注冊(cè)電氣工程師-短路電流計(jì)算方法供配電

1、1短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算21短路電流計(jì)算方法（掌握）2短路電流計(jì)算結(jié)果的應(yīng)用（熟悉）3影響短路電流的因素及限制短路電流的措施（熟悉）34選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備確定送電線路對(duì)通信線電磁危險(xiǎn)影響電網(wǎng)電廠主接線的比較、選擇繼電保護(hù)等保護(hù)設(shè)備整定選擇的依據(jù)驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓5高壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算低壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算6標(biāo)么值及基準(zhǔn)值選擇與計(jì)算系統(tǒng)元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算三相短路電流計(jì)算不對(duì)稱短路電流計(jì)算7 NPJUUU05. 1高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)及各元件(即發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等)的電抗，并采用標(biāo)么值計(jì)算，可以使計(jì)算得到簡(jiǎn)化基準(zhǔn)容量SJ全網(wǎng)只取一個(gè)一般取SJ=100MVA或SJ=1

2、000MVA基準(zhǔn)電壓UJ每個(gè)電壓級(jí)各取一個(gè)一般取用各級(jí)的平均電壓網(wǎng)絡(luò)平均電壓網(wǎng)絡(luò)額定電壓230,115,375 .10，220,110,3510，8jjJUSI3jjjjJSUIUZ23基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)阻抗當(dāng)基準(zhǔn)容量SJ（MVA）、基準(zhǔn)電壓UJ（kV）選定后，根據(jù)各物理量之間的關(guān)系基準(zhǔn)電流IJ（kA），與基準(zhǔn)阻抗ZJ （）便可求得9jjJUSI3jUUU jSSS jjjSUIIII32jjjUSXZXX電壓電流阻抗、電阻及電阻，它們的基準(zhǔn)相同功率：有功功率、無功功率、視在功率的基準(zhǔn)相同jjjjJSUIUZ2310 SIIIIIUIUSUUIUUISUISSSjjjjjjjjj33333時(shí)當(dāng)當(dāng)電壓

3、等于基準(zhǔn)電壓時(shí)，即電壓的標(biāo)么值等于1時(shí)：相電壓和線電壓的標(biāo)么值是相等單相功率和三相功率的標(biāo)么值相等某些物理量還可以用標(biāo)么值相等的另一些物理量來代替，如當(dāng)用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，正常情況下，全網(wǎng)各處電壓均在1左右，便于分析系統(tǒng)運(yùn)行情況11基準(zhǔn)值有名值標(biāo)么值 基準(zhǔn)值標(biāo)么值有名值各元件參數(shù)計(jì)算12CosPUXSUXXNNdNNdd/100%100%22CosPSXSSXUSSUXXXXNjdNjdjjNNdjdd/100%100%100%22有名值標(biāo)么值發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算13NNTTSUXX2100%NjTjjNNTjTTSSXUSSUXXXX100%100%22有名值標(biāo)么值變壓器參數(shù)計(jì)算14NNKKIUXX3

4、100%有名值標(biāo)么值電抗器參數(shù)計(jì)算23100%jjNNKjkkUSIUXXXX要特別注意，這里的電壓不能消去153789. 0lg145. 0cabcabldddDrDX有名值標(biāo)么值輸電線參數(shù)計(jì)算2jjljllUSXXXX幾何均距16無限大電源供給的短路電流有限電源供給的短路電流17XXEIIIZ1XIIIIjjZjjSIXSS此時(shí)，短路電流周期分量不變，都等于短路點(diǎn)的輸入阻抗分之一標(biāo)么值有名值短路功率標(biāo)么值與短路電流標(biāo)么值相等IISZ有名值此時(shí)，都認(rèn)為電勢(shì)E1當(dāng)供電電源為無窮大或計(jì)算電抗(以供電電源為基準(zhǔn))Xjs3時(shí)，不考慮短路電流周期分量的衰減，此時(shí)18dddXI1jjdjddUSIIII

