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电力设备的短路电流计算与分析电力设备的短路电流计算与分析是电力系统中一个重要的工程问题，对保障电力设备的安全运行和系统的稳定性具有重要意义。
本文将就短路电流的定义、计算方法以及短路电流对电力设备的影响等方面展开论述，以期对读者有所启发。
一、短路电流的定义短路电流是指在电力系统中，当系统中某一点出现故障时，由于电流的自动产生，电流从高压侧短路至低压侧的现象。
短路电流的大小与电力系统的电压、电容、电阻等因素有关，它是计算电力设备的过载能力和抗短路能力的重要参考依据。
二、短路电流的计算方法1. 对称短路电流计算：对称短路电流是指三相电流都相等的短路电流。
根据对称短路电流的计算方法，可以通过使用电路图、节点分析法、KVL和KCL等方法进行计算。
2. 不对称短路电流计算：不对称短路电流是指三相电流不相等的短路电流。
对于不对称短路电流的计算，需要考虑电力系统的各种参数，例如电抗器、变压器、电容器等。
常用的计算方法有改进的对称分量法、有限元法、直流等效法等。
三、短路电流对电力设备的影响1. 短路电流对发电机的影响：短路电流会导致发电机产生巨大的电机力矩，对机组设备和轴承产生较大的力矩影响，从而影响机组的可靠性和运行稳定性。
2. 短路电流对变压器的影响：短路电流会导致变压器的电磁力瞬时增大，使变压器的线圈、磁心受力加剧，从而影响变压器的可靠性和安全运行。
3. 短路电流对开关设备的影响：短路电流通过开关设备时，会产生较大的电流和电弧，对开关设备的触头、隔离机构和弹簧等引起较大的机械应力，增加开关设备损坏的风险。
4. 短路电流对电缆的影响：短路电流通过电缆时，由于电流的瞬时增大，会导致电缆的电介质击穿，引发短路故障。
四、短路电流分析在电力设备设计中的应用1. 电力设备选型：通过对短路电流的计算和分析，可以了解电力设备的额定电流和额定短时电流冲击能力，从而选择合适的电力设备以满足系统的要求。
2. 电网规划与改造：短路电流分析可以为电网的规划和改造提供依据，以满足电力系统对电力设备的容错能力和抗干扰能力需求。
短路电流的计算及步骤一、短路电流的计算步骤：1、首先绘出计算电路图2、接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图二、短路电流的计算方法：1、欧姆法2、标幺制法三、采用欧姆法进行三相短路电流的计算根据设计的供电系统图1-1所示。
电力系统出口断路器为SN10-10Ⅲ型。
可计算本饲料厂变电所高压10KV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
图1-11.k-1点的三相短路电流和短路容量（U=10.5KV）(1)计算短路电流中各元件的电抗及总电抗1）电力系统的电抗：由附表8查得SN10-10Ⅲ型短路器的断流容量S=750MV·A,因此X===0.1472)架空线路的电抗：由表3-1得X=0.35/km,因此X=X l=0.35 (/km)5km=1.753)绘k-1点短路的等效电路图，如图1-2(a)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为:X= X+ X=0.147+1.75=1.897图1-2 短路等效电路图（欧姆法）(2)计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值===3.18 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =3.18kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=2.55=2.553.18kA=8.11kA=1.51=1.513.18kA=4.8kA4)三相短路容量==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A2 K-2点的短路电流和短路容量（U=0.4KV）1）电力系统的电抗===2.132)架空线路的电抗==0.35(/km) 5km=2.543)电力变压器的电抗：由附录表5得%=5,因此X===84) 绘k-2点短路的等效电路图，如图5-2(b)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为：= X+ X+ X//= X+ X+=6.753(2)计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值===34.04kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =34.04kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=1.84=1.8434.04kA=62.64kA=1.09=1.0934.04 kA=37.11Ka4)三相短路容量==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A综上所述可列短路计算表，如下表1-1工厂变配电所的选择第一节工厂变配电所类型、所址的选择一、变配电所的任务便配电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。
33.2.2 利用电容器进行电压调整33.2.2.1 选择静电电容器作为并联补偿设备改变电力网无功分布的具体做法：在输电线路末端靠近负荷处装设并联电容器或调相机。
例：令：补偿前后G U 不变。
分析：未装无功补偿设备时：''A GAGA A G U QX PR U U ++= ， 'A U －折算至高压侧的低压电压 装无功补偿设备后：'')(Ac GA C GA AC G U X Q Q PR U U -++= 则：''A GA GA A U QX PR U ++'')(Ac GA C GA AC U X Q Q PR U -++= 故：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-++-='''''()(A GA GA AC GA GA A AC GA AC c U QX PR U QX PR U U X U Q 近似的：)('''A AC GA AC C U U X U Q -=补偿后低压侧实际电压为AC U ，则：2')(K K U U X U Q A AC GA AC C ⋅-=由上式可见，若要确定C Q ，则应先确定变压器变比K ，而K 的确定与补偿设备的类型有关 用静电电容器，最小负荷时电容器全部退出，最大负荷时全部投入。
