1、替代定理
在任意具有唯一解的电路中，某支路的电流为i k ，电压为u k ，那么该支路可以用独立电压源u k ，或者独立电流源i k 来等效替代，如下图所示。替代后的电路和原电路具有相同的解。
图
2、叠加定理
由全部独立电源在线性电阻电路中产生的任一电压或电流，等于每一个独立
电源单独作用所产生的相应电压或电流的代数和。
注意点：（1）只适用于线性电路；（2）一个电源作用，其余电源为零，如电
压源为零即电压为零——>短路，电流源为零即电流为零——>开路；（3）各回路电压和电流可以叠加，但功率不能叠加。
3、三相系统及相量图的应用
、
交流变量
正常的电力系统为三相系统，每相的电压和电流分量均随着时间作正弦变
化，三相间相互角偏差为120°，比如以A 相为基准，A 相超前B ，B 相超前C 各120°，就构成正序网络，如下式所示：
)120sin()360240sin()240sin();
120sin();
sin( ++=+-+=-+=-+=+=?ω?ω?ω?ω?ωt U t U t U u t U u t U u m m m c m b m a
以A 相为例，因为三角函数sin 是以360°（或2π）为周期变化，所以随
着时间t 的流逝，当?ω+t 值每增长360°（或2π）时，电压ua 就经过了一个
周期的循环，如下图所示：
图
如上图，t代表时间，?代表t=0时刻的角度（例如上图中ua当t=0时位于?），ω表示角速度即每秒变化多少度。例如电网的频率为50Hz，原点，即代表0
=
每秒变化50个周期，即变化50*360°或者50*2π。此处360°和2π仅是单位制的不同，分别为角度制和弧度制，都是代表一个圆周；值得注意的是用360°来分析问题更加形象，而2π为国际单位制中的标准单位，计算时更通用。
向量的应用
用三角函数分析问题涉及较为繁琐的三角函数计算，图的正弦波形图可表示出不同周期分量的峰值和相差角度，但使用范围有限。为此，利用交流分量随时间做周期变化，且变化和圆周关系密切的特点，引入向量如下，方便交流分量的加减乘除计算：
:
图
上图中黄色箭头表示A相电压ua，用长度表示电压峰值，与实轴的夹角代
?），Ua随着时间变化以角速度ω绕表t=0时刻的角度?（设t=0时刻角度为0
=
0点做圆周运动。任一时刻t=t1时，Ua在虚轴上的投影就是Ua的瞬时值。正常的电力系统为三相正序系统，众所周知A相超期B相120°，B相超期C相120°，所以在图中逆着旋转方向120°和240°分别画出B、C相电压的向量。
虽然图仅能t=0时刻各向量的值，但考虑到在频率一致的系统中各电压、电流的分列转速ω是一样的，各向量的相对角度位置是固定不变的，所以在t=0的时刻图中对各向量进行计算结果也是以ω速度转动。同时，多数工程计算仅要求计算各电压电流分量的峰值、有效值或各电气量间的相对关系，因此用t=0时刻的向量图进行分析具有普遍意义。
向量加减
图
如上图，向量相加遵循平行四边形法则，向量相减遵循三角形法则（相减后向量指向被减数）。
4、对称分量法
}
对称分量法的概念
任意不对称的三个相量可以分解为三组相序不同的对称分量叠加而成。如图，正负零序分量分别用红、蓝、绿三个颜色表示。零序分量中ABC 三相相位完全相同，负序分量ABC 三相的相互位置关系刚好与正序相反A 滞后B ，B 滞后C 均为120°。通过数学的方式可以证明：任意一个不规则三相的分量（下图中粉色部分）肯定可以分解为三个规则的正、负、零三个分量叠加而成。证明过程有兴趣可以看相关教材，这里关键是记住这个结果：
0210
210
21c c c C b b b B a a a A U U U U U U U U U U U U ++=++=++=
图
对称分量法的应用
下面就以简单的系统接线进行分析，如图为有发电机（即电源）、变压器和线路组成的回路，其中A 相线路发生单相接地故障，我们可以等效为A 相通过阻值为零的电阻接地，B 、C 相通过阻值为∞的电阻接地。单相短路和三相短路不同，由于其不对称，不能同计算三相对称短路电流一样简单地取一相分析即可
代表三相。对此，我们需利用前面讲到的替代定理、对称分量法和叠加定理将复杂的不对称电路等效成简单的对称电路：
图
根据替代定理，三个电阻可以用三个电压源来替代，当然三个电压源均为未知数，如图：
{
图
图的回路除电压源Uda、Udb和Udc外均为对称的，若用对称分量法将不对称的分量分解成三个对称的分量，如图：
图
如图表示的电气回路，总共含12个电压源，Ufa（bc）和Uda（bc）1为正序电源，Uda（bc）2为负序电源，Uda（bc）0为零序电源。对此逆向使用叠加定理，将回路分解成三个回路，如图、和：
图正序回路
图负序回路
"
图零序回路
经分解，一个不对称的回路分解成三个对称的回路，这样对三个对称的回路即可从单相角度出发考虑，简化问题。例如，按图，该初设回路是A相发生短路，这样分别计算出三个分解回路中Ida1、Ida2和Ida0，将三个相量相加即可求成A 相对地短路时的入地电流。值得重复强调的是，叠加定理中，某一分解支路中不体现的电压源以短路处理，例如发电机的等效电压源为正序，在零负序回路中不体现，以短路处理。
对~的回路简化为单相回路（以A相为例）如图：
图三个分解回路单相化分析
进一步简化如下：
图
零、负序回路将阻抗相加以简化回路，得出零序阻抗X0和负序阻抗X2，这既是我们常说的系统零序阻抗和系统负序阻抗，可见系统零（负）序阻抗和短路点位于何处关系密切。
。
正序回路的简化则利用戴维南定理，将短路点左侧部分等效成一个电压源和一个电阻，只不过这个正序回路比较简单，无其它分支，等效电源源利用原发电机电压即可，正序阻抗X1采用各阻抗相加。
针对单相接地短路进行分析
从图中看，未知量为Uda1、Uda2、Uda0、Ida1、Ida2和Ida0，算上三相共18个。已知量为:
各阻抗值X1、X2、X0，
电压UD(0)，
Uda1、Udb1、Udc1的相互关系，即A 超前B ，B 超前C 均为120°
Uda2、Udb2、Udc2的相互关系，即A 滞后B ，B 滞后C 均为120°
Uda0、Udb0、Udc0的相互关系，即三者完全相等
因为A 相短路，所以Uda1+Uda2+Uda0=0
由以上已知条件列出几个方程求解，求解过程有兴趣可自行看教程学着推导，不难计算。工程中关键是记住下列结果,非常重要：
？
021)
0(1;021da da da D da I I I X X X U I ==++=（指的都是相量）
结合图的三个回路，不难推导出Uda1、Uda2、Uda0三个值。这样可分别通过图求出整个电网任何一点的电压或电流值的三序分量，然后相加即可得知该电
网在单相接地短路时刻任一点的实际电压或实际电流。