5、3ddjdXSS零秒三相短路電流的周期性分量(對(duì)稱短路電流初始值起始次暫態(tài)電流)標(biāo)么值一般稱為X分之一法短路電流有名值有名值短路功率有名值有名值短路故障點(diǎn)的等值電抗短路故障點(diǎn)的等值電抗(標(biāo)標(biāo)么值么值)基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)功率基準(zhǔn)電壓短路電流周期性分量計(jì)算教材上的表示法19XXEIIIZ1短路電流周期分量的標(biāo)么值；0秒短路電流周期分量的標(biāo)么值，稱為起始次暫態(tài)電流穩(wěn)態(tài)短路電流周期分量的標(biāo)么值電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗標(biāo)么值；20XR3122ZZXRZ上面的計(jì)算公式忽略了電阻的影響，如果回路總電阻較大，滿足條件： 則電阻對(duì)短路電流有較大的作用。此時(shí)，必須用阻抗的標(biāo)么值來代替式中的電抗標(biāo)么值。21在工程計(jì)算中，常

6、利用計(jì)算曲線（或稱運(yùn)算曲線）來確定短路后任意指定時(shí)刻短路電流的周期性分量。22jNjsSSXX計(jì)算電抗的意義把歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的外接電抗的標(biāo)么值和發(fā)電機(jī)縱軸次暫態(tài)電抗的標(biāo)么值之和定義為計(jì)算電抗計(jì)算方法：先將電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗 （ ）歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗 XXjsX然后按給定時(shí)間值，查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線或查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線數(shù)字表 ，即可得到短路電流周期分量的標(biāo)么值 。I發(fā)電機(jī)額定容量系統(tǒng)基準(zhǔn)容量),(tXfIjs232425262728NIIINztztIII查出短路電流標(biāo)么值后，乘以基準(zhǔn)電流（在這里，是發(fā)電機(jī)的額定電流），即得短路電流有名值：運(yùn)算曲線可查出t時(shí)刻短路電

7、流，對(duì)于t時(shí)刻電流為：29st445. 3jsX從運(yùn)算曲線查出短路電流時(shí)，注意，當(dāng)：或者即認(rèn)為周期分量電流不衰減了jsXEI 3031由于電力系統(tǒng)是由一些具有電感或電容的元件組成，在運(yùn)行中的這些元件將會(huì)儲(chǔ)存電磁能量，當(dāng)電路狀態(tài)發(fā)生突變時(shí)（例如短路時(shí)）電路中這些元件的電流（對(duì)于電感）或電壓（對(duì)于電容）不能發(fā)生突變，因而，為了維持能量的不突然變化，于是在電路中就會(huì)產(chǎn)生電流的非周期分量，即電路會(huì)有一個(gè)從原來狀態(tài)過渡到一個(gè)新的狀態(tài)的過渡過程。但是，這個(gè)非周期分量的電流沒有電源的支持，而電路中又有電阻存在，所以，隨著時(shí)間的推移，這個(gè)電流要逐漸衰減，直到新的穩(wěn)定狀態(tài)。3202IifzffTtTtfzfzt

8、eIeii02 f2RXTf即周期分量的幅值它是衰減的直流電流正弦交流的角頻率衰減時(shí)間常數(shù)，取決于回路電抗及電阻大小短路電流t秒時(shí)刻的非周期分量：起始值sRXRXRLRLTf314有名值單位為秒標(biāo)么值無單位33sRXRXRLRLTf314短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，s，當(dāng)電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)：RXRXTTTTfjff/1/1有名值，秒標(biāo)么值，無單位34沖擊電流全電流35周期分量非周期分量全電流（瞬時(shí)值）沖擊電流非周期分量起始值0.01秒此情況為：空載短路電源電勢(shì)剛為零的時(shí)刻36fTfzZcheiii01. 001. 0fTcheK01. 0101. 001. 001. 001. 02)1

9、(222IKeIeIIeiiichTTTfzZchfff0.01秒時(shí)，非周期分量的值稱為沖擊系數(shù)它的大小在1到2之間三相短路發(fā)生后，短路電流的最大瞬時(shí)值稱為沖擊電流沖擊電流出現(xiàn)在短路發(fā)生后的大約半個(gè)周期(t=0.0l s)chi當(dāng)不及周期分量的衰減時(shí)3738201.0201.0fzzchIII222) 1(21)1(2()(chchchKIKIII)1(2201.001.0chTfzKIeIIf01.0IIIzz考慮了衰減后的非周期分量為當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)短路電流全電流最大有效值fTcheK01. 01這是前面已經(jīng)說明的沖擊系數(shù)短路電流全電流最大有效值，也出現(xiàn)在短路發(fā)生后的大約半個(gè)周期(t

