1、第第4章短路電流及其效應的計算章短路電流及其效應的計算第第4章短路電流及其效應的計算章短路電流及其效應的計算 4.1 短路的基本概念短路的基本概念 4.2 三相短路過程的簡化分析三相短路過程的簡化分析 4.3 無窮大容量系統三相短路電流計算無窮大容量系統三相短路電流計算 4.4 低壓電網中的短路計算低壓電網中的短路計算 4.5 兩相和單相短路電流計算兩相和單相短路電流計算 4.6 短路電流的效應短路電流的效應4.1 短路的基本概念短路的基本概念 短路就是電源未經過負載而直接由導線短路就是電源未經過負載而直接由導線接通成閉合回路。接通成閉合回路。1、短路產生很大的熱量，導體溫度升高，將絕緣損壞。

2、、短路產生很大的熱量，導體溫度升高，將絕緣損壞。2、短路產生巨大的電動力，使電氣設備受到機械損壞。、短路產生巨大的電動力，使電氣設備受到機械損壞。3、短路使系統電壓降低，電流升高，電器設備正常工作、短路使系統電壓降低，電流升高，電器設備正常工作受到破壞。受到破壞。4、嚴重的短路將電力系統運行的穩定性，使同步發電機、嚴重的短路將電力系統運行的穩定性，使同步發電機失步。失步。5、單相短路產生的不平衡磁場，對通信線路和弱電設備、單相短路產生的不平衡磁場，對通信線路和弱電設備產生嚴重的電磁干擾。產生嚴重的電磁干擾。6、短路造成停電，給國民經濟帶來損失，給人民生活帶、短路造成停電，給國民經濟帶來損失，給

3、人民生活帶來不便。來不便。一、短路的危害一、短路的危害二、短路的原因二、短路的原因(1)電力系統中電器設備載流導體的絕緣損壞。電力系統中電器設備載流導體的絕緣損壞。 造成絕緣損壞的原因主要有設備絕緣自然老化，造成絕緣損壞的原因主要有設備絕緣自然老化，操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到機械損傷操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到機械損傷等。等。(2)運行人員不遵守操作規程，如帶負荷拉、合隔運行人員不遵守操作規程，如帶負荷拉、合隔離開關，檢修后忘拆除地線合閘。離開關，檢修后忘拆除地線合閘。(3)鳥獸跨越在裸露導體上。鳥獸跨越在裸露導體上。 三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路三相短路、兩相短路、單

4、相短路和兩相接地短路三、短路的種類三、短路的種類四、短路電流計算的目的四、短路電流計算的目的 確保電器設備在短路情況下不致損壞，確保電器設備在短路情況下不致損壞，減輕短路危害和防止故障擴大減輕短路危害和防止故障擴大 1、正確地選擇和校驗各種電器設備、正確地選擇和校驗各種電器設備 2、計算和整定保護短路的繼電保護裝置、計算和整定保護短路的繼電保護裝置 3、選擇限制短路電流的電器設備、選擇限制短路電流的電器設備 在現代工業企業供電系統中，單相短路在現代工業企業供電系統中，單相短路電流的最大可能值通常不超過三相短路電流的最大可能值通常不超過三相短路電流的最大可能值電流的最大可能值,故今后我們在進行短

5、故今后我們在進行短路電流的計算時，均按三相短路來進行。路電流的計算時，均按三相短路來進行。只有在校驗繼電保護靈敏度時，才需要只有在校驗繼電保護靈敏度時，才需要進行兩相短路電流計算。進行兩相短路電流計算。4.2 三相短路過程的簡化分析三相短路過程的簡化分析 短路發生后，系統就由工作狀態經過一個暫態過程，然后進入短路后的穩定狀態。電力系統的短路故障往往是突然發生的。暫態過程雖然時間很短，但它對電氣設備的危害遠比穩態短路電流要嚴重得多。 短路電流的暫態過程的變化與電源短路電流的暫態過程的變化與電源系統的容量有關，一般分成無限大容量系統的容量有關，一般分成無限大容量電源系統和有限容量電源系統電源系統和

