第三章建筑供配電系統(tǒng)短路電流及其計算課件

第三章短路電流及其計算本章討論和計算供電系統(tǒng)在短路故障條件下產生的電流章內容是分析工廠供電系統(tǒng)和進行供電設計計算的基礎教學內容：

短路的原因、后果及其形式；無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的物理過程和物理量；三相短路電流的計算；兩相和單相短路電流的計算；短路電流的效應和穩(wěn)定度校驗。

教學重點：

短路的原因、后果及其形式；三相短路電流的計算；兩相和單相短路電流的計算；短路電流的效應和穩(wěn)定度校驗。

教學難點：

三相短路電流的計算；兩相和單相短路電流的計算。NEXT第三章短路電流及其計算本章討論和計算供電系統(tǒng)在短路故障條1第一節(jié)概述第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析第三節(jié)三相短路電流計算第四節(jié)短路電流的效應思考及練習題HOMEBACKNEXT第一節(jié)概述HOMEBACKNEXT2第一節(jié)概述

不同電流的導電部分之間的低阻抗短接，金屬性短路

一短路原因、類型、后果及計算短路電流的目的（一）主要原因：1.電氣設備、元件的損壞。

設備絕緣損壞：自然老化、操作過電壓、大氣過電壓、機械損傷2.自然原因：鳥獸跨接裸導體

3.人為事故誤操作：帶負荷拉、合隔離開關，檢修后忘拆除地線合閘

HOMEBACKNEXT第一節(jié)概述

不同電流的導電部分之間的低阻抗短接，金屬3（二）類型：1.三相短路2.兩相短路3.單相短路HOMEBACKNEXT（二）類型：HOMEBACKNEXT4HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT5（三）后果：1.產生很大的電動力和很高的溫度，使故障元件和短路電路中的其它元件損壞。2.電壓驟降，影響電氣設備的正常運行。3.造成停電事故。4.造成不對稱電路，其電流將產生較強的不平衡磁場，對附近的通信設備、信號系統(tǒng)及電子設備等產生干擾。5.嚴重的短路運行電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使并列運行發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列。HOMEBACKNEXT（三）后果：HOMEBACKNEXT6（四）計算短路電流目的：1.選擇和校驗電氣設備。2.繼電保護裝置的整定計算。3.設計時作不同方案的技術比較。HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT7第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路

分析

一、無限大容量系統(tǒng)

（1）目的：簡化短路計算

（2）定義：所謂“無限大容量系統(tǒng)”是指端電壓保持恒定，沒有內部阻抗，和容量無限大的系統(tǒng)。

即SS=∞.ZS=0US=const

（3）合理性

①ST<<SS

②誤差在允許范圍

③偏保守HOMEBACKNEXT第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路

8HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT9二、無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程

（1）正常工作時

u=Uφmsin(ωt+α)

I=Imsin(ωt+α-φ)

HOMEBACKNEXT二、無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程

（1）正常工作時

u=10（2）k點三相短路

定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過渡過程，k點右側，沒有電源，電流衰減到零，k點左側有電源，L↓,I↑,I不突變，出現(xiàn)周期容量

定量分析：

HOMEBACKNEXT（2）k點三相短路

定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過11HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT12三、最嚴重三相短路電流時的短路電流

短路電流非周期分量初值最大時短路電流瞬時值亦最大。

最嚴重短路電流的條件為：

（1）短路回路純電感，φK=90°高壓網(wǎng)絡φK=90°

（2）短路瞬間電壓過零，α=0或180°

（3）短路前空載或cosφ=1

即有

HOMEBACKNEXT三、最嚴重三相短路電流時的短路電流

短路電流非周期分量初值最13四、三相短路的有關物理量

（1）短路電流周期分量有效值

Uc短路計算電壓或平均額定電壓

Uc≈1.05UN

0,4,6.3,10.5,37,115,230kV

（2）短路次暫態(tài)電流I″

短路后第一個周期短路電流周期分量之有效值

無限大容量系統(tǒng)I″=IP

（3）短路全電流有效值IK(t)