10、=0.0l s)39感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，從系統(tǒng)吸收電能，因而也儲(chǔ)存有電磁能量，相對(duì)有一個(gè)等值電勢(shì)存在；正常運(yùn)行時(shí)，外施電壓高于其電勢(shì)，電流流入電動(dòng)機(jī)；但是，當(dāng)離電動(dòng)機(jī)接入點(diǎn)較近的外接電路發(fā)生短路時(shí)，電動(dòng)機(jī)接入點(diǎn)的電壓就有可能低于電動(dòng)機(jī)電勢(shì)，這時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)變?yōu)橐粋€(gè)電源，向外提供短路電流，這時(shí)就需要計(jì)及電動(dòng)機(jī)反饋對(duì)短路沖擊電流的影響40IIMr 01.0KAIKKirMqMMchMch29.0僅當(dāng)短路點(diǎn)附近所接用電動(dòng)機(jī)額定電流之和大于短路電流的1時(shí)，才予以考慮其反饋電流的影響，即：由異步電動(dòng)機(jī)饋送的短路沖擊電流可由下式計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)可取為67異步電動(dòng)機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)可取1.4

11、1.7異步電動(dòng)機(jī)的額定電流41KAiiiMchschchKAIKIKIIIMMchsschMsch22) 1() 1(2)( 短路沖擊電流短路沖擊電流短路全電流最大有效值 由系統(tǒng)送到短路點(diǎn)的短路沖擊電流由系統(tǒng)送到短路點(diǎn)的超瞬變（次暫態(tài)）短路電流由短路點(diǎn)附近的異步電動(dòng)機(jī)送到短路點(diǎn)的超瞬變（次暫態(tài)）短路電流由異步電動(dòng)機(jī)反饋短路沖擊電流42rMqMMIKI9.0 rMqMMIKI 9.0rMrMqMqMPPKK)(由短路點(diǎn)附近的異步電動(dòng)機(jī)送到短路點(diǎn)的超瞬變（次暫態(tài)）短路電流，kA如果有多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)可取為67如果有多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)43對(duì)稱分量法的基本關(guān)系序

12、網(wǎng)的構(gòu)成合成阻抗正序電流合成電流44不對(duì)稱短路計(jì)算一般采用對(duì)稱分量法。它的意義是：三相網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一組不對(duì)稱三相相量(電流、電壓等)都可以分解成三組對(duì)稱的分量。即正序分量、負(fù)序分量和零序分量。正序分量的三相量大小相等，方向各差120，相序與對(duì)稱時(shí)的三相相序相同零序分量的的三相量大小相等，相位也相同負(fù)序分量的三相量大小相等，方向各差120，相序與對(duì)稱時(shí)的三相相序相反45cbaaaaFFFaaaaFFF111113122021cbaaaaIIIaaaaIII111113122021cbaaaaUUUaaaaUUU11111312202123210120Jeaj 232102402Jeaj 13a012

13、aa不對(duì)稱量分解成為序分量：即相分量分解成為序分量算子：不對(duì)稱電壓分解成為序分量：不對(duì)稱電流分解成為序分量：460212211111aaacbaFFFaaaaFFF0212211111aaacbaIIIaaaaIII0212211111aaacbaUUUaaaaUUU序分量合成為不對(duì)稱量：即序分量合成成為相分量電流序分量合成相分量電壓序分量合成相分量47在三相對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)中，由于三相網(wǎng)絡(luò)內(nèi)施加任一組對(duì)稱分量電壓（或電流）都只在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的對(duì)稱分量電流（或電壓），此即所謂三相對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)中對(duì)稱分量的獨(dú)立性。因此，可以分別對(duì)各序電流電壓分布進(jìn)行計(jì)算，然后再用對(duì)稱分量法進(jìn)行合成，從而求出實(shí)際的短路電流或

