电网短路电流计算发电机并网.doc

电网(diànwǎng)短路电流计算(发电机并网)电网(diànwǎng)短路电流计算(发电机并网)短路(du ǎnl ù)电流计算书（发电机并网(b ìn ɡ w ǎn ɡ)）一、原始数据系统(x ìt ǒng)阻抗标么值为0.0122（最大运行(y ùnx íng)方式），0.0428（最小运行(y ùnx íng)方式） 取基准容量，基准电压（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下： （1） 发电机G1~G2：，，（2） 主变压器1T~2T ，（3） 辅助变压器 3T~4T ，9%=k U（4） 厂用变压器5T~8T ，9%=k U三、各元件阻抗参数计算 发电机（G1~G2）：1.4857主变压器（1T~2T ）：辅助变压器（5T ）：e jk T S S U X ⨯=100% 厂用变压器（3T~4T ）：ejk T S S U X ⨯=100% 四、电气主接线图五、阻抗(zǔkàng)系统图六、短路(duǎnlù)电流计算（1）求计算(jì suàn)电抗及查表求电流标幺值对于(duìyú)无限大容量系统：对于发电机(有限容量系统(xìtǒng))：先求计算电抗，再查表得到电流标幺值It（2）计算短路电流、冲击电流和短路容量对于无限容量系统：电流基准值短路电流短路容量对于发电机(有限容量系统)：电流(diànliú)基准值(归算到短路点)短路(duǎnlù)电流短路(duǎnlù)容量冲击(chōngjī)电流，在实用计算中，当短路发生(fāshēng)在发电机电压母线时，取；短路发生在发电厂高压侧母线时，取；在其他地点短路时，取.全电流系数1.1系统S出口6.6KV母线k1 点短路（1）系统及其等值网络的化简各电源的计算电抗如下：最大运行方式：最小运行方式：1）系统S供给K1点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值：起始短路容量：短路电流冲击值：式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1Ksh最小运行方式：短路电流周期分量起始值：起始短路(du ǎnl ù)容量：短路电流(di ànli ú)冲击值：式中，因为短路(du ǎnl ù)发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2)发电机G1供给(g ōngj ǐ)K1点的短路(du ǎnl ù)电流： 最大运行方式： 根据的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：4.75，3.0换算到35kV 的发电机额定电流为 所以短路电流周期分量起始值：稳态短路电流有效值： 起始短路容量： 短路电流冲击值：最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。

电网短路电流计算1.短路电流的定义和基本原理：短路电流是电力系统中电流的最大值，通常发生在电网出现故障时。

故障时，电流会沿着故障点附近低阻抗路径流动，形成短路电流。

短路电流的大小取决于电源的最大输出功率、电网的电压和阻抗。

2.发电机短路电流计算方法：发电机并网接入电网时，短路电流的计算方法如下：2.1基础参数的获取：首先，需要获取发电机和电网的基础参数，包括发电机的额定功率（MVA）、额定电压（kV）、短路阻抗（pu）以及电网的短路容量（MVA）等。