6、有限容量電源系統 當供配電系統容量較電力系統容量小得當供配電系統容量較電力系統容量小得多，電力系統阻抗不超過短路回路總阻抗的多，電力系統阻抗不超過短路回路總阻抗的5%-10%，或短路點離電源的電氣距離足夠，或短路點離電源的電氣距離足夠遠，發生短路時電力系統的母線壓降很小，遠，發生短路時電力系統的母線壓降很小，此時可以把電力系統看作無限大容量系統此時可以把電力系統看作無限大容量系統一、無限大容量系統一、無限大容量系統 所謂“無限大容量系統指端電壓保持恒定，沒有內部阻抗以及容量無限大的系統。 無限大容量系統：US=常數，XS=0, SS= 二、二、 無限大容量系統三相短路暫態過程無限大容量系統三相

7、短路暫態過程 阻抗角 式中，電流幅值 正常運行電流為正常運行電流為1、正常運行、正常運行設電源相電壓為設電源相電壓為 sin()muUtsin()miItarctankLkLxxrr22()()mmkLkLUIrrxx無限大容量系統三相短路圖 （b三相電路圖 （c單相等效電路圖2、三相短路分析、三相短路分析 （1定性分析：三相短路，阻抗突變，發生定性分析：三相短路，阻抗突變，發生暫態過渡過程，暫態過渡過程，k點右側，沒有電源，電流衰點右側，沒有電源，電流衰減到零，減到零，k點左側有電源，點左側有電源，L,I,I不突變，出不突變，出現周期容量現周期容量（2定量分析：短路電流應滿足微分方程定量分析

8、：短路電流應滿足微分方程 sin()kkk kmdiLr iUtdt式中，式中， kikrkL相電流瞬時值相電流瞬時值 由電源至短路點之間的電阻由電源至短路點之間的電阻 由電源至短路點之間的電感由電源至短路點之間的電感 設在圖中設在圖中K點發生三相短路。點發生三相短路。其解為其解為 sin()fitTkzmdiItCe式中，式中， ZdfiT由電源至短路點之間的阻抗由電源至短路點之間的阻抗短路電流與電壓之間的相位差角，短路電流與電壓之間的相位差角， 非周期分量電流衰減時間常數非周期分量電流衰減時間常數 C常數，其值由初始條件決定常數，其值由初始條件決定22()ZrLarctandLrmzmUI

9、ZzmI周期分量電流幅值周期分量電流幅值kfikLTr在短路瞬間在短路瞬間t=0時，短路前工作電流與短路后短路電流時，短路前工作電流與短路后短路電流相等，即相等，即 0sin()sin()mzmdiIIC短路全電流瞬時值為：短路全電流瞬時值為：sin()sin()mzmdfiCIIi非周期分量電流的初始值非周期分量電流的初始值式中，式中， fii短路前電流與電壓之間的相位差角短路前電流與電壓之間的相位差角sin()sin()sin()fitTkzmdmzmdpnpiItIIeii無限大容量系統三相短路時的短路電流波形圖無限大容量系統三相短路時的短路電流波形圖 3、最嚴重三相短路的短路電流、最嚴

10、重三相短路的短路電流 三相短路時的相量圖三相短路時的相量圖 短路電流非周期分量的短路電流非周期分量的初值等于相量初值等于相量 和和 之差在縱坐標上的投影之差在縱坐標上的投影mUmIzmI電源電壓相量電源電壓相量工作電流相量工作電流相量短路電流周期分量相量短路電流周期分量相量mIzmI產生最嚴重短路電流的條件：產生最嚴重短路電流的條件：(1)短路前空載或短路前空載或 cos=1(2)短路瞬時電壓過零短路瞬時電壓過零 =0或或1800 (3)短路回路純電感短路回路純電感將將Im=0, =0, 代入，得代入，得 cosfitTkzmzmiItI e sin()sin()sin()fitTkzmdmz

11、mdiItIIe無載線路合閘嚴重短路無載線路合閘嚴重短路 90d90d最嚴重三相短路時的電流波形圖最嚴重三相短路時的電流波形圖 三、有限容量電源供電系統三相短路三、有限容量電源供電系統三相短路的過渡過程的過渡過程 有限容量電源系統，是和無限大容量電源系統有限容量電源系統，是和無限大容量電源系統相對而言的。在這種系統中發生短路時，或因相對而言的。在這種系統中發生短路時，或因電源容量較小，或是短路點靠近電源，這時電電源容量較小，或是短路點靠近電源，這時電源的母線電壓不能繼續維持恒定。源的母線電壓不能繼續維持恒定。 分析過渡過程略）分析過渡過程略） IpmtI2ipi正正常常狀狀態態短路暫態過短路暫