14、電壓值。48將三相不對(duì)稱相量分解為正序(順序)、負(fù)序(逆序)和零序三組對(duì)稱分量后，要對(duì)于不同序的電流電壓進(jìn)行計(jì)算，相應(yīng)的不同序的計(jì)算用網(wǎng)絡(luò)稱為序網(wǎng)。正序網(wǎng)絡(luò)它與前面所述三相短路時(shí)的網(wǎng)絡(luò)和電抗值相同。負(fù)序網(wǎng)絡(luò)它所構(gòu)成的元件與正序網(wǎng)絡(luò)完全相同，只需用各元件負(fù)序阻抗X2代替正序阻抗X1即可。 對(duì)于的靜止元件(變壓器、電抗器、架空線路、電纜線路等) X2= X1 對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)序阻抗X2不等于正序阻抗X1，一般由制造廠提供。零序網(wǎng)絡(luò)它由元件的零序阻抗所構(gòu)成49零序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成比較復(fù)雜，其構(gòu)成方法是：在短路點(diǎn)加上一組零序電壓，然后尋找零序電流通路，如能夠有零序電流流過，則該支路包含在零序網(wǎng)絡(luò)中。這種能夠

15、有零序電流流過回路至少在短路點(diǎn)連接的回路中有一個(gè)接地中性點(diǎn)時(shí)才能形成；若發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)經(jīng)過阻抗接地，則必須將該阻抗增加3倍后再列入零序網(wǎng)絡(luò)。如果在回路中有變壓器，那么零序電流只有在一定條件下才能由變壓器一側(cè)感應(yīng)至另一側(cè)。電抗器的零序阻抗X0= X150515253根據(jù)不同的不對(duì)稱短路，將三個(gè)序網(wǎng)連接成不同的形式，從而進(jìn)行計(jì)算，這時(shí)的網(wǎng)絡(luò)稱為復(fù)合序網(wǎng)；其連接方法是根據(jù)不同的短路類型，由短路處的邊界條件決定的。根據(jù)復(fù)合序網(wǎng)，可方便的求出正序電流的A相分量，進(jìn)而求出各序電流電壓的序分量，最后再合成為要求的相分量54正序網(wǎng)E、X1負(fù)序網(wǎng)X2零序網(wǎng)X0負(fù)序網(wǎng)X2單相接地短路三序網(wǎng)串聯(lián))1(102

16、1XXXXXX02)1()1(1021)1(1XXXXXEXXXEXEIaA相短路電流的正序分量A相短路電流的正序分量計(jì)算公式附加阻抗單相接地短路55正序網(wǎng)E、X1負(fù)序網(wǎng)X2兩相短路正序網(wǎng)與負(fù)序網(wǎng)并聯(lián)A相短路電流的正序分量)1(121XXXXX2)2()2(121)2(1XXXXEXXEXEIa兩相短路56正序網(wǎng)E、X1負(fù)序網(wǎng)X2零序網(wǎng)X0兩相接地短路三序網(wǎng)并聯(lián)A相短路電流的正序分量)1 . 1(102021021)/(XXXXXXXXXXX0202)1 . 1()1 . 1(1021)1 . 1(/1XXXXXXXEXXXEXEIa兩相接地短路57)(1nXXX0)3(X2)2(XX02)1

17、(XXX0202)1 . 1 (XXXXX阻抗寫成通式單相短路：二相短路：二相接地短路：三相短路： 附加阻抗58)(1)()(11nnndXXEIIa短路電流A相正序分量寫成通式： )(1)()(111nnndXXIIa當(dāng)電勢(shì)的標(biāo)么值為1時(shí) 59jNjsSSXX1)3()3(1)(11)()(1)()1 ()1 ()(jsnjNnjNnnjsXXXSSXXXSSXXX如要運(yùn)用短路電流計(jì)算曲線，則應(yīng)換算成計(jì)算電抗： 三相短路時(shí)的計(jì)算電抗： 60)(1)(1)(nandndmImII對(duì)于不同的短路，短路處的短路電流與正序分量A相電流有如下的關(guān)系：1m3m3m20202)(13XXXXm單相短路：二

18、相短路：二相接地短路：三相短路：前面求出的正序分量電流：61)3(121)2(2121IXEXXEXEIa)3()3()3()2(1)2(1)2(1)2(866. 02321333IIIIImIIaddd在計(jì)算t=0（也即是次暫態(tài)短路電流）時(shí)近似假定：21XX這時(shí)的兩相短路電流可簡(jiǎn)化為：兩相短路次暫態(tài)電流62311212866. 023233kkIXEXEXXEI此時(shí)的發(fā)電機(jī)正序參數(shù)是用次暫態(tài)參數(shù)，發(fā)電機(jī)的負(fù)序參數(shù)與其正序參數(shù)數(shù)值接近，分母的兩項(xiàng)相差不大，可以近似認(rèn)為兩者相等。32866. 0kkII325.1kkII對(duì)于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的短路穩(wěn)態(tài)電流，外接電路電抗的影響較大，相反，發(fā)電機(jī)參數(shù)影響較

