短路電流參數計算目錄短路電流計算主要目的01高壓系統短路電流計算0201短路電流計算主要目的BDACE一、短路電流計算主要目的選擇導體和電器設備繼電保護等保護設備整定選擇的依據驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓確定送電線路對通信線電磁危險影響電網電廠主接線的比較、選擇02高壓系統短路電流計算1.標幺值及基準值選擇與計算二、高壓系統短路電流計算2.系統元件電抗標幺值的計算3.三相短路電流計算4.不對稱短路電流計算二、高壓系統短路電流計算1.標幺值及基準值選擇與計算

基準容量SJ全網只取一個一般取SJ=100MVA或SJ=1000MVA基準電壓UJ每個電壓級各取一個一般取用各級的平均電壓網絡平均電壓網絡額定電壓下標J表示“基準”進行標幺值計算要先取基準容量和基準電壓，而且要考慮計算的方便高壓短路電流計算一般只計及各元件(即發電機、變壓器、電抗器、線路等)的電抗，并采用標幺值計算，可以使計算得到簡化1.電流基準值和阻抗基準值的計算當基準容量SJ（MVA）、基準電壓UJ（kV）選定后，根據各物理量之間的關系基準電流IJ（kA），與基準阻抗ZJ

（

）便可求得。二、高壓系統短路電流計算基準電流：基準阻抗：二、高壓系統短路電流計算2.各元件參數標幺值的計算標幺值的意義：電路元件物理量有名值與同一物理量基準值的之比稱標幺值。電壓電流阻抗、電阻及電阻，它們的基準相同功率：有功功率、無功功率、視在功率的基準相同采用標幺值的一些好處，采用標幺值后：相電壓和線電壓的標幺值是相等;單相功率和三相功率的標幺值相等。某些物理量還可以用標幺值相等的另一些物理量來代替如：當電壓等于基準電壓時，即電壓的標幺值等于1時：當用標幺值計算時，正常情況下，全網各處電壓均在1左右，便于分析系統運行情況二、高壓系統短路電流計算二、高壓系統短路電流計算標幺值和有名值之間的關系和變換各元件參數計算二、高壓系統短路電流計算發電機參數計算有名值：標幺值：二、高壓系統短路電流計算變壓器參數計算有名值：標幺值：二、高壓系統短路電流計算電抗器參數計算有名值：標幺值：要特別注意，這里的電壓不能消去有名值：幾何均距：標幺值：輸電線參數計算

