三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算.doc

本標(biāo)準(zhǔn)等效采用IEC909(1988)三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算(以下簡(jiǎn)稱909標(biāo)準(zhǔn))。 第一篇 概 述 1 主題內(nèi)容與適用范圍 1.1 主題內(nèi)容 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用等效電壓源法計(jì)算三相交流系統(tǒng)短路電流，并提出了計(jì)算中采用的校正系數(shù)的求取方法及推薦值。 1.2 適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)適用于標(biāo)稱電壓380V220kV，頻率50Hz的三相交流系統(tǒng)的短路電流計(jì)算。 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于受控條件(短路試驗(yàn)站)下人為短路和飛機(jī)、船舶用電氣設(shè)備的短路計(jì)算。 本標(biāo)準(zhǔn)主要作為進(jìn)出口設(shè)備及對(duì)外工程投標(biāo)使用，在國(guó)內(nèi)工程計(jì)算中逐步推廣采用。 2 引用標(biāo)準(zhǔn) GB 15693 額定電壓 GB 2900.192 電工術(shù)語 基本術(shù)語 GB 2900.2594 電工術(shù)語 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 3 術(shù)語 3.1 短路 short-circuit 通過一個(gè)比較低的電阻或阻抗，偶然地或有意地對(duì)正常電路中不同電壓下的兩個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)之間的連接。 3.2 短路電流 short-circuit current 在電路中，由于故障或不正確連接造成短路而產(chǎn)生的過電流。 注：需區(qū)別流過短路點(diǎn)和電網(wǎng)支路中的短路電流。 3.3 預(yù)期(可達(dá)到的)短路電流 prospective(available)short-circuit current 電源不變，將短路點(diǎn)用阻抗可忽略的理想連接代替時(shí)，流過短路點(diǎn)的電流。 注：假設(shè)三相短路電流是由于三相同時(shí)短路而產(chǎn)生的。由于三相不在同一瞬間短路，在短路電流中可能出現(xiàn)較大的非周期分量的研究不屬于本標(biāo)準(zhǔn)范圍。 3.4 對(duì)稱短路電流 symmetrical short-circuit current 不計(jì)非周期分量時(shí)的預(yù)期(可達(dá)到的)短路電流對(duì)稱交流分量的有效值。 3.5 對(duì)稱短路電流初始值 initial symmetrical short-circuit current 系統(tǒng)非故障元件的阻抗保持為短路前瞬間值時(shí)的預(yù)期(可達(dá)到的)短路電流的對(duì)稱交流分量有效值(見圖1和圖12)。 3.6 對(duì)稱短路視在功率初始值initialsymmetrical short-circuit(apparent)power 對(duì)稱短路電流初始值、系統(tǒng)標(biāo)稱電壓Un和系數(shù)三者相乘的積。即：3.7 短路電流直流(非周期)分量iDC D.C(aperiodic)component of short-circuit current 短路電流上下包絡(luò)線間的平均值，該值從初始值衰減到零值(見圖1和圖12)。 3.8 短路電流峰值 iP peak short-circuit current 預(yù)期(可達(dá)到的)短路電流的最大可能瞬時(shí)值(見圖1和圖12)。 注：短路電流峰值的大小與短路發(fā)生的瞬間有關(guān)。三相短路電流峰值ip的計(jì)算只對(duì)會(huì)出現(xiàn)最大短路電流的某相和某一瞬間進(jìn)行。不考慮連續(xù)發(fā)生的故障。三相短路指三相同時(shí)短路。 