19、小，分母的兩項(xiàng)也相差不大，可以近似認(rèn)為兩者相等，所以，結(jié)論與上面相同對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的短路穩(wěn)態(tài)電流，原因見下頁6332866. 0kkII325.1kkII遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)短路時(shí)發(fā)電機(jī)出口處短路時(shí)注意：對(duì)于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的短路穩(wěn)態(tài)電流，外接電路電抗的影響較大，相反，發(fā)電機(jī)參數(shù)影響較小，分母的兩項(xiàng)也相差不大，可以近似認(rèn)為兩者相等，所以，結(jié)論與上面相同64 對(duì)于發(fā)電機(jī)的出口兩相短路穩(wěn)態(tài)電流，由于此時(shí)發(fā)電機(jī)參數(shù)是用同步電抗表示，同步電抗很大，負(fù)序電抗相對(duì)很?。ń咏诎l(fā)電的正序暫態(tài)參數(shù)），（又無外接電路電抗的影響），因此，分母的兩項(xiàng)合成起來，只比正序電抗大一些，故分子的根號(hào)3就起主要作用，于是短路電流也就很大，約

20、為穩(wěn)態(tài)短路電流的1.5倍，就主要是這個(gè)因素的影響。發(fā)電機(jī)出口處的兩相穩(wěn)態(tài)短路電流32125 . 13kkIXXEI65計(jì)算特點(diǎn)三相和兩相短路電流的計(jì)算單相短路(包括單相接地故障)電流的計(jì)算低壓網(wǎng)絡(luò)電路元件阻抗的計(jì)算66前面介紹的高壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算方法同樣適用于低壓網(wǎng)絡(luò)由于低壓電網(wǎng)的電源一般來自地區(qū)大中型電力系統(tǒng)，配電用的電力變壓器的容量又遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的容量，因此，從電氣距離來看，短路點(diǎn)可以說離電源很遠(yuǎn)，于是，短路電流可按遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)計(jì)算，即可認(rèn)為按電源為無限大電源容量的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行短路計(jì)算；即短路電流周期分量不衰減。67由于電壓較低，短路回路的電阻影響較大，因此對(duì)于低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算要計(jì)及短路電

21、路各元件的有效電阻，但短路點(diǎn)的電弧電阻、導(dǎo)線連接點(diǎn)、開關(guān)設(shè)備和電器的接觸電阻可忽略不計(jì)。由于電路電阻較大，短路電流非周期分量將會(huì)很快衰減，因此，計(jì)算中一般可以不考慮非周期分量。只有在離配電變壓器低壓側(cè)很近處，例如低壓側(cè)20m以內(nèi)大截面線路上或低壓配電屏內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，才需要計(jì)算非周期分量。要考慮溫度對(duì)于導(dǎo)線電阻的影響，即單位線路長(zhǎng)度有效電阻將隨溫度的變化進(jìn)行修正68低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算一般采用有名值計(jì)算：電壓用伏，電流用千安，功率用千伏安，阻抗用毫歐計(jì)算220380V網(wǎng)絡(luò)中的三相短路電流時(shí)，計(jì)算公式中的電壓要用計(jì)算電壓進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算電壓為：計(jì)算三相短路電流時(shí)：C=1.05計(jì)算單相接地故障電流

22、時(shí)： C=1.0 Un為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓(線電壓)380V。ncU69kAXRXRUZcUIkkkknkn2222 2303/05.13/LmTskRRRRRLmTskXXXXX在220380V網(wǎng)絡(luò)中，一般以三相短路電流為最大。低壓網(wǎng)絡(luò)三相起始短路電流周期分量有效值：各元件電阻及電抗電壓系數(shù)，計(jì)算三相短路電流時(shí)取1.05：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)稱電壓(線電壓)，V, 在220380V網(wǎng)絡(luò)為380V短路電路總阻抗、總電阻、總電抗，m；70LmTskRRRRRLmTskXXXXX變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)的電阻、電抗(歸算到400V側(cè))m；變壓器的電阻、電抗(歸算到400V側(cè))m；變壓器低壓側(cè)母線段的電阻、電抗，m；配電線路的