至于两相短路、某些相断线运行等情况请自行查询教材，能看懂推导过程最好，最重要是知道几个重要结果，知道如何运用。
5、设备、导体在各序网下的阻抗值
图的简化电网接线图所含的设备有发电机、变压器和架空线路（或电缆），在正序回路下它们的阻抗值计算方法同计算三相短路电流中的方法。
发电机在正负零序下的阻抗值均不一样，计算比较复杂，一般考虑有厂家提供。
架空线（或电缆）的负序阻抗同正序阻抗，零序阻抗和正序阻抗差别较大，将在过电压与绝缘配合阶段详述。且线路的阻抗值较小，对网络分析影响不大，有兴趣可先查询工具书。
变压器的正序阻抗和负序阻抗相同，其零序阻抗的计算是不对称回路分析的重点，本部分针对其详细论述。
安培环路定律
#
电流产生磁场，如图，i 为无限长导体中流过的电流，B 为磁感应强度，也叫磁通密度，磁感应强度与电流关系式为?=i dl B
μ（按右手螺旋方向），μ为磁
导率。磁场强度乘以圆周路径等于圆周中穿过的电流值。（此处与传统电磁场中不同，避开了磁场强度H 不谈，简化以方便理解，有兴趣可查询电磁场）
图
对于一个空芯的绕组，其中通过电流产生的磁通如图所示，按右手螺旋方向往空间发散。
图
变压器磁路分析
如图为一台单相变压器的简图，高压绕组匝数为N1，接至交流电压源u，低压绕组匝数为N2，断开运行。通过高压绕组的电流为i，高低压绕组均缠绕在铁芯上。容易看出，图是在图的基础上增加一个穿过绕组的环形铁芯，在铁芯的另一侧绕一个开断的线圈。
图单相变压器简图
@
对于加了铁芯之后的磁场分布，可分析如下：电流i是产生磁场的源头，可以理解为磁压，磁场感应B（又叫磁通密度）可以理解为磁压i在空间中任一点引起的磁流密度。在此我们可发现磁场和电场有高度的相似性，图中可理解为磁场以空气为媒介，磁流在空气中发散；图加入铁芯后，由于铁芯的磁导率μ远高于空气（或者理解为磁阻小得多），类似于电场里的短路一般，磁流基本都集中到了铁芯中，环形铁芯形成了一个磁流回路，设铁芯的截面不变，均为A，那任
一点的磁流密度基本不变，即铁芯中任一点的B 值都相等。若铁芯周长为D ，因为B 值在铁芯中保持不变，可将复杂的积分式子?=i dl B
μ简化为i N D B
*1*=μ。
这里值得注意的是因为高压绕组匝数为N1，相当于有N1个电流i 穿过，因此磁压用N1*i 表示。然后进行如下推导： 磁通密度（磁流密度或磁感应强度）D
i N B μ**1= 将磁通密度乘以截面积就得到磁通（类似于电流密度乘面积得到电流），即磁通D
A i N A
B ***1*μφ== 根据物理学上的楞次定律，变化的磁场可以感应出电场，所以铁芯中的磁通在每一匝绕组中产生的电压为dt
d u φ='，在高压绕组中产生的电压总数为dt
D A i N d N dt d N u N u )***1(*1*1'*11μφ===，其中积分里只有电流i 为交流变量，其它均为常数，因此dt
di D A N u ***112μ=。在一个稳态电路中，高压绕组上感应的电压u1应该等于电源电压u ，同时引入大家很熟悉的公式dt
di L u *=，很容易发现电感D
A N L **12μ=，可见电感L 和匝数平方、磁路的磁导率μ、磁路截面成正比，和磁路长度D 成反比。
再看低压绕组N2，因为通过高低压绕组的磁通一样，因此磁通在低压绕组每匝上产生的电压也是dt
d u φ='，因此低压绕组上产生的总电压dt
di D A N N dt d N u N u ***2*1*2'*22μφ===，不难看出u1：u2=N1：N2，即电压比等于匝数比。
变压器负载分析
上面变压器低压侧断开，现考虑低压侧接入一个阻抗Z ，由于低压侧有感应电压u2，低压侧通过电流i2，根据楞次定律，i2产生的电流将削弱原低压侧断开状态下铁芯中的磁通密度B ，接着铁芯中磁通在高压侧的感应电压u1将降低，
使u1小于电源电压u ，使高压侧电流i 增大，弥补低压侧电流i2引起的磁通密度降低。
图 单相变压器负载简图
（
由此得到一个结论：变压器负载情况下，高压侧电流i 可以分成两个部分，一部分用于产生铁芯中的磁通密度，使铁芯两侧的线圈产生感应电压，用i0表示，由于这部分电流用于维持磁场，故称为励磁电流，同时这电流等于空载下的高压侧电流，所以这个也称为空载电流；另一部分用于抵消低压侧电流i2产生的反向磁通密度，用i1表示。i=i0+i1
低压侧的电流i2由投入到负荷Z 决定，i2=u2/Z ， 从上文中的式子D
i N B μ**1=
可以看出电流和其所产生的磁通密度的关系，i1产生的磁通密度B 和i2产生的互相抵消，根据式子可以看出1221N N i i =。 从式子dt
di D A N u 02***1μ=，变压器高压侧绕组N1值大，硅钢片磁导率μ极大，所以正常带负荷的情况下变压器中i0的值远小于i1，因此在带负载时i0值可忽略不计，让i=i1，这样就得到我们常说的变压器两侧的电流比和匝数成反比。
等效回路和漏抗的介绍。。。
三相变压器
上节介绍了单相变压器在负载和空载下的电路分析，在电网中常见的三相变
压器中，电路将根据变压器三相绕组间的连接方式分为多种形式。三相变绕组接线方式常见的可分为Y，Yn和Δ。对正序回路而言，无论什么接线都可以三相看出独立的3个单相来分析，对这方面不再赘言；变压器属静止设备，负序和正序回路基本一致，也可以看出3个独立单相。因此本节主要针对零序回路进行分析。零序回路中高压侧为Y和Δ接线
图中可以看出，无论是Y还是Δ接线，接在一个零序的三相电压上，由于三相电压完全相同，电流无回路，相当于高压侧断路，零序回路开断。
图
》
零序回路高压侧为Yn接线，低压侧为Y接线
如图，高压侧中性点接地，励磁电流i0可以流过，但低压侧没有形成回路，无法流过电流i2。
图
对于三相独立的铁芯，由于励磁阻抗很大，导致励磁电流i0很小可以忽略，相当于断路。
对于三相四柱（或五柱）式铁芯，磁场在铁芯中仍然有通路，磁通基本被控制在铁芯中，励磁阻抗大，i0同样很小可忽略，仍然相当于断路。
对于三相三柱式铁芯，零序下三相电流产生的磁通方向一致，在三相铁芯中没有通路互相冲突。铁芯中行不通，只能往空气中发散，这样励磁阻抗一般，i0不可忽略，一般为变压器额定电流的10%～15%（干式变压器）或30%～50%（油浸变压器）
零序回路高压侧为Yn接线，低压侧为Δ接线
）
图
零序回路高压侧为Yn接线，低压侧为Yn接线
图
零序回路高压侧为Yn接线，低压侧为Zn接线
自耦变压器磁路分析
、
6、实例分析一：常规变电站10kV系统的接地方式问题
7、实例分析二：常规变电站站用电单相接地短路问题
8、实例分析三：变电站接地网最大入地电流的计算