3.9 開斷電流 short-circuit breaking current 3.9.1 對(duì)稱開斷電流Ib symmetrical short-circuit breaking current 在開關(guān)設(shè)備的第一對(duì)觸頭分?jǐn)嗨查g，預(yù)期短路電流對(duì)稱交流分量在一個(gè)周期內(nèi)的有效值。 3.9.2 不對(duì)稱開斷電流Ibasym asymmetrical short-circuit breaking current 不對(duì)稱開斷電流Ibasym按下式計(jì)算： 3.10 穩(wěn)態(tài)短路電流IK steady-state short-circuit current 暫態(tài)過程結(jié)束后的短路電流有效值(見圖1和圖12)。 3.11 對(duì)稱堵轉(zhuǎn)電流ILR symmetrical looked-rotor current 在額定電壓Urm和額定頻率下，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵住時(shí)的最大對(duì)稱電流有效 值。 3.12 等效電路 equivalent electric circuit 用理想元件組成的網(wǎng)絡(luò)來描述一個(gè)電路性能的模型。 3.13 (獨(dú)立)電壓源 (independent)voltage source 用一個(gè)不受電路中所有電流和電壓影響的理想電壓源和一個(gè)無源電路元件相串聯(lián)來表示的有源電路元件。 3.14 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓Um nominal system voltage 電力系統(tǒng)被指定的電壓(線電壓)，此電壓與電力系統(tǒng)的某些運(yùn)行特性有關(guān)。 3.15 等效電壓源equivalent voltage source 為計(jì)算正序系統(tǒng)短路電流，而加于短路點(diǎn)的理想電壓源。在網(wǎng)絡(luò)中，等效電壓源是唯一的有源電壓。 3.16 電壓系數(shù)c voltage factorc 等效電壓源與被除的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓之比，該值在表1給出。 3.17 同步電機(jī)的超瞬態(tài)電熱E subtransient voltage E” of a synchronous machine 短路瞬間，在超瞬態(tài)電抗Id后起作用的同步電機(jī)對(duì)稱內(nèi)電勢(shì)的有效值。 3.18 遠(yuǎn)端短路 far-from generator short circuit 預(yù)期(可達(dá)到的)短路電流對(duì)稱交流分量的值在短路過程中基本保持不變的短 路。 3.19 近端短路 near-to generator short circuit 至少有一臺(tái)同步電機(jī)供給短路點(diǎn)的預(yù)期對(duì)稱短路電流初始值超過這臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流兩倍的短路；或同步和異步電動(dòng)機(jī)反饋到短路點(diǎn)的電流超過不接電動(dòng)機(jī)時(shí)該點(diǎn)的對(duì)稱短路電流初始值IK的5%的短路。 3.20 短路點(diǎn)F的短路阻抗 short-circuit impedances at the short-circuit location F 3.20.1 三相交流系統(tǒng)的正序短路阻抗positive-sequence short-circuit impedanceof a threephase a.c. system 從短路點(diǎn)看的正序系統(tǒng)阻抗(見第8.3.1條和圖4a)。 3.20.2 三相交流系統(tǒng)的負(fù)序短路阻抗negative-sequence short-circuit impedanceof a threephase a.c.system 從短路點(diǎn)看的負(fù)序系統(tǒng)阻抗(見第8.3.1條和圖4b)。 3.20.3 三相交流系統(tǒng)零序短路阻抗zero-sequence short-circuit impedance of athree-phase a.c.system 從短路點(diǎn)看的零序系統(tǒng)阻抗(見第8.3.1條和圖4c)。 