23、電阻、電抗，m；短路回路總電阻、總電抗，m；71一臺(tái)變壓器供電的低壓網(wǎng)絡(luò)三相短路電流計(jì)算電路圖72當(dāng)變壓器的阻抗與系統(tǒng)的阻抗之比滿足以下條件，則可看成無限大電源的短路：2/2222ssTTXRXRzkIII 對(duì)于無限大電源的短路，變壓器低壓側(cè)短路時(shí)的短路電流周期分量不衰減，即系統(tǒng)的阻抗相比之下比較小時(shí)：7332866. 0kkII低壓網(wǎng)絡(luò)兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系也和高壓系統(tǒng)一樣，此時(shí)，由于低壓網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)，故發(fā)電機(jī)參數(shù)影響很小，故可得：兩相短路次暫態(tài)電流，它也不衰減：74kAZXRXRUXXXRRRUZZZcUIpppppnnnk2202203/)3()3(3/0 .13|3/222

24、22)0()2()1(2)0()2()1()0()2()1(1 單相接地故障電流的計(jì)算：?jiǎn)蜗嘟拥毓收想娏鞯挠?jì)算：TN接地系接地系統(tǒng)的低壓網(wǎng)絡(luò)單相接地故障電流統(tǒng)的低壓網(wǎng)絡(luò)單相接地故障電流2203/3803/nU線電壓有名值短路電路正序、負(fù)序、零序電阻，m；短路電路正序、負(fù)序、零序阻抗，m 短路電路正序、負(fù)序、零序阻抗，m；C：電壓系數(shù)，計(jì)算單相接地故障電流時(shí)取1；75LpmpTpsppLpmpTpsppXXXXXXXXRRRRRRRR33)0()2()1()0()2()1(短路電路的相保電阻相保電抗相保阻抗22pppXRZ短路電路的相線與保護(hù)線組成的回路的有關(guān)參數(shù)簡(jiǎn)稱相保參數(shù)7622pppXRZ

25、LmTsRRRRR)1()1()1()1()1(LmTsRRRRR)2()2()2()2()2(LmTsRRRRR)0()0()0()0()0(LmTsXXXXX)1()1()1()1()1(LmTsXXXXX)2()2()2()2()2(LmTsXXXXX)0()0()0()0()0(變壓器的參數(shù)，m變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)的參數(shù)(歸算到400V側(cè))，m；變壓器低壓側(cè)母線段的參數(shù)，m；配電線路的參數(shù)，m；77在計(jì)算三相短路電流時(shí)，元件阻抗指的是元件的相阻抗，即相正序阻抗。因?yàn)橐呀?jīng)三相系統(tǒng)是對(duì)稱的，發(fā)生三相短路時(shí)只有正序分量存在，所以不需要特別提出序阻抗的概念。78發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，保護(hù)線中將會(huì)有發(fā)生

26、不對(duì)稱短路時(shí)，保護(hù)線中將會(huì)有電流流過，相保阻抗則是包括相線及電流流過，相保阻抗則是包括相線及保護(hù)線在內(nèi)的阻抗總稱。保護(hù)線在內(nèi)的阻抗總稱。79在低壓網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，由于短路點(diǎn)在低壓網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，由于短路點(diǎn)離離發(fā)電機(jī)較遠(yuǎn)發(fā)電機(jī)較遠(yuǎn)，因此可以認(rèn)為所有元件的負(fù)序，因此可以認(rèn)為所有元件的負(fù)序阻抗等于正序阻抗，即等于相阻抗。阻抗等于正序阻抗，即等于相阻抗。發(fā)電機(jī)（屬于旋轉(zhuǎn)元件）的正序阻抗、負(fù)序阻抗不相等80pppXXXRRRZZZ)0()0()0()0()0()0()0()0()0(333TN接地系統(tǒng)低壓網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗等于相線的零序阻抗與三倍保護(hù)線(即PE、PEN線)的零序阻抗之和，即8

27、13233233)0()1()0()2()1()0()1()0()2()1()0()2()1(XXXXXXRRRRRRZZZZpppTN接地系統(tǒng)低壓網(wǎng)絡(luò)的相保阻抗與各序阻抗的關(guān)系為828384 mScUZsns3210)(ssXR1 . 0ssZX995. 0在計(jì)算220380V網(wǎng)絡(luò)短路電流時(shí)，變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗需要計(jì)入。若已知高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量，則歸算到變壓器低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗為如果不知道其電阻和電抗的確切數(shù)值，可以取變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量，MVA變壓器低壓側(cè)標(biāo)稱電壓，0.38kV電壓系數(shù)，計(jì)算三相短路電流時(shí)取1.05歸算到變壓器低壓側(cè)（380V）的高壓系統(tǒng)電阻、電抗、阻抗，m.85高

