第四章短路電流計算

及電氣設(shè)備的選擇校驗3.1概述3.2無限大容量電源供電系統(tǒng)的短路過程分析

3.3無限大容量電源條件下短路電流的計算方法3.4低壓電網(wǎng)中短路電流的計算3.5短路電流的效應(yīng)3.6電氣設(shè)備的選擇與校驗2023/9/5第一節(jié)概述一、短路及其原因、后果短路是指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)電部分（各相導(dǎo)體、地線等）之間發(fā)生的低阻性短接。

造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤操作、鳥獸危害等。

在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障后，短路電流往往要比正常負荷電流大許多倍，有時高達幾十萬安培。當它通過電氣設(shè)備時，溫度急劇上升，會使絕緣老化或損壞；同時產(chǎn)生的電動力，會使設(shè)備載流部分變形或損壞；短路會使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運行；嚴重的短路會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；短路還會造成停電；不對稱短路的短路電流會產(chǎn)生較強的不平衡交變磁場，對通信和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。2023/9/5二、短路的類型在供電系統(tǒng)中，短路的基本類型有三相短路(a)、兩相短路(b)、單相短路(c,d)和兩相接地短路(e,f)。

2023/9/5續(xù)上頁進行短路計算的目的是正確選擇和檢驗電氣設(shè)備及其保護裝置。三相短路電流是選擇和檢驗電氣設(shè)備的基本依據(jù)。另外還要用到不對稱短路的短路電流、短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流等。三、計算短路電流的目的2023/9/5第二節(jié)無限大容量電源供電系統(tǒng)

的短路過程分析一、無限大容量電源供電系統(tǒng)的概念無限大容量電源，就是指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對于用戶負荷容量大得多的電力系統(tǒng)，不管用戶的負荷如何變動甚致發(fā)生短路時，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓均維持不變。

二、短路過程的簡單分析2023/9/5續(xù)上頁等效電路的電壓方程為

解之得,短路電流為則得短路電流當t＝0時，由于短路電路存在著電感，因此電流不會突變，即ik0=i0＝

，可求得積分常數(shù)，即式中，iz為短路電流周期分量;

ifi為短路電流非周期分量。短路前負荷電流為2023/9/5續(xù)上頁無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的電壓、電流曲線如下圖：2023/9/5三、有關(guān)短路的物理量

短路電流周期分量iz

短路電流非周期分量ifi

短路全電流ik.t

短路沖擊電流ish

短路穩(wěn)態(tài)電流I∞

短路沖擊電流有效值Ish

I∞=Iz.t=Iz

2023/9/5第三節(jié)無限大容量電源條件下

短路電流的計算方法一、標幺值法

在無限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路電流的周期分量的幅值和有效值是不變的。

在高壓電路的短路計算中，通常只計電抗，不計電阻。故按標幺值法進行短路計算時，一般是先選定基準容量Sj和基準電壓Uj。標幺值2023/9/5續(xù)上頁基準容量，工程設(shè)計中通常取基準電流

二、供電系統(tǒng)各元件電抗標幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值基準電壓，通常取元件所在處的短路計算電壓為基準電壓，即取

基準電抗

Sk為電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量。2023/9/5續(xù)上頁2）電力線路的電抗標幺值式中，L為線路長度，x0為線路單位長度的電抗，可查手冊。3）電力變壓器的電抗標幺值因為

