短路电流的运算

电力行业企业案例短路电流的运算短路的概念电力系统不可避免会发生短路事故。短路事故威胁着电网的正常运行中，并有可能损坏电气设备。因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行短路电流计算，以便正确地选用和调整继电保护装置，正确地选择电气设备，确保电力系统的安全、可靠运行。短路的种类有以下几种：（1）三相短路。（2）两相短路。（3）两相短路接地。（4）单相短路（接地）。短路电流的运算三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍然是对称的，只是三相电流特大。除三相短路外的其他短路都是不对称性短路，每相电流和电压数值不相等，相角也不同。。短路电流的运算1．短路电流的暂态过程当电力系统发生三相短路时，由于短路回路存在着电感，电流不能突变，因此有一个暂态过程。短路电流随时间变化，最后达到稳定值。短路全电流id由对称的周期分量

和不对成的非周期分量

两部分合成，即

。周期分量

先开始衰减，然后逐渐增加到稳态值

。非周期分量按指数规律衰减，其衰减时间常数为0.05-0.2。短路电流的运算2．计算各短路电流的目的（1）短路冲击电流

：用来校验电气设备和母线的动稳定。（2）短路全电流最大有效值Ich（第一周期短路全电流有效值）：用来校验电气设备和母线的动稳定。（3）超瞬变短路电流有效值I′：用来作继电保护的整定计算和校验断路器的短流量。短路电流的运算（4）短路后0.2秒后的短路电流周期分量有效值

：用来校验断路器的断流量。（5）稳态短路电流有效值

：用来校验电气设备和载流部分的热稳定。（6）短路后0.2S后的短路容量

：用来校验断路器的遮断容量。短路电流的运算（短路电流的计算一、为了简化短路电流的计算方法，在保证计算精度的情况下，忽略次要因素的影响，做出一下规定：（1）所有的电源电动势相位角均相等，电流的频率相同，短路前，电力系统的电势和电流是对称的。（2）认为变压器是理想变压器，变压器的铁心始终处于不饱和状态，即电抗值不随电流的变化而变化。（3）输电线路的分布电容略去不计短路电流的运算（（4）每一个电压级采用平均电压，这个规定在计算短路电流时，所造成的误差很小。因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多。（5）计算高压系统短路电流时，一般只计及发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗，因为这些元件X/3>R时，可以略去电阻的影响。（6）短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应该考虑对短路电流值的影响。有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响：在母线附近的大容量电动机正在运行时，在母线上发生三相短路，短路点的电压立即降低。此时，电动机将变为发电机运行状态，母线上电压低于电动机的反电势短路电流的运算（7）在简化系统阻抗时，距短路点远的电源与近的电源不能合并,两个容量相差很大的电源不能够合并。（8）以供电电源为基准的电抗标幺值>3.5,可以认为电源容量为无限大容量的系统,短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。短路电流的运算二、短路电流的标幺值计算法短路电流计算,根据电力系统的实际情况,可以采用标幺值或有名值计算,那种方法方便就采用那种方法.在高压系统中通常采用标幺值计算.所谓标幺值,是实际值与基准值之比.标幺值没有单位.设所选顶\定的基准值电压,基准电流,基准容量及基准电抗分别为,,,,则这一元件的各已知量的标幺值分别为短路电流的运算,,，

式中：S、U、I、X------以有名单位表示的容量(MVA)、电压(KV)、电流(KA)、电抗

；

、

、

、-----以基准量表示的容量(KVA)、电压(KV)、电流(KA)、电抗

。

短路电流的运算工程计算上通常先选定基准容量

和基准电压

，与其相应的基准电流

和基准电抗,均可由这两个基准值导出。

短路电流的运算

短路电流的运算序号元件名称给定参数电抗平均值计算公式通用式=100MVA1发电机（或电动机）额定容量

超瞬变电抗百分数

添加公式添加公式2变压器额定容量

阻抗电压百分比

添加公式添加公式310（6）KV电缆平均电压

每千米电抗

线路长度L0.08添加公式添加公式0.425410（6）KV架空线路平均电压

每千米电抗

线路长度L0.4535KV架空线路平均电压

每千米电抗

线路长度L0.4256电抗器额定电压

额定电流

电抗百分数

添加公式添加公式添加公式添加公式三、短路电流的有名值计算法在有名值计算法中，每个电气元件的单位是有名的，而不是相对值。在比较简单的网路低电压电网，常采用有名值计算法计算短路电流。采用此方法计算，须将各电压等级的电气元件参数都归算到同一电压等级上来。凡涉及发电机、变压器、电动机、电抗器等元件的百分数电抗值（铭牌上一般有标出）均应换算成有名值来计算。短路电流的运算电力系统各元件阻抗有名值的计算公式如下：（1）发电机（电动机）

