第二章 短路电流的计算2013B
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短路电流的计算2009-06-05 13:44短路电流一.短路电流电力系统在运行中,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时流过的电流。
其值可远远大于额定电流,并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额定电流的10~15倍。
大容量电力系统中,短路电流可达数万安。
这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
三相系统中发生的短路有 4 种基本类型:三相短路,两相短路,单相对地短路和两相对地短路。
其中,除三相短路时,三相回路依旧对称,因而又称对称短路外,其余三类均属不对称短路。
在中性点接地的电力网络中,以一相对地的短路故障最多,约占全部故障的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,电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态,一般需3~5秒。
在这一暂态过程中,短路电流的变化很复杂。
它有多种分量,其计算需采用电子计算机。
在短路后约半个周波(0.01秒)时将出现短路电流的最大瞬时值,称为冲击电流。
它会产生很大的电动力,其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。
短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。
它为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。
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)37,10.5,6.3,0.4 因为 S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.56, 5.5, 9.16, 144(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。
短路电流计算公式 The manuscript was revised on the evening of 2021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 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量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 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, , , ,, KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)因为S=*U*I 所以 IJZ (KA)(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,取所以IC =冲击电流峰值: ic =* Id*KC= Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取这时:冲击电流有效值IC =*Id(KA)冲击电流峰值: ic = Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了。
短路电流的计算广东省唯美建筑陶瓷公司 刘建川4.1.3短路的危害发生短路时,短路回路的总阻抗很小,因此短路的总电流很大。
危害程度很大。
1、短路电流的热效应使设备发热厉害2、产生的电动力可能使设备变形或者损坏3、糸统电压大幅度下降,严重影响用户的正常工作。
4.1.4短路电流的计算目的1、选择和校验各种电气设备2、合理配置继电保护和自动装置3、作为选择和评价电气主接线方案的依据4.2.2无穷大糸统产生最大短路电流的条件当电路的参数一定,短路电流非周期分量的幅值不变,而短路电流非周期分量是按指数规律单调衰减的直流电流。
因此,非周期电流的初值越大,过渡过程中短路电流的最大瞬时值也就越大。
三相短路时各相短路电流的非周期分量并不相等。
因此,并不是各相都会出现最大短路电流,最大短路电流只会出现在一相。