12、態過程程短路穩定短路穩定狀態狀態4-7(b)uii(t=0)ishiK iap(t=0)Ip(t=0）無自動勵磁調節裝無自動勵磁調節裝置的發動機短路電置的發動機短路電流變化曲線流變化曲線iK ipiapIpmt2Iiap(t=0)Ip(t=0）ui短路暫態過短路暫態過程程正常正常狀態狀態短路穩定狀態短路穩定狀態i(t=0)有自動勵磁調節裝有自動勵磁調節裝置置四、四、 三相短路的有關物理量三相短路的有關物理量0.010.01(0.01 )(1)2 fifiTTchk tszmzmzmchiiII eIeI kchi1、短路沖擊電流、短路沖擊電流 短路沖擊電流是短路全電流的最大瞬時值，出現短路沖擊

13、電流是短路全電流的最大瞬時值，出現在短路后半個周期，即在短路后半個周期，即t=0.01秒時，得秒時，得 為短路電流沖擊系數。為短路電流沖擊系數。 0.011f iTchke 純電阻性電路，純電阻性電路，kch=1kch=1；純電感性電路，；純電感性電路，kch =2kch =2。因。因此此0kch20kch2。 高壓高壓 Kch=1.8低壓低壓 Kch=1.32.55 chiI1.84 chiI2 2、短路沖擊電流有效值、短路沖擊電流有效值IchIch是短路后第一個周期的短路是短路后第一個周期的短路全電流有效值。全電流有效值。 高壓系統高壓系統 Kch=1.8 Kch=1.8 低壓系統低壓系統

14、 Kch=1.3 0.01222201()( 2)12(1)fiTTchpnpchIiidtII eIkT1.52 chII1.09 chII3、次暫態短路電流、次暫態短路電流 I 次暫態短路電流是短路電流周期分量在短路后第一次暫態短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個周期的有效值個周期的有效值,用用 I表示。表示。 在無限大容量系統中，在無限大容量系統中， 短路電流周期分量不衰減，短路電流周期分量不衰減，即即I=IP ；4、短路電流周期分量有效值、短路電流周期分量有效值IP 式中，式中，Uav =1.05UN Uav =1.05UN （kVkV） 線路平均額定電壓；線路平均額定電壓； ()

15、()為短路回路總阻抗。為短路回路總阻抗。 3avpkUIZ22kkkZrx5、穩態短路電流、穩態短路電流I 穩態短路電流有效值是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流有效值，用I表示。在無限大容量系統中，IIp。 6、短路容量、短路容量 SK 三相短路容量是選擇斷路器時，校驗其斷路能力的三相短路容量是選擇斷路器時，校驗其斷路能力的依據，它根據計算電壓即平均額定電壓進行計算，即依據，它根據計算電壓即平均額定電壓進行計算，即 式中，式中，SKSK為三相短路容量為三相短路容量MVAMVA）；）；UavUav為短路點所在級為短路點所在級的線路平均額定電壓的線路平均額定電壓kVkV）；）；IkIk為短路電

16、流為短路電流kAkA）。）。 4.3 4.3 無限大容量系統三相短路電流計算無限大容量系統三相短路電流計算通常采用標幺值計算，以簡化計算，便于比較分析。通常采用標幺值計算，以簡化計算，便于比較分析。一、標幺制一、標幺制用相對值表示元件的物理量，稱為標幺制。用相對值表示元件的物理量，稱為標幺制。容量、電壓、電流、阻抗的標幺值分別為容量、電壓、電流、阻抗的標幺值分別為 標么值有單位的實際值與實際值同單位的基準值*jjjjjjjjSUIXSUIXSUIX基準值的選取是任意的，但為簡化計算，取基準值的選取是任意的，但為簡化計算，取Sd=100MVA , Sd=100MVA , 。 通常選定基準容量和基

17、準電壓，按下式求出基準電流和基準阻抗。3jjjSIU23jjjjjUUZSI額定電壓額定電壓(kV) 2201103510630.38 0.22平均電壓平均電壓( kV) 2301153710.56.33.150.40.23電力系統的平均電壓電力系統的平均電壓二、短路回路元件的標幺值阻抗二、短路回路元件的標幺值阻抗1 1、發電機、發電機 式中，式中，XFXF為發電機的電抗為發電機的電抗(/km),Sn(/km),Sn為基準容量為基準容量(MVA)(MVA)，UnUn為線路所在電壓等級的基準電壓為線路所在電壓等級的基準電壓(kV)(kV)。*2nF nFnSXXU2*2jnFFF njnjSUX