3.20.4 三相交流系統(tǒng)短路阻抗short-circuit impedanceof a three-phase a.c.system 用作三相短路電流計(jì)算的正序短路阻抗的簡(jiǎn)略表示符號(hào)。 3.21 電氣設(shè)備的短路阻抗 short-circuit impedance of electrical equipment 3.21.1 電氣設(shè)備的正序短路阻抗positive-sequence short-circuit impedance ofelectrical equipment 當(dāng)由對(duì)稱的正序電壓系統(tǒng)供電時(shí)，線對(duì)中性點(diǎn)電壓同電氣設(shè)備相應(yīng)相的短路電流之比(見第8.3.2條)。 注：當(dāng)負(fù)序阻抗和零序阻抗不可能同正序阻抗混淆時(shí)，表示正序阻抗的下標(biāo)可以省略。 3.21.2 電氣設(shè)備的負(fù)序短路阻抗negative-sequence short-circuit impe- danceofelectrical equipment 當(dāng)由對(duì)稱的負(fù)序電壓系統(tǒng)供電時(shí)，線對(duì)中性點(diǎn)電壓同電氣設(shè)備相應(yīng)相的短路電流之比(見第8.3.2條)。 3.21.3 電氣設(shè)備的零序短路阻抗zero-sequence short-circuitof electricalequipment 當(dāng)用三條并聯(lián)的導(dǎo)線作為電流進(jìn)線，第四根導(dǎo)線或大地作為回線，設(shè)備由交流電壓供電時(shí)，線對(duì)地電壓與電氣設(shè)備相連的一個(gè)相的短路電流之比(見第8.3.2 條)。 3.22 同步電機(jī)的超瞬態(tài)電抗Xd ubtransient reactance Xd of a synchronousmachine 短路瞬間的有效電抗。計(jì)算短路電流時(shí)，用的飽和值。 3.23 斷路器的最小延時(shí)tmin minimum time delay tmin of a circuit breaker 從短路開始至開關(guān)設(shè)備第一對(duì)觸頭分離間的最短時(shí)間間隔。 注：時(shí)間tmin指瞬動(dòng)繼電器的可能最快動(dòng)作時(shí)間與斷路器的最短分離時(shí)間之和，不包括跳閘機(jī)構(gòu)的可調(diào)延遲時(shí)間。 4 符號(hào)、下角符和上角符 字母下劃一橫線表示復(fù)數(shù)，如。 計(jì)算時(shí)可用有名值或相對(duì)值，因此標(biāo)準(zhǔn)中列出的公式?jīng)]有注明單位。用有名值計(jì)算時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)都用法定計(jì)量單位。 4.1 符號(hào) A 非周期分量的初始值 c 電壓系數(shù) 等效電壓源(有效值) E同步電機(jī)超瞬態(tài)電勢(shì) f 頻率(50 Hz) Ib 對(duì)稱開斷電流(有效值) Ibasym 不對(duì)稱開斷電流(有效值) Ik穩(wěn)態(tài)短路電流(有效值) IKP在復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)端短路時(shí)的穩(wěn)態(tài)短路電流 IK或IK3對(duì)稱短路電流初始值(有效值) ILR異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)電流 iDC短路電流中的非周期分量 iP短路電流峰值 K阻抗校正系數(shù) PKT變壓器的負(fù)載損耗 q 用于計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)開斷電流的系數(shù) qn標(biāo)稱截面 R和r電阻有名值和相對(duì)值 RG計(jì)算電流IK和iP時(shí)的同步電機(jī)的假想電阻 SK對(duì)稱短路功率初始值(視在功率) Sr電氣設(shè)備的額定視在功率 tf假想變比 