短路电流计算

3Uc
Ij
X


Sj
X

例 某供电系统如图所示。已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。试求工
厂变电所高压10kV母线上k -1点和低压 380V母线上 k -2点的三相短路电流和
短路容量。（ x0 0.35 / km）
解： (1). 确定基准值
取 Sj 100MVA，U j1 Uc1 10.5kV，U j2 Uc2 0.4kV
按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sj 和基准电压Uj 。
基准容量，工程设计中通常取Sj =100 MVA。
基准电压，通常取短路点处的短路计算电压，即取Uj =Uc 。
基准容量，工程设计中通常取Sj =100 MVA。
基准电压，通常取短路点处的短路计算电压，即取Uj =Uc 。
选定了基准容量Sj和基准电压Uj以后，
由于短路后线路的保护装置很快动作，切除短路故障，所 以短路电流通过导体的时间不会很长，一般不超过2～3s。因 此在短路过程中，可不考虑导体向周围介质的散热，即近似 地认为导体在短路时间内产生的热量，全部用来使导体温度 升高。
θL ：导体在正常负荷时的温度 t1： 发生短路的时刻
t2 ：保护装置动作，切除短路故障
4 短路电流的计算
4.1 概述
4.1.1 短路及其原因、后果
短路：指供电系统中不同电位的导电部分（各相导体、地线 等）之间发生的低阻性短接。
主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏， 其次是人员误操作、鸟兽危害等。
短路后果： ➢ 短路电流产生的热量，使导体温度急剧上升，会使绝缘 损坏； ➢ 短路电流产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏； ➢ 短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行； ➢ 严重的短路会影响系统的稳定性； ➢ 短路还会造成停电； ➢ 不对称短路的短路电流会对通信和电子设备等产生电磁 干扰等。

低压系统短路电流的计算概述：一、基本概念1.短路电流：电力系统中在电气设备两个相或相与地之间产生的短路电流。

2.非感性负荷：电阻负荷和感性负荷的总和。

3.短路阻抗：电力系统在短路点的阻抗。

4.X/R比：电力系统短路时，电感阻抗与电阻的比值。

二、计算方法1.对称短路电流计算对称短路电流计算是指短路时三相之间电气参数相等，无损耗和非感性负荷的情况下的短路电流计算。

1.1系统等效短路电流计算方法该方法适用于系统短路电流的初步估算，一般采用简化的计算模型。

1.1.1电抗率法通过系统的等效电抗率和额定电流来计算短路电流。

电抗率与系统电抗的比为系统等效电抗率。

短路电流的计算公式为：Isc = K × In其中，Isc为短路电流，K为系统等效电抗率，In为额定电流。

采用一个合适的变比将电源侧的短路电流转换到负荷侧。

定比法适用于主变电站、变电站等。

1.2单相短路电流计算方法单相短路电流计算是指只考虑一相短路时的电流值。

1.2.1滑块法通过测量一相的电压、电流和功率因数，并利用滑块器计算短路电流。

该方法适用于事故现场的短路电流测量。

1.2.2暂态法通过测量电流波形的快速变化以及额定电流计算短路电流。

该方法适用于有标称线路电压的暂态短路。

2.不对称短路电流计算不对称短路电流计算是指考虑非感性负荷、非对称运行和非对称故障时的短路电流计算。

不对称短路电流计算需要引入负荷的电抗率和相角、电源的电抗率和相角等因素。

2.1非对称短路电流计算方法非对称短路电流的计算一般采用叠加法或K方法。

2.1.1叠加法将正序短路电流、负序短路电流和零序短路电流分别计算后，再进行叠加得到总的不对称短路电流。

K方法是一种通过电抗率和相角来计算不对称短路电流的方法。

具体计算步骤较为复杂，需要手动计算。

三、简化计算方法除了上述详细的计算方法外，还存在一些简化的计算方法。

例如，利用已知的短路电阻和短路电压、安培-欧姆定律、Thévenin定理等。

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。

在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。

阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。

阻抗的单位是欧。

阻抗公式Z= R+j ( XL–XC)说明负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物，复合后统称“阻抗”，写成数学公式即是：[1]阻抗Z= R+j( XL – XC) 。

其中R为电阻，XL为感抗，XC为容抗。

如果( XL– XC) > 0，称为“感性负载”；反之，如果( XL – XC) < 0称为“容性负载”。

短路电流计算方法一、高压短路电流计算（标幺值法）1、基准值选择功率、电压、电流电抗的基准值分别为、、、时，其对应关系为：为了便于计算通常选为线路各级平均电压；基准容量通常选为100MVA。

由基准值确定的标幺值分别如下：式中各量右上标的“*“用来表示标幺值，右下标的“d”表示在基准值下的标幺值。

2、元件的标幺值计算（1）电源系统电抗标幺值—电源母线的短路容量（2）变压器的电抗标幺值由于变压器绕组电阻比电抗小得多，高压短路计算时忽略变压器的绕组电阻，以变压器的阻抗电压百分数（%）作为变压器的额定电抗，故变压器的电抗标幺值为：—变压器的额定容量，MVA（3）限流电抗器的电抗标幺值%—电抗器的额定百分电抗—电抗器额定电压，kV —电抗器的额定电流，A（4）输电线路的电抗标幺值已知线路电抗，当=时—输电线路单位长度电抗值，Ω/km3、短路电流计算计算短路电流周期分量标幺值为—计算回路的总标幺电抗值—电源电压标幺值，在=时，=1=短路电流周期分量实际值为=对于电阻较小，电抗较大（<1/3）的高压供电系统，三相短路电流冲击值=2.55三相短路电流最大有效值=1.52(=100MVA)）基准电压）基准电流二、低压短路电流计算（有名值法）1.三相短路电流2.两相短路电流3.三相短路电流和两相短路电—三相短路电流，A—两相短路电流，A—变压器二次侧的额定电压，对于127、380、660和1140V电网分别为133、400、690和1200V。