用调相机时，最小负荷时吸收CN Q 21或（50％∽60％）CN Q ，最大负荷时发出CN Q 。
则：1） 用静电电容器：最小负荷确定K ： AN AC AC t U U U U min .'min .min .=AN t U U K min.=最大负荷确定C Q ：2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC C -=2） 用调相机：)('max .'max .'max .A AC GA AC CnU U X U Q -= 5.0(-～)U U (X U Q )6.0'min .A 'min .AC GA 'min .AC CN -=则：5.0(-～)U K U (U )U K U (U )U U (U )U U (U )6.0'max .A max .AC max .AC 'min .A min .AC min .AC 'max .A 'max .AC 'max .AC 'min .A 'min .AC 'min .AC -⋅-⋅=--= 用上式求出K ，然后选择合适的分接头，用下式求CN Q2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC CN ⋅-=实际计算步骤：① 计算出'max .A U ，'min .A U② 选择无功补偿装置类型③ 确定K （先确定变压器高压侧分接头）④ 计算C Q⑤ 验算电压偏移33.2.2 在线路中串联电容器进行调压第34 章 短路电流计算与分析34.1 电力系统短路分析的基本知识34.1.1 短路类型短路：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 三相短路：对称短路，危害最严重的短路。
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。
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）。
34.3 简单不对称短路的计算与分析
简单不对称短路包括：
利用对称分量法可以求解简单不对称短路，但需要根据不对称短路的边界条件再列出三个方程。
网络的故障处，对称分量分解后，可用序电压方程表示为：
正序网： 负序网： 零序网：
)1(f I )2(f I )
0(f I )1(f U )2(f U )0(f U
)1(f I )2(f I )0(f I
0f U )1(f I )1(f U )0(f U
)1()1(0)1(∑-=z I U U f f f )2()2()2(∑-=z I U f f )0()0()0(∑-=z I U f f
故障处的序电流、序电压满足序电压方程。
一．单相接地短路f (1)
1. 故障处短路电流和电压的计算
即边界条件为：0=fa U ，0==fc
fb I I f (1) n (1) f (2) n (2) f (0)
n (0)
z Σ(1) n (1) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0)
n (0) f (0)
0)0()2()1(=++==f f f f fa U U U U U
0)0()2(2)1()0()2()1(2=++=++f f f f f f I I a I a I I a I a
)0()2()1(f f f I I I ==
边界条件与序电压方程联立求解的电路形式----复合序网： )1(f I 0f U )
1(f U )
2(f I )2(f U
)0(f I )0(f U
由复合序网可得： )0()2()1(0)0()2()1(∑∑∑++=
==z z z U I I I f f f f )1()1(0)1(∑-=z I U U f f f ；)2()2()2(∑-=z I U f f ；)0()0()0(∑-=z I U f f
根据对称分量的合成方法：
)0()2()1(0
)1()0()2()1(33∑∑∑++==++=z z z U I I I I I f f f f f fa
)0()2()1(2f f f fb U U a U a U ++=
)0()2(2)1(f f f fc U U a U a U ++=
计算方法小结：不对称短路计算步骤是 ① 作各序网络，②求各序网的z Σ,③按短路类型边界条件连接复合序网，④根据欧姆定律求解，⑤将序分量合成为相分量。
2．分析
取r = 0, x Σ(1)= x Σ(1)
z Σ(1)
n (1
) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0) n (0)
f (0)
非故障相电压
)()()()0()0()2()2()1()1(02∑∑∑-+-+-=jx I jx I a jx I U a U f f f f
fb )0()1()1()1(20
2)(∑∑-+-=jx I jx I a a U a f f f )0()1()1()1(20)(∑∑-+-=jx I jx I a a U f f fb )()
2()1()0()0()1(0
0∑∑∑∑-+-=x x j x x j U U fa fb )1()0()1()
0(0
021∑∑∑∑+--=x x x x U U fa fb )0(∑x ：零序网络的入端阻抗，取决于故障点f 的位置和零序网络的结构
当0)0(=∑x ， 0
021fa fb fb U U U += 当)1()0(∑∑=x x ， 0
fb fb U U = 当∞=∑)0(x ， 00fa fb fb U U U -=
非故障相电压因)0(∑x ，可有不同的值，对于中性点不接地系统（∞=∑)0(x ），非故障相电压升高为线电压。
二．两相短路f (2)
相分量边界条件：
0=fa I ； fa I fb I fc
I fc fb U U = fa U fb U fc
U fc
fb I I -= ⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-∙⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0)()(31011111312222)0()2()1(fb fb fb fb f f f I a a I a a I I a a
a a I I I。