tmin最小延時(shí) tr額定變比(分接位開關(guān)于主分接時(shí)) Un系統(tǒng)標(biāo)稱電壓,線電壓(有效值) Ur設(shè)備的額定電壓,線電壓(有效值) ukr阻抗電壓,% uRr電阻電壓,% 、正序、負(fù)序和零序電壓 X和x 電抗有名值和相對(duì)值 Xd和Xq直軸同步電抗和交軸同步電抗 Xdq考慮勵(lì)磁影響后，在復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)端穩(wěn)態(tài)短路時(shí)的發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗 Xd和Xq直軸超瞬態(tài)電抗和交軸超瞬態(tài)電抗(二者均為飽和值) 短路比的倒數(shù) 正序短路阻抗 負(fù)序短路阻抗 零序短路阻抗 異步電動(dòng)機(jī)效率 短路電流峰值計(jì)算系數(shù) 穩(wěn)態(tài)短路電流計(jì)算系數(shù) 對(duì)稱短路開斷電流計(jì)算系數(shù) u0真空絕對(duì)導(dǎo)磁率 電阻率 相角 4.2 下角符 (1)正序 (2)負(fù)序 (0)零序 f 假想值 k或k3 三相短路 k1 單相接地短路或單相對(duì)中性線短路 k2 兩相不接地短路 k2E和kE2E 兩相接地短路時(shí)的線電流和流入地或中性線的電流 max 最大值 min 最小值 n 標(biāo)稱值 r 額定值 rs1 結(jié)果 t 換算值 AT 廠用變壓器 B 母線 E 大地 F 故障點(diǎn)或短路點(diǎn) G 發(fā)電機(jī) HV 高壓，變壓器高壓繞組 LV 低壓，變壓器低壓繞組 L 相線 LR 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子 La、Lb、Lc三相系統(tǒng)的a、b、c相線 M 異步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)組 M 斷開異步電動(dòng)機(jī)(組)或不考慮異步電動(dòng)機(jī)(組) MV 中壓，變壓器中壓繞組 N 三相交流系統(tǒng)的中性線 P 端，極 PSU 發(fā)電機(jī)變壓器組 Q 饋電網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn) T 變壓器 4.3 上角符 初始(超瞬態(tài))值 單位長(zhǎng)度電阻或電抗 圖 1 遠(yuǎn)端短路時(shí)的電流波形圖Ik對(duì)稱短路電流初始值；iP短路電流峰值；Ik穩(wěn)態(tài)短路電流；iDC短路電流的非周期分量；A非周期分量iDC的初始值5 短路電流非周期分量iDC 在計(jì)算短路電流時(shí)，不僅要計(jì)算短路電流的對(duì)稱交流分量，還要計(jì)算短路后瞬間出現(xiàn)的短路電流峰值iP，它的值與頻率f和X/R有關(guān)。在網(wǎng)狀電網(wǎng)中，有若干個(gè)時(shí)間常數(shù)，因此在計(jì)算iP和iDC時(shí)不可能給出計(jì)算精度高的簡(jiǎn)易方法。標(biāo)準(zhǔn)第9.1.3.2條推薦有關(guān)iP的計(jì)算方法。 在計(jì)算不對(duì)稱開斷電流ibasym時(shí)，應(yīng)算非周期分量iDC(見圖1和圖12)。iDC的計(jì)算公式如下： (1) 式中：Ik對(duì)稱短路電流初始值； f電力系統(tǒng)標(biāo)稱頻率,50Hz； t時(shí)間； R/X短路阻抗的電阻與電抗之比。 對(duì)于網(wǎng)狀電網(wǎng)中的短路，按第9.1.3.2條方法B計(jì)算時(shí)，應(yīng)在式(1)右邊乘1.15；按第9.1.3.2條方法C計(jì)算時(shí)，其等效頻率按下面選擇： t0.010.020.050.10.25fc/f0.40.270.150.0920.055 其中：f=50 Hz。 6 計(jì)算前提條件 在計(jì)算短路電流時(shí)，根據(jù)不同用途需要計(jì)算最大和最小短路電流，用于選設(shè)備容量或額定值需要計(jì)算最大短路電流和作為選擇熔斷器、整定繼電保護(hù)及校核電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需要的最小短路電流，它們都是以下面條件為基礎(chǔ)的： a.