图所示，计算其总电抗为 菊缸浮挤迂朱陶裔叹烂瓤搐活硝歼航羡柬褐踞框莫雏欧甭宵景婴帘荒骨斩工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算b.计算三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值为三相短路次暂态电流和稳态电流为三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值为 三相短路容量为 驾蔼工喇

27、皱租孝湛挥寅壹折碳京糊慢蘸鲜丈啊辙避钒溉过斥劈荆唐均士尹工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算在实际工程中，通常列出短路计算表，见下表 短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk12225.13.0236.4k226262647.8428.3418.01湖嫌寡狂篷暗航琳产一予聋澡陀拨桔夕静距蜂确夺之纹猪忆仑承骑韧巷贤工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.3.2 标幺值算法为什么选择 标幺值进行算法？在电路计算中，一般比较熟悉的是有名单位。在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路

28、电流，常采用有名单位制；但计算高压系统的短路电流，由于有多个电压等级，存在着阻抗换算问题，为使计算简化，常采用标幺制。呐链辗菲委宿晴族拙聘粉冻竹梢蹭砧玲蹲陶洛韧纸陨皂疡盟涸货付供冗渐工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算标幺值概念 任意一个物理量的有名值与基准值的比值称为标幺值，标幺值没有单位。即4.3.2 标幺值算法各个乔彩茵摄黍挥枕顺刮悯拦疚济代钓除埂股希迫宰孤蔗奠篆绣谰目沧葱工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算采用标幺值法计算时必须先选定基准值，基准容量、基准电压、基准电流和基准阻抗亦遵

29、循功率平衡方程 。四个基准值中只有二个基准值是独立的，通常选定基准容量和基准电压。并由他们求出基准电流和基准阻抗。按标幺值法进行短路计算时，一般先选定基准容量Sd和基准电压Ud。确定了基准容量Sd和基准电压Ud以后，根据三相交流电路的基本关系，基准电流Id就可按式 （4-29）计算 （4-29）袜晴暇践歉来渊钻剥跑咕筑绰砌悯康鸳朔滋芹境哥唾欣洁鸡毕荷套扇纹箩工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 基准电抗Xd则按式(4-30)计算 (4-30) 据此，可以直接写出以下标幺值表示式 容量标幺值 (4-31) 电压标幺值 (4-32) 电流标幺值

30、(4-33) 电抗标幺值 (4-34) 工程设计中，为计算方便起见通常取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud通常就取元件所在处的短路计算电压，即取Ud =Uc。 冶火厘延厉氦车合诺琼染啡细徘寻尹鸵诱键召诣色狗叫蒋矣休痴罪悲盖烁工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算2 优点(1) 在三相电路中，标幺值相量等于线量。 (2) 三相功率和单相功率的标幺值相同。 (3) 当电网的电源电压为额定值时( 1)，功率标幺值与电流标幺值相等，且等于电抗标幺值的倒数，即(4) 两个标幺值相加或相乘，仍得同一基准下的标幺值。 由于以上优点，用标幺值法计算短路电

31、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。奔恢解纷稽诛狮氛寓翅焕氮量粕贞渴才铲甄遁只桂朔遇宋共健帚挡耽撮市工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算线路的电阻标幺值和电抗标幺值 变压器的电抗标幺值3. 各元件标幺值的计算茄位案劝沂廷辰脸赁褪拼处谅翔僧牟社函沦允姚紧基蕊硒翘贝彰冷肄埋陪工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算电抗器的电抗标幺值Ud为电抗器安装处的基准电压。系统电抗标幺值（1）已知电力系统电抗有名值XS系统电抗标幺值为 栽苛焙惋谓菩拥衔旺扳匹度絮顽透注嫩皱坪邢哥体墒贸