（4）短路沖擊電流ish

短路全電流最大瞬時值

HOMEBACKNEXT四、三相短路的有關物理量

（1）短路電流周期分量有效值

14Ksh——沖擊系數(shù)1＜Ksh＜2

短路沖擊電流有效值Ish

高壓系統(tǒng)Ksh=1.8,ish=2.55I″,Ish=1.51I″

低壓系統(tǒng)Ksh=1.3,ish=1.84I″,Ish=1.09I″

（5）短路穩(wěn)態(tài)電流I∞

對無限大容量系統(tǒng)

（6）三相短路容量

式中，SK為三相短路容量（MVA）；Uav為短路點所在級的線路平均額定電壓（kV）；Ik為短路電流（kA）。

HOMEBACKNEXTKsh——沖擊系數(shù)1＜Ksh＜2

短路沖擊電流有效值Ish

15第三節(jié)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。

一、標幺制

用相對值表示元件的物理量，稱為標幺制。

任意一個物理量的有名值與基準值的比值稱為標幺值，標幺值沒有單位。即

容量、電壓、電流、阻抗的標幺值分別為

HOMEBACKNEXT第三節(jié)三相短路電流計算

通常采用標幺值計算，以簡化計算，16

基準容量Sd，基準電壓Ud，

基準電流Id和基準阻抗Zd

亦應遵守功率方程

和電壓方程

通常Sd=100MVA,Ud=線路平額定電壓為基準電壓。

HOMEBACKNEXT

基準容量Sd，基準電壓Ud，

基準電流Id和基準阻抗17

多級電壓的供電系統(tǒng)示意圖

下面用多級電壓的供電系統(tǒng)加以說明，短路發(fā)生在4WL，選基準容量為Sd，各級基準電壓分別為

，則線路1WL的電抗X1WL歸算到短路點所在電壓等級的電抗為HOMEBACKNEXT多級電壓的供電系統(tǒng)示意圖

下面用18

1WL的標幺值電抗為

即

結論：用基準容量和元件所在電壓等級的基準電壓計算的阻標標幺值，和將元件的阻抗換算到短路點所在的電壓等級，再用基準容量和短路點所在電壓等級的基準電壓計算的阻抗標幺值相同，即變壓器的變比標幺值等于1。

HOMEBACKNEXT

1WL的標幺值電抗為

即

結論：用19

二、短路回路元件的標幺值阻抗

短路電流計算時，需要計算短路回路中各個電氣元件的阻抗及短路回路總阻抗。

1．線路的電阻標幺值和電抗標幺值

2．變壓器的電抗標幺值

HOMEBACKNEXT

二、短路回路元件的標幺值阻抗

短路電流計算時，需要計算203．電抗器的電抗標幺值

Ud為電抗器安裝處的基準電壓。

4．電力系統(tǒng)的電抗標幺值

（1）已知電力系統(tǒng)電抗有名值XS系統(tǒng)電抗標幺值為

HOMEBACKNEXT3．電抗器的電抗標幺值

Ud為電抗器安裝處的基準電壓21（2）已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc

（3）已知電力系統(tǒng)出口處的短路容量SK

5．短路回路總阻抗

HOMEBACKNEXT（2）已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc

22

三、三相短路電流計算

1．三相短路電流周期分量有效值

由于，，上式即

為

=

HOMEBACKNEXT

三、三相短路電流計算

1．三相短路電流周期分量有效值

23

2．沖擊短路電流

高壓系統(tǒng)統(tǒng)，

低壓系統(tǒng)，

3．三相短路容量

或

HOMEBACKNEXT

2．沖擊短路電流

24短路電流具體計算步驟：

①根據(jù)短路計算要求畫出短路電流計算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應包含所有與短路計算有關的元件，并標出各元件的參數(shù)和短路點。

②畫出計算短路電流的等效電路圖，每個元件用一個阻抗表示，電源用一個小圓表示，并標出短路點，同時標出元件的序號和阻抗值，一般分子標序號，分母標阻抗值。

③選取基準容量和基準電壓，計算各元件的阻抗標幺值

④等效電路化簡，求出短路回路總阻抗的標幺值，簡化時電路的各種簡化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、Δ-Y或Y-Δ變換、等電位法等。