在短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)，短路相數(shù)不變，如三相短路保持三相短路，單相接地短路保持單相接地短路； b.具有分接開關(guān)的變壓器，其開關(guān)位置均視為在主分接位置； c.不計(jì)弧電阻。 對(duì)于圖2所示的對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路，可用對(duì)稱分量法計(jì)算其短路電流。 圖 2 短路方式和電流方向 注：圖中箭頭方向?yàn)槿我膺x定的電流流向 7 短路點(diǎn)的等效電壓源 對(duì)于遠(yuǎn)端和近端短路都可用一等效電壓源計(jì)算短路電流。 用等效電壓源計(jì)算短路電流時(shí)，短路點(diǎn)用等效電壓源代替，該電壓源為網(wǎng)絡(luò)的唯一的電壓源，其它電源，如同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)和饋電網(wǎng)絡(luò)的電勢(shì)都視為零并用自身內(nèi)阻抗代替。 用等效電壓源計(jì)算短路電流時(shí)，可不考慮非旋轉(zhuǎn)負(fù)載的運(yùn)行數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式。 用等效電壓源時(shí)，除零序網(wǎng)絡(luò)外，線路電容和非旋轉(zhuǎn)負(fù)載的并聯(lián)導(dǎo)納都可忽 略。 計(jì)算近端短路時(shí)，對(duì)于發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)變壓器組的發(fā)電機(jī)和變壓器的阻抗應(yīng)用修正后的值(見第10.3.2.6、10.3.2.7和10.3.2.8條)。同步電機(jī)用超瞬態(tài)阻抗，異步電動(dòng)機(jī)用堵轉(zhuǎn)電流算出的阻抗。在計(jì)算穩(wěn)態(tài)短路電流時(shí)，才需考慮同步機(jī)同步電抗和其勵(lì)磁頂值。 除等效電壓源法外，如果能得到同樣的計(jì)算精度，不排除在特殊情況下，用特殊計(jì)算方法，如疊加法，或其它精確計(jì)算方法。 圖3為一單側(cè)電源饋電并用等效電壓源計(jì)算短路網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)算例。各阻抗按第8.3.2條計(jì)算。等效電壓源中的電壓系數(shù)c根據(jù)表1選用，計(jì)算最大值用最大電壓系數(shù)(Cmax)，最小值用最小電壓系數(shù)(Cmin)。 圖 3 用等效電壓源計(jì)算示意圖 表1 標(biāo)稱電壓Un計(jì)算最大短路電流的電壓系數(shù)cmax計(jì)算最小短路電流的電壓系數(shù)cmin220/380 V380/660 V和1140 V1.001.050.951.00335 kV1.101.0035220 kV1.101.00 注：電壓系數(shù)c與標(biāo)稱電壓Un的積應(yīng)不超過設(shè)備最高電壓Um。 用于計(jì)算短路電流最大值的等效電壓源按式(2)計(jì)算。 a.電壓為220/380 V： (2a) b.電壓為380/660 V和1140 V： (2b) c.電壓為335kV及35220kV： (2c) 第二篇 短路電流中交流分量不衰減的系統(tǒng) (遠(yuǎn)端短路) 8 遠(yuǎn)端短路 遠(yuǎn)端短路的短路電流波形如圖1所示。對(duì)于遠(yuǎn)端短路，可以認(rèn)為短路電流的交流分量是不衰減的，即預(yù)期短路電流是由不衰減的交流分量和以初始值A(chǔ)衰減到零的非周期分量組成。因此，可以認(rèn)為遠(yuǎn)端短路的對(duì)稱電流初始值IK和穩(wěn)態(tài)短路電流IK(有效值)是相等的，計(jì)算遠(yuǎn)端短路，認(rèn)為IK=Ib=IK，三者相等，只需對(duì)IK和iP進(jìn)行計(jì)算。對(duì)一電網(wǎng)經(jīng)變壓器饋電的短路，當(dāng)饋電網(wǎng)絡(luò)電抗XQ t與變壓器低壓側(cè)電抗XTLV滿足關(guān)系式XTLV2XQt時(shí)，可視為遠(yuǎn)端短路(如圖3)。 