4.3短路回路元件参数的计算短路计算中,各元件阻抗及其它电气参数的计算可采用有名制和标幺制两种方法来计算。
有名制常用计算1KV 以下的低压供电糸统的短路电流计算,标幺制多用于高压供电糸统的短路电流计算。
4.3.1标幺制标幺值= 有单位的实际值/和实际值同单位的基准值可见,标幺值是一个没有单位的相对值,通常用带有*的下标以示区别。
在三相电路中,要满足以下关糸:S DD I DD Z D显然,基准值的选择原则是任意大的,但为了方便计算,通常取胜100MV A 。
4.3.2短路回路中各元件的阻抗计算(1)同步发电机在产品样本中给出的是同步机的次暂态电抗的额定相对值X 11*G (N ),可以推导出同步发电机的电抗标幺值为:1111**()D G G N NG S X X S(2)变压器变压器的电抗标幺值为:*%100K D T NT U S X S =式中:U K %为变压器的短路电压比,S NT 为变压器的额定容量。
(3)电抗器*%100R R U X X =式中:U NR ,I NR 为电抗器的额定电压、额定电流值,XR%为电抗器的电抗额定相对值。
短路电流的计算方法短路电流是指电路中出现故障时,电流异常增大的现象。
短路电流的计算方法包括直流短路电流的计算和交流短路电流的计算。
一、直流短路电流的计算方法:直流短路电流的计算是为了确定短路电流对电路和设备的影响,以保证电路和设备安全。
直流短路电流的计算方法主要有以下几种:1.简化计算法:直流电路的短路电流可以通过简化计算法进行估算,根据欧姆定律和功率定律,可以通过电压和总电阻来估算短路电流。
假设短路电流源为电压为U、内阻为Z的电源电路,电源电阻为R,负载电阻为RL,总电阻为RT=RL+R,则短路电流IL=U/(Z+RT)。
2.等效电源法:将电源电路和负载电路转化为等效电源和等效负载电阻,然后根据欧姆定律计算短路电流。
等效电源法适用于简化电路和负载电路比较复杂的情况。
3.发电厂贡献法:针对大型电力系统,可以根据发电机的参数和系统的接线方式来计算各个节点的短路电流。
发电厂贡献法可以精确计算节点的短路电流,但计算过程较为复杂。
二、交流短路电流的计算方法:交流短路电流是指交流电路中出现短路时的电流。
交流短路电流的计算方法包括对称分量法和电流源法等。
1.对称分量法:根据对称分量法,交流短路电流可以分解为正序、负序和零序三个分量。
正序短路电流通常是三相对称的,可以通过正序电压和正序阻抗来计算。
负序短路电流和零序短路电流可以通过负序电压和零序电压以及负序阻抗和零序阻抗来计算。
2.电流源法:电流源法是一种常用的计算交流短路电流的方法,将电源电压和电源阻抗转化为电流源和阻抗的组合,然后根据电流传输方向计算短路电流。
根据基尔霍夫电流定律,在每个节点上列出节点电流方程组,然后根据节点电流的关系求解未知的短路电流。
3.电抗补偿法:电抗补偿法是通过在电路中添加合适的电抗元件,来减小电路的短路电流。
通过选取合适的电抗元件的参数,可以使得电路的短路电流降低到安全范围内。
总之,短路电流的计算方法根据电路的特点和问题的需求选择不同的方法,通过对电压、电流和阻抗的计算和分析,来确定短路电流的数值,以保证电路和设备的安全。
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。
1、短路电流的计算方法:1.1、两相短路电流计算公式:I=∑R=R1/K+Rb+R2∑X=Xx+X1/K+Xb+X2式中:I——两相短路电流,A∑R、∑X——短路回路内一相电阻、电抗值的总和,ΩXx——根据三相短路容量计算的系统电抗值,ΩR1、X1——高压电缆的电阻、电抗值,ΩKb——变压器变压比Rb、Xb——变压器的电阻、电抗值,ΩR2、X2——低压电缆的电阻、电抗值,ΩUe——变压器二次侧额定电压,V1.2、三相短路电流计算公式:I=1.15 I2、电缆线路短路保护2.1、1200V及以下电网中电磁式过电流继电器的整定2.1.1、保护干线装置公式:Iz≥IQe+Kx∑Ie式中:IQe——最大容量电动机额定起动电流,A,为电动机额定电流的6.0~7.0倍。
∑Ie——其余电动机额定电流之和,AKx——需用系数,取0.5~1.0,一般取1.0。
2.1.2、校验公式:≥1.5若线路上串联两台以上开关(其间无分支线路),则上一级开关整定值,也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验,校验灵敏度应满足1.2~1.5的要求,以保证双重保护的可靠性。
若校验不满足时,应采取以下措施:1.加大干线或支线电缆截面。
2.设法减少低压电缆线路的长度。