二、高壓系統短路電流計算3.三相短路電流周期分量計算無限大電源供給的短路電流有限電源供給的短路電流（1）（2）二、高壓系統短路電流計算二、高壓系統短路電流計算（1）無限大電源供給的短路電流當供電電源容量為無窮大或計算電抗(以供電電源為基準)Xjs≥3時，不考慮短路電流周期分量的衰減，此時有名值短路功率標幺值與短路電流標幺值相等有名值此時，都認為電勢E＝1此時，短路電流周期分量不變，都等于短路點的輸入阻抗分之一標幺值無限大容量系統短路電流計算無限大電源：當供電電源容量為無窮大或計算電抗(以供電電源為基準)Xjs≥3時，可以不考慮短路電流周期分量衰減的電源系統。無限大電源發生三相對稱短路后，短路電流周期分量不變，都等于短路點的輸入阻抗標幺值分之一。無限大容量系統短路電流計算無限大容量系統短路電流計算強調：1.在計算出短路電流周期分量標幺值后，利用標幺值乘以基準值便可以得到短路電流周期分量的有名值。2.在計算短路功率標幺值時，近似認為短路功率標幺值與短路電流標幺值相等。無限大容量系統短路電流計算短路電流周期性分量計算教材上的表示法t=0s時，三相短路電流的周期性分量(對稱短路電流初始值—起始次暫態電流)標幺值一般稱為X分之一法無限大容量系統短路電流計算短路電流有名值短路功率有名值短路故障點的等值電抗(標幺值)基準電流基準功率基準電壓無限大容量系統短路電流計算短路電流周期分量的標幺值；0秒短路電流周期分量的標幺值，稱為起始次暫態電流穩態短路電流周期分量的標幺值電源對短路點的等值電抗標幺值；考慮電阻時的影響無限大容量系統短路電流計算上面的計算公式忽略了電阻的影響，如果回路總電阻較大，滿足條件：則電阻對短路電流有較大的作用。此時，必須用阻抗的標幺值來代替式中的電抗標幺值。無限大容量系統短路電流計算（4）短路電流計算實例分析無限大容量系統短路電流計算變壓器電抗基準電流起始次暫態電流無限大容量系統短路電流計算短路電流沖擊系數短路功率-短路容量短路電流最大瞬時值-沖擊電流短路電流的危害及限制措施短路電流的危害及限制措施變壓器短路事故低壓抽出式開關柜垂直排短路事故300MW汽輪機發電機出口線路短路事故空調線路短路事故電線短路事故01思考：什么是短路呢？一、短路1.短路：電力系統在運行中，相與相之間或相與地（或中性線）之間發生非正常連接即短路。2.短路電流：短路時流過系統的電流。短路事故主要是由短路電流引起的。一、短路3.短路基本類型：三相短路、兩相短路、兩相對地短路和單相對地短路。02思考：短路電流都有哪些危害呢？二、短路電流的危害1.產生電弧,發生火災。二、短路電流的危害2.導體過熱熔化，絕緣損壞。二、短路電流的危害3.產生電動力，使導體變形損壞。二、短路電流的危害4.系統電壓大幅度降低，特別是短路點，用戶供電遭到破壞。03思考：如何限制短路電流呢？三、短路電流的限制措施1.做好短路電流計算，合理選擇及校驗電氣設備。三、短路電流的限制措施2.正確選擇繼電保護的整定值和熔體的額定電流。三、短路電流的限制措施3.安裝避雷設備三、短路電流的限制措施4.保證架空線路施工質量，加強線路維護。三、短路電流的限制措施5.安裝、檢修設備時，防止誤接線，誤操作，帶電部位距離小時，要采取防止短路的措施。三、短路電流的限制措施6.防小動物，防導電粉塵。三、短路電流的限制措施7.在電纜埋設處設置標記，以防被破壞引發短路。三、短路電流的限制措施8.運行、維護人員應認真學習、遵守規章制度，正確操作、巡視、檢查線路和設備。小結：短路電流的危害短路電流的限制

有限容量系統短路電流計算（2）有限電源供給的短路電流通常用短路電流計算曲線計算在工程計算中，常利用計算曲線（或稱運算曲線）來確定短路后任意指定時刻短路電流的周期性分量。任務一、有限容量系統短路電流計算任務一、有限容量系統短路電流計算計算電抗的意義把歸算到發電機額定容量的外接電抗的標幺值和發電機縱軸次暫態電抗的標幺值之和定義為計算電抗計算方法：先將電源對短路點的等值電抗（）歸算到以電源容量為基準的計算電抗。發電機額定容量系統基準容量然后按給定時間值，查相應的發電機運算曲線或查相應的發電機運算曲線數字表，即可得到短路電流周期分量的標幺值。

任務一、有限容量系統短路電流計算電氣設備的選擇目錄電氣設備選擇的一般原則01電氣設備選擇的技術條件02電氣設備的選擇0301電氣設備選擇的一般原則1.應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景發展；2.應按當地環境條件校核；3.應力求技術先進和經濟合理；4.與整個工程的建設標準應協調一致；5.同類設備應盡量減少品種；6.選用的新產品均應具有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經正式鑒定的新產品時，應經上級部門批準。一、電氣設備選擇的一般原則02電氣設備選擇的技術條件1.長期工作條件電壓：選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路電網的最高運行電壓UNSmax，即：Umax≥UNSmax；電流：選用的電器額定電流IN不得低于所在回路在各種可能運行方式下的最大持續工作電流Imax，即：IN≥Imax；