2.2短路阻抗的确定：根据发电机的类型和连接方式，可以通过实验或者参考标准，确定发电机的短路阻抗。

短路阻抗通常以百分比（pu）的形式给出。

2.3短路电流计算方法：根据公式 I = U / Z ，其中I为短路电流（kA），U为发电机的电压（kV），Z为短路阻抗（pu），可以计算出短路电流的大小。

2.4确定故障位置：根据实际情况，需要确定故障发生的位置。

故障可以发生在发电机附近的高压侧，也可以发生在电网的其他位置。

2.5短路电流的限制：根据电网的规范和安全要求，需要对短路电流进行限制。

通常通过设置保护装置或者选择合适的发电机容量来限制短路电流。

3.短路电流计算的影响因素：短路电流的大小受到多种因素的影响，包括发电机容量、电网电压、短路阻抗、电缆长度等。

调整这些参数可以对短路电流进行控制和限制。

4.短路电流计算的用途：短路电流计算有助于电力系统的设计和保护设置。

它可以帮助工程师评估电网的稳定性、选择合适的保护装置、确定故障位置和排除电力系统中的潜在问题。

总结：电网短路电流计算是电力系统设计和保护设置中重要的一部分。

通过计算短路电流，可以评估电力系统的稳定性和安全性，为工程师提供有关电网故障的关键信息。

在发电机并网的情况下，短路电流的计算需要考虑发电机和电网的基本参数、短路阻抗的确定以及故障位置的确定等因素。

同时，通过合理调整这些参数，可以对短路电流进行控制和限制，以确保电力系统的正常运行。

Science & Technology Vision
科技视界
电力系统发电机短路电流计算方法及计算实例研讨
梁小梅 渊四川明珠集团有限责任公司袁四川 射洪 629200冤
揖摘 要铱本文在处于串并联状态的电力网络系统袁其短路电流的阻抗在叠加理论的基础上袁分析计算短路点转移阻抗尧馈送短路电流尧短 路点总短路电流遥 将通过全面了解电力系统发电机短路电流计算思路袁进一步研讨短路电流的计算实例遥
16.778KA遥 其次是两台发电机并联后袁等效发电机 G10 参数均为院电枢 电阻 1.183m赘曰直轴瞬变电抗 11.573m赘曰直轴超瞬变电抗 5.273m赘曰 非周期分量衰减时间常数 22.18ms曰 周期分量超瞬变衰减时间常数 3.168ms曰次暂态短路初始值 34.685KA曰短路电流周期分量 25.152KA曰 短路电流非周期分量 33.669KA遥
端阻抗 Zf 串联后袁等效发电机 G30忆参数为院电枢电阻 3.645m赘曰直轴 瞬变电抗 12.728m赘曰直轴超瞬变电抗 7.228m赘曰非周期分量衰减时间 常数 7.543ms曰周期分量超瞬变衰减时间常数 7.894ms曰次暂态短路电 流初始值 30.051KA曰暂态短路电流初始值 20.124KA曰短路电流周期
以青磁窑煤矿 11# 层 406 盘区为例袁通过改进后的探放技术的应 用袁探放水队向 3# 层小窑破坏区成功施工钻孔 21 个渊包括 8602 工作 面冤袁效果好袁成本低遥 如聘请外委单位从地面施工 21 个孔袁每一个孔 400 米深袁单钻探费用将达到 630 万元袁不包括配套设施费用袁并且施 工工期长袁准确率低袁不能满足生产的需要遥
周期分量衰减常数 栽义凿 的大小袁即可修正 X义d 和 X忆d 遥 1.3 并联后等效发电机参数

发变组保护短路电流整定计算稿计算/日期：复审/日期：审核/日期：批准/日期：一、原始数据：Sj＝100MV A1、根据业主方提供最新线路阻抗值：系统最大运行方式下容量：2200MW，系统最小运行方式下容量：2000MW1）正序阻抗：正序电阻0.71099Ω，正序电抗18.620Ω2) 负序阻抗：负序电阻0.71516Ω，负序电抗18.4977Ω3) 零序阻抗：零序电阻1.10004Ω，零序电抗18.5626Ω折算到Sj=100MVA下的标幺值，且忽略电阻：X1＝18.620×100÷4002＝0.01164X2＝18.4977×100÷4002＝0.01156X0＝18.5626×100÷4002＝0.011602、发电机：Se＝128MW，Pe＝108.635MW，cosφ＝0.85，Ue＝13.8KV，Ie＝5345A，Xd″＝0.188（饱和值），X2＝0.172（饱和值），X0＝0.077（饱和值）故：X1＝0.188×100÷128＝0.147X2＝0.172×100÷128＝0.134X0＝0.077×100÷128＝0.0603、＃1主变：Se＝135MV A，Ue＝(420±2×2.5%)/13.8 kV，YNd11，额定电流：185.6/5648 A，Ud＝12.5％，X0＝166.7Ω/相故：X1＝X2＝0.125×100÷135＝0.0926X0＝166.7×100÷4002＝0.10424、励磁变：Se＝1050kV A，Ue＝13.8/0.40kV，Yd11，Ud＝6％，X1＝X2＝0.06×100÷1.05＝5.71二、等值阻抗图：三、短路电流计算：1、d1点短路：主变高压侧短路。

发电机短路电流计算公式
发电机短路电流计算公式如下：
短路电流=额定电压/ (短路阻抗+阻抗内降)
其中，短路阻抗是指发电机的短路阻抗，通常用相对单位即短路
电压标定值表示，可以通过测量或者设备参数查表获取；阻抗内降是
指由于发电机的额定电流、发热、剩磁等原因导致的内部阻抗的降低。

