短路电流的危害及限制措施
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。
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。
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。
三是在变电站安装避雷针，在变压器附近和线路上安装避雷器，
习题和思考题 3-1.什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路故障的原因有哪些？短路有哪些危害？短路电流计算的目的是什么？ 答：所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路，其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有： （1）电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 （2）运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关（部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置），检修后忘拆除地线合闸等； （3）自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘，大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。因此，短路将会造成严重危害。 （1）短路产生很大的热量，造成导体温度升高，将绝缘损坏； （2）短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏； （3）短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热而烧坏； （4）短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便； （5）严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃； （6）单相对地短路时，电流产生较强的不平衡磁场，对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。 计算短路电流的目的是: （1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
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 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 (MVA)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(Ω) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值
短路电流限制的原理 电力系统中的短路故障是不可避免的，除了故障点附近的损坏。例如，由于强烈的电弧的影响，流经故障回路的短路电流会对架空线、电缆、变压器和开关设备等设备施加较高的电动力和热应力。系统中的断路器还必须能够（选择性地）遮断和隔离故障点。 然而随着全球对电力能源需求不断增长，用户需要更大容量的变压器或者新增的发电接入现有系统，以满足负荷的增长，同时越来越多的系统进行互联，这就会导致客户电力系统短路电流水平升高，导致电力系统在短路电流承受能力方面接近甚至超过其极限。因此，短路电流限制成为行业所面临的挑战，这个挑战主要的难度在于：（一）如何在确保系统可靠性、供电连续性的前提下，有效地限制短路电流 （二）在有效限制短路电流的前提下如何尽可能提高系统效能减低损耗 （三）如何尽可能降低工程投资造价 图1a）显示一个简化的等效电路，用于讨论与电力系统中短路电流限制相关的问题。与故障之前流动的负荷电流无关。短路电流在故障0秒后从0kA开始以一定的上升速率迅速增大，具体取决于电路参数（电源电压U0和电源阻抗ZS以及故障初始相位角，当短路电流未被限制时，波形如图1b）中波形为i1，也就是系统预期的短路电流。如果其短路电流水平处于CB的遮断能力之内，则该短路电流将在t3处由CB遮断。
图1：短路电流限制 a）短路故障等效电路图 b）短路电流典型波形图 由于 是包括故障部分在内的电路中电阻的总和L是电路中全部电感所以限制短路电流的最简单方法是使用适当高值的阻抗ZS，即：（一）实时的在系统内增加网络阻抗，如电网分层分区、母线分段、提升电压等级等电网拓扑结构级手段，此解决方案是最为常用的解决办法，该方法的弊端是降低了系统的可靠性、增大了复杂性，降低了系统的效能，例如：母线分段。 （二）采用限流电抗器或者高阻抗变压器等，以限制短路电流的上升。该解决方案的缺点在于，它显然会在正常运行期间影响系统，降低系统的效能，而且在高负载电流下会导致相当大的电压降。 （三）采用狭义上的故障电流限制器，在正常的情况下，阻抗非