所以

標幺值

短路電路中各主要元件的電抗標么值求出以后，即可利用其等效電路圖進行電路化簡求總電抗標么值。2023/9/5三、感三相楊短路類電流譽的計悲算無限芹大容側(cè)量系志統(tǒng)三兔相短稻路周辦期分掌量有題效值驢的標惹么值渡按下產(chǎn)式計娃算:由此謙可得嚷三相余短路啦電流質(zhì)周期修分量坊有效聚值：其他短路嚷電流敏：三相短路容量：（對垮高壓險系統(tǒng)綱）（對襪低壓到系統(tǒng)窩）20紅23誤/7剖/1某廠榜一1靜0/廉0.肺4kV車間儉變電陪所裝雙有一夏臺S9駁－8襲00型變值壓器癥（△uk%=摘5）斑，由廠禮10kV高壓奸配電崇所通泊過一苦條長曉0.鋼5km的1邁0kV電纜籠（x0＝0覺.0紡8Ω句/k賤m）供電嫂。已聾知高嶼壓配筒電所儉10kV母線k-故1點三套相短板路容冠量為辱52MV澤A，試計尖算該卻車間陽變電送所3掠80V母線k-役2點發(fā)難生三逆相短家路時乖的短至路電叉流。例題毅1解：1孕.確介定基關(guān)準值2.太計算榮短路鏈電路略中各冶主要混元件堂的電想抗標頓幺值1）忙電力翁系統(tǒng)脫的電定抗標搏幺值20伙23醫(yī)/7宋/1續(xù)上哀頁2）電力蔬線路鬼的電抗業(yè)標幺霜值3）電力黎變壓格器的電抗付標幺北值3．求k-2點的遵短路井電路獅總電獸抗標凍么值粗三相休短路慌電流出的短擁路容君量1）總籃電抗撇標么啄值2)川三鉗相短紛路電生流周據(jù)期分你量有泄效值3)其他抵三相折短路摧電流20睡23漢/7疊/1某供佛電系燈統(tǒng)如翁圖所輪示。少己知滿電力年系統(tǒng)拒出口櫻處的最短路算容量互為Sk=2灑50售MV腹A，試求左工廠案變電高所1餃0kV母線黑上k-1點短沙路和熄兩臺挎變壓盈器并座聯(lián)運飛行、方分列喪運行陶兩種仰情況圈下低趟壓3廁80V母線疼上k-2點短棒路的旦三相睬短路框電流尖和短浪路容園量。例題溫2解：1伏.確蠅定基牽準值20順23毀/7終/1續(xù)上象頁2.手計算況短路仰電路爭中各蚊主要凳元件載的電欣抗標際幺值1）尸電力嘆系統(tǒng)災(zāi)的電量抗標創(chuàng)幺值2）電力泥線路碼的電抗終標幺怒值3）電力便變壓浸器的電抗墓標幺漲值20疾23輝/7員/1續(xù)上巾頁3.首求k-1點的總短路號電路先總阻燭抗標往么值朝及三服相短殿路電煎流和秒短路閱容量1）凱總電使抗標鞭么值2）挑三相敵短路兵電流歐周期追分量品有效課值3）其機他三俊相短月路電早流4）三罰相短膠路容棄量20科23根/7醬/1續(xù)上翻頁4．求k-2點的導(dǎo)短路滿電路夕總電梢抗標碑么值他三相煤短路嚇電流猜的短拉路容厘量兩臺慰變壓榜器并檔聯(lián)運遼行情剝況下程：1）總爺電抗篩標么腫值2)惰三渡相短垮路電穴流周雞期分勁量有富效值3)其他省三相殊短路恒電流4）三相刮短路礦容量20決23踩/7組/1續(xù)上匙頁兩臺舟變壓臟器分清列運揪行情斃況下半：1）總泥電抗糊標么詠值2)國三船相短右路電擱流周機期分孕量有漿效值3)其他據(jù)三相問短路店電流4）三相極短路交容量20夜23嗎/7默/1四、香兩相鼠短路滔電流尼的估繳算兩相駛短路江電流而三罷相短巖路電落流所以20昏23減/7掠/1第四常節(jié)低壓條電網(wǎng)正中短愈路電習(xí)流的簽計算一、配低壓涂電網(wǎng)俱短路做計算稅的特漏點1、配電鬼變壓廣器一咐次側(cè)綢可以斷作為搜無窮經(jīng)大容頃量電潤源供坑電來海考慮轉(zhuǎn)；2、潤電阻城值較駝大，朋電抗針值較侵小；3、此低壓己系統(tǒng)斃元件嘆的電掙阻多剖以毫引歐計死，因艘此用攪有名迫值法肥比較緞方便屆。4、張因低鍋壓系墓統(tǒng)的藥非周回期分旬量衰淺減快遭，ksh值在1～悔1.進3范按圍。二、瀉三相為短路款電流住的計竟算電源匹至短理路點盒的總漏阻抗宮包括痕變壓療器高燭壓側(cè)便系統(tǒng)智、變氏壓器腿、低圓壓母赴線及汗配電薯線路旋等元賄件的魄阻抗愈；開丑關(guān)電行器及事導(dǎo)線倡等接販觸電爺阻可利忽略母不計野。20餃23眉/7祖/1續(xù)上背頁1．話高壓杰側(cè)系穴統(tǒng)的朝阻抗3．擾母線外及電伐纜的箏阻抗減，其即單位是長度亭值可罪查手冊。2．徹變壓續(xù)器的枕阻抗應(yīng)計及的電阻、電抗（單位均為）有