1、替代定理 在任意具有唯一解的电路中，某支路的电流为i k ，电压为u k ，那么该支路可以用独立电压源u k ，或者独立电流源i k 来等效替代，如下图所示。替代后的电路和原电路具有相同的解。 图 叠加定理 由全部独立电源在线性电阻电路中产生的任一电压或电流，等于每一个独立电源单独作用所产生的相应电压或电流的代数和。 注意点：（1）只适用于线性电路；（2）一个电源作用，其余电源为零，如电压源为零即电压为零——>短路，电流源为零即电流为零——>开路；（3）各回路电压和电流可以叠加，但功率不能叠加。 3、三相系统及相量图的应用 交流变量 正常的电力系统为三相系统，每相的电压和电流分量均随着时间作正弦变化，三相间相互角偏差为120°，比如以A 相为基准，A 相超前B ，B 相超前C 各120°，就构成正序网络，如下式所示： ) 120sin()360240sin()240sin(); 120sin(); sin( t U t U t U u t U u t U u m m m c m b m a 以A 相为例，因为三角函数sin 是以360°（或2π）为周期变化，所以随着时间t 的流逝，当 t 值每增长360°（或2π）时，电压ua 就经过了一个周期的循环，如下图所示：
图 如上图，t代表时间， 代表t=0时刻的角度（例如上图中ua当t=0时位于原点， ）， 表示角速度即每秒变化多少度。例如电网的频率为50Hz，每即代表0 秒变化50个周期，即变化50*360°或者50*2π。此处360°和2π仅是单位制的不同，分别为角度制和弧度制，都是代表一个圆周；值得注意的是用360°来分析问题更加形象，而2π为国际单位制中的标准单位，计算时更通用。 向量的应用 用三角函数分析问题涉及较为繁琐的三角函数计算，图的正弦波形图可表示出不同周期分量的峰值和相差角度，但使用范围有限。为此，利用交流分量随时间做周期变化，且变化和圆周关系密切的特点，引入向量如下，方便交流分量的加减乘除计算：
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算发布者：admin 发布时间：2009-3-23 阅读：513次供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz =100 MV A 基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4
1 课程设计的题目及目的 1.1 课程设计选题 如图1所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为Ua=1∠-120，Uc=1∠120. （1）求系统C 的正序电抗； （2）求K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）求K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流(假设故障前线路中没有电流)。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 2T 25.02==''X X d 图1 电路原理图 1.2 课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件；
2设计原理 2.1 基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。2.2电力系统各序网络的制定 应用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须作出电力系统的各序网络。为此，应根据电力系统的接线图，中型点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。除中性点接地阻抗，空载线路以及空载变压器外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示，如图2所示；负序电流能流通的元件与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因次，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，便得到负序网络如图3所示；在短路点电流施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地才能构成通路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系。如图4所示。利用各序的网络图可以计算出相应的序阻抗。 图2 系统的正序网络
根据两相短路电流计算公式：I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2 其中∑R=R1/K b2+R b+R2；∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2 式中I d--两相短路电流，A； ∑R、∑X—短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω； X X—根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω； R1、X1—高压电缆的电阻、电抗值，Ω； K b—矿用变压器的变压比，若一次电压为１０ＫＶ，二次电压为１２００Ｖ、６９０Ｖ时，变比依次为８．３、１４．５R b、X b—矿用变压器的电阻、电抗值 R2、X2—低压电缆的电阻、电抗值 U e—变压器二次侧的额定电压，对于660V网络，U e以690V 计算；对于1140V网络，U e以1200V计算 经查表： 702高压电缆R1=0.3Ω/Km，X1=0.08Ω/Km； 502高压电缆R1=0.42Ω/Km，X1=0.08Ω/Km； 352高压电缆R1=0.6Ω/Km，X1=0.08Ω/Km； 1140V变压器R b=0.0167，X b=0.1246； 660V变压器R b=0.0056，X b=0.0415； 1140V系统下X X=0.0144； 660V系统下X X=0.0048； 702低压电缆R2=0.315Ω/Km，X2=0.078Ω/Km； 502低压电缆R2=0.448Ω/Km，X2=0.081Ω/Km；