機械荷載：所選電器端子的允許荷載，應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。二、電氣設備選擇的技術條件2.短路穩定條件校驗的一般原則：電氣設備在選定后應按可能通過的最大短路電流進行動、熱穩定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時短路電流，若發電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況校驗用熔斷器保護的電氣設備可不驗算熱穩定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩定。用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩定。二、電氣設備選擇的技術條件短路的熱穩定條件：短路的動穩定條件：(1)短路電流電動力效應1).電動力:載流導體在相鄰載流導體產生的磁場中所受的電磁力。2).電動力的危害:引起載流導體變形、絕緣子損壞，甚至于會造成新的短路故障。二、電氣設備選擇的技術條件3).兩平行導體間最大的電動力:

電動力的方向：同吸；反斥。

4).兩相短路時平行導體間的最大電動力二、電氣設備選擇的技術條件二、電氣設備選擇的技術條件5).三相短路時平行導體之間的最大電動力邊緣相U相與中間相V相導體所承受的最大電動力、分別為：發生三相短路后，母線為三相水平布置時中間相導體所承受的電動力最大。二、電氣設備選擇的技術條件6).短路電流電動力效驗電力系統中同一地點發生不同種類的短路時，導體所承受三相短路時的最大電動力比兩相短路時的最大電動力大15％。因此，在校驗導體的最大電動力時，按三相短路的最嚴重情況考慮。(2).短路電流的熱效應1）.電氣設備發熱的原因電氣設備在工作中，由于自身的有功功率損耗，引起電氣設備的發熱。包括電阻損耗、介質損耗。2）.導體發熱種類長期發熱：正常工作電流在較長時間內所引起的發熱。短路時發熱：短路電流在極短的時間內所引起的發熱。3).電氣設備溫度升高的影響設備的絕緣：溫度愈高絕緣的老化速度愈快。接觸電阻值：增大，功率損耗加大，溫度再升高，惡性循環。機械強度：顯著降低，影響電器的安全運行。二、電氣設備選擇的技術條件4).載流導體和電器發熱的允許溫度為了限制電氣設備因發熱而產生不利影響，保證電氣設備的正確使用，國家規定了載流導體和電器長期發熱和短路時發熱的允許溫度。二、電氣設備選擇的技術條件AB段：工作電流所產生的熱量引起導體溫度的變化；BC段：短路時導體溫度變化；C點后的虛線：短路電流被切除之后，導體溫度會逐漸地降至周圍環境溫度。二、電氣設備選擇的技術條件5).導體溫度的變化特點二、電氣設備選擇的技術條件計算導體短路時的最高溫度的步驟：(1)根據運行溫度，從曲線中查出之值；(2)將與之值代入公式，計算出：(3)根據，從曲線中查出之值。二、電氣設備選擇的技術條件7).短路電流的熱效應計算工程中短路電流的熱效應通常采用近似數值積分法計算。非周期分量熱效應：周期分量熱效應：二、電氣設備選擇的技術條件3.環境條件溫度：日照：產生附加溫升風速：不大于35m／s冰雪：隔離開關的破冰厚度一般為10mm濕度：采用當地相對濕度最高月份的平均相對濕度污穢：發電廠、變電站污穢分三級海拔：一般不超過1000m地震：根據當地的地震烈度選用二、電氣設備選擇的技術條件4.環境保護電磁干擾：110kV及以上電器戶外晴天無線電干擾電壓不大于2500μV。對于110kV以下的電器一般可不校驗無線電干擾電壓。噪音：要求在距電器2m處，連續性噪音不應大于85dB；非連續性噪音，屋內不應大于90dB，屋外不應大于110dB。電場強度：在電氣設備周圍，特別是架空導線下面，當距地面1.5米范圍內，電場強度小于15kV/每米時，對人和動物是安全的，否則可能會造成一定的傷害。03電氣設備的選擇三、電氣設備的選擇1.高壓開關電器的選擇1）種類和型式的選擇2）額定電壓選擇3）額定電流選擇4）斷路器的開斷電流選擇5）動穩定校驗6）熱穩定校驗