拓展：
发电机短路电流是指在发电机短路故障状态下通过故障点的电流。

短路故障是指发电机绕组之间或与地之间发生直接连接的故障，例如
绕组间相间短路、对地短路等。

短路电流是短路故障时内部电机的负
载电流，具有很高的电能和热能，对设备和系统安全运行带来威胁。

对于发电机的短路电流计算，需要考虑短路故障类型、发电机的
参数、运行状态等因素。

通常，短路电流会远远高于额定电流，因此
在设计和运行发电机系统时需要合理考虑短路电流带来的影响。

电机短路电流的计算公式可以根据不同的电路和发电机参数进行推导。以下是一种常见 的计算发电机短路电流的公式：
短路电流（Isc）= (Eg - Vt) / Zs
其中， - Isc 是短路电流，单位为安培（A）； - Eg 是发电机的额定电压，单位为伏特（V）； - Vt 是发电机的绕组电压降，单位为伏特（V）； - Zs 是发电机的同步阻抗，单位为欧姆（Ω）。
发电机短路电流计算公式
需要注意的是，这个公式是一个简化的计算公式，它假设发电机的电压和电流是正弦波形 式，并且忽略了发电机的内阻和电抗等参数。在实际应用中，为了更准确地计算短路电流， 需要考虑更多的因素，如发电机的内阻、电抗、励磁电流等。
此外，短路电流的计算还需要考虑短路点的位置和类型，以及电路的拓扑结构等因素。因 此，在实际应用中，为了准确计算短路电流，需要根据具体的电路和发电机参数进行详细的 分析和计算。

三、近端短路的一台发电机馈电的三相短路电流初始值I″k的计算1.按公式计算靠近发电机端或有限电源容量的网络发生短路的主要特点是：电源母线上的电压在短路发生后的整个过渡过程不能维持恒定，短路电流交流分量随之变化，见图4-1 (b)，电源的内阻抗不能忽略不计。

图4-1 短路电流波形图(a)远端短路时的电流波形图;(b)近端短路的电流波形图I″k—对称短路电流初始值; ip—短路电流峰值; Ik—稳态短路电流iDC—短路电流直流分量; A—直流分量iDC的初始值短路电流的变化与发电机的电参数及电压自动调整装置的特性有关。

工程设计中常采用运算曲线法计算短路过程某一时刻的短路电流交流分量。

因为同步电机的转子绕组(等效阻尼绕组及励磁绕组)的磁链在突然短路瞬间不能突变，与转子绕组的磁链成正比的超瞬态电动势E″，在突然短路瞬间仍保持短路前的数值，因此短路电流交流分量的起始值，即超瞬态短路电流有效值I″k可利用公式直接计算对于汽轮发电机(4-17)或(4-18)对于水轮发电机(4-19)式中Ij——基准电流，kA;E″——发电机超瞬态电动势，工程计算中可以认为E″≈UrG，kV;UrG——发电机额定电压，kV，UrG＝1.05Un;Un——系统标称电压，kV;X″d——发电机超瞬态电抗，Ω;Xw——自发电机出口至短路点间的短路电路电抗，Ω;X″*d、X*w——以发电机额定总容量SnΣ为基准容量的X″d和Xw的标幺值;K——考虑到水轮发电机的超瞬态电抗X″d值比较大而引入的计算系数，见表4-14。

表4-14 水轮发电机的计算系数K值2.按发电机运算曲线计算用运算曲线(图4-4～图4-12) 或查相对应的发电机运算曲线数字表(表4-15～表4 -18)计算交流分量是十分简便的。

由于在制定运算曲线时计及了同步电机的过渡过程和负荷对交流分量的影响，因而也是比较准确的。

用运算曲线计算交流分量的步骤如下：图4-4 汽轮发电机运算曲线(一) (Xc＝0.12～0.5，t=0～1s)图4-5 汽轮发电机运算曲线(二) (Xc＝0.12～0.5，t=1～4s)图4-6 汽轮发电机运算曲线(三) (Xc＝0.5～3.45，t=0～0.2s)图4-7 汽轮发电机运算曲线(四) (Xc＝0.5～3.45，t=0.2、0.6s)图4-8 汽轮发电机运算曲线(五) (Xc＝0.5～3.45，t=0.6～4s)图4-9 水轮发电机运算曲线(一) (Xc＝0.5～3.5，t=0、0.1s)图4-10 水轮发电机运算曲线(二) (Xc＝0.18～0.56，t=0～0.4s)图4-11 水轮发电机运算曲线(三) (Xc＝0.18～0.56，t=0.4～4s)图4-12 水轮发电机运算曲线(四)(Xc＝0.5～3.5，t=0.1～4s)(1) 网络简化。