3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。
4.更换大容量变压器或采取变压器并联。
5.增设分段保护开关。
6.采用移动变电站或移动变压器。
2.2、电子保护器的整定:2.2.1、电磁起动器中电子保护器过流整定公式:Iz≤Ie当运行中电流超过Iz时视为过载,电子保护器延时动作;当运行中电流达到8Iz时视为短路,电子保护器瞬时动作。
2.2.2、校验公式:≥1.2若校验不满足时,应采取以下措施:1.加大干线或支线电缆截面。
2.设法减少低压电缆线路的长度。
3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。
4.更换大容量变压器或采取变压器并联。
5.增设分段保护开关。
6.采用移动变电站或移动变压器。
短路电流及计算范文短路电流是指电路中发生短路时,电流的最大值。
当电路发生短路时,电流会迅速增大,可能会造成电设备的损坏甚至引发火灾等危险情况。
因此,了解和计算短路电流是电气工程领域的重要知识。
短路电流可以通过欧姆定律计算得出。
根据欧姆定律,电流(I)等于电压(U)与电阻(R)之比,即I=U/R。
在短路情况下,电阻接近于0,因此电流可能非常大。
计算短路电流可以使用短路电流计算公式。
这个公式是根据欧姆定律推导出来的,它可以帮助工程师准确地计算电流的最大值。
短路电流计算公式如下:I_sc = U / (Z_s + Z_l)其中,I_sc是短路电流,U是电压,Z_s是源阻抗,Z_l是负载阻抗。
源阻抗是指电源本身的阻抗。
它包括电源内部阻抗和连接线路的阻抗。
负载阻抗是指电路中的负载元件的阻抗。
上面的公式可以规定正常电压下电路的短路电流,但在实际应用中,我们也需要考虑其他情况。
例如,电动机短路电流计算。
电动机的短路电流计算比较复杂,因为电动机包含很多绕组。
我们可以使用Park夺格拉夫法(Park's circle method)来计算电动机短路电流。
另一个需要考虑的情况是变压器的短路电流计算。
变压器的短路电流计算可以使用相似变压器法(Similar Transformer method)。
该方法通过将变压器视为两个相似的变压器来计算短路电流。
以上这些计算方法只是对短路电流计算的一些基本方法,实际情况可能会更加复杂。
在实际应用中,我们还需要考虑电源的稳定性、环境因素、电缆长度和截面积等因素。
在电气工程中,短路电流计算是非常重要的一项工作。
它可以帮助工程师合理设计电路,确保电设备的安全运行。
因此,掌握短路电流的计算方法对电气工程师来说非常关键。
总结一下,短路电流是电路中发生短路时的电流最大值。
我们可以使用欧姆定律和短路电流计算公式来计算短路电流。
同时,我们还需要考虑不同设备的特殊计算方法和其他因素的影响。
Friday, March 07, 20141第二章短路电流的计算1、概述2、电网的等值电路3、短路计算中的网络化简4、三相短路的计算方法5、不对称短路的计算方法复习与思考Friday, March 07, 20142第一节概述返回短路:电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路或接触的情况。
一、短路的原因二、短路的后果三、短路的类型四、短路电流计算的目的五、短路电流计算的假设六、典型的短路电流波形曲线一、短路的原因电气设备及载流导体因绝缘老化,或遭受机械损伤,或因雷击、过电压引起绝缘损坏; 架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等,或因鸟兽跨接裸露导体等;电气设备因设计、安装及维护不良所致的设备缺陷引发的短路;运行人员违反安全操作规程而误操作,如带负荷拉隔离开关,线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。
返回二、短路的后果1、强大的短路电流通过电气设备使发热急剧增加,短路持续时间较长时,足以使设备因过热而损坏甚至烧毁;2、巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力,可能使导体变形、扭曲或损坏;3、短路将引起系统电压的突然大幅度下降,系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停转,造成产品报废甚至设备损坏;4、短路将引起系统中功率分布的突然变化,可能导致并列运行的发电厂失去同步,破坏系统的稳定性,造成大面积停电。