18、XXXS U2、變壓器的電抗標幺值、變壓器的電抗標幺值 式中，式中，SNSN為額定容量為額定容量MVAMVA和和 Ud% Ud%為阻抗電壓。為阻抗電壓。 2*2%()100100100jdjjdndBBjnjnnSUSSUUUXXXSUSS2%100dnBnUUXS3、電抗器的電抗標幺值、電抗器的電抗標幺值式中，式中，U.NU.N電抗器的額定電壓、電抗器的額定電壓、I.NI.N為電抗器的額為電抗器的額定電流、定電流、 XL% XL%電抗器的電抗百分數電抗器的電抗百分數*223%100100 3100 3jjjjkknknknkjjjjnnnSU IIXXUXUXUXXUUUIII%100 3k

19、nknXUXI4、線路的電抗標幺值、線路的電抗標幺值 式中，式中，l l為線路長度為線路長度kmkm），），X0X0為線路單位長度的電為線路單位長度的電抗抗/km/km）,Sd,Sd為基準容量為基準容量MVAMVA），），UdUd為線路所在為線路所在電壓等級的基準電壓電壓等級的基準電壓kVkV）。）。0LXx l0*2jLLjjx lSXXXU5 5電力系統的電抗標幺值電力系統的電抗標幺值無限大容量系統無限大容量系統 XS=0 XS=0 已知系統電抗有名值已知系統電抗有名值XS XS 已知系統的短路容量已知系統的短路容量SK SK 已知系統出口斷路器的短路容量已知系統出口斷路器的短路容量SOC

20、 SOC *2dssdSxxU*dsKSxS2*2ddddssdocSUSSxxUSSS6 6短路回路總阻抗短路回路總阻抗假設假設 時，可略去電阻，時，可略去電阻，*2*2kkkZRX*13kkRX*kkZX三、三相短路電流計算三、三相短路電流計算 無限大容量系統發生三相短路時，短路電流的周期分量的幅值和有效值保持不變，短路電流的有關物理量I、Ich、ich、I和Sk都與短路電流周期分量有關。因此，只要算出短路電流周期分量的有效值，短路其它各量按前述公式很容易求得，采用的標幺值計算。而而故故1 1三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值短路電流周期分量有效值的標幺值等于短路回路總阻

21、短路電流周期分量有效值的標幺值等于短路回路總阻抗標幺值的倒數。即抗標幺值的倒數。即 短路電流周期分量有效值為短路電流周期分量有效值為 *213333avddddkkkkdkddUUU SSIZZZ ZZ UU3dddSIU*dkkIIZ*1kkIZ*kkdII I2、沖擊短路電流、沖擊短路電流沖擊短路電流和沖擊短路電流有效值為沖擊短路電流和沖擊短路電流有效值為 高壓高壓 ich=2.55IK Ich=1.52IK 低壓低壓 ich=1.84IK Ich=1.09IK3、三相短路容量、三相短路容量 或或上式表示，三相短路容量數值上等于基準容量與三相上式表示，三相短路容量數值上等于基準容量與三相短

22、路電流標幺值或與三相短路容量標幺值的乘積，三短路電流標幺值或與三相短路容量標幺值的乘積，三相短路容量的標幺值等于三相短路電流的標幺值。相短路容量的標幺值等于三相短路電流的標幺值。2chchkik I12(1)chchkIkI*dkkSSZ*33dkavkddkdkkISU IUS IS SZ4、短路電流的計算步驟、短路電流的計算步驟 畫出短路計算系統圖，畫出短路計算系統圖， 包含與短路計算所有元件的單線系統，包含與短路計算所有元件的單線系統，標出元件的參數，短路點。標出元件的參數，短路點。畫出短路計算系統圖的等值電路圖，畫出短路計算系統圖的等值電路圖， 一個元件用一個電抗表示，電源用一一個元件