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
关于电网短路电流问题以及限制短路电流的改进措施 发表时间：2019-05-20T10:15:16.233Z 来源：《电力设备》2018年第34期作者：汪尚斌1 卢峥嵘2 [导读] 摘要：在电力系统不断发展之后，由于电网机制和电源负载的不断增加，系统容量不断增加，短路电流水平也在不断增加。 （1国网新疆电力有限公司哈密供电公司新疆哈密 839000；2国网新疆电力有限公司检修公司新疆乌鲁木齐 830001） 摘要：在电力系统不断发展之后，由于电网机制和电源负载的不断增加，系统容量不断增加，短路电流水平也在不断增加。如何限制短路电流，研究短路电流水平是电网建设发展中必须考虑的重要的问题。本文介绍了短路电流的定义，原因和危害；然后，从改变电网结构的角度，我们寻求限制短路电流的措施。 关键词：短路电流；问题；短路电流原因；措施； 一、概述 随着电力系统的不断发展，变电站容量，城市和工业中心负荷密度不断增加，大容量发电机组不断连接到电网，系统之间的强大互联，必然会突出一个新问题，即全部电力系统的水平电网的短路电流不断增加。电网中的各种输变电设备，如变电站的开关、变压器、变压器、母线、电线、支撑绝缘子和接地网，都必须满足短路电流增加的要求。也就是说，短路电流水平的问题。选择合理的短路电流水平不仅是系统规划和设计问题，而且是一个重要的技术和经济政策问题。 包括电网短路电流水平在内的一些因素包括：短路电流的周期和非周期分量的值，恢复电压的上升陡度，单相接地的短路比电路电流为三相短路电流，以及电网元件之间的统计短路电流值的分布。这些因素影响断路器的断路性能和设备参数的选择，也与电网结构，中性点接地方式和变电站出线数量有密切关系。 二、电力系统的短路考虑以下几个方面的问题： 1.、系统短路电流水平上限值的选择决定了开关设备的分断能力，开关设备和变电站中元件的动态和热稳定性，以及对通信设备和触点的干扰。和接地网的跨步电压。目前的水平越高，建设和投资的成本就越高。 2、为保持系统稳定运行和足够的抗干扰能力，系统中的每个中心站必须保持一定的短路电流水平，以保持电源系统短路故障后的稳定性并减少电网中的大负荷波动给其他用户。有必要保持足够的系统电压稳定性，因此有必要从技术和经济的角度选择合理的短路电流水平。 3、在确定系统短路电流水平时，还需要研究系统结构中的一些问题。系统结构对短路电流水平有很大影响。如果发电厂，变电站接入系统或施工位置过于集中，则会引起局部短路电流水平太高。 4、随着负载密度的增加，有必要加强电网的紧密连接，以满足供电需求。在调度操作中，通常希望在闭环中操作以提高电源的可靠性并减少线路损耗。结果，短路电流增加。过度的闭环操作不利于系统的可靠性，必须限制为限制短路电流。 5、为了保证继电保护的可靠性和灵敏度，系统之间的每个点必须保持一定的合理的短路电流水平。 6、在系统规划期间，在考虑短路电流水平时，必须考虑对现有电网现有设备的影响。 三、短路电流原因及危害 1.短路电流的原因 短路的主要原因是电源系统中的绝缘被破坏。在绝大多数情况下，绝缘损坏是由于未能检测到并消除设备中的缺陷以及不正确的设计，安装和维护造成的。此外，由于电力需求的快速增长，电力供应建设正朝着电厂的集中布局和单机容量的方向发展，导致短路电流水平不断增加。电力需求快速增长，能源分布不均，电力供应大规模集中建设，变电站和输电线路快速扩张，电网紧密连接，环网增加，系统阻抗年减少按年，和系统的短路。目前逐年增加。 2.短路电流的危害 当发生短路时，电源系统在短路后从正常稳态转换到稳定状态，这通常需要3到5秒。短路电流的最大瞬时值（称为浪涌电流）在短路后约半个周期（0.01秒）发生。它会产生大量电能，导致导体变形甚至损坏。短路电流将导致以下严重后果：短路电流通常会产生电弧，不仅会烧坏故障部件本身，还会烧毁周围设备并对周围人员造成伤害。当大的短路电流通过导体时，导体一方面会产生大量的热量，导致导体过热甚至熔化，绝缘层受损；另一方面，巨大的短路电流也会产生很大的电力作用在导体上，导致导体变形或损坏。 四、限制短路电流的措施 1、限制短路电流的必要性 由于经济建设的不断发展，电力系统也在不断发展壮大，负荷的增加，大容量机组的接入，新建线路和变电站的投运，短路电流水平日益增高不可避免，如不采取限制措施加以控制，不但会使新建设备投资增大，而且会对已运行的设备产生很大的影响，需要更大的投资对原有的设备进行改造。 在系统容量很小的时期，可以考虑更换设备，增加开断容量等方法加以解决，这种情况往往是因为设备有足够的裕度，在技术和经济角度都是可行的。但在系统容量很大，短路电流水平很高的时候，就不能简单的采取更换断路器的方法解决，这是因为系统中原有变电站不仅需要更换断路器，而且对于变压器、母线、互感器、绝缘子、架构、接地网、站内通信设备等也需加强或更换。因此必须研究限制短路电流的措施。 