歸算鑼到低諸壓側(cè)紙的高幫壓系鞭統(tǒng)阻閃抗可殼按下爸式計浴算：歸算撥到低堵壓側(cè)敬的變壓堆器阻抗悔可按毀下式違計算壩：20掉23稅/7勤/1三、禁單相皮短路曠電流謠的計釀算根據(jù)鏡對稱軋分量叔法，群單相紅短路柔電流剩為工程淹計算箱公式隸為高壓幣系統(tǒng)沒的相永－零好電阻變壓達器的基相－圓零電翠阻母線食及電罰纜的罩相－收零電述阻正序障阻抗負序鍬阻抗零序終阻抗低壓吹側(cè)單相營短路懲電流袋的大欣小與項變壓毫器單紹相短覆路時嫂的相章零阻濁抗密己切相擠關(guān)。各元鉤件的濁相－訂零電紅阻與脖電抗讀值可盞通過鵲計算啊或查唱有關(guān)拾設(shè)計洽手冊紋。20芒23期/7房誠/1某用妻戶1愁0/運0.味38kV變電脂所的瓦變壓造器為SC梳B1扣0-傲10共00私/1顆0型，Dy汪n1孟1聯(lián)結(jié)預(yù)，已仔知變臭壓器擺高壓雷側(cè)短云路容泉量為退15扣0MV伐A，其低爆壓配轉(zhuǎn)電網(wǎng)活絡(luò)短慰路計功算電以路如釣圖所談示。屠求短艇路點k-1處的欺三相婦和單紋相短焦路電舒流。例題懼3解：1姜、計萄算有偶關(guān)電暴路元激件的夫阻抗1)梢高壓傳系統(tǒng)阻抗（畢歸算奪到4猛00V側(cè)）20翅23為/7犬/1續(xù)上挺頁相零好阻抗子(Dy盼n1商1聯(lián)接攪)2）皮變壓萍器的請阻抗效（歸算呈到低鵲壓側(cè)）因零夕序電蟲流不衫能在區(qū)高壓葛側(cè)流滅通，穗故高壓瘡側(cè)系尿統(tǒng)的相零銹阻抗掃按每悄相阻抗值搞的2彩/3殿計算，即20貫23碌/7蛋/1續(xù)上蛋頁2.三相毅短路蛛回路珍總阻擠抗及三相紗短路蕩電流相零區(qū)阻抗鏡為3)軋母丹線的想阻抗20峰23坐/7驕/1續(xù)上奴頁3.單相盆短路門回路貸總相座零阻信抗及餅單相怎短路姑電流單相敏短路泊電流巡壽為單相奇短路蛾回路察總相售零電售抗為單相臭短路袋回路灣總相艙零電鐮阻為20罰23蛇/7稼/1第五鼠節(jié)短路匪電流模的效鋤應(yīng)一、粉短路巧電流悉的力加效應(yīng)強大咸的短錄路電尖流通今過電徹氣設(shè)賣備和狐導(dǎo)體安，將床產(chǎn)生稼很大裹的電肉動力紹，即可電動瀉力效金應(yīng)，嚴可能淹使電拴氣設(shè)炸備和滋導(dǎo)體糾受到清破壞招或產(chǎn)調(diào)生永跨久性命變形硬。短路筑電流棕產(chǎn)生告的熱尼量，匹會造乏成電租氣設(shè)幟備和偷導(dǎo)體那溫度摔迅速判升高膚，即也熱效捏應(yīng)，彼可能單使電貴氣設(shè)戚備和殼導(dǎo)體供絕緣催強度返降低論，加借速絕虛緣老瘡化甚連至損警壞。為了鋼正確施選擇傭電氣匠設(shè)備洞和導(dǎo)尋體，漫保證須在短唉路情爬況下咐也不矛損壞賀，必注須校償驗其貫動穩(wěn)戴定和紅熱穩(wěn)缺定。對于榨兩根銳平行滴導(dǎo)體膚，通謀過電緩流分孟別為i1和i2，其相愧互間棄的作偏用力F(單位N）可用妙下面糕公式碗來計頸算：20超23夜/7求/1在三勵相系儀統(tǒng)中飯，當訪三相肯導(dǎo)體赤在同擔(dān)一平胳面平耐行布患置時宮，受胃力最杏大的淺是中榮間相短。當腥發(fā)生霜三相中短路晚故障偏時，晉短路衡電流豈沖擊哪值通傲過導(dǎo)繼體中槽間相鉗所產(chǎn)挺生的疫最大凍電動錯力為帽：續(xù)上嘩頁二、短路暖點附蓮近交叨流電斷動機液的反勁饋沖非擊電始流影飾響當短鼓路點強附近丟所接裝交流含電動分機的畢額定晨電流或之和雜超過攻短路正電流色的1%挺時，擴按GB曠50拋05缺4-啄95《低壓壞配電嶺設(shè)計答規(guī)范概》規(guī)制定，補應(yīng)計列入電裁動機察反饋仇電流萍的影故響。載流彼導(dǎo)體攝和電現(xiàn)氣設(shè)捏備承株受短游路電房誠流作累用時績滿足珠力穩(wěn)督定的烘條件槐是20支23舉/7夏/1當交廚流電掏動機磨進線泛端發(fā)爺生三哲相短廉路時當，它濱反饋涌的最泡大短駐路電動流瞬墻時值繁（即危電動膀機反憂饋沖掙擊電爭流）魔可按劫下式賣計算：續(xù)上甜頁由于蚊交流津電動否機在惹外電燦路短霧路后母很快你受到富制動靠，因吹此它親產(chǎn)生拾的反磚饋電侮流衰誘減很召快，友所以訓(xùn)只有情在考些慮短沖路沖皺擊電忽流的精影響評時，嫁才需要計入鹽電動垮機的慕反饋帽電流促。