23、用一個電抗表示，電源用一個小圓表示，并標出短路點，同時標出元件的個小圓表示，并標出短路點，同時標出元件的序號和阻抗值，一般分子標序號，分母標阻抗序號和阻抗值，一般分子標序號，分母標阻抗值。值。選基準容量和基準電壓，計算元件的標幺值選基準容量和基準電壓，計算元件的標幺值電抗。電抗。計算短路電流標幺值，短路電流有名值和計算短路電流標幺值，短路電流有名值和短路其它各量。即短路電流、沖擊短路電流短路其它各量。即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。和三相短路容量。簡化等值電路圖，求出短路總阻抗標幺值。簡化等值電路圖，求出短路總阻抗標幺值。 簡化時電路的各種簡化方法都可以使用，簡化時電路的各種簡化方法都

24、可以使用，如串聯、并聯、如串聯、并聯、-Y或或Y-變換、等電位法等。變換、等電位法等。例例3-1 3-1 試求圖中供電系統總降變電所試求圖中供電系統總降變電所10kV10kV母線母線上上K1K1點和車間變電所點和車間變電所380V380V母線上母線上K2K2點發生三相點發生三相短路時的短路電流和短路容量，以及短路時的短路電流和短路容量，以及K2K2點三相點三相短路流經變壓器短路流經變壓器3T3T一次繞組的短路電流。一次繞組的短路電流。Soc=1000MVA5km1km解：解：1 1由上面短路電流計算系統圖畫出短路電流計算由上面短路電流計算系統圖畫出短路電流計算等效電路圖等效電路圖, ,如下圖所

25、示。由斷路器斷流容量估算系統如下圖所示。由斷路器斷流容量估算系統電抗，用電抗，用X1X1表示。表示。2取基準容量取基準容量Sj=100MVA，基準電壓，基準電壓Uj= Uav，三，三個電壓的基準電壓分別為個電壓的基準電壓分別為: 計算各元件電抗標幺值計算各元件電抗標幺值: : 12337;10.5;0.4;jjjUkV UkV UkV1100/10000.1jocXSS線路線路1WL 1WL 變壓器變壓器1T1T和和2T 2T 線路線路2WL 2WL 變壓器變壓器3T 3T 系統系統S S 3、計算、計算K1點三相短路時的短路電流點三相短路時的短路電流 （1計算短路回路總阻抗標幺值計算短路回路

26、總阻抗標幺值,短路回路總阻抗為短路回路總阻抗為 （2 2計算計算K1K1點所在電壓級的基準電流點所在電壓級的基準電流 （3計算短路電流各值計算短路電流各值 *4計算計算K2點三相短路時的短路電流點三相短路時的短路電流 （1計算短路回路總阻抗標幺值，短路回路總阻計算短路回路總阻抗標幺值，短路回路總阻抗標幺值為抗標幺值為 （2 2計算計算K2K2點所在電壓級的基準電流點所在電壓級的基準電流 （3 3計算計算K2K2點三相短路時短路各量點三相短路時短路各量 5計算計算K2點三相短路流經變壓器點三相短路流經變壓器3T一次繞組的短路電一次繞組的短路電流流 IK2,有二種計算方法。有二種計算方法。 （1方

27、法方法1由短路計算等效電路圖中可看出由短路計算等效電路圖中可看出: K2點短路時流經變壓器點短路時流經變壓器3T一次繞組的三相短路電一次繞組的三相短路電流標幺值與短路點流標幺值與短路點K2的短路電流標幺值相同，用變壓的短路電流標幺值相同，用變壓器器3T一次繞組所在電壓級的基準電流便可求出流經變一次繞組所在電壓級的基準電流便可求出流經變壓器壓器3T一次繞組的短路電流。一次繞組的短路電流。（2方法方法2 將將K2K2點三相短路電流變換到變壓器點三相短路電流變換到變壓器3T3T的一次側，此的一次側，此時變壓器變比應采用平均額定電壓時變壓器變比應采用平均額定電壓 ，即基準電壓變比。，即基準電壓變比。四

28、、電動機對三相短路電流的影響四、電動機對三相短路電流的影響 電動機提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電電動機提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電動機對沖擊短路電流的影響，如下圖。動機對沖擊短路電流的影響，如下圖。電動機提供的沖擊短路電流可按下式計算電動機提供的沖擊短路電流可按下式計算 ：*2Mch Mch MN MMEIkIX式中，式中，KchMKchM為電動機的短路電流沖擊系數，低壓電動為電動機的短路電流沖擊系數，低壓電動機取機取1.01.0，高壓電機取，高壓電機取1.41.61.41.6； 為電動機的次為電動機的次暫態電勢標幺值；暫態電勢標幺值； 為電動機的次暫態電抗標幺為電動機的次暫態電