2、限制短路电流的措施 限制短路电流，可以从系统结构，系统运行中采取措施，或对设备采取措施，如增加限流电抗器。为了减小单相接地短路电流，可以控制变压器的中性点数。中性点通过电阻器或间隙接地，并且使用自耦变压器的方法是有限的。 在开发高压电网后，应立即考虑低压电网的开环运行。确保电源可靠性和减少系统是一种非常可行和有效的措施。短路电流水平。如果110kV电网是开环的，即使在未来20年内，其短路电流水平也不会超过31kA。 高压电网发展后，高压电网的形成，例如目前正在建设的500kV电网，将大大降低低电平电网的短路电流水平，220kV电压等级的短路电流不会超过34kA。 多母线分割操作或母线分割操作是常用的方法。可以认为，在某些情况下，在正常操作中，为了确保适当的操作余量，母线可以并联操作，但应该在母线断路器上操作。安装了自动快速断开装置。虽然拆卸或分割操作简单有效，但会降低系统的安全范围，并限制操作和
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.短路电流的危害及限制措 施正式版
短路电流的危害及限制措施正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 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。 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
短路电流的计算及影响计算结果的因素 经典的短路电流计算方法为：取变比为1.0，不考虑线路充电电容和并联补偿，不考虑负荷电流和负荷的影响，节点电压取1.0，发电机空载。短路电流计算的标准主要有IEC标准和ANSI标准，我国采用的是IEC标准。 国标规定了短路电流的计算方法、计算条件。国标推荐的三相短路电流计算方法是等值电压源法，其计算条件为：(1)不考虑非旋转负载的运行数据和发电机励磁方式；(2)忽略线路电容和非旋转负载的并联导纳：(3)具有分接开关的变压器，其开关位置均视为在主分接位置；(4)不计弧电阻：(5)35kV及以上系统的最大短路电流计算时，等值电压源取标称电压的1.1，但不超过设备的最高运行电压。 采用IEC标准进行短路电流计算时，允许用户任意设定短路电流计算的初值条件。可设定的选项包括：(1)变比选择：1.0或正常变比；(2)考虑充电电容与否；(3)计及并联补偿与否；(4)节点电压值；(5)发电机功率因素。 变压器变比增大时，从本母线看出去的变压器变比增加了，变压器支路的等值阻抗将增加，短路电流将减小：反之，变压器支路的等值阻抗将减小，短路电流将增加。变比的大幅变化对短路电流的影响相对较小；除基于潮流的短路电流计算外，短路电流计算一般均不考虑线路充电电容、线路高抗、低压并联电容器、电抗器等设备的影响。考虑并联补偿时，短路电流的变化相对较小，而且，考虑并联补偿后，短路电流的变化有升有降，其中，若是容性补偿占主导影响，短路电流增加，反之，则下降；考虑充电电容时，短路电流的变化幅度较大；若同时考虑充电电容和并联补偿，其影响是两者的叠加；在短路电流计算中，除基于潮流的短路电流计算外，发电机一般设为空载，所以，发电机的空载电势与其端电压相同。若发电机处于负载状态，其空载电势将大于发电机端电压，且在有功功率相同的情况下，功率因素越低，负载率越高，电流越大，空载电势越大，故障前短路点的母线电压也越高，所
某110kv变电站短路电流计算书
一、短路电流计算 取基准容量S j=100MV A，略去“*”， U j=115KV，I j=0.502A 富兴变：地区电网电抗X 1=S j/S dx=I j/I dx =0.502/15.94=0.031 5km线路电抗X2=X*L*(S j/Up2) =0.4*5*(100/1152)=0.015 发电机电抗X3=(Xd’’%/100)*(S j/Seb) =(24.6/100)*(100/48)=0.512 16km线路电抗X4=X*L*(S j/Up2) =0.4*16*(100/1152)=0.049 5.6km线路电抗X5=X*L*(S j/Up2) =0.4*5.6*(100/1152)=0.017 31.5MV A变压器电抗X6=X7= (Ud%/100)*(S j/Seb)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333 50MV A变压器电抗X=(Ud%/100)*(Sj/Seb)=0.272 X8=X3+X4+X5=0.578 X9=X1+X2=0.046 X10=(X8*X9)/(X8+X9) X11=X10+X6=0.046 地区电网支路的分布系数C1=X10/X9=0.935 发电机支路的分布系数C2=X10/X8=0.074 则X13=X11/C1=0.376/0.935=0.402 X14=X11/C2=0.376/0.074=5.08 1、求d1’点的短路电流 1.1求富兴变供给d1’点(即d1点)的短路电流 I x″=I j/(X1+X2)=0.502/(0.031+0.015)=10.913kA S x″=S j/(X1+X2)=100/(0.031+0.015) ≈2173.913MV A