352低压电缆R2=0.616Ω/Km，X2=0.084Ω/Km；252低压电缆R2=0.864Ω/Km，X2=0.088Ω/Km；162低压电缆R2=1.37Ω/Km，X2=0.09Ω/Km； 1、副井井下660V系统最远端两相短路电流 ∑R=R1/K b2+R b+R2=0.539948 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.118166 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=627.27A 2、副井井下1140V系统最远端两相短路电流∑R=R1/K b2+R b+R2=0.27092 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.20162 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=1776.73A 3、副井井下风机专用线最远端两相短路电流∑R=R1/K b2+R b+R2=0.2 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.086 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=1568A 4、主井井下660V系统最远端两相短路电流 ∑R=R1/K b2+R b+R2=0.09 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.06 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=3136A 5、主井井下1140V系统最远端两相短路电流∑R=R1/K b2+R b+R2=0.277 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.2
第七章短路电流计算 Short Circuit Current Calculation §7-1 概述General Description 一、短路的原因、类型及后果 The cause, type and sequence of short circuit 1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地<对于中性点接地 的系统）发生通路的情况。 2、短路的原因： ⑴元件损坏 如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路. ⑵气象条件恶化 如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等. ⑶违规操作 如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压. ⑷其他原因 如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等. 3、三相系统中短路的类型： ⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路； )1( k—单相接地短路；)1,1(k—两相接地短路； ⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路； 不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称。 如两相短路、单相短路和两相接地短路. 注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。4、短路的危害后果 随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面。 （1）电动力效应 短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导 体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭 到破坏。 （2）发热 短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备 可能过热以致损坏。 （3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃
限制短路电流的方法 2008-06-14 20:18 目前在电力系统中，用得较多的限制短路电流的方法有以下几种：选择发电厂和电网的接线方式；采用分裂绕组变压器和分段电抗器；采用线路电抗器；采用微机保护及综合自动化装置等。 1 选择发电厂和电网的接线方式 通过选择发电厂和电网的电气主接线，可以达到限制短路电流的目的。 在发电厂内，可对部分机组采用长度为40km及以上的专用线路，并将这种发电机—变压器—线路单元连接到距其最近的枢纽变电所的母线上，这样可避免发电厂母线上容量过份集中，从而达到降低发电厂母线处短路电流的目的。 为了限制大电流接地系统的单相接地短路电流，可采用部分变压器中性点不接地的运行方式，还可采用星形—星形接线的同容量普通变压器来代替系统枢纽点的联络自耦变压器。 在降压变电所内，为了限制中压和低压配电装置中的短路电流，可采用变压器低压侧分列运行方式；在输电线路中，也可采用分列运行的方式。在这两种情况下，由于阻抗大，可以达到限制短路电流的目的，不过为了提高供电可靠性，应该加装备用电源自动投入装置。 对环形供电网，可将电网解列运行。电网解列可分为经常解列和事故自动解列两种。电网经常解列是将机组和线路分配在不同的母线系统或母线分段上，并将母线联络断路器或母线分段断路器断开运行，这样可显著减小短路电流。电网事故自动解列，是指在正常情况下发电厂的母线联络断路器或分段断路器闭合运行，当发生短路时由自动装置将母线(或分段) 断路器断开，从而达到限制短路电流的目的。 2 采用分裂绕组变压器和分段电抗器 在大容量发电厂中为限制短路电流可采用低压侧带分裂绕组的变压器，在水电厂扩大单元机组上也可采用分裂绕组变压器。为了限制6～10 kV配电装置中的短路电流，可以在母线上装设分段电抗器。分段电抗器只能限制发电机回路、变压器回路、母线上发生短路时的短路电流，当在配电网络中发生短路时则主要由线路电抗器来限制短路电流。 3 采用线路电抗器 线路电抗器主要用于发电厂向电缆电网供电的6～10kV配电装置中，其作用是限制短路电流，使电缆网络在短路情况下免于过热，减少所需要的开断容量。 4 采用微机保护及综合自动化装置 从短路电流分析可知，发生短路故障后约0.01s时间出现最大短路冲击电流，采用微机保护仅需0.005s就能断开故障回路，使导体和设备避免承受最大短路电流的冲击，从而达到限制短路电流的目的。
变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz =100 MV A 基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4 因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144