29、抗標幺值；值；INMINM為電動機額定電流。為電動機額定電流。*2Mch Mch MN MMEIkIX*ME*MX*ME*MX電機種類電機種類同步電動機同步電動機異步電動機異步電動機 調相機調相機綜合負載綜合負載1.10.91.20.80.20.20.160.35電動機有關參數電動機有關參數 實際計算中，只有當高壓電動機單機或總容量大于實際計算中，只有當高壓電動機單機或總容量大于800kW，低壓電動機單機或總容量大于，低壓電動機單機或總容量大于20kW，在靠，在靠近電動機引出端附近發生三相短路時，才考慮電動機近電動機引出端附近發生三相短路時，才考慮電動機對沖擊短路電流的影響，考慮電動機的影響后

30、，短路對沖擊短路電流的影響，考慮電動機的影響后，短路點的沖擊短路電流為點的沖擊短路電流為 ich.= ic + ic.M 4.4 兩相和單相短路電流計算兩相和單相短路電流計算 目的：用于繼電保護靈敏度的校驗。目的：用于繼電保護靈敏度的校驗。一、兩相短路電流的計算一、兩相短路電流的計算無限大容量系統兩相短路無限大容量系統兩相短路1. 無限大容量系統兩相短路電流無限大容量系統兩相短路電流 無限大容量系統兩相短路電流時，其短路電無限大容量系統兩相短路電流時，其短路電流為流為式中，式中，Uav為短路點的平均額定電壓，為短路點的平均額定電壓，Zk為短路回為短路回路一相總阻抗。路一相總阻抗。 2. 兩相短

31、路電流與三相短路電流的關系兩相短路電流與三相短路電流的關系 (2)22avdkkkUUIZZ(2)(3)(3)30.8662dddIII(2)(3)(3)30.8662chchchIII因此：無限大容量系統短路時，兩相短路電流較三因此：無限大容量系統短路時，兩相短路電流較三相短路電流小。相短路電流小。 式中，式中，av為短路點的平均額定電壓為短路點的平均額定電壓;ZP-0為單相短路為單相短路回路相線與大地或中線的阻抗，可按下式計算：回路相線與大地或中線的阻抗，可按下式計算： RT、XT為變壓器的相等效電阻和電抗；為變壓器的相等效電阻和電抗；RP-0、XP-0為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。

32、為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。 (1)03avkpUIZ(1)22000()()3avkpTpTpUIZRRXX二、單相短路電流的計算二、單相短路電流的計算4.5 低壓電網中的短路計算低壓電網中的短路計算1、供電電源可當作無窮大容量系統處理、供電電源可當作無窮大容量系統處理2、電阻值較大，感抗值較小、電阻值較大，感抗值較小3、電阻值多用有名值單位毫歐給出，、電阻值多用有名值單位毫歐給出，且在一個電壓等級內，所以用有名值直接且在一個電壓等級內，所以用有名值直接計算比較簡單計算比較簡單1KV以下以下4、由于電阻值較大，非周期分量電流衰減快，、由于電阻值較大，非周期分量電流衰減快，所以沖擊系數

33、不大一般所以沖擊系數不大一般1-1.3）0.011f iTchke （2刀閘開關及自動開關觸頭的接觸電阻刀閘開關及自動開關觸頭的接觸電阻2dnnBnP UrS（1變壓器變壓器2%100dnBnUUZS22BBBXZr5、需要計及一些設備的電阻、需要計及一些設備的電阻（3自動空氣開關中過電流線圈的電阻及電抗自動空氣開關中過電流線圈的電阻及電抗（4電流互感器一次線圈的電阻及電抗電流互感器一次線圈的電阻及電抗6、三相短路電流公式、三相短路電流公式(3)223pjzUIrx（5母線及電纜母線及電纜知：變壓器容量知：變壓器容量Sbn=560kVA, Pdn=9.4kW, Ud%=5.5。變壓器至變壓器至

34、400V母線距離母線距離l1=6m，選用，選用TMY505mm2導線，導線，a1=250mm。400V母線長母線長l2=1m，a1=200mm，選用，選用TMY404mm2。由。由400V母線至電動機的引出線長母線至電動機的引出線長l3=1.7m， a3=120mm，選，選用用TMY303mm2導線導線例題：如圖所示之工廠車間變電所，由一臺變壓器給四臺電例題：如圖所示之工廠車間變電所，由一臺變壓器給四臺電動機供電。求電動機出口動機供電。求電動機出口d點發生三相短路時的點發生三相短路時的iz(3) 及及Ich解：解：1、求各元件的阻抗、求各元件的阻抗（1供電電源為無限大容量供電電源為無限大容量系

