短路计算电流.docx

4.1短路电流的计算
4.1.1短路计算的方法
进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算出电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（又称有名单位制法，因其短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名）和标幺制法（又称相对单位制法，因其短路计算中的有关物理量采用标幺值即相对单位而得名）。
4.1.2本设计采用标幺制法进行短路计算
1．标幺制法计算步骤和方法
(1)绘计算电路图，选择短路计算点。计算电路图上应将短路计算中需计入的所以电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件依次编号。
(2)设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流。一般设=100MVA，设=（短路计算电压）。短路基准电流按下式计算：
(4-1)
(3)计算短路回路中各主要元件的阻抗标幺值。一般只计算电抗。
电力系统的电抗标幺值
(4-2)
式中——电力系统出口断路器的断流容量（单位为MVA）。
电力线路的电抗标幺值
(4-3)
式中——线路所在电网的短路计算电压（单位为kV）。
电力变压器的电抗标幺值
(4-4)

式中——变压器的短路电压（阻抗电压）百分值；
——变压器的额定容量（单位为kVA,计算时化为与同单位）。
(4)绘短路回路等效电路，并计算总阻抗。用标幺制法进行短路计算时，无论有几个短路计算点，其短路等效电路只有一个。
(5)计算短路电流。分别对短路计算点计算其各种短路电流：三相短路电流周期分量、短路次暂态短路电流、短路稳态电流、短路冲击电流及短路后第一个周期的短路全电流有效值（又称短路冲击电流有效值）。
(4-5)
在无限大容量系统中，存在下列关系：
==(4-6)
高压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算：
=2.55(4-7)
=1.51(4-8)
低压电路的短路冲击电流及其有效值按下列公式近似计算：
=1.84(4-9)
=1.09(4-10)
(6)计算短路容量
(4-11)

图4-1并列运行时短路计算电路
2.两台变压器并列运行时
(1)根据原始资料及所设计方案，绘制计算电路，选择短路计算点，如图4-1所示。
(2)确定短路计算基准值
设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流,设=100MVA，=，即高压侧=10.5kV,低压侧=0.4kV,则
(4-12)
(4-13)
(3)计算短路电路中各元件的电抗标幺值
1）电力系统的电抗标幺值
(4-14)
式中——电力系统出口断路器的断流容量
2）架空线路的电抗标幺值，查得LGJ-150的单位电抗，而线路长8km,故
(4-15)
3）电力变压器的电抗标幺值，查附录表5-1得S9-800的短路电压=4.5，故
(4-16)
(4-17)
(4)绘制等效电路图，如图4-2所示：

图4-2并列运行时短路等效电路图
(5)求k1点（10.5kV侧）的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总阻抗标幺值
(4-18)
2）三相短路电流周期分量有效值
(4-19)
3）三相短路次暂态电流和稳态电流
===1.96kA(4-20)
4）三相短路冲击电流
=2.55=2.55×1.96kA=5.0kA(4-21)
5）第一个周期短路全电流有效值
=1.51=1.51×1.96kA=2.96kA(4-22)
6）三相短路容量
(4-23)
（6）求k2点（0.4kV侧）的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总阻抗标幺值
(4-24)
2）三相短路电流周期分量有效值
(4-25)
3）三相短路次暂态电流和稳态电流
===25.7kA(4-26)
4）三相短路冲击电流
=1.84=1.84×25.7kA=47.29kA(4-27)
5）第一个周期短路全电流有效值
=1.09=1.09×25.7kA=28.01kA(4-28)
6）三相短路容量
(4-29)
3.两台变压器分裂运行时
(1)绘制计算电路，选择短路计算点，如图4-3所示。

图4-3分裂运行时短路计算电路
(2)基准值和短抗标幺值同并列运行时所算各值。
(3)绘制等效电路图，如图4-4所示：

图4-4分裂运行时短路等效电路图
(4)k1点的短路计算值同并列运行时k1点的计算值。
(5)k