短路电流计算 第一节概述 一、电力系统或电气设备的短路故障原因 （1）自然方面的原因。如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等，造成单相接地短路和相间短路。 （2）人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。 （3）设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。 二、短路种类 1.单相接地短路 电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，单相接地电流不超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。 2.两相接地短路 两相接地短路一般不超过全部短路的10%。大电流接地系统中，两相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中，常见是发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地，此两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。 3.两相及三相短路 两相及三相短路不超过全部短路的10%。这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两相及三相短路。
4.断相或断相接地 线路断相一般伴随相接地。而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相，或三相熔断器熔断一相的两相运行，两相运行一般不允许长期存在，应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。 5.绕组匝间短路 这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中，虽然占全部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。例如，变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大，这种短路能严重损坏设备，要求继电保护迅速切除这种短路。 6.转换性故障和重叠性故障 发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障，或发生两种及两种以上的故障（称之复故障），这种故障不超过全部故障的5%。 第二节 对称短路电流计算 一、阻抗归算 为方便和简化科计算，通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件的阻抗归算至同一基准容量bs S （一般取100MVA 或1000MVA 基准容量）和基准电压bs U （一般取电网的平均额定电压bv U ）时的基准标么阻抗（以下不作单独说明，简称标么阻抗）；归算至额定容量的标么阻抗称相对阻抗。 （一）标么阻抗的归算 1.发电机等旋转电机阻抗的归算 发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗对值，其标么可按下式计算 bs G G GN S X X S * = （1-1） 式中 G X * ——发电机在基准条件下电抗的标么值； G X ——发电机额定条件电抗的标对值； G X ——基准容量（MVA ）；
1 课程设计的题目及目的 课程设计选题 如图1所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为Ua=1∠-120，Uc=1∠120. （1）求系统C 的正序电抗； （2）求K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）求K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流(假设故障前线路中没有电流)。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 2T 25.02==''X X d 图1 电路原理图 课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件；
2设计原理 基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 电力系统各序网络的制定 应用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须作出电力系统的各序网络。为此，应根据电力系统的接线图，中型点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。除中性点接地阻抗，空载线路以及空载变压器外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示，如图2所示；负序电流能流通的元件与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因次，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，便得到负序网络如图3所示；在短路点电流施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地才能构成通路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系。如图4所示。利用各序的网络图可以计算出相应的序阻抗。 图2 系统的正序网络 X c X T X L X T X d ” C V fa(1) G + + +
1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题 如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发 生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求：（1）系统C 的正序电抗； （2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。 系统C 发电机G 15. 01=T X 15 . 00=T X 25 . 02=T X 25. 02==''X X d 图1-1