这是短路所导致的最严重的后果;5、巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场,尤其是不对称短路时,不平衡电流所产生的不平衡交变磁场,对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。
返回三、短路的类型1、对称短路——三相短路三相电流和电压仍是对称的k(3)2、不对称短路: 两相短路:单相接地短路: 两相短路接地:k(2) k(1) k(1, 1)3、相间短路与接地短路:相间短路:三相短路、两相短路接地短路:单相接地短路、两相短路接地返回四、短路电流计算的目的(1)电气主接线方案的比较和选择;(2)电气设备和载流导体选择;(3)继电保护装置的选择和整定计算;(4)接地装置的设计;(5)系统运行故障情况的分析等。
返回五、短路电流计算的假设在短路过程中,所有发电机电势的相位及大小都相同。
因此所有负荷支路都认为已经断开。
不计磁路饱和。
因此可以应用叠加定理。
不计变压器励磁电流。
认为系统中各元件参数恒定,在高压网络中不计元件的电阻和导纳,即各元件均用纯电抗表示。
短路为金属性短路。
因此可以不考虑过渡电阻的影响。
三相系统是对称的。
因此计算可以在单相电路中进行。
返回六、典型的短路电流波形曲线电力系统根据电源的容量不同分为:无限大功率电源供电系统和有限容量系统供电。
1、无限大功率电源供电网络的波形曲线2、有限容量系统供电网络的波形曲线3、短路冲击电流和最大有效值电流4、短路功率(短路容量)返回Friday, March 07, 20149无限大功率电源供电网络的波形曲线1、无限大功率电源容量无限大,内阻抗为零。
端电压保持恒定。
短路计算中,当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%时,就可以近似认为此电源为无限大功率电源。
2、短路暂态过程分析(三相短路)1)短路前)sin(αω+=t U u m )sin(]0[φαω-+=t I i m 222)()(L L R R U I mm '++'+=ωL L arctg '+=)(]0[ωφ返回Friday, March 07, 201410无限大功率电源供电网络的波形曲线2)设在t = 0秒发生三相短路时的微分方程)sin(αω+=+t U Ri dt di L m a a 其解为:周期分量i p : 非周期分量i np :)sin()sin(φαωφαω-+=-+=t I t ZU i pm m p 22)(/L R U I m pm ω+=R L arctgωφ=a T tnp Aei -=T a =L /R短路全电流表达式Tat pm np p a Ae t I i i i /)sin(-+-+=+=φαω☑短路前后瞬间电感中电流不能突变,故有AI I pm m +-=-)sin()sin(]0[φαφα)sin()sin(]0[0φαφα---==pm m np I I i A ☑a 相短路电流Ta t pm m pm a eI I t I i /]0[)]sin()sin([)sin(----+-+=φαφαφαω无限大功率电源供电网络的波形曲线图有限容量系统供电网络的波形曲线1、含义:2、两部分组成:周期性分量和非周期性分量。
3、有限容量系统供电网络的波形曲线(P15)有自动电压调节器的电流波形图Friday, March 07, 201415短路冲击电流和最大有效值电流☑短路冲击电流i sh ——短路电流最大可能的瞬时值Ta t pm m pm a eI I t I i /]0[)]sin()sin([)sin(----+-+=φαφαφαω当t =0.01s 时,出现最大值: 出现条件:①φ≈90°②短路前空载(I m =0)③合闸角α=0a T t pm pm a e I t I i -+-=ωcos 故有pmsh pm T T pm pm sh I K I e e I I i a a =+=+=--)1(01.001.0 冲击系数K sh :a T sh e K 01.01-+=且有:1≤K sh ≤2工程计算时:i sh 用途:校验电气设备和载流导体在短路时的电动力稳定性。
在发电机电压母线短路,取Ksh=1.9;在发电厂高压侧母线或发电机出线电抗器后发生短路时,Ksh=1.85;在其他地点短路时,Ksh=1.8Friday, March 07, 201416短路冲击电流和最大有效值电流☑最大有效值电流I sh ——短路全电流的最大有效值短路全电流的有效值I t :是指以t 时刻为中心的一周期内短路全电流瞬时值的均方根值,即⎰⎰+-+-+==2 2 22 2 2)(11T t T t npt pt T t T t t t dt i i T dt i T I 22 npt pt t I I I +=简化,近似得 短路全电流的最大有效值I sh :出现在短路后的第一周期内,又称为冲击电流的有效值。