⑤按前述公式由短路回路總阻抗標幺值計算短路電流標幺值，再計算短路各量，即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。HOMEBACKNEXT短路電流具體計算步驟：

①根據(jù)短路計算要求畫出短路電流計算系253.3.4電動機對三相短路電流的影響

供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，從電源到短路點的系統(tǒng)電壓下降，嚴重時短路點的電壓可降為零。接在短路點附近運行的電動機的反電勢可能大于電動機所在處系統(tǒng)的殘壓，此時電動機將和發(fā)電機一樣，向短路點饋送短路電流。同時電動機迅速受到制動，它所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，如下圖所示。

HOMEBACKNEXT3.3.4電動機對三相短路電流的影響

供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路26電動機提供的沖擊短路電流可按下式計算

式中，Ksh·M為電動機的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動機取1.0，高壓電機取1.4~1.6；

為電動機的次暫態(tài)電勢標幺值；

為電動機的次暫態(tài)電抗標幺值；

IN·M為電動機額定電流；

因此，考慮電動機的影響后，短路點的沖擊短路電流為ish.Σ=isｈ+isｈ.M

HOMEBACKNEXT電動機提供的沖擊短路電流可按下式計算

27兩相和單相短路電流計算一、兩相短路電流的計算無限大容量系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時，其短路電流可由下式求得

Uav為短路點的平均額定電壓，Zk為短路回路一相總阻抗。

HOMEBACKNEXT兩相和單相短路電流計算HOMEBACKNEXT28二、單相短路電流的計算在工程計算中，大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時，單相短路電流可用下式進行計算：

Ｕav為短路點的平均額定電壓；ZP-0為單相短路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；RP-0、XP-0為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。HOMEBACKNEXT二、單相短路電流的計算HOMEBACKNEXT29第四節(jié)短路電流的效應一、短路電流的電動力效應

導體通過電流時相互間電磁作用產生的力，稱為電動力。正常工作時電流不大，電動力很小。短路時，特別是短路沖擊電流流過瞬間，產生的電動力最大。1．兩平行載流導體間的電動力由電工基礎可知，位于空氣中的兩平行導體中流過的電流分別為i1和i2（A）時，i1產生的磁場在導體2處的磁感應強度為B1，i2產生的磁場在導體1處的磁感應強度為B2，，如圖所示，兩導體間由電磁作用產生的電動力的方向由左手定則決定，大小相等，由下式決定:HOMEBACKNEXT第四節(jié)短路電流的效應HOMEBACKNEXT30式中，l為導體的兩相鄰支持點間的距離（cm）；a為兩導體軸線間距離（cm）；Kf為形狀系數(shù)，圓形、管形導體Kf=1，矩形導體根據(jù)

和查下圖曲線。HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT31矩形導體的形狀系數(shù)圖HOMEBACKNEXT矩形導體的形狀系數(shù)圖HOMEBACKNEXT32三相平行導體間的電動力HOMEBACKNEXT三相平行導體間的電動力HOMEBACKNEXT33三相平行的導體中流過的電流對稱，且分別為iA、iB、iC，每兩導體間由電磁作用產生電動力，A相導體受到的電動力為FAB、FAC，B相導體受到的電動力為FBC、FBA，C相導體受到的電動力為FCA、FCB，如上圖所示。經分析可知中相導體受到的電動力最大，并可按下式計算：

式中，Im為線電流幅值；Kf為形狀系數(shù)。HOMEBACKNEXT三相平行的導體中流過的電流對稱，且分別為iA、iB、iC，每343．短路電流的電動力計算三相短路產生的最大電動力為