1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1. 在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2. 正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3. 负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入 代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4. 零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1. 单相(a相接地短路 单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I =
目录 1?前言........................................................................... ?仁1.1短路电流的危害 ............................................................... 1.. 1.2短路电流的限制措施 .......................................................... 1. 1.3短路计算的作用 .............................................................. 2.. 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 ....................................................... 9. 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例............................................................ 1.4 4. 结果分析....................................................................... 1.8. 5. 心得体会 (19) 6. 参考文献....................................................................... 20.
道路照明设计中单相短路电流计算 照明设计是城市道路设计中比较重要的一项设计内容。为了确保城市道路照明能为车辆驾驶人员以及行人创造良好的视看环境，达到保障交通安全，提高交通运输效率，方便人民生活，防止犯罪活动和美化城市环境的效果，建设部于91年特制定了《城市道路照明设计标准》CJJ45－91.标准要求道路照明设计原则为“安全可靠、技术先进、经济合理、节约能源、维修方便。”并对照明标准、光源和灯具的选择、设计、照明供电和控制以及节能措施等方面做了较详尽的规定和要求，笔者在工程设计中运用和深入了解标准的过程中，确实得到了很多的益处，同时也发现一些不完善之处，比较突出的是规范中对照明供电保护及电缆选择没有做详细说明和要求，而这部分内容的设计正确与否直接影响到“安全可靠、技术先进、经济合理、节约能源、维修方便”这个基本原则。在道路实际使用中发生的电气故障，小到电缆烧毁，大到人身触电伤亡事故的出现，都于与此相关。笔者希望本文起抛砖引玉的作用，以引起有关部门的重视，并与本行业同仁一同探讨。 在道路照明配电中，由于配电线路较长，配电线路零序阻抗较大，单相接地（零）短路电流相对较小。为了计算低压配电系统的单相接地（零）电流，需要利用不对称短路电流的计算方法。不对称短路电流可利用计算三相短路的原则进行计算。因为电压的对称分量
与相应的电流对称分量成正比，因此在正序、负序和零序分量中，都能独立地满足欧姆定律和克希荷夫定律。正序、负序和零序电流也只产生相应地正序、负序和零序电压降，利用这一个重要的性质，可以用电工学中对称分量法分析在对称电路中所产生的各种不对称短路。 单相接地（零）短路电流的计算 不对称短路时，由于距发电机的电气距离很远，降压变压 器容量与发电机电源容量相比甚小，因此，可假定正序阻抗约等于负序阻抗。单相接地（零）短路电流按下式计算： 式中Up平均线电压（V）R0Σ，X0Σ，Z0Σ配电网络的总零序电阻，总零序电抗，总零序阻抗。R1Σ，X1Σ，Z1Σ配电网络的总正序电阻，总正序电抗，总正序阻抗。 电路中主要元件阻抗 1、电力系统正序电抗的计算在计算低压电力网络短路时，有时需要计入系统电抗XX，如果系统电抗不知，只有原线圈方面的 短路容量或高压短路器的额定容量Sdn（MVA）时，则系统正序电抗 可近似地按下式计算：式中 Uj=Up平均线电压（V）Sdn原线圈方面的短路容量或高压短路器的额定容量（KVA）。 2、变压器阻抗的计算 变压器的正序电阻： 变压器的正序电抗：式中ΔPd 变压器短路损耗（kW）Ue 变压器二次侧额定电压（V）Se 变压器额定容量（KVA）Ud% 变压器阻 抗电压百分比，变压器的零序电抗是与其本身结构和绕组的接法有关。
8.1.2三相和两相短 路电流的计算
8.1.2.2 三相和两相短路电流的计算 在220/380网络中，一般以三相短路电流为最大。一台变压器供电的低压网络三相短路电流计算电路见图8?1?1。 图8?1?1 低压网络三相短路电流计算电路 （a ）系统图；（b ）等效电路；（c ）用短路阻抗表示的等效电路图 低压网络三相起始短路电流周期分量有效值按下式计算 22 22230 3 /05.13/k k k k n k n X R X R U Z cU I + = +== '' kA （8-1-19） L m T s k R R R R R +++= L m T s k X X X X X +++= 式中 n U ——网路标称电压（线电压），V ，220/380V 网络为380V ； c ——电压系数，计算三相短路电流时取1.05； k Z 、k R 、k X ——短路电路总阻抗、总电阻、总电抗，mΩ； s R 、s X ——变压器高压侧系统的电阻、电抗（归算到400V 侧），mΩ； T R 、T X ——变压器的电阻、电抗，mΩ； m R 、m X ——变压器低压侧母线段的电阻、电抗，mΩ； L R 、L X ——配电线路的电阻、电抗，mΩ； I ''、k I ——三相短路电流的初始值、稳态值。 只要2222/s s T T X R X R ++≥2，变压器低压侧短路时的短路电流周期分量不衰减，即I I k ''=。