psh npt p npt pm sh I K i I i I i 22=+=+=)01.0(2)1( s t np p sh npt I I K i ==-=因此222)1(21]2)1[( -+=-+=sh p p sh p sh K I I K I I 故有当K sh =1.9时,I sh =1.62I p ;K sh =1.8时,I sh =1.51I p 。
I sh 用途:校验电气设备的断流能力或耐力强度。
Friday, March 07, 201417Friday, March 07, 201418短路功率(短路容量)☑短路功率等于短路电流有效值乘以短路处的正常工作电压(一般用平均额定电压),即tav t I U S 3=**33 t d t d av t av dt t I I I I U I U S S S ====用标么值表示:也就是说,当假设基准电压等于正常工作电压时,短路功率的标幺值与短路电流的标幺值相等。
因此S t =I t *S d☑短路功率的含义:一方面开关要能切断这样大的短路电流;另一方面,在开关断流时,其触头应能经受住工作电压的作用。
因此,短路功率只是一个定义的计算量,而不是测量量。
返回Friday, March 07, 201419第二节电网的等值电路一、元件的计算方法二、同步发电机的等值电路及计算三、变压器的等值电路及计算四、电抗器的等值电路及计算五、输电线路的等值电路及计算六、异步电动机的等值电路及计算七、计算举例返回Friday, March 07, 201420一、元件的计算方法1、参与短路计算的常用元件:同步发电机、变压器、电抗器、线路、异步电动机。
2、元件常用的计算方法:1)有名值:因要计算元件的电阻和电抗,常用在低压系统中。
2)标么值:常用在高压系统中。
3、标么值计算方法:4、标么值计算方法的特点返回1)标么值的定义表示标么值)(用下角标同名的基准值有名值标么值*=2)常用电气元件标么值的表示常用电气元件有电压U 、电流I 、功率S 、电抗X 。
它们的标么值的表示如下:dI I I dU U U ==**d xx xdS S S==**下一页返回3)标么值计算方法的说明(1)标么值是相对值,无单位。
(2)各元件的基准值可以为任意值(如电压可以取50v ,100v 等)(3)但一般在短路计算中,由于电路要满足欧姆定理和功率方程,故电路中的四个物理量只有两个是自由的。
它们的基准值选择也是如此。
一般取容量基准值为100MVA ,各级电压的基准值取各级平均电压,即:S d =100(MVA )U d =Uav (kv )(4)用标么值计算方法计算各元件的标么值后,无需折算;相电压等于线电压;三相功率等于单相功率。
)(3k V dUd SdI =dSd Udx2=上一页下一页返回表2-2 常用电压级的各项基准值额定电压(kv)361035*********基准电压(kv)3.15 6.310.537115230525基准电抗(Ω)0.0990.397 1.113.71325292756 18.39.165.5 1.560.5020.2510.11基准电压(kA)上一页返回4、标么值计算方法的特点1)线电压标么值与相电压标么值相等;2)三相功率的标么值与单相功率的标么值相等;3)三相电路的欧姆定律、功率方程式与单相功率的标么值相等;4)当U=1时,则功率的标么值等于短路电流的标么值,并等于电抗标么值的倒数。
返回Friday, March 07, 201425二、同步发电机的等值电路及计算1、同步发电机的等值电路如图右图所示2、同步发电机的电抗计算返回式中:X ’’G %为发电机的次暂态电抗百分数COSφ为发电机的功率因数NCOS N P d S G X N S d S G X G X ϕ/100%''100%''*''==Friday, March 07, 201426三、变压器的等值电路及计算1、双绕组变压器1)等值电路图同发电机2)标么值计算公式:返回2、三绕组变压器1)等值电路图如(c )图2)标么值计算公式:分别按双绕组变压器标么值计算公式求出X1、X2、X3NS d S d UT X 100%*Friday, March 07, 201427四、电抗器的等值电路及计算1、电抗器的等值电路电抗器是用来限制短路电流的电器,电抗器的等值电路是一个电抗,如同发电机的等值电路。