35、統，內阻抗為系統，內阻抗為0（2變壓器阻抗變壓器阻抗22%0.055 40015.7100560dnBnUUZmS229.4 4004.8560dnnBnP UrmS222215.74.815BBBXZrm（3母線阻抗母線阻抗20050 50.067/,0.2/TMYmmrmm xmm20040 40.125/,0.214/TMYmmrmm xmm20030 30.223/,0.170/TMYmmrmm xmm各段母線阻抗為各段母線阻抗為110.067 60.402,0.2 61.2mmrmxm220.125 10.125,0.223 10.214mmrmxm 330.223 1.70.38,

36、0.17 1.70.289mmrmxm（4隔離開關的接觸電阻值隔離開關的接觸電阻值 當當In=1000A 時，有時，有0.08Gkrm（5自動空氣開關查表）自動空氣開關查表） 當當In=200A 時，有時，有接觸電阻接觸電阻過電流線圈電阻過電流線圈電阻過電流線圈電抗過電流線圈電抗0.6kkrm0.36zkrm0.28zkxm（6低壓系統，通常只在一相或兩相裝設電流互感低壓系統，通常只在一相或兩相裝設電流互感器，在計算三相短路電流時可忽略其阻抗。器，在計算三相短路電流時可忽略其阻抗。綜上所述，計算由電源到短路綜上所述，計算由電源到短路點的總阻抗：點的總阻抗：電阻為電阻為1234.8 0.402

37、0.08 0.125 0.38 0.6 0.36 0.747bmGkmmkkzkrrrrrrrrm電抗為電抗為12315 1.2 0.214 0.289 0.28 18.27bmmmzkxxxxxxm總阻抗為總阻抗為22226.74716.98318.27Zrxm2、計算短路電流、計算短路電流電流的周期分量為電流的周期分量為(3)40012.6633 18.27zUIkAZ由于由于/2.52xr得得(3)22 1.3 12.6623.27chchzik IkA計及三臺電動機供出的沖擊電流，得計及三臺電動機供出的沖擊電流，得(3)80324.532 4.52.863 0.38 0.91 0.89

38、chchnDikIkA 總的沖擊電流總的沖擊電流(3).23.272.8626.13chchch miiikA4.6 4.6 短路電流的效應短路電流的效應2 2、短路電流的電動力效應、短路電流的電動力效應 導體通過電流，產生電能損耗，轉換成熱能，導體通過電流，產生電能損耗，轉換成熱能，使導體溫度上升。使導體溫度上升。 1 1、短路電流的熱效應、短路電流的熱效應 導體通過電流時相互間電磁作用產生的力，稱為電導體通過電流時相互間電磁作用產生的力，稱為電動力。動力。一、兩種效應一、兩種效應1.1.導體的發熱過程導體的發熱過程 短路發熱可近似為短路發熱可近似為絕熱過程絕熱過程導體的電阻率和比導體的電阻

39、率和比熱也隨溫度變化熱也隨溫度變化二、短路電流的熱效應二、短路電流的熱效應 長期發熱長期發熱熱穩定要求：熱穩定要求：maxdd2. 2. 發熱假想時間發熱假想時間tjtj短路發熱假想時間短路發熱假想時間短路電流產生的熱量短路電流產生的熱量220ktKtjIdtI t在此時間內，穩態短路電在此時間內，穩態短路電流所產生的熱量等于短路流所產生的熱量等于短路全電流全電流Ik(t)Ik(t)在實際短路持在實際短路持續時間內所產生的熱量。續時間內所產生的熱量。短路發熱假想時間短路發熱假想時間式中，式中，tk為短路持續時間，它等于繼電保護動作時間為短路持續時間，它等于繼電保護動作時間top和斷路器斷路時間和斷路器斷路時間toc之和，即之和，即 在無限大容量系統中發生短路，在無限大容量系統中發生短路，當當可認為可認為3.3.導體短路發熱溫度導體短路發熱溫度 工程上一般利用導體發熱系數A與導體溫度的關系曲線 , 確定短路發熱溫度k。20.05()jkrttIkopocttt0.05jktt1ktsjktt( )