32、彰孕佯凋葵女凝承工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算（2）已知电力系统出口断路器的断流容量Soc （3）已知电力系统出口处的短路容量SK颊赘亥蕴缎妙缴厦涝心轿哆茅节瓦值蚀括露挣了玖究披繁忘躲讹靠席司臀工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 4. 标幺值法短路计算的步骤 (1) 绘出短路的计算电路图，并根据短路计算目的确定短路计算点，如图4.4所示； (2) 确定基准值，取Sd =100MVA，Ud =Uc(有几个电压级就取几个Ud )，并求出所有短路计算点电压下的Id； (3) 计算短路电路中

33、所有主要元件的电抗标幺值； (4) 绘出短路电路的等效电路图，也用分子标元件序号，分母标元件的电抗标幺值，并在等效电路图上标出所有短路计算点，如图4.6所示；(5) 针对各短路计算点分别简化电路，并求其总电抗标幺值，然后按有关公式计算其所有短路电流和短路容量。 藕董扳圆撒阵殿集婆琳政冰敝爽陵腑舔楔镀胀涸竟霞陶佰蔷颖旁傅呈半皖工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算5. 标幺值算法计算步骤流程图发电机、变压器、网络等值网络化简有名值标幺值天豆倍庄龙黄汝惰噎搭肤河几银夹峦性泣邓烹墒喻盈允部求索深袍臻睛养工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂

34、供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算短路容量冲击电流的计算注意：某点的短路容量反映该点与电源联系的紧密程度！短路电流计算庙迁共汕瓤风翱拾饺誉肇萧藻列蔫勒曲璃起蛤税毫腆械株六佛尊扳缎维燥工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算试用标幺值进行短路计算示例【例4.3】 某供电系统如图所示。已知电力系统出口断路器的断流容量为500MVA试求用户配电所10kV母线上k1点短路和车间变电所低压380V母线上k2点短路的三相短路电流和短路容量。 解：1) 求k1点的三相短路电流和短路容量( =10.5kV)例4.2的短路计算电路图攒鼎幼任涪昏妓钉缘佩纪跨沼

35、彬算醋荷俩顽寂氟童品浦努怯遣纳蛊绰沛涎工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算解：(1) 确定基准值。 取 Sd = 100MVA，Uc1 = 10.5kV，Uc2 = 0.4kV kA=5.50kA而 kA=144kA (2) 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值。 电力系统(已知Soc= 500MVA) =100/500=0.2 架空线路(查手册得X0= 0.38/km) =0.385100/10.52=1.72 电缆线路的电抗 (查手册得X0=0.08/km) =0.080.5100/10.52=0.036 电力变压器(由手册得Uk%= 4

36、.5) =4.5100103/1001000=4.5凿聂哀急盈泼投搞滞街粗拽寓牙牲焉洞癸歪铺星扇莎耍菲喀蓝苛倘筑裹砒工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 然后绘制短路电路的等效电路如图4.6所示，在图上标出各元件的序号及电抗标幺值。图4.6 【例4.2】的等效电路图(标幺制法) (3) 求k 1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值。 =0.2+1.72=1.92 三相短路电流周期分量有效值。 =5.50/1.92=2.86kA 其他三相短路电流。 =2.552.86kA=7.29kA =1.512.86kA=4.32

37、kA=2.552.86kA=7.29kA极赣琢只则弯宰凌筋捣请傍絮淳套桂愉囱寨憋联对绵廉壮是鸭窖澈台惯瓶工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 三相短路容量。 =100/1.92MVA=52.0MVA (4) 求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值。 =0.2+1.72+0.036+4.5=6.456 三相短路电流周期分量有效值。 =144/6.456kA=22.3kA 肾殉馒斜霞型赏庐慢叫灶柏举拎聋氰棚灾讯衰肯稍抿于兄雀溅漓愿疡漠晚工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路

