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短路电流计算简编 瓦屋山民 短路电流计算简编目录 引言 第一节 基本概念 一、什么是短路？短路的种类 二、发生短路时电力系统工作状态的变化 第二节 无限大电源供电系统短路的过程 一、突然短路情况下短路电流的过渡过程 二、产生最大短路电流的条件 三、冲击电流和冲击系数 四、短路电流最大有效值Ich 第三节 标幺值和元件阻抗的换算 一、标幺值的换算 二、电力系统各元件的电抗 三、将元件电抗化为同一基准下的标幺值 四、网络的归并简化 第四节 无限大电源供电系统三相短路电流的实用计算 一、一般概念 二、计算短路电流的目的 三、计算短路电流的程序 四、两相短路电流的估算 五、残余电压 六、短路功率 第五节 发电机供电电路内的三相短路 第六节 利用运算曲线计算三相短路电流的周期分量 一、运算曲线的概念 二、运算曲线的绘制 三、运算曲线的特点及使用注意事项 四、用运算曲线法计算短路电流的步骤 五、直连电抗与分布系数 第七节 对称分量法在不对称短路计算中的应用 一、对称分量法的基本关系式 二、对称分量的一些基本性质 三、各序网络图 四、计算不对称故障的步骤 第八节 不对称短路时短路点的电流和电压 一、两相短路 二、单相短路 三、两相接地短路 四、短路电流综合表达式 第九节 不对称短路时短路电流的计算 一、次暂态短路电流和冲击电流的计算 二、用运算曲线法计算不对称短路 三、不对称短路电流和电压的分布 四、电流和电压的对称分量经变压器的变换 五、不对称短路时残压的计算方法 短路电流计算 引言 1、为什么要学习短路电流计算？ 为了预防短路的发生，以及限制它的破坏作用。 在工程上，用于五个方面：（1）电力系统的规划设计；（2）发电厂、电力网、变电站及输电线路设计时的方案比较，电气设备及导体的选择；（3）继电保护、自动装置的设计和整定；（4）电气设备本身的设计；（5）事故分析。 2、本课的要求：（1）熟悉短路故障的基本概念；（2）熟悉分析与计算短路故障的基本方法。 3、本课与其它课程的关系：电工数学、电路、电机学→短路计算→电气设备、电力系统、继电保护及自动装置。 第一节 基本概念 要点：（1）短路的定义；（2）短路的种类；（3）短路出现的现象与危害。 一、什么是短路？短路的种类 除正常工作情况之外的相与相及相与地（或中线）的连接称为短路。 短路的种类：三相短路（d(3)）—三根相线在同一个地方短路；两相短路（d(2)）—三根相线中任二根短接；两相接地短路（d(1,1)）；单相接地短路（d(1)）。三相短路为对称短路，其余为不对称短路。 三相短路危害最大，研究了它也便于研究其它短路故障（对称分量法），故重点研究。 表1-1 短路类别表 类别 示意图 相量图 符号 百分率(%) 对称短路 三相短路 d(3) 5 不对称短路 两相短路 d(2) 10~15 单相接地短路 d(1) 65~70 两相接地短路 d(1,1) 10~20 二、发生短路时电力系统工作状态的变化 （1）电流增大，可达最大工作电流的15倍；（2）电流波形改变，可能出现危险的峰值；（3）电压下降；（4）转矩平衡破坏；（5）系统对称性破坏。 第二节 无限大电源供电系统短路的过程 要点：（1）短路电流中含有哪几种分量？它们各有什么性质？（2）可能出现最大短路电流是怎样的电流？ 电压和频率始终保持不变的电源称为无限大电源，表示如图1。在实际工程计算中的无限大电源：（1）配电变压器高压侧；（2）系统阻抗不超过短路回路阻抗的5%~10%。如图2所示，x1为系统阻抗，x2为短路支路阻抗，当x1/( x1 +x2)×100%≯5~10%时，即可视为无限大电源。 图1 无限大电源图示 图2 实际工程中的电源 一、突然短路情况下短路电流的过渡过程 无限大电源电压表达式 化三相为一相。短路前电路的总阻抗 短路后 短路前电路电流 式中 短路后的稳态电流 式中—稳态电流的周期分量， 电路中电流怎样从i变到id∞的？它不会在短路瞬间完成。因为有电感L存在，L中储存的能量Δi时，能量变化ΔW=L(Δi)2/2ΔW/t，当t→0时，P∞，因而要在t=0的时间内完成Δi的变化是不可能的。 为了研究过渡过程，写出电路的微分方程 解方程求id。id=稳态解+齐次解。 稳态解 齐次解即的解： →→→→→ id = idz + idfz 式中idz—短路电流周期分量； idfz—短路电流非周期分量。 确定积分常数A：短路瞬间电流等于短路前一瞬间电流。 短路前 短路前瞬间，t=0， 短路后瞬间，t=0， ∵i0-=i0+，∴ 物理意义： （1）短路电流由两个电流分量组成：周期分量和非周期分量。