短路电流的简便估算法沈 坚在工程设计中，我们经常需要确定变压器的阻抗值是否满足电气设备的开断水平，这就需要进行短路电流计算。

《电力工程电气设计手册》中叙述的计算方法虽然计算结果比较准确，但是计算过程比较复杂。

我们可以通过变压器、发电机的额定电流除以短路电压百分值或次暂态电抗百分值，快速得到短路电流的估算值。

以下分三种情况介绍计算方法和算例。

一．由发电机提供的短路电流I"I"X √(Ue为额定电压，X’’d为发电机次暂态电抗值)将X d X/、S Pe/cos 和S √3UeIe 代入上式，经化简可得：I Ie/X(Ie为额定电流，X为发电机电抗百分值)算例：某600MW发电机的额定电流为18525A，X为20.49%，求发电机供的短路电流值。

解：I Ie/X=18525/0.2049=90.41kA二．双卷变压器低压侧的短路电流I"I"X √(Ue为额定电压，X’’d为变压器电抗值)将Xd和Se √ 代入上式，经化简可得：I Ie/(Ie为额定电流，为变压器短路电压百分值)算例：某双卷变压器容量为2500KVA, 变比为10/0.4‐0.23kV, 短路电压百分值为10%，变压器低压侧额定电流为3798A。

求变压器低压侧的短路电流。

解：I Ie/ =3798/0.10=37.98 kA对于380V系统，当考虑电动机反馈电流时，计算结果应乘以1.3的修正系数；对于10KV或6KV系统，不用乘以修正系数。

即：37.98X1.3=49.374 kA。

若按《火力发电厂厂用电设计技术规定》附录N的计算方法，短路电流计算值为48.8 kA。

由此看出，用估算法计算出的短路电流值比较接近真实值。

三．分裂变压器低压侧的短路电流I"先按高低压绕组容量的比例，把以高压绕组额定容量为基准的半穿越短路电抗折算为低压分裂绕组的电抗值，再根据上述双卷变压器的短路电流的估算法。

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.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 MVA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(2)标么值计算容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ3、无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.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. 4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗，百兆为一。

发电机短路电流计算一、概述发电机短路电流计算是电力系统设计、施工和运行中必不可少的重要环节之一。

该计算方法是基于阻抗法，通过对电力系统中网络各部分的短路电流进行计算，来判断系统的安全性和稳定性。

下面将介绍发电机短路电流计算的基本思路和步骤。

二、计算步骤（一）确定短路形式发电机短路电流的计算需要明确发电机在何种形式下发生短路。

一般来说，发电机短路分内部短路和外部短路两种情况。

其中，内部短路指发电机内部发生的短路，外部短路指发电机与外部电力系统之间发生的短路。

（二）建立系统模型建立发电机短路电流计算的系统模型很关键。

一般来说，系统模型包括发电机、接线柜、变压器等组成的电力系统分析模型和电气特性模型。

通过对系统模型的建立，可以明确各部分的参数，从而进行短路电流计算。

（三）计算各部分参数对于电力系统中每个部分的参数进行计算非常关键。

一般来说，需要计算的参数包括发电机的额定电压、阻抗等特性参数、接线柜、变压器等设备的电气特性参数、电缆长度、截面积、接头处等的阻抗参数等。

（四）计算短路电流通过上述步骤，可以得到各部分的电气参数和设备特性，从而计算出电力系统中各部分的短路电流。

其中，应关注的短路电流包括最大短路电流和极短路电流等。

（五）对计算结果进行验证和修正计算完成后，需要对计算结果进行验证和修正。

一般来说，需要对计算结果进行实测、模拟验证，以确保结果的有效性和可靠性。

如果出现计算错误，需要进行修正，直到计算结果符合实际情况。

三、总结发电机短路电流计算是电力系统设计、施工和运行中非常重要的一环。

通过确定短路形式、建立系统模型、计算各部分参数、计算短路电流以及对计算结果进行验证和修正等步骤，可以准确地计算出系统中各部分的短路电流，从而保障电力系统的安全性和稳定性。