根據用途、安裝地點、安裝方式、結構類型和價格因素等綜合條件進行合理選擇UN≥UNsIN≥Imax

INbr≥IapINbr≥I''Ies≥Ik三、電氣設備的選擇例：試選擇容量為25MW、UN=10.5kV、的發電機出口斷路器及隔離開關。已知發電機出口短路時，發電機主保護時間為0.05s，后備保護時間為3.9s，配電裝置內最高室溫為+40℃。三、電氣設備的選擇解：發電機最大持續工作電流通過查附錄，可選擇斷路器的型號為SNl0－10III／2000；隔離開關的型號為GN2—10/2000。由于tk＞ls，故不計非周期分量的熱效應三、電氣設備的選擇沖擊電流計算數據SN10—10III/2000GN2—10/200010kV1804（A）26.4kA71（kA）3401[（kA）2.s]10（kV）2000（A）43.3（kA）130（kA）43.32×4=7499（kA）[（kA）2.s]10（kV）2000（A）85（kA）512×4=13005[（kA）2.s]由選擇結果表可見，各項條件均能滿足，因此所選的斷路器和隔離開關合格。三、電氣設備的選擇UN≥UNs

熔管額定電流INft≥INf35kV及以下電力變壓器的高壓熔斷器熔體INft=KImax不計電動機自啟動時K=1.1～1.3考慮電動機自啟動時K=1.5～2.0保護電力電容器高壓熔斷器熔體額定電流INfs=KINC一臺電力電容器時K=1.5～2.0一組電力電容器時K=1.3～1.81).額定電壓選擇2).額定電流選擇2.高壓熔斷器的選擇

4).熔斷器選擇性校驗為了保證前后兩級熔斷器之間或熔斷器與電源（或負荷）保護裝置之間動作的選擇性。對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量兩項來選擇。INbr≥Ik3).熔斷器開斷電流校驗三、電氣設備的選擇三、電氣設備的選擇3.電流互感器的選擇1).按一次回路額定電壓和電流選擇UN≥UNsIN≥Imax式中：UNs—電流互感器所在電力網的額定電壓，（kV）；UN、IN—電流互感器的一次額定電壓和電流；

Imax—電流互感器一次回路最大工作電流，（A）。2).電流互感器種類和型式選擇安裝地點（如屋內、屋外）安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）3).選擇電流感器的準確度等級和額定容量互感器的準確度等級不得低于所供測量儀表的準確度等級。其中：rc一般取0.1Ω4).熱穩定校驗5).動穩定校驗（或）三、電氣設備的選擇內部動穩定外部動穩定式中：Ik－短路電流穩態值；

tk－短路計算時間。式中：Fa－作用于電流互感器瓷帽端部分的允許力；l－互感器出線端至最近一個母線支持絕緣子之間的跨。系數0.5表示互感器瓷套管端部承受該跨上電動力的一半。形式一次電壓（V）二次電壓（V）第三繞組電壓（V）單相接于一次線電壓上（如V/V接法）UNs100接于一次相電壓上中性點非直接接地中性點直接接地100三相UNs100100/3三、電氣設備的選擇

電壓互感器一次繞組所接電力網電壓UNs應在1.16～0.85UNI范圍內變動，即滿足下列條件：0.85UNI<UNs<1.2UNI100/34.電壓互感器的選擇2).按二次回路電壓的選擇1).按一次回路電壓選擇三、電氣設備的選擇3).種類和型式選擇6～35kV屋內配電裝置：一般采用油浸式或澆注式電壓互感器110～220kV配電裝置：一般采用串級式電磁式電壓互感器200kV及其以上配電裝置：一般采用電容式電壓互感器三、電氣設備的選擇接線相量UUVVVWW4).按容量和準確度等級選擇三、電氣設備的選擇5.限流電抗器的選擇

1).額定電壓和額定電流的選擇電源至短路點的總電抗標幺值所需電抗器的電抗標幺值百分電抗電壓損失校驗母線殘壓校驗熱穩定動穩定3).熱穩定和動穩定校驗2).普通電抗