計算兩相短路產生的最大電動力為

由于兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關系為

HOMEBACKNEXT3．短路電流的電動力HOMEBACKNEXT35因此，兩相短路和三相短路產生的最大電動力也具有下列關系

由此可見，三相短路時導體受到的電動力比兩相短路時導體受到的電動力大。因此，校驗電器設備或導體的動穩(wěn)定時，應采用三相短路沖擊電流或沖擊電流有效值。HOMEBACKNEXT因此，兩相短路和三相短路產生的最大電動力也具有下列關系HOM36二、短路電流的熱效應1．短路發(fā)熱的特點導體通過電流，產生電能損耗，轉換成熱能，使導體溫度上升。正常運行時，導體通過負荷電流，產生的熱能使導體溫度升高，同時向導體周圍介質散失。當導體內產生的熱量等于向介質散失的熱量，導體的溫度維持不變。短路時由于繼電保護裝置動作切除故障，短路電流的持續(xù)時間很短，可近似認為很大的短路電流在很短時間內產生的很大熱量全部用來使導體溫度升高，不向周圍介質散熱,即短路發(fā)熱是一個絕熱過程。由于導體溫度上升很快，導體的電阻和比熱不是常數(shù)，而是隨溫度變化。HOMEBACKNEXT二、短路電流的熱效應HOMEBACKNEXT372．短路熱平衡方程

式中，ρ０是導體0℃時的電阻率；α為的溫度系數(shù)；為導體0℃時的比熱；β為的溫度系數(shù)；s為導體的截面積；l為導體的長度（Km）;IKt為短路全電流的有效值（A）；AK和AL為短路和正常的發(fā)熱系數(shù)，對某導體材料，A值僅是溫度的函數(shù)，即HOMEBACKNEXT2．短路熱平衡方程HOMEBACKNEXT383．短路產生的熱量一般采用等效方法計算，用穩(wěn)態(tài)短路電流計算實際短路電流產生的熱量。由于穩(wěn)態(tài)短路電流不同于短路全電流，需要假定一個時間，稱為假想時間tima。在此時間內，穩(wěn)態(tài)短路電流所產生的熱量等于短路全電流Ik（t）在實際短路持續(xù)時間內所產生的熱量，短路電流產生的熱量可按下式計算：

短路發(fā)熱假想時間可按下式計算

HOMEBACKNEXT3．短路產生的熱量HOMEBACKNEXT39式中，tk為短路持續(xù)時間，它等于繼電保護動作時間top和斷路器斷路時間toc之和，即

tk=top+toc斷路器的斷路時間可查有關產品手冊，一般對慢速斷路器取0.2s，快速和中速斷路器可取0.1~0.15s。

在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于I″＝Ｉ∞，

HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT404．導體短路發(fā)熱溫度

為使導體短路發(fā)熱溫度計算簡便，工程上一般利用導體加熱系數(shù)A與導體溫度θ的關系曲線

確定短路發(fā)熱溫度θk。由θL求θk的步驟如下：（1）由導體正常運行時的溫度θL從θ~A曲線查出導體正常加熱系數(shù)AL。（2）計算導體短路加熱系數(shù)Ak。

式中，S為導體的截面積（mm2），I∞為穩(wěn)態(tài)短路電流（A），tima為短路發(fā)熱假想時間（s）。（3）由Ak從

曲線查得短路發(fā)熱溫度θk。HOMEBACKNEXT4．導體短路發(fā)熱溫度HOMEBACKNEXT415.短路熱穩(wěn)定最小截面根據(jù)短路發(fā)熱允許溫度θK.al，可由曲線計算導體短路熱穩(wěn)定的最小截面的方法如下：（1）由θL和θK.al，從θ~A曲線分別查出AL和Ak。（2）計算短路熱穩(wěn)定最小截面Smin。

HOMEBACKNEXT5.短路熱穩(wěn)定最小截面HOMEBACKNEXT42思考什么叫短路?短路的類型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害?什么叫無限大容量系統(tǒng)?它有什么特征?為什么供配電系統(tǒng)短路時,可將電源看做無限大容量系統(tǒng)?無限大容量三相短路時，短路電流如何變化？什么是次暫態(tài)短路電流?什么是沖擊短路電流?什么是穩(wěn)態(tài)短路電流?它們與短路電流周期分量有效值有什么關系?如何計算三相短路電路？HOMEBACKNEXT思考HOMEBACKNEXT43第三章短路電流及其計算本章討論和計算供電系統(tǒng)在短路故障條件下產生的電流章內容是分析工廠供電系統(tǒng)和進行供電設計計算的基礎教學內容：