短路电流计算方法短路电流是指在电路中出现短路时所产生的电流。

短路电流的计算对于电路的设计和保护具有重要意义。

正确计算短路电流可以帮助我们选择合适的电器设备和保护装置，从而确保电路的安全运行。

下面将介绍一些常见的短路电流计算方法。

首先，我们需要了解短路电流的定义。

短路电流是指在电路中出现短路时，电流突然增大的现象。

短路电流的大小取决于电路的阻抗、电压和负载等因素。

在进行短路电流计算时，我们需要考虑这些因素，并采用适当的方法进行计算。

一种常见的短路电流计算方法是采用对称分量法。

对称分量法是一种基于对称分量理论的电路分析方法，通过将三相电路中的不对称系统转化为对称系统，简化了电路的分析和计算过程。

在使用对称分量法进行短路电流计算时，我们需要先将电路转化为正序、负序和零序对称分量，然后分别计算它们的短路电流，最后将它们合成为总的短路电流。

另一种常用的短路电流计算方法是采用复功率法。

复功率法是一种基于复功率理论的电路分析方法，通过将电路中的各个元件的功率表示为复数形式，简化了电路的分析和计算过程。

在使用复功率法进行短路电流计算时，我们需要先将电路中各个元件的复功率表示出来，然后利用复功率的运算规则进行计算，最终得到短路电流的大小和相位。

除了对称分量法和复功率法，还有一些其他的短路电流计算方法，如有限元法、潮流法等。

这些方法各有特点，适用于不同类型的电路和不同的计算要求。

在实际工程中，我们可以根据具体的情况选择合适的方法进行短路电流计算。

总的来说，短路电流的计算对于电路的设计和保护具有重要意义。

正确计算短路电流可以帮助我们选择合适的电器设备和保护装置，从而确保电路的安全运行。

在进行短路电流计算时，我们可以采用对称分量法、复功率法等不同的方法，根据具体的情况选择合适的方法进行计算。

希望本文介绍的短路电流计算方法对大家有所帮助。

百度文库- 让每个人平等地提升自我一、短路电流计算用图和阻抗计算一次系统示意图等效阻抗图主系统部分元件阻抗计算设备名称阻抗编号额定容量Se(MVA)阻抗标么值X*e阻抗标么值X*j计算公式(Sj取100MVA)供电线路至电厂1、2 100 基准容量：100MVA；基准电压：66kV1号、2号主变3、4 20 X*j= X*e×Sj/Se 高备变 5 X*j= X*e×Sj/Se 1号高厂变 6 X*j= X*e×Sj/Se 1号、2号发电机7、9 X*j= X*e×Sj/Se 2号高厂变8 X*j= X*e×Sj/Se 3号、4号高厂变10、11 X*j= X*e×Sj/Se6kV部分元件阻抗计算设备名称阻抗编号额定容量Se(MVA)阻抗标么值X*e阻抗标么值X*j计算公式(Sj取100MVA)1号低厂变101 1 X*j= X*e×Sj/Se 低压备用变102 1 X*j= X*e×Sj/Se 2号低厂变103 X*j= X*e×Sj/Se 1号化学变104 X*j= X*e×Sj/Se 3号低厂变105 1 X*j= X*e×Sj/Se 4号低厂变106 X*j= X*e×Sj/Se 化学备用变107 X*j= X*e×Sj/Se二、各种计算方式下短路电流计算1 1条进线、1台变压器带高备变、发电机未运行时的短路电流计算2台机组均停运时，厂用电源通过高备变由系统送至厂用6kV备用母线段。

电厂66 kV母线短路时（图中的K3点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为X*＝三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I03＝(1/×100000/×66)＝6369(A)电厂母线短路时（图中的K1点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝+=三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I01＝(1/×100000/×＝8302(A)高备变低压侧短路时（图中的K2点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝++=三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I02＝(1/×100000/×＝2993(A)* 不计6kV备用段至各厂用段的电缆阻抗，各6kV厂用段母线短路时的三相短路电流也为此电流值。