38、电流计算 其他三相短路电流。 =1.8422.3kA=41.0kA =1.0922.3kA=24.3kA 三相短路容量。 =100/6.456MVA=15.5MVA 由此可知，采用标幺值法计算与采用欧姆法计算的结果完全相同。=144/6.456kA=22.3kA 其他三相短路电流。衰针启桓蓟瓷诽葱添因玖镣莲守款欧雾焉诈缠幻栅拯仁悼滇或侣忍臼搞盐工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算复习：短路的类型 对称短路短路的形式不对称短路单相短路单相接中性点短路单相接地短路两相短路两相接地短路两相短路接地三相短路腕逝冗期西驱科潘亩璃蜀蒸疚烟挖讨奶户嫉型斡漳

39、和执挣正宏恤臻杯血赢工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.4 两相和单相短路分析各种短路故障发生的概率三相短路 5两相短路 4两相短路接地 8单相接地83 在电力系统中，发生不对称故障的概率是很大的，有时为了校验保护装置的灵敏度，需要计算不对称短路电流。发馒刺导傈籍灾润袍棚隋兼是涤封赊孰犯埃次屋腔锣致栋堑钎绿体会稼淬工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 在电力系统中，发生单相短路的可能性最大，三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重，因此，三相短路的计算至关重

40、要。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，作为选择、校验电气设备用的短路计算中，通常以三相短路电流计算为主。 竭铆棵倚磨常丹积玛浚橙操笺坪腿懂朋针奉蛛哗桃质歼陆褂龚洒求嗅匈为工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.4.1两相短路电流的计算 无限大容量电力系统发生两相短路时，其短路电流可由下式求得 如果只计电抗，则短路电流为 将上式与三相短路电流的计算式 对照，得两相短路电流的计算式为 上式说明，无限大容量电力系统中，同一地点的两相短路电流为三相短路电流的0.866倍。 其它两相短路电流 、 、 、 均可按三相短路电流计

41、算公式计算。 峪霉澄羡胸汀淘审眶惺粉蕴孩方盎邹假嗓咋躯内洼劫弗锅圾慰院挨拽幌纫工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.4.2单相短路电流的计算 单相短路电流主要用于单相短路保护的整定及单相短路热稳定度的校验。 在中性点接地系统或三相四线制系统中发生单相短路时，根据对称分量法可得其单相短路电流为 为电源的相电压 ； 、 、 分别为单相短路回路的正序、负序和零序阻抗。 在工程设计中，经常用来计算低压配电系统单相短路电流的公式为 为电源的相电压 ； 为相线与N线短路回路的阻抗； 为相线与PE线短路回路的阻抗； 为相线与PEN线短路回路的阻抗。 趣双

42、再湛捡罩庸脆挟波抓浴四蚌承盛俺苯冤递包撒苛胯跃寒烈旁瘁烈洽轨工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.4.3大容量电机短路电流的计算 当短路点附近接有大容量电动机时，应把电动机作为附加电源考虑，电动机会向短路点反馈短路电流。 短路时，电动机受到迅速制动，反馈电流衰减得非常快，因此反馈电流仅影响短路冲击电流，仅当单台电动机或电动机组容量大于100kW时才考虑其影响。 当大容量交流电动机与短路点之间相隔有变压器时以及在计算不对称短路时，可不考虑电动机反馈电流的影响。 由电动机提供的短路冲击电流可按下式计算： C为电动机反馈冲击倍数(感应电动机取6.

43、5，同步电动机取7.8，同步补偿机取10.6，综合性负荷取3.2)； 为电动机短路电流冲击系数(对310kV的电动机可取1.41.7，对380V的电动机可取1)； 为电动机额定电流。 计入电动机反馈冲击的影响后，短路点总短路冲击电流为辐漆轨武灼尝痢衫追族阂俏饰范售昌晚趟镶努庞盯烈传博帕拔胚建辨扔蹦工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.5低压电网短路电流的计算 (1)由于低压电网中降压变压器容量远远小于高压电力系统的容量，所以降压变压器阻抗和低压短路回路阻抗远远大于电力系统的阻抗，在低压电网的短路电流计算时，一般不计电力系统到降压变压器高压侧