短路的原因、后果及其形式；無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的物理過程和物理量；三相短路電流的計算；兩相和單相短路電流的計算；短路電流的效應和穩(wěn)定度校驗。

教學重點：

短路的原因、后果及其形式；三相短路電流的計算；兩相和單相短路電流的計算；短路電流的效應和穩(wěn)定度校驗。

教學難點：

三相短路電流的計算；兩相和單相短路電流的計算。NEXT第三章短路電流及其計算本章討論和計算供電系統(tǒng)在短路故障條44第一節(jié)概述第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析第三節(jié)三相短路電流計算第四節(jié)短路電流的效應思考及練習題HOMEBACKNEXT第一節(jié)概述HOMEBACKNEXT45第一節(jié)概述

不同電流的導電部分之間的低阻抗短接，金屬性短路

一短路原因、類型、后果及計算短路電流的目的（一）主要原因：1.電氣設備、元件的損壞。

設備絕緣損壞：自然老化、操作過電壓、大氣過電壓、機械損傷2.自然原因：鳥獸跨接裸導體

3.人為事故誤操作：帶負荷拉、合隔離開關，檢修后忘拆除地線合閘

HOMEBACKNEXT第一節(jié)概述

不同電流的導電部分之間的低阻抗短接，金屬46（二）類型：1.三相短路2.兩相短路3.單相短路HOMEBACKNEXT（二）類型：HOMEBACKNEXT47HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT48（三）后果：1.產生很大的電動力和很高的溫度，使故障元件和短路電路中的其它元件損壞。2.電壓驟降，影響電氣設備的正常運行。3.造成停電事故。4.造成不對稱電路，其電流將產生較強的不平衡磁場，對附近的通信設備、信號系統(tǒng)及電子設備等產生干擾。5.嚴重的短路運行電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使并列運行發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列。HOMEBACKNEXT（三）后果：HOMEBACKNEXT49（四）計算短路電流目的：1.選擇和校驗電氣設備。2.繼電保護裝置的整定計算。3.設計時作不同方案的技術比較。HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT50第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路

分析

一、無限大容量系統(tǒng)

（1）目的：簡化短路計算

（2）定義：所謂“無限大容量系統(tǒng)”是指端電壓保持恒定，沒有內部阻抗，和容量無限大的系統(tǒng)。

即SS=∞.ZS=0US=const

（3）合理性

①ST<<SS

②誤差在允許范圍

③偏保守HOMEBACKNEXT第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路

51HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT52二、無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程

（1）正常工作時

u=Uφmsin(ωt+α)

I=Imsin(ωt+α-φ)

HOMEBACKNEXT二、無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程

（1）正常工作時

u=53（2）k點三相短路

定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過渡過程，k點右側，沒有電源，電流衰減到零，k點左側有電源，L↓,I↑,I不突變，出現(xiàn)周期容量

定量分析：

HOMEBACKNEXT（2）k點三相短路

定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過54HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT55三、最嚴重三相短路電流時的短路電流

短路電流非周期分量初值最大時短路電流瞬時值亦最大。

最嚴重短路電流的條件為：

（1）短路回路純電感，φK=90°高壓網(wǎng)絡φK=90°

（2）短路瞬間電壓過零，α=0或180°

（3）短路前空載或cosφ=1

即有

HOMEBACKNEXT三、最嚴重三相短路電流時的短路電流

短路電流非周期分量初值最56四、三相短路的有關物理量

（1）短路電流周期分量有效值

Uc短路計算電壓或平均額定電壓

Uc≈1.05UN

0,4,6.3,10.5,37,115,230kV

（2）短路次暫態(tài)電流I″

短路后第一個周期短路電流周期分量之有效值

無限大容量系統(tǒng)I″=IP

（3）短路全電流有效值IK(t)