短路电流计算书（发电机并网）一、原始数据系统阻抗标么值为0.0122（最大运行方式），0.0428（最小运行方式）取基准容量MVA S j 100=，基准电压N av j U U U 05.1==（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下：（1） 发电机G1~G2：MW P e 7=，,8.0cos =φ MVA P G e e 75.8cos /==φ，13%''=d X（2） 主变压器1T~2TMVA S S T T 921==，9%=k U（3） 辅助变压器 3T~4T MVA S S T T 243==，9%=k U （4） 厂用变压器5T~8T MVA S S S S T T T T 28765====，9%=k U 三、各元件阻抗参数计算发电机（G1~G2）： φcos /100''e j dG P S X X ⨯= =⨯==8.0/71001001321G G X X 1.4857 主变压器（1T~2T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 19100100921=⨯==T T X X 辅助变压器（5T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X 厂用变压器（3T~4T ）：ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X 四、电气主接线图五、阻抗系统图六、短路电流计算（1）求计算电抗及查表求电流标幺值t I *对于无限大容量系统：01CI I X **∞*== 对于发电机(有限容量系统)：先求计算电抗**Gejs m jS X X S =⨯，再查表得到电流标幺值t I *（2）计算短路电流、冲击电流和短路容量对于无限容量系统：电流基准值b S I =短路电流0"b I I I I *∞==⨯ 短路容量"j C CS S X*=对于发电机(有限容量系统)：电流基准值(归算到短路点)Gb I =短路电流t t Gb I I I *=⨯短路容量""C av S U I =冲击电流''2I K i sh sh =，在实用计算中，当短路发生在发电机电压母线时，取9.1=sh K ；短路发生在发电厂高压侧母线时，取85.1=sh K ；在其他地点短路时，取8.1=sh K .全电流系数2)1(21-+sh K1.1系统S 出口6.6KV 母线k1 点短路（1）系统及其等值网络的化简各电源的计算电抗如下： 最大运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0122.01/==X X S js最小运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X 2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0428.01/==X X S js1） 系统S 供给K1点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值： )(2265.1350122.013531001''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量： )(7213.81960122.01001"MVA X S S j S===短路电流冲击值： )(3543.3632265.1359.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 最小运行方式：短路电流周期分量起始值：)(5415.380428.0135310012''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量：)(4486.23360428.010012"MVA X S S j S===短路电流冲击值：)(5612.1035415.389.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2) 发电机G1供给K1点的短路电流： 最大运行方式：根据1/G js X 的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：==0*"*I I 4.75，=∞*I 3.0 换算到35kV 的发电机额定电流为)(1443.035311kA S I G b G =⨯=所以短路电流周期分量起始值：)(6856.01443.075.41"*''1kA I I I b G G =⨯==稳态短路电流有效值：)(6854.01443.075.41*1kA I I I b G G =⨯==∞∞起始短路容量：)(5623.416856.03533''1''1MVA I U S G av G =⨯⨯== 短路电流冲击值：)(8422.16856.09.122"11kAI K i G sh G sh =⨯⨯==• 最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。

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 circuit1、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，也可能殃及周围设备. （4） 电压大幅下降，对用户影响很大. （5） 如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电。