28、壓側(cè)的零序阻抗：高壓側(cè)的零序阻抗：Dyn和和Yyn0連接的連接的配電變壓器，當(dāng)配電變壓器，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)發(fā)生單相短路低壓側(cè)發(fā)生單相短路時(shí)，時(shí)，由于低壓側(cè)繞組零序電流不能在高壓側(cè)由于低壓側(cè)繞組零序電流不能在高壓側(cè)流通，高壓側(cè)對(duì)于零序電流相當(dāng)于開路流通，高壓側(cè)對(duì)于零序電流相當(dāng)于開路狀態(tài)，故在計(jì)算單相接地短路時(shí)此阻抗?fàn)顟B(tài)，故在計(jì)算單相接地短路時(shí)此阻抗不存在。表不存在。表8-l-2列出了列出了10(6)/0.4kV配電配電變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量與高壓側(cè)系變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量與高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗、相保阻抗統(tǒng)阻抗、相保阻抗(歸算到歸算到400V)的數(shù)值的數(shù)值關(guān)系。關(guān)系。861601000)38. 005. 1

29、 (287配電變壓器的正序阻抗與負(fù)序阻抗相等：3223210103rTrrTSPUIPR22TTTRZXrrkTSUuZ200100當(dāng)電阻值較小，允許忽略電阻時(shí)rrkTSUuX20010088配電變壓器的零序阻抗與連接情況有關(guān)。Yyn0連接的變壓器的零序阻抗比正序阻抗大得多，其值由制造廠通過測(cè)試提供；Dyn11連接變壓器的零序阻抗如沒有測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)，可取其值等于正序阻抗值。892)0()0(2)0()0()0()0()0(33|3|pppXXRRZZZ90pppppppppXXXXXXXXXXXXRRRRRRRRRRXRZ)0()0()2()1()0()0()2()1()0()2()1()0()

30、0()2()1()0()2()1(22313313133131單相接地短路電路中任一元件(配電變壓器、線路等)的相保阻抗 計(jì)算公式為pZ91 (1)電氣主接線比較及選擇； (2) 電器和導(dǎo)體的選擇； (3)確定中性點(diǎn)接地方式； (4)計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺； (5)驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； (6)選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算； (7)校驗(yàn)導(dǎo)體和電器的動(dòng)、熱穩(wěn)定。92應(yīng)用短路電流計(jì)算結(jié)果對(duì)變配電所中應(yīng)用短路電流計(jì)算結(jié)果對(duì)變配電所中斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、成套開關(guān)設(shè)備、支柱絕緣壓互感器、成套開關(guān)設(shè)備、支柱絕緣子、避雷器等設(shè)備以及軟導(dǎo)線、硬導(dǎo)子

31、、避雷器等設(shè)備以及軟導(dǎo)線、硬導(dǎo)體等導(dǎo)體的選擇；驗(yàn)算接地裝置的接體等導(dǎo)體的選擇；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝觸電壓和跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算等。置和進(jìn)行整定計(jì)算等。93影響短路電流的因素限制短路電流的措施94 (1)電源布局及其地電源布局及其地理位置，特別是大容理位置，特別是大容量發(fā)電廠及發(fā)電廠群量發(fā)電廠及發(fā)電廠群距受端系統(tǒng)或負(fù)荷中距受端系統(tǒng)或負(fù)荷中心的電氣距離；心的電氣距離； (2)發(fā)電廠的規(guī)模、發(fā)電廠的規(guī)模、單機(jī)容量、接入系統(tǒng)單機(jī)容量、接入系統(tǒng)電壓等級(jí)及主接線方電壓等級(jí)及主接線方式；式； (3)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)(特別是主網(wǎng)架特別是主網(wǎng)架)的緊密程度及不