短路电流计算的基本步骤和注意事项
短路电流计算方法的基本步骤和注意事项 一.概述 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. 二.一般计算条件 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、短路电流计算步骤 1．确定计算条件，画计算电路图
1）计算条件：系统运行方式，短路地点、短路类型和短路后采取的措施。 2运行方式：系统中投入的发电、输电、变电、用电设备的多少以及它们之 间的连接情况。 3)根据计算目的确定系统运行方式，画相应的计算电路图。 4）选电气设备：选择正常运行方式画计算图； 5）短路点取使被选择设备通过的短路电流最大的点。 6）继电保护整定：比较不同运行方式，取最严重的。 2．画等值电路，计算参数； 分别画各段路点对应的等值电路。 标号与计算图中的应一致。 3．网络化简，分别求出短路点至各等值电源点之间的总电抗。 ⑴. 星—角变换公式 角—星变换公式 23131231121X X X X X X n ++?=n n n n n X X X X X X 3212112?++= 23131232122X X X X X X n ++?= n n n n n X X X X X X 1323223?++= 23131231323X X X X X X n ++?=n n n n n X X X X X X 2131331?++= ⑵.等值电源归算 （1） 同类型且至短路点的电气距离大致相等的电源可归并； （2） 至短路点距离较远的同类型或不同类型的电源可归并； 直接连于短路点上的同类型发电机可归并； 四、注意事项
4-10 某工厂变电所装有两台并列运行的S9-800（Y,yn0接线）型变压器，其电源由地区变电站通过一条8km 的10kV 架空线路供给。已知地区变电站出口断路器的断流容量为500MVA ，试用标幺制法求该厂变电所10kV 高压侧和380V 低压侧的三相短路电流k I 、sh i 、sh I 及三相短路容量k S 。 解：（1）取100=d S MVA ， 5.101=d U kV ，4.02=d U kV ，则 kA 5.5kA 5 .10310031 1=?= = d d d U S I ，kA 3.144kA 4 .0310032 2=?= = d d d U S I （2）计算各元件电抗标幺值 系统 2.0500 100 * === oc d S S S X 线路 9.25 .10100 84.02 21* =??==av d WL U S l x X 变压器 625.58 .0100 1005.4100%* =?==N d k T S S U X （3）k 1点短路： 1.39.22.0* **1=+=+=∑WL S X X X kA 77.1kA 1.35 .5* 1 11=== ∑X I I d k kA 51.4kA 77.155.255.21=?==k sh I i kA 67.2kA 77.151.151.11=?==k sh I I kA 77.11==∞k I I MV A 26.32MV A 1.3100* 1 === ∑X S S d k （4）k 2点短路： 9125.52 625.59.22.02****2 =++=++=∑T WL S X X X X
短路电流的危害及限制 措施 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
短路电流的危害及限制措施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。 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。 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。
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。
电气专业培训复习题 一、填空题(每题2分，共24分) 1.电力系统中性点运行方式有三种，分别是中性点直接接地运行方式、中性点不接地（绝缘）运行方式、中性点经消弧线圈接地运行方式。 2. 电弧是气体游离导电现象，形成过程是介质向等离子体态的转化过程。 3.母线是汇集和分配电流的裸导体，类型有_软_母线和硬母线之分。 4.高压断路器是高压电器中最主要的部分，在空载、正常负荷和短路状态下都应可靠动作。 5.隔离开关的作用主要有隔离电源、倒闸操作和投、切小电流电路。 6.触电是指人体的不同部位受到电压的作用，在人体内产生电流，造成的伤害甚至危及生命安全。 7.电流互感器正常运行时二次侧不允许开路。电压互感器正常运行时二次侧不允许短路 8. 限制短路电流的一般采用的电气设备有继电保护、断路器 9. 考虑发热对电气设备的影响，我国规定电气设备正常工作允许的最高温度为。 