这是短路故障的最严重后果。

（6） 不对称短路会对附近的通讯系统产生影响。

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X1=S j/S dx=I j/I dx=0.502/15.94=0.0315km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)=0.51216km线路电抗X4=X*L*(S j/Up2)=0.4*16*(100/1152)=0.0495.6km线路电抗X5=X*L*(S j/Up2)=0.4*5.6*(100/1152)=0.01731.5MV 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=0.046X10=(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=0.402X14=X11/C2=0.376/0.074=5.081、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 Ai chx1=√2 *K ch*I x″=√2 *1.8*10.913=27.776kA I ch=I x″√1+2(K ch-1)2 =10.913*√1+2(1.8-1)2 =10.913*1.51=16.479kA1.2 求沙县城关水电站供给d1’点的短路电流将发电机支路的等值电抗换算到以发电机容量为基准容量时的标幺值X js=X8*S rg/S j=0.578*48/100=0.277查表得I*’’=3.993 I*0.2=3.096 I*4=3.043换算到115kV下发电机的额定电流:I ef=S rg/( 3U p)=48/(1.732x115)=0.241求得:I f’’= I*’’*I ef=3.993x0.241=0.962kA I f0.2’’= I*0.2’’*I ef=3.096x0.241=0.746kA I f0.4’’= I*4’’*I ef=3.043x0.241=0.732kAi chf=√2 *K ch*I f″=√2 *1.8*0.962=2.448kA1.3 求得d1’点的短路电流I x″=10.913+0.962=11.875kAi ch=27.776+2.448=30.224kAI ch=11.875√1+2*(1.8-1)2 =17.93kA2、求d2点的短路电流I x″=I j/(X1+X2+X6)=5.50/(0.031+0.015+0.333) =14.512kAi chx=2* K ch*I x2″=2*1.8*14.512=36.936kAI c h=I x″√1+2(K ch-1)2 =14.512*√1+2(1.8-1)2 =21.913kA3、求d2’点的短路电流3.1求富兴变供给d2’点的短路电流I x″=I j/X13=5.5/0.402=13.68kAi chx1=√2 *K ch*I x″=√2 *1.8*13.68=34.82kA I ch=I x″√1+2(K ch-1)2 =13.68*√1+2(1.8-1)2=20.656kA3.2 求沙县城关水电站供给d2’点的短路电流将X14换算到以发电机容量为基准容量时的标幺值X js=X14*S rg/S j=5.08*48/100=2.438查表得I*’’=0.425 I*0.2=0.431 I*4=0.431 换算到115kV下发电机的额定电流:I ef=S rg/( 3U p)=48/(1.732x10.5)=2.64 求得:I f’’= I*’’*I ef=0.425x2.64=1.122kAI f0.2’’= I*0.2’’*I ef=0.431x2.64=1.138I f4’’= I4’’*I ef=0.431x2.64=1.138kA3.3 求得d2’点的短路电流I x″=13.68+1.122=14.802kAi ch=1.414x1.8x14.802=37.674kAI ch=14.802√1+2*(1.8-1)2 =22.35kA同理：求得终期d2点的短路电流I x2″= I j/(X1+X2+X6)=5.50/(0.031+0.015+0.272)=17.3kAi chx= √2*1.8*17.3≈44kAI ch=I x″*√1+2(K ch-1)2=17.3*√1+1.28 =26.122kA求得终期d2’点的短路电流I x″=16.32+1.344=17.664kAi ch=1.414x1.8x17.664=44.96kAI ch= I x″√1+2*(1.8-1)2 =26.655kA二、10KV母线选择(铜13720N/cm2，铝6860N/cm2)1、据最大长期工作电流选择TMY-2(100*10)的母线水平放置，环境温度为２５℃时，载流量Ｉ=3248*0.9=2923A>1.05*2749=2886A (系数取0.9)2、检验热稳定√Q/C=√I2t/c=√17.6642*1.5/171=126.5mm2<(2*1000)mm23、检验动稳定短路电动力 f=17.248*(l/a)*ich2*B*10-2=17.248*[(1.3*102)/(0.25*102)]*44.962*10-2=1809.76N产生应力σx-x=M/W=fl/10w=(1809.76*130)/(10*33.3)=707N/cm2<13720N/cm2[ 若是单片矩形导体的机械应力σ= M/W=fl/10w=(1809.76*130)/(10*16.7)=1408.8 N/cm2<13720N/cm2 ] 求得绝缘子最大允许跨距l=(7.614/ich)*√aωσ=(7.614/44.96)*√40*33.3*13720≈754cm求导体片间作用力σx=f x2*l c2/hb2其中fx =9.8*kx*(ich2/b)*10-2=9.8*0.12*(44.962/1)*10-2=23.77N导体片间临界跨距 lef =1.77* *b*4√h/fx=1.77*65*4√10/23.77=92cm本工程取40cm则σx=(23.772*402)/(102*1)=9040.2N/cm2<铜13720N/cm2σ=σx-x + σx =707+9040.2=9747.2 N/cm2<铜13720N/cm2按机械共振条件确定最大允许跨距(共振35-155HZ) l2=(112*r i*ε)/f=(112*2.89*11400)/155=23800=>l=154cm 本工程取l=1300mm三、支柱绝缘子选择手册P25510KV选ZS-35/8 ( 8*0.6=4.8kN)Fc=0.173*(l c/a)*i ch2=0.173*(1.3/0.4)*44.962=1135.9N<4.8KN四、穿墙套管选择CWWL-10 3150/2 ，额定弯曲破坏负荷8KN动稳定检验8.62*(0.6+1)/0.4*44.962*10-2=697N<0.6*8=4.8kN五、接地网110KV为有效接地系统，接地电阻要求≤0.5Ω（1）现有接地装置计算土壤电阻率ρ=φρ0令ρ=3*104*1.2Ω.cm则ρ=360Ω.cm设人工接地体,采用垂直接地体与水平接地体组成的复式接地装置的电阻原地网Rt =1/(n*ηc/Rc+ηs/Rs)其中Rc=[ρ/(2πl)]*ln*(4L/0.84b)=[3.6*104/(2π*250)]*ln[(4*250)/(0.84*5)]=23*5.5=126.5n=100根Rs=[ρ/(2πl)] *ln(8L2/πbh)=360/(2π*800)* ln[(8*8002)/(π*0.04*0.8)]=1.24查表ηc =0.58，ηs=0.25则Rt=1/(100*0.58/126.5+0.25/1.24) ≈1.5Ω六、现有避雷针保护范围计算现下洋变有四支等高避雷针（相对站内地面标高），位置详见B992C-D0101-03。