（4）短路沖擊電流ish

短路全電流最大瞬時值

HOMEBACKNEXT四、三相短路的有關物理量

（1）短路電流周期分量有效值

57Ksh——沖擊系數(shù)1＜Ksh＜2

短路沖擊電流有效值Ish

高壓系統(tǒng)Ksh=1.8,ish=2.55I″,Ish=1.51I″

低壓系統(tǒng)Ksh=1.3,ish=1.84I″,Ish=1.09I″

（5）短路穩(wěn)態(tài)電流I∞

對無限大容量系統(tǒng)

（6）三相短路容量

式中，SK為三相短路容量（MVA）；Uav為短路點所在級的線路平均額定電壓（kV）；Ik為短路電流（kA）。

HOMEBACKNEXTKsh——沖擊系數(shù)1＜Ksh＜2

短路沖擊電流有效值Ish

58第三節(jié)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。

一、標幺制

用相對值表示元件的物理量，稱為標幺制。

任意一個物理量的有名值與基準值的比值稱為標幺值，標幺值沒有單位。即

容量、電壓、電流、阻抗的標幺值分別為

HOMEBACKNEXT第三節(jié)三相短路電流計算

通常采用標幺值計算，以簡化計算，59

基準容量Sd，基準電壓Ud，

基準電流Id和基準阻抗Zd

亦應遵守功率方程

和電壓方程

通常Sd=100MVA,Ud=線路平額定電壓為基準電壓。

HOMEBACKNEXT

基準容量Sd，基準電壓Ud，

基準電流Id和基準阻抗60

多級電壓的供電系統(tǒng)示意圖

下面用多級電壓的供電系統(tǒng)加以說明，短路發(fā)生在4WL，選基準容量為Sd，各級基準電壓分別為

，則線路1WL的電抗X1WL歸算到短路點所在電壓等級的電抗為HOMEBACKNEXT多級電壓的供電系統(tǒng)示意圖

下面用61

1WL的標幺值電抗為

即

結論：用基準容量和元件所在電壓等級的基準電壓計算的阻標標幺值，和將元件的阻抗換算到短路點所在的電壓等級，再用基準容量和短路點所在電壓等級的基準電壓計算的阻抗標幺值相同，即變壓器的變比標幺值等于1。

HOMEBACKNEXT

1WL的標幺值電抗為

即

結論：用62

二、短路回路元件的標幺值阻抗

短路電流計算時，需要計算短路回路中各個電氣元件的阻抗及短路回路總阻抗。

1．線路的電阻標幺值和電抗標幺值

2．變壓器的電抗標幺值

HOMEBACKNEXT

二、短路回路元件的標幺值阻抗

短路電流計算時，需要計算633．電抗器的電抗標幺值

Ud為電抗器安裝處的基準電壓。

4．電力系統(tǒng)的電抗標幺值

（1）已知電力系統(tǒng)電抗有名值XS系統(tǒng)電抗標幺值為

HOMEBACKNEXT3．電抗器的電抗標幺值

Ud為電抗器安裝處的基準電壓64（2）已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc

（3）已知電力系統(tǒng)出口處的短路容量SK

5．短路回路總阻抗

HOMEBACKNEXT（2）已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量Soc

65

三、三相短路電流計算

1．三相短路電流周期分量有效值

由于，，上式即

為

=

HOMEBACKNEXT

三、三相短路電流計算

1．三相短路電流周期分量有效值

66

2．沖擊短路電流

高壓系統(tǒng)統(tǒng)，

低壓系統(tǒng)，

3．三相短路容量

或

HOMEBACKNEXT

2．沖擊短路電流

67短路電流具體計算步驟：

①根據(jù)短路計算要求畫出短路電流計算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應包含所有與短路計算有關的元件，并標出各元件的參數(shù)和短路點。

②畫出計算短路電流的等效電路圖，每個元件用一個阻抗表示，電源用一個小圓表示，并標出短路點，同時標出元件的序號和阻抗值，一般分子標序號，分母標阻抗值。

③選取基準容量和基準電壓，計算各元件的阻抗標幺值

④等效電路化簡，求出短路回路總阻抗的標幺值，簡化時電路的各種簡化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、Δ-Y或Y-Δ變換、等電位法等。