8.1 對(duì)稱短路 計(jì)算對(duì)稱三相短路時(shí)，只需計(jì)算正序阻抗。 8.2 不對(duì)稱短路 本標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)以下三種短路形式進(jìn)行計(jì)算： 兩相不接地短路(圖2b)； 兩相接地短路(圖2c)； 單相接地短路(圖2d)。 通常，三相短路時(shí)的電流最大，但在靠近中性點(diǎn)接地的變壓器或接地變壓器附近發(fā)生單相接地短路時(shí)，其短路電流可能大于三相短路電流。具有Yz、Dy和Dz向量組結(jié)線的變壓器，其低壓繞組Y或Z接地時(shí)，更是如此。 用對(duì)稱分量法時(shí)，將不對(duì)稱短路的系統(tǒng)分解為三個(gè)獨(dú)立的對(duì)稱系統(tǒng)，各相電流由以下三個(gè)對(duì)稱分量系統(tǒng)的電流疊加。 (3a) (3b) (3c) ； (4) 用對(duì)稱分量法求解時(shí)，假定系統(tǒng)阻抗平衡，對(duì)不換位線路，短路電流計(jì)算的結(jié)果也具有可接受的精度。 8.3 短路阻抗 在應(yīng)用此標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)區(qū)分短路點(diǎn)F的短路阻抗和電氣設(shè)備的短路阻抗。用對(duì)稱分量法時(shí)還應(yīng)考慮序網(wǎng)阻抗。 8.3.1 短路點(diǎn)F的短路阻抗 研究短路點(diǎn)F的正序或負(fù)序阻抗時(shí)，電網(wǎng)內(nèi)的所有同步電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)都用自身的相應(yīng)序阻抗代替， 圖 4 三相交流系統(tǒng)F點(diǎn)短路時(shí)的短路阻抗 根據(jù)圖4a或圖4b即可確定F點(diǎn)的正序或負(fù)序短路阻抗或，按第9章計(jì)算短路電流時(shí)，線路電容和非旋轉(zhuǎn)負(fù)載的并聯(lián)導(dǎo)納均可忽略。 對(duì)于三相對(duì)稱短路，正序阻抗是唯一需用的阻抗，在這種條件下，。 旋轉(zhuǎn)電機(jī)的正序和負(fù)序阻抗可能不相等。在本篇“遠(yuǎn)端短路”的計(jì)算中，通常取。 在短路線和共用回線(如接地系統(tǒng)、中性線、地線、電纜外殼和電纜鎧裝)間加一交流電壓，根據(jù)圖4c即可確定F點(diǎn)的零序短路阻抗。 在計(jì)算中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的中、高壓電力系統(tǒng)中不對(duì)稱短路電流時(shí)，線路零序電容和非旋轉(zhuǎn)負(fù)載的零序并聯(lián)導(dǎo)納不能忽略。 對(duì)于中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)，在不計(jì)線路零序電容情況下，短路電流計(jì)算值要比實(shí)際值大。其差值與系統(tǒng)中某些數(shù)據(jù)有關(guān)，如中性點(diǎn)接地變壓器間的線路長(zhǎng)度。 在計(jì)算低壓系統(tǒng)中的短路電流時(shí)，可忽略線路電容和非旋轉(zhuǎn)負(fù)載的并聯(lián)導(dǎo)納。 除特殊情況外，零序短路阻抗與正序短路阻抗不等。 8.3.2 電氣設(shè)備短路阻抗 對(duì)于饋電網(wǎng)絡(luò)、變壓器、架空線路、電纜線路、電抗器和其它類似電氣設(shè)備，它們的正序和負(fù)序短路阻抗相等，即。計(jì)算線路零序阻抗時(shí)，在零序網(wǎng)絡(luò)中，假設(shè)在三條平行導(dǎo)線和返回的共用線間有一交流電壓，共用線流過三倍零序電流，如圖5d所示。一般情況下，零序短路阻抗與正序短路阻抗不相等?？梢孕∮凇⒌扔诤痛笥?。 