添加公式------发电机的超瞬变电抗值

；-----发电机以额定值为基准的超瞬变电抗的百分数；------发电机额定容量（MVA）；短路电流的运算（2）变压器：

添加公式

当电阻值允许忽略不计时，添加公式

短路电流的运算------变压器的电阻、电抗、阻抗；------变压器以额定值为基准的阻抗电压百分数；-------变压器短路损耗（KW）短路电流的运算（3）电抗器式中：添加公式-----电抗器以额定值为基准的电抗百分数；-----电抗器的额定电流和额定电压（KV、KA）；（4）线路添加公式式中：

、-----线路单位长度的电阻和电抗（

）； -----线路运行的额定电压（KV）；

短路电流的运算在最大运行方式下的短路电流

添加图片

短路电流的运算1.选择基准容量=100MA基准电压为各级电压的平均额定电压。线路电抗取X=0.4线路L1:添加公式线路L2:添加公式线路L3:添加公式

短路电流的运算110kv侧简化网络图：

添加图片将它画成星形：

添加图片

短路电流的运算将

x3、x4

、x5

化成

x13、x14

、x15

添加公式将

x2、x13

合并成

x23；将

x1、x15

合并成x25

：计算各电源点到短路点的转移电抗，化成△：添加图片

短路电流的运算35kv侧简化网络图：添加图片先将他画成星形添加图片

短路电流的运算添加公式将x2

、x13

合并成x23

；将x1

、x15

合并成x25

：将x6

、x14

合并成x24

：添加公式

短路电流的运算计算各电源点到短路点的转移电抗，化成△：添加图片添加公式

短路电流的运算为S2到短路点的转移电抗，是S1到短路点的转移电抗。它们分别对应的计算电抗：添加公式

又由于>3.5，故直接由

添加公式查0秒曲线得35kv侧短路电流：添加公式查0.2秒曲线得35kv侧短路电流：添加公式查4秒曲线得35kv侧短路电流：添加公式冲击电流：添加公式(取1.8)

短路电流的运算为S2到短路点的转移电抗，是S1到短路点的转移电抗。它们分别对应的计算电抗：添加公式

又由于>3.5，故直接由

添加公式查0秒曲线得35kv侧短路电流：添加公式查0.2秒曲线得35kv侧短路电流：添加公式查4秒曲线得35kv侧短路电流：添加公式冲击电流：添加公式(取1.8)

短路电流的运算

短路电流的运算I"（KA）(KA）（KA）（KA）110kv21.162.15.0935Kkv4.454.244.5511.3310Kkv14.0413.3414.1435.74计算短路电流的目的是，选择保护方式和确定保护装置的整定参数，因此，要求计算比较准确。为简单起见，这里只进行三相短路的计算，对于求两相金属性短路电流值时可将三相短路电流值乘以

／2即得。短路电流的计算步骤如下：根据系统图分别作出正序、负序和零序等效阻抗图。图中的阻抗值都为标幺值。添加图片

短路电流的运算一.110kV侧：SB＝100MVA，UB＝121kVIB=添加公式==0.47716kA=477.16A1.d点短路①

最大运行方式下（所有系统、发电机、变压器及线路全部投入切母联断开）x＝(0.1+0.0228)//[0.3514+(09667+0.22)//(-0.019+0.2152+0.2)]=0.1032Id1I

==477.16/0.1032=4623.64A②

最小运行方式下：a.当发电机停运，且1＃主变的2DL断开时，10KVI段单回线供电x

＝0.3+0.0456＝0.3456添加公式

短路电流的运算b.当发电机停运，且1＃主变的1DL断开时x＝0.4+0.2152-0.019+0.3514＝0.9476IdIII＝

＝477.16/0.9476A＝503.55A故最小运行方式下的短路电流为503.55A2.d2点三相短路：①最大运行方式（同上）x＝(0.2+0.0399)//[0.3251-0.0304+0.169+0.1]＝0.1683Id2I==477.16/0.1683=2835.18A