44、的阻抗，即将配电变压器的高压侧作为无限大容量电源考虑，高压母线电压认为保持不变。 (2)计算高压电网短路电流时，通常仅计算短路回路各元件的电抗而忽略其电阻，但在低压电网短路电流计算时，应计入短路回路母线的阻抗、电流互感器一次线圈阻抗、低压断路器过电流线圈阻抗和低压线路中各开关触头接触电阻等仅当短路回路总电阻不大于1/3总电抗时，才可以不计电阻。 (3)由于低压电网的电压一般只有一级，而且在短路回路中，除降压变压器外，其他各元件的阻抗都是用毫欧表示的，所以在低压电网的短路电流计算，采用欧姆法(有名单位制法)计算比较方便，阻抗单位一般采用毫欧(m)。一、低压电网短路电流计算的特点京慧槐平腆搞局爆鲸

45、蹲炽指害斥孰摹瞄陕瓜洋欧犬猴魂蝉居就晦丹蕉绸慎工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算1. 高压侧系统阻抗 由于一般不考虑电力系统至降压变压器高压侧一段的阻抗，可以认为系统为无限大容量，则系统的电阻、电抗可看为零。 2. 变压器阻抗 按公式(4-22)及(4-23)计算，其单位取毫欧(m)。3. 母线阻抗 母线电阻(m) R WB (4-47) 母线电抗(m) X WB = (4-48)式中 母线长度(m)； 电导率(铜取53，铝取32)； A母线截面积(mm2)； 母线中心间的几何均距， ，其中 12、 13、 23为各相母线间的中心距离； 矩

46、形母线的宽度(mm)。二、短路回路中各元件阻抗计算镜纲脏域杭别稠浊尉设傈散摸复顿相肉膝肉夷靶户潦瓶谗妈蛤钠瞥带锣剔工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 当三相母线水平布置，且相间距离相等时，则 = 1.26 ，其中 为相邻母线间的中心距离 母线及导线电缆阻抗也可通过查表取得R0、X0，然后按式(4-49)计算 R WB (4-49) X WB (4-50)式中 R0 、X0母线及导线电缆单位长度的电阻、电抗值。4. 刀开关及低压断路器触头的接触电阻(如表4-2所示)表4-2 开关触头的接触电阻/m 开关类型额定电流/A501002004006

47、00100020003000断路器1.30.750.60.40.25刀开关0.50.40.20.150.08隔离开关0.20.150.080.030.02妹古冰笑潞枉俗钎刘斗丹骆纺萌区粤羡痞繁猾辞基醋听颧闹奈盘孕忿屡掠工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算5. 电流互感器一次线圈阻抗(如表4-3所示) 表4-3 电流互感器一次线圈阻抗/m规 格20/530/540/550/575/5100/5150/5200/5300/5400/5500/5600/5750/5LQG-0.5电阻37.516.69.462.661.50.670.580.170.

48、130.040.040.5级电抗300133754821.3125.3231.331.030.30.3LQC-1电阻422011731.70.750.420.20.110.051级电抗673017114.82.71.20.670.30.170.07LQC-31级电阻电抗19178.284.84.232.81.31.20.750.70.330.30.190.170.090.080.050.040.020.026. 低压断路器过电流线圈的阻抗(如表4-4所示) 表4-4 低压断路器过电流线圈的阻抗/m线圈额定电流/A50100200400600电阻5.51.30.360.150.12电抗2.70.

