短路电流计算

短路电流计算短路电流计算 第一节第一节概概述述 一、电力系统或电气设备的短路故障原因一、电力系统或电气设备的短路故障原因 （1）自然方面的原因。如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破 坏等等，造成单相接地短路和相间短路。 （2）人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电 气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。 （3）设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地 短路和相间短路。 二、短路种类二、短路种类 1.单相接地短路 电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的 75以上。 对大电流接 地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。 对中性点经小电阻或中阻接地系统， 继电保护 应瞬时或延时切断单相接地短路。 对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时， 继 电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。 对中性点经消弧线圈接地或不接地系统， 单相接 地电流不超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。 2.两相接地短路 两相接地短路一般不超过全部短路的 10。大电流接地系统中，两相接地短路大部分 发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。 中性点非直接接地的系统中， 常见是 发生一点接地，而后其他两相对地电压升高， 在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地， 此 两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。 3.两相及三相短路 两相及三相短路不超过全部短路的 10。这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两 相及三相短路。 4.断相或断相接地 线路断相一般伴随相接地。而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动 造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相， 或三相熔断器熔断一相的两相运行， 两相运行 一般不允许长期存在，应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。 5.绕组匝间短路 这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中，虽然占全 部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。 例如，变压器绕组匝间短路占变压器全部 短路的比例相当大，这种短路能严重损坏设备，要求继电保护迅速切除这种短路。 6.转换性故障和重叠性故障 发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种 故障，或发生两种及两种以上的故障（称之复故障） ，这种故障不超过全部故障的5。 第二节第二节对称短路电流计算对称短路电流计算 一、阻抗归算一、阻抗归算 为方便和简化科计算，通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件的阻抗归算至同 一基准容量Sbs（一般取 100MVA 或 1000MVA 基准容量）和基准电压Ubs（一般取电网的平均 额定电压Ubv）时的基准标么阻抗（以下不作单独说明，简称标么阻抗） ；归算至额定容量 的标么阻抗称相对阻抗。 （一）标么阻抗的归算 1.发电机等旋转电机阻抗的归算 发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗对值，其标么可按下式计算 X G  X G S bs （1-1） S GN 式中 X G 发电机在基准条件下电抗的标么值； X G 发电机额定条件电抗的标对值； X G 基准容量（MVA） ； S GN 发电机的额定容量（MVA） ； 于是有   X G X G S bs S GN 发电机额定条件下次暂态电抗的相对值。 式中 X d 当基准容量Sbs为 100MVA 时，则 X G  X G 2.变压器阻抗的归算 计算式为 X T     S bs 100  X G  （1-2） S GN S GN u k S bs （1-3） 100S TN 式中 X T 变压器基准条件下电抗的标么值； u k 变压器基准条件下短路电压的百分值； S TN 变压器的额定容量（MVA） 。 3.电抗器阻抗的归算 计算式为 X T  SX L U LN I bs X L U LNbs （1-4） 2100U bs L LN 1003L LN U bs 式中X T 电抗器在额定条件下电抗的百分值； U LN 、I LN 分别为电抗器的额定电压（KV） 、额定电流（KA） ； 式中其他符号含义同前。 4.线路阻抗的归算 计算式为 S bs S bs   Z  L 22  U bs U av SS bs  R RZ L bs R  L 22  U bs U av  （1-5） SS  bs  X L  X bs X  22U bs U av  Z L  R L  jX L   Z L  R L  jX L  Z L  Z L  式中 R L 、X L 、Z L 分别为线路的电阻分量、电抗分量和阻抗的有名值（） ； U av 线路的平均额定电压（KV） 。 式中其他符号含义同前。 5.三绕组变压器等效阻抗的归算 三绕组变压器电路如图 1-1 所示。 图中 1 X 1 X 12  X 13  X 23  2  1 6）X 2 X 12  X 23  X 13 （1- 2  1 X 3 X 13  X 23  X 12  2  式中 X 1 、X 2 、X 3 三绕组变压 器三侧（高、中、低）归算后的等效 电抗； 1 1 X 1 X 12 X 13 2 X 23 X 2 2 3 a 图1-1三绕组变压器电路图 a三绕组变压器原理电路图 b三绕组变压器的等效电路图 X 12 、X 13 、X 23 三绕组变 压器三侧 1-2、1-3、2-3 之间的电抗； 6.分裂绕组变压器等效阻抗的归算 低压侧有两个分裂绕组变压器电路如图1-2 所示。 图 1-2 中 K f 1 X 1  X 12 1  X 12 X 224 4    11 X 2  X 2 K f X 12 X 22  22（1-7）  X 12 X 12   1 K f /4   K f  X 22 / X 12  式中 X 1 双绕组变压器高压侧等效电抗； X 12 高压绕组与总低压绕组间的穿越电抗； X 2 、X 3 双绕组变压器高压侧分裂绕组等效电抗； X 22分裂组间的分裂电抗； X 12 高压绕组与一个低压绕组间的半穿越电抗； K f 分裂系数（分裂绕组间的分裂电抗与穿越电抗之比值） 。 （二）阻抗有名值的计算 11 1 X G1 X G2 X G3 K 1 X 1 2 3 X 12 X 2 X 22 X  K X 2 n 2 2 b X Gn ab 2 a 2 图1-2低压侧有两个分裂绕组变压器电路图 a低压侧有两个分裂绕组变压器的原理电路图； b低压侧有两个分裂绕组变压器的等效电路图 图1-3多