短路电流的运算②最小运行方式a.2＃主变的2DL断开x＝0.4+0.0399＝0.4399Id2II==477.16/0.4399=1084.7Ab.2#主变的1DL断开，由35kVII段系统供电x＝0.3+0.169-0.0304+0.3251＝0.7637Id2III==477.16/0.7637A=624.8A故最小运行方式下的短路电流为624.8A

短路电流的运算二．35kV侧：SB＝100MVA，UB＝38.5kVIB==100/38.5×=1499.66A1.d3点三相短路①最大运行方式x＝[(（0.1+0.0228+0.3515）//(0.9667+0.2)-0.019)//(0.2+0.2152)＝0.1807Id3I==1499.66/0.1807A=8299.16A②最小运行方式a.发电机停运，且1＃主变的2DL断开x＝0.4+0.2152＝0.6152Id3II==1499.66/06152A=2437.68A

短路电流的运算b.发电机停运，且35kVI段进线断路器断开,且110kV单回线供电x=0.3+0.0456+0.3514-0.019=0.678Id3III==1499.66/0.678A=2211.89A故最小运行方式下的短路电流为2211.89A2.d4点三相短路①最大运行方式：x

＝（0.2+0.0399+0.3251-0.0304）∥（0.1+0.169）＝0.179Id4I==1499.66/0.179A=8377.99A

短路电流的运算②最小运行方式：a.2#主变的3DL断开＝0.3+0.169＝0.469Id4II=1499.66/0.469A=3197.57Ab.35kVII段进线的DL断开＝0.4+0.0399+0.3251-0.0304＝0.7346Id4III==1499.66/0.7346A=2041.46A故最小运行方式下的短路电流为2041.46A三．10kV侧：SB=100MVAUB=10.5kVIB==100/×10.5=5498.74A

短路电流的运算1.d5点三相短路1、最大运行方式：

x＝[(0.2+0.2152-0.019)//(0.1+0.0228+0.3514)+0.22]//0.9667＝0.3004

Id5I==5498.74/0.3004A=18304.73A2、最小运行方式下a.发电机停运，1＃主变的1DL断开。x＝0.4+0.2152+0.22-0.019＝0.8162Id5II==5498.74/08162A=6737.0A

短路电流的运算b.发电机停运，1＃主变2DL断开，110kVI段单回线供电＝0.3+0.0456+0.3514+0.22＝0.917Id5III==5498.74/0.917A=5996.44A故最小运行方式下的短路电流为5996.44A2.d6点三相短路最大运行方式＝[(0.1+0.169-0.0304)∥(0.2+0.0399+0.3251)]+0.2045＝0.3723Id6I==5498.74/0.3723A=14769.65A

短路电流的运算最小运行方式a.2＃主变的2DL断开＝0.4+0.0399+0.3251+0.2045＝0.9695Id6II==5498.74/0.9695A=5671.73Ab.2#主变的1DL断开

＝0.3+0.169+0.2045-0.0304＝0.6431Id6III==5498.74/0.6431A=8550.37A故最小运行方式下的短路电流为5671.73A

短路电流的运算最小运行方式＝+5.9969＝6.9139Id7II==5498.74/6.9139A=795.32A4.d8点三相短路：最大运行方式＝

＋2.6989＝2.999Id8I==5498.74/2.99A=1839.04A最小运行方式＝

＋2.6986＝3.6156Id8II==5498.74/3.6156A=1520.84A

短路电流的运算5.d9点三相短路：最大运行方式：=+5.9969=0.3723+5.9969=6.3692Id9I==5498.74/6.3692=863.33A②最小运行方式：=+5.9969=0.9695+5.9969=6.9664Id9II==5498.74/6.3692=789.32A

短路电流的运算6.d10点三相短路：①最大运行方式：=+2.6996=0.3723+2.6996=3.0719Id10I

==5498.74/3.0719=1787.08A②最小运行方式：=