32、的緊密程度及不同電壓電力網(wǎng)間同電壓電力網(wǎng)間的耦合程度；的耦合程度； (4)接至樞紐變電所的發(fā)電和接至樞紐變電所的發(fā)電和變電容量，其中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量變電容量，其中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量和方式對(duì)單相短路電流水平影和方式對(duì)單相短路電流水平影響很大；響很大； (5)電力系電力系統(tǒng)間互聯(lián)的統(tǒng)間互聯(lián)的強(qiáng)弱及互聯(lián)強(qiáng)弱及互聯(lián)方式。方式。95當(dāng)電力網(wǎng)短路電流數(shù)值與系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展不適應(yīng)時(shí)，應(yīng)采當(dāng)電力網(wǎng)短路電流數(shù)值與系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展不適應(yīng)時(shí)，應(yīng)采取措施限制短路電流，一般可以從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行取措施限制短路電流，一般可以從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備等方面采取措施：和設(shè)備等方面采取措施： (1)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面：在保持合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

33、的基電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面：在保持合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，及時(shí)發(fā)展高一級(jí)電壓、電網(wǎng)互聯(lián)或新建礎(chǔ)上，及時(shí)發(fā)展高一級(jí)電壓、電網(wǎng)互聯(lián)或新建線路時(shí)注意減少網(wǎng)絡(luò)的緊密性，大容量發(fā)電廠線路時(shí)注意減少網(wǎng)絡(luò)的緊密性，大容量發(fā)電廠盡量接入最高一級(jí)電壓電網(wǎng)，合理選擇開閉所盡量接入最高一級(jí)電壓電網(wǎng)，合理選擇開閉所的位置及直流聯(lián)網(wǎng)等，要經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比的位置及直流聯(lián)網(wǎng)等，要經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后決定。較后決定。 (2)系統(tǒng)運(yùn)行方面：高一級(jí)電壓電網(wǎng)形成后及時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行方面：高一級(jí)電壓電網(wǎng)形成后及時(shí)將低一級(jí)電壓電網(wǎng)分片運(yùn)行、多母線分列運(yùn)行將低一級(jí)電壓電網(wǎng)分片運(yùn)行、多母線分列運(yùn)行和母線分段運(yùn)行等。和母線分段運(yùn)行等。96(3)設(shè)備方面

34、：結(jié)合電設(shè)備方面：結(jié)合電力網(wǎng)具體情況，可采力網(wǎng)具體情況，可采用高阻抗變壓器、分用高阻抗變壓器、分裂電抗器等常用措施，裂電抗器等常用措施，在高壓電網(wǎng)必要時(shí)可在高壓電網(wǎng)必要時(shí)可采用采用LC諧振式或晶諧振式或晶閘管控制式短路電流閘管控制式短路電流限制裝置。限制裝置。 (4)其他方面：為限制單其他方面：為限制單相短路電流，可采用減少相短路電流，可采用減少中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目、中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目、變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地、部分變壓器中性點(diǎn)正地、部分變壓器中性點(diǎn)正常不接地，在變壓器跳開常不接地，在變壓器跳開前使用快速接地開關(guān)將中前使用快速接地開關(guān)將中性點(diǎn)接地、發(fā)電機(jī)變壓器性點(diǎn)接地、

35、發(fā)電機(jī)變壓器組的升壓變壓器不接地，組的升壓變壓器不接地，但要提高變壓器和中性點(diǎn)但要提高變壓器和中性點(diǎn)的絕緣水平及限制自耦變的絕緣水平及限制自耦變壓器使用等。壓器使用等。97題目及解答9899100101102這一題與前面相似，只是只求兩條支路103104這題的做法是：將其中的兩條支路合并成一條后，就變成星形網(wǎng)絡(luò)，然后按星三角變換處理105106變壓器電抗基準(zhǔn)電流起始次暫態(tài)電流107短路電流最大瞬時(shí)值-沖擊電流短路電流沖擊系數(shù)短路功率-短路容量108109根據(jù)提供的短路功率-短路容量計(jì)算系統(tǒng)電抗變壓器電抗短路功率-短路容量，其表么值與短路電流標(biāo)么值相同起始次暫態(tài)電流110KAIIIj97.4533.1443185. 0KAUSIjjj33.1444 . 0310033185. 081. 233. 011XI如按一般做法，結(jié)果相同KAIIIj97.4533.1443185. 0起始次暫態(tài)電流起始次暫態(tài)電流標(biāo)么值電流基準(zhǔn)值10KV側(cè)短路電流即d點(diǎn)短路時(shí)，在10KV側(cè)的電流值。KAUSIjjj498. 55 .103100310KV側(cè)