短路全电流k i 包括有周期分量z i 和非周期分量f i 。短路电流非周期分量的起始值 I i f ''=20，短路冲击电流ch i ，即为短路全电流最大瞬时值，它出现在短路发生后的半周期（0.01s ）内的瞬间，其值可按下式计算 I K i ch ch ''=2 kA （8?1?20） 短路全电流最大有效值ch I 按下式计算 2)1(21-+''=ch ch K I I kA （8?1?21） 式中 ch K ——短路电流冲击系数，f ch T e K 01 .01+=； f T ——短路电流非周期分量衰减时间常数，s ，当电网频率为50Hz 时，∑ ∑ = R X T f 314； ∑X ——短路电路总电抗（假定短路电路没有电阻的条件下求得），Ω； ∑R ——短路电路总电阻（假定短路电路没有电抗的条件下求得），Ω。 如果电路只有电抗，则∞=f T ，2=ch K ，如果电路只有电阻，则0=f T ，1=ch K ；可见2≥ ch K ≥1。 电动机反馈对短路冲击电流的影响，仅当短路点附近所接用电动机额定电流之和大于短路电流的1%（I I M r ''>∑?01.0）时，才予以考虑。异步电动机起动电流倍数可取为6~7，异步电动机的短路电流冲击系数可取1.3。由异步电动机馈送的短路冲击电流的计算式（8?1?22）。 由异步电动机提供的短路冲击电流M ch I .按下式计算 rM qM M ch M ch I K K I ..29.0= kA （8?1?22） 计入异步电动机影响后的短路冲击电流ch i 和短路全电流最大有效值ch I ，按下列两式计算 M ch s ch ch i i i ..+= kA （8?1?23） ])1()1[(2)(..2M M ch s s ch M s ch I K I K I I I ''-+''-+''+''= （8?1?24） 以上式中 s ch i .——由系统送到短路点去的短路冲击电流，kA ；
目录 1.前言 (1) 1.1短路电流的危害 (1) 1.2短路电流的限制措施 (1) 1.3短路计算的作用 (2) 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 (9) 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例 (14) 4.结果分析 (18) 5.心得体会 (19) 6.参考文献 (20)
1.前言 电能作为我们日常生活中运用最多的一种能源，不仅有无气体无噪音污染，便于大范围的传送和方便变换，易于控制，损耗小，效率高等特点。 电力系统在运行中相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(短路)时流过的电流称为短路电流。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路。在中性点直接接地的电网中，以一相对地的短路故障为最多，约占全部短路故障的90%。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。发生短路时，由于电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流大大增加，可能超过回路的额定电流许多倍。短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离，例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10～15倍，在大容量的电力系统中，短路电流可高达数万安培。 1.1短路电流的危害 短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。 1.2短路电流的限制措施 为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。为此，可采用快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值；加装限电流电抗器；采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下： 一是做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。 二是正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置，以便发生短路时，能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。
两相短路电流计算公式 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件. 计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流. 三.简化计算法 简化算法 【1】系统电抗的计算 系统电抗，百兆为一。容量增减，电抗反比。100除系统容量例:基准容量100MVA。当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100,1 当系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200,0.5 当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/?,0
系统容量单位:MVA 系统容量应由当地供电部门提供。当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量 作为系统容量。如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA。则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系统的电抗为 XS*=100/692,0.144。 【2】变压器电抗的计算 110KV, 10.5除变压器容量;35KV, 7除变压器容量;10KV{6KV}, 4.5除变压器容量。 例:一台35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875 一台10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813 变压器容量单位:MVA 这里的系数10.5，7，4.5 实际上就是变压器短路电抗的,数。不同电压等级有不同的值。 【3】电抗器电抗的计算 电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。 例:有一电抗器 U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 。 额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15 电抗器容量单位:MVA 【4】架空线路及电缆电抗的计算 架空线:6KV，等于公里数;10KV，取1/3;35KV，取 3,0 电缆:按架空线再乘0.2。 例:10KV 6KM架空线。架空线路电抗X*=6/3=2 10KV 0.2KM电缆。电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。
