第二章 短路电流及其盘算.ppt

供配电技术2.4短路故障的原因、种类和危害二、短路故障的种类二、短路的类型续上页2．4．3短路参数和短路计算的基本概念——短路后第一个周期的短路电流周期分量的有效值，称为次暂态短路电流有效值。用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量。应采用电力系统在最大运行方式下，继电保护安装处发生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值。
——短路后经过半个周期（即0.01s）时的短路电流峰值，是整个短路过程中的最大瞬时电流。这一最大的瞬时短路电流称为短路冲击电流。为三相短路冲击电流峰值，用来校验电器和母线的动稳定度。
——三相短路冲击电流有效值，短路后第一个周期的短路电流的有效值。也用来校验电器和母线的动稳定度。对于高压电路的短路

对于低压电路的短路

——三相短路电流稳态有效值，用来校验电器和载流导体的热稳定度。
——次暂态三相短路容量。2．短路计算的方法简介（1）用有名值法进行短路计算的步骤归纳为：
绘制短路回路等效电路
计算短路回路中各元件的阻抗值
求等效阻抗，化简电路
计算三相短路电流周期分量有效值及其它短路参数
列短路计算表（2）用标幺值法进行短路计算的步骤归纳为：
选择基准容量、基准电压、计算短路点的基准电流
绘制短路回路的等效电路
计算短路回路中各元件的电抗标幺值
求总电抗标幺值，化简电路
计算三相短路电流周期分量有效值及其他短路参数
列短路计算表2．4．4短路的效应及危害2．4．4短路的效应及危害2．短路电流的热效应导体的材料和种类3.5短路电流的热效应和力效应短路电流的热效应1.短路产生的热量短路电流的热效应(4.8.3)对于无穷大容量系统，显然。(2)短路电流非周期分量假想时间3．导体短路发热温度短路电流的热效应短路电流的力效应供配电系统中最常见的是三相导体平行布置在同一平面里的情况。考虑最严重的情形，即在三相短路情况下，导体中流过冲击电流时，所承受的最大电动力为：三相短路的有关物理量三相短路的有关物理量三相短路的有关物理量三相短路的有关物理量三相短路的有关物理量2.5三相短路电流的计算无穷大电源系统三相短路电流的计算无穷大电源系统三相短路电流的计算无穷大电源系统三相短路电流的计算有限容量电源系统三相短路电流的计算有限容量电源系统三相短路电流的计算汽轮发电机的运算曲线有限容量电源系统三相短路电流的计算有限容量电源系统三相短路电流的计算短路电流的稳态值
一般认为短路以后经过4s短路即进入稳态，则可以取t＝4s时的周期分量有效值作为短路电流的稳态值。2.5短路回路元件参数的计算2.5.1欧姆法计算三相短路电流2．供电系统元件阻抗的计算（2）电力变压器的阻抗
①变压器的电阻RT可由变压器的短路损耗△Pk近似地求出

（2-38）

式中Uav——为短路点的短路计算电压；
SN——变压器的额定容量；
△Pk——变压器的短路损耗，可以从有关手册和产品样本中查得。常用变压器技术数据，可查本书附录表A-2、附录表A-3。
②变压器的电抗XT可由变压器的短路电压Uk%近似地求出

（2-39）

式中Uk%——变压器的短路电压百分数，可从有关手册和产品样本中查得。常用变压器的技术数据，可查本书附录表A-2、附录表A-3。（3）电力线路的阻抗
①线路的电阻RWL，可由线路长度l和已知截面的导线或电缆的单位长度电阻R0求得

（2-40）
②线路的电抗XWL，可由线路长度l和导线或电缆的单位长度电抗X0求得
（2-41）
导线或电缆的R0和X0可由附录表A-5~A-7查得。
如果线路的X0数据不详，
对于35kV以下高压线路，架空线取X0=0.38Ω/km，电缆取0.08Ω/km；
对于低压线路，架空线取0.32Ω/km，电缆取0.066Ω/km。（4）电抗器的阻抗

由于电抗器的电阻很小，故只需计算其电抗值（2-42）

式中XR%——电抗器的电抗百分值，其数据可从有关手册和产品样本中查得；
UN——电抗器的额定电压；
IN——电抗器的额定电流。
注意：在计算短路电路阻抗时，若电路中含有变压器，则各元件阻抗都应统一换算到短路点的短路计算电压去，阻抗换算的公式为

（2-43）

（2-44）

式中R、X和Uav——换算前元件电阻、电抗及元件所在处的电路计算电压；
R'、X'和——换算后元件电阻、电抗及元件所在处的短路计算电压。注意3．欧姆法短路计算步骤（5）按照式（2-34）或式（2-35）计算短路电流和短路电流的最大瞬时值即短路冲击电流。
在高压电路中发生三相短路时，
短路冲击电流（2-45）
短路冲击电流有效值（2-46）

式中：I＂为短路次暂态电流的有效值，它是短路后第一个周期的短路电流周期分量的有效值。在无限大容量的系统中，由于系统母线电压维持不变，所以其短路电流周期分量有效值IK在短路全过程中也维持