供配电技术短路电流的计算

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1、任务四短路故障和短路电流计算1.短路故障的原因和种类（1）短路故障的原因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、设备缺陷未发现和消除、设计安装有误等。②运行、维护不当。如不遵守操作规程，技术水平低，管理不善等。③雷击，特大洪水、大风、冰雪、塌方等引起的线路倒杆、断线，鸟，鼠、蛇等小动物跨接裸导体等自然灾害。（2）短路故障的种类①单相短路短路电流仅在故障相中流过，故障相电压下降，非故障相电压会升高。②二相短路短路回路中流过很大的短路电流，电压和电流的对称性被破坏。③二相短路接地短路回路中流过很

2、大的短路电流，故障相电压为零。④三相短路三相电路中都流过很大的短路电流，短路时电压和电流保持对称，短路点电压为零。（3）短路的危害①大电流产生巨大电动力，造成机械损坏（动稳定）；②烧毁设备（热稳定）；③电网大面积电压下降；④破坏电力系统的稳定；⑤影响电力系统通讯。最严重三相短路时的电流波形图2003年8月14日－美国大停电•美国东部(EDT)时间2003年8月14日16:11开始（北京时间8月15日晨4:11），美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大面积停电事故•纽约:交通瘫痪、公路堵塞、人困在电梯和地下隧

3、道里、冒酷热步行回家•停电影响美国：俄亥俄州、密歇根州、纽约州、马萨诸塞州、康涅狄克州、新泽西州、宾夕法尼亚州、佛蒙特州（8个州）加拿大：安大略省、魁北克省（2个省）停电前后卫星拍到的美国上空照片短路计算的目的为确保设备在短路情况下不致破坏，减轻短路危害和防止故障扩大，必须事先对短路电流进行计算。计算短路电流的具体目的是：①选择和校验电气设备；②进行继电保护装置的选型与整定计算；③分析电力系统的故障及稳定性能，选择限制短路电流的措施；④确定电力线路对通信线路的影响等。（4）短路计算方法简介短路计算方法有名单

4、位制法标幺制法短路容量法如果各种电气设备的电阻和电抗及其他电气参数用有名值表示，称为有名单位制法。低压系统的短路电流计算通常采用这种方法，简单明了。如果各种电气设备的电阻和电抗及其他电气参数用相对值表示，称为标幺值法。这种计算方法通常用于高压系统。如果各种电气设备的电阻和电抗及其他电气参数用短路容量表示，称为短路容量法。这种方法比较适用于高压系统。短路计算步骤有名单位制法标幺制法短路容量法绘制短路回路等效电路；计算短路回路中各元件的阻抗值；求等效阻抗，化简电路；计算三相短路电流周期分量有效值及其他短路参数；

5、列短路计算表。略讲选择短基准容量、基准电压、计算短路点的基准电流；绘制短路回路的等效电路；计算短路回路中各元件的电抗标幺值；求总电抗标幺值，化简电路；计算三相短路电流周期分量有效值及其他短路参数；列短路计算表。（5）短路电流的计算概述在计算电路图上将短路计算所需考虑的各元件额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接下来要按所选择的短路计算点绘出等效电路图，如上图所示。工厂供电系统通常把电力系统当作无限大容量电源，短路

6、电路一般只采用阻抗串、并联的方法进行化简。对简化电路求出其等效总阻抗，最后计算短路电流和短路容量。短路计算中有关物理量的单位：电流为kA；电压为kV；短路容量和断流容量单位为MVA；设备容量单位为kW或kVA；阻抗单位为Ω等。如果采用工程上常用的单位来计算，则应注意所用公式中各物理量单位的换算系数。采用欧姆法进行短路计算欧姆法即有名单位制法。因其短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名。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下式计算：式中UC是短路点的短路计算电压，也称为平均

7、额定电压。由于线路首端短路时其短路最为严重，因此按线路首端电压考虑，即短路计算电压取为比线路额定电压UN高5%。在高电压的短路计算中，通常总电抗远比总电阻大，所以一般可只计电抗，不计电阻。在计算低压侧短路时，也只有当短路电路的电阻大于电抗的三分之一时才需考虑电阻。（1）电力系统的阻抗电力系统的电阻相对于电抗来说很小，一般不予考虑。电力系统的电抗由电力系统变电所高压馈电线出口断路器的断流容量SOC来估算，SOC可看作是电力系统的极限短路容量Sk，因此电力系统的电抗：XS＝UC2/SOC式中，UC是高压馈电线的

8、短路计算电压，SOC是系统出口断路器的断流容量，如只有开断电流IOC的数据，则断流容量：不计电阻时，三相短路电流的周期分量有效值为：三相短路容量为：（2）电力变压器的阻抗式中UC、SN、ΔPk、Uk%均可从相关手册或产品样本查阅。变压器的短路损耗由短路损耗可近似地求出变压器的电阻：变压器的短路电压由短路电压可近似地求出变压器的电抗：（3）电力线路的阻抗求出短路电路中各元件的阻抗后，就化简了短路电路，求出其总阻抗，