圖 5 測(cè)量零序短路阻抗接線圖 圖 6 電網(wǎng)饋電短路的系統(tǒng)圖和等值電路 8.3.2.1 饋電網(wǎng)絡(luò)阻抗 如圖6a所示，由電網(wǎng)向短路點(diǎn)饋電的網(wǎng)絡(luò)，僅知節(jié)點(diǎn)Q的對(duì)稱短路功率初始值SKQ或?qū)ΨQ短路電流初始值IKQ，在Q點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)阻抗ZQ按下式計(jì)算： (5a) 如果由中壓或高壓電網(wǎng)經(jīng)變壓器向短路點(diǎn)饋電，僅知節(jié)點(diǎn)Q的對(duì)稱短路功率初始值SKQ或?qū)ΨQ短路電流初始值IKQ，如圖6b所示，應(yīng)歸算到變壓器低壓側(cè)的阻抗ZQt按下式計(jì)算： (5b) 式中：ZQt歸算到變壓器低壓側(cè)的阻抗； Un QQ點(diǎn)的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓； SKQ饋電網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)Q的對(duì)稱短路功率初始值(視在功率)； IKQ流過Q點(diǎn)的對(duì)稱短路電流初始值； c電壓系數(shù)，見表1和式(2)； tr分接開關(guān)在主分接位置時(shí)的變壓器額定變比。 若電網(wǎng)電壓在35kV以上時(shí)，網(wǎng)絡(luò)阻抗可視為純電抗(略去電阻)，即ZQ=0+jXQ。 計(jì)算中若計(jì)及電阻但具體數(shù)值不知道，可按式RQ=0.1XQ和XQ=0.995ZQ計(jì)算。 可以不計(jì)算饋電網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗，僅在特殊場(chǎng)合才計(jì)算此值。 8.3.2.2 變壓器的阻抗 雙繞組變壓器的正序短路阻抗按下式計(jì)算： (6) (7) (8) 式中UrT變壓器高壓側(cè)或低壓側(cè)的額定電壓； IrT變壓器高壓側(cè)或低壓側(cè)的額定電流； SrT變壓器額定容量； PkrT變壓器的負(fù)載損耗； uKr阻抗電壓，%； uRr電阻電壓，%。 計(jì)算大容量變壓器短路電流時(shí)，可略去繞組中的電阻，只計(jì)電抗，只是在計(jì)算短路電流峰值iP或非周期分量iDC時(shí)才計(jì)及電阻。 雙繞組或多繞組變壓器的零序短路阻抗，由制造廠給出。 注：對(duì)于有分接開關(guān)的變壓器，按式(6)算出的阻抗是對(duì)應(yīng)主分接時(shí)的值。對(duì)電流、電壓和阻抗進(jìn)行換算時(shí)，用主分接位置的變比。 僅以下情況需特殊考慮； a.計(jì)算單側(cè)電源饋電的短路電流且短路電流方向與短路前電流方向一致時(shí)(如圖3或圖6b所示的有分接開關(guān)的單臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)變壓器低壓側(cè)的短路)。 b.有分接開關(guān)變壓器，其變比變化范圍可能較大時(shí)，即： UTHV = UrTHV (1PT) 而PT0.05 c.變壓器最小短路電壓ukmin比對(duì)應(yīng)主分接的額定短路電壓ukr小(ukminukr)時(shí)。 d.變壓器運(yùn)行時(shí)的實(shí)際電壓高于系統(tǒng)標(biāo)稱電壓Un(U1.05Un)時(shí)。 圖7所示三繞組變壓器的正序短路阻抗、按下式計(jì)算(換算到H 側(cè))圖 7 三繞組變壓器 (L側(cè)開路) (9a) (M側(cè)開路) (9b) (H側(cè)開路) (9c) 代入下式可得： (10a) (10b) (10c) 式中：UrTH變壓器額定電壓； SrTHMH、M間的額定容量； SrTHLH、L間的額定容量； SrTMLM、L間的額定容量； ukrHMH、M間的阻抗電壓，%； ukrHLH、L間的阻抗電壓，%； ukrMLM、L間的阻抗電壓，%。 8.3.2.3 架空線和電纜的阻抗 架空線和電纜的正序短路阻抗=RL+jXL可按導(dǎo)線有關(guān)參數(shù)計(jì)算。其零序短路阻抗Z(0) = R(0) +j X0可通過測(cè)量或按R(0)L /RL和X(0)L / XL計(jì)算。 高、低壓電纜的正序和零序阻抗、的大小與國(guó)家的制造工藝水平和標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，具體數(shù)值可從手冊(cè)或制造廠給出的數(shù)據(jù)中得到。 導(dǎo)線平均溫度20時(shí)的架空線單位長(zhǎng)度有效電阻RL可根據(jù)電阻率和標(biāo)稱截面qn，用下式計(jì)算： (11) 式中：材料電阻率，銅為=1/54mm2/m，鋁為=1/34mm2/m，鋁合金為=1/31mm2/m； qn導(dǎo)線標(biāo)稱截面。 