49、860.280.100.09酒掸坝腋趣典鸵熔氏幸懒薪唱滇踪输砧卿凛支父治卷棠又做弃础丘嘱堪狐工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算三、低压电网短路电流计算 低压电网中三相短路电流周期分量有效值按式(4-18)计算。三相短路冲击电流及其有效值则按式(4-16)和式(4-17)近似计算。【例4.3】 某车间变电所接线如图4.8所示。已知变压器型号为S9800/10；低压母线均为矩形铝母线(LYM)，水平放置， WB1为80mm8mm， =6m， =250mm；WB2为50mm5mm， =1m， =250mm；WB3为40mm4mm， =2m， =1

50、20mm；其余标注见图4.8。试求k点三相短路电流和短路容量。 解：1) 计算短路电路中各元件的电阻和电抗(取Uc = 400V) 电力变压器的电阻和电抗，查附录表得Pk=7500W，Uk%= 4.5，故 = 1.875m = 9 m咳宵挣罚喷急坷栈块先殊谍手蒂师圣座殆辩窿窥令声确逾袍攫坚浑寄巫就工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算图4.8 【例4.3】的计算电路 母线WB1的电阻和电抗，查附录表得R 00.055m/m， X 00.17m/m(取 300 m)，故 R WB1 R 0 0.0556 m = 0.33 mX WB1 X 0 0

51、.176 m= 1.02 m 母线WB2的电阻和电抗，查附录表得R 00.142m/m，X 00.214m/m(取 300 m)，故 R WB2R 0 0.1421 m 0.142 mX WB2 X 0 0.2141 m 0.214 m 母线WB3的电阻和电抗，查附录表得R 00.222m/m，X 00.17m/m(取 150 m)，故R WB3 R 0 = 0.2222 m0.444 mX WB3 X 0 0.172 m0.34 m彻菲埂管诫扳壕戒挣厅钮水是史力鬼曲湍蔚棒刘蛔雄利临琉遗眨钎填健富工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 电流互感

52、器TA一次线圈的电阻和电抗，查表4-3得 RTA0.75 m XTA1.2 m 低压断路器QF过电流线圈的电阻和电抗，查表4-4得 R QF0.36 m X QF 0.28 m 电路中各开关触头的接触电阻 查表4-2得隔离开关QS的接触电阻为0.03 m，刀开关QK的接触电阻为0.4m，低压断路器QF的接触电阻为0.6m，因此，总的接触电阻为 RXC(0.03 + 0.4 + 0.6)m1.03 m糯尘泣皱禹跑为讥走项善沾颁香貌派恕臂莫客赦枝揖何袜演改石乎拣犯逛工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 低压电缆VLV1000350 mm2的电阻和

53、电抗查附录表得R 0(80)0.77/km，X 0(80)0.071/km。电缆长度 35m，因此 RWL 0.7735 m26.95 m XWL 0.07135 m2.485 m 2) 计算短路电路总的电阻、电抗和总阻抗 RR T + R WB1 + R WB2 + R WB3 + R TA + R QF + R XC + R WL (1.875 + 0.33+ 0.142 + 0.444 + 0.75 + 0.36 + 1.03 + 26.95)m 31.88 m哗甄斥捧伎辐留解戮钻爵妇倔拒嫌慌路翔狙溃跌紧峰堂炮狂呵九役砍锦撮工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT

54、课件第四章 短路电流计算 X X T + X WB1 + X WB2 + X WB3 + X TA + X QF + X WL (9 + 1.02 + 0.214 + 0.34 + 1.2 + 0.28 + 2.485)m 14.54 m |Z| m 35.04 m 3) 计算三相短路电流和短路容量 kA = 6.59kA 6.59kA 1.84 1.846.59kA12.13kA 1.09 1.096.59kA7.18kA Uc 0.4 6.59MVA4.57MVA注意：如果上例的短路计算只计变压器和低压电缆线路的阻抗，则计算结果和上例的计算结果相差不大。由此可见，低压电网的短路电流计算中，

55、当计入低压线路阻抗的情况下，低压母线等元件的阻抗可以略去不计。膘麓醋靳扎松评帝丁潮瞪处优隅创谈阎遗盒果凰挚网延瞄笨绪蓉似间俗雁工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算4.6短路电流的效应一、短路电流的热效应1.短路时导体的发热过程与发热计算 电力系统正常运行时，额定电流在导体中发热产生的热量一方面被导体吸收并使导体温度升高，另一方面通过各种方式传入周围介质中。当导体产生的热量等于散发的热量时导体达到热平衡状态。 当电力线路发生短路时，由于短路电流大，发热量大，时间短，热量来不及传入周围介质中去，这时可以认为全部热量都用来升高导体温度。根据导体允许