此時蛛短路駛點的冷短路守沖擊麥電流宋為三、坊短路隊電流在的熱蛾效應(yīng)（一即）短裳路時涉導(dǎo)體淺的發(fā)宅熱在線典路發(fā)辣生短粉路時另，強謹大的屠短路臥電流撤將使捕導(dǎo)體棵溫度藏迅速笨升高噸。短路前后導(dǎo)體的溫度變化20套23割/7奮/1續(xù)上是頁在實塞際短饒路時勇間tk內(nèi),遲短路牛電流搶的熱笛量為根據(jù)Q值可半以確辛定出觀短路挨時導(dǎo)耽體所知達到萄的最圓高溫界度θk。發(fā)熱邊假想骨時間繼電保護動作時間斷路器開斷時間工程慘計算峽公式載流扒導(dǎo)體付和電超氣設(shè)艙備承沈受短岔路電帽流作款用時勵滿足紙力穩(wěn)敲定的孝條件欲是20稀23抱/7錘/1第六打節(jié)電氣軟設(shè)備閱的選望擇及塑校驗一、欠選擇學(xué)校驗幟項目赤及條雄件電氣厘設(shè)備召的選莊擇，拔必須照滿足爭供電男系統(tǒng)內(nèi)正常伶工作皺條件墳下和淋短路竿故障專條件擔(dān)下工局作要乞求，猴同時哪電氣柔設(shè)備泥應(yīng)工諷作安閘全可切靠，嚷運行訓(xùn)維護興方便素，投姥資經(jīng)充濟合掙理。1.按正灘常工洽作條膝件選慚擇按正違常工桑作條籠件選起擇，盟就是辜要考罰慮電練氣設(shè)旅備的脆環(huán)境宅條件淺和電倒氣要垂求。環(huán)境決條件迅是指筍電氣惡設(shè)備谷的使激用場隔所、烏環(huán)境圍溫度矮，海征拔高泥度以費及有壇無防也塵、殃防腐聽、防豪火、謀防爆膛等要罷求，宮據(jù)此壩選擇亮電氣巴設(shè)備猛結(jié)構(gòu)怨類型巾。電氣晚要求付是指倦電氣街設(shè)備獨在電種壓、攻電流宗頻率燦等方汁面的客要求敢，即封所選胳電氣仇設(shè)備桂的額夏定電鄭壓應(yīng)嗓不低果于所捕在線猜路的組額定灶電壓悼、電前氣設(shè)鄙備的狡額定懶電流虧應(yīng)不無小于稀該回晴路在馬各種決合理鼻運行逆方式閃下的匆最大艱持續(xù)掠工作吐電流漲；即20澡23崖/7側(cè)/1續(xù)上塞頁對一喉些開配斷電吵流的富電器概，如欄熔斷設(shè)器、涼斷路培器和甜負荷爽開關(guān)疑等，鵝則還撤有斷蓄流能膚力的悄要求有，即貓最大指開斷叛電流諷應(yīng)不扒小于譯它可我能開岡斷的痛最大發(fā)電流較。1）臉對斷曾路器坡，其秤最大西開斷務(wù)電流踐應(yīng)不信小于串它可碧能開子斷的他線路眾最大基短路挽電流默。即2）怒對負獎荷開輔關(guān)，勝其最鵲大開詳斷電劣流應(yīng)斗不小頭于它間可能斥開斷牧的線累路最撈大負注荷電抬流。現(xiàn)即3）撞對熔銳斷器，其最菜大開夾斷電骨流應(yīng)秘不小可于它煤可能漫開斷盜的線勒路最侵大短耕路電潛流。唉即（對非限流型熔斷器）（對限流型熔斷器）20物23虹/7辟/1續(xù)上車頁按短卵路故倘障條霜件校摧驗，姨就是宋要按即最大治可能括的短肯路故緒障時屬的力煤穩(wěn)定風(fēng)性和塘熱穩(wěn)號定性規(guī)進行酸校驗并。2.按短家路故隸障條雅件?？垓瀸τ谂K一般妖電器，滿矩足力舒穩(wěn)定蘭的條要件是照：電器千的額繞定峰惰值耐粱受電運流對于小一般曬電器，滿寫足熱愧穩(wěn)定血的條梳件是浙：電器貌的額定妖短時池耐受堤電流濾有效寺值對于載流乳導(dǎo)體立，滿靜足熱芝穩(wěn)定淘的條堡件是透：導(dǎo)體貍的熱騙穩(wěn)定熔系數(shù)20蛙23妨/7破/1二、這高壓撇斷路安器的井選擇應(yīng)與校言驗高壓舉斷路得器的慶選擇立與校繳驗，笑主要紛是按麗環(huán)境坡條件調(diào)選擇闊結(jié)構(gòu)酬類型暈，按嚇正常榜工作序條件腎選擇婦額定燒電壓蹦、額盜定電誓流并貿(mào)校驗秀開斷示能力涉，按略短路龍故障誓條件劫校驗詠動穩(wěn)腫定性財和熱撤穩(wěn)定著性，字并同亡時選釀?chuàng)衿涑醪賱訉挋C構(gòu)促和操林作電腎源。例4鉤-1封試剪選擇膨某1疊0KV高壓講配電脾所進序線側(cè)右的高究壓戶悼內(nèi)真莊空斷費路器慢的型醫(yī)號規(guī)更格。飽已知紋該進捷線的滑計算都電流哀為2輪95A，配電窯所母核線的續(xù)三相榮短路柔電流楊周期系分量勒有效者值為3.2k直A滴，繼電墊保護刑的動械作時易間為奮1.蝦1s。解：撤初步選選VS臘1-雞12申/6獄30剛-1光6型進歡行校淋驗，打如表徒所示果，所釋選正墊確。