10. 电弧是一种游离的气体放电现象。 11. 熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。 12. 真空断路器是以“真空”作为灭弧和绝缘介质的断路器。 13. 隔离开关的用途：隔离电源、倒闸操作和投、切小电流电路。 14. 断路器的种类很多，按灭弧介质可分为油断路器、真空断路器、 SF6断路器、磁吹断路器。 15. 电力工业中常以电压、频率和波形来衡量一个系统的供电电能质量，电能质量要求供电电压的波形为正玄波。 16.电力系统的中性点是指三相系统作星形连接的发电机和变压器的中性点。常见的三种中性点运行方式是：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、_中性点直接接地。 17.电流互感器一次绕组串联接于一次电路中,二次侧不允许开路运行。 18. 信号系统中，红灯亮表示断路器在合闸位置，绿灯亮表示分闸位置。
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 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（MVA）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（Q） 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键.
第37卷第22期电力系统保护与控制Vol.37 No.22 2009年11月16日Power System Protection and Control Nov. 16, 2009 电网结构对短路电流水平及受电能力的影响分析 杨 冬1，刘玉田1，牛新生 2 (1.山东大学电气工程学院，山东 济南 250061；2.山东电力研究院，山东 济南 250002) 摘要：针对220 kV分区电网的两种典型结构模式，利用基本电路理论建立短路电流模型，在此基础上论述电网结构对短路电流水平及受电能力的影响。以2008年济南电网的短路电流计算分析为例，说明了该模型的适用性，计算结果表明改善电网结构可有效控制系统短路电流水平，提高分区电网受电能力。 关键词: 电网结构；短路电流；受电能力；分区规模 Analysis on influence of power grid structure upon short circuit level and power receiving capability YANG Dong 1, LIU Yu-tian1, NIU Xin-sheng2 (1. School of Electrical Engineering, Shandong University, Jinan 250061,China; 2. Shandong Electric Power Research Institute, Jinan 250002,China) Abstract: In allusion to two typical structure modes in 220kV district power grid, a short circuit current model is established on the basic circuit theory. The influence of power grid structure upon short circuit level and power receiving capability is also discussed. Taking the short circuit current calculation of Jinan power grid in the year of 2008 as example, the applicability of this model is verified. The computation results show that improving the power grid structure, as an effective means, can not only control short circuit level but also augment power receiving capability. Key words: power grid structure; short circuit current; power receiving capability; district power grid scale 中图分类号： TM715; TM71 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2009)22-0062-06 0 引言 电网短路电流水平超标问题，不但威胁系统的安全、稳定运行，而且直接影响电网运行的经济性。解决短路电流问题有两个方向，一是直接更换开关设备，二是采取限制短路电流的措施。