目录一、绪论 (2)(一）、原始资料 (2)（二)、设计内容 (2)(三）、原始资料分析 (3)二、电气主接线方案的拟定 (3)（一）电气主接线的基本要求和设计原则 (4)（二）主变压器的选择 (4)（三）确定各侧接线方式 (4)三、短路电流计算 (4)（一）短路电流计算的目的 (4)（二）短路电流计算的一般规定 (4)（三）计算步骤 (5)四、主要设备的选择 (5)五、主要设备的配置 (6)（一）、PT的配置 (7)（二）CT的配置 (7)（三)避雷器的配置 (8)六、所用电设计 (8)(一)用电电源数量及容量 (8)(二)所用电源引接方式 (8)（三）变压器低压侧接线 (8)七、配电装置设计 (9)八、主变保护的配置 (9)九、无功补偿装置 (10)一、绪论（一）、原始资料1、根据电力系统规划需新建一座220kv区域变电站，该站建成后与110kv和220kv电网相连，并供给近区用户，按规划该站装设两台容量为120MVA主变压器.2、按规划要求，该站有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv出线6回（其中备用2回），110kv出线8回(其中备用2回)，10kv出线12回（其中备用2回）。

变电站还安装4组5Mvar（共20Mvar)无功补偿电容器以满足系统调压要求。

3、110kv侧有两回出线供给远方大型冶炼厂（如：驻马店市南方钢铁公司），其容量为60000KVA，其它作为一些地区变电站进线，最大负荷与最小负荷之比0.6，10kv侧总负荷为30000KVA,Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回负荷为2500KVA，最大负荷与最小负荷之比为0。

65。

4、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为:220kv侧 cosφ=0。

9 Tmax=3800小时/年110kv侧 cosφ=0。

85 Tmax=4200小时/年10kv侧 cosφ=0.8 Tmax=4500小时/年5、220kv和110kv侧出线主保护为瞬时动作,后备保护时间为0.15秒，10kv出线过流保护时间为2秒，断路器燃弧时间按0.05秒考虑.6、系统阻抗:220kv侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kv母线侧为0.16（SJ=100MVA），110kv侧电源容量为1000MVA,归算至本所110kv母线侧阻抗为0。

一、短路电流计算用图和阻抗计算一次系统示意图等效阻抗图主系统部分元件阻抗计算6kV部分元件阻抗计算二、各种计算方式下短路电流计算1 1条进线、1台变压器带高备变、发电机未运行时的短路电流计算2台机组均停运时，厂用电源通过高备变由系统送至厂用6kV备用母线段。

1.1 电厂66 kV母线短路时（图中的K3点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为X*＝0.13736三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I03＝(1/0.13736)×100000/(1.732×66)＝6369(A) 1.2 电厂10.5kV母线短路时（图中的K1点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝0.13736+0.525=0.66236三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I01＝(1/0.66236)×100000/(1.732×10.5)＝8302(A) 1.3 高备变低压侧短路时（图中的K2点）根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为：X*＝0.13736+0.525+2.4=3.06236三相短路电流：Id(3)＝(1/X*)×I02＝(1/3.06236)×100000/(1.732×6.3)＝2993(A)* 不计6kV备用段至各厂用段的电缆阻抗，各6kV厂用段母线短路时的三相短路电流也为此电流值。

1.4 厂用380V母线短路时根据阻抗图，系统短路阻抗标么值为X*＝3.062361.4.1 1号低厂变计算阻抗为 X*j＝6.0不考虑电缆阻抗，系统阻抗标么值X*1=X*＋X*j＝3.06236＋6.0＝9.06236三相短路电流(归算到380V侧)：Id(3)＝(1/X*1)×I04＝(1/9.06256)×100000/(1.732×0.4)＝15928(A)★因3号低厂变、备用变的计算阻抗均为6.0，上述各低压母线段三相短路电流与上述厂用段短路相同，均为15928A。