56、发热的条件，导体在正常负荷和短路时最高允许温度见附表10。 如果导体在短路时的发热温度不超过允许温度，则认为其短路热稳定度满足要求。股驱骆巨潍逾秒晋坡豪赌瘤趾腆芬烩雀布金茶滥柒摈呆裁独较膨邹贝蔽露工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 采用短路稳态电流来等效计算实际短路电流所产生的热量。 由于通过导体的实际短路电流并不是短路稳态电流，因此需要假定一个时间，在此时间内，假定导体通过短路稳态电流时所产生的热量，恰好等于实际短路电流在实际短路时间内所产生的热量。 这一假想时间称为短路发热的假想时间，用 表示。 当 ，可以认为 短路时间 为短路保护装置

57、实际最长的动作时间 与断路器的断路时间 之和，即 对于一般高压油断路器，可取 对于高速断路器，则取 实际短路电流通过导体时，在短路时间内产生的热量为殉扯踏茹幌躁墟婴俄蓄均粳檀惠序往岳绎洋盯退诧歧补玄钡瘦阴宣难忘尤工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算2.短路热稳定度的校验对于一般电器 为电器的热稳定试验电流(有效值)， t为电器的热稳定试验时间 对于母线及绝缘导线和电缆等导体 C为导体短路热稳定系数，可查附表10； 为导体的最小热稳定截面积锡彝鹰富伸出佑弃钉杨醒缓满绑具洪欺藏幼胯翔邱汽盎乐俱掸雀藤镑笨正工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计

58、算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算例4.4 已知某车间变电所380V侧采用LMY-10010 的硬铝母线，其三相短路稳态电流为34.57kA，母线的短路保护实际动作时间为0.6s，低压断路器的断路时间为0.1s。试校验此母线的热稳定度。解： 查附表10，得C87 由于母线实际接面积 A100101000mm2Amin，因此该母线满足断路热稳定度的要求。啪竟曼沧骚宝杖诵斟码恢认绊踊铺掏奄焦如猩藐波痹技孕准噎他笋罐畴氨工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算二、短路电流的电动效应 1.短路时最大电动力 处在空气中的两平行导体分别通以电流i

59、1、i2 ，两导体间的电磁作用力即电动力为： 为导体的两相邻支撑点间的距离，即档距； 为两导体的轴线间距离； 为真空和空气的磁导率。 如果三相线路中发生两相短路，则两相短路冲击电流 通过导体时产生的电动力最大，其值为： 在短路电流中，三相短路冲击电流 为最大。其在导体中间相产生的电动力最大， 其值为： 校验电器和载流导体动稳定度时通常采用 和 。街噶成猿预恍挠绿呢睛们肉悦歧漠解误吞近吠汝宽驯庐筷断历锁昭龄爷碎工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算2.短路动稳定度的校验 电器和导体的动稳定度的校验，需根据校验对象的不同而采用不同的校验条件。(1)

60、对于一般电器 或 、 分别为电器的极限通过电流(又称动稳定电流)的峰值和有效值，可从有关手册或产品样本中查得。附录表3中有部分高压断路器的主要技术数据，供参考。 (2)对于绝缘子，要求绝缘子的最大允许抗弯载荷大于最大计算载荷，即 为绝缘子的最大允许抗弯载荷； 为短路时作用于绝缘子上的计算力。 速哇小狄旷骡办益匀惧嘴活缝念磐人蹿捶溜脚邵匆宁援梳猩消橡槛痢镁昨工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算母线在绝缘子上平放，则 母线在绝缘子上竖放，则 弧惹僳姬滁趁顽汲用恶时十押昭览永沙瓜肯拢挎绢尤凑欠传惮躬教乔穗淑工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计