更换开关设备适用于局部短路电流过大的情况，当整个系统短路电流水平提高时，更换开关设备的费用很大，这时应考虑采取限制短路电流的措施，改善电网结构就是其中行之有效的方法[1]。 文献[2~5]从电网规划的角度出发，论述了改善电网结构是限制短路电流的直接、有效的方法。这些文献大多针对具体电网，研究改善电网结构的措施，给出定性结论，缺乏对普遍适用的短路电流模型的分析。文献[6]用统计的方法预测超高压系统的短路电流水平，但该方法需要历年的短路电流统计数据，适合对网架较成熟、发展较缓慢的电网进行预测。文献[7]提出了一种用于220 kV电网短路电流预测的方法，给出了短路电流模型，但并未结合模型进一步分析电网结构对控制系统短路电流，提高分区电网受电能力的影响。 本文针对220kV分区电网的两种典型结构模式，利用基本电路理论建立短路电流模型，在此基础上论述电网结构对短路电流水平及受电能力的影响。以2008年济南电网的短路电流计算分析为例，说明了该模型的适用性，计算结果表明改善电网结构可有效控制系统短路电流水平，提高分区电网受电能力。 1 分区电网短路电流模型 根据电网规划远景年份的分层分区情况，对于220 kV分区电网结构，本文主要考虑图1所示的两种模式。其中，图1（a）所示模式称为模式1，图1（b）所示模式称为模式2。与之对应的系统短路电流计算模型如图2所示。其中，X500为500 kV系统等效短路阻抗，X220为220 kV系统等效短路阻抗，X T为500 kV变电站等值阻抗。500 kV变电站的220 kV母线是分区电网的短路电流控制节点。短路电流控制节点上的短路电流水平由500 kV主变和接入220 kV分区电网的地方电源共同决定。
限制短路电流的方法 1．选择适当的主接线形式和运行方式 （1）对具有大容量机组的发电厂中采用单元接线； （2）在降压变电所中，可采用变压器低压侧分列运行方式，即所谓母线硬分段接线； （3）对具有双回路电路，在负荷允许条件下可按单回路运行； （4）对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运行。 2．加装限流电抗器 （1）加装普通电抗器 1）出线端加装出线电抗器用来限制电缆馈线支路短路电流。它只能在电抗器后面临近点短路时才有限制短路电流的作用。通常在架空线路上不装设电抗器。 线路电抗器不仅限制短路电流，而且能在母线上能维持较高的剩余残压（大于65％UN）。通常线路电抗器的百分电流值为3％～6％。 2）母线电抗器装设在母线分段的地方，其目的是让发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器等都能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而升级。 一般设计主接线时，为了限制发电机电压母线短路电流，应首先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中以及主变压器回路中安装电抗器，只有经过计算认为限制效果不够时，才考虑装设线路电抗器。一般当电厂和系统容量较大时，两种电抗器都需要安装。为了运行操作方便和减小母线各段之间电压差，母线分段不宜超过三段，母线电抗器的电抗百分值应取8％～12％。 （2）分裂电抗器 分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是线圈中心有一个抽头3，中间抽头一般用来连接电源、两个分支（又称两臂）和用来连接大致相等的两组负荷。 当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值相同时，两者在短路时的限流作用一样，但正常运行时电压损失只有普通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍的出线，减少了电抗器的数目。 运行中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂电压偏差，造成电压波动，甚至可能出现过电压。所以一般分裂电抗器的电抗百分值取8％～12％。 分裂电抗器在主接线中，可以装设在电缆馈线上，每个臂可以接一回出线或几回出线。分裂电抗器串接在发电机回路中，不仅起着出线电抗器的作用，而且也起着母线电抗器的作用。 3．采用分裂低压绕组变压器 当发电机容量较大时，采用分裂低压绕组变压器组成扩大单元接线。分裂绕组变压器在正常工作和低压侧短路时其电抗值不相同，从而起到限制短路电流效果。 低压分裂绕组正常运行时的电抗值，只相当两分裂绕组短路电抗的1/4。当一
短路电流的危害及限制措施 (通用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0106
短路电流的危害及限制措施(通用版) 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。 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。 短路电流的限制措施