两相短路电流计算方法 根据两相短路电流计算公式：I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2 其中∑R=R1/K b2+R b+R2；∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2 式中I d--两相短路电流，A； ∑R、∑X—短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω； X X—根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω； R1、X1—高压电缆的电阻、电抗值，Ω； K b—矿用变压器的变压比，若一次电压为１０ＫＶ，二次电压为１２００Ｖ、６９０Ｖ时，变比依次为８．３、１４．５ R b、X b—矿用变压器的电阻、电抗值 R2、X2—低压电缆的电阻、电抗值 U e—变压器二次侧的额定电压，对于660V网络，U e以690V计算；对于1140V网络，U e以1200V计算 经查表： 702高压电缆R1=0.3Ω/Km，X1=0.08Ω/Km； 502高压电缆R1=0.42Ω/Km，X1=0.08Ω/Km； 352高压电缆R1=0.6Ω/Km，X1=0.08Ω/Km； 1140V变压器R b=0.0167，X b=0.1246； 660V变压器R b=0.0056，X b=0.0415； 1140V系统下X X=0.0144； 660V系统下X X=0.0048； 702低压电缆R2=0.315Ω/Km，X2=0.078Ω/Km； 502低压电缆R2=0.448Ω/Km，X2=0.081Ω/Km； 352低压电缆R2=0.616Ω/Km，X2=0.084Ω/Km；
252低压电缆R2=0.864Ω/Km，X2=0.088Ω/Km；162低压电缆R2=1.37Ω/Km，X2=0.09Ω/Km； 1、副井井下660V系统最远端两相短路电流 ∑R=R1/K b2+R b+R2=0.539948 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.118166 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=627.27A 2、副井井下1140V系统最远端两相短路电流∑R=R1/K b2+R b+R2=0.27092 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.20162 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=1776.73A 3、副井井下风机专用线最远端两相短路电流∑R=R1/K b2+R b+R2=0.2 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.086 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=1568A 4、主井井下660V系统最远端两相短路电流 ∑R=R1/K b2+R b+R2=0.09 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.06 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=3136A 5、主井井下1140V系统最远端两相短路电流∑R=R1/K b2+R b+R2=0.277 ∑X=X X+X1/ K b2+X b+X2=0.2 I d=U e/2√(∑R)2+(∑X)2=1756A 6、地面660V动力线最远端两相短路电流 ∑R=R1/K b2+R b+R2=0.4
电力系统设计 设计人__________ 专业__________ 学号__________ 指导老师__________
日期__________ 成绩__________ 一、设计题目2：电力系统短路计算 二、电力系统原理接线图
四、设计任务 4.1计算系统各元件的电抗以av B B U U MVA S ==,100为基准 4.2 短路类型的短路电流计算 4.2.1 当发电机电势取08.1=E 时 计算4M 母线发生三相短路，两相短路，单相短路流到短路点的短路电流。 4.3不同点短路时的短路电流计算 4.3.1 计算2M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.3.2 计算5M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.4输电线上的短路电流 计算5M 母线上发生三相短路，流到1L~8L 上的短路电流。 4.5任意时刻短路电流的计算 计算4M 母线上发生三相短路，分别计算t=0s, t=0.2s, t=4s,故障点流过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。 五、设计说明书撰写要求 1.设计内容全面，说明部分条理清晰，计算工程详略得当。
2.数据列表分析明晰，需要列表的有： 不同短路类型的短路电流计算结果 不同点短路时的短路电流计算结果 任意时刻短路电流的计算结果 课程设计说明书装订顺序：封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文、参考文献
目录 1. 绪论 1.1电力系统三大计算 (5) 1.2电力系统短路故障概述 (5) 2.短路电流分析 2.1对称分量法 (6) 2.2序网络 (6) 3.正文 3.1不同短路类型的短路电流计算 (7) 3.2不同点短路时的短路电流计算 (12) 3.3任意时刻短路电流的计算结果 (13)