序號安裝地點的電氣條件VS1-12/630-16型斷路器項

目數(shù)

據(jù)項

目數(shù)

據(jù)結(jié)

論1UN10kVUN.QF12kV合格2Ic295AIN.QF630A合格33.2kAIoc16kA合格42.55×3.2kA=8.16kAiet40kA合格5(3.2kA)2×(1.1+0.2)s=13.3kA2·s(16kA)2×4s=1024kA2·s合格20醋23圈/7驅(qū)/1三、揚高壓介熔斷踢器的舉選擇丸與校健驗高壓袋熔斷缺器的裳選擇吹與校高驗，鉗主要析是按哪環(huán)境繪條件腫選擇塘結(jié)構(gòu)戚類型隆，按剖正常琴工作懂條件繪選擇漸額定萄電壓某、額卡定電羞流并奔校驗接開斷購能力宴。高壓鍵熔斷嬌器的羽額定勵電流茂應(yīng)不辣小于龜它所委安裝繡的熔畝體電愿流?？腿垠w檔電流渠的選柴擇應(yīng)岸滿足傍下列傾條件剩：1）管保護菊高壓減線路種的熔彩斷器南的熔基體電慎流應(yīng)華大于死線路樓的計潛算電涌流，酒一般免取線禮路計板算電掏流的乳1.住1～位1.聯(lián)3倍恥。2）躍保護考電力忌變壓汁器的娘熔斷就器的梁熔體問電流稀，考題慮到武變壓炊器的晉正常賢過負息荷電騙流、缺勵磁犯涌流嘩（即治空載云合閘渾電流墳）及活低壓爬側(cè)電邪動機追自起擾動引春起的饅尖峰神電流窩等因拒素，跌一般艦取一疲次側(cè)永額定費電流上的1岔.5申～2莖倍。3）保悼護電本壓互羨感器藏的熔欲斷器即的熔蛋體電呀流，箭因互屆感器滲二次吳側(cè)負妖荷很富小，握一般物取為殺0.療5A。20恒23曾