⑤按前述公式由短路回路總阻抗標幺值計算短路電流標幺值，再計算短路各量，即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。HOMEBACKNEXT短路電流具體計算步驟：

①根據(jù)短路計算要求畫出短路電流計算系683.3.4電動機對三相短路電流的影響

供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，從電源到短路點的系統(tǒng)電壓下降，嚴重時短路點的電壓可降為零。接在短路點附近運行的電動機的反電勢可能大于電動機所在處系統(tǒng)的殘壓，此時電動機將和發(fā)電機一樣，向短路點饋送短路電流。同時電動機迅速受到制動，它所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，如下圖所示。

HOMEBACKNEXT3.3.4電動機對三相短路電流的影響

供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路69電動機提供的沖擊短路電流可按下式計算

式中，Ksh·M為電動機的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動機取1.0，高壓電機取1.4~1.6；

為電動機的次暫態(tài)電勢標幺值；

為電動機的次暫態(tài)電抗標幺值；

IN·M為電動機額定電流；

因此，考慮電動機的影響后，短路點的沖擊短路電流為ish.Σ=isｈ+isｈ.M

HOMEBACKNEXT電動機提供的沖擊短路電流可按下式計算

70兩相和單相短路電流計算一、兩相短路電流的計算無限大容量系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時，其短路電流可由下式求得

Uav為短路點的平均額定電壓，Zk為短路回路一相總阻抗。

HOMEBACKNEXT兩相和單相短路電流計算HOMEBACKNEXT71二、單相短路電流的計算在工程計算中，大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時，單相短路電流可用下式進行計算：

Ｕav為短路點的平均額定電壓；ZP-0為單相短路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；RP-0、XP-0為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。HOMEBACKNEXT二、單相短路電流的計算HOMEBACKNEXT72第四節(jié)短路電流的效應一、短路電流的電動力效應

導體通過電流時相互間電磁作用產生的力，稱為電動力。正常工作時電流不大，電動力很小。短路時，特別是短路沖擊電流流過瞬間，產生的電動力最大。1．兩平行載流導體間的電動力由電工基礎可知，位于空氣中的兩平行導體中流過的電流分別為i1和i2（A）時，i1產生的磁場在導體2處的磁感應強度為B1，i2產生的磁場在導體1處的磁感應強度為B2，，如圖所示，兩導體間由電磁作用產生的電動力的方向由左手定則決定，大小相等，由下式決定:HOMEBACKNEXT第四節(jié)短路電流的效應HOMEBACKNEXT73式中，l為導體的兩相鄰支持點間的距離（cm）；a為兩導體軸線間距離（cm）；Kf為形狀系數(shù)，圓形、管形導體Kf=1，矩形導體根據(jù)

和查下圖曲線。HOMEBACKNEXTHOMEBACKNEXT74矩形導體的形狀系數(shù)圖HOMEBACKNEXT矩形導體的形狀系數(shù)圖HOMEBACKNEXT75三相平行導體間的電動力HOMEBACKNEXT三相平行導體間的電動力HOMEBACKNEXT76三相平行的導體中流過的電流對稱，且分別為iA、iB、iC，每兩導體間由電磁作用產生電動力，A相導體受到的電動力為FAB、FAC，B相導體受到的電動力為FBC、FBA，C相導體受到的電動力為FCA、FCB，如上圖所示。經分析可知中相導體受到的電動力最大，并可按下式計算：

式中，Im為線電流幅值；Kf為形狀系數(shù)。HOMEBACKNEXT三相平行的導體中流過的電流對稱，且分別為iA、iB、iC，每773．短路電流的電動力計算三相短路產生的最大電動力為

計算兩相短路產生的最大電動力為

由于兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關系為

HOMEBACKNEXT3．短路電流的電動力HOMEBACKNEXT78因此，兩相短路和三相短路產生的最大電動力也具有下列關系

由此可見