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1、Saturday,November 18,2023,第4章-短路电流计算,1,短路电流计算,一、短路及其原因、后果,造成短路的主要原因是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。在供电系统中发生短路故障后，短路电流往往要比正常运行电流大十几倍，甚至上百倍。当它通过电气设备时，温度急剧上升，会使绝缘老化或损坏；同时产生的电动力，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；,Saturday,November 18,2023,第4章-短路电流计算,2,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产生较强的不平衡交变磁场，对
2、通信和电子设备等产生电磁干扰等。在高压电路的短路电流计算时，一般只计及发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗。电缆、架空线、母线的电抗值可以通过相关手册查询.,二、短路的类型及短路计算目的,在供电系统中，短路的基本类型有三相短路(a)、两相短路(b)、单相短路(c,d)和两相接地短路(e,f)。,第4章-短路电流计算,3,续上页,进行短路计算的目的是正确选择和检验电气设备及其保护装置。三相短路电流是选择和检验电气设备的基本依据。另外还要用到短路冲击电流、稳态短路电流等。,第4章-短路电流计算,4,Saturday,November 18,2023,第4章-短路电流计算,5,通常需要计算下列各
3、短路数值：Ik 超瞬态短路电流有效值，用来做机电保护整定计算和校验断路器的额定断流容量。I 三相短路电流稳态有效值，用于校验电器和载流部分热稳定。ich 三相短路冲击电流，用来校验电器和母线的动稳定。Ich 三相短路全电流最大有效值，用来校验电器和母线的动稳定以及断路器的额定断流容量。,Saturday,November 18,2023,第4章-短路电流计算,6,无限大容量电源，就是指电源内阻抗为零，供电容量相对于用户负荷容量大得多的电力系统，不管用户的负荷如何变动甚至发生短路时，电源内部均不产生压降，电源母线上的输出电压均维持不变。,三、无限大容量电源条件下短路电流的计算方法,续上页,无限大
4、容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线如下图：,第4章-短路电流计算,7,Saturday,November 18,2023,第4章-短路电流计算,8,1、标幺值法,在无限大容量电源供电系统中发生三相短路时，短路电流的周期分量的幅值和有效值是不变的。,在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故,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。,标幺值,续上页,基准容量，工程设计中通常取,基准电流,2、供电系统各元件电抗标幺值,1）电力系统的电抗标幺值,基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取,基准电抗,Sk为电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量。,
5、第4章-短路电流计算,9,续上页,2）电力线路的电抗标幺值,式中，L为线路长度，x0为线路单位长度的电抗，可查手册。,3）电力变压器的电抗标幺值,标幺值,短路电路中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简求总电抗标么值。,第4章-短路电流计算,10,3、三相短路电流的计算,无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按下式计算:,由此可得三相短路电流周期分量有效值：,其他短路电流：,三相短路容量：,第4章-短路电流计算,11,某厂一10/0.4kV车间变电所装有一台S9800型变压器（uk%=5），由厂10kV高压配电所通过一条长0.5km的10kV电缆（x00.08/
6、km）供电。已知高压配电所10kV母线k-1点三相短路容量为52MVA，试计算该车间变电所380V母线k-2点发生三相短路时的短路电流。,例题1,解：1.确定基准值,2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值,1）电力系统的电抗标幺值,第4章-短路电流计算,12,续上页,2）电力线路的电抗标幺值,3）电力变压器的电抗标幺值,3求k-2点的短路电路总电抗标么值三相短路电流的短路容量,1）总电抗标么值,2)三相短路电流周期分量有效值,3)其他三相短路电流,第4章-短路电流计算,13,某供电系统如图所示。己知电力系统出口处的短路容量为Sk=250MVA，试求工厂变电所10kV母线上k-1点短路和两台变
7、压器并联运行、分列运行两种情况下低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。,例题2,解：1.确定基准值,第4章-短路电流计算,14,续上页,2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值,1）电力系统的电抗标幺值,2）电力线路的电抗标幺值,3）电力变压器的电抗标幺值,第4章-短路电流计算,15,续上页,3.求k-1点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量,1）总电抗标么值,2）三相短路电流周期分量有效值,3）其他三相短路电流,4）三相短路容量,第4章-短路电流计算,16,续上页,4求k-2点的短路电路总电抗标么值三相短路电流的短路容量,两台变压器并联运行情况下：,1）总电抗标么值,2)三相短路电流周期分量有效值,3)其他三相短路电流,4）三相短路容量,第4章-短路电流计算,17,续上页,两台变压器分列运行情况下：,1）总电抗标么值,2)三相短路电流周期分量有效值,3)其他三相短路电流,4）三相短路容量,第4章-短路电流计算,18,