對(duì)于換位架空線，單位長(zhǎng)度的電抗XL (/km)，按下式計(jì)算： (12a) 式中：d導(dǎo)線間的幾何均距或相應(yīng)的導(dǎo)線的中心距離，其值為：； r單導(dǎo)線時(shí)，指導(dǎo)線的半徑；分裂導(dǎo)線時(shí)，,其中R為分裂導(dǎo)線半徑，r0為每根導(dǎo)線半徑； n分裂導(dǎo)線數(shù)，單導(dǎo)線時(shí)，n=1； 0真空絕對(duì)導(dǎo)磁率。 若真空絕對(duì)導(dǎo)磁率為0=4104H/km,在f=50Hz時(shí)，將式(12a)化簡(jiǎn)的表示式 為： (12b) 8.3.2.4 限流電抗器阻抗 假設(shè)電抗器為幾何對(duì)稱，它們的正序、負(fù)序和零序阻抗相等。 8.3.2.5 電動(dòng)機(jī)阻抗 對(duì)于同步電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)，在短路計(jì)算中均按同步發(fā)電機(jī)處理(見第三 篇)。 電網(wǎng)發(fā)生短路時(shí)，網(wǎng)內(nèi)連接的異步電動(dòng)機(jī)將向短路點(diǎn)反饋短路電流，在三相對(duì)稱短路中反饋電流衰減很快，在電動(dòng)機(jī)(組)的額定電流之和小于等于不計(jì)電動(dòng)機(jī)算出的對(duì)稱短路電流初始值的時(shí),即下式成立時(shí),不考慮影響 (13) 式中：Ir M短路點(diǎn)近區(qū)的電動(dòng)機(jī)(組)的額定電流之和； IK短路點(diǎn)近區(qū)無電動(dòng)機(jī)(切斷電動(dòng)機(jī))時(shí)的對(duì)稱短路電流初始值。 有關(guān)異步電動(dòng)機(jī)阻抗計(jì)算第三篇。 8.4阻抗、電流和電壓的換算 若計(jì)算不同電壓等級(jí)的短路電流時(shí)，需將某一級(jí)電壓下阻抗、電流和電壓值換算到另一級(jí)電壓下的值，在換算時(shí)，若不知實(shí)際分接頭位置，可用主分接對(duì)應(yīng)的變比，即額定變比tr。 9短路電流計(jì)算 9.1對(duì)稱短路 9.1.1單電源饋電的三相短路 9.1.1.1對(duì)稱短路電流初始值I”K 按圖3結(jié)計(jì)計(jì)算I”K，即 (14) 式中：等效電壓源； RK短路電阻，等于饋電網(wǎng)絡(luò)電阻、變壓器繞組電阻和線路電阻之和(見第8.3.2條)，RK=RQt=RT=RL; XK短路電抗，等于饋電網(wǎng)絡(luò)電抗、變壓器電抗和線路電抗之和，XK=XQt+XT+XL； ZK短路阻抗(見第8.3.2條)，。 若短路阻抗中的電阻Rk 0.3 Xk時(shí)，可以忽略電阻，用Xk代替Zk。 對(duì)于本篇“遠(yuǎn)端短路”，即短路電流中交流分量不衰減的系統(tǒng)，其對(duì)稱短路電流初始值I”K穩(wěn)態(tài)短 路電流和開斷電流I b者相等，即 (15) 9.1.1.2 短路電流峰值 單電源饋電的短路是串聯(lián)供電電路，短路電流峰值可按下式計(jì)算 (16) 式中：k峰值系數(shù)； 對(duì)稱短路電流初始值； 系數(shù)可按下式作近似計(jì)算： 1.02+0.98 也可按圖8的R/X(或X/R)曲線查出。 圖 8 單電源饋電短路的峰值系數(shù)與阻抗比的關(guān)系 9.1.2 非網(wǎng)狀電網(wǎng)饋電的三相短路 9.1.2.1對(duì)稱短路電流初始值IK 由多條并聯(lián)支路電源饋電的三相短路，在短路點(diǎn)的對(duì)稱短路電流初始值IK，開斷電流Ib和穩(wěn)態(tài)短路電流IK，均由各支路的IK、Ib和IK疊加而成。圖9的電路，有支路電流IKT1，IKT2按式(14)計(jì)算。 (17) (18) 注：大多數(shù)情況下，短路時(shí)各支路短路電流的相角很接近，可用代數(shù)和代替其相量和如圖9所示，在母線B和短路點(diǎn)F之間的阻抗ZBFUnQ)和(或)發(fā)電機(jī)電壓大于它的額定電壓(UGUrG)時(shí)；b.或發(fā)電機(jī)變壓器組中的變